HVORDAN FORHINDRER VI BYER I AT SYNKE?

Klimaforandringer Insights

20.03.2019 / Jørgen S. Steenfelt

Overudnyttelse af grundvandsressourcerne betyder, at byer rundt om i verden synker til et niveau under havets overflade. Problemet ser ud til at vokse på grund af den hurtige urbanisering og klimaforandringerne. Men hvad kan vi gøre ved det?

Verdens befolkning vokser med ca. 83 millioner mennesker om året. I 2050 vil der være 9,8 milliarder mennesker i verden, og to tredjedele bor i byerne. Med yderligere 2,5 milliarder indbyggere i byerne i 2050 er der ingen tvivl: Vores fremtid ligger i byen.

Byerne betyder øget velstand og menneskelige fremskridt, men det stigende pres på infrastruktur, boliger og ressourcer i takt med urbaniseringen kalder på intelligente løsninger. Desuden gør klimaforandringerne det ikke nemmere at planlægge og udforme fremtidige byer.

Der findes imidlertid en anden, næsten usynlig trussel mod livet i byerne: Jorden under os synker. Byer over hele verden synker til et niveau under havets overflade, og det skader infrastrukturen og øger risikoen for oversvømmelse. Hvad skyldes det? Og hvordan kan vi gøre vores byer mere modstandsdygtige over for nedsynkning?

DERFOR SYNKER BYER

Nedsynkning af jorden kan have naturlige årsager som tektonik, glaciale isostatiske justeringer og naturlig komprimering af sediment. Hovedårsagen til de synkende byer i dag er imidlertid de menneskeskabte ændringer i jordens bæreevne, der er forårsaget af stor belastning og især overdreven udvinding af grundvand (eller olie og gas)

Man kan forestille sig en madras fyldt med vand. Hvis man prikker huller i madrassen (trækker grundvand ud), uanset om de er store eller små, så vil vandet begynde at sive ud, madrassen bliver tømt, og overfladen synker.

Man kan forestille sig en madras fyldt med vand. Hvis man prikker huller i madrassen (trækker grundvand ud), uanset om de er store eller små, så vil vandet begynde at sive ud, madrassen bliver tømt, og overfladen synker.
Jørgen S. Steenfelt

Hvis man placerer noget tungt på toppen, f.eks. en bygning, fremskyndes processen. Jo højere madrassen er (jo dybere grundvandsudvinding), jo mere udtalt bliver overfladens sænkning. Og hvis madrassen er lavet af bløde materialer som ler (jordbundssammensætningen), er den særligt komprimerbar og modtagelig for nedsynkning.

Det er virkeligheden i mange af verdens største storbyer, især i kystområder og bycentre, der overudnytter grundvandsressourcerne. Synkende byer er et globalt fænomen, selv om folkerige asiatiske byer ligger øverst på listen med Jakarta som den hurtigste synkende by af alle.

Den huser over 10 millioner mennesker, og 40 procent af Jakarta ligger allerede under havets overflade. Store dele af byen er sunket mellem to og fire meter siden 1970'erne, og i øjeblikket synker Jakarta med op til 20 cm om året. De nordlige områder af byen, der har størst tendens til at synke, forudses at være sunket med op til syv meter i 2100.

KONSEKVENSER AF NEDSYNKNING

Det er i sig selv problematisk, at byerne synker. Klimaforandringer, ekstreme vejrforhold og ændret vandstand i havene forværrer bare konsekvenserne. Virkningerne af nedsynkning er bl.a. beskadigelse af bygninger og fundamenter, infrastruktur, kloakledninger og spildevandssystemer. Desuden stiger risikoen for oversvømmelser.

Byer over hele verden kæmper med disse konsekvenser. Et konkret eksempel er Kansai Lufthavn, der ligger på en synkende ø ud for Osaka i Japan, som blev dækket af vand under en tyfon tidligere i år. I Mexico City er det ikke nyt, at katedraler sætter sig dramatisk, eller at drænsystemer løber opad. Og i Venedig, der fortsætter med at synke, oplever man flere og mere alvorlige tilfælde af stigende vand, der oversvømmer gaderne i den gamle historiske by.

Tilførsel af vand rammer de synkende byer hårdt, især i kystområder, og det påvirker millioner af menneskers levebrød. I alt anslås der at bo 800 millioner mennesker i byer, hvor havet kan stige med mere end en halv meter frem til 2050. Og så er det dyrt. Verdensbanken og OECD vurderer, at skader i forbindelse med globale oversvømmelser af store byer ved kysten kan koste 1 billion dollars er om året, når man medregner risikoen for stigende vandstand og nedsynkning.

HVAD ER LØSNINGERNE?

Heldigvis findes der metoder til at forhindre, at vores byer synker. Der er tre områder, der skal integreres i byplanlægningen for at gøre vores byer mere modstandsdygtige over for nedsynkning:

1. Bæredygtig håndtering af vand

Voksende befolkninger, der lever et bedre liv i hurtigt voksende byer kræver store mængder vand til brug i hjemmet og erhvervslivet. Det er en udvikling, der ikke stopper. I 2050 forventes den globale efterspørgsel på vand at være steget med 55 pct., samtidig med at mangel på vand påvirker halvdelen af verdens befolkning.

For at forhindre vandmangel er bæredygtig håndtering af vand afgørende. Når vi ser på nedsynkning, er det vigtigst at finde nye måder at forsyne vores byer med vand på, i stedet for at fortsætte den overdrevne udvinding af grundvand. Rensning af overfladevand eller afsaltning af havvand kan være svaret. Det kræver imidlertid, at store mængder vedvarende energi skal være fuldt bæredygtig.

Et eksempel på visionær, urban vandhåndtering er byen Nye, som blandt andet indsamler alt regnvand for at kunne forsyne toiletter og vaskemaskiner med sekundært vand. Byen kan potentielt huse 15.000 personer, og løsningen sparer drikkevandressourcer på omkring 30 millioner liter om året.

2. Gendannelse af vandøkosystemer i byer

Ud over at reducere udvindingen af grundvand er det også vigtigt at opbygge grundvandsspejlet. For at blive ved madras-metaforen: Hvis den ikke skal synke, skal den utætte madras fyldes op igen med vand for at undgå komprimering.

Men det, der karakteriserer de fleste byer i dag, er mursten og beton, og ikke parker og floder, og det er et problem i forhold til den naturlige genopfyldning af grundvandsreservoirerne. Løsningen kan være let gennemtrængelig asfalt og samlebrønde, som sikrer, at nedbør ikke ender i byens kloaksystem, men i stedet løber ned gennem jorden. Re-etablering af vandløb og grønne områder kan også bidrage til at genoprette vandøkosystemer i byerne.

Kunstig genopfyldning, som foregår ved at sprøjte behandlet spildevand ned i undergrunden, kan også være en måde at kompensere for de udvundne vandressourcer på. Det kræver indgående kendskab til jordbundsforhold, de vandførende lags geokemi samt vandtryk for ikke at forårsage yderligere ustabilitet i jorden.

I Chesapeake Bay i Virginia, USA, er sådan et projekt i gang for tiden. For at bremse nedsynkningen er målet at kunne indsprøjte i alt 120 millioner liter spildevand om dagen i 2030, hvilket gør det til det største projekt med genopfyldning af grundvand i USA.

3. ”Vandtæt” byplanlægning

Endelig skal vi overveje, hvordan vi bygger vores byer, så vi kan forhindre dem i at synke, og de kan klare tilførsel af vand. Beskyttelse af kysterne ud for kystnære, synkende byer er afgørende, når vi skal forhindre havet i at vinde. At bygge på pæle er en anden måde at forberede sig på ændringer i vandstanden på. Og kompenserede fundamenter kan reducere presset på byens overflade, som ellers er en konsekvens af den store belastning.

Vi kan også planlægge og udforme vores byer med infrastruktur, der er lavet til at løse problemerne med vandtilførsel. Et eksempel på dette er tunneller med to formål: Udover at være en effektiv trafikløsning kan de ved oversvømmelse indeholde enorme mængder vand, som efterfølgende kan sive ned.

Rekreative områder kan også være udformet med denne dobbelte funktion. I Bangkok opførte man Centennial Park for at beskytte den synkende by mod oversvømmelser under kraftigt regnvejr. Med kunstige vådområder og en vandtank nedenfor kan parken oplagre op til 4.564 kubikmeter vand.

Sidst, men ikke mindst, mener nogle forskere, at tiden er kommet til at holde op med at ”bekæmpe” havet og i stedet ”samarbejde” med det. En måde at gøre det på er at bygge flydende byer, der kan tilpasses den skiftende vandstand.

På mange måder står vi ved en skillevej med hensyn til de synkende byer, ligesom det er tilfældet med den overordnede håndtering af klimaforandringerne. Det er sidste udkald, hvis vi skal nå at gøre noget ved de synkende byer og undgå uroligheder og opstand oven på den laissez-faire-holdning, der har hersket indtil nu.

MØD EKSPERTEN

"Læger skjuler deres fejl, mens geotekniske ingeniører skjuler deres succeser.”

På trods af denne dystre melding har jeg altid fundet geoteknik spændende og givende. Når vi har succes og leverer funktionelle og økonomiske løsninger til samfundet, er der ingen, der lægger mærke til det. Vi får kun opmærksomhed, når tingene går galt - bare se på det skæve tårn i Pisa.

I løbet af min karriere har jeg været heldig at få mulighed for at arbejde på en lang række megaprojekter (broer, bygninger, tunneller og vandbygningsprojekter). De har budt på betydelige muligheder og udfordringer inden for geoteknik. De udfordrer individets evne til at løse vanskelige problemer inden for jord, struktur, vand og miljø og kræver, at man er innovativ og intuitiv.

Det er det, der motiverer mig. Synkende byer er en enorm udfordring, der kræver de rigtige løsninger.