Poiché il cambiamento climatico amplifica le inondazioni urbane, ecco come le comunità possono diventare "città spugna"

"Quando piove, diluvia" una volta era una metafora delle cose brutte che accadono nei gruppi.Ora sta diventando una constatazione di fatto riguardo alle precipitazioni in un clima che cambia.

Negli Stati Uniti continentali, intensi eventi di precipitazione di un giorno stanno diventando sempre più frequenti, alimentato dall'aria calda che può trattenere livelli crescenti di umidità.Più recentemente, le aree a nord di Houston hanno ricevuto da 12 a 20 pollici (da 30 a 50 centimetri) di pioggia in diversi giorni all’inizio di maggio 2024, portando a Strade allagate ed evacuazioni.

All'inizio dell'anno, San Diego ha ricevuto 2,72 pollici (7 centimetri) di pioggia il gennaio22 che ha danneggiato quasi 600 case e sfollate circa 1.200 persone.Due settimane dopo, un fiume atmosferico si è riversato Da 5 a 10 pollici (da 12 a 25 centimetri) di pioggia su Los Angeles, causando diffuse frane di fango e lasciando più di un milione di persone senza elettricità.

Eventi come questi hanno suscitato interesse per le cosiddette città spugna, un approccio globale alla mitigazione delle inondazioni urbane che utilizza progetti paesaggistici e di drenaggio innovativi per ridurre e rallentare il deflusso, consentendo al tempo stesso ad alcune parti della città di allagarsi in modo sicuro durante condizioni meteorologiche estreme.Le tecniche delle Sponge City differiscono da altri approcci di gestione delle acque piovane perché sono adattate a tempeste molto più grandi e devono essere applicate su quasi tutte le superfici urbane.

Sono un ingegnere delle risorse idriche che studi E disegni strategie per la gestione sostenibile delle acque piovane urbane.In risposta ai recenti episodi di inondazioni, alcuni Stati Unitile città stanno cominciando a compiere passi avanti verso l’integrazione del concetto di “città spugna” nei loro piani di gestione delle acque piovane, ma la maggior parte di questi progetti sono ancora progetti pilota.Se si vuole che questo concetto si evolva nel nuovo standard per la progettazione urbana, i funzionari e gli sviluppatori della città dovranno trovare modi per ampliare e accelerare questo lavoro.

Il problema delle acque piovane

Per più di un secolo dopo l'U.S.le città iniziarono a installare sistemi fognari centralizzati a metà del 1800, i tubi trasportavano l’acqua piovana – pioggia o neve sciolta che scappa dalle strade e dagli edifici – ai fiumi o ai porti vicini.Questo approccio ha ridotto le inondazioni locali, ma ha inquinato le acque adiacenti e ha esacerbato i rischi di inondazioni più a valle.

Il 1972 Legge sull'acqua pulita è stato progettato per rendere le acque della nazione pescabili e balneabili entro il 1983, ma non è riuscito a raggiungere tale obiettivo.Uno dei motivi principali è che la legge inizialmente si concentrava solo sulla riduzione sorgenti puntiformi – scarichi inquinanti provenienti da una fonte identificabile, come una tubazione che scarica rifiuti umani o industriali.

Alla fine degli anni ’80, il Congresso ha modificato la legge per affrontare il problema fonti di inquinamento idrico non puntuali o diffuse, comprese le acque piovane.Gli ingegneri iniziarono a progettare sistemi per catturare i sedimenti nel “primo flusso” del deflusso, poiché si credeva che inquinanti nocivi come i metalli pesanti aderissero a queste particelle.

Ad oggi, le infrastrutture verdi e altre pratiche di gestione delle acque piovane negli Stati Unitisono generalmente progettati per trattenere, trattenere o filtrare solo i primi 2,5-5 centimetri (da 1 a 2 pollici) di deflusso.Individualmente, non riescono a catturare tutto il deflusso generato durante tempeste più grandi, il tipo di eventi che sono sempre più frequenti a causa dei cambiamenti climatici.Inoltre, la gestione delle acque piovane spesso non è richiesta su appezzamenti di terreno più piccoli, che collettivamente possono rappresentare una grande frazione dei bacini idrografici urbani.

Tutti questi fattori limitano la capacità delle infrastrutture verdi di ridurre i rischi di alluvioni.

Rendere più verdi le infrastrutture, poco a poco

Il termine “città spugna” ha avuto origine in Cina intorno al 2010, ma gli Stati Unitile città hanno ha utilizzato idee simili a partire dagli anni ’70 per migliorare la qualità dell’acqua nei fiumi e nei torrenti.

All'inizio degli anni 2000, l'idea di progettare comunità in grado di filtrare e assorbire l'acqua piovana divenne nota come infrastrutture verdi.Le autorità di regolamentazione e i servizi di pubblica utilità la consideravano una strategia potenzialmente conveniente per conformarsi regolamenti federali sull'acqua pulita.Nelle città in cui i sistemi fognari esistenti scaricavano direttamente in ruscelli, laghi e fiumi, le infrastrutture verdi avevano il potenziale per filtrare gli inquinanti dalle acque piovane prima che confluissero in quei corsi d’acqua.

In centinaia di città, soprattutto nel nord-est e nel Midwest, le acque piovane e quelle reflue lo sono trasportato nelle stesse tubazioni fognarie.Le infrastrutture verdi hanno offerto una strategia per deviare l’acqua piovana dal sistema fognario verso luoghi dove potrebbe penetrare nel terreno.Ciò ha contribuito a ridurre le possibilità di traboccamento e invio di sistemi fognari acque piovane e reflue non trattate nelle acque locali.

Città tra cui Filadelfia, New York, Cincinnati, San Francisco, Cleveland, Washington, D.C. e Kansas City, Missouri, hanno speso miliardi di dollari negli ultimi 20 anni per ammodernare i paesaggi urbanizzati con giardini pluviali, tetti verdi, pavimentazioni permeabili, zone umide costruite e altre misure di controllo delle acque piovane su scala locale.La maggior parte di questi sistemi, tuttavia, sono stati installati in aree che producevano il maggior inquinamento delle acque e non erano dimensionate per gestire grandi tempeste.

Nei casi migliori, le infrastrutture verdi sono state installate su terreni di proprietà pubblica e richieste per insediamenti nuovi o riprogettati su larga scala.Si è rivelato molto più impegnativo incorporare infrastrutture verdi su appezzamenti di terreno più piccoli, di proprietà privata, che collettivamente costituiscono una percentuale significativa dei bacini idrografici urbani.

In alcune città, alcuni nuovi sviluppi sono ancora approvati senza alcun sistema di trattamento delle acque piovane richiesto o senza un’analisi dei modi drammatici in cui le acque piovane potrebbero causare inondazioni sulle proprietà a valle e adiacenti.E in molte città, l’acqua piovana proveniente da piccoli appezzamenti di terreno può passare senza trattamento nei sistemi fognari.Se molti di questi lotti si trovano nello stesso quartiere, questa pratica comune può aumentare i rischi di inondazioni a valle.

Ogni superficie conta

In il mio laboratorio alla Drexel University stiamo studiando soluzioni alle inondazioni nella sezione di Eastwick, nel sud-ovest di Filadelfia.Questo quartiere si trova all'estremità a valle di uno spartiacque suburbano di 77 miglia quadrate.Quando piove forte a monte, Eastwick allaga.Nel 2020, la tempesta tropicale Isaias ha allagato alcune case più di 4 piedi (1,2 metri) d'acqua.

I nostri modelli computerizzati suggeriscono che se fossero state installate infrastrutture verdi convenzionali per trattare il deflusso dal 65% delle superfici impermeabili dello spartiacque, Isaias non avrebbe causato l’alluvione di Eastwick.Ma si tratta di un trattamento cinque volte superiore a quello che le comunità a monte stanno pianificando come parte del loro piani statali di riduzione degli inquinanti delle acque piovane.

Alcuni critici affermano che questo livello di greening non è tecnicamente, logisticamente o socialmente fattibile.Ma se l’idea delle città spugna vuole diventare realtà, le città dovranno prima o poi capire come arrivarci.

Per arrivare al 65%, queste città dovrebbero trattare il deflusso da quasi tutti i tetti, i parcheggi e le superfici stradali in qualche forma di infrastruttura verde.Se lo spazio dedicato per nuovi giardini pluviali e zone umide sul terreno è limitato, i parcheggi potrebbero essere ristrutturati con asfalto o cemento permeabile che consenta all’acqua di passare attraverso fino al terreno sottostante.I tetti potrebbero essere convertiti in tetti verdi con vegetazione che trattengono e trattengono l’acqua piovana.

In questa visione di città spugna, le strade verrebbero riconfigurate per convogliare l’acqua piovana verso parchi e campi ricreativi costruiti pochi centimetri sotto la superficie stradale e progettati per allagarsi in sicurezza durante condizioni meteorologiche estreme.Le aree naturali esistenti verrebbero sfruttate per lo stoccaggio delle acque piovane, migliorandone l’ecologia.

A seconda di dove si verificano le precipitazioni estreme, questi sistemi potrebbero funzionare individualmente o insieme, imitando la modularità e la ridondanza presenti negli ecosistemi naturali.

Trovare i soldi

Nelle città spugna, ogni superficie deve essere collegata a uno spazio che possa allagarsi in sicurezza.Passare dalle tradizionali infrastrutture verdi alle città spugna richiede politiche, piani e incentivi integrati che applichino questo tipo di soluzioni ovunque cada la pioggia.

I parcheggi possono essere progettati per allagarsi e rilasciare lentamente l'acqua.Lo stesso vale per i campi da basket, i parchi, le piazze e persino le strade, come prescritto dall'art Copenhagen, il piano di gestione del Cloudburst della Danimarca.

Una tale trasformazione dell’ambiente edificato non può essere completamente finanziata dai servizi di gestione delle acque piovane.Queste organizzazioni devono affrontare una serie vertiginosa di requisiti normativi e non possono aumentare le tariffe al di sopra della capacità di pagamento dei propri clienti.

Un modo per raccogliere più fondi sarebbe attraverso la collaborazione tra le agenzie cittadine responsabili del miglioramento delle strade, dei parchi, dei cortili delle scuole e di altri terreni pubblici che attirano anche dollari federali, come Progetti di resilienza al cloudburst di New York City..In alcuni casi, il finanziamento di terzi potrebbe integrare lo sforzo.Un esempio è una collaborazione tra New York City e il Trust for Public Land per aggiungere funzionalità di infrastruttura verde a un cortile scolastico del Bronx per contribuire a ridurre le inondazioni locali.

Le città potrebbero anche offrire incentivi per l’adeguamento e l’ampliamento dei sistemi di gestione delle acque piovane esistenti su terreni privati.Si potrebbe istituire un sistema di scambio per vendere la capacità residua ai proprietari di immobili vicini che non hanno opportunità di gestione delle acque piovane in loco.

Questa strategia non è economica, ma non lo è nemmeno l’inazione.Inondazioni interne ha causato danni per 177,9 miliardi di dollari dal 1980 al 2022, e disastri da miliardi di dollari lo sono sempre più frequenti con i cambiamenti climatici.

Man mano che gli eventi meteorologici estremi diventano più diffusi, mi aspetto che gli standard di pianificazione urbana e di progettazione si evolvano per includere il concetto di città spugna.E questo approccio più solido alla gestione delle acque piovane continuerà ad avere un posto di rilievo in tutti i tipi di decisioni di progettazione e sviluppo municipali e private.