気候変動により都市部の洪水が拡大する中、コミュニティはどのようにして「スポンジシティ」になれるのか

かつて「雨が降れば土砂降り」とは、悪い出来事がまとまって起こることの比喩でした。今では、変化する気候における降雨量についての事実を表明するものになりつつあります。

米国本土全域で、1日の激しい降水現象が発生 ますます頻繁になっています, 、増加するレベルの水分を保持できる暖かい空気によって燃料が供給されます。ごく最近では、2024 年 5 月初旬にヒューストン北部の地域で数日間で 12 ～ 20 インチ (30 ～ 50 センチメートル) の雨が降り、 冠水した道路と避難.

今年の初めにサンディエゴで 2.72 インチ (7 センチメートル) の雨が降った 1月に22 件で約 600 戸の家屋が被害を受け、 約1,200人が避難. 。2週間後、大気中の河川が投棄された ロサンゼルスでは5～10インチ（12～25センチ）の雨が降った, 、広範囲にわたる土砂崩れを引き起こし、100万人以上が停電した。

このような出来事は、いわゆるスポンジシティへの関心を引き起こしました。これは、革新的な景観と排水設計を使用して流出を減らし、遅らせる一方で、異常気象時に都市の特定の部分が安全に洪水することを可能にする都市洪水軽減への包括的なアプローチです。スポンジシティ技術は、はるかに大きな嵐に対応し、ほぼすべての都市表面に適用する必要があるため、他の雨水管理アプローチとは異なります。

私は水資源エンジニアです 研究 そして デザイン 都市の雨水を持続的に管理するための戦略。最近の洪水の発生を受けて、米国の一部の地域では各都市はスポンジシティの概念を雨水管理計画に組み込むための措置を講じ始めているが、これらのプロジェクトのほとんどはまだ試験段階にある。このコンセプトが都市デザインの新しい標準に進化するのであれば、市当局と開発者はこの取り組みを拡大し、加速する方法を見つける必要があるでしょう。

雨水の問題

米国の登場から1世紀以上にわたって都市は 1800 年代半ばに集中下水システムの設置を開始し、パイプが雨水、つまり雨や溶けた雪を運びました。 道路や建物から逃げ出す – 近くの川や港へ。このアプローチにより、局地的な洪水は軽減されましたが、隣接する水域が汚染され、さらに下流の洪水リスクが悪化しました。

1972年 浄水法 1983年までに国内の海域を釣りや泳ぎが可能になるように設計されましたが、その目標は達成できませんでした。主な理由の 1 つは、この法律が当初、削減のみに焦点を当てていたことです。 点源 – 人間や産業廃棄物を排出するパイプなど、特定可能な発生源からの汚染排出。

1980 年代後半、議会は次のような問題に対処するために法律を改正しました。 非点的または拡散的な水質汚染源, 、雨水を含む。重金属などの有害な汚染物質がこれらの粒子に付着していると考えられていたため、技術者は流出水の「最初のフラッシュ」で堆積物を捕捉するシステムの設計を開始しました。

今日に至るまで、米国ではグリーン インフラストラクチャやその他の雨水管理が実践されています。通常、流出の最初の 1 ～ 2 インチ (2.5 ～ 5 センチメートル) のみを滞留、保持、または濾過するように設計されています。個別に、より大きな嵐の際に発生するすべての流出を捕捉することはできません。 気候変動の影響で頻度が高くなっている. 。さらに、都市部の流域の大部分を占める小規模な土地区画では、雨水管理が必要ないことがよくあります。

これらすべての要因が、洪水リスクを軽減するグリーン インフラストラクチャの能力を制限します。

インフラを少しずつグリーン化

「スポンジシティ」という言葉 中国原産 2010年頃ですが、アメリカ都市には 1970年代から同様のアイデアを採用 川や小川の水質を改善します。

2000 年代初頭には、雨水をろ過して吸収するコミュニティを設計するというアイデアが知られるようになりました。 グリーンインフラ. 。規制当局と電力会社は、これを、規制を順守するための潜在的に費用対効果の高い戦略とみなしました。 連邦浄水規制. 。既存の雨水下水システムが小川、湖、川に直接排出されている都市では、グリーンインフラは雨水がこれらの水路に流入する前に汚染物質を濾過して除去する可能性があります。

主に北東部と中西部の何百もの都市で、雨水と廃水が 同じ下水管で運ばれる. 。グリーン インフラストラクチャは、雨水を下水道から離れて地面に浸透できる場所に迂回させる戦略を提供しました。これにより、下水システムが溢れて下水が流れ出す可能性が減りました。 未処理の雨水と廃水 地元の水域に入る。

フィラデルフィア、ニューヨーク、シンシナティ、サンフランシスコ、クリーブランド、ワシントンD.C.、ミズーリ州カンザスシティなどの都市は、 何十億ドルも費やした 過去 20 年間にわたり、レイン ガーデン、緑の屋根、透水性舗装、造成された湿地、その他の敷地規模の雨水対策など、開発された景観を改修する取り組みが行われてきました。しかし、これらのシステムのほとんどは水質汚染が最も深刻な地域に設置されており、大規模な嵐に対処できる規模ではありませんでした。

最良のケースでは、グリーン インフラストラクチャは公有地に設置され、新規または再設計された大規模開発に必要となります。都市流域のかなりの割合を占める小規模な私有地にグリーンインフラを組み込むことは、はるかに困難であることがわかっています。

一部の都市では、必要な雨水処理システムや、雨水が下流および隣接する土地に洪水を引き起こす可能性のある劇的な方法の分析が行われないまま、依然として承認されているところもあります。そして多くの都市では、小さな土地区画からの雨水が処理されずにパイプ下水システムに流れることが許可されています。このような区画が同じ近隣に多数ある場合、この一般的な慣行により、下流の洪水リスクが増大する可能性があります。

すべての表面が重要です

で ドレクセル大学の私の研究室 私たちはフィラデルフィア南西部のイーストウィック地区の洪水に対する解決策を研究しています。この地区は、77 平方マイルの郊外流域の下流端に位置します。上流で大雨が降ると、イーストウィックは洪水になります。2020 年、熱帯低気圧イサイアスにより一部の住宅が浸水しました。 水深 4 フィート (1.2 メートル) を超える場所.

私たちのコンピューター モデルは、もし流域の不浸透性表面の 65% からの流出を処理する従来のグリーン インフラストラクチャが整備されていれば、アイサイアスによってイーストウィックが洪水を引き起こすことはなかったであろうことを示唆しています。しかし、これは上流地域が計画の一環として計画している治療量の 5 倍に相当します。 州が義務付ける雨水汚染物質削減計画.

批評家の中には、このレベルの緑化は技術的、物流的、社会的に実現不可能であると言う人もいます。しかし、スポンジシティの概念が現実になれば、都市は最終的にはそこに到達する方法を見つけ出す必要があるだろう。

65%に到達するには、これらの町はほぼすべての屋上、駐車場、道路表面からの流出を何らかの形のグリーンインフラストラクチャーで処理する必要がある。地上の新しい雨庭や湿地のための専用スペースが限られている場合は、駐車場を透水性のアスファルトまたはコンクリートで改修し、水が地下の地面まで通過できるようにすることができます。屋上は次のように変換できます。 雨水を留めて保持する植物の緑化された屋根.

このスポンジシティのビジョンでは、街路の輪郭が再構築され、雨水を公園やレクリエーション場に誘導し、街路の表面から数フィート下に建設され、異常気象時に安全に浸水するように設計されています。既存の自然地域は雨水の貯留に活用され、その生態系が強化されます。

極端な降雨が発生する場所に応じて、これらのシステムは個別にまたは一緒に機能し、自然の生態系に見られるモジュール性と冗長性を模倣します。

お金を見つける

スポンジシティでは、あらゆる表面が安全に浸水できる空間に接続されている必要があります。従来のグリーンインフラからスポンジシティへ移行するには、雨が降る場所ならどこでも、この種のソリューションを適用する統合された政策、計画、インセンティブが必要です。

駐車場は浸水してゆっくりと水を放出するように設計できます。バスケットボールコート、公園、広場、さらには道路も同様です。 デンマーク、コペンハーゲンのクラウドバースト管理計画.

このような建築環境の変革は、雨水事業者が全額を賄うことはできません。これらの組織は、目まぐるしく続く規制要件に直面しており、顧客の支払い能力を超えて料金を引き上げることはできません。

より多くの資金を集める方法の 1 つは、道路、公園、校庭、その他連邦資金も集まる公共用地の改修を担当する市当局間の協力を通じて行うことです。 ニューヨーク市の Cloudburst Resiliency プロジェクト。. 。場合によっては、第三者からの資金提供によってその取り組みが補完される可能性もあります。一例としては、 ニューヨーク市と公共土地トラストとのコラボレーション ブロンクス校の校庭にグリーン インフラストラクチャ機能を追加して、地域の洪水を軽減します。

都市はまた、私有地にある既存の雨水管理システムを改修し、規模を拡大するためのインセンティブを提供することもできます。現地での雨水管理の機会が不足している近隣の不動産所有者に残留容量を販売する取引システムを設定することも可能です。

この戦略は安くはありませんが、何もしないわけにもいきません。内水氾濫 1980年から2022年までに1,779億米ドルの損害を与えた, 、そして数十億ドル規模の災害は 気候変動に伴い頻度が高くなる.

異常気象がさらに蔓延するにつれ、都市計画や設計基準も進化してスポンジシティの概念が組み込まれるようになると私は予想しています。そして、雨水管理に対するこのより堅牢なアプローチは、今後も地方自治体および民間のあらゆる種類の設計および開発の意思決定において重要な役割を果たすことになるでしょう。