Zmiana podejścia do zarządzania zasobami wodnymi w miastach jest konieczna, jeżeli chcemy spełnić wymogi unijnych dyrektyw, poprawić jakość życia i obniżyć koszty. Nowatorski kierunek w sposobie zagospodarowania wód postanowiono wdrożyć m.in. w Łodzi.

Długookresowe cele polityki ekologicznej państwa wiążą się z perspektywiczną wizją zrównoważonego rozwoju społeczno-gospodarczego kraju. Jej podstawowe elementy to pełna integracja polityki ekologicznej z przestrzenną, regionalną, konsumencką oraz polityką poszczególnych sektorów gospodarczych. Formę podejmowanych działań, ich cele oraz ramy czasowe wytyczają dyrektywy Unii Europejskiej, które zobowiązują kraje członkowskie, w tym Polskę, do osiągnięcia wymiernych efektów. Krótki czas pozostały do realizacji postanowień Ramowej Dyrektywy Wodnej (2000/60/EC) wymaga opracowania pionierskich, systemowych rozwiązań, wychodzących naprzeciw oczekiwaniom unijnym, a jednocześnie uwzględniających istniejące zasoby naturalne oraz możliwości i potrzeby poszczególnych regionów. Tereny miejskie, ze względu na siłę negatywnego wpływu wywieranego na zasoby wodne, wymagają tu szczególnej uwagi.

Co to jest ekohydrologia?

Naukowe podstawy dla opracowywania wspomnianych powyżej rozwiązań systemowych w ochronie środowiska i gospodarce wodnej tworzy ekohydrologia. Jest to nauka transdyscyplinarna, badająca powiązania pomiędzy procesami hydrologicznymi, biologicznymi i proces populacyjnymi1, 2, 3, 4. Do procesów hydrologicznych należy m.in. opad, infiltracja, formowanie odpływu, intercepcja, parowanie oraz charakterystyka hydrologiczna ekosystemów wodnych. Z kolei do procesów biologicznych zliczyć możemy np.: ewaporację, samooczyszczanie, produkcję, biodegradację, denitryfikację i pętlę mikrobiologiczną. Wiedzę w tym zakresie wykorzystuje się do poprawy jakości wody, restytucji cyklu hydrologicznego w krajobrazie i zwiększenia bioróżnorodności. Celem nadrzędnym jest podniesienie pojemności środowiska dla absorbowania stresu antropogenicznego i zrównoważony rozwój. Poznanie zależności ekohydrologicznych i ich umiejętna regulacja mogą łagodzić skutki negatywnych działań człowieka, np.: pogarszającą się jakość wody, nawet przy utrzymującej się presji na środowisko.

Zarządzanie opadem

Jednym z podstawowych wyzwań dotyczących zasobów wodnych w miastach jest zarządzanie opadem. Znaczne uszczelnienie powierzchni powoduje ekstremalne nasilenie spływu powierzchniowego. Stosunkowo czysta woda opadowa, po przepłynięciu przez powierzchnie zlewni miejskich, staje się silnie zanieczyszczonym ściekiem. Jego odprowadzenie do rzek skutkuje zanieczyszczeniem i obciążeniem hydraulicznym, wykraczającymi poza zdolności adaptacyjne ekosystemów. Kolejną konsekwencją szybkiego odprowadzania większości wód opadowych z terenu miasta jest jego przesuszanie. Uniemożliwia ono rozwój roślinności oraz powoduje powstawanie niekorzystnego mikroklimatu, zwiększającego prawdopodobieństwo wystąpienia alergii i chorób układu oddechowego5. W wyniku tego zjawiska coraz częściej obserwuje się, również w Polsce, migrację ludności z miast do obszarów podmiejskich, w poszukiwaniu lepszej jakości życia. Powoduje to poważne skutki nie tylko dla środowiska, ale również dla struktury organizacyjno-finansowej i funkcjonowania miast.

Ekohydrologia proponuje szereg działań dla odwrócenia powyższych, niekorzystnych zjawisk i zrównoważonego rozwoju, ukierunkowanych na stworzenie lepszych warunków życia w aglomeracjach. Związane jest to w dużej mierze ze zwiększeniem retencji wody w krajobrazie, sprzyjającym zapewnieniu bezpieczeństwa ekologicznego. Wybór mechanizmów kompensacji zależy od ilościowej analizy procesów ekohydrologicznych, ich specyfiki, zakresu zmienności i możliwości modyfikacji cyklu hydrologicznego w obszarach silnie zmienionych pod wpływem człowieka. Jest on podstawą dla zastosowania stosunkowo mało kosztownych metod, opartych o wiedzę ekspercką i wykorzystujących naturalne oraz sztuczne struktury biotyczne. Należą do nich: wkomponowanie w krajobraz zróżnicowanej i dostosowanej do specyficznych warunków pokrywy roślinnej, rekonstrukcja dolin rzecznych o podwyższonej zdolności absorbowania zanieczyszczeń, konstrukcja podpiętrzeń i zbiorników retencyjnych o hydrodynamice przystosowanej do specyfiki przepływu oraz wielkości i czasu dopływu ładunku zanieczyszczeń itd. Ponad to działania zwiększające retencję wody w krajobrazie i redukujące wielkość ładunku odpływającego ze zlewni, np.: preferowanie luźnej zabudowy ze znacznym udziałem roślinności, wykorzystanie materiałów przepuszczalnych do budowy parkingów i dużych powierzchni lub naliczanie opłat od powierzchni uszczelnionych, ułatwiają stosowanie oraz wspomagają wdrażanie rozwiązań ekohydrologicznych.

Miasto otwarte na zmiany

Łódź, dzięki usytuowaniu na granicy pomiędzy dorzeczami Wisły i Odry, była pierwotnie obszarem bardzo zasobnym w wodę. Swój początek bierze tu osiemnaście rzek, z których większość, w efekcie gwałtownego rozwoju przemysłu w XIX w., została uregulowana i włączona do systemu kanalizacji ogólnospławnej. Dodatkowe uszczelnienie zlewni w wyniku ciasnej, tradycyjnej zabudowy historycznej, zmniejszyło krajobrazową retencję wody w centrum miasta prawie do zera. W czasie opadów, wody spływające z obszaru miasta odprowadzane są do skanalizowanych strumieni lub Grupowej Oczyszczalni Ścieków. Sytuacja ta doprowadziła do degradacji struktury ekosystemów rzek (regulacja, przeciążenie hydrauliczne, zanieczyszczenie) oraz znacznego przeciążenia Grupowej Oczyszczalni Ścieków w okresach silnych opadów, co ogranicza jej efektywność. Nasilone opady stały się też przyczyną częstych podtopień6. W celu sprostania licznym wyzwaniom, w Łodzi podjęto szereg działań dążących do opracowania i wdrożenia rozwiązań z zakresu ekohydrologii miejskiej, w ramach realizacji Projektu Europejskiego SWITCH. Realizację projektu podjęły Katedra Ekologii Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego i Europejskie Regionalne Centrum Ekohydrologii pod auspicjami UNESCO PAN. Współpraca z Urzędem Miasta Łodzi, kluczowym partnerem w projekcie, umożliwiła testowanie i wdrażanie innowacyjnych rozwiązań w praktyce. Projekt miał za zadanie rozwinąć podstawy naukowe w celu opracowania pełnego, innowacyjnego planu zagospodarowania dolin rzecznych i zarządzania zasobami wodnymi w mieście, uwzględniając ekohydrologię jako jej integralny komponent78, 9. Uczestniczyło w nim 25 państw z całego świata, a Łódź była jednym z dziewięciu miast demonstracyjnych, obok Akry, Aleksandrii, Belo Horizonte, Birmingham, Hamburga, Pekinu, Tel Avivu i Saragossy8, 9, 10, 11.

Rehabilitacja rzeki Sokołówki

W ramach realizacji projektu przystąpiono do działań obejmujących m.in. płynącą przez północną część Łodzi rzekę Sokołówkę (średni przepływ ~0,17 m3 s-1). W znacznym stopniu straciła ona swój naturalny przepływ i jest obecnie zasilana przez odpływy z kanalizacji deszczowej. Część doliny zachowała jednak swój półnaturalny charakter, z pozostałością roślinności łąkowej i zadrzewień. Celem prac podjętych w projekcie była harmonizacja funkcji miejskich rzeki (retencja ścieków burzowych, obszar rekreacji) z ekohydrologicznymi, przywracającymi dolinie jej potencjał do samoregulacji (rys. 1). Obejmują one m.in. odtworzenie kaskady zbiorników retencyjnych, których hydrodynamika i pokrywa roślinna została zaprojektowana tak, aby podwyższyć odporność ekosystemów na dopływ zanieczyszczeń ze zlewni miejskiej. Zastosowanie roślin dodatkowo redukuje zanieczyszczenia poprzez zwiększenie ich sedymentacji i asymilacji (fitoremediacja; UNEP 2003). Prace dotyczące modyfikacji osadnika ścieków burzowych w wielofunkcyjny Sekwencyjny System Sedymentacyjno-Biofiltracyjny zakończono w 2010 r. Kolejnym, planowanym etapem jest rehabilitacja fragmentu doliny rzecznej, obejmująca remeandryzację koryta i odtworzenie obszarów podmokłych. Działania tego typu mają prowadzić do poprawy łączności hydraulicznej pomiędzy rzeką i doliną, poprawy mikroklimatu i lepszego rozwoju roślinności. Na obszarze tym planuje się utworzenie Parku Doliny Sokołówki, który nie tylko miałby stać się obszarem rekreacji dla miejscowych osiedli, lecz również wpisze się w system rzek i obszarów zieleni na terenie Łodzi.

Organizacja przestrzeni

Zagospodarowanie rzeki Sokołówki to inspiracja dla podobnych działań na innych łódzkich rzekach i stworzenia koncepcji Błękitno-Zielonej Sieci. Jest to projekt łączący i rozszerzający dotychczasowe opracowania dotyczące elementów przyrodniczych i zielonych elementów architektonicznych Łodzi i regionu łódzkiego (rys. 2). Wykorzystuje on fakt lokalizacji miasta na pograniczu wododziału I rzędu i zakłada wykorzystanie istniejącego oraz tam gdzie to możliwe rehabilitowanego systemu rzek i obszarów zieleni, jako podstawy dla funkcjonalnej, ekonomicznej oraz logicznej organizacji przestrzeni miasta. Jej istotą, a także nowym elementem jest retencjonowanie doczyszczonych przez biotechnologie ekosystemowe wód opadowych.

Korzyści wynikające z błękitno-zielonej sieci wpływają na zwiększenie bezpieczeństwa ekologicznego, a przez to poprawę jakości życia i zdrowia społeczeństwa w warunkach postępujących zmian klimatycznych oraz urbanizacji. Obejmują one rozmaite aspekty: zmniejszenie ryzyka podtopień i kosztów z nimi związanych w okresie intensywnych opadów, poprzez intensyfikację retencji wód opadowych w krajobrazie; zmniejszenie efektu suszy miejskiej i miejskiej wyspy ciepła niekorzystnie oddziałującej na zdrowie publiczne; zwiększenie dostępu mieszkańców wszystkich dzielnic i osiedli miasta do terenów zieleni, stwarzające możliwości codziennej regeneracji psychofizycznej bez konieczności korzystania z transportu samochodowego, stworzenie atrakcyjnej sieci tras spacerowo-rowerowych, a także zmniejszenie ryzyka występowania wad rozwojowych i u dzieci oraz poprawa estetyki miasta, zwłaszcza jego zdegradowanych obszarów. Z punktu widzenia środowiska, Błękitno-Zielona Sieć poprawia mikroklimat, jakość powietrza i wody oraz bioróżnorodność, pozytywnie oddziałuje na rozwój roślinności miejskiej i obniża koszty jej utrzymania, połączenie obszarów zieleni w mieście i wokół niego poprawia integrację procesów ekologicznych, tworząc korytarze ekologiczne, poprawiając bioróżnorodność i przewietrzenie miasta.

Realizacja Błękitno-Zielonej Sieci może wzmocnić odbudowę dziedzictwa kulturowego Łodzi, w ramach Zintegrowanego Programu Rewitalizacji Obszaru Centralnego Łodzi. Jej realizacja pozwoliłaby na wkomponowanie w program, obok elementów architektonicznych, także elementów przyrodniczych i historycznie związanych z tożsamością miasta. Błękitno-zielona sieć to również zwiększenie atrakcyjności aglomeracji jako obszaru rezydencjalnego, pomysł na przyciąganie kapitału, rozwój miasta, zwiększenie konkurencyjności w regionie i zrównoważony rozwój14. Z tego względu też idea ta stała się podstawą jednego z trzech filarów przyjętej przez Radę Miasta Łodzi w 2012 r. Strategii Zintegrowanego Rozwoju Łodzi 2020+.

Wielowymiarowe działania

Powszechny, wyższy poziom edukacji i świadomości społeczeństwa,wiążą się ze zwiększonymi oczekiwaniami poprawy jakości życia. W dużym stopniu są one równoznaczne z pojęciem zdrowego środowiska i zależą od prawidłowego funkcjonowania ekosystemów wodnych, a także lądowych oraz wielkości i rozmieszczenia obszarów zielonych w obrębie miasta. Obszary zieleni są nośnikiem wartości estetycznych i kulturowych dla ich mieszkańców, poprawiają mikroklimat i zdrowie mieszkańców oraz stwarzają możliwości rekreacji istotnej z punktu widzenia właściwej regeneracji psychofizycznej. Z tego względu współcześni inżynierowie, planiści i architekci przestrzeni miejskiej powinni traktować doliny rzeczne oraz obszary zieleni jako oś, wokół której funkcjonalnie zorganizowane są przestrzenie zurbanizowane. Jest to zgodne z niezwykle dynamicznie rozwijającą się obecnie ideą zintegrowanej rewitalizacji, obejmującej zarówno elementy restauracji historycznej architektury miasta, jak i dbałość o jego walory ekologiczne.

Ponadto, utrzymanie wysokiej jakości ekosystemów wodnych jest niezwykle istotne z punktu widzenia osiągnięcia wytycznych Ramowej Dyrektywy Wodnej Unii Europejskiej. Zobowiązują nas one do osiągnięcia do 2015 r. nie tylko dobrej jakości chemicznej wód, ale również dobrego statusu lub potencjału ekologicznego, mierzonego właściwą strukturą oraz funkcjonowaniem ekosystemów wodnych. Niewywiązanie się z dyrektywy może spowodować nałożenie na Polskę wysokich kar.

dr Iwona Wagner, prof. dr hab. inż. Maciej Zalewski, Uniwersytet Łódzki, Europejskie Regionalne Centrum Ekohydrologii pod auspicjami UNESCO, PAN

Źródła

  1. Tarczyńska M., Osiecka R., Kątek R., Błaszczyk A., Zalewski M.: Przyczyny i konsekwencje powstawania toksycznych zakwitów sinicowych w zbiornikach. [W:] Zalewski M., Wiśniewski R.J. (red.): Zastosowanie biotechnologii ekosystemalnych do poprawy jakości wód. Komitet ?Człowiek i Środowisko?. Oficyna Wydawnicza Instytutu Ekologii. PAN. 1997.
  2. Zalewski, M. (ed.): Guidelines for the Integrated Management of the Watershed. Phytotechnology and Ecohydrology. UNEP, Division of Technology. ?Industry and Economics?. Freshwater Management Series no. 5. 2002.
  3. Zalewski, M., Wagner-Lotkowska I., Robarts R.D. [eds.]: Integrated Watershed Management-Ecohydrology&Phytotechnology-Manual. UNESCO-IHP, UNESCO- ROSTE, UNEP-IETC, International Centre for Ecology PAS, Dp. 2004.
  4. Zalewski M., Izydorczyk K.: Ekohydrologia ? systemowe podejście do ochrony i rekultywacji Jezior. ?Zeszyty Komunalne?. ?Przegląd Komunalny? 6/2007.
  5. Kuprys-Lipinska I. Etal.: Urban-rural differences in the prevalence of atopic diseases in Lodz province (Poland). Abstract Book, XXIII EAACI Congress 2004. Amsterdam. 2009.
  6. Zawilski M., Sakson G.: Modelling of Loading of Wastewater Treatment Plant and Receiving Water by Stormwater. Polish Journal of Environmental Studies, 2007, vol. 16, no. 2A. 2007
  7. Zalewski, M., Wagner I.: Ecohydrology ? the use of water and ecosystem processes for healthy urban environments. [In:] Special issue: Aquatic Habitats in Integrated Urban Water Management. ?Ecohydrology&Hydrobiology?, vol. 5, no. 4. 2005.
  8. Wagner, I., Bocian J.&Zalewski M. The ecohydrological dimension of small urban river management for stormwater and pollution loads mitigation: Lodz, Poland [In:] Wagner, I., Marshalek, J. and Breil, P. (eds). ?Aquatic Habitats in Sustainable Urban Water Management: Science, Policy and Practice?. Taylor and Francis/Balkema: Leiden. 2008.
  9. Wagner, I., Izydorczyk, K., Drobniewska, A., Fratczak, W., Zalewski, M. 2008. Inclusion of ecohydrology concept as integral component of systemic in urban water resources management. ?The city of Lodz case study, Poland?. Proceedings of the New Directions in Urban Water Management, UNESCO Head Quarters. Paris. 2007.
  10. Gortat B. Reanimacja konieczna ? powrót rzeki Sokołówki. ?Kronika Miasta Łodzi?. 2006/4
  11. Waack-Zając A. Łódzkie rzeki i ich renaturyzacja. ?Przegląd Komunalny?. 2007/5.
  12. Zalewski M., Wagner I. Ekohydrologia terenów zurbanizowanych. ?Wodociągi Polskie?. 2008/1
  13. Zalewski i inni. Błękitno-zielona sieć ? koncepcja zagospodarowania przestrzeni miejskiej w Łodzi. 2012.
  14. ?Wytyczne do Studium Uwarunkowań i Kierunków Zagospodarowania Miasta Łodzi? 2010.