25 ans de traitement des eaux de ruissellement urbain grâce à des zones humides artificielles
Localisation
Californie, États-Unis
Le défi
Le ruissellement des eaux pluviales des villes du sud de la Californie comme Costa Mesa, Newport Beach, Tustin, Lake Forest et Irvine s'écoule directement dans le bassin versant du ruisseau San Diego et dans l'environnement estuarien écologiquement sensible de la partie supérieure de la baie de Newport. L’urbanisation accrue de ces zones a entraîné l’apparition de plus grandes zones de couverture terrestre pavée et imperméable – des surfaces qui ne peuvent pas absorber ou filtrer la pluie et donc augmenter le ruissellement vers les cours d’eau. Historiquement, le ruissellement urbain et la pollution entrant dans la partie supérieure de la baie de Newport ont contribué à l'eutrophisation en raison d'un excès de nutriments (tels que l'azote et le phosphore) pénétrant dans l'eau, ce qui menace la santé des humains et des écosystèmes marins.
L'augmentation de la charge en nutriments a entraîné une croissance excessive d'algues, une acidification des eaux côtières et un appauvrissement de l'oxygène dissous dans l'eau. Ces impacts environnementaux ont rendu l'habitat impropre à de nombreux organismes marins, entraînant la mort de poissons, d'invertébrés et d'autres espèces aquatiques. La pollution et la mauvaise qualité de l’eau peuvent également entraîner la fermeture des plages et de la pêche ; une étude de 2005 sur les impacts du ruissellement des eaux pluviales de la rivière Santa Ana (adjacente au ruisseau de San Diego) a révélé que le ruissellement de la rivière dépassait de 500 pour cent la limite des normes de sécurité des eaux de baignade en mer en Californie en raison de la présence de bactéries indicatrices fécales.
Les algues à croissance rapide, les lentilles d'eau et les fougères à moustiques (à gauche) fleurissent pendant les mois d'été en raison des apports élevés de nutriments. Une prolifération de ces organismes peut consommer l’oxygène présent dans un plan d’eau et empêcher la lumière du soleil d’atteindre les plantes sous-marines, rendant ainsi impossible la survie de la vie aquatique. Les nappes de pétrole (à droite) sont capturées par les zones humides. Photos © Mo Wise
Les mesures prises
L'Irvine Ranch Water District (IRWD) fournit de l'eau potable propre et sûre aux clients de la ville d'Irvine, nettoie les eaux usées pour créer de l'eau récupérée et traite les eaux de ruissellement urbaines pour protéger et améliorer l'environnement. Pour réduire la pollution due au ruissellement urbain, l'IRWD et ses villes et districts voisins ont élaboré un plan pour répondre aux besoins régionaux en matière de traitement de la qualité de l'eau en utilisant des solutions basées sur la nature, par opposition aux infrastructures grises traditionnelles (par exemple, gouttières, drains, égouts pluviaux, bassins de rétention). Le traitement des eaux de ruissellement urbain à l'aide d'infrastructures grises traditionnelles est généralement coûteux en raison du grand volume d'eau à traiter et peut s'avérer difficile en raison des infrastructures de drainage pluvial et du ruissellement supplémentaire provenant de sources diffuses de pollution.
Les solutions basées sur la nature utilisent des processus naturels associés aux plantes ou aux microbes qui captent et filtrent les eaux de surface et souterraines contaminées avant qu'elles ne soient rejetées dans l'océan. Ces solutions ont l'avantage supplémentaire de fournir et d'améliorer l'habitat pour soutenir la biodiversité tout en favorisant simultanément les loisirs (y compris la pêche et le tourisme), en offrant des opportunités éducatives et en offrant des avantages esthétiques par rapport aux autres technologies de traitement. Le plan de l'IRWD vise à améliorer la qualité de l'eau du ruisseau de San Diego et de ses affluents en intégrant un type de solution basée sur la nature – des zones humides de traitement de la qualité de l'eau (WQT) – dans l'infrastructure des eaux pluviales de la ville. Le plan IRWD exige que les promoteurs intègrent les zones humides WQT dans tout paysage urbain lors de nouveaux aménagements ou constructions. Les zones humides capturent et filtrent l’eau des égouts pluviaux et des gouttières avant qu’elle ne retourne dans le système d’égouts pluviaux.
Les zones humides WQT constituent une stratégie très efficace pour répondre aux besoins régionaux en matière de traitement de la qualité de l’eau car :
- Les zones humides WQT sont une technologie éprouvée utilisée depuis plus de deux décennies.
- Un réseau de zones humides WQT peut traiter les sources de polluants provenant de développements existants et futurs, ainsi que les polluants provenant de sources diffuses.
- Les terres humides du WQT peuvent améliorer l’habitat et les ressources naturelles du bassin versant.
Un milieu humide WQT en construction. Les zones humides WQT sont conçues avec des changements d'altitude qui permettent la création de canaux, d'étangs, de rigoles et de régions d'habitat de hautes terres. Photo © Mo Wise
À mesure que les terres du bassin versant du ruisseau San Diego sont aménagées, l'IRWD travaille avec les promoteurs pour intégrer les zones humides WQT dans le paysage urbain dans le cadre du système d'évacuation des eaux pluviales urbain plus vaste. L'IRWD suit une procédure détaillée pour éclairer le choix de l'emplacement et la construction des zones humides WQT :
- Sélection du site. L'IRWD choisit les sites de zones humides en fonction de la zone de drainage (par exemple, quartier, école, centre commercial) où se trouve un certain bassin de drainage. Les promoteurs sont tenus d'intégrer les zones humides WQT dans leurs conceptions d'eaux pluviales.
- Identification des plantes. Les promoteurs sont également tenus d'utiliser des plantes indigènes de Californie pour les plantations dans les zones humides, y compris des plantes tolérantes à la sécheresse pour les régions des hautes terres, des graminées indigènes et des plantes aquatiques telles que le scirpe, les carex et les plantes aquatiques. yerba mansa (une plante herbacée vivace) dans la zone aquatique.
- Contrôle et gestion. Une fois que les promoteurs ont construit le bassin et planté de la végétation, l'IRWD effectue sa propre inspection avant de signer les plans de construction. Une fois que l'IRWD a approuvé la construction, il assume la responsabilité des activités de gestion et d'entretien du site, y compris l'élimination des mauvaises herbes et des sédiments si nécessaire.
- Surveillance. L'IRWD surveille chaque semaine ses zones humides construites et collecte des données sur des fonctions telles que le débit, les nutriments et la réduction de la pollution.
- Sensibilisation et signalétique. L'IRWD organise des événements de sensibilisation, notamment des visites et des excursions sur le terrain, pour améliorer la compréhension du public sur la manière dont les zones humides peuvent aider à filtrer et à nettoyer l'eau grâce à des processus naturels. De plus, la signalisation autour des zones humides permet d’illustrer et d’expliquer comment les zones humides naturelles et de traitement contribuent à réduire les polluants atteignant les cours d’eau.
Une zone humide construite. Photo © Mo Wise
Dans quelle mesure a-t-il réussi?
Depuis que l'IRWD a créé sa première zone humide construite, 46 zones humides WQT supplémentaires ont été ajoutées à la zone de service de l'IRWD. Un suivi continu des milieux humides ainsi que de leur débit sortant démontre que les milieux humides du WQT constituent une solution viable pour réduire la pollution liée au ruissellement des eaux pluviales. Parmi les autres succès, citons :
- Réduction des polluants. La mise en œuvre de zones humides en amont dans toute la zone de drainage du bassin versant a entraîné une réduction des éléments nutritifs, des sédiments, des graisses/huiles et autres polluants qui auraient autrement pu atteindre les zones écologiquement sensibles. De 2021 à 2022, les sites WQT de l'IRWD ont éliminé environ 51,000 2,000 livres d'azote, 160 1,000 livres de phosphore et XNUMX livres de sélénium du bassin versant du ruisseau San Diego. C'est assez d'azote pour fertiliser plus de XNUMX XNUMX acres de terre !
- Répondre aux exigences du permis. Les zones humides du WQT permettent à l'IRWD d'établir des crédits pour maintenir sa position dans le cadre des exigences en matière de permis pour les rejets de polluants. Étant donné que la recharge des eaux souterraines n'est pas réalisable avec le type de sol et les eaux souterraines peu profondes de la région, les zones humides constituent la meilleure option pour l'IRWD afin de maintenir son permis.
Leçons apprises et recommandations
- Utiliser des projets pilotes pour démontrer le succès. L'IRWD a construit la première zone humide WQT dans son système en 1999 dans le marais de San Joaquin. Les résultats de la surveillance des tests d'écoulement ont démontré des améliorations significatives de la qualité de l'eau et une réduction des proliférations d'algues nuisibles. La zone humide WQT de San Joaquin a servi de projet pilote pour la mise en œuvre des 46 zones humides supplémentaires dans le bassin versant du ruisseau San Diego.
- Élargir la mise en œuvre de solutions fondées sur la nature. À mesure que la population de la ville d'Irvine et du reste de la zone de service de l'IRWD continue de croître, il sera bénéfique de continuer à inclure les sites WQT dans les plans de développement pour traiter le ruissellement urbain des nouvelles communautés. Associer les zones humides WQT à d’autres outils de conservation et de gestion peut éliminer complètement les rejets de polluants dans le bassin versant. Ces zones humides de traitement peuvent également servir de modèle pour des solutions supplémentaires basées sur la nature qui peuvent être intégrées dans des paysages urbanisés similaires.
- Utilisez un mélange de solutions basées sur la nature et d’infrastructures traditionnelles. Une double approche des types de traitement à la source et au niveau régional permet de cibler diverses sources de pollution de l’eau. Dans les zones urbanisées, telles que le bassin versant du ruisseau San Diego, une double approche est plus efficace que les méthodes à traitement unique pour résoudre les problèmes de qualité de l'eau.
- Engagez-vous auprès des communautés. Le fait que le réseau de zones humides urbaines du WQT soit accessible au public a ouvert la porte à des conversations avec les membres de la communauté, les enfants, les enseignants et les défenseurs de l'environnement sur l'importance du nettoyage et du maintien de cours d'eau sains. L’inclusion de panneaux d’interprétation dans les zones humides très fréquentées a également accru l’éducation sur l’importance des solutions fondées sur la nature.
Résumé du financement
Une estimation des coûts de construction de ces zones humides de traitement urbain est d'environ 200,000 XNUMX $. à $250,000 par zone humide, qui comprend la préparation du terrain, le terrassement, le gros œuvre, et finition des travaux tel que plantations ainsi que les remplir l'élimination. Ce sables moins coûteux ne collecte compte pour acquisition de terrain. Les développeurs sont responsables de financer la construction de nouvelles installations de projets de développement. Projets régionaux qui assurent le traitement de la qualité de l'eau pour les zones développées existantes dans le ruisseau de San Diego wLes pertes sont considérées comme des dépenses publiques et sont donc financées par une combinaison de sources de financement publiques., dont subventions étatiques et fédérales, frais de propriétaire foncier et de construction et frais de contribuable.
Organisation principale
District des eaux d'Irvine Ranch
Partenaires
Resources
Système de traitement naturel IRWD
