25 anos de tratamento de escoamento urbano através de áreas úmidas construídas
Localização
Califórnia, EUA
O desafio
O escoamento de águas pluviais das cidades de Costa Mesa, Newport Beach, Tustin, Lake Forest e Irvine, no sul da Califórnia, drena diretamente para a bacia hidrográfica de San Diego Creek e para o ambiente estuarino ambientalmente sensível de Upper Newport Bay. O aumento da urbanização destas áreas resultou em áreas maiores de cobertura de solo pavimentada e impermeável – superfícies que não conseguem absorver ou filtrar a chuva e, portanto, aumentam o escoamento para os cursos de água. Historicamente, o escoamento urbano e a poluição que entram na Baía de Upper Newport contribuíram para a eutrofização devido ao excesso de nutrientes (como azoto e fósforo) que entram na água, o que ameaça a saúde humana e do ecossistema marinho.
O aumento da carga de nutrientes resultou no crescimento excessivo de algas, na acidificação das águas costeiras e no esgotamento do oxigênio dissolvido na água. Estes impactos ambientais tornaram o habitat inadequado para muitos organismos marinhos, resultando na morte de peixes, invertebrados e outras formas de vida aquática. A poluição e a má qualidade da água também podem levar ao encerramento de praias e da pesca; um estudo de 2005 sobre os impactos do escoamento de águas pluviais do rio Santa Ana (adjacente ao riacho San Diego) descobriu que o escoamento do rio excedeu o limite dos padrões seguros de águas balneares oceânicas na Califórnia em 500 por cento devido à presença de bactérias indicadoras fecais.
Algas de crescimento rápido, lentilha-d'água e mosquitos (à esquerda) florescem nos meses de verão devido ao alto aporte de nutrientes. O crescimento excessivo desses organismos pode consumir oxigênio em um corpo d'água e impedir que a luz solar alcance as plantas subaquáticas, impossibilitando a sobrevivência da vida aquática. As manchas de óleo (à direita) são capturadas pelas zonas húmidas. Fotos © Mo Wise
Ações tomadas
O Irvine Ranch Water District (IRWD) fornece água potável limpa e segura aos clientes da cidade de Irvine, limpa águas residuais para criar água recuperada e trata o escoamento urbano para proteger e melhorar o ambiente circundante. Para reduzir a poluição proveniente do escoamento urbano, o IRWD e as cidades e distritos vizinhos desenvolveram um plano para abordar as necessidades regionais de tratamento da qualidade da água utilizando soluções baseadas na natureza, em oposição às tradicionais infra-estruturas cinzentas (por exemplo, calhas, esgotos, esgotos pluviais, bacias de retenção). O tratamento do escoamento urbano utilizando infraestruturas cinzentas tradicionais é geralmente caro devido ao grande volume de água que requer tratamento e pode ser um desafio devido à infraestrutura de drenagem pluvial e ao escoamento adicional proveniente de fontes difusas de poluição.
As soluções baseadas na natureza utilizam processos naturais associados a plantas ou micróbios que capturam e filtram águas superficiais e subterrâneas contaminadas antes de serem despejadas no oceano. Estas soluções têm o benefício adicional de fornecer e melhorar o habitat para apoiar a biodiversidade, ao mesmo tempo que promovem a recreação (incluindo a pesca e o turismo), proporcionando oportunidades educacionais e oferecendo benefícios estéticos em relação a outras tecnologias de tratamento. O plano do IRWD visa melhorar a qualidade da água em San Diego Creek e seus afluentes, incorporando um tipo de solução baseada na natureza – áreas úmidas construídas para tratamento da qualidade da água (WQT) – na infraestrutura de águas pluviais da cidade. O plano IRWD exige que os promotores incorporem zonas húmidas WQT em qualquer paisagem urbana com novos empreendimentos ou construções. As zonas úmidas capturam e filtram a água dos esgotos pluviais e das calhas antes que ela flua de volta para o sistema de drenagem pluvial.
As zonas húmidas WQT são uma estratégia altamente eficaz para responder às necessidades regionais de tratamento da qualidade da água porque:
- As zonas húmidas WQT são uma tecnologia comprovada que tem sido utilizada há mais de duas décadas.
- Uma rede de zonas húmidas WQT pode abordar fontes poluentes provenientes de desenvolvimentos existentes e futuros, bem como poluentes provenientes de fontes difusas.
- As zonas húmidas do WQT podem melhorar o habitat e os recursos naturais na bacia hidrográfica.
Uma zona húmida WQT em construção. As zonas úmidas WQT são projetadas com mudanças de elevação que permitem canais, lagoas, valas e regiões de habitat de terras altas. Foto © Mo Wise
À medida que as terras na bacia hidrográfica de San Diego Creek são desenvolvidas, o IRWD trabalha com desenvolvedores para incorporar áreas úmidas WQT na paisagem urbana como parte de um sistema maior de drenagem pluvial urbana. IRWD segue um procedimento detalhado para informar a localização e construção de zonas húmidas WQT:
- Seleção do local. O IRWD escolhe locais de áreas úmidas com base na área de drenagem (por exemplo, bairro, escola, shopping center) onde uma determinada bacia de drenagem está localizada. Os desenvolvedores são obrigados a incorporar zonas úmidas WQT em seus projetos de águas pluviais.
- Identificação de plantas. Os desenvolvedores também são obrigados a usar plantas nativas da Califórnia para plantio em áreas úmidas, incluindo plantas tolerantes à seca para regiões montanhosas, gramíneas nativas e plantas aquáticas, como junco, ciperáceas e erva mansa (uma erva perene) na área aquática.
- Inspeção e gerenciamento. Depois que os desenvolvedores constroem a bacia e plantam a vegetação, o IRWD realiza sua própria inspeção antes de assinar os planos de construção. Depois que o IRWD aprova a construção, eles assumem a responsabilidade pelas atividades de gerenciamento e manutenção do local, incluindo a remoção de ervas daninhas e sedimentos, conforme necessário.
- Monitorização O IRWD monitoriza semanalmente as zonas húmidas construídas e recolhe dados sobre funções como fluxo, nutrientes e redução da poluição.
- Divulgação e sinalização. A IRWD realiza eventos de divulgação, incluindo passeios e visitas de campo, para melhorar a compreensão do público sobre como as zonas húmidas podem ajudar a filtrar e limpar a água através de processos naturais. Além disso, a sinalização em torno das zonas húmidas ajuda a ilustrar e explicar como as zonas húmidas naturais e de tratamento funcionam para reduzir os poluentes que chegam aos cursos de água.
Uma zona húmida construída. Foto © Mo Wise
Quão bem sucedido tem sido?
Desde que a IRWD criou a sua primeira zona húmida construída, 46 zonas húmidas WQT adicionais foram adicionadas à área de serviço da IRWD. A monitorização contínua das zonas húmidas, bem como do seu escoamento, demonstra que as zonas húmidas WQT são uma solução viável para reduzir a poluição proveniente do escoamento de águas pluviais. Sucessos adicionais incluem:
- Redução de poluentes. A implementação de zonas húmidas a montante em toda a área de drenagem da bacia hidrográfica levou a uma redução de nutrientes, sedimentos, gorduras/óleos/gorduras e outros poluentes que, de outra forma, poderiam ter atingido áreas ecologicamente sensíveis. De 2021 a 2022, os locais WQT do IRWD removeram aproximadamente 51,000 libras de nitrogênio, 2,000 libras de fósforo e 160 libras de selênio da bacia hidrográfica de San Diego Creek. Isso é nitrogênio suficiente para fertilizar mais de 1,000 acres de terra!
- Atendendo aos requisitos de licença. As zonas húmidas do WQT permitem que o IRWD estabeleça créditos para manter a sua posição dentro dos requisitos de licenciamento para descarga de poluentes. Como a recarga das águas subterrâneas não é viável com o tipo de solo e as águas subterrâneas rasas da área, as zonas húmidas são a melhor opção para o IRWD manter a sua licença.
Lições aprendidas e recomendações
- Utilize projetos piloto para demonstrar o sucesso. IRWD construiu o primeiro pântano WQT em seu sistema em 1999 no pântano de San Joaquin. Os resultados do monitoramento dos testes de vazão demonstraram melhorias significativas na qualidade da água e uma redução na proliferação de algas nocivas. O pantanal San Joaquin WQT serviu como piloto para a implementação de 46 pantanais adicionais na bacia hidrográfica de San Diego Creek.
- Expandir a implementação de soluções baseadas na natureza. À medida que a população da cidade de Irvine e do resto da área de serviço do IRWD continua a crescer, será benéfico continuar a incluir locais de WQT nos planos de desenvolvimento para tratar o escoamento urbano de novas comunidades. Combinar zonas úmidas WQT com outras ferramentas de conservação e gestão pode eliminar totalmente a descarga de poluentes na bacia hidrográfica. Estas zonas húmidas de tratamento também podem funcionar como um modelo para soluções adicionais baseadas na natureza que podem ser incorporadas em paisagens urbanizadas semelhantes.
- Utilize uma combinação de soluções baseadas na natureza e infraestrutura tradicional. Uma abordagem dupla de tipos de tratamento de fonte e regional ajuda a atingir várias fontes de poluição da água. Em áreas urbanizadas, como a bacia hidrográfica de San Diego Creek, uma abordagem dupla é mais eficaz do que métodos de tratamento único na resolução de problemas de qualidade da água.
- Envolva-se com as comunidades. Ter a rede de zonas húmidas urbanas WQT acessíveis ao público abriu a porta para conversas com membros da comunidade, crianças, professores e defensores ambientais sobre a importância de limpar e manter cursos de água saudáveis. A inclusão de sinalização interpretativa em zonas húmidas com tráfego intenso também aumentou a educação sobre a importância de soluções baseadas na natureza.
Resumo de financiamento
Uma estimativa dos custos de construção destas zonas húmidas de tratamento urbano é de cerca de 200,000 dólares. para $250,000 por zona húmida, que inclui preparação do local, terraplenagem, trabalho estrutural, e acabamento de trabalho tais como plantações e preencher descarte. Esse custo não responsável por aquisição de terras. Os desenvolvedores são responsáveis por financiar a construção de novas instalações para projetos de desenvolvimento. Projetos regionais que fornecem tratamento de qualidade da água para áreas desenvolvidas existentes em San Diego Creek watershed são considerados despesas públicas e, portanto, financiados por uma combinação de fontes de financiamento público, incluindo subsídios estaduais e federais, taxas de proprietários de terras e de construção e taxas do contribuinte.
Organização líder
Distrito da água do rancho de Irvine
Parceiros
Recursos
Sistema de tratamento natural IRWD
