Skip to main content
مقال

منع الفيضانات الحضرية

تنشأ الفيضانات الحضرية من تفاعل ازدياد شدة الهطول مع اتساع الأسطح غير المنفذة. ويبحث هذا المقال مقاربات البنية التحتية المستخدمة للوقاية منها - من شبكات الأنابيب التقليدية إلى الأنظمة الذكية الموزّعة.

لماذا تغرق المدن

تحدث الفيضانات الحضرية حين يتجاوز الهطول قدرة بنية الصرف على إبعاد المياه عن المناطق المبنية. وتتضافر عدة عوامل لتفاقم هذا الخطر في المدن الحديثة. فقد تتجاوز نسبة الأسطح غير المنفذة في المناطق الكثيفة 90%، أي أن كل المطر تقريباً يتحول إلى جريان سطحي مباشر. كما صُمّمت أنظمة الصرف القديمة لكثافة بناء أقل ولأنماط هطول أخف. وتفقد البنية المتقادمة جزءاً من سعتها بفعل ترسّب الرواسب واختراق الجذور والتدهور الإنشائي. وتتجه أنماط المناخ في مناطق كثيرة نحو أحداث هطول شديدة أكثر تكراراً. واجتماع هذه العوامل يعني أن أنظمة صُمّمت لعاصفة تتكرر كل عشر سنوات قد تُثقَل اليوم بأحداث تقع كل سنتين إلى خمس. والنتيجة فيضان مطري - تراكم مياه سطحية سببه تجاوز الهطول لسعة الصرف لا فيضان الأنهار.

البنية التحتية التقليدية

يعتمد الصرف الحضري التقليدي على شبكة ثقلية من الأنابيب والقنوات ومنشآت التخزين مصممة لنقل مياه الأمطار من الأسطح غير المنفذة إلى نقاط التصريف - وهي عادةً الأنهار أو البحيرات أو البحر. وفي الأنظمة المشتركة (الشائعة في المدن القديمة) تتقاسم مياه الأمطار سعة الأنابيب مع الصرف الصحي. وتُصمَّم البنية التقليدية بأساليب إحصائية (تحليل فترات التكرار) استناداً إلى سجلات الهطول التاريخية. والنظام المصمم لفترة تكرار عشر سنوات يُتوقع أن يستكين تحت الضغط في الأحداث التي تتجاوز هذا الحد. أما توسيع البنية التقليدية - أنابيب أكبر وأنفاق أعمق وأحواض أضخم - فيستلزم إنفاقاً رأسمالياً كبيراً وجداول بناء طويلة وتعطيلاً حضرياً واسعاً. ولذلك تجعل كلفةُ الترقيات التقليدية وتعقيدُها المقارباتِ الموزّعة المكمّلة أكثر جاذبية في كثير من المدن.

البنية التحتية الخضراء

تستخدم البنية الخضراء عمليات طبيعية - التسرّب والنتح-التبخر والنقل عبر مسطحات مزروعة - لإدارة مياه الأمطار قرب موضع سقوطها. ومن عناصرها الشائعة القنوات النباتية (مجارٍ مزروعة تبطّئ الجريان وترشّحه)، وحدائق المطر (منخفضات مزروعة تجمع الجريان وتسرّبه)، والأرصفة النفّاذة (مسطحات تمرّر المياه إلى طبقة أساس)، والأسطح الخضراء (أسطح مزروعة تمتص المطر وتطلقه بالنتح-التبخر). وتفلح البنية الخضراء في خفض حجم الجريان في الأحداث الصغيرة والمتوسطة. غير أن سعتها محدودة في العواصف المطوّلة أو الشديدة حين تتشبّع التربة ولا تعود النباتات قادرة على امتصاص مزيد من الماء. ومعظم أنظمتها سلبية - فلا قدرة لها على الاستجابة للظروف المتغيّرة أو التنسيق مع بقية عناصر شبكة الصرف.

أنظمة مياه الأمطار الموزّعة

تتبنى الإدارة الموزّعة لمياه الأمطار مقاربة شبكية - بنشر أنظمة احتجاز وتصريف متحكم به عبر عقارات كثيرة منفردة بدل الاعتماد على عدد قليل من المنشآت المركزية الكبيرة. ففي النموذج الموزّع يُجهَّز كل مبنى في الحوض بنظام احتجاز وتصريف متحكم به (كسطح أزرق بصمام مُشغَّل). وأثناء الحدث المطري يحتجز كل مبنى جزءاً من الجريان الذي كان سيصل إلى الشبكة البلدية في وقت واحد. والأثر التراكمي عبر عشرات أو مئات المباني هو خفض قابل للقياس في ذروة التدفق عند مخرج الحوض. وتتميز الأنظمة الموزّعة بفاعليتها لأنها تعالج المياه عند المصدر - قبل دخولها البنية المشتركة. ويمكن نشرها تدريجياً مع إنشاء المباني أو تحديثها، وهي لا تحتاج إلى قطع الأرض الكبيرة التي تتطلبها أحواض الاحتجاز المركزية.

المراقبة الذكية للبنية التحتية

تضيف المراقبة الذكية أدوات قياس رقمية واتصالاً إلى الأنظمة الموزّعة على مستوى المبنى، فتحوّل المباني المفردة من مساهمين سلبيين في الصرف إلى أصول بنية تحتية فاعلة ومنسّقة. وتتيح أنظمة مثل SmartFlow للمباني أن تصبح جزءاً من بنية مياه الأمطار - إذ يبلّغ كل سطح مجهّز عن منسوب مياهه وحالة صمامه ونشاط الصرف لديه إلى منصة مركزية. فيرى مشغّلو المبنى حالة نظامهم، بينما يستطيع أصحاب المصلحة في البلدية متابعة الأداء المجمّع عبر محفظة من المباني. وتتيح طبقة البيانات هذه قدرات لا توفّرها الأنظمة السلبية: وعياً آنياً بأداء النظام أثناء الأحداث المطرية؛ وضبطاً آلياً لجداول التصريف بحسب توقعات الطقس؛ وسجلات أداء موثقة للتقارير التنظيمية؛ وأساساً لاستراتيجيات تصريف منسّقة عبر عدة مبانٍ أثناء الأحداث القصوى. ويمثّل الانتقال من المراقبة السلبية إلى الذكية مساراً عملياً نحو صرف حضري مرن - قابلاً للتحقيق تدريجياً وبكلفة على مستوى المبنى لا باستثمار رأسمالي على مستوى المدينة.

هل تبني برنامج مرونة لمدينة ذكية؟

تواصل معنا للحصول على إحاطة تقنية حول تنسيق مياه الأمطار على مستوى الحي.