Linnasoojussaared (UHI) on kogu maailmas suurlinnapiirkondade jaoks üha suurem mure, kus tihe infrastruktuur, inimtegevus ja piiratud taimestik loovad koos ümbritsevate maapiirkondade temperatuuridest oluliselt kõrgema temperatuuri. See nähtus ei suurenda mitte ainult jahutusenergia tarbimist, vaid kujutab endast ka tõsiseid rahvatervise riske, eriti haavatavatele elanikkonnarühmadele, nagu eakad ja need, kellel on juba olemas tingimused. Veepoliitika lähenemisviisid pakuvad võimsat ja sageli alakasutatud vahendite kogumit UHI mõjude leevendamiseks. Säästva veemajanduse integreerimisega strateegilise rohelise infrastruktuuriga ja linnaveekogude laiendamisega saavad linnad oma keskkonda jahutada, parandada sadevee kontrolli ja suurendada kliimakindlust. Käesolevas artiklis uuritakse UHIde taga olevaid mehhanisme, visandatakse veepoliitika eesmärke, visandatakse veepoliitika eesmärgid, viiakse ellu ja esitatakse linnade edukad linnapoliitika juhid, viiakse ellu, viiakse ellu edukaid uuringuid, viiakse ellu veepoliitika uuringuid, et viia ja viiakse ellu tervislikumaid uuringuid, et viia ellu tervislikumaid uuringuid, et viia ellu tervislikumaid uuringuid.

Linnasoojussaared: põhjused ja tagajärjed

Linnasoojussaare efekt tekib siis, kui looduslik maakate – näiteks puud, rohi ja pinnas – asendatakse läbitungimatute, soojust neelavate pindadega, nagu asfalt, betoon ja tumedad katusematerjalid. Need pinnad neelavad päikesekiirgust päeva jooksul ja vabastavad selle uuesti soojusena öösel, mistõttu linnapiirkonnad soojenevad kiiremini ja jahtuvad aeglasemalt kui maakeskkond. Lisaks lisab soojuskoormust sõidukite, kliimaseadmete ja tööstusprotsesside heitsoojus. Tulemus: linnakeskused võivad olla päeval 1–7 ° F (0,6–4 °C) soojemad kui külgnevad maapiirkonnad ja äärmuslikel juhtudel kuni 22 ° F (12 ° C).

UHIde tagajärjed ulatuvad palju kaugemale pelgast ebamugavusest. Kõrgenenud temperatuurid süvendavad õhusaastet, kiirendades maapinnalähedase osooni teket, mis on sudu peamine komponent.Kuumusega seotud haigused ja surmad suurenevad pikkade kuumalainete ajal, madala sissetulekuga linnaosades on sageli ebaproportsionaalne koormus piiratud haljasalade ja vanemate, halvasti isoleeritud eluasemete tõttu. Suurem nõudlus kliimaseadmete järele tüveb elektrivõrke ja suurendab kasvuhoonegaaside heidet, tekitades tagasisideahela, mis halvendab väga probleemi, mille osaks on ka veevarustussüsteemid: veehoidlatest aurustumine ning suurem veenõudlus niistuse ja jahutuse tõttu võivad veevarud juba niistumist piirata.

Kuidas veepoliitika võib jahutada linnakeskkonda

Veepoliitika lähenemisviisid UHI leevendamiseks on seotud kolme omavahel seotud põhimõttega: aurustumise suurendamine (evapotranspiratsioon), pinna albedo (peegelduvuse) suurendamine vett hoidvate materjalide abil ja veekogude soojusmassi võimendamine. Veemajanduse vastavusse viimine linnaplaneerimisega võivad linnad luua jahedama mikrokliima. Allpool on peamised strateegiad, mida poliitikakujundajad peaksid kaaluma.

1. investeerimine rohelisse infrastruktuuri

Roheline taristu kasutab vee majandamiseks taimestikku, mulda ja looduslikke protsesse seal, kus see langeb.

  • ]Rohelised katused ] – katustel asuvad taimestiku kihid, mis imavad vihmavett, tagavad isolatsiooni ja jahutavad hoone välispiire.Rohelised katused võivad vähendada katusepinna temperatuuri 30–60 ° F (17–33 °C) võrreldes tavaliste tumedate katustega.
  • Vihmaaiad ja bioretentsioonirakud] – pinnapealsed, istutatud madalikud, mis koguvad sademevee äravoolu, võimaldades sellel imbuda ja taimedel omaks võtta.
  • läbilaskvad kõnniteed] – pinnad, mis võimaldavad veel läbi pääseda, vähendades äravoolu ja hoides vett maa all.
  • Linnapuud ja tänavapuud] – Puud annavad varju ja läbivad veeauru.Strateegiline istutamine mööda tänavaid ja parklates võib alandada kohalikku temperatuuri 2–9 ° F (1–5 °C).
  • Ehitatud märgalad ja hoidlad ] – Need veehoidmisfunktsioonid ei halda mitte ainult sademevett, vaid pakuvad ka jahutust aurustumise ja kiirgussoojusvahetuse kaudu.

Poliitikad, mis volitavad või stimuleerivad rohelist taristut uute arenduste, parklate ja avalike hoonete jaoks, on kriitilise tähtsusega. Paljud linnad nõuavad nüüd teatud osa veekindlast alast, et kompenseerida rohekatuse katvus või vihmaaiad. Rebates, tiheduspreemiad ja sademevee tasud võivad julgustada eraomandi omanikke neid meetmeid võtma.

2. Asulate veekogude laiendamine

Veel on suur erisoojusvõimsus, mis tähendab, et see suudab neelata suures koguses soojust ilma olulise temperatuuritõusuta. Päeva jooksul toimivad veekogud soojussidujatena; öösel vabastavad nad salvestatud soojust järk-järgult, vähendades temperatuuri langust. Kanalid, järved, tiigid, purskkaevud ja isegi peegeldavad vee omadused võivad oluliselt vähendada UHI-efekti nende läheduses.

Linnaveekogude laiendamise poliitika hõlmab järgmist:

  • Looduslike veeteede taastamine (FLT:1) – Paljud linnad on matnud või kanaliseerinud ojasid; nende päevavalgustamine (avastamine ja taastamine) võib luua lineaarsed jahutuskoridorid.
  • Linnajärvede ja hoiubasseinide loomine – Need teenivad kahte eesmärki üleujutuste kontrolli ja jahutamise jaoks.Näiteks muutis Bishan-Ang Mo Kio park Singapuris betoonist äravoolukanali naturaliseerunud jõeks, vähendades ümbritsevat temperatuuri mitme kraadi võrra.
  • ]Dekoratiivsete purskkaevude ja udusüsteemide paigaldamine ] – avalikes väljakutes pakuvad need funktsioonid kohest kütuseaurude jahutamist. Poliitikad võivad nõuda vee omadusi uutes väljakutes või ümberehitustes.
  • Märgalade kaitsmine ja laiendamine (FLT:1) – märgalad tagavad ideaalse tasakaalu veepinna ja taimestiku vahel, pakkudes kõrget aurustumise määra.

Oluline on märkida, et vetikate kasvu ja sääseprobleemide vältimiseks tuleb veekogusid hooldada. Poliitika peaks siduma loomise pideva järelevalve ja üldsuse kaasamisega.

3. Veetõhus haljastus ja maastikukujundus

Traditsioonilised muruplatsid vajavad suurt hulka niisutamist ja pakuvad suhteliselt vähe jahutuse eeliseid võrreldes mitmekesiste, veetõhusate maastikega. Xeriscaping - kasutades põuakindlaid, kohalikke taimi koos tõhusa niisutamisega - vähendab veenõudlust, pakkudes samal ajal aurumist jahutust. Poolkõrvalistes ja kuivades linnades nagu Phoenix ja Las[ Vegas] on näidatud, et turba piiravad ja stimuleerivad kõrbega kohandatud taimi alandavad ümbritsevat temperatuuri 2–5 ° F (1–3 °C).

Veevarustusettevõtted võivad mängida võtmerolli, pakkudes mitmetasandilist veehinda, muru asendamise allahindlusi ja maastikukujunduse tehnilist abi.Lisaks võivad kohalikud määrused nõuda, et uued arendused sisaldaksid vähemalt xeric haljastust, eriti kuumakindlates linnaosades.

4. Integreeritud veemajandus ja jahutusvõrgud

Lisaks individuaalsetele omadustele saavad linnad rakendada piirkonnapõhiseid lahendusi. ]Piirkondlikud jahutussüsteemid, mis kasutavad hoonete jahutusainena ringlussevõetud vett või reovee, võivad vähendada linna atmosfääri juhitavat heitsoojust. Samamoodi kasutab põhjavee soojusenergia salvestamist (ATES) ] põhjavee soojusenergia salvestamiseks ja vabastamiseks, pakkudes tõhusalt kütmist ja jahutust. Poliitikad, mis toetavad veekasutusõigust geotermilises vahetuses ja ringlussevõetud vee kasutamist tornide jahutamiseks, võivad mitmekordistada kasu.

Integreeritud veemajandus tähendab ka sademevee kogumise kooskõlastamist soojuse leevendamisega.Vihmavee kogumise tsisternid, kui neid kasutatakse niisutuseks või pinna niisutamiseks, suurendavad kohalikku niiskust ja jahutust.Hallveesüsteemid võivad varustada rohelist taristut kuival ajal, tagades, et taimed ja pinnas jäävad niiskeks ning aurustamine jätkub ka ilma sademeteta.

Poliitika rakendamise ja rahastamise mehhanismid

Veepoliitika ideede elluviimine eeldab poliitilist tahet, üldsuse toetust ja jätkusuutlikku rahastamist.

  • Stormwater kommunaalkulud krediidiga – paljud linnad võtavad kinnistuid, mis põhinevad mitteläbilaskval alal.Rohelise infrastruktuuri rajatiste krediidi pakkumine annab otsese rahalise stiimuli.Philadelphia ] nõuab sademevee tasu ja võimaldab krediiti rohekatuste, vihmaaedade ja läbilaskva kõnnitee eest, mis tekitab aastas üle 40 miljoni dollari roheliste investeeringute jaoks.
  • Rohelised ehituseeskirjad ja tsoneerimiskatted ] – rohekatuste või veeelementide kohustuslikuks muutmine uutes suuremahulistes arendustes võib saada tavaks.
  • Avaliku ja erasektori partnerlus – arendajad saavad sademevee majandamise kulusid tasaarvestada avalike veeelementide või haljasalade ehitamisega tiheduse boonuste eest.
  • Munitsipaalvõlakirjad ja keskkonnamõju võlakirjad] – linnad võivad emiteerida võlakirju spetsiaalselt rohelise taristu projektide jaoks, kusjuures tulu on seotud mõõdetavate tulemustega, nagu temperatuuri alandamine või äravoolu maht.
  • FLT:0]Föderaalsed ja riiklikud toetused] – programmid nagu USA Keskkonnakaitseagentuuri (FLT:2) veeinfrastruktuuri ja vastupidavuse tegevuskava ] ja Euroopa Liidu ]Kliimaga kohanemise strateegia pakuvad rahastust looduspõhistele lahendustele.
  • Kogukonna kaasamine ja kaaskasu ] – poliitika, mis seab prioriteediks investeeringud madala sissetulekuga ja kuumaohtlikesse linnaosadesse, võib luua omakapitali linna jahutamisel.

Juhtumiuuringud: linnad juhivad teed

Los Angeles, California

Los Angeles on kogenud äärmuslikku kuumust ja põuda, sundides linna vastu võtma ambitsioonikat linnajahutuskava, mis integreerib veemajanduse. Linn nõuab, et kõik uued hooned sisaldaksid jahedaid katusi (valged või peegeldavad) ja pakub allahindlusi puude istutamiseks ja vihmaaedadeks.]L.A. jõe taaselustamise projekti eesmärk on taastada 51 miili jõest naturaliseerunud pankade ja kaldaelupaikadega, luues jahutuskoridori, mis haldab ka sadevett. Lisaks sellele on varajased tulemused näidanud 2–3 ° F temperatuuri langust mööda taastatud segmente.[FLT:]Watolerantne programm on igal aastal 1,5 miljardite maa-vee säästmise ajal.[FLT:]

Singapuri

Singapuri nimetatakse sageli vee ja soojuse majandamise integreerimise mudeliks. Selle programm ]Aktiivne, ilus, puhas vesi (ABC Waters) ] muudab betoonist äravoolu naturaliseerunud ojadeks ja tiikideks. ]Aiad lahe ääres ] kasutab merevee magestamisjaama ja taaskasutatavat vett, et niisutada oma Superpuud ja konservatooriumid, luues jaheda mikrokliima isegi troopilistes tingimustes. Linnriik annab ka rohelised katused uutele avalikele elamuarendustele ja on paigaldanud üle 100 hektari rohekatuseid linnapiirkondades, mis on ehitatud 2 ja 5-Cja-lähedal.

Melbourne, Austraalia

Melbourne'i Linnametsastrateegia ja Integreeritud veemajanduskava] eesmärk on jahutada linn 2040. aastaks 4°C-ks.Linnas on istutatud üle 70 000 puu ja kasutatakse töödeldud sademevett nende niisutamiseks kuivadel suvedel. Samuti nõuab see, et kõik uued arendused saavutaksid veetundliku linnakujunduse (WSUD) tulemuse, mis hõlmab vihmaaed, läbilaskvad kõnniteed ja veekoristuse.]Kuningpargi märgalad] ravivad äravoolu, pakkudes samal ajal ümbritsevale 3°C jahutuse hüvet.

Kopenhaagen, Taani

Pärast suurt pilvipuhangut 2011. aastal kujundas Kopenhaagen ümber oma sademeveesüsteemi, pidades silmas soojusleevendust.]Pilvestuse majandamiskava] muudab tänavad, väljakud ja pargid ajutisteks veesäilitusbasseinideks, mis on ka avalikud jahutusoaase.Pargid nagu Enghaveparken[[ salvestavad kuni 18 000 kuupmeetrit vihmavett, samas kui veepind ja sellega külgnev rohelus vähendavad kuumalainete ajal kohalikku temperatuuri 1–2 °C võrra.

Väljakutsed ja kaalutlused

Kuigi veepoliitika lähenemisviisid UHI leevendamiseks on paljulubavad, tuleb lahendada mitmeid probleeme:

  • Veepuudus – kuivades piirkondades peab vee kasutamine jahutamiseks olema tasakaalus säilitamisega. Poliitikas tuleb seada esikohale mittekasutatavad veeallikad, nagu puhastatud sadevesi, hall vesi ja taaskasutatud reovesi.
  • Hoolduskoormus – Roheline taristu ja veeelemendid vajavad pidevat hooldust. Ilma sihtotstarbelise rahastamise ja kohaliku omavalitsuse suutlikkuseta võivad süsteemid ebaõnnestuda, põhjustades sääsepuhanguid või üleujutusi.
  • ]Kliima muutlikkus – Äärmuslik põud või tugev sademete hulk võib tekitada stressi nii looduslikele kui ka tehislikele süsteemidele.Põhiliselt on vaja paindlikku disaini, mis suudab toimida erinevates tingimustes.
  • Omakapitaliprobleemid] – Jahutusabi tuleb sageli kõigepealt jõukamatele linnaosadele. Poliitika peab sihilikult suunama investeeringud kuumaohtlikesse kogukondadesse, et vältida olemasolevate erinevuste suurenemist.
  • Regulatiivsed ja institutsioonilised tõkked ] – Veeõigused, osakondadeülene koostöö (nt veevarustusettevõtted, pargid, planeerimisasutused) ja aegunud koodid võivad rakendamise aeglustada.

Tulevased suunad

Kliimamuutuste süvenedes suureneb vajadus UHI tõhusa leevendamise järele ainult veelgi.

  • Andmepõhine planeerimine – Satelliidi soojuskujutiste, asjade interneti andurite ja kliimamudelite kasutamine levialade tuvastamiseks ja sekkumiste sihtimiseks.Linnad nagu Miami-Dade'i maakond] kasutavad nüüd rahastamise suunamiseks soojustundlikkuse indekseid.
  • ]Sinirohelised infrastruktuurivõrgud ] – Rohekatuste, parkide, märgalade ja veekogude ühendamine pidevateks koridorideks maksimeerib jahutusefekti ja tagab elupaikade ühenduvuse.
  • Kohandav juhtimine] – veepoliitika käsitlemine iteratiivsete eksperimentidena, seire ja kohandamine vaadeldud tulemuste põhjal.
  • Ühenduse ühisprojekteerimine] – Elanike kaasamine veeelementide ja haljasalade kujundamisse tagab kultuurilise tähtsuse ja pikaajalise juhtimise.
  • ]Seostamine soojuse ja tervise tegevuskavadega ] – Veepoliitika tuleks kooskõlastada rahvatervise hoiatuste, jahutuskeskuste ja ohurühmadega kuumalainete ajal.

Järeldus

Linnade soojussaared on pakiline keskkonna- ja rahvatervise probleem, kuid veepoliitika pakub komplekt tõhusaid, looduspõhiseid lahendusi.Rohelise infrastruktuuri edendamisega, linnaveekogude laiendamisega, veetõhusate maastike soodustamisega ja veemajanduse integreerimisega kaugjahutus- ja sademeveesüsteemidesse saavad linnad oluliselt vähendada temperatuure, parandades samal ajal ka veekindlust, õhukvaliteeti ja elukvaliteeti. Los Angelese, Singapuri, Melbourne'i ja Kopenhaageni juhtumiuuringud näitavad, et need lähenemisviisid ei ole mitte ainult teostatavad, vaid ka kulutõhusad, kui arvestatakse pikaajalist kasu. Poliitikakujundajad ja linnaplaneerijad peavad võtma julgeid koostöömeetmeid nüüd – investeerima veetundlikkusse disaini, kõrvaldama regulatiivsed tõkked ja seadma prioriteediks õigluse – et luua kliimakaitse, on kliimakaitseks tulevikus rohkem FLT: F1.