Bangunan eko Acros Fukuoka di Fukuoka, Jepun mempunyai salah satu bumbung hijau yang paling terkenal di dunia. Makmal GRIT di University of Toronto sedang berusaha untuk membawa bumbung hijau ke bandar dan seterusnya untuk memerangi perubahan iklim. (Shutterstock)

Musim panas dan musim panas 2017 adalah antara rekod paling basah di timur Amerika Utara. Dan dunia menyaksikan Houston, di mana Badai Harvey menyebabkan banjir yang dahsyat.

Jumlah hujan di musim bunga memecahkan rekod di tempat-tempat seperti Toronto, di mana 44.6 milimeter hujan turun pada waktu 24. Kejatuhan awal musim bunga itu menyebabkan infrastruktur air hujan di bandar terbesar Kanada melimpah, menyebabkan banjir jalan-jalan di pusat bandar sibuk.

Perbandaran di banyak bandar di Amerika Utara telah mengakibatkan kehilangan permukaan yang telap yang cepat di mana air boleh ditenggelami secara bebas. Digabungkan dengan penduduk pusat bandar yang semakin berkembang di bandar-bandar seperti Toronto, ini bermakna bahawa sistem air ribut dan pembetung di tempat itu mesti menguruskan lebih banyak air berbanding dekad-dekad terdahulu.

Tambahan pula, peningkatan suhu global telah dikaitkan dengan kenaikan peristiwa cuaca yang melampau di seluruh dunia, trend yang boleh bertambah buruk sekiranya pemanasan global tidak terkawal.

Banyak bandar tidak lengkap untuk menangani jumlah hujan yang tidak pernah berlaku sebelum ini disebabkan oleh infrastruktur air ribut yang tidak mencukupi dan ketinggalan zaman.

Seorang pemandu trak tunda berjalan melalui perairan banjir selepas mengaitkan sebuah kereta di Don Valley Parkway di Toronto selepas hujan lebat utama pada bulan Julai 2013. KARTU CANADIAN / Frank Gunn

Dua puluh tiga peratus daripada pembetung pusat bandar Toronto digabungkan, bermakna kedua-dua air hujan dan air sisa bandar mengalir bersama-sama dalam satu paip ke loji rawatan air. Dalam tempoh hujan lebat, jumlah air ribut di dalam pembetung boleh mencapai kapasiti dan melimpah ke jalan-jalan Toronto dan ke dalam tasik dan sungai-sungai.

Ini bermakna untuk mengelakkan banjir di kawasan pusat bandar, kumbahan dilepaskan - tidak dirawat - ke dalam badan air yang membenarkan berenang dan sukan rekreasi lain.

Dengan Jumlah hujan meningkat di seluruh dunia, ini adalah masa yang penting untuk mengkaji bagaimana bandar dapat mengubah infrastruktur bangunan sedia ada mereka untuk mengurangkan kerosakan banjir dan menangani air ribut dengan cara yang lebih lestari.

Teknologi infrastruktur hijau, seperti jalan raya yang telap, bioswales, tangki dan bumbung hijau, kini biasanya disyorkan untuk menghadapi peristiwa cuaca yang melampau.

Atap hijau untuk pengurusan air ribut

Bumbung hijau adalah infrastruktur hijau (GI) pilihan yang boleh digunakan pada hampir mana-mana bumbung yang diberikan kapasiti beban berat. Manfaat bumbung hijau memanjang jauh dari rayuan estetik yang jelas.

Satu kajian yang dilakukan oleh jurutera awam Universiti Toronto Jenny Hill dan penyelidik bersama di Makmal Ujian Inovatif Roof Green sekolah (Makmal GRIT) menunjukkan bahawa bumbung hijau mempunyai kapasiti untuk menangkap purata 70 peratus hujan sepanjang masa, melegakan sistem air hujan bawah tanah dan melepaskan air hujan kembali ke atmosfera.

Kajian ini mengkaji empat pembolehubah reka bentuk bumbung hijau yang mewakili amalan industri yang paling biasa: Jenis penanaman (succulent atau rumput dan tumbuh-tumbuhan berbunga herba), pengganti tanah (mineral, kompos kayu), penanaman kedalaman (10 centimeter atau 15 centimeter) dan jadual pengairan ( tiada, harian atau sensor diaktifkan), dan bagaimana empat faktor ini mempengaruhi penangkapan air.

Jadual penyiraman menunjukkan kesan yang besar, dengan kapasiti pengekalan meningkat dari 50 peratus dengan pengairan harian ke 70 peratus dengan sensor diaktifkan atau tidak ada pengairan. Dengan kata lain, bumbung yang tidak disiram, atau hanya disiram apabila tanah mereka mencapai tahap kelembapan yang telah ditetapkan, mempunyai kapasiti yang lebih besar untuk menyerap air hujan.

Tambahan pula, kajian ini mengira pekali larian puncak baru - nilai berterusan yang digunakan untuk mengira keupayaan bumbung hijau untuk memegang air - untuk bumbung hijau berada di sekitar 0.1-0.15, 85 hingga 90 pengurangan peratus berbanding dengan permukaan yang tidak dapat ditembusi.

Pereka dan jurutera secara rutin menggunakan angka 0.5 (pengurangan peratus 50) untuk menilai prestasi bumbung hijau. Perbezaan antara amalan industri dan penemuan berasaskan bukti serantau menunjukkan keperluan untuk penyelidikan lanjut.

Succulents bumbung dan tumbuhan berbunga di bumbung hijau makmal GRIT. Makmal GRIT Universiti Toronto

Pemboleh ubah kedua paling ketara untuk pengekalan air hujan adalah pengganti tanah. Bahan penanaman bumbung hijau yang paling banyak digunakan adalah berdasarkan garis panduan dari Persatuan Penyelidikan, Pembangunan dan Pembinaan Landskap Jerman (FLL).

FLL mencadangkan agregat mineral kerana ia dianggap lebih tahan lama dan lebih keras daripada pengganti tanah biologi. Tetapi cadangan ini telah dicabar oleh penyelidikan hari ini.

Hill dan pasukannya membandingkan bahan tumbuhan yang semakin meningkat kepada kompos kayu. Kompos ini mengatasi prestasi mineral dengan 10 peratus (70 peratus berbanding 60 peratus curah hujan ditahan) di katil tanpa pengairan, dan mempunyai pemampatan minimum atau pemecahan sepanjang masa.

Satu lagi penemuan penting dalam kajian Hill menunjukkan bahawa apabila sudah lembap, sama ada dari air atau hujan, bahan penanaman mempunyai pengaruh terbesar terhadap pengekalan air. Kompos ini mengatasi penggantian tanah mineral dengan sebanyak tiga kali apabila tepu sepenuhnya (83 peratus curah hujan ditahan berbanding 29 peratus).

Komposkan pengganti tanah yang lebih baik

Ini bermakna bahawa kompos bukan hanya dilakukan dengan lebih baik pada setiap musim, tetapi ia banyak dilakukan dengan lebih baik pada musim hujan dan semasa ribut kembali.

Menanam kedalaman (sentimeter 10 berbanding 15 centimeter) dan keluarga tumbuhan (succulents berbanding rumput dan tumbuh-tumbuhan berbunga herba) kedua-duanya ditunjukkan mempunyai sedikit kesan pada pengekalan air hujan berbanding dengan bahan penanaman dan jadual penyiraman.

Dan tanpa mengorbankan pengurusan air ribut, pemilihan tanaman boleh memenuhi matlamat estetik dan tanda aras alam sekitar seperti kepelbagaian biologi dan habitat spesies.

Lebah berbondong-bondong di sekitar kilang berbunga di taman GR di atas Lab GR di atas bumbung. U of T GRIT Lab

Salah satu kekangan pembinaan bumbung hijau adalah beban berat, terutamanya dalam bangunan yang pada asalnya tidak dibina untuk menampung berat bumbung hijau tepu. Oleh itu, kedalaman tanaman 10 sentimeter berbanding dengan 15 akan bermakna lebih banyak bumbung boleh layak untuk retrofit.

Walau bagaimanapun, walaupun palet tumbuhan biodiverse termasuk rumput dan tumbuhan herba akan menjadi pilihan bumbung hijau yang lebih estetikal dan ekologi, tumbuhan tersebut memerlukan penyiraman untuk bertahan di bandar-bandar seperti Toronto. Oleh kerana pengairan mempunyai kesan negatif terhadap pengekalan air ribut, pereka bumbung hijau boleh mempertimbangkan tumbuh-tumbuhan succulent yang tahan kekeringan seperti sedum.

Walau bagaimanapun, apabila tumbuh-tumbuhan herba ditanam dalam kompos dan bukannya bahan penanaman mineral, pengurangan kapasiti pengekalan air hujan dapat dicegah.

Pengairan atas permintaan yang diaktifkan oleh sensor kelembapan tanah dapat mengimbangi pengurusan air dengan ketersediaan air untuk pertumbuhan tumbuhan. Tambahan pula, kompos seberat kurang daripada bahan penanaman mineral, membuka lebih banyak potensi untuk pengubahsuaian.

Dan begitu Hill dan penyelidikan pasukannya ke empat pembolehubah bumbung hijau yang berbeza membolehkan kita memahami manfaat dan batasan masing-masing, dan bagaimana ia boleh digabungkan.

Bumbung hijau: Infrastruktur hijau optimum

Pada pendapat kami sebagai penyelidik di Makmal GRIT, bumbung hijau adalah infrastruktur hijau bandar yang optimum kerana pelbagai fungsi: Mereka boleh dipasang ke bangunan sedia ada, mereka menyediakan ruang biodiverse untuk hidupan liar bandar dan mereka boleh memperkayakannya ruang awam bagi penduduk bandar untuk menikmati. Di samping itu, bumbung hijau boleh membuat tempat-tempat yang tidak ramah sebelum ini menyenangkan, dan menyediakan ruang luar baru untuk pekerja pejabat.

Rama-rama berkeliaran di sekitar bunga di bumbung hijau Lab GRIT. U of T GRIT Lab

Penemuan baru-baru ini jelas menunjukkan potensi bumbung hijau. Tetapi kajian saintifik yang menyeluruh mengenai bumbung hijau, seperti yang dilakukan di Lab GRIT, diperlukan untuk menentukan komposisi bumbung hijau yang terbaik untuk prestasi optimum.

Sebagai contoh, walaupun jenis penanaman mempunyai sedikit kesan pada pengekalan air hujan, campuran tumbuhan asli herba telah terbukti lebih menarik untuk lebah asli dan boleh dikatakan lebih menarik. Maklumat ini penting; walaupun succulents kini piawaian industri, hanya menanam succulents pada bumbung berpotensi memberi kesan negatif terhadap ekologi bandar di pelbagai wilayah.

Pembolehubah tambahan yang perlu dipertimbangkan semasa mereka bentuk bumbung hijau adalah lokasinya. Penyelidik Lab GRIT Scott MacIvor dan penyelidik bersama mendapati ketinggian bangunan penting: Terdapat sarang lebah yang jauh lebih sedikit apabila bumbung hijau terlalu tinggi, dan begitu mereka bentuk bumbung yang bertujuan membantu lebah yang lebih tinggi dari lapan tingkat menjadi sia-sia.

Apabila peristiwa-peristiwa ribut menjadi lebih kerap dan teruk bagi majlis-majlis perbandaran, bandar-bandar dengan infrastruktur air hujan yang menua berjuang untuk mencari jalan untuk mengurangkan impak. Bumbung hijau boleh menjadi sebahagian daripada penyelesaian ini, tetapi semua bumbung hijau tidak dicipta sama. Penyelidikan dan pengetahuan yang betul adalah penting.

Mengenai Pengarang

Catherine Howell, Pembantu Penyelidik, Makmal GRIT, Universiti Toronto; Jennifer Drake, Penolong Profesor Kejuruteraan Awam, Universiti Toronto, dan Liat Margolis, Profesor Madya Senibina Landskap, Universiti Toronto

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

Kewangan Adaptasi Iklim dan Pelaburan di California

oleh Jesse M. Keenan
Buku ini berfungsi sebagai panduan kepada kerajaan tempatan dan perusahaan swasta ketika mereka menavigasi perairan yang tidak berlesen untuk melabur dalam penyesuaian dan ketahanan perubahan iklim. Buku ini berfungsi bukan sahaja sebagai panduan sumber untuk mengenal pasti sumber pembiayaan yang berpotensi tetapi juga sebagai pelan untuk pengurusan aset dan proses pembiayaan awam. Ia menonjolkan sinergi praktikal antara mekanisme pendanaan, serta konflik yang mungkin timbul antara pelbagai kepentingan dan strategi. Walaupun fokus utama karya ini adalah di Negeri California, buku ini menawarkan wawasan yang lebih luas tentang bagaimana negara, kerajaan tempatan dan perusahaan swasta dapat mengambil langkah-langkah penting yang pertama dalam melabur dalam penyesuaian kolektif masyarakat terhadap perubahan iklim. Tersedia di Amazon

Penyelesaian Berasaskan Alam kepada Adaptasi Perubahan Iklim di Kawasan Bandar: Hubungan antara Sains, Dasar dan Amalan

oleh Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Buku akses terbuka ini menyatukan penemuan dan pengalaman penyelidikan dari sains, dasar dan amalan untuk mengetengahkan dan membahaskan kepentingan penyelesaian berasaskan alam semula jadi untuk penyesuaian perubahan iklim di kawasan bandar. Penekanan diberikan kepada potensi pendekatan berasaskan alam untuk mewujudkan pelbagai faedah bagi masyarakat.

Sumbangan pakar memberikan cadangan untuk mewujudkan sinergi antara proses dasar yang sedang berjalan, program ilmiah dan pelaksanaan praktikal perubahan iklim dan langkah-langkah pemuliharaan alam di kawasan bandar global. Tersedia di Amazon

Pendekatan Kritikal terhadap Adaptasi Perubahan Iklim: Wacana, Dasar dan Amalan

oleh Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Kelantangan yang disunting ini menyatukan kajian kritikal mengenai wacana, dasar, dan amalan penyesuaian perubahan iklim dari perspektif multi disiplin. Menggambarkan contoh-contoh dari negara-negara termasuk Colombia, Mexico, Kanada, Jerman, Rusia, Tanzania, Indonesia dan Kepulauan Pasifik, bab-bab menerangkan bagaimana langkah penyesuaian ditafsirkan, diubah, dan dilaksanakan di peringkat akar umbi dan bagaimana langkah-langkah ini berubah atau mengganggu hubungan kuasa, pluralismm perundangan dan pengetahuan tempatan (ekologi). Secara keseluruhannya, buku ini mencabar perspektif adaptasi perubahan iklim dengan mengambil kira isu kepelbagaian budaya, hakikat alam sekitar dan hak asasi manusia, serta pendekatan feminis atau intersectional. Pendekatan inovatif ini membolehkan menganalisis konfigurasi baru pengetahuan dan kuasa yang berkembang dalam nama adaptasi perubahan iklim. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.