California - Pencemaran Air Buangan

Rawatan Air Larian Bandar Selama 25 Tahun Melalui Tanah Lembap Terbina

Lokasi 

California, Amerika Syarikat

Cabaran

Larian air ribut dari bandar Costa Mesa di selatan California, Pantai Newport, Tustin, Lake Forest dan Irvine mengalir terus ke kawasan tadahan air San Diego Creek dan persekitaran muara yang sensitif terhadap alam sekitar Upper Newport Bay. Peningkatan pembandaran kawasan-kawasan ini telah menyebabkan kawasan yang lebih besar berturap dan litupan tanah tidak telap—permukaan yang tidak dapat menyerap atau menapis hujan dan oleh itu meningkatkan larian ke laluan air. Dari segi sejarah, air larian bandar dan pencemaran yang memasuki Upper Newport Bay telah menyumbang kepada eutrofikasi akibat lebihan nutrien (seperti nitrogen dan fosforus) memasuki air, yang mengancam kesihatan ekosistem manusia dan marin.  

Peningkatan beban nutrien telah mengakibatkan pertumbuhan alga yang berlebihan, pengasidan perairan pantai, dan penyusutan oksigen terlarut dalam air. Kesan alam sekitar ini telah menjadikan habitat tidak sesuai untuk banyak organisma marin, mengakibatkan kematian ikan, invertebrata dan hidupan akuatik yang lain. Pencemaran dan kualiti air yang buruk juga boleh menyebabkan penutupan pantai dan penangkapan ikan; kajian 2005 tentang kesan larian air ribut dari Sungai Santa Ana (bersebelahan dengan San Diego Creek) mendapati larian daripada sungai itu melebihi had standard air mandian laut selamat di California sebanyak 500 peratus disebabkan oleh kehadiran bakteria penunjuk tahi. 

Alga, duckweed dan pakis nyamuk (kiri) yang cepat tumbuh pada musim panas disebabkan oleh input nutrien yang tinggi. Pertumbuhan berlebihan organisma ini boleh menggunakan oksigen dalam badan air dan menghalang cahaya matahari daripada sampai ke tumbuhan bawah air, menjadikannya mustahil untuk hidupan akuatik untuk terus hidup. Tumpahan minyak (kanan) ditangkap oleh tanah lembap. Foto © Mo Wise

Tindakan diambil

Daerah Air Ladang Irvine (IRWD) menyediakan air minuman yang bersih dan selamat kepada pelanggan di bandar Irvine, membersihkan air kumbahan untuk mencipta air tebus guna, dan merawat air larian bandar untuk melindungi dan meningkatkan alam sekitar. Untuk mengurangkan pencemaran daripada air larian bandar, IRWD dan bandar dan daerah jirannya membangunkan rancangan untuk menangani keperluan rawatan kualiti air serantau menggunakan penyelesaian berasaskan alam semula jadi, berbanding infrastruktur kelabu tradisional (cth, longkang, longkang, pembetung ribut, lembangan penampungan). Merawat air larian bandar menggunakan infrastruktur kelabu tradisional biasanya mahal disebabkan oleh jumlah air yang besar yang memerlukan rawatan dan boleh mencabar disebabkan oleh infrastruktur longkang ribut dan air larian tambahan daripada pencemaran sumber bukan titik. 

Penyelesaian berasaskan alam semula jadi menggunakan proses semula jadi yang dikaitkan dengan tumbuhan atau mikrob yang menangkap dan menapis air permukaan dan air bawah tanah yang tercemar sebelum dibuang ke lautan. Penyelesaian ini mempunyai faedah tambahan untuk menyediakan dan meningkatkan habitat untuk menyokong biodiversiti sambil mempromosikan rekreasi (termasuk memancing dan pelancongan) pada masa yang sama, menyediakan peluang pendidikan dan menawarkan faedah estetik berbanding teknologi rawatan lain. Rancangan IRWD bertujuan untuk meningkatkan kualiti air di San Diego Creek dan anak sungainya dengan menggabungkan sejenis penyelesaian berasaskan alam semula jadi—tanah lembap rawatan kualiti air (WQT)—ke dalam infrastruktur air ribut bandar. Pelan IRWD memerlukan pemaju untuk menggabungkan tanah lembap WQT ke dalam mana-mana landskap bandar dengan pembangunan atau pembinaan baharu. Tanah lembap menangkap dan menapis longkang ribut dan air longkang sebelum ia mengalir semula ke dalam sistem longkang ribut. 

Tanah lembap WQT ialah strategi yang sangat berkesan untuk menangani keperluan rawatan kualiti air serantau kerana: 

• Tanah lembap WQT adalah teknologi terbukti yang telah digunakan selama lebih daripada dua dekad.
• Rangkaian tanah lembap WQT boleh menangani sumber pencemar daripada pembangunan sedia ada dan akan datang, serta bahan pencemar daripada sumber bukan titik. 
• Tanah lembap WQT boleh meningkatkan habitat dan sumber semula jadi di kawasan tadahan air.

Tanah lembap WQT dalam pembinaan. Tanah lembap WQT direka bentuk dengan perubahan ketinggian yang membenarkan saluran, kolam, swales dan kawasan habitat tanah tinggi. Foto © Mo Wise

Apabila tanah di kawasan tadahan air San Diego Creek dibangunkan, IRWD bekerjasama dengan pemaju untuk menggabungkan tanah lembap WQT ke dalam landskap bandar sebagai sebahagian daripada sistem saliran ribut bandar yang lebih besar. IRWD mengikut prosedur terperinci untuk memaklumkan penempatan dan pembinaan tanah lembap WQT: 

• Pemilihan tapak. IRWD memilih tapak tanah lembap berdasarkan kawasan saliran (cth, kejiranan, sekolah, pusat beli-belah) di mana lembangan saliran tertentu terletak. Pemaju dikehendaki untuk memasukkan tanah lembap WQT ke dalam reka bentuk air ribut mereka. 
• Pengenalan tumbuhan. Pemaju juga dikehendaki menggunakan tumbuhan California asli untuk penanaman di tanah lembap, termasuk tumbuhan tahan kemarau untuk kawasan tanah tinggi, rumput asli dan tumbuhan akuatik seperti belalang, sedges, dan yerba mansa (herba saka) di kawasan akuatik. 
• Pemeriksaan dan pengurusan. Sebaik sahaja pemaju membina lembangan dan tumbuh-tumbuhan tumbuhan, IRWD menjalankan pemeriksaannya sendiri sebelum menandatangani pelan pembinaan. Selepas IRWD meluluskan pembinaan, mereka memikul tanggungjawab untuk pengurusan tapak dan aktiviti penyelenggaraan, termasuk penyingkiran rumpai dan sedimen seperti yang diperlukan. 
• Pemantauan. IRWD memantau tanah lembap mereka yang dibina setiap minggu dan mengumpul data tentang fungsi seperti pengurangan aliran, nutrien dan pencemaran. 
• Jangkauan dan papan tanda. IRWD mengadakan acara jangkauan, termasuk lawatan dan lawatan lapangan, untuk meningkatkan pemahaman orang ramai tentang bagaimana tanah lembap boleh membantu menapis dan membersihkan air melalui proses semula jadi. Selain itu, papan tanda di sekitar tanah lembap membantu untuk menggambarkan dan menerangkan cara tanah lembap semula jadi dan rawatan berfungsi untuk mengurangkan bahan pencemar yang sampai ke saluran air.

Tanah lembap yang dibina. Foto © Mo Wise

Betulkah ia berjaya?

Sejak IRWD mencipta tanah lembap yang pertama dibina, 46 tanah lembap WQT tambahan telah ditambah ke kawasan perkhidmatan IRWD. Pemantauan berterusan terhadap tanah lembap serta aliran keluarnya menunjukkan bahawa tanah lembap WQT adalah penyelesaian yang berdaya maju untuk mengurangkan pencemaran daripada larian air ribut. Kejayaan tambahan termasuk: 

• Pengurangan bahan pencemar. Melaksanakan tanah lembap di hulu di seluruh kawasan saliran tadahan air telah membawa kepada pengurangan nutrien, sedimen, lemak/minyak/gris, dan bahan pencemar lain yang mungkin telah sampai ke kawasan sensitif ekologi. Dari 2021 hingga 2022, tapak WQT IRWD telah mengeluarkan kira-kira 51,000 paun nitrogen, 2,000 paun fosforus dan 160 paun selenium dari tadahan air San Diego Creek. Itu sudah cukup nitrogen untuk menyuburkan lebih 1,000 ekar tanah! 
• Memenuhi keperluan permit. Tanah lembap WQT membenarkan IRWD mewujudkan kredit untuk mengekalkan kedudukannya dalam syarat-syarat yang dibenarkan untuk pelepasan bahan pencemar. Oleh kerana cas semula air bawah tanah tidak dapat dilaksanakan dengan jenis tanah dan air bawah tanah cetek di kawasan itu, tanah lembap adalah pilihan terbaik untuk IRWD mengekalkan kedudukan permitnya. 

Pelajaran yang dipelajari dan cadangan

• Gunakan projek perintis untuk menunjukkan kejayaan. IRWD membina tanah lembap WQT pertama dalam sistem mereka pada tahun 1999 di paya San Joaquin. Hasil pemantauan daripada aliran keluar ujian menunjukkan peningkatan kualiti air yang ketara dan pengurangan bunga alga yang berbahaya. Tanah lembap San Joaquin WQT berkhidmat sebagai perintis untuk melaksanakan 46 tanah lembap tambahan di kawasan tadahan air San Diego Creek. 
• Kembangkan pelaksanaan penyelesaian berasaskan alam semula jadi. Memandangkan populasi bandar Irvine dan kawasan perkhidmatan IRWD yang lain terus berkembang, adalah berfaedah untuk terus memasukkan tapak WQT dalam rancangan pembangunan untuk merawat air larian bandar daripada komuniti baharu. Memadankan tanah lembap WQT dengan alat pemuliharaan dan pengurusan lain boleh menghapuskan pelepasan bahan pencemar ke dalam tadahan air sepenuhnya. Tanah lembap rawatan ini juga boleh bertindak sebagai pelan tindakan untuk penyelesaian berasaskan alam semula jadi tambahan yang boleh digabungkan ke dalam landskap bandar yang serupa. 
• Gunakan gabungan penyelesaian berasaskan alam semula jadi dan infrastruktur tradisional. Pendekatan dwi sumber dan jenis rawatan serantau membantu menyasarkan pelbagai sumber pencemaran air. Di kawasan perbandaran, seperti kawasan tadahan air San Diego Creek, pendekatan dwi adalah lebih berkesan daripada kaedah rawatan tunggal dalam menangani masalah kualiti air. 
• Melibatkan diri dengan komuniti. Mempunyai rangkaian tanah lembap WQT bandar yang boleh diakses oleh orang ramai telah membuka pintu untuk perbualan dengan ahli komuniti, kanak-kanak, guru, dan penyokong alam sekitar tentang kepentingan membersihkan dan mengekalkan saluran air yang sihat. Termasuk papan tanda tafsiran di tanah lembap yang banyak diperdagangkan juga telah meningkatkan pendidikan tentang kepentingan penyelesaian berasaskan alam semula jadi. 

Ringkasan pembiayaan

Anggaran kos pembinaan untuk tanah lembap rawatan bandar ini adalah kira-kira $200,000 kepada $250,000 setiap tanah lembap, yang merangkumi penyediaan tapak, kerja tanah, kerja struktur, dan menyiapkan kerja seperti penanaman and pelupusan isi. ini kos tidak akaun untuk pengambilan tanah. Pemaju bertanggungjawab untuk membiayai pembinaan kemudahan projek pembangunan baharu. Projek serantau yang menyediakan rawatan kualiti air untuk kawasan maju sedia ada di Sungai San Diego watershed dianggap sebagai perbelanjaan awam dan oleh itu dibiayai oleh gabungan sumber pembiayaan awam, Termasuk geran negeri dan persekutuan, yuran pemilik tanah dan pembinaan, dan yuran pembayar kadar. 

Memimpin organisasi

Irvine Ranch Water District  

Partners

Orange County  

Bandar Irvine  

Syarikat Irvine 

Sumber

Sistem Rawatan Semulajadi IRWD