HVORDAN KAN VI HINDRE BYER FRA Å SYNKE?

Klimaendringer Innsikt

13.05.2019 / Jørgen S. Steenfelt

Overutnyttelse av grunnvannsressurser får byer over hele verden til å synke under havnivå. Problemet kommer bare til å øke med den raske urbaniseringen og klimaendringene vi står overfor. Så hva kan vi gjøre med det?

Verdens befolkning øker med omtrent 83 millioner mennesker hvert år. Innen 2050 kommer vi til å være 9,8 milliarder mennesker i verden, og to tredjedeler kommer til å bo i byer. Med 2,5 milliarder nye byboere innen 2050 er det ingen tvil om at vi går en urban fremtid i møte.

Byer kan bidra til økt velstand og fremgang for oss mennesker, men det økte presset på infrastruktur, boligbygg og ressurser som følge av urbaniseringen krever smarte løsninger. Og klimaendringene gjør det ikke noe enklere å planlegge og prosjektere de fremtidige byene våre.

Det finnes imidlertid en annen stor, men nesten usynlig, trussel mot livet i byene. Jordoverflaten under oss synker. Byer over hele verden synker under havnivå, noe som skader infrastrukturen og øker flomfaren. Men hvorfor skjer dette? Og hva kan vi gjøre for å hindre at byene våre synker mer?

HVORFOR BYER SYNKER

Synkende jordoverflate kan ha naturlige årsaker som tektonikk, glasiale isostatiske justeringer og naturlig kompaktering av sedimenter. Men hovedårsaken til at byer synker i dag, er de antropogene forandringene i jordens bæreevne som følge av tung belastning og særlig overdreven utvinning av grunnvann (eller olje og gass).

Tenk på det som en madrass fylt med vann. Hvis du stikker hull i madrassen (utvinner grunnvann), uansett hvor store eller små hullene er, vil vannet begynne å sive ut, tømme madrassen og få overflaten til å synke.

Tenk på det som en madrass fylt med vann. Hvis du stikker hull i madrassen (utvinner grunnvann), uansett hvor store eller små hullene er, vil vannet begynne å sive ut, tømme madrassen og få overflaten til å synke.
Jørgen S. Steenfelt

Hvis du legger noe tungt oppå, f.eks. en bygning i en by, fremskynder det prosessen. Jo høyere madrassen (dybden på grunnvannsutvinningen) er, desto mer uttalt blir fordypningen i overflaten. Og hvis madrassen er fremstilt av myke materialer som leire (jordsammensetning), er den spesielt kompakterbar og sårbar for synking.

Dette er virkeligheten for mange av verdens megabyer, spesielt i kystområder og bysentrum som overutnytter grunnvannsressurser. Byer som synker, er et globalt fenomen, selv om folkerike byer i Asia topper listen med Jakarta som den som synker raskest av alle.

Jakarta har over 10 millioner innbyggere, og 40 prosent av byen ligger allerede under havnivå. Store deler av byen har sunket to–fire meter siden 1970-tallet, og med dagens tempo synker Jakarta opptil 20 cm per år. Det er de nordlige delene av byen som synker mest, og det er spådd at de vil synke med opptil sju meter innen 2100.

KONSEKVENSER AV EN SYNKENDE JORDOVERFLATE

At byer synker, er problematisk i seg selv. Med klimaendringer som en ekstra faktor gjør ekstremvær og skiftende havnivåer konsekvensene bare enda verre. Noen av følgende av at jordoverflaten synker omfatter skader på bygninger og fundamenter, infrastruktur, avløp og kloakksystemer. Dessuten øker flomfaren.

Byer over hele verden sliter med disse konsekvensene. For å nevne noen ble Kansai-flyplassen dekket av vann under en tyfon. Flyplassen ligger på en synkende øy utenfor Osaka i Japan. I Mexico City er det ikke noe nytt å se katedraler som synker dramatisk, eller dreneringssystemer som renner oppover. Og etter hvert som Venezia fortsetter å synke, opplever byen stadig alvorligere tilfeller av stigende vannmasser som oversvømmer gatene i den gamle, historiske byen.

Innkommende vann treffer synkende byer hardt, spesielt i kystområder. Det påvirker levebrødet til millioner av mennesker. I alt 800 millioner mennesker anslås å bo i byer hvor havnivået kan stige med mer enn en halv meter innen 2050. Dessuten koster dette penger. Verdensbanken og OECD anslår at globale flomskader i store kystbyer kan koste en billiard amerikanske dollar per år hvis vi også regner inn risikoen fra et stigende havnivå og en synkende jordoverflate.

HVA ER LØSNINGENE?

Heldigvis har vi måter vi kan hindre byene våre i å synke på. Nærmere bestemt er det tre faktorer vi er nødt til å integrere i byplanleggingen for å hindre at byene våre skal synke ytterligere:

1. Bærekraftig vannforvaltning

Når stadig flere skal leve et bedre liv i raskt voksende byer, krever det enorme vannmengder til bruk i husholdningene og industrien. Dette er en tendens som ikke kommer til å stanse. Innen 2050 forventes den globale vannetterspørselen å øke. Samtidig vil 55 prosent av verdens befolkning oppleve vannmangel.

For å hindre vannmangel er vi avhengig av bærekraftig vannforvaltning. Det viktigste for å hindre at jordoverflaten synker, er å finne nye måter å forsyne byene våre med vann. Den overdrevne utvinningen av grunnvann kan ikke fortsette. Å rense overflatevann eller avsalte sjøvann kan være mulige løsninger. Men det krever store mengder fornybar energi for å være fullt ut bærekraftig.

Et eksempel på visjonær vannforvaltning finner vi i byen Nye, som blant andre løsninger samler alt regnvann og bruker det til å forsyne toaletter og vaskemaskiner med sekundærvann. Løsningen er dimensjonert for 15 000 innbyggere og lagrer drikkevannressurser på rundt 30 millioner liter per år.

2. Gjenoppretting av vannøkosystemer i byer

Samtidig som det bør utvinnes mindre grunnvann, er det like viktig å bygge opp grunnvannsspeil. Vi kan jo holde oss til metaforen med madrassen: For å hindre at en lekk madrass synker, må den etterfylles med vann for ikke å bli flat.

Men de fleste byer i dag er snarere kjennetegnet av mur og betong enn parker og elver. Naturlig etterfylling av grunnvannsbassenger er derfor utfordrende. En løsning kan være vanngjennomtrengelig asfalt og dreneringsgroper som sørger for at nedbøren ikke ender i en bys kloakksystem, men i stedet trenger ned i bakken. Å bringe tilbake eksisterende vannløp og grøntarealer kan også bidra til å gjenopprette vannøkosystemene i byene.

Kunstig etterfylling, som vi kan gjøre ved å sprøyte behandlet avløpsvann ned i jorden, kan også være en måte å veie opp for utvunne vannressurser på. Dette krever inngående kunnskap om jordforhold, geokjemien i akvifere og vanntrykk for ikke å gjøre bakken mer ustabil.

I Chesapeake Bay i Virginia i USA er man i gang med et slikt prosjekt. For å få jordoverflaten til å synke saktere har man som mål å injisere i alt 450 millioner liter avløpsvann per dag innen 2030. Dette er det største prosjektet for etterfylling av grunnvann noensinne i USA.

3. «Vanntett» byplanlegging

Til slutt må vi tenke på hvordan vi skal bygge byene våre slik at de ikke synker og kan håndtere innkommende vannmasser. Å beskytte kystlinjen til kystbyer som synker, er avgjørende for å hindre at havet tar over. Å bygge på påler er en annen måte å forberede seg på skiftende vannivåer på. Og kompenserte fundamenter kan redusere påkjenningen på en bys overflate, som ellers er en konsekvens av tung belastning.

Vi kan også planlegge og prosjektere byene våre med infrastruktur beregnet på å løse problemer med innkommende vann. Et eksempel på dette er tunneler med dobbelte formål. Hvis vi bygger tunneler ikke bare som en effektiv trafikkløsning, kan de fange opp enorme mengder vann for etterfølgende infiltrasjon når vi får oversvømmelser.

Rekreasjonsområder kan bygges med samme dobbeltfunksjon. I Bangkok ble Chulalongkorn Centennial Park bygd for å beskytte den synkende byen mot oversvømmelse under kraftig nedbør. Med kunstige våtmarker og en vanntank under overflaten kan parken lagre opptil 4564 kubikkmeter vann.

Sist, men ikke minst mener noen forskere at det er på tide å slutte å «slåss» og i stedet «samarbeide» med havet. Én måte å gjøre det på er å bygge flytende byer som i sin helhet kan tilpasse seg skiftende vannivåer.

På mange måter står vi ved et vegskille når det gjelder byer som synker. Det samme gjelder den generelle håndteringen av klimaendringene. Dette er siste opprop hvis vi vil snu trenden og gjøre noe med synkende byer før vi kastes ut i uro og kaos som følge av den ettergivende holdningen vi hittil har hatt.

MØT EKSPERTEN

«Leger begraver sine fiaskoer, mens geoingeniører begraver sine suksesser.»

Det er ikke særlig trivelig sagt, men for meg har geoteknikk alltid vært interessant og givende. Når vi lykkes og forsyner samfunnet med gjennomførbare og økonomiske løsninger, da forbigås det i stillhet. Vi blir bare lagt merke til når ting slår feil – bare se på det skjeve tårn i Pisa.

I min karriere har jeg vært så heldig å få jobbe med en rekke megaprosjekter (bruer, bygninger, tunneler og marine konstruksjoner). I disse prosjektene har jeg som geoingeniør opplevd store muligheter og utfordringer. De utfordrer den personlige evnen til å løse vanskelige problemer knyttet til jord, struktur, vann og miljø og krever nyskapende og lateral tenkning.

Det er dette som motiverer meg. Byer som synker er en gigantisk utfordring som roper etter hensiktsmessige løsninger.