يقع فندق Acros Fukuoka في مدينة فوكوكا باليابان ، ويضم أحد أكثر الأسطح الخضراء شهرة في العالم. يعمل مختبر GRIT في جامعة تورنتو على جلب أسطح خضراء إلى المدينة وخارجها من أجل مكافحة تغير المناخ. (صراع الأسهم)

كان 2017 في فصلي الربيع والصيف من أكثر المناطق رطوبة في شرق أمريكا الشمالية. وشاهد العالم هيوستن ، حيث تسبب إعصار هارفي فيضانات مدمرة.

كميات الأمطار في الربيع السجلات المحطمة في أماكن مثل تورونتو ، حيث سقط 44.6 ملليمتر من المطر في ساعات 24. تسببت الأمطار الغزيرة في وقت سابق من ذلك الربيع في تدفق البنية التحتية لمياه العواصف في أكبر مدينة في كندا ، مما أدى إلى فيضان شوارع وسط المدينة المزدحمة.

أدى التوسع العمراني في العديد من مدن أمريكا الشمالية إلى فقدان سريع للأسطح القابلة للنفاذ حيث يمكن تصريف المياه بحرية. إلى جانب النمو السكاني الأساسي في وسط المدينة في مدن مثل تورونتو ، فإن هذا يعني أن أنظمة مياه المجاري والصرف الصحي الموجودة يجب أن تدير كميات أكبر من المياه مقارنة بالعقود السابقة.

وعلاوة على ذلك، ارتبطت الزيادات في درجات الحرارة العالمية بارتفاع الظواهر الجوية القاسية في جميع أنحاء العالموهو اتجاه قد يزداد سوءًا إذا لم يتم السيطرة على ظاهرة الاحتباس الحراري.

العديد من المدن هي غير مجهزة للتعامل مع هذه الكميات غير المسبوقة من الأمطار بسبب عدم كفاية البنية التحتية لمياه العواصف التي عفا عليها الزمن.

يتجول سائق شاحنة في مياه الفيضان بعد تثبيت سيارة على طريق دون فالي باركواي في تورنتو بعد عاصفة مطيرة كبرى في يوليو 2013. الصحافة الكندية / فرانك جان

يتم الجمع بين 23 في المائة من المجاري في وسط مدينة تورنتو، مما يعني أن مياه المدينة العادمة ومياه الصرف تتدفق معًا داخل أنبوب واحد إلى محطة معالجة المياه. في فترات هطول الأمطار الغزيرة ، يمكن أن تصل كمية مياه الأمطار في المجاري إلى السعة وتتدفق إلى شوارع تورونتو وفي بحيرتها والأنهار.

وهذا يعني لمنع الفيضانات في مناطق وسط المدينة ، يتم تحرير مياه الصرف الصحي - دون معالجة - في المسطحات المائية التي تسمح للسباحة وغيرها من الألعاب الرياضية الترفيهية.

بدافع كميات الأمطار في الارتفاع على مستوى العالم، إنه وقت حاسم لدراسة كيف يمكن للمدن تعديل البنية التحتية الحالية للمباني للتخفيف من أضرار الفيضانات والتعامل مع مياه الأمطار بطريقة أكثر استدامة.

تقنيات البنية التحتية الخضراء ، مثل الأرصفة القابلة للنفاذ ، bioswales، ينصح الآن بصهاريج وأسطح خضراء لمواجهة الأحداث المناخية القاسية.

الأسطح الخضراء لإدارة مياه الأمطار

الأسطح الخضراء هي بنية تحتية خضراء (GI) خيار يمكن تطبيقه تقريبًا على أي حمولة تحمل وزنًا على السطح. تمتد فوائد الأسطح الخضراء إلى أبعد من جاذبيتها الجمالية الواضحة.

دراسة أجراها المهندس المدني بجامعة تورونتو جيني هيل والباحثون المشاركون في مختبر اختبار السقف الأخضر بالمدرسة (معمل جريتأظهر أن الأسطح الخضراء لديها القدرة على التقاط ما معدله 70 في المائة من الأمطار خلال فترة زمنية معينة ، مما يخفف من أنظمة مياه الأمطار الجوفية ويطلق مياه الأمطار مرة أخرى في الغلاف الجوي.

درست الدراسة أربعة متغيرات لتصميم الأسطح الخضراء تمثل ممارسات الصناعة الأكثر شيوعًا: نوع الزراعة (العصارة أو الأعشاب ونباتات الإزهار العشبية) ، بديل التربة (السماد المعدني ، الخشب) ، عمق الزراعة (10 cm أو 15 cm) والجدول الزمني للري ( لا شيء ، يوميًا أو نشطًا في المستشعر) ، وكيف أثرت هذه العوامل الأربعة على التقاط المياه.

تبين أن جدول الري كان له أكبر الأثر ، حيث زادت سعة الاستبقاء من 50 في المائة مع الري اليومي إلى 70 في المائة مع تنشيط المستشعر أو عدم الري. بمعنى آخر ، فإن الأسطح التي لم يتم تسقيها ، أو تسقى فقط عندما تصل تربتها إلى مستوى رطوبة محدد مسبقًا ، لديها قدرة أكبر على امتصاص مياه الأمطار.

علاوة على ذلك ، حسبت الدراسة معامل جريان الذروة الجديد - قيمة ثابتة تستخدم لحساب قدرة السقف الأخضر على الاحتفاظ بالمياه - بالنسبة للأسطح الخضراء لتكون حول 0.1-0.15 ، و 85 إلى 90 في المائة تخفيض مقارنة بسطح غير قابل للنفاذ.

يستخدم المصممون والمهندسون بشكل روتيني رقم 0.5 (تقليل 50 في المائة) لتقييم أداء السقف الأخضر. هذا التناقض بين الممارسة الصناعية والنتائج الإقليمية القائمة على الأدلة يبرز الحاجة إلى مزيد من البحث.

عصاري على السطح ونباتات مزهرة على السطح الأخضر لمختبر GRIT. GRIT Lab جامعة تورنتو

البديل الثاني الأكثر أهمية للاحتفاظ بمياه العواصف هو بديل التربة. تستند مواد زراعة الأسقف الخضراء الأكثر استخدامًا على نطاق واسع إلى إرشادات من جمعية بحوث وتنمية المناظر الطبيعية الألمانية (FLL).

أوصى FLL بمجموع المعادن لأنه يُعتقد أنه يدوم طويلاً وأكثر صلابة من بدائل التربة البيولوجية. ولكن هذه التوصية قد تم الطعن فيها البحث اليوم.

قامت هيل وفريقها بمقارنة مادة زراعة المعادن بسماد الخشب. تفوقت السماد على المعدن بنسبة 10 في المائة (70 في المائة مقابل 60 في المائة تم الاحتفاظ بهطول الأمطار) في الأسرة دون الري ، وكان الحد الأدنى من الضغط أو الانهيار بمرور الوقت.

وأظهرت النتيجة الرئيسية الأخرى في دراسة هيل أنه عندما تكون رطبة بالفعل ، إما من الري أو المطر ، فإن مادة الزراعة لها أكبر تأثير على احتباس الماء. تفوقت السماد على بديل التربة المعدنية بما يصل إلى ثلاثة أضعاف عند تشبعه بالكامل (تم الاحتفاظ 83 في المائة من الأمطار مقابل 29 في المائة).

السماد البديل أفضل التربة

هذا يعني أن الكومبوست لم يكن أداءه أفضل في كل موسم فحسب ، بل كان أداؤه أفضل بكثير في مواسم الأمطار وخلال العواصف المتعاقبة.

عمق الزراعة (سم 10 مقابل سم 15) وعائلة النبات (العصارة مقابل العشب والنباتات العشبية المزهرةتم إظهار أن كلاهما كان له تأثير ضئيل على احتباس مياه الأمطار مقارنة بجدول مواد الزراعة والري.

وهكذا دون المساس بإدارة مياه العواصف ، يمكن أن يلبي اختيار النباتات الأهداف الجمالية والمعايير البيئية مثل التنوع البيولوجي وموائل الأنواع.

نحلة تحوم حول نبات مزهر في حديقة UIT T في GRIT Lab على السطح. U of T GRIT Lab

أحد القيود على بناء السقف الأخضر هو رفع الأثقال ، خاصة في المباني التي لم يتم بناؤها في الأصل لاستيعاب وزن السقف الأخضر المشبع. وبالتالي ، فإن عمق زراعة 10 سنتيمتر بدلاً من 15 قد يعني المزيد من الأسطح يمكن أن تكون مؤهلة لإعادة التعديل التحديثي.

ومع ذلك ، على الرغم من أن لوحة النباتات ذات التنوع البيولوجي بما في ذلك الأعشاب والنباتات العشبية ستكون خيارًا أكثر ثراءً من الناحية الجمالية والإيكولوجية ، إلا أن هذه النباتات تحتاج إلى الري من أجل البقاء في مدن مثل تورونتو. نظرًا لأن للري تأثيرًا سلبيًا على الاحتفاظ بمياه العواصف ، يمكن لمصممي الأسطح الخضراء النظر في النباتات النضرة المقاومة للجفاف مثل الأزهار الجميلة.

ومع ذلك ، عندما تزرع النباتات العشبية في السماد العضوي بدلاً من مواد زراعة المعادن ، يمكن منع انخفاض القدرة على الاحتفاظ بمياه العواصف.

يمكن للري عند الطلب الذي يتم تنشيطه بواسطة مستشعر رطوبة التربة أن يوازن بين إدارة المياه وتوافر المياه لنمو النبات. علاوة على ذلك ، يزن السماد أقل بكثير من مواد زراعة المعادن ، مما يفتح المزيد من إمكانات التعديل التحديثي.

وهكذا فإن بحث هيل وفريقها حول أربعة متغيرات مميزة للسقف الأخضر يسمح لنا بفهم فوائد وقيود كل منها ، وكيف يمكن دمجها.

الأسطح الخضراء: بنية تحتية خضراء مثالية

في رأينا كباحثين في GRIT Lab ، الأسطح الخضراء هي البنية التحتية الخضراء الحضرية المثلى نظرًا لتعدد وظائفها: يمكن إعادة تركيبها على المباني الحالية ، فهي توفر مساحة متعددة التنوع البيولوجي الحياة البرية في المناطق الحضرية ويمكن أن يكون إثراء مساحات عامة لسكان المدينة للاستمتاع. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تجعل الأسطح الخضراء أماكن غير مضيافة في السابق ممتعة ، وتوفر مساحة خارجية جديدة للعاملين في المكاتب.

فراشة ترفرف حول الزهور على سطح GRIT Lab الأخضر. U of T GRIT Lab

هذه النتائج الأخيرة تظهر بوضوح إمكانات الأسطح الخضراء. لكن الدراسات العلمية الشاملة على الأسطح الخضراء ، كتلك التي أجريت في مختبر GRIT ، ضرورية من أجل تحديد أفضل تكوين للسطح الأخضر للحصول على أفضل أداء.

على سبيل المثال ، على الرغم من أن نوع الزراعة لم يكن له تأثير يذكر على احتباس مياه الأمطار ، إلا أن المزيج العشبي للنباتات الأصلية كان أكثر جذابة للنحل الأم ويمكن القول أن أكثر جاذبية. هذه المعلومات مهمة على الرغم من أن العصارة هي معيار الصناعة ، فإن زراعة العصارة فقط على الأسطح يمكن أن يكون له تأثير سلبي على البيئة الحضرية في مختلف المناطق.

متغير إضافي في الاعتبار عند تصميم السقف الأخضر هو موقعه. الباحث المختبر GRIT سكوت MacIvor والباحثين المشاركين وجدت أن ارتفاع المبنى مهم: هناك عدد أقل بكثير من خلايا النحل عندما تكون الأسطح الخضراء مرتفعة للغاية ، وبالتالي فإن تصميم سقف يهدف إلى مساعدة النحل أعلى من ثمانية طوابق سيكون عديم الجدوى.

نظرًا لأن أحداث العواصف أصبحت أكثر تكرارا وشدة بالنسبة للبلديات ، فإن المدن ذات البنية التحتية المتقادمة لمياه العواصف تكافح لإيجاد طرق للتخفيف من التأثير. يمكن أن تكون الأسطح الخضراء جزءًا من هذا الحل ، ولكن لا يتم إنشاء جميع الأسطح الخضراء على قدم المساواة. البحث والمعرفة المناسبة أمر ضروري.

عن المؤلفين

كاثرين هاول ، مساعد باحث ، مختبر جريت ، جامعة تورنتو. جنيفر دريك ، أستاذ مساعد في الهندسة المدنية ، جامعة تورنتووليات مارغوليس ، أستاذ مشارك في هندسة المناظر الطبيعية ، جامعة تورنتو

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

تمويل التكيف مع المناخ والاستثمار في كاليفورنيا

جيسي كينان
يُعد هذا الكتاب بمثابة دليل للحكومات المحلية والمؤسسات الخاصة لأنها تتنقل في المياه غير المقيدة للاستثمار في التكيف مع تغير المناخ ومرونته. لا يعمل هذا الكتاب فقط كدليل مرجعي لتحديد مصادر التمويل المحتملة ولكن أيضًا كخارطة طريق لإدارة الأصول وعمليات التمويل العام. ويسلط الضوء على أوجه التآزر العملية بين آليات التمويل ، وكذلك النزاعات التي قد تنشأ بين المصالح والاستراتيجيات المختلفة. بينما ينصب التركيز الرئيسي لهذا العمل على ولاية كاليفورنيا ، يقدم هذا الكتاب رؤى أوسع لكيفية قيام الولايات والحكومات المحلية والمؤسسات الخاصة باتخاذ هذه الخطوات الأولى الحاسمة في الاستثمار في التكيف الجماعي للمجتمع مع تغير المناخ. متاح في أمازون

الحلول المعتمدة على الطبيعة للتكيف مع تغير المناخ في المناطق الحضرية: الروابط بين العلوم والسياسة والممارسة

نادية كابيش ، هورست كورن ، جوتا ستادلر ، أليتا بون
يجمع هذا الكتاب المفتوح الوصول بين نتائج الأبحاث والخبرات من العلوم والسياسات والممارسات لإبراز ومناقشة أهمية الحلول القائمة على الطبيعة للتكيف مع تغير المناخ في المناطق الحضرية. يتم التركيز على إمكانات النهج القائمة على الطبيعة لخلق منافع متعددة للمجتمع.

تقدم مساهمات الخبراء توصيات لإنشاء أوجه التآزر بين عمليات السياسات الجارية والبرامج العلمية والتنفيذ العملي لتغير المناخ وتدابير الحفاظ على الطبيعة في المناطق الحضرية العالمية. متاح في أمازون

مقاربة نقدية للتكيف مع تغير المناخ: الخطابات والسياسات والممارسات

بقلم سيلجا كليب ، ليبرتاد شافيز رودريغيز
يجمع هذا الحجم المحرر الأبحاث الحاسمة حول الخطابات والسياسات والممارسات المتعلقة بالتكيف مع تغير المناخ من منظور متعدد التخصصات. واستنادا إلى أمثلة من دول من بينها كولومبيا والمكسيك وكندا وألمانيا وروسيا وتنزانيا وإندونيسيا وجزر المحيط الهادئ، وفصول تصف كيف يتم تفسير تدابير التكيف، حولت، وتنفيذها على المستوى الشعبي وكيف يمكن لهذه التدابير تغيير أو التدخل في علاقات القوة والتعددية القانونية والمعرفة المحلية (الإيكولوجية). بشكل عام ، يتحدى الكتاب وجهات نظر ثابتة للتكيف مع تغير المناخ من خلال مراعاة قضايا التنوع الثقافي ، والجدوى البيئية وحقوق الإنسان ، وكذلك النهج النسوي أو التقاطعي. يسمح هذا النهج المبتكر بتحليل التكوينات الجديدة للمعرفة والقوة التي تتطور باسم التكيف مع تغير المناخ. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.