25 años de tratamiento de escorrentía urbana mediante humedales artificiales
Destino
California, EE.UU.
El desafío
La escorrentía de aguas pluviales de las ciudades de Costa Mesa, Newport Beach, Tustin, Lake Forest e Irvine en el sur de California desemboca directamente en la cuenca del arroyo San Diego y en el ambiente estuarino ambientalmente sensible de Upper Newport Bay. La mayor urbanización de estas áreas ha resultado en áreas más grandes de cobertura terrestre pavimentada e impermeable, superficies que no pueden absorber ni filtrar la lluvia y, por lo tanto, aumentan la escorrentía hacia los cursos de agua. Históricamente, la escorrentía urbana y la contaminación que ingresan a Upper Newport Bay han contribuido a la eutrofización debido a un exceso de nutrientes (como nitrógeno y fósforo) que ingresan al agua, lo que amenaza la salud de los ecosistemas humanos y marinos.
El aumento de la carga de nutrientes ha provocado un crecimiento excesivo de algas, la acidificación de las aguas costeras y el agotamiento del oxígeno disuelto en el agua. Estos impactos ambientales han hecho que el hábitat sea inadecuado para muchos organismos marinos, lo que ha provocado la muerte de peces, invertebrados y otras formas de vida acuática. La contaminación y la mala calidad del agua también pueden provocar el cierre de playas y de pesca; Un estudio de 2005 sobre los impactos de la escorrentía de aguas pluviales del río Santa Ana (adyacente al arroyo San Diego) encontró que la escorrentía del río excedía el límite de los estándares seguros para aguas de baño oceánicas en California en un 500 por ciento debido a la presencia de bacterias indicadoras fecales.
Las algas de rápido crecimiento, la lenteja de agua y el helecho mosquito (izquierda) florecen en los meses de verano debido al alto aporte de nutrientes. Un crecimiento excesivo de estos organismos puede consumir oxígeno en un cuerpo de agua y bloquear la luz solar para que no llegue a las plantas submarinas, haciendo imposible que la vida acuática sobreviva. Las mareas negras (derecha) son capturadas por los humedales. Fotos © Mo Wise
Acciones tomadas
El Distrito de Agua de Irvine Ranch (IRWD) proporciona agua potable limpia y segura a los clientes de la ciudad de Irvine, limpia las aguas residuales para crear agua recuperada y trata la escorrentía urbana para proteger y mejorar el medio ambiente circundante. Para reducir la contaminación causada por la escorrentía urbana, el IRWD y sus ciudades y distritos vecinos desarrollaron un plan para abordar las necesidades regionales de tratamiento de la calidad del agua utilizando soluciones basadas en la naturaleza, en contraposición a la infraestructura gris tradicional (p. ej., canaletas, desagües, alcantarillas pluviales, cuencas de retención). Tratar la escorrentía urbana utilizando infraestructura gris tradicional suele ser costoso debido al gran volumen de agua que requiere tratamiento y puede ser un desafío debido a la infraestructura de drenaje pluvial y la escorrentía adicional proveniente de fuentes de contaminación difusas.
Las soluciones basadas en la naturaleza utilizan procesos naturales asociados con plantas o microbios que capturan y filtran el agua superficial y subterránea contaminada antes de que se descargue en el océano. Estas soluciones tienen el beneficio adicional de proporcionar y mejorar el hábitat para sustentar la biodiversidad y al mismo tiempo promover la recreación (incluida la pesca y el turismo), brindar oportunidades educativas y ofrecer beneficios estéticos sobre otras tecnologías de tratamiento. El plan de IRWD tiene como objetivo mejorar la calidad del agua en San Diego Creek y sus afluentes mediante la incorporación de un tipo de solución basada en la naturaleza (humedales construidos para el tratamiento de la calidad del agua (WQT)) en la infraestructura de aguas pluviales de la ciudad. El plan IRWD requiere que los desarrolladores incorporen los humedales WQT en cualquier paisaje urbano con nuevos desarrollos o construcciones. Los humedales capturan y filtran el agua de los desagües pluviales y de las canaletas antes de que regrese al sistema de desagües pluviales.
Los humedales WQT son una estrategia muy eficaz para abordar las necesidades regionales de tratamiento de la calidad del agua porque:
- Los humedales WQT son una tecnología probada que se ha utilizado durante más de dos décadas.
- Una red de humedales WQT puede abordar fuentes de contaminantes provenientes del desarrollo actual y futuro, así como contaminantes de fuentes difusas.
- Los humedales WQT pueden mejorar el hábitat y los recursos naturales en la cuenca.
Un humedal WQT en construcción. Los humedales WQT están diseñados con cambios de elevación que permiten canales, estanques, pantanos y regiones de hábitat de tierras altas. Foto © Mo Wise
A medida que se desarrollan los terrenos en la cuenca del arroyo San Diego, IRWD trabaja con desarrolladores para incorporar los humedales WQT al paisaje urbano como parte del sistema más amplio de drenaje pluvial urbano. El IRWD sigue un procedimiento detallado para informar la ubicación y construcción de humedales WQT:
- Selección del sitio. El IRWD elige los sitios de humedales basándose en el área de drenaje (por ejemplo, vecindario, escuela, centro comercial) donde se encuentra una determinada cuenca de drenaje. Los desarrolladores deben incorporar humedales WQT en sus diseños de aguas pluviales.
- Identificación de plantas. Los desarrolladores también deben utilizar plantas nativas de California para las plantaciones en los humedales, incluidas plantas tolerantes a la sequía para las regiones de tierras altas, pastos nativos y plantas acuáticas como espadañas, juncos y yerba mansa (una hierba perenne) en el área acuática.
- Inspección y gestión. Una vez que los desarrolladores construyen la cuenca y plantan vegetación, el IRWD realiza su propia inspección antes de aprobar los planes de construcción. Una vez que el IRWD aprueba la construcción, asume la responsabilidad de las actividades de gestión y mantenimiento del sitio, incluida la eliminación de malezas y sedimentos, según sea necesario.
- Seguimiento. El IRWD monitorea semanalmente sus humedales artificiales y recopila datos sobre funciones como el flujo, los nutrientes y la reducción de la contaminación.
- Divulgación y señalización. IRWD lleva a cabo eventos de divulgación, incluidos recorridos y excursiones, para mejorar la comprensión del público sobre cómo los humedales pueden ayudar a filtrar y limpiar el agua a través de procesos naturales. Además, la señalización alrededor de los humedales ayuda a ilustrar y explicar cómo funcionan los humedales naturales y de tratamiento para reducir los contaminantes que llegan a los cursos de agua.
Un humedal artificial. Foto © Mo Wise
¿Qué tan exitoso ha sido?
Desde que el IRWD creó su primer humedal artificial, se han agregado 46 humedales WQT adicionales al área de servicio del IRWD. El monitoreo continuo de los humedales, así como su flujo de salida, demuestra que los humedales WQT son una solución viable para reducir la contaminación causada por la escorrentía de aguas pluviales. Los éxitos adicionales incluyen:
- Reducción de contaminantes. La implementación de humedales río arriba en toda el área de drenaje de la cuenca ha llevado a una reducción de nutrientes, sedimentos, grasas/aceites y otros contaminantes que de otro modo podrían haber llegado a áreas ecológicamente sensibles. De 2021 a 2022, los sitios WQT del IRWD eliminaron aproximadamente 51,000 2,000 libras de nitrógeno, 160 libras de fósforo y 1,000 libras de selenio de la cuenca del arroyo San Diego. ¡Eso es suficiente nitrógeno para fertilizar más de XNUMX acres de tierra!
- Cumplir con los requisitos del permiso. Los humedales WQT permiten al IRWD establecer créditos para mantener su posición dentro de los requisitos de permisos para la descarga de contaminantes. Debido a que la recarga de aguas subterráneas no es factible con el tipo de suelo y las aguas subterráneas poco profundas del área, los humedales son la mejor opción para que el IRWD mantenga su permiso vigente.
Lecciones aprendidas y recomendaciones.
- Utilice proyectos piloto para demostrar el éxito. El IRWD construyó el primer humedal WQT de su sistema en 1999 en el pantano de San Joaquín. Los resultados del monitoreo de las pruebas del flujo de salida demostraron mejoras significativas en la calidad del agua y una reducción de la proliferación de algas nocivas. El humedal San Joaquín WQT sirvió como piloto para implementar los 46 humedales adicionales en la cuenca del arroyo San Diego.
- Ampliar la implementación de soluciones basadas en la naturaleza. A medida que la población de la ciudad de Irvine y el resto del área de servicio de IRWD continúe creciendo, será beneficioso continuar incluyendo sitios WQT en los planes de desarrollo para tratar la escorrentía urbana de nuevas comunidades. Combinar los humedales WQT con otras herramientas de conservación y gestión puede eliminar por completo la descarga de contaminantes a la cuenca. Estos humedales de tratamiento también pueden actuar como modelo para soluciones adicionales basadas en la naturaleza que pueden incorporarse a paisajes urbanizados similares.
- Utilizar una combinación de soluciones basadas en la naturaleza e infraestructura tradicional. Un enfoque dual de tipos de tratamiento regional y de fuente ayuda a abordar diversas fuentes de contaminación del agua. En áreas urbanizadas, como la cuenca del arroyo San Diego, un enfoque dual es más efectivo que los métodos de tratamiento único para abordar los problemas de calidad del agua.
- Interactuar con las comunidades. Tener la red de humedales urbanos WQT accesible al público ha abierto la puerta a conversaciones con miembros de la comunidad, niños, maestros y defensores ambientales sobre la importancia de limpiar y mantener vías fluviales saludables. La inclusión de señalización interpretativa en humedales muy transitados también ha aumentado la educación sobre la importancia de las soluciones basadas en la naturaleza.
Resumen de financiación
Una estimación de los costos de construcción de estos humedales de tratamiento urbano es de aproximadamente $200,000. a $250,000 por humedal, que incluye preparación del sitio, movimiento de tierras, trabajo estructural, y terminando el trabajo como plantaciones y llenar la eliminación. Este el costo no cuenta para adquisición de tierras. Los desarrolladores son responsables de Financiar la construcción de nuevas instalaciones para proyectos de desarrollo. Proyectos regionales que brindan tratamiento de calidad del agua para áreas desarrolladas existentes en San Diego Creek wLos recursos hídricos se consideran gastos públicos y, por lo tanto, se financian mediante una combinación de fuentes de financiación públicas., incluyendo subvenciones estatales y federales, tarifas de construcción y propietarios de terrenos, y tarifas de contribuyentes.
Organización líder
Colaboradores
Recursos
Sistema de tratamiento natural IRWD
