Budování požární odolnosti pomocí recyklované vody v Riba-Roja de Túria, Španělsko

Obec Riba-Roja de Túria je vystavena rostoucímu riziku lesních požárů. Tyto události jsou extrémně zhoršovány různými faktory, jako je změna klimatu, opouštění zemědělství a nedostatečné obhospodařování lesů. Důsledky nesouvisejí pouze s přírodními zdroji (ztráta biologické rozmanitosti, degradace půdy), ale zahrnují také rizika pro život obyvatel, poškození městské infrastruktury a snížení kvality ovzduší a mají negativní celkový dopad na místní hospodářství (např. cestovní ruch). V období 2000–2016 obec utrpěla 40 lesních požárů, které jsou v důsledku rychlého rozvoje měst v této oblasti stále ničivější. Aktualizované informace o lesních požárech ve valencijské komunitě jsou k dispozici ve webovém GIS (visor de cartografía), který zřídila Generalitat Valenciana. Kromě toho změna klimatu stále více ovlivňuje dostupnost vodních zdrojů, které mají zásadní význam pro prevenci a zmírňování lesních požárů.

Další výzvou je zapojit místní obyvatelstvo do sebeobrany. Lidé by měli podniknout soukromé kroky tváří v tvář zvýšenému riziku lesních požárů v důsledku sucha. Zásadní význam má navíc otázka zvyšování hodnoty odpadních vod, neboť tyto zdroje jsou potenciálně relevantní pro boj proti tomuto riziku.

Podle prognóz uvedených v integrovaném plánu v oblasti klimatu a energetiky ve Valencii (PVIECC,2030)za použití scénářů RCP 4.5 a RCP 8.5 se v obou scénářích očekávají rostoucí teploty: průměr maximálních teplot dosáhne 24 °C (RCP4,5) a 26 °C (RCP 8,5) ve srovnání s 21,3 °C v historickém období. Očekává se také postupné snižování srážek s poklesem počtu mokrých dnů.

Valencijská strategie pro změnu klimatu a energetiku (2030) je hlavním politickým dokumentem se strategickými směry pro přizpůsobení se změně klimatu v regionu. Strategie má tři hlavní klastry cílů: 1) zmírňování změny klimatu, ii) přizpůsobování se této změně a iii) výzkum, informovanost a spolupráce. Adaptační opatření zahrnují mimo jiné opatření k prevenci rizik a minimalizaci dopadů extrémních povětrnostních jevů. Toho se dosáhne plánováním mimořádných událostí, jakož i opatřeními k zachování zdraví lesů, podpoře odolnosti lesů vůči změně klimatu a účinné ochraně proti škůdcům.

Integrovaný plán v oblasti energetiky a změny klimatu (PVIECC2030)je integrovaný a průřezový dokument pro plánování konkrétních adaptačních a zmírňujících intervencí ve Valencii.  Provádí požadavky zákona č. 6/2022 o změně klimatu a ekologické transformaci ve Valencijském společenství. Riziko požáru je řešeno zejména v rámci opatření B1 (zlepšení odolnosti přírodního prostředí prostřednictvím opatření v oblasti plánování a obhospodařování lesních oblastí a chráněných přírodních oblastí a ekosystémů) a opatření B7 (vytvoření základů pro snížení rizika katastrof a mimořádných událostí souvisejících se změnou klimatu).

Na úrovni EU se recyklací a opětovným využíváním odpadních vod zabývá sdělení EU „Řešení problému nedostatku vody a sucha v Evropské unii“ (2007). V roce 2020 přijala Komise nařízení (závazný legislativní akt, který musí být uplatňován v celé Evropské unii) o minimálních požadavcích na opětovné využívání vody pro zavlažování v zemědělství s cílem podpořit opětovné využívání vody, je-li nákladově efektivní a bezpečné pro lidské zdraví. Španělský zákon, který upravuje používání recyklované vody (RD/2001), nepředpokládal možnost opětovného použití vody k předcházení požárům. Neexistuje žádný konkrétní právní text, v němž by bylo toto použití jasně definováno. Většina právních dokumentů však souhlasí se státním výslovným oprávněním k použití všech dostupných zdrojů k boji proti požáru; takže toto nové využití recyklované vody jako slučitelné s hašením požárů bylo schváleno úřadem hydrologického plánování. Jak je uvedeno v dokumentu „Úspěch a omezující faktory“, důležitým milníkem, jehož projekt dosáhl, byla změna stávajících regionálních právních předpisů v oblasti požárního řízení s cílem právně umožnit používání zelených protipožárních zábran a recyklované vody pro prevenci požárů.

Hlavním cílem je zvýšit požární odolnost v oblasti přírodního parku Túria uplatňováním zásad udržitelného hospodaření s vodou. Plánuje se obhospodařování více než 35 hektarů „strategické povahy“ (tj. zelených protipožárních pruhů a druhů rostlin s vlastnostmi, které umožňují snížit riziko požárů), aby se zabránilo požárům na rozhraní mezi městem a venkovem, chránily přírodní oblasti, biologická rozmanitost, zemědělská půda a potenciálně zasažená populace. Využití recyklované vody k uhašení požárů rovněž pomůže zachovat vodní zdroje z perspektivy budoucnosti. Kromě toho se uznává, že ochrana před požáry na rozhraní s městskými oblastmi (Wildland Urban Interface, WUI) není pouze odpovědností hasičů. Jak osoby s rozhodovací pravomocí, tak odborníci z praxe, kteří pracují ve WUI, se musí naučit používat integrované protipožární strategie, jako je zavádění zavlažovacích řešení a zvažování udržitelného koloběhu vody, přizpůsobení poptávky po vodě skutečné dostupnosti vody. Dalším cílem, který je třeba sledovat, je proto zvyšování povědomí veřejnosti v oblasti požární prevence a sebeobrany.

Riba-Roja de Túria vypracovala strategii požární odolnosti založenou na využívání recyklované vody k prevenci a ochraně oblasti na rozhraní divočiny a měst před požáry. Strategie poskytuje preventivní, předpotlačovací a vyhynulé zavlažovací/namáčovací vzorce, které jsou automaticky naprogramovány na: i) zvýšit vlhkost paliva kdykoli během období požáru, ii) přímo chránit před plamenem ohně během fáze připravenosti v případě, že je v blízkosti vyhlášen požár, a iii) reagovat na požár přímou aplikací vody.

K provedení této strategie se po zvážení stávajících plánů řízení požárních rizik a nouzových protokolů provádějí čtyři hlavní opatření různé povahy:

1. Vybudování hydraulické infrastruktury pro dodávku recyklované vody, od městské čistírny odpadních vod až po divoké pozemní a městské rozhraní oblasti
2. Navrhování zavlažovacího modulu bez dozoru pro prevenci a zvládání požáru
3. Navrhování, výstavba a údržba přechodných „zelených pásů“ kolem městské oblasti (zelené protipožární pruhy) a provádění různých lesnických činností za účelem snížení zatížení palivem. Zelené pásy jsou navrženy tak, aby fungovaly jako protipožární zábrany a zabraňovaly vzniku požáru v oblasti rozhraní mezi městem a lesem. Jsou udržovány opětovným využitím vyčištěné vody z hydraulické infrastruktury
4. Zvyšování osvětových kampaní a vzdělávacích činností pro občany s cílem zvýšit vnímání rizika požáru a schopnost sebeobrany

1. Hydraulický systém se skládá ze čtyř nových zakopaných nebo polozakopaných nádrží na vodu a jedné renovované nádrže, která shromažďuje vodu ze stanice regenerace vody (WRS). Upravená voda dostává nádrže čerpacím zařízením umístěným na čistírně a potrubím z polyethylenu o průměru 63 mm. Voda je pak distribuována do 42 „kanónů“ (zavlažovacích a postřikovacích věží) prostřednictvím více než 6 500 metrů potrubí. Recyklovaná odpadní voda z WRS se používá k prevenci a zvládání požárů v zalesněné oblasti.

Recyklovaná odpadní voda pocházející z WRS bude rovněž použita ke zlepšení kvality vody stávajícího mokřadu („la Vallesa“), který je kromě nádrží využíván jako přírodní nouzová nádrž. Oblast je podle plánu hospodaření s přírodními zdroji valencijské vlády katalogizována jako „chráněné mokřady“. Stanice regenerace vody umožňuje pokročilou úpravu vody, která eliminuje organické mikropolutanty. Patří mezi ně Chlorpyrifos, běžný pesticid pocházející z přitékající vody, léčiva, výrobky pro osobní péči a sloučeniny narušující činnost endokrinního systému. Zaručuje bezpečné využívání recyklované vody v přírodním parku. Proces ošetření se skládá z ozonizace, následované biofiltrací. To také umožní snížit aktuální zatížení suspendovaných pevných látek dodávaných do mokřadu, čímž se minimalizují procesy zanášení a obnoví se celá hydraulická síť v okolí.

2. Zavlažovací systém bez dozoru odpovídá za výpočet potřeb zavlažování v souladu s každodenními půdními podmínkami. Byl navržen tak, aby byl napájen daty pocházejícími z bezdrátové senzorické sítě, tzv. WUIProtect (Wildland Urban Interface Protection system against wildfires). Jedná se o evropský patent vyvinutý malou společností (MediXXI GSA). Systém slouží k monitorování meteorologických podmínek (teplota, vlhkost, vítr), podmínek kvality ovzduší (částice, oxidy dusíku) a proměnných biomasy (vlhkost paliva a půdy atd.) spolu s případnými požáry v reálném čase. Tento systém využívá stovky senzorů, které byly nastaveny na rozhraní mezi divočinou a městskými oblastmi Riba-Roja a Paterna. Na základě shromážděných dat a specifických algoritmů vypracovaných během projektu systém průběžně poskytuje informace pro aktualizaci manažerů požárního rizika. Systém také komunikuje s vodními děly, čímž spouští různé typy zavlažovacích vzorů: preventivní zavlažování pro zvýšení vlhkosti paliva kdykoli; předtlakové navlhčení pro zakrytí paliva během fáze připravenosti v případě požáru v oblasti a konečně přímý útok, když jsou plameny tak blízko, že mohou být přímo mokré vodou dodanou kanóny GUARDIAN.

3. Obec Riba-Roja de Túria také buduje zelené protipožární zábrany, aby zvýšila požární odolnost oblasti. Zelené protipožární průseky jsou nízkohořlavé 50-60 m široké pásy vegetace umístěné ve strategických oblastech území, které zpomalují nebo zastavují průběh lesních požárů. Zelené požární přestávky jsou tvořeny strategicky vysázenými ohnivzdornými stromy (např. Fraxinus ornus, Celtis australis, Sorbus domestica). Keřové bariéry proti větru, vyrobené z druhů s nízkou požární zranitelností (Myrtus communis, Viburnum tinus, Pistacea lentiscus), byly také použity na návětrném okraji protipožární bariéry ke snížení rychlosti přízemního větru. Zelené protipožární průsmyky získávají vodu z hydraulické infrastruktury, aby navlhčily vegetaci v oblasti a vytvořily silnou zelenou stěnu proti převládajícímu větru, která blokuje popel a teplo. Druhy rostlin se vybírají na základě těchto charakteristik: nízká hořlavost, strukturální vlastnosti ke snížení rychlosti větru, snížení zatížení palivem, schopnost generovat růst a udržování hub za účelem zlepšení půdních podmínek a kombinace bylinných rostlin na podporu vlhkosti půdy.  Provádí se také několik pravidelných lesnických opatření, jako je probírka, prořezávání a kácení, zejména v přírodních obnovovaných oblastech po požáru nebo v oblastech vzrostlých lesů. Ty musí být v některých případech ošetřeny, aby se snížilo zatížení paliva a kontinuita. Tato opatření zvyšují požární odolnost lesa La Vallesa a zároveň zlepšují jeho ekologické podmínky (kontrola invazivních druhů). Bez lesnických úprav, které by snížily zatížení palivem, ztrácí systém implementovaný v projektu Guardian účinnost. Lesnické činnosti vytvářejí oblasti, kde stromy stíní půdu, a odstraňují porosty keřů, které tvoří „žebřík“, po němž oheň vystupuje na baldachýn.

4. Kromě toho se obec Riba-Roja de Túria podílí na osvětových kampaních, jejichž cílem je vyškolit občany v oblasti prevence požárů. Školení se zaměřují jak na obyvatele, tak na školáky žijící v blízkosti požárních rizikových zón. Obyvatelé jsou kvalifikovaní v prevenci požárů a v tom, jak může hydraulická infrastruktura minimalizovat rizika požáru, včetně demonstrace vodních děl instalovaných v celé oblasti. V rámci těchto školení město rovněž pořádá semináře o protipožárním zahradnictví s cílem dále rozvíjet dovednosti občanů v oblasti prevence požárů. Školáci ve věku od 6 do 11 let se učí o změně klimatu, včetně jejích příčin a následků, a o důsledcích, které mohou mít požáry na domácnosti v závislosti na přijatých opatřeních protipožární odolnosti.

V neposlední řadě obec Riba-Roja de Túria úspěšně vypracovala akční plán pro integrované řešení s cílem snížit rizika požáru a zároveň zajistit bezpečné přírodní prostředí pro občany. Pro měření úspěšnosti prováděných opatření byl stanoven seznam ukazatelů a cílových hodnot: minimální plocha pro ošetření lesa (105 ha), minimální normy kvality vody regenerované z čistírny (pesticidy, jako je koncentrace chlorpyrifosu v recyklované vodě, s cílem < 0,03 μg/l) a minimální počet obyvatel a obytných oblastí chráněných celkovým systémem protipožární ochrany. Tento plán umožňuje neustále a stále více sledovat pokrok a účinnost prováděných opatření a podávat o nich zprávy.

Po dvou letech od dokončení projektu se výkonnost WRP ukázala jako úspěšná.

WUIProtect je v provozu již od léta 2022. V červnu 2022 byl hlášen požár v kanónu „Pedrera“, který se nacházel jen několik kilometrů od lokalit GUARDIAN. Vzhledem k povětrnostním podmínkám požáru (34 °C, relativní vlhkosti 20 % a západo-jihozápadním větrům přesahujícím 20 km/h) bylo doporučeno aktivovat vodní děla v sektorech „Masia Traver“ a „Els Pous“. Požár se naštěstí rychle dostal pod kontrolu s minimálními následky a shořela velmi omezená oblast. Ukázalo se, že se jedná o cenný test systému, který ukazuje jeho rychlou reakci na mimořádnou situaci (časopisGUARDIAN č. 4). V dubnu 2024 došlo k závažnému požáru. Byla včas detekována a úspěšně řízena prostřednictvím hydraulické infrastruktury Guardian.

Zúčastněné strany se zapojily především do osvětových kampaní o prevenci požárů. Byla uspořádána školení a workshopy s cílem vyškolit jak obyvatele, tak školáky o rizicích změny klimatu pro oblast, škodách způsobených požáry a preventivních opatřeních. Kromě toho byla věnována zvláštní zasedání prezentaci a demonstraci hydraulické infrastruktury a jejích přínosů s cílem zvýšit její přijetí místní komunitou a zabránit jakýmkoli konfliktům souvisejícím s potenciálními riziky spojenými s opětovným využíváním odpadních vod.

Za účelem vytvoření komunity angažovaných obyvatel navštívili vyškolení pracovníci nemovitosti a diskutovali s obyvateli o prvcích zranitelnosti svých domů a potenciálu sebeobrany. Byly vysvětleny protokoly uplatňované v případě nouze a úloha obyvatel.

Akční plán vypracovaný obcí Riba-Roja, který stanoví seznam ukazatelů a cílových hodnot, umožňuje testovat úspěšnost prvních provedených opatření, a tím umožnit jejich dokončení.

Dalšími faktory úspěchu, které umožnily provádění adaptačních opatření, byly: dostatečnou dostupnost vody z čistírny odpadních vod a existenci rozhraní mezi městem a lesem, kde má být infrastruktura vybudována. K jejich úspěchu navíc přispěly iniciativy zaměřené na zvyšování povědomí a zapojení občanů, které byly podniknuty v raných fázích projektu.

Reakce místní správy Riba Roja byla mimořádně pozitivní. Pozitivní výsledky projektu přispěly k zahájení doplňkových projektů se zájmem nejméně 11 obcí ve Španělsku. V oblasti obce Riba-Roja se uvažuje o rozšíření projektu na „Valencia la Vella“ s předpokládanou investicí ve výši přibližně 400 000 EUR, která bude záviset na obecním financování. Současně Paterna zkoumá ochranu osady "la Cañada", která není kryta Guardianem kvůli finančním omezením. Obec Eliana (v blízkosti lokalit GUARDIAN) již získala přenosná děla podobná těm, která byla vyvinuta v GUARDIANu pro řešení rizika požáru. Přírodní park „El Saler“ u Valencie v současné době přijímá systém podobný tomu, který byl vyvinut v Guardianu (GUARDIAN Journal n. 4).

Naopak práce v přírodním parku vyžadovala několik povolení a zvýšila náklady na realizaci infrastruktury. Při zřizování hydraulické infrastruktury se vyskytly některé problémy s prováděním. Ty souvisejí s použitím těžkých jeřábů potřebných k přepravě věží (které mohou být dlouhé až 26 m), které mají být přesunuty do cílového místa nacházejícího se ve složité krajině (tj. čtvrtí WUI s úzkými silnicemi v blízkosti divokých oblastí). Blízkost letiště ve Valencii vzbudila zvláštní pozornost. Některé věže hydraulické infrastruktury musely být z bezpečnostních důvodů dobře viditelné. Věže v této oblasti byly natřeny bílými a červenými pruhy, aby se zvýšila viditelnost. Ostatní věže byly místo toho natřeny zeleně, aby upřednostňovaly integraci lesní krajiny a minimalizovaly vizuální dopad.

V rámci projektu GUARDIAN byla naplánována činnost předepsaných požárů v opuštěné orné půdě, která však nebyla realizována z důvodu přetrvávání povětrnostních podmínek nevhodných pro tuto techniku (zimní vysoké teploty a větry, které by mohly vyvolat nekontrolovaný požár v lese).

Činnost byla navržena tak, aby se snížilo riziko lesních požárů, aby se školili provozovatelé a aby se prováděla výzkumná činnost (shromažďování údajů a zlepšování znalostí o této technice a jejích dopadech).

Omezující faktory souvisejí také s institucionálním uspořádáním Valencijského společenství. Nařízení o prevenci požárů nebylo pro tento případ dostatečné a právní předpisy pro řešení snižování rizika katastrof a ochrany lidského života nepokrývaly všechny potřebné aspekty.  Díky projektu GUARDIAN byly regionální právní předpisy (legislativnívyhláška č. 1/2021)změněny tak, aby zahrnovaly zelené protipožární průsečíky a používání zavlažování z hydraulických systémů jako cenná opatření ke snížení rizika požáru. Jednalo se o jeden z nejvýznamnějších úspěchů projektu z hlediska právních předpisů.

Další důležité omezující faktory souvisely s potřebou zaručit kvalitu recyklované vody (technické otázky) a řádně určit umístění hydraulického systému v přírodní oblasti s přihlédnutím ke vzdálenostem infrastruktury od stromů se zvláštní hodnotou.

Celkové náklady na adaptační opatření činily 5 494 755 EUR a byly částečně financovány z Městských inovativních opatření EU v rámci projektu GUARDIAN (4 395 804 EUR, 80 % finančních prostředků). Náklady na údržbu budou hrazeny z poplatků za pitnou vodu. Společnost provozující vodohospodářství rozšířila svou odpovědnost na nová zařízení zřízená v rámci projektu GUARDIAN. Obce budou odpovědné za zachování lesnických činností v oblastech spadajících do jejich jurisdikce, zatímco subjekt odpovědný za správu přírodního parku Vallesa převezme odpovědnost za odpovídající oblasti. Pokud jde o říční oblast, na údržbu bude dohlížet španělské ministerstvo pro ekologickou transformaci.

Přínosy zavedení hydraulické infrastruktury pro recyklaci odpadních vod souvisejí zejména se zvýšením odolnosti oblastí s cílem předcházet lesním požárům a snížit rizika lesních požárů. Pokročilé čištění vody, které tento systém zajišťuje, rovněž umožňuje snížit dopad na životní prostředí, který byl dříve spojen s vypouštěním městských odpadních vod a jejich opětovným použitím k zavlažování. Může rovněž zajistit nákladově efektivní dodávky, které snižují nároky – a stres – na cenné zdroje, jako jsou podzemní vody, řeky a vodní nádrže. To je obzvláště důležité v oblastech postižených nedostatkem vody a suchem, čímž se zvyšuje udržitelnost životního prostředí. 

Ochrana lesů v oblasti projektu GUARDIAN poskytuje důležité ekosystémové služby, včetně ukládání uhlíku (služba regulace klimatu). Množství CO₂ uloženého ve stromech činilo 18 396 tun, s ohledem na rozlohu 400 hektarů. Na základě průměrné tržní hodnoty emisí CO₂ v roce 2021 a vzhledem k tomu, že zboží vytvořené environmentálními aktivy může trvat dlouhou dobu (např. 100 let), vypočítali výzkumní pracovníci, že ekosystémová služba pohlcování a ukládání uhlíku ve Vallese může být oceněna na 32,8 milionu EUR. Rovněž byla kvantifikována hospodářská hodnota služeb kulturního ekosystému poskytovaných lesem (např. vzdělávací a výzkumné činnosti, kulturní hodnoty, rekreace a cestovní ruch).  Navrhuje celkovou hodnotu 411,5 milionu EUR, což je více než 100 let životnosti. Vzhledem k tomu, že investice potřebné k zachování provozu projektu po dobu 100 let byly odhadnuty na přibližně 6,2 milionu EUR, stal se projekt GUARDIAN nákladově efektivním a měl velmi příznivou míru nákladů a přínosů (Prokázáníekonomické proveditelnosti projektu GUARDIAN, 2023).

Projekt GUARDIAN probíhá od roku 2019 do roku 2021. Toto tříleté období zahrnovalo fázi výstavby, testování a provozu plánované intervence. Byla poskytnuta prodloužená lhůta, která měla skončit do dubna 2022.  Hydraulická infrastruktura byla dokončena v roce 2020. V průběhu roku 2021 byly provozní parametry upraveny tak, aby byla maximalizována účinnost procesů zpracování. Elektrárna byla uvedena do provozu v roce 2022.

Očekává se, že infrastruktura bude mít životnost více než 25 let s plánem pravidelné údržby. Byla definována odpovědnost za jeho provoz a údržbu.

Vicente Adobes Golfe, project manager
Email: vadobes@ribarroja.es

Ferran Dalmau Rovira
Director at MEDI XXI - GSA
Email:ferrandalmau@medixxi.com
https://medixxi.com/en/contact/

The Guardian Project Journal č. 4, 2023