Ekologický design městských ulic pro decentralizované ekologické hospodaření s dešťovou vodou v Ober-Grafendorfu v Dolním Rakousku

Alpské rakouské obce jsou stále více postiženy dopady změny klimatu, jako jsou místní extrémní povětrnostní jevy (těžké srážky, krupobití), vlny veder, sucha, klesající sněhová pokrývka, povodně a události gravitačního přírodního nebezpečí (toky trosek, sesuvy půdy, přívalové procesy, skalní sráz). Řada nepříznivých účinků na environmentální systémy, fyzické struktury, lidské zdraví a socioekonomické činnosti ve všech odvětvích (např. infrastruktura, zásobování vodou, zásobování energií, lesnictví, cestovní ruch) již způsobuje v obcích časté škody, vytváří následné náklady pro obecní domácnosti a v dlouhodobém horizontu často ohrožuje potenciál rozvoje obcí.

Obec Ober-Grafendorf v regionu Mostviertel je stejně jako ostatní místní komunity v spolkové zemi Dolní Rakousko v posledních letech stále více postižena silnými srážkami na jedné straně a častějšími a výraznějšími obdobími sucha na straně druhé. Vzhledem ke kombinovanému účinku silných dešťových srážek a postupného zakrývání půdy v důsledku pokračujícího růstu osídlení způsobuje nadměrný odtok povrchových vod z uzavřených povrchových ploch stále častěji přetížení kanalizačních systémů a drobné záplavy obytných oblastí. Důsledkem jsou nákladné škody na majetku a zastavěném prostředí, jakož i rostoucí náklady na odčerpávání kanalizace a na provoz komunální čistírny odpadních vod. Výsledné náklady na údržbu a opravy způsobují značný dodatečný tlak na rozpočet obce, který je stejně jako ve většině ostatních obcí zatížen vysokými investičními a provozními náklady na městskou kanalizační a vodohospodářskou infrastrukturu, jakož i na protipovodňové retenční struktury.

V době dlouhotrvajícího sucha navíc neustále rostou náklady a úsilí na zavlažování a udržování vegetace v městské zeleni a účinky intenzivnějších vln veder na lidské zdraví a dobré životní podmínky se již projevují i v poměrně malých venkovských obcích.

Průměrná roční teplota v Rakousku již vzrostla o +2 °C ve srovnání s obdobím před průmyslovou revolucí. Podle nejnovějších regionálních scénářů změny klimatu pro spolkovou zemi Dolní Rakousko (Chimani et al. 2016a),které vycházejí z nových klimatických scénářů pro Rakousko (Chimani et al. 2016b)se předpokládá, že průměrná roční teplota se v období let 2021 až 2050 dále zvýší o +1,3 °C na 1,4 °C (ve srovnání s obdobím 1971–2000) a v období let 2071 až 2100 se může zvýšit až na +3,9 °C při obvyklé reprezentativní trajektorii koncentrace (RCP8.5), přičemž k nejsilnějšímu sezónnímu nárůstu dojde v zimě (+4,4 °C). Průměrný roční počet horkých dnů (definovaných jako dny s maximální denní teplotou vyšší než 30 °C) v Dolním Rakousku se může zvýšit ze současných 6 horkých dnů za rok na 29 horkých dnů za rok až do konce století. Ačkoli jsou klimatické modely vystaveny vyšší nejistotě, předpovídají také nárůst ročních průměrných srážek až o +11 % podle scénáře bez opatření do konce století a významné změny sezónních srážkových úhrnů v celé provincii, přičemž v zimě je možný nárůst srážkových úhrnů o +25,6 %. Maximální denní úhrn srážek je simulován tak, aby se dlouhodobě výrazně a postupně zvyšoval ve větších částech Rakouska (RCP4.5: 16,2 %; RCP8.5: 23,5 %; jak pro období 2071–2100), přičemž k nejsilnějším změnám ve výši +20 % až +40 % došlo v zimě na severu a východě Rakouska.

Obec Ober-Grafendorf, která již řadu let působí v oblasti místní energetické účinnosti, zmírňování změny klimatu a ochrany životního prostředí, uznala rostoucí výzvy pro rozvoj měst vyvolané změnou klimatu a rozhodla se otestovat a zavést inovativní místní adaptační opatření v nové oblasti rozvoje obcí.

Projekt „eco-street“ („Ökostraße“) realizovaný v obci Ober-Grafendorf představuje inteligentní, decentralizovaný a ekologický systém hospodaření s dešťovou vodou založený na designu městských ulic šetrném k životnímu prostředí (DrainGarden®). Hlavním cílem bylo zabránit zaplavení zastavěných oblastí odtokem přebytečné povrchové vody v případě silných srážek z uzavřeného povrchu ulice do neuzavřených silničních zón osázených zelení, jejichž specifická konstrukce umožňuje zadržování, skladování a filtraci dešťové vody. Stejně důležitými cíli bylo vyhnout se veřejným nákladům na výstavbu a údržbu dalších kanalizačních trubek a snížit náklady a energetické vstupy pro provoz čerpacích stanic a čistíren odpadních vod. Cílem adaptačního opatření je zároveň vytvářet vedlejší přínosy, jako je zlepšení městského mikroklimatu prostřednictvím transspirace rostlin, chladicí účinky během letních vln veder, vizuální modernizace městského prostředí a snížení nákladů a úsilí o zavlažování a údržbu městské zeleně. Opatření je zamýšleno jako inovativní pilotní a demonstrační adaptační činnost, která bude sloužit jako modelové řešení i pro další města a obce. Trvalé vědecké monitorování podporuje přizpůsobené aplikace v jiných kontextech a místech.

Místní adaptační opatření v Ober-Grafendorfu bylo vypracováno a prováděno v rámci regionálního pilotního adaptačního procesu v rámci nadnárodního projektu EU C3-Alps – „Capitalising Climate Change Knowledge for Adaptation in the Alpine Space“ (Interreg Alpine Space Programme 2007–2013). Celkovým cílem pilotních činností prováděných v rámci projektu v regionech napříč Alpami bylo zařadit přizpůsobení se změně klimatu do místních a regionálních programů a připravit půdu pro provádění konkrétních adaptačních činností a opatření. V regionu Mostviertel se tohoto procesu zúčastnilo sedm pilotních obcí, včetně obce Ober-Grafendorf.

Projekt „eco-street“ („Ökostraße“) v obci Ober-Grafendorf je ekologicky šetrný návrh městských ulic pro decentralizované ekologické hospodaření s dešťovou vodou. V reakci na opakující se silné srážky způsobující drobné povodně, přetížení kanalizace a rostoucí náklady na údržbářské práce bylo opatření v roce 2015 realizováno v nové městské zástavbě v úseku ulice o délce 100 metrů a šířce 11 metrů.

Koncept „eko-ulice“, který je chráněn pod názvem DrainGarden®, je systém vegetačních, esteticky přitažlivých silničních povrchových pásů pokrytých speciálními substráty přírodního původu a osázených zelení, které jsou schopny absorbovat, zadržovat, ukládat a filtrovat velké množství vody v krátkém čase. Speciálně vyvinuté půdní substráty jsou vrstveny tak, aby kombinovaly vysokou propustnost vody s vysokými skladovacími kapacitami. V případě silných dešťů voda neteče z ulic a jiných zpevněných ploch do kanalizace, ale do zelených ploch. Na jeden metr krychlový substrátu lze uložit až 500 litrů vody. Systém je navržen tak, aby zajišťoval protipovodňovou ochranu až do silných srážek s intervalem vracení 100 let, jak to vyžadují platné předpisy pro konvenční konstrukce zadržující vodu. Voda zůstává rostlinám k dispozici, je filtrována substrátem a nechá se pomalu prosakovat do útvaru podzemních vod. Mikroklimatický účinek vody používané rostlinami pro transpirace odpovídá chladicí kapacitě 100 let starého buku v horkém letním dni a je schopen snížit místní teplotu až o 5 ° C během tepelných období. Další vedlejší přínosy pro životní prostředí zahrnují ukládání CO2 rostlinami a substrátem, omezení růstu uzavřené půdy, nárůst městské zeleně a vizuální zlepšení městské krajiny.

Systém umožňuje obci vyhnout se investičním nákladům na výstavbu dalších kanalizačních trubek, jakož i pravidelným provozním nákladům na údržbu kanalizace a provoz čerpacích zařízení. Kromě toho je odváděna stávající městská kanalizace a snižují se náklady na provoz komunální čistírny odpadních vod, jakož i na zavlažování a údržbu městské zeleně.

Výběr správných druhů rostlin je rozhodujícím faktorem úspěchu opatření. Kromě dodržování norem bezpečnosti silničního provozu by zeleň měla být navržena tak, aby řidiči a chodci nepoškozovali systém, čehož lze dosáhnout používáním keřů, kvetoucích a půdních druhů. Na druhé straně je třeba vhodné druhy rostlin přizpůsobit místnímu klimatu a měly by být trvalé, snadno udržovatelné a robustní, včetně odolnosti vůči odmrazovací soli v zimním období.

Projekt byl navržen jako vědecký experiment, jehož výkonnostní parametry jsou v současné době průběžně sledovány, aby bylo možné se učit pro budoucí aplikace. Adaptační opatření je zvláště vhodné pro sekundární pouliční systém v sídlištích a pro nově vyvinuté sídelní oblasti. S nezbytnými úpravami lze systém hospodaření s dešťovou vodou přizpůsobit jiným situacím, jako jsou zelené střechy, parkoviště a soukromé bydlení.

Koncepce „ekologické ulice“ si získala velkou pozornost veřejnosti i odborníků a je považována za důležitou inovaci v udržitelné výstavbě místních silnic. Obec Ober-Grafendorf hodlá tento pojem široce uplatňovat na svém území a snížit tak podíl zapečetěné plochy.

Projekt inicioval starosta obce Ober-Grafendorf, který je již dlouho silným zastáncem udržitelných a ekologických řešení v městském rozvoji. Rozhodnutí o financování a zavedení adaptačního opatření přijala obecní rada. Vzhledem k tomu, že opatření mělo být realizováno v nové městské oblasti, která dosud nebyla rozvinuta, nebylo nutné do rozhodnutí dále zapojovat obyvatele. Jak však vyžadují zákony o územním plánování v Rakousku, předchozí místní územní plán a konkrétní územní plán byly předmětem účasti zúčastněných stran a veřejné konzultace. Zásadní kontakty s externími odborníky zprostředkoval dlouhodobý poskytovatel zahradnických služeb obce. Projekt byl jménem obce realizován ve spolupráci s Univerzitou přírodních zdrojů a věd o živé přírodě ve Vídni a poradenskou firmou Zenebio GmbH, která již několik let investovala do vývoje inteligentních systémů pro hospodaření s dešťovou vodou.

Příprava opatření byla součástí regionálního adaptačního procesu, který probíhal v regionu Mostviertel v Dolním Rakousku v letech 2011 až 2014. Běží pod názvem „Changeable Mostviertel. Přizpůsobit se klimatické budoucnosti“ byl tento proces jednou z pilotních činností v rámci projektu Alpine Space C3-Alps a jeho cílem byla podpora a provádění přizpůsobení na místní úrovni. Na základě přizpůsobené regionální komunikační strategie a pečlivého plánování procesu používal proces zúčastněných stran strukturované formy účasti a formáty skupinových interakcí podporované neformálními ad hoc interakcemi se zúčastněnými stranami. Zvláštní pozornost byla věnována včasné účasti zúčastněných stran, kontinuitě a transparentnosti procesu a pravidelným interakcím se zúčastněnými stranami. Hlavní tým Klimatické aliance Dolní Rakousko, politicky podporovaný zástupci Úřadu zemské vlády Dolního Rakouska, byl odpovědný za navrhování, organizaci a řízení procesu na regionální úrovni. Během tříletého období od roku 2012 do roku 2014 se sedm obcí, včetně obce Ober-Grafendorf, zúčastnilo čtyř místních seminářů v každé obci, celkem 28 obecních seminářů, a čtyř společných meziobecních seminářů a veřejných akcí zúčastněných stran. Hlavními funkcemi týmu pro řízení procesů bylo motivovat zúčastněné strany k účasti, iniciovat a usnadňovat místní adaptační procesy, poskytovat a zprostředkovávat vědecké poznatky v použitelných formách, integrovat místní znalosti a poskytovat podpůrný a posilující rámec pro zúčastněné strany z obcí.

Hlavními zúčastněnými stranami byli starostové a vedoucí představitelé a členové místních pracovních skupin v každé ze sedmi pilotních obcí. Pracovní skupiny vytvořené v každé obci se skládaly ze skupiny občanů různého věku, pohlaví, vzdělání a povolání. Účastníci meziobecních workshopů a veřejných akcí velmi ocenili usnadnění výměny zkušeností a sociálního učení mezi pracovními skupinami všech obcí. Příprava adaptačních znalostí a předávání informací byla podpořena externími odborníky na změnu klimatu, kteří přednesli odborné přednášky na workshopech na konkrétní témata zvolená každou obcí. Regionální adaptační proces byl zakotven v širších činnostech vytváření sítí s partnerskými organizacemi a institucemi s multiplikační úlohou, včetně agentur pro regionální rozvoj, manažerů regionů LEADER, agentury pro obnovu vesnic a měst Dolního Rakouska, regionální agentury pro energetiku a životní prostředí Dolního Rakouska a manažerů regionů klimatického a energetického modelu.

Opatření potvrzuje inovační potenciál projektu a v roce 2016 získalo rakouskou cenu Energy Globe Award v kategorii „voda“ a cenu Climate Star. Adaptační řešení bylo od té doby přizpůsobeno různým kontextovým situacím a uplatňuje se i v dalších obcích a velkých městech, včetně Vídně. Faktory úspěchu, které usnadnily provádění opatření, zahrnují:

• Obec Ober-Grafendorf má dlouholeté zkušenosti se zmírňováním změny klimatu, energetickou účinností a činnostmi v oblasti udržitelného rozvoje. Již řadu let je aktivním členem příslušných sítí a programů, jako je Climate Alliance, program e5, region klimatického a energetického modelu „Mostviertel Mitte“, obce spravedlivého obchodu a naposledy Pakt starostů a primátorů. Minulé zkušenosti s místní integrací témat environmentální politiky a aktivní účastí v sítích obcí přispěly k tomu, že se přizpůsobení se změně klimatu stalo součástí agendy obcí.
• Jako adaptační opatření založené na ekosystému, které reaguje na několik dopadů změny klimatu současně a přináší více vedlejších přínosů pro životní prostředí, lze toto opatření považovat za příklad osvědčeného postupu udržitelného přizpůsobení.
• Opatření si vede velmi dobře, pokud jde o nákladovou efektivnost, a oproti konvenčním řešením má komparativní nákladové výhody. Tím šetří veřejné peníze a vynakládá prostředky na obecní domácnost.

Kromě toho se regionální proces přizpůsobení prováděný v rámci projektu „financování počáteční fáze“ C3-Alps ukázal jako úspěšný při zvyšování povědomí o změně klimatu a potřebách přizpůsobení, při informování o přizpůsobení se změně klimatu, jakož i při předávání znalostí o přizpůsobení a budování adaptačních kapacit. Byl tedy rozhodujícím impulsem pro zařazení přizpůsobení se změně klimatu na pořad jednání zúčastněných obcí. Na základě vyhodnocení zkušeností získaných z procesu v C3-Alps byly zjištěny následující faktory úspěchu a usnadnění:

• podpora ze strany vyšších správních úrovní a osobní přítomnost zástupců na zasedáních zúčastněných stran prokázaly politické odhodlání a motivovaly obce k účasti;
• formulace problémů zdola nahoru a volba témat zájmu samotnými obcemi měly zásadní význam pro závazek, přijetí a relevanci vytvořených adaptačních opatření;
• přizpůsobení se změně klimatu bylo formulováno pozitivně, přičemž byly zdůrazněny příležitosti a koncepce, jako je odolnost, udržitelnost a budoucí rozvojový potenciál, a nikoli riziko, poškození nebo ztráta, což pomohlo informovat o přizpůsobení;
• podpora místních adaptačních procesů musí reagovat na specifika každé obce a zohledňovat preference jednotlivých zúčastněných stran; neexistuje univerzální přístup, který by fungoval stejně dobře v každé obci;
• aby byl proces účasti úspěšný, vyžadoval intenzivní přípravu, pečlivé plánování, profesionální řízení procesů a dostatečné zdroje (financování, čas) a zároveň ponechával dostatečný prostor pro flexibilitu;
• příprava a sdělování znalostí musí být zaměřeno na cílovou skupinu; interní komunikační školení s didaktickým odborníkem pomohla profesionalizovat komunikační přístupy;
• nalezení správné rovnováhy mezi motivací zúčastněných stran k účasti a zamezením přetěžování zdrojů a kapacit zúčastněných stran bylo obtížné, ale zásadní;
• spolupráce a vytváření sítí s dalšími organizacemi působícími v regionu měly zásadní význam pro udržitelnost procesu přizpůsobování se změně klimatu;
• účast jako pilotní region v projektu EU a „předchůdce regionu“ na nadnárodní úrovni byly pro obce silnými motivačními argumenty.

Pokud jde o celý regionální adaptační proces jako takový, ukázalo se, že nejvíce omezujícím faktorem je novost přizpůsobení se změně klimatu jako tématu místní politiky v kombinaci s dominantním postavením a dříve dosaženou hloubkou integrace otázek zmírňování změny klimatu a energie z obnovitelných zdrojů na místní úrovni. Diskriminace přizpůsobení se změně klimatu z hlediska zmírňování změny klimatu byla proto pro mnoho zúčastněných stran z řad obcí obtížná. V důsledku toho byla část vytvořených adaptačních opatření silně zaujatá vůči zmírňování změny klimatu a postrádala jednoznačný význam pro přizpůsobení. Dalším problémem bylo, že v době provádění procesu regionální strategie přizpůsobení na úrovni provincií stále chyběla. Možnosti přizpůsobení stanovené v národním akčním plánu pro přizpůsobení se změně klimatu se ukázaly jako nevhodné pro místní úroveň, tj. byly vnímány jako příliš abstraktní, strategické a vzdálené. Proto bylo třeba vynaložit značné úsilí na „převedení“ a „snížení stupnice“ možností přizpůsobení z vnitrostátní na místní úroveň.

Ve srovnání s konvenčními konstrukčními řešeními má inteligentní, ekologický systém hospodaření s městskou dešťovou vodou zavedený v Ober-Grafendorfu značné výhody z hlediska nákladů, a to jak z krátkodobého, tak z dlouhodobého hlediska, a přináší řadu vedlejších přínosů pro životní prostředí. V současné době se sleduje vliv opatření na životní prostředí. Shromažďují se kvantitativní údaje např. o vodní bilanci systému, mikroklimatických účincích substrátů a rostlin, jejich schopnosti odfiltrovat znečišťující látky a o příspěvku místního systému k hospodaření s dešťovou vodou v regionálním měřítku.

V závislosti na rozměru a dostupnosti lokality se absolutní investiční náklady na realizaci konceptu eco-street / DrainGarden® mohou případ od případu lišit. Náklady na substrát na jeden metr krychlový jsou asi 100 eur. V závislosti na výběru rostlin se náklady na pěstování pohybují od dvou eur / m² pro výsev až po několik tisíc eur / m² pro výsadbu velkých dřevitých vytrvalých rostlin.

Opatření zabraňuje značným investičním nákladům, které by jinak byly vyžadovány pro výstavbu silničních kanalizačních trubek a pro instalaci odtoku čisté vody, a snižuje dlouhodobé provozní náklady na údržbu kanalizace, odčerpávání kanalizace v případě zaplavení, čištění odpadních vod, jakož i na zavlažování a údržbu městské zeleně. Vzhledem k tomu, že náklady na výstavbu a údržbu městské kanalizace a kanalizace tvoří vysoký podíl obecních rozpočtů, značně to snižuje zátěž městských domácností. Okamžité náklady na silniční stavební práce a návrh ulic se liší jen okrajově od standardních řešení, protože systém je implementován v oblastech, které by byly stejně použity pro konvenční silniční zeleň.

Kromě prevence rizika lokálních povodní nabízí systém odvodu vody a hospodaření s dešťovou vodou řadu výhod. Ukládá dešťovou vodu, zpřístupňuje ji rostlinám, filtruje znečišťující látky a vydává zbytkové množství vody do podzemních vod. Odpařování vody uložené v substrátech a transspirace rostlinami vytváří chladicí účinek, čímž zlepšuje městské mikroklima a pomáhá zmírnit tepelný stres během letních tepelných období bez dodatečných nákladů.

Realizace opatření byla financována z řádného obecního rozpočtu. Obec neobdržela žádné zvláštní veřejné financování.

Totéž platí pro opatření, která byla provedena v ostatních obcích, které se účastnily regionálního adaptačního procesu. Zatímco na řízení procesů a podpůrné služby v rámci projektu C3-Alps spolufinancovaného EU byl k dispozici rozpočet ve výši 65 000 EUR, obce a další zúčastněné strany neobdržely žádné finanční prostředky ani odměnu za účast v regionálním pilotním procesu a za provádění konkrétních opatření. Procesní manažeři však poskytovali konzultace a poradenství o dostupných finančních pobídkách a možnostech financování v rámci stávajících programů financování provinčního státu a federální vlády. Přizpůsobovací činnosti, které obce definovaly a prováděly, byly obecně spíše měkkými a nízkonákladovými opatřeními než technologickými řešeními vyžadujícími značné investice.

Výstavba a údržba sítě vedlejších silnic v rakouských obcích spadá do pravomoci obcí, a proto představuje zákonnou odpovědnost místních orgánů. Ekologický systém hospodaření s městskou dešťovou vodou musí splňovat stejné předpisy a normy jako jakékoli jiné konvenční řešení, např. předpisy týkající se bezpečnosti silničního provozu nebo vnitrostátní normy pro inženýrské práce v oblasti vsakování vody. Konkrétním cílem této případové studie bylo dodržovat pravidla rakouského sdružení pro nakládání s vodou a odpady (ÖWAV) týkající se skladování 100letých silných dešťových srážek.

Specifický systém DrainGarden®, který byl v tomto případě zaveden, je registrovanou ochrannou známkou, a proto podléhá příslušným platným ochranným právům. Systém je prodáván rakouskou zahradnickou a krajinářskou společností Zenebio GmbH.

Ekologický design městských ulic pro decentralizované ekologické hospodaření s dešťovou vodou v Ober-Grafendorfu byl realizován během několika měsíců v létě 2015. Doprovází ji vědecká monitorovací fáze plánovaná na několik let.

Pokud jde o celý regionální adaptační proces v rámci projektu C3-Alps, přípravné činnosti byly zahájeny na začátku roku 2011. Počínaje prvním pracovním setkáním zúčastněných stran na podzim roku 2011 trvala provozní fáze procesu do konce roku 2014. Provádění opatření obcemi a výměna mezi obcemi pokračují i po ukončení projektu C3-Alps.

Životní cyklus opatření prováděného v Ober-Grafendorfu se odhaduje na přibližně 50 let za předpokladu, že plánování, provádění a údržba jsou prováděny s požadovanými odbornými znalostmi.

Gemeindeentwicklung und Raumplanung
DI Sonja Kadanka
Marktgemeinde Ober-Grafendorf
Hauptplatz 2
3200 Ober-Grafendorf
Tel: +43 (0) 2747/2313-204
Email: sonja.kadanka@ober-grafendorf.at

Gemeinde Ober-Grafendorf
Gemeindeamt
DDI Gerhard Gruber
Hauptplatz 2
3200 Ober-Grafendorf
T: +43 (0)2747 2313-0; +43 (0)2747 2313-202
Email: gerhard.gruber@ober-grafendorf.at; gemeindeamt@ober-grafendorf.at

Amt der Niederösterreichischen Landesregierung (Provincial Government of Lower Austria), Abteilung RU3
Mag. Karina Zimmermann
Landhausplatz 1, Haus 16
3109 St. Pölten
Tel.: +43 (0)2742 9005 15188
E-mail: post.ru3@noel.gv.at

Klimabündnis Niederösterreich (Climate Alliance Lower Austria)
DI Petra Schön
Wiener Straße 35
3100 St. Pölten
Tel.: +43 (0)2742 26967
E-mail: niederoesterreich@klimabuendnis.at

Zenebio GmbH
Preysinggasse 19
1150 Wien
Tel.: +43 (0)1 9828305
E-mail: office@zenebio.at

obec Ober-Grafendorf, vláda spolkové země Dolní Rakousy, projekt C3 Alps a Climate Alliance Dolní Rakousy