Jak miejska betonoza wpływa na obieg wody?

A. Bober, A. Kozłowska

Pewnie wielu czytelników zaobserwowało, że z Polskich miast zaczynają znikać parki, a
rynki, centra są zabetonowane. Następuje masowe usuwanie drzew, a jeżeli się pojawiają
to są to zaledwie niewielkie drzewka, pod którymi raczej nie sposób się schować i uchronić
przed słońcem w upalny dzień. Zjawisko to nosi nazwę betonozy i nie jest obserwowane
wyłącznie w naszym kraju, ale także na całym świecie.

Betonoza - zabudowywanie przestrzeni publicznej, wycinanie drzew, krzewów, usuwanie
zielonych placów, a w zamian za to wykładanie ich chodnikami, betonowymi płytami.
Prowadzi to do zwiększonej temperatury w miastach, powstawania tzw. miejskich wysp
ciepła, podtopień, niedoborów wody, redukcji bioróżnorodności, a także zanieczyszczeń
powietrza. Brak transpirujących roślin (transpiracja - proces parowania wody z
nadziemnych części roślin) to także, brak odpowiedniej wilgotności powietrza. Jeżeli
pozbywamy się roślin i terenów zieleni, gdzie woda mogła wnikać i brać udział w
poprawnym cyklu hydrologicznym, zaczynie ona spływać miejscami, w których teren został
utwardzony doprowadzając do powodzi, podtopień i niszczenia infrastruktury miejskiej co
jest skutkiem kompletnie zaburzonego obiegu hydrologicznego.

Zasoby wodne miast i obieg hydrologiczny

Jednym z podstawowych zasobów koniecznych do prawidłowego funkcjonowania miast są
zasoby wodne. Zwiększona urbanizacja i nieprawidłowa gospodarka tymi zasobami
przyczynia się do wyniszczania ekosystemów wodnych. Połączenie miast i terenów
nadwodnych jest zjawiskiem jak najbardziej pożądanym i obserwowanym od wielu tysięcy
lat, ale powodującym niebywale wiele konfiktów - z jednej strony mamy lepsze grunty,
dobre jakościowo powietrze, tereny rekreacyjne, a z drugiej musimy brać pod uwagę
zagrożenia, takie jak podwyższony poziom wody, powodzie, zalania, oraz zanieczyszczanie
zbiorników czy cieków wodnych, przez negatywny wpływ miast.

Całość zasobów wodnych to system naczyń połączonych (Anna Januchta-Szostak, 2012).
Ilość wody w rzece, połączona jest z jej ilością w zbiorniku (jezioro, staw), wielkością
opadów atmosferycznych, zagospodarowaniem jej w zlewni, zagospodarowaniem wód
opadowych, jakością odprowadzonej wody do odbiorników.

Obieg wody w przyrodzie - obieg hydrologiczny, to nieustanne przemieszczanie się wody
pomiędzy różnymi strefami: hydrosferą, atmosferą i litosferą, stale zmieniając fazy: od
ciekłej, przez parową i stałą. Zachodzi to na skutek wpływu temperatury - energii Słońca,
powodującej jej parowanie, siły grawitacji i ruchu Ziemi. Obejmuje wszystkie wody
dostępne na Ziemi: morskie, oceaniczne, zgromadzone w jeziorach, rzekach, bagnach,
lodowcach i lądolodach, a także wody podziemne, wody zgromadzone w roślinach i
organizmach ludzkich i zwierzęcych.

Na cykl hydrologiczny składa się wiele procesów:

parowanie - przejście wody w parę wodną, zachodzi w zbiornikach wodnych,
wodach płynących, z gruntu, organizmów żywych i roślin
zamarzanie - przejście wody w lód,
topnienie - zamiana lodu na stan ciekły.
sublimacja - przejście lodu w parę wodną,
resublimacja - przejście pary wodnej w lód, z pominięciem fazy ciekłej,
kondensacja - skraplanie pary wodnej,
opad - deszcz, śnieg, grad,
spływ powierzchniowy - spływ wody po powierzchni Ziemi na skutek działania siły
grawitacji,
infiltracja - przesiąkanie wód w podłoże,
spływ podziemny - spływ wody po skałach nieprzepuszczalnych pod powierzchnią
Ziemi,

Obieg wody w przyrodzie,
Źródło: https://woda.cdr.gov.pl/

Na skutek działania Słońca dochodzi do parowania wody, a cząstki pary wodnej unoszone
zostają ku górze. W atmosferze, na pewnej wysokości (która zależy od szerokości
geograficznej, temperatury powietrza) dochodzi do nasycenia powietrza parą wodną -
wilgotność względna 100 %, dalsza dostawa pary wodnej doprowadza do stanu
przesycenia po czym dochodzi do kondensacji (skraplania) lub resublimacji (przejścia wody
w stan stały z pominięciem stanu gazowego) pary wodnej. Zjawiska te mają miejsce na
poziomie kondensacji, czyli wysokości na jakiej do procesu kondensacji dochodzi. Aby
takie zjawisko mogło zaistnieć muszą być spełnione warunki:

spadek temperatury,
powietrze musi posiadać jądra kondensacji - to mikroskopijnej wielkości cząstki
stałe, na których zachodzi kondensacja pary wodnej, a mogą nimi być: sól morska,
zarodniki roślin, pyły,

Następnie dochodzi do powstania chmur, złożonych z kropelek wody lub kryształków lodu.
Chmury powoli zwiększają swoje rozmiary, aż w końcu stają się tak duże, a siła grawitacji
silniejsza od sił utrzymujących krople w powietrzu i zaczynają opadać na ziemię - opady
atmosferyczne.

Prawidłowo funkcjonujący cykl hydrologiczny powinien pozwalać wodzie, która opadła w
dane miejsce wsiąknąć w glebę, użyźnić ją, dostarczyć składników odżywczych roślinom, a
następnie odpłynąć do zbiornika zasilając go. W trakcie tych wszystkich procesów woda
powinna jednocześnie odparowywać w miejscu, w którym spadła, utworzyć chmury, zostać
przeniesiona przez wiatr i gdy znowu dojdzie do przesycenia parą wodna, do kondensacji i
opadu atmosferycznego.

Wpływ betonozy na cykl hydrologiczny

Zabudowywanie miast i wykładanie ich betonowymi płytami, zaburza obieg hydrologiczny
nie pozwalając wodzie wchłaniać się w grunt, czy nie będąc magazynowaną przez szatę
roślinną. Powoduje to też jej spływ ulicami, drogami, doprowadzając do powodzi i
zanieczyszczania odbiorników wód opadowych. Opady atmosferyczne stają się bardziej
gwałtowne i nieprzewidywalne. Więcej energii gromadzone jest w atmosferze i budynkach
a mniej energii przeznaczone jest na parowanie.

Do powstawania miejskiej wyspy ciepła przyczynia się fakt, że więcej energii cieplnej
gromadzone zostaje w atmosferze oraz na budynkach, ze względu na ich konstrukcje.
Obecność transportu, obiektów przemysłowych, urządzeń grzewczych i klimatyzacyjnych
oraz zanieczyszczenia pyłowe i gazowe, dodatkowo potęguje już i tak zwiększone
temperatury w powierzchniowej warstwie podłoża.

Materiały używane do budowania infrastruktury miejskiej posiadają niski współczynnik
odbicia, co oznacza, że niewielka część promieniowania docierającego do powierzchni
ulega odbiciu, a raczej pozostaje w miejscu do, którego dotarła.

Powstawanie miejskich wysp ciepła wpływa negatywnie nie tylko na rośliny, czy klimat, ale
także na ludzkie zdrowie, powodując osłabienie, stres, a to może prowadzić do
poważniejszych schorzeń.

Jak minimalizować negatywny wpływ betonozy?

Po pierwsze należy monitorować miasto i znaleźć obszary z najbardziej podwyższoną
temperaturą. Następnie powinniśmy wyznaczyć zasięg miejskich wysp ciepła, a można
tego dokonać na dwa sposoby. Pierwszy z nich to atmosferyczne wyspy ciepła, określone
na podstawie informacji zebranych przez stacje pomiarowe. Niestety, aby móc skorzystać z
tej metody, miasto musi być wyposażone w liczne stacje pomiarowe, inaczej badania będą
niedokładne. Druga opcja to wyznaczenie powierzchniowych miejskich wysp ciepła,
opracowywana na podstawie temperatury powierzchni ziemi w danym miejscu, dzięki
satelitom.

Badania pokazują także, że obniżeniu temperatury w mieście pomaga sadzenie większej
ilości roślinności. Nie musimy wyburzać niedawno wybudowanych, betonowych skwerów,
czy burzyć obiekty historyczne - takie działania też nie sprzyjałyby środowisku (co z
wykorzystanymi materiałami, jak zagospodarować odpady, jak je ponownie wykorzystać i
czy jest to w ogóle w pełni możliwe). Wystarczy, w miejscu, gdzie posiadamy odpowiednią
ilość terenu postawić parki kieszonkowe (niewielkich rozmiarów, najczęściej 300 - 1000
m2), równomiernie po całym obszarze miasta, co według badań ma wpływać o wiele
bardziej korzystnie na temperaturę powietrza w mieście niż jeden duży park, czy skwer.

Innym rozwiązaniem jest zastosowanie tzw. zielonej architektury.

Zielona architektura

Coraz większa liczba młodych ludzi stawia na mieszkanie w mieście, a co za tym idzie
rynek deweloperski kwitnie i rozwija się w najlepsze, co doprowadza do usuwania kolejnych
terenów zielonych, na rzecz bloków. W Krakowie pomiędzy rokiem 2015 a 2018 zniknęło
ponad 6% terenów zielonych. W 2021 liczba mieszkań oddanych do użytkowania wzrosła o
8,8% w stosunku do roku 2020. Praktycznie całe wielkie miasta zaczynają wyglądać jak
skwery. Na szczęście architekci i inwestorzy coraz częściej zwracają uwagę na
wykorzystanie natury w ich budownictwie, dzięki czemu obecnie obserwujemy zjawisko
tzw. zielonej architektury, czyli projektowania budynków w taki sposób, aby móc zasadzać
na balkonach czy ścianach niewielkie rośliny, lub małe drzewka - świadome współistnienie
człowieka z naturą. Ciężko zastąpić ilość tych drzew których musieliśmy się pozbyć na cel
postawienia budynku, zasądzając je na budynku, nie mniej jednak nie jest to niewykonalne.

Projekt Bosco Verticale, Mediolan
Źródło: https://termomodernizacja.pl/zielona-architektura-budowlany-trend-przyszlosci/

Jedną z koncepcji jest powstawanie tzw. zielonych dachów, co oznacza konstrukcję dachu
w taki sposób, by możliwe było umieszczenie na nim niewielkiego ogrodu - roślinności
izolującej budynek oraz zatrzymującej wodę podczas nawalnych opadów. Dodatkową
funkcją tego typu konstrukcji jest pochłanianie dwutlenku węgla, produkcja przez rośliny
tlenu, magazynowanie wody opadowej, nawilżanie powietrza, pochłanianie hałasu oraz
funkcje rekreacyjne, termoizolacja budynków - latem przeciwdziała przegrzaniu, zimą
zapobiega wychłodzeniu (są te same funkcje, które dawała ziemia porośnięta roślinnością,
zanim postanowiono postawić budynek i to choć w części imituje naturalny dawny stan
tego terenu). W porównaniu z dachami konwencjonalnymi to nawet 30% oszczędności
energii.

“Zielone domy” wpisują się całą swoją koncepcją w obecne trendy ekologiczne, pomagają
zredukować negatywne skutki budowania coraz to nowych piętrowych budynków
mieszkalnych, minimalizują ślad węglowy, pomagają w oczyszczaniu powietrza, regulacji
temperatury budynku oraz jego otoczenia. Pozwalają na lepsze i sprawniejsze
wykorzystanie wody opadowej, zatrzymywanie jej, dzięki czemu nie mamy tak wielu
zjawisk powodzi.

Zjawisko betonozy z każdym dniem staje się coraz bardziej zauważalne i jest odbierane
negatywnie przez znaczną część społeczeństwa. Każdy obywatel na własnej skórze potrafi
odczuć jej negatywne skutki jak pogarszająca się jakość powietrza, mniejsza powierzchnia
terenów zacienionych, zwiększona emisja dwutlenku węgla, niepoprawna retencja gleby,
podtopienia, ale także susze. Aby zwalczyć te negatywne skutki potrzebujemy dobrego
ustawodawstwa - zmiany powinny być rozległe i obejmować ustawę o zagospodarowaniu
przestrzennym, ale także wytyczne dla i od specjalistów, organów zajmujących się wycinką
drzew. Potrzebujemy też zmian w podejściu władzy i zwykłych obywateli do tych tematów

Bibliografia:

‹ Co mówią nam porosty, czyli bioindykacja w życiu codziennym

› Bliżej Wiedzy