Apa din orașe ar putea fi folosită mai eficient

În prezent, apa este unul dintre factorii care determină creşterea şi dezvoltarea economică a unei regiuni, unele oraşe mari şi metropole nu reușesc să-și asigure tot necesarul de apă. Totodată, din 2030 se prevede că 47% din populaţia mondială va locui în zone cu stres mare de apă.

Conform UN se prevede că aproximativ 70% din populaţia estimată a globului va locui în zonele urbane în anul 2050. În Europa, 75% din populaţie locuiește în oraşe, asta traducându-se și prin 69% din utilizarea energetică şi determină, prin urmare, majoritatea emisiilor de gaze cu efect de seră.

Creşterea populaţiei atrage după sine:  

• Creşterea suprafeţei urbanizate; 
• Creşterea densităţii clădirilor în cadrul zonei urbane; 
• Creşterea numărului de maşini şi intensificarea traficului ducând la necesitatea lărgirii drumurilor şi creşterea numărului locurilor de parcare; 
• Reducerea spaţiilor verzi; 
• Creşterea suprafeţelor agricole din jurul zonelor urbane. 

Necesitatea adaptării mediului înconjurător tehnologiei şi stilului de viaţă din ziua de astăzi implică realizarea de construcţii civile şi industriale noi, mai complexe şi mai interconectate, care să se ridice la standardele Europene – pavarea, betonarea şi asfaltarea unor suprafeţe de teren tot mai extinse, crearea de locuri de agrement (terenuri de sport) cu suprafeţe mari impermeabile(betonate, gazon artificial etc.).

Sistemul hidrologic și suprafețele mari impermeabile

Toate acestea duc, din punct de vedere hidrologic, la creare de suprafeţe impermeabile. Existenţa acestor suprafeţe mari impermeabile în zonele urbane manifestă asupra sistemului hidrologic modificări importante: scăderea infiltraţiilor, creşterea scurgerilor de suprafaţă, accelerarea procesului de evaporare ca urmare a efectului de seră care se formează, notează Alexandru Tătar pentru Infoclima.

Astfel, putem spune că oraşele sunt generatoare ale unui climat specific, caracterizat prin abateri semnificative ale tuturor parametrilor meteorologici faţă de caracteristicile perimetrului extraurban.

Temperaturile sunt mai mari în timpul zilelor de vară şi se produc intensificări locale ale vântului. Unele studii pe aceasta temă arată că dacă suprafaţa impermeabilă se dublează, vârful hidrografului scurgerii de suprafaţă creşte cu 20%; vârfurile mici ale hidrografelor scurgerii de suprafaţă sunt mai afectate de mărirea suprafeţelor impermeabile decât vârfurile mai mari. Se poate observa modificări în hidrograful multianual al scurgerilor de suprafaţă, a vârfului hidrografelor şi a frecvenţei inundaţiilor atunci când suprafeţele impermeabile depăşesc 35%.

Datorită acestor efecte găsim o noţiune nouă în hidrologia urbană, noţiunea de management integrat al apei urbane, care ia în considerare următoarele valori: valoarea economică şi socială, valoarea estetică, valoarea ecologică, dar şi valoarea percepţiei umane.

Un accent crescut va trebui pus pe dezvoltarea ”orașelor verzi”, prin amenajarea de spaţii verzi, dezvoltarea iluminatului public din surse regenerabile de energie, modernizarea transportului urban pe baza folosirii biocarburanţilor cu emisii reduse de gaze cu efect de seră și altele. De asemenea, este important să se acorde o atenţie sporită eficienţei energetice a clădirilor.

Apa și creșterea urbană în cifre

• Numărul locuitorilor din oraș care nu beneficiază de apă potabilă în condiții de siguranță a crescut cu peste 50% din 2000. (UN-Water, 2021)
• 86% din populația din zonele urbane beneficiază de servicii de apă potabilă gestionate în condiții de siguranță, dar numai 60% din populația din zonele rurale beneficiază de acestea. Serviciile de canalizare gestionate în condiții de siguranță ajung la 62% din populația urbană a lumii, dar numai la 44% din populația rurală. (OMS/UNICEF, 2021)
• Se estimează că populația urbană mondială va crește de la 3,9 miliarde de persoane în prezent la 6,3 miliarde în 2050. (UNESCO, 2012)
• În prezent, 55% din populația lumii trăiește în zone urbane, proporție care se așteaptă să crească la 68% până în 2050, ceea ce va însemna un plus de 2,5 miliarde de persoane în zonele urbane, aproape 90% din această creștere urmând să aibă loc în Asia și Africa. (UN DESA, 2018)
• În zonele urbane, principala provocare este adesea lipsa accesului la serviciile de bază în așezările informale sau prețurile ridicate și lipsa controlului calității apei de la vânzătorii privați. (OMS, 2017)

Contextul actual al spaţiului urban

Spaţiul urban înseamnă elemente structurale interconectate între ele, destinat să satisfacă nevoile socio-economice ale vremii. Majoritatea localităţilor existente în ziua de astăzi sunt rezultatul unui proces îndelungat de dezvoltare, fiecare etapa a acestuia lăsându-şi amprenta în structura actuala a oraşului.

Astfel, în structura urbană, atât de suprafaţă cât şi subterană, găsim influenţe din diferite perioade semnificative ale dezvoltării.

Există mai multe modalităţi de extindere a suprafeţei intravilanului, cele mai de actualitate fiind: extinderea radiocentrică (pe principalele artere care pornesc din centrul bine definit al unui oraș), prin absorbţia satelor din jur, care devin un fel de cartiere rezidenţiale, prin construirea efectivă a cartierelor rezidenţiale de tip „dormitor”, în imediata apropiere a oraşelor (e chiar conceptul de suburbie adoptat din occident).

Circuitul apei din mediul urban este formată din: captarea apei; coagularea, flocularea şi decantarea apei; clorinarea apei; stocarea şi distribuţia apei.

Rolul reţelei de canalizare este acela de a colecta, transporta, epura si evacua în emisar apele din interiorul zonei urbane. Sistemele de canalizare pot fi unitare, separative sau mixte. Sistemele unitare de canalizare sunt dimensionate pentru a transporta atât apa uzată menajeră, cât şi cea pluvială din spaţiu urban. În cadrul sistemului de canalizare separativ apele uzate şi apele pluviale sunt transportate în conducte separate, în unele situații apa pluvială fiind evacuată direct în emisar, fără o epurare în prealabil.

Cum se schimbă caracteristicile solului în spațiul urban

Solurile din interiorul zonei urbane își pierd caracteristicile datorită proceselor care au loc atât în timpul construcţiilor cât şi după finalizarea acestora.

Aceste schimbări au loc în textura solului datorită aportului ridicat de nisip, agregate și moloz rezultat în timpul construcţiilor sau demolărilor, fiind astfel modificați indicii hidrofizici ai solului (capacitatea capilară, capacitatea de apă în câmp, permeabilitate, secțiune), regimul hidric al solului, însușirile termice ale solului și aerul din sol.

Deșeurile din construcţii şi demolări înseamnă: deşeuri de beton, cărămizi, resturi ceramice; deşeuri lemnoase, din sticlă, din plastic; deşeuri de asfalt, gudroane şi produse gudronate; resturi metalice; resturi din excavaţii (pământ, pietre, pietriş); deşeuri de materiale izolante; amestecuri de deşeuri de construcţii şi demolări.

Efectul dezvoltării zonelor urbane asupra cursurilor de apă de suprafaţă

Sistemul hidrologic reprezintă faza terestră a ciclului apei în natură. Fiind constant la un moment dat, volumul total de apă este considerat un sistem închis în care diferenţa dintre cantitățile de apă intrate şi ieşite dintr-un spaţiu hidrografic reprezintă volumele de apă acumulate.

• Sistemul hidrologic urban este total diferit de sistemul hidrologic natural atât prin modificări asupra factorilor hidrologici, cât şi prin apariţia de noi elemente.
• Știm că apa de precipitaţii scursă de pe suprafaţa urbană are un impact serios asupra emisarului prin degradarea calităţii apei, eroziune şi distrugerea habitatului. În plus, creşterea suprafeţelor impermeabile duce la creşterea temperaturii în cursurile de apă de suprafaţă, la creşterea scurgerilor de suprafaţă a apei din precipitaţii, precum și la reducerea debitelor de bază din cauza creşterea frecvenţei inundaţiilor locale, printre altele.
• Consecinţele hidrologice care vin la pachet cu extinderea zonelor urbane au fost de mult timp consemnate ca evenimente de precipitaţii izolate, însă consecinţele pe termen lung au fost foarte puţin studiate.

Înlocuirea culturilor agricole, câmpurilor şi pădurilor cu suprafeţe impermeabile duce la intensificarea scurgerilor de suprafaţă, facilitează eroziunea albiei cursurilor de apă și atfel are loc o variaţie a debitelor de încărcare a acviferelor.

Cum ar putea fi combătută risipa apelor urbane?

Pentru a contribuii la înţelegerea impactului zonei urbane asupra ciclului hidrologic al apei, obiectivul acestui studiu este acela de a stabili efectul binecunoscut al dezvoltării tradiţionale a zonei urbane asupra scurgerilor urbane de suprafaţă prin realizarea bilanţului apei, a descrie modificările în bilanţul apei induse de metode de retenţie/infiltrare, şi de a identifica incertitudinilor actuale pentru realizarea de cercetări viitoare.

Prin dezvoltarea sistemului de axă urbană  se  realizează  un sistem unic de distribuție și consum, astfel încât să se poate determina nivelul de resursă consumată și risipă a resursei hidrologice din spațiul urban. În felul acesta se poate contura un program de combatere a risipei resurselor hidrologice din mediul urban.