Zielono-niebieska infrastruktura a adaptacja miast do zmian klimatu

W przestrzeni miejskiej wyraźnie widoczny jest wpływ trendów klimatycznych na codzienne funkcjonowanie miasta oraz na zwiększanie częstotliwości krótkotrwałych zagrożeń.

Zmiany warunków termicznych wiążą się z rosnącą średnią temperaturą globalną oraz ze wzrostem średniej liczby dni z temperaturą powyżej 35°C. W miastach zjawisko to jest nasilane przez powstawanie miejskich wysp ciepła, co polega na występowaniu w mieście wyższej temperatury powietrza w porównaniu do terenów przyległych¹. Sztuczne powierzchnie (beton, asfalt, cegła itp.) akumulują promienie słoneczne i oddają energię do otoczenia, powodując podwyższanie jego temperatury. Efekt ten jest potęgowany przez niewielki udział zieleni będącej naturalnym buforem ciepła, ograniczenie przewietrzania oraz aktywność człowieka, jak np. produkcja, chłodzenie powodujące oddawanie ciepła do otoczenia czy ruch samochodowy.

Naprzemienne występowanie ekstremalnych zjawisk pogodowych oznacza następowanie po sobie deszczy nawalnych powodujących lokalne podtopienia i zaburzenia funkcjonowania infrastruktury oraz suszy i wynikających z niej deficytów wody. Długie okresy bezdeszczowe czy posuszne przerywane są opadami, często o charakterze ekstremalnym. Powodują one tzw. powodzie błyskawiczne (flash floods) oraz powodzie miejskie (urban flood) – jest to zjawisko jeszcze mało rozpoznane, przykładowo w planach zarządzania ryzykiem powodziowym na lata 2022–2027 brakuje systemowych rozwiązań ukierunkowanych na powodzie miejskie².

Czynnikami wpływającymi na powstawanie i nasilenie powodzi miejskich są: niewydolna praca systemów odprowadzania wód deszczowych zwymiarowanych na niższe wartości opadów ekstremalnych od obecnie występujących, uszczelnienie powierzchni miast przyspieszające spływ wód deszczowych, brak naturalnej retencji miejskiej, wyeliminowanej np. przez osuszenie lub degradację czy „pogrzebanie” rzek, rozumiane jako poprowadzenie cieku powierzchniowego kanałem podziemnym. Wynikiem powodzi miejskich są przeciążenia systemów kanalizacyjnych, podtopienia i większa częstotliwość wysokich zrzutów burzowych – ilość ścieków trafiających do małych rzek miejskich podczas opadów nawalnych wielokrotnie przekracza ich średni przepływ². Próba zwiększenia efektywności systemów kanalizacyjnych przez rozbudowę tradycyjnych rozwiązań – bez rozszczelnienia powierzchni, zapewnienia retencji w miejscu powstawania opadu i spowolnienia odpływu – jest zwykle skazana na niepowodzenie. Generuje wysokie koszty inwestycyjne i podwyższenie kosztów utrzymania infrastruktury, a przy dalszym nasilaniu się ekstremalnych zjawisk pogodowych wcześniejsze problemy powrócą.

Zaburzenia cyrkulacji powietrza (brak „przewietrzania miast”) oznacza brak ruchu powietrza i jego wymiany w przestrzeni miejskiej. Efekt ten jest potęgowany przez smog, który powstaje w wyniku unoszenia się pyłów i spalin z komunikacji i emisji spalin z budynków oraz stagnacji zanieczyszczeń powietrza w danym miejscu.

Adaptacja do zmian klimatu – polskie przymiarki

W Polsce odpowiedzią na wyzwania klimatyczne współczesnych miast ma być m.in. inicjatywa przedstawiona w dokumencie Polski Ład pt. „Koniec z betonem w centrach miast”, której wdrażanie koordynuje Ministerstwo Klimatu i Środowiska. Jej głównym celem jest tworzenie rozwiązań dotyczących ograniczenia betonu i asfaltu w centrach miast, m.in. dzięki miejskiej infrastrukturze zielono-niebieskiej rozumianej jako sieć naturalnych, półnaturalnych i sztucznych ekosystemów wodnych i lądowych. Praktycznym przejawem ministerialnej inicjatywy ma być nowa ustawa o zmianie niektórych ustaw w celu wzmocnienia klimatycznego wymiaru polityki miejskiej³.

W ustawie o samorządzie gminnym nowy art. 5a ma wprowadzać wymóg, że co najmniej 30% środków wydatkowanych w ramach budżetu obywatelskiego wyodrębnia się na projekty związane z ochroną miejskiego środowiska przyrodniczego, w szczególności na projekty, których realizacja ma prowadzić do poprawy stanu oraz zwiększania powierzchni terenów zieleni³. Najwyższa Izba Kontroli wskazuje, że proces „zazielenienia” budżetu obywatelskiego już się rozpoczął – w latach 2016–2018 w skontrolowanych miastach działania z zakresu gospodarki komunalnej i ochrony środowiska stanowiły 23% wszystkich zadań, a na ich realizację przeznaczono blisko 25 mln zł⁴.

Natomiast zgodnie z nowelizacją Prawa ochrony środowiska miasta liczące powyżej 20 tys. mieszkańców będą zobowiązane do opracowania miejskich planów adaptacji do zmian klimatu w ciągu 24 miesięcy od dnia wejścia w życie przepisów rozporządzenia.

Miejski plan adaptacji do zmian klimatu ma być docelowo zdefiniowany w prawie ochrony środowiska w art. 3 jako dokument o charakterze strategicznym, obejmujący swoim zakresem teren danego miasta, którego celem jest zwiększenie odporności miasta na zmiany klimatu poprzez ograniczenie podatności miasta na zagrożenia związane ze zmianami klimatu, w tym poprawę zdolności przystosowywania się do zmian klimatu³.

W krajowym Strategicznym Planie Adaptacji do zmian klimatu z 2013 r.⁵ wskazano, że adaptacja ta powinna obejmować m.in.: rewitalizację przyrodniczą miasta ze szczególnym uwzględnieniem małej retencji, wymianę szczelnych powierzchni gruntu na powierzchnię przepuszczalną oraz uwzględnienie w planach zagospodarowania zwiększenia obszarów zieleni, wód i korytarzy wentylacyjnych. Nawet na podstawie tak pobieżnego zarysu widać, że duże znaczenie będzie tu miała infrastruktura zielono-niebieska.

Nowoczesne podejście do retencji

Na pierwsze miejsce w działaniach adaptacyjnych do zmian klimatu wysuwa się kwestia gospodarowania wodami opadowymi w miastach – odejście od zasady szybkiego odwadniania na rzecz paradygmatu „miasta gąbki”, które dzięki zatrzymaniu, rozsączaniu, magazynowaniu i oddawaniu wód opadowych w okresach deficytów deszczowych będzie sobie radzić zarówno z nawalnymi deszczami, jak i z suszą. Ważne dla „miasta gąbki” jest zdecentralizowane zarządzanie spływami opadowymi, oparte na podejściu „źródło – ścieżka – odbiornik”²:

• „u źródła” – zwiększanie możliwości retencji (zatrzymywania), detencji (przechowywania) oraz infiltracji do gruntu i wykorzystania wody w miejscu opadu. Ciekawymi przykładami są tu obiekty mikroretencji, towarzyszące budynkom użyteczności publicznej. W ramach projektu Gmina Skawina chwyta wodę w 2021 r. powstawały ogrody deszczowe – np. ogród przyszkolny o powierzchni 3,2 m² może zgromadzić 4 ^m3 wody opadowej pochodzącej z dachu budynku, trawnika i chodnika⁶. W Warszawie pod koniec 2018 r. oddano do użytku przedszkole z trawiastym dachem zielonym przeznaczonym na cele rekreacji dzieci – woda deszczowa z tego dachu odpływa do zbiornika retencyjnego, skąd jest pobierana do podlewania zieleni przedszkolnej;
• „na ścieżce” – odchodzenie od szybkiego odprowadzania wód deszczowych na rzecz systemów spływu i retencji i odciążenie infrastruktury podziemnej. Przykładami takich rozwiązań są nie tylko połączenia infrastruktury podziemnej z systemami otwartymi, ale też odwodnienia podziemne z funkcją retencji zapewniające okresowe zwiększenie pojemności systemu odwodnień. Odpowiednio zaplanowane rozwiązania drenażowe służą także zasilaniu podziemnych warstw wodonośnych, których dobra kondycja odgrywa ważną rolę w procesach retencji;
• „w odbiorniku” – ochrona terenów zagrożonych podtopieniami i powodziami, rezygnacja z inwestycji na rzecz zwiększania retencji tych terenów i ich roli w podczyszczaniu spływów burzowych, np. przez tworzenie parków buforowych, rekonstrukcję mokradeł miejskich i poprawę bioróżnorodności.

Infrastruktura zielono-niebieska

Zieleń w miastach tradycyjnie działa jako filtr zanieczyszczeń, pochłaniając dwutlenek węgla w procesie fotosyntezy oraz zatrzymując na powierzchni liści pyły zawieszone, spełnia także funkcje rekreacyjne i edukacyjne oraz sprzyja tworzeniu więzi społecznych. Natomiast z punktu widzenia adaptacji do zmian klimatu może się przyczynić do łagodzenia zarówno skutków ekstremalnych zjawisk pogodowych, jak i miejskiej wyspy ciepła. Zieleń miejska ogranicza ryzyko powodziowe, zapobiega lokalnym podtopieniom, zmniejsza zanieczyszczanie wód odpływowych, wyrównuje różnice temperatury i przyczynia się do wymiany powietrza (przewietrzania). 

Przykładem realizacji tej ostatniej funkcji jest powstała w 2019 r. w Sochaczewie zielona kurtyna o długości ok. 900 m, z ponad 3700 krzewów i drzew. Obszar zielonej kurtyny uznano za korytarz powietrzny wspomagający walkę ze smogiem – od czasu zakończenia inwestycji w jej obszarze poprawiła się cyrkulacja powietrza i filtracja zanieczyszczeń⁷.

W polskich miastach widać ostatnio, że zielono-niebieska infrastruktura jest nie tylko modnym hasłem – coraz częściej inwestycje w zieleń miejską idą w parze z rozwiązaniami inżynierskimi odpowiadającymi za retencję. Przykładowo we Wrocławiu w zabytkowym centrum miasta powstaje parking z nasadzeniami drzew, które dzięki podziemnemu systemowi skrzynek retencyjno-rozsączających będą miały zapewniony dostęp do wody, tlenu i składników odżywczych oraz możliwość niezakłóconego rozrostu korzeni (przy jednoczesnej ochronie infrastruktury przed uszkodzeniami wynikającymi z tego rozrostu). 

W Sopocie od 2014 r. działa zbiornik o głębokości 2,5 m, który może pomieścić 1,325 m³ wody opadowej. Przy sprzyjającej pogodzie służy jako miejsce rekreacji – nad meandrującym strumykiem obsadzonym zielenią ustawiono kładki, a zbiornik otoczono ławkami i siedziskami⁸. W Czeladzi w ramach inwestycji „Zielone płuca miasta” w największym parku miejskim Grabek obok zasadzenia rodzimych drzew i krzewów odtworzono sieć strumieni i zbiornik zasilany wodami rzeki Brynicy⁷. 

Ciekawy ekosystem zrealizowano w Parku Duchackim w Krakowie: zwiększając funkcjonalność nieefektywnej sieci kanalizacji deszczowej w dzielnicy Podgórze Duchackie zrewitalizowano dwa stawy – naturalny staw górny wodno-błotny oraz staw dolny pełniący funkcję retencyjną i wypoczynkową wraz z otaczającym go parkiem. Poprawiając ukształtowanie terenu i zwiększając różnorodność biologiczną usprawniono retencję wód opadowych i rozwiązano problem podtopień⁷. 

W historycznej dzielnicy Katowic zrealizowano ponad 115 m sieci kanalizacji deszczowej grawitacyjnej oraz system zbiorników retencyjnych, co umożliwia nieprzerwane retencjonowanie wód opadowych i roztopowych. W okresach bezdeszczowych i deficytowych zgromadzona woda ma być wykorzystywana do podlewania zieleni lub mycia ulic – w ten sposób miasto zmniejsza zużycie wody, odciążając grunt i wody powierzchniowe od niekontrolowanych dopływów wód opadowych i roztopowych⁷. 

Zielone dachy, ściany, przystanki

W centrach miast o gęstej zabudowie tworzy się zbiorowiska roślinne pokrywające istniejące dachy i ściany, np. zielone przystanki, zielone fasady (ogrody wertykalne) i dachy zielone. W ten sposób łatwo nagrzewające się materiały budowlane są osłonięte przed nadmiernym pochłanianiem promieni słonecznych – różnica temperatury między dachem standardowym a dachem zielonym latem wynosi średnio ok. 20°C, a we wnętrzach budynków pokrytych dachem zielonym temperatura w dzień jest o średnio 2°C niższa niż w przypadku budynku z dachem standardowym [9]. Ograniczane jest dzięki temu natężenie miejskiej wyspy ciepła. Ze względu na wysokie zdolności retencyjne dachy i ściany zielone łagodzą także skutki deszczy nawalnych i pozytywnie wpływają na jakość powietrza atmosferycznego w mieście.

Zielone przystanki budowane są w wielu miastach – np. w 2017 r. w centrum Siemiatycz powstały dwie drewniane wiaty, porośnięte krzewami, bluszczem i kwiatami, przede wszystkim o funkcji antysmogowej. W Polsce przybywa także zielonych ścian – imponująca konstrukcja licząca ponad 164 m², mająca 17 m wysokości oraz obsadzona 8000 sadzonkami 14 gatunków roślin powstała w kwietniu 2021 r. jako uzupełnienie ściany narożnej hotelu w Katowicach. Najbardziej popularny jest dach zielony – konstrukcja o określonych warstwach, w tym z warstwą wegetacyjną zachowującą się analogicznie do podobnych naturalnych zbiorowisk roślinnych. Dachy zielone efektywnie retencjonują wodę i opóźniają spływ deszczówki z dachu – część wody magazynowana jest w podłożu dla roślin i w warstwie drenażowej oraz docelowo wykorzystywana przez nie do procesów życiowych, część wraca do atmosfery w procesie ewapotranspiracji (parowania i oddychania roślin), a odpływ do odbiornika następuje po wyczerpaniu zdolności do przyjęcia wody przez warstwy konstrukcyjne. Dachy zielone zatrzymują od 50 do 80% opadów latem oraz do 20% opadów zimą¹⁰, a podczas deszczów nawalnych umożliwiają opóźnienie i osłabienie przepływu szczytowego. Odciążają w ten sposób system odprowadzania wód opadowych. Największą zdolność łagodzenia skutków deszczu nawalnego dachy zielone mają wtedy, gdy podłoże nie jest nasycone wodą, zatem są bardziej efektywne w łagodzeniu skutków deszczu intensywnego i krótkiego niż opadów długotrwałych. Zdolność retencyjna konkretnego dachu zielonego zmienia się zależnie od pory roku, rozkładu opadów czy odstępu czasowego między kolejnymi deszczami. Ciekawym rozwiązaniem zwiększającym zdolność retencyjną dachów są tzw. dachy niebieskie (retencyjne), oferowane przez producentów jako gotowe systemy – z dodatkową przestrzenią retencyjną w warstwach dachowych. Cechują się one zdolnością zatrzymania wody z gwałtownego opadu przez określony czas (np. 24 h) i kontrolowanego odprowadzania wody poza dach z określoną intensywnością. Do czasowego magazynowania wody przeznaczona jest dodatkowa przestrzeń w warstwach dachowych. 

Za zazielenienie budynku prywatnego mieszkańcy mogą otrzymać zachętę finansową na poziomie miasta lub gminy. Jedną z pierwszych takich uchwał w Polsce podjął w latach 2015–2021 Wrocław. Z podatku od nieruchomości zwolniono powierzchnie użytkowe mieszkań w budynkach, które w tym okresie zyskały zielone dachy wielowarstwowe z warstwą wegetacyjną co najmniej 40 cm obsadzone roślinami wieloletnimi lub ogrody wertykalne na ścianach zewnętrznych o powierzchni co najmniej 15 m^{2 11}. Podobna uchwała w Częstochowie ma od 2023 r. zapewnić częściowe zwolnienie z podatku od nieruchomości właścicielom domów, którzy w 2022 r. wykonają dach zielony, zieloną fasadę lub ogród wertykalny. W wielu gminach realizowane są projekty wspierające małą retencję, np. wysokie dofinansowania do montażu zbiorników przez obywateli i przedsiębiorców lub warsztaty zakładania ogrodów deszczowych. Wiadomo także, że w 2022 r. nie będzie prowadzony program rządowy „Moja Woda”, który w latach 2020–2021 wspierał małą retencję i cieszył się zainteresowaniem odbiorców. 

Literatura

1. Błażejczyk Anna i in., Miejska wyspa ciepła w Warszawie, Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania Polskiej Akademii Nauk, Wydawnictwo Akademickie SEDNO, Warszawa 2014
2. Gospodarowanie wodą – wyzwanie dla Polski. Dokument programowy Wodnego Okrągłego Stołu, Wrocław, 8 września 2021 r.
3. Minister Klimatu i Środowiska, Ustawa o zmianie niektórych ustaw w celu wzmocnienia klimatycznego wymiaru polityki miejskiej. Projekt z dnia 19 sierpnia 2021 r., https://legislacja.rcl.gov.pl/projekt/12350802 (dostęp: 16.03.2022)
4. Funkcjonowanie budżetów partycypacyjnych (obywatelskich). Lata 2016­–2018, NIK, Warszawa 2019
5. Ministerstwo Środowiska, Strategiczny plan adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu do roku 2020 z perspektywą do roku 2030, Warszawa 2013
6. Gmina Skawina chwyta wodę, https://sendzimir.org.pl/projekty/gmina-skawina-chwyta-wode/ (dostęp: 16.03.2022)
7. Ministerstwo Środowiska, Miasto z klimatem – najlepszy zrealizowany projekt. Podręcznik dobrych praktyk, Warszawa 2021
8. Więcej relaksu w Sopocie. Zbiornik retencyjny i... rekreacyjny, www.trojmiasto.pl (dostęp: 16.03.2022)
9. Walawender Jakub, Wpływ dachów zielonych na warunki klimatyczne w mieście, http://zielonainfrastruktura.pl (dostęp: 16.03.2022)
10. Environment Protection Agency, Green Roofs for Stormwater Runoff Control, 2009
11. Uchwała nr XV/268/15 w sprawie zwolnień od podatku od nieruchomości powierzchni użytkowych lokali mieszkalnych w ramach projektu intensyfikacji powstawania terenów zieleni w obrębie Miasta Wrocławia
12. Materiały firm: Arup, Ekobudex, Geberit, Green Water Solutions, Hadart, Hauraton, MPI, Optigruen, Rehau, Wavin