25 عامًا من معالجة جريان المياه في المناطق الحضرية من خلال الأراضي الرطبة المنشأة
الموقع الجغرافي
كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية
التحدي
تتدفق مياه الأمطار من مدن كوستا ميسا ونيوبورت بيتش وتوستن وليك فورست وإيرفين بجنوب كاليفورنيا مباشرة إلى مستجمع مياه سان دييغو كريك وبيئة مصبات الأنهار الحساسة بيئيًا في خليج نيوبورت العلوي. وقد أدى التوسع الحضري المتزايد في هذه المناطق إلى مساحات أكبر من الغطاء الأرضي المرصوف وغير النفاذ - وهي أسطح لا يمكنها امتصاص الأمطار أو تصفيتها، وبالتالي زيادة الجريان السطحي إلى المجاري المائية. تاريخيًا، ساهم جريان المياه في المناطق الحضرية والتلوث الذي يدخل خليج نيوبورت العلوي في التخثث بسبب زيادة المواد الغذائية (مثل النيتروجين والفوسفور) التي تدخل المياه، مما يهدد صحة النظام البيئي البشري والبحري.
وقد أدت زيادة حمل المغذيات إلى الإفراط في نمو الطحالب، وتحمض المياه الساحلية، واستنفاد الأكسجين المذاب في الماء. جعلت هذه التأثيرات البيئية الموائل غير مناسبة للعديد من الكائنات البحرية، مما أدى إلى نفوق الأسماك واللافقاريات والحياة المائية الأخرى. يمكن أن يؤدي التلوث وسوء نوعية المياه أيضًا إلى إغلاق الشواطئ وصيد الأسماك؛ وجدت دراسة أجريت عام 2005 حول تأثيرات جريان مياه الأمطار من نهر سانتا آنا (المجاور لخور سان دييغو) أن الجريان السطحي من النهر تجاوز الحد الأقصى لمعايير مياه الاستحمام الآمنة في المحيطات في كاليفورنيا بنسبة 500 بالمائة بسبب وجود بكتيريا مؤشر البراز.
تزدهر الطحالب سريعة النمو والطحالب البطية وسرخس البعوض (يسار) في أشهر الصيف بسبب ارتفاع المدخلات الغذائية. يمكن أن يؤدي النمو الزائد لهذه الكائنات إلى استهلاك الأكسجين في المسطحات المائية ومنع ضوء الشمس من الوصول إلى النباتات تحت الماء، مما يجعل من المستحيل على الحياة المائية البقاء على قيد الحياة. يتم التقاط بقع النفط (على اليمين) بواسطة الأراضي الرطبة. صور © مو وايز
الإجراءات المتخذة
توفر منطقة Irvine Ranch Water District (IRWD) مياه شرب نظيفة وآمنة للعملاء في مدينة Irvine، وتقوم بتنظيف مياه الصرف الصحي لإنشاء مياه مستصلحة، وتعالج جريان المياه في المناطق الحضرية لحماية البيئة المحيطة وتعزيزها. للحد من التلوث الناجم عن الجريان السطحي في المناطق الحضرية، وضعت IRWD والمدن والمناطق المجاورة لها خطة لتلبية الاحتياجات الإقليمية لمعالجة نوعية المياه باستخدام الحلول القائمة على الطبيعة، بدلا من البنية التحتية الرمادية التقليدية (على سبيل المثال، المزاريب، والمصارف، ومجاري العواصف، وأحواض الاحتفاظ). عادةً ما تكون معالجة الجريان السطحي في المناطق الحضرية باستخدام البنية التحتية الرمادية التقليدية باهظة الثمن نظرًا للحجم الكبير من المياه التي تتطلب المعالجة ويمكن أن تكون صعبة بسبب البنية التحتية لتصريف العواصف والجريان السطحي الإضافي الناتج عن التلوث غير المصدر.
تستخدم الحلول القائمة على الطبيعة العمليات الطبيعية المرتبطة بالنباتات أو الميكروبات التي تلتقط وتصفي المياه السطحية والمياه الجوفية الملوثة قبل تصريفها في المحيط. تتمتع هذه الحلول بفائدة إضافية تتمثل في توفير وتعزيز الموائل لدعم التنوع البيولوجي وفي الوقت نفسه تعزيز الترفيه (بما في ذلك صيد الأسماك والسياحة)، وتوفير الفرص التعليمية، وتقديم فوائد جمالية على تقنيات المعالجة الأخرى. تهدف خطة IRWD إلى تحسين جودة المياه في سان دييغو كريك وروافده من خلال دمج نوع من الحلول القائمة على الطبيعة - الأراضي الرطبة لمعالجة جودة المياه (WQT) - في البنية التحتية لمياه الأمطار في المدينة. تتطلب خطة IRWD من المطورين دمج الأراضي الرطبة WQT في أي منظر حضري مع تطوير أو بناء جديد. تقوم الأراضي الرطبة بالتقاط وتصفية استنزاف العواصف ومياه الميزاب قبل أن تتدفق مرة أخرى إلى نظام استنزاف العواصف.
تعتبر الأراضي الرطبة WQT استراتيجية فعالة للغاية لتلبية احتياجات معالجة جودة المياه الإقليمية للأسباب التالية:
- تعتبر الأراضي الرطبة WQT تقنية مجربة تم استخدامها لأكثر من عقدين من الزمن.
- يمكن لشبكة من الأراضي الرطبة WQT معالجة مصادر الملوثات من التطوير الحالي والمستقبلي، بالإضافة إلى الملوثات من مصادر غير محددة.
- يمكن للأراضي الرطبة WQT أن تعزز الموائل والموارد الطبيعية في مستجمعات المياه.
أرض رطبة WQT قيد الإنشاء. تم تصميم الأراضي الرطبة WQT مع تغييرات الارتفاع التي تسمح بوجود القنوات والبرك والمستنقعات ومناطق الموائل المرتفعة. الصورة © مو وايز
مع تطوير الأراضي في مستجمع مياه سان دييغو كريك، تعمل IRWD مع المطورين لدمج الأراضي الرطبة WQT في المشهد الحضري كجزء من نظام تصريف العواصف الحضري الأكبر. يتبع IRWD إجراءً تفصيليًا لإبلاغ تحديد موقع وبناء الأراضي الرطبة WQT:
- اختيار الموقع. تختار IRWD مواقع الأراضي الرطبة بناءً على منطقة الصرف (على سبيل المثال، الحي، المدرسة، مركز التسوق) حيث يقع حوض صرف معين. يُطلب من المطورين دمج الأراضي الرطبة WQT في تصميمات مياه الأمطار الخاصة بهم.
- تحديد النبات. يُطلب من المطورين أيضًا استخدام نباتات كاليفورنيا الأصلية للزراعة في الأراضي الرطبة، بما في ذلك النباتات التي تتحمل الجفاف في المناطق المرتفعة، والأعشاب المحلية، والنباتات المائية مثل البردي، ونبات البردي، يربا مانسا (عشبة معمرة) في المنطقة المائية.
- التفتيش والإدارة. بمجرد قيام المطورين ببناء الحوض والنباتات النباتية، تقوم IRWD بإجراء التفتيش الخاص بها قبل التوقيع على خطط البناء. بعد موافقة IRWD على البناء، فإنها تتحمل مسؤولية إدارة الموقع وأنشطة الصيانة، بما في ذلك إزالة الأعشاب والرواسب حسب الحاجة.
- الرصد. تراقب IRWD الأراضي الرطبة التي تم إنشاؤها أسبوعيًا وتقوم بجمع البيانات حول وظائف مثل التدفق والمغذيات وتقليل التلوث.
- التوعية واللافتات. تجري IRWD فعاليات توعية، بما في ذلك الجولات والرحلات الميدانية، لتعزيز فهم الجمهور لكيفية مساعدة الأراضي الرطبة في تصفية المياه وتنظيفها من خلال العمليات الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، تساعد اللافتات حول الأراضي الرطبة على توضيح وشرح كيفية عمل الأراضي الرطبة الطبيعية والعلاجية على تقليل الملوثات التي تصل إلى المجاري المائية.
أرض رطبة مبنية. الصورة © مو وايز
ما مدى نجاح ذلك؟
منذ أن أنشأت IRWD أول أرض رطبة تم إنشاؤها، تمت إضافة 46 أرضًا رطبة WQT إضافية إلى منطقة خدمة IRWD. توضح المراقبة المستمرة للأراضي الرطبة وكذلك تدفقها إلى الخارج أن الأراضي الرطبة WQT تعد حلاً قابلاً للتطبيق للحد من التلوث الناتج عن جريان مياه الأمطار. تشمل النجاحات الإضافية ما يلي:
- الحد من الملوثات. أدى تنفيذ الأراضي الرطبة عند المنبع في جميع أنحاء منطقة تصريف مستجمعات المياه إلى انخفاض في العناصر الغذائية والرواسب والدهون/الزيوت/الشحوم وغيرها من الملوثات التي ربما وصلت إلى المناطق الحساسة بيئيًا. من عام 2021 إلى عام 2022، قامت مواقع WQT التابعة لـ IRWD بإزالة ما يقرب من 51,000 رطل من النيتروجين، و2,000 رطل من الفوسفور، و160 رطلاً من السيلينيوم من مستجمع المياه في سان دييغو كريك. وهذا يكفي من النيتروجين لتخصيب أكثر من 1,000 فدان من الأرض!
- تلبية متطلبات التصريح. تسمح الأراضي الرطبة WQT لـ IRWD بإنشاء اعتمادات للحفاظ على مكانتها ضمن متطلبات السماح بتصريف الملوثات. نظرًا لأن إعادة شحن المياه الجوفية غير ممكن مع نوع التربة والمياه الجوفية الضحلة في المنطقة، فإن الأراضي الرطبة هي الخيار الأفضل لـ IRWD للحفاظ على تصريحها.
الدروس المستفادة والتوصيات
- الاستفادة من المشاريع التجريبية لإثبات النجاح. قامت IRWD ببناء أول أرض رطبة WQT في نظامها في عام 1999 في مستنقع سان جواكين. أظهرت نتائج المراقبة من اختبار التدفق الخارجي تحسينات كبيرة في جودة المياه وانخفاضًا في تكاثر الطحالب الضارة. كانت الأراضي الرطبة في San Joaquin WQT بمثابة المشروع التجريبي لتنفيذ 46 من الأراضي الرطبة الإضافية في مستجمع مياه سان دييغو كريك.
- توسيع نطاق تنفيذ الحلول القائمة على الطبيعة. مع استمرار نمو عدد سكان مدينة إيرفاين وبقية منطقة خدمة IRWD، سيكون من المفيد الاستمرار في تضمين مواقع WQT في خطط التطوير لمعالجة الجريان السطحي الحضري من المجتمعات الجديدة. يمكن أن يؤدي إقران الأراضي الرطبة WQT مع أدوات الحفظ والإدارة الأخرى إلى القضاء على تصريف الملوثات في مستجمعات المياه بالكامل. يمكن أن تعمل هذه الأراضي الرطبة المعالجة أيضًا كمخطط لحلول إضافية قائمة على الطبيعة يمكن دمجها في المناظر الطبيعية الحضرية المماثلة.
- الاستفادة من مزيج من الحلول القائمة على الطبيعة والبنية التحتية التقليدية. يساعد النهج المزدوج لأنواع المعالجة المصدرية والإقليمية على استهداف مصادر مختلفة لتلوث المياه. وفي المناطق الحضرية، مثل مستجمعات المياه في سان دييغو كريك، يكون النهج المزدوج أكثر فعالية من أساليب المعالجة الفردية في معالجة مشاكل جودة المياه.
- الانخراط مع المجتمعات. إن وجود شبكة من الأراضي الرطبة WQT الحضرية في متناول الجمهور قد فتح الباب لإجراء محادثات مع أفراد المجتمع والأطفال والمعلمين والمدافعين عن البيئة حول أهمية تنظيف الممرات المائية الصحية والحفاظ عليها. كما أدى تضمين اللافتات التفسيرية في الأراضي الرطبة التي يتم الاتجار بها بكثافة إلى زيادة التثقيف حول أهمية الحلول القائمة على الطبيعة.
ملخص التمويل
وتقدر تكاليف البناء لهذه الأراضي الرطبة المعالجة في المناطق الحضرية بحوالي 200,000 دولار إلى $250,000 لكل الأراضي الرطبة, والتي تشمل إعداد الموقع، وأعمال الحفر، والأعمال الإنشائية, وتشطيب العمل مثل الغرسات و التخلص من التعبئة. هذا كلف لا حساب ل الاستحواذ على الأراضي. المطورين مسؤولون عن تمويل بناء مرافق مشاريع التطوير الجديدة. المشاريع الإقليمية التي توفر معالجة نوعية المياه للمناطق المتطورة الموجودة في سان دييغو كريك wوتعتبر هذه النفقات بمثابة نفقات عامة، وبالتالي يتم تمويلها من خلال مجموعة من مصادر التمويل العامة، بما فيها المنح الحكومية والفدرالية، ورسوم مالك الأراضي والبناء، ورسوم دافعي الضرائب.
المنظمة الرائدة
شركاء
الموارد
