Musim semi dan musim panas 2017 telah berada di antara rekor terbasah di Amerika Utara bagian timur. Dan dunia menonton Houston minggu ini, di mana sisa-sisa Badai Harvey telah menyebabkan banjir yang dahsyat.
Jumlah curah hujan di musim semi memecahkan rekor di tempat-tempat seperti Toronto, di mana 44,6 milimeter hujan turun dalam 24 jam. Guncangan awal musim semi ini menyebabkan infrastruktur stormwater (air yang berasal dari hujan yang tidak terserap oleh tanah) di kota terbesar di Kanada meluap, yang menyebabkan banjir di jalan-jalan kota yang sibuk.
Urbanisasi di banyak kota di Amerika Utara telah menyebabkan hilangnya permukaan permeabel yang cepat dimana air dapat mengalir dengan bebas. Ditambah dengan populasi inti pusat kota di kota Toronto, ini berarti bahwa sistem stormwater dan saluran pembuangan di sebuah tempat harus mengelola air lebih baik daripada dekade sebelumnya.
Selanjutnya, kenaikan suhu global telah dikaitkan dengan meningkatnya kejadian cuaca ekstrem di seluruh dunia, sebuah tren yang bisa memburuk jika pemanasan global tidak terkendali.
Banyak kota kurang dilengkapi sarana untuk menghadapi jumlah presipitasi yang belum pernah terjadi sebelumnya karena infrastruktur stormwater yang tidak memadai dan ketinggalan jaman.
Dua puluh tiga persen dari saluran pembuangan di Toronto dipadukan, yang berarti bahwa aliran air hujan dan air limbah kota tersebut bersama-sama dalam satu pipa ke pabrik pengolahan air. Pada periode curah hujan yang deras, jumlah stormwater di saluran pembuangan bisamelebihi kapasitas dan melimpah ke jalan-jalan Toronto dan masuk ke danau dan sungai.
Itu berarti untuk mencegah banjir di daerah pusat kota, sistem pembuangan dibuka sehingga menghasilkan genangan air yang memungkinkan orang berenang dan olahraga rekreasi lainnya.
Dengan jumlah curah hujan meningkat secara global, ini adalah saat yang penting untuk memeriksa bagaimana kota dapat memperbaiki infrastruktur bangunan mereka yang ada untuk mengurangi kerusakan banjir dan menghadapi badai air secara lebih berkelanjutan.
Teknologi infrastruktur hijau, seperti trotoar permeabel, bioswales, waduk dan atap hijau, sekarang biasanya direkomendasikan untuk menghadapi peristiwa cuaca ekstrem.
Atap hijau untuk manajemen air hujan
Atap hijau adalah infrastruktur hijau yang dapat diterapkan pada hampir semua atap yang diberi kapasitas beban muat. Manfaat atap hijau jauh melampaui daya tarik estetika mereka yang nyata.
Sebuah studi yang dilakukan oleh insinyur sipil Universitas Toronto, Jenny Hill dan rekan peneliti di Laboratorium Pengujian Inovasi Atap Hijau (GRIT Lab) menunjukkan bahwa atap hijau memiliki kapasitas untuk menangkap rata-rata 70 persen curah hujan selama waktu tertentu, mengurangi Sistem stormwater bawah tanah dan melepaskan air hujan kembali ke atmosfer.
Penelitian ini menguji empat variabel desain atap hijau yang mewakili praktik industri yang paling umum: Jenis tanaman (tanaman succulent atau rerumputan dan tanaman berbunga), pengganti tanah (mineral, kompos kayu), kedalaman tanam (10 sentimeter atau 15 cm) dan jadwal irigasi ( tidak ada, setiap hari atau sensor-activated), dan bagaimana keempat faktor ini mempengaruhi pengambilan air.
Contoh dari tanaman succulent (sukulen) adalah kaktus. Hampir semua kaktus adalah sukulen tetapi tidak semua sukulen adalah kaktus. Jenis tanaman sukulen seperti Lidah Buaya (Aloe) menyimpan air di daunnya yang tebal
Jadwal penyiraman terbukti memiliki efek paling besar, dengan kapasitas retensi meningkat dari 50 persen dengan irigasi harian sampai 70 persen dengan aktivasi sensor atau tanpa irigasi. Dengan kata lain, atap yang belum disiram, atau hanya disiram bila tanahnya mencapai tingkat kelembaban yang telah ditentukan, memiliki kapasitas lebih besar untuk menyerap air hujan.
Selanjutnya, penelitian tersebut menghitung koefisien runoff puncak yang baru – nilai konstan yang digunakan untuk menghitung kapasitas atap hijau untuk menahan air – agar atap hijau berada sekitar 0,1-0,15, pengurangan 85 sampai 90 persen dibandingkan dengan permukaan yang tidak rata.
Desainer dan insinyur secara rutin menggunakan angka 0,5 (pengurangan 50 persen) untuk menilai kinerja atap hijau. Perbedaan antara praktik industri dan temuan berbasis bukti daerah menyoroti kebutuhan untuk penelitian lebih lanjut.
Variabel paling penting kedua untuk penyimpanan stormwater adalah pengganti tanah. Bahan tanam atap hijau yang paling banyak digunakan didasarkan pada pedoman dari German Landscape Research, Development and Construction Society (FLL).
FLL merekomendasikan agregat mineral karena dianggap lebih tahan lama dan lebih keras daripada pengganti tanah biologis. Namun rekomendasi ini telah ditantang oleh penelitian hari ini.
Hill dan timnya membandingkan bahan mineral yang tumbuh dengan kompos kayu. Kompos mengungguli mineral sebesar 10 persen (70 persen versus 60 persen curah hujan dipertahankan) di kebun tanpa irigasi, dan memiliki kompresi atau break-down minimal sepanjang waktu.
Temuan penting lainnya dalam penelitian Hill menunjukkan bahwa ketika sudah lembab, baik dari penyiraman atau hujan, bahan tanam memiliki pengaruh terbesar terhadap retensi air. Kompos mengungguli pengganti tanah mineral sebanyak tiga kali bila benar-benar jenuh (83 persen curah hujan dipertahankan dibandingkan 29 persen).
Kompos pengganti tanah yang lebih baik
Itu berarti bahwa kompos tidak hanya tampil lebih baik di setiap musim, tapi ini tampil lebih baik pada musim hujan dan selama badai datang silih berganti.
Penanaman kedalaman (10 sentimeter versus 15 sentimeter) dan keluarga tanaman (succulents versus rumput dan tanaman berbunga herba) keduanya terbukti memiliki sedikit dampak pada penyimpanan air hujan dibandingkan dengan bahan tanam dan jadwal penyiraman.
Dengan demikian tanpa mengorbankan pengelolaan stormwater, seleksi tanaman dapat memenuhi tujuan estetika dan tolok ukur lingkungan seperti keanekaragaman hayati dan habitat spesies.
Salah satu kendala untuk konstruksi atap hijau adalah beban muatan, terutama pada bangunan yang semula tidak dibangun untuk menampung berat atap hijau jenuh. Dengan demikian, kedalaman tanam 10 sentimeter dibandingkan dengan 15 berarti lebih banyak atap yang layak dipasang retrofit.
Meskipun demikian, meskipun palet tanaman beraneka ragam hayati termasuk tanaman rumput dan herba akan menjadi pilihan atap hijau yang lebih estetis dan ekologis, tanaman tersebut memerlukan penyiraman agar dapat bertahan di kota-kota seperti Toronto. Karena irigasi memiliki efek negatif pada penyimpanan air hujan, perancang atap hijau dapat mempertimbangkan tanaman sukulen tahan kekeringan seperti tanaman sedum.
Namun, ketika tanaman herba ditanam di kompos daripada bahan tanam mineral, penurunan kapasitas retensi air hujan dapat dicegah.
Irigasi sesuai kebutuhan yang diaktifkan oleh sensor kelembaban tanah dapat menyeimbangkan pengelolaan air dengan ketersediaan air untuk pertumbuhan tanaman. Selanjutnya, kompos memiliki bobot yang jauh lebih rendah daripada bahan tanam mineral, yang membuka potensi retrofit lebih banyak.
Maka penelitian Hill dan timnya terhadap empat variabel atap hijau yang berbeda memungkinkan kita memahami manfaat dan keterbatasan masing-masing, dan bagaimana cara menggabungkannya.
atap hijau di marne-la-vallée, PrancisAtap hijau: Infrastruktur hijau yang optimal
Menurut pendapat kami sebagai periset di Laboratorium GRIT, atap hijau adalah infrastruktur hijau perkotaan yang optimal karena multi-fungsi: Mereka dapat dipasang ke bangunan yang ada, mereka menyediakan ruang bagi keanekaragaman hayati bagi satwa liar dan mereka dapat memperkaya ruang publik untuk kota – Penghuni dapat menikmati. Selain itu, atap hijau bisa membuat tempat yang tidak bersahabat sebelumnya menjadi lebih menyenangkan, dan menyediakan ruang terbuka baru bagi pekerja kantoran yang menyediakan kesegaran.
Temuan terbaru ini dengan jelas menunjukkan potensi atap hijau. Tapi studi ilmiah menyeluruh tentang atap hijau, seperti yang dilakukan di Laboratorium GRIT, diperlukan untuk menentukan komposisi atap hijau terbaik untuk kinerja optimal.
Misalnya, meskipun tipe tanam sedikit berpengaruh pada ketahanan terhadap badai air hujan, campuran herba dari tanaman asli telah terbukti lebih menarik bagi lebah dan bisa dibilang lebih menarik. Informasi ini sangat penting; Meskipun tanaman succulent saat ini merupakan standar industri, hanya menanam succulent di atap berpotensi menimbulkan dampak negatif pada ekologi perkotaan di berbagai daerah.
Variabel tambahan yang perlu dipertimbangkan saat merancang atap hijau adalah lokasinya. Peneliti GRIT Lab, Scott MacIvor dan rekan peneliti menemukan bahwa masalah ketinggian bangunan: Terdapat sarang lebah yang jauh lebih sedikit saat atap hijau terlalu tinggi, sehingga merancang atap yang ditujukan untuk membantu lebah jika bangunan lebih tinggi dari delapan lantai akan sia-sia.
Seiring dengan kejadian badai yang semakin sering dan parah bagi kota, kota-kota dengan infrastruktur air hujan yang menua sedang berjuang untuk menemukan cara untuk meringankan dampaknya. Atap hijau bisa menjadi bagian dari solusi ini, namun semua atap hijau tidak tercipta sama. Penelitian dan pengetahuan yang tepat sangat penting.
