Bygga upp motståndskraft mot bränder med hjälp av återvunnet vatten i Riba-Roja de Túria, Spanien

Kommunen Riba-Roja de Túria är utsatt för den ökande risken för skogsbränder. Dessa händelser förvärras extremt av olika faktorer, såsom klimatförändringar, nedläggning av jordbruk och otillräcklig skogsförvaltning. Konsekvenserna är inte bara relaterade till naturresurser (förlust av biologisk mångfald, markförstöring) utan omfattar även risker för invånarnas liv, skador på stadens infrastruktur och minskad luftkvalitet, och har en negativ övergripande effekt på den lokala ekonomin (t.ex. turism). Under perioden 2000–2016 drabbades kommunen av 40 skogsbränder som blir alltmer destruktiva på grund av den snabba stadsutvecklingen i området. Uppdaterad information om skogsbränder i Valencia finns i det webb-GIS (visor de cartografía) som inrättats av Generalitat Valenciana. Dessutom påverkar klimatförändringarna i allt högre grad tillgången till vattenresurser, som är avgörande för att förebygga och begränsa skogsbränder.

En annan utmaning är att involvera lokalbefolkningen i självskyddet. Människor bör vidta privata åtgärder mot den ökade risken för skogsbränder på grund av torka. Dessutom är frågan om att öka värdet på avloppsvatten av avgörande betydelse, eftersom denna resurs kan vara relevant för att bekämpa denna risk.

Enligt de prognoser som gjorts tillgängliga i den integrerade planen för klimat och energi i Valencia (PVIECC,2030)med RCP 4.5- och RCP 8.5-scenarier förväntas stigande temperaturer i båda scenarierna: Genomsnittet av de högsta temperaturerna kommer att nå 24 °C (RCP4.5) och 26 °C (RCP 8.5) jämfört med 21,3 °C under den historiska perioden. En gradvis minskning av nederbörden förväntas också, med en minskning av antalet våta dagar.

Valenciastrategin för klimatförändringar och energi (2030) är det viktigaste policydokumentet med strategiska riktlinjer för anpassning till klimatförändringarna i regionen. Strategin har tre huvudkluster av mål för att uppnå 1) begränsning, ii) anpassning och iii) forskning, medvetenhet och samarbete. Anpassningsåtgärderna omfattar bland annat åtgärder för att förebygga risker och minimera effekterna av extrema väderhändelser. Detta ska uppnås genom krisplanering samt åtgärder för att bevara skogens hälsa, främja skogens klimatresiliens och ett effektivt växtskydd.

Den integrerade planen för energi och klimatförändringar (PVIECC2030)är ett integrerat och övergripande dokument för planering av särskilda anpassnings- och begränsningsåtgärder i Valencia.  Det genomför kraven i lag 6/2022 för klimatförändringar och ekologisk omställning i Valencia-samhället. Brandrisk behandlas särskilt inom ramen för B1-åtgärder (förbättra den naturliga miljöns motståndskraft genom åtgärder för planering och förvaltning av skogsområden, naturskyddsområden och ekosystem) och B7-åtgärder (upprätta grunden för att minska risken för katastrofer och nödsituationer i samband med klimatförändringar).

På EU-nivå behandlas återvinning och återanvändning av avloppsvatten i EU:s meddelande om problemet med vattenbrist och torka i Europeiska unionen (2007). År 2020 antog kommissionen en förordning (bindande lagstiftningsakt som måste tillämpas i hela Europeiska unionen) om minimikrav för återanvändning av vatten för bevattning inom jordbruket för att främja återanvändning av vatten när det är kostnadseffektivt och säkert för människors hälsa. Den spanska lag som reglerar användningen av återvunnet vatten (RD/2001) föreställde sig inte möjligheten att återanvända vatten för att förhindra bränder. Det finns ingen specifik lagtext där denna användning är tydligt definierad. De flesta juridiska dokument går dock med på ett uttryckligt tillstånd från staten att använda alla tillgängliga resurser för att bekämpa en brand. så denna nya användning av återvunnet vatten som kompatibelt med brandbekämpning accepterades av det hydrologiska planeringskontoret. Som rapporterats i ”Framgång och begränsande faktorer” var en viktig milstolpe som uppnåddes genom projektet ändringen av den nuvarande regionala lagstiftningen om brandhantering, för att rättsligt möjliggöra användning av gröna brandgator och återvunnet vatten för brandförebyggande.

Huvudsyftet är att öka motståndskraften mot bränder i naturparken Túria genom att tillämpa principer för hållbar vattenförvaltning. Mer än 35 hektar av ”strategisk natur” (dvs. gröna brandgator och växtarter med egenskaper som gör det möjligt att minska brandrisken) planeras för att förebygga bränder i gränssnittet mellan stad och landsbygd, skydda naturområden, biologisk mångfald, jordbruksmark och den potentiellt drabbade befolkningen. Användningen av återvunnet vatten för släckning av bränder kommer också att bidra till att bevara vattenresurserna i ett framtidsperspektiv. Dessutom erkänns det att brandskyddet i gränssnittet mot stadsområden (Wildland Urban Interface, WUI) inte bara är brandmännens ansvar. Både beslutsfattare och utövare som arbetar på WUI måste lära sig att använda integrerade brandtåliga strategier, till exempel att genomföra bevattningslösningar och överväga en hållbar vattencykel, anpassa vattenbehovet till den faktiska vattentillgången. Att öka allmänhetens medvetenhet om brandförebyggande och självförsvar är därför ett annat mål som bör eftersträvas.

Riba-Roja de Túria har utvecklat en strategi för brandtålighet som bygger på användning av återvunnet vatten för att förebygga och skydda ett område i gränssnittet mellan vildmark och stad mot bränder. Strategin ger förebyggande, pre-suppression och utrotning bevattnings- / blötläggningsmönster automatiskt programmerade till respektive: i) öka bränslefuktigheten när som helst under brandsäsongen, ii) direkt skydda mot brandlåga under beredskapsfasen om en brand deklareras i närheten, och iii) reagera på brandhändelser med direkt vattentillförsel.

För att genomföra denna strategi, efter att ha övervägt befintliga brandriskhanteringsplaner och nödprotokoll, genomförs fyra huvudsakliga åtgärder av olika slag:

1. Bygga en hydraulisk infrastruktur för att leverera återvunnet vatten, från stadens avloppsreningsverk till det vilda gränssnittet mellan land och stad i området
2. Utforma en oövervakad bevattningsmodul för att förebygga och hantera brand
3. Utforma, bygga och underhålla tillfälliga ”gröna bälten” runt stadsområdet (gröna brandgator) och utföra olika skogsbruksverksamheter för att minska bränslebelastningen. Gröna bälten är utformade för att fungera som brandgator och förhindra brandutveckling i gränsområdet mellan stad och skog. De underhålls genom återanvändning av renat vatten från den hydrauliska infrastrukturen.
4. Öka informationskampanjerna och utbildningsinsatserna för medborgarna för att öka brandriskuppfattningen och förmågan till självskydd.

1. Hydraulsystemet består av fyra nya begravda eller halvt begravda vattentankar och en renoverad tank som samlar upp vatten från vattenregenereringsstationen (WRS). Det behandlade vattnet får tankarna genom en pumputrustning som är placerad vid reningsstationen och genom en rörledning av polyeten med diametern 63 mm. Vatten distribueras sedan till 42 ”kanoner” (bevattnings- och sprinklertorn) genom mer än 6 500 meter rör. Återvunnet vatten från WRS används för att förebygga och hantera brand i skogsområdet.

Återvunnet vatten från WRS kommer också att användas för att förbättra vattenkvaliteten i en befintlig våtmark (la Vallesa-dammen), som utnyttjas som en naturlig reservoar vid sidan av tankar. Området är katalogiserat som en ”skyddad våtmark” enligt den valencianska regeringens förvaltningsplan för naturresurser. Vattenregenereringsstationen möjliggör en avancerad vattenrening för att eliminera organiska mikroföroreningar. Dessa inkluderar klorpyrifos, ett vanligt bekämpningsmedel, som kommer från inflödesvattnet, läkemedel, personliga hygienprodukter och hormonstörande föreningar. Det garanterar säker användning av återvunnet vatten i naturparken. Behandlingsprocessen består av ozonering, följt av biofiltrering. Detta kommer också att göra det möjligt att minska den nuvarande belastningen av suspenderade fasta ämnen som levereras till våtmarken, vilket minimerar slamningsprocesserna, samt att återställa hela hydraulnätet i omgivningen.

2. Det oövervakade bevattningssystemet ansvarar för att beräkna bevattningsbehoven i enlighet med de dagliga markförhållandena. Den har utformats för att matas med data som kommer från ett trådlöst sensoriskt nätverk, det så kallade WUIProtect (Wildland Urban Interface Protection system mot bränder). Detta är ett europeiskt patent som utvecklats av ett litet företag (MediXXI GSA). Systemet används för att övervaka meteorologiska förhållanden (temperatur, fuktighet, vind), luftkvalitetsförhållanden (partiklar, kväveoxider) och biomassavariabler (bränsle- och markfuktighet osv.), tillsammans med eventuella brandantändningar i realtid. Detta system använder hundratals sensorer som sattes upp vid gränssnittet mellan vildmarken och stadsområdena Riba-Roja och Paterna. Baserat på insamlade data och specifika algoritmer, utarbetade under projektet, ger systemet kontinuerligt information för att uppdatera brandriskhanterare. Systemet kommunicerar också med vattenkanonerna, vilket utlöser olika typer av bevattningsmönster: förebyggande bevattning för att öka bränslefuktigheten när som helst; fördämpningsvätning för bränsletäcke under beredskapsstadiet i händelse av brand i området och slutligen direkt attack när flammorna är så nära att de kan bli direkt våta av vattnet som levereras av GUARDIAN-kanonerna.

3. Kommunen Riba-Roja de Túria bygger också gröna brandgator för att öka områdets motståndskraft mot bränder. Gröna brandgator är låg brandfarlighet 50-60 m breda vegetationsremsor som ligger i strategiska områden i territoriet för att sakta ner eller stoppa utvecklingen av skogsbränder. De gröna brandavbrotten består av strategiskt planterade brandsäkra träd (t.ex. Fraxinus ornus, Celtis australis, Sorbus domestica). Busk vindskyddsbarriärer, gjorda av arter med låg brandsårbarhet (Myrtus communis, Viburnum tinus, Pistacea lentiscus), användes också vid brandbrottets vindkant för att minska markvindens hastighet. Gröna brandgator får vatten från den hydrauliska infrastrukturen för att fukta vegetationen i området och bilda en tjock grön vägg mot den rådande vinden för att blockera askan och värmen. Växtarter väljs ut på grundval av följande egenskaper: låg brandfarlighet, strukturella egenskaper för att minska vindhastigheten, minskad bränslebelastning, förmåga att generera tillväxt och underhåll av svampar för att förbättra markförhållandena och en kombination av örtartade växter för att gynna markfuktigheten.  Flera regelbundna skogsbruksåtgärder genomförs också, såsom gallring, beskärning och röjning, särskilt i naturföryngrade områden efter brand eller i mogna skogsområden. De senare måste i vissa fall behandlas för att minska bränslebelastningen och kontinuiteten. Dessa åtgärder ökar motståndskraften mot bränder i Vallesaskogen och förbättrar samtidigt dess ekologiska förhållanden (kontroll av invasiva arter). Utan skogsbruksbehandlingar för att minska bränslebelastningen förlorar det system som implementerats i Guardian-projektet sin effektivitet. Skogsbruksåtgärder skapar områden där träd skuggar marken och tar bort busktäcket som utgör den ”stege” genom vilken elden klättrar upp till trädkronorna.

4. Dessutom deltar kommunen Riba-Roja de Túria i informationskampanjer för att utbilda medborgarna i brandförebyggande. Utbildningarna riktar sig till både boende och skolbarn som bor i närheten av brandriskområdena. Invånarna är skickliga på brandförebyggande och hur den hydrauliska infrastrukturen kan minimera brandriskerna, bland annat genom en demonstration av de vattenkanoner som installeras i hela området. Som en del av dessa utbildningstillfällen håller staden också workshoppar om brandtålig trädgårdsskötsel för att ytterligare utveckla medborgarnas färdigheter i brandförebyggande. Skolbarnen, i åldrarna 6 till 11 år, lär sig om klimatförändringar, inklusive dess orsaker och effekter, och de konsekvenser som bränder kan ha på hem beroende på de brandmotståndsåtgärder som antagits.

Slutligen har kommunen Riba-Roja de Túria framgångsrikt utarbetat en handlingsplan för en integrerad lösning för att minska brandriskerna och samtidigt skapa en säker naturlig miljö för medborgarna. En förteckning över indikatorer och målvärden har fastställts för att mäta de genomförda åtgärdernas framgång: minsta yta för skogsvårdsbehandling (105 ha), lägsta vattenkvalitetsnormer för regenererat vatten från reningsverket (bekämpningsmedel som klorpyrifoskoncentration i återvunnet vatten, med ett mål på <0,03 μg/l) och minsta antal invånare och bostadsområden som skyddas av det övergripande brandskyddssystemet. Denna plan gör det möjligt att ständigt och i allt högre grad övervaka och rapportera om de genomförda åtgärdernas framsteg och effektivitet.

Efter två år från projektets slutförande har WRP:s resultat visat sig vara framgångsrika.

WUIProtect är redan i drift sedan sommaren 2022. I juni 2022 rapporterades en skogsbrand i kanonen ”Pedrera”, bara några kilometer från GUARDIAN-områdena. Med tanke på brandförhållandena (34 °C, en relativ luftfuktighet på 20 % och väst-sydvästliga vindar som överstiger 20 km/h) rekommenderades att vattenkanonerna aktiveras i sektorerna ”Masia Traver” och ”Els Pous”. Lyckligtvis kom branden snabbt under kontroll med minimala konsekvenser och ett mycket begränsat område brann. Det visade sig vara ett värdefullt test för systemet och visade att det reagerade snabbt på en nödsituation (GUARDIANjournal n.4). I april 2024 inträffade en allvarlig brand. Det upptäcktes tidigt och hanterades framgångsrikt genom Guardians hydrauliska infrastruktur.

Berörda parter har främst deltagit i informationskampanjer om förebyggande av bränder. Utbildningstillfällen och workshops har organiserats för att utbilda både invånare och skolbarn om klimatförändringsrisker för området, skador från bränder och förebyggande åtgärder. Dessutom har särskilda sessioner ägnats åt att presentera och demonstrera den hydrauliska infrastrukturen och dess fördelar med målet att öka acceptansen av lokalsamhället och undvika eventuella konflikter i samband med potentiella risker i samband med återanvändning av avloppsvatten.

För att skapa en gemenskap av engagerade invånare besökte utbildad personal fastigheter och diskuterade med invånarna sårbarhetselement i sina hus och självskyddspotential. Protokoll som tillämpas i nödsituationer och de boendes roll förklarades.

Den handlingsplan som utarbetats av kommunen Riba-Roja, där en förteckning över indikatorer och målvärden fastställs, gör det möjligt att testa de första genomförda åtgärdernas framgång och därmed göra det möjligt att slutföra dem.

Andra framgångsfaktorer som möjliggjorde genomförandet av anpassningsåtgärderna var följande: tillräcklig tillgång till vatten från reningsverket och förekomsten av ett gränssnitt mellan stad och skog där infrastrukturen ska byggas. Dessutom gynnade initiativen för att öka medborgarnas medvetenhet och deltagande, som togs i ett tidigt skede av projektet, deras framgång.

Reaktionen från Riba Rojas lokala myndigheter var mycket positiv. De positiva resultaten av projektet bidrog till att utlösa kompletterande projekt, med intresse från minst 11 kommuner i Spanien. I kommunen Riba-Roja övervägs en utvidgning av projektet till ”Valencia la Vella”, med en förväntad investering på cirka 400 000 euro, som är beroende av kommunal finansiering. Samtidigt undersöker Paterna skyddet av "la Cañada" -uppgörelsen, som inte omfattas av Guardian på grund av ekonomiska begränsningar. Kommunen Eliana (i närheten av GUARDIAN-anläggningar) har redan förvärvat bärbara kanoner som liknar de som utvecklats i GUARDIAN för att hantera brandrisken. Naturparken "El Saler" nära Valencia håller för närvarande på att anta ett system som det som utvecklats i GUARDIAN (GUARDIAN Journal n. 4).

Omvänt krävde arbete i en naturpark flera tillstånd och ökade kostnaderna för att realisera infrastrukturen. Uppbyggnaden av den hydrauliska infrastrukturen stötte på vissa genomförandeproblem. Dessa är relaterade till användningen av tunga kranar som behövs för att transportera tornen (som kan vara upp till 26 m långa) som ska flyttas till destinationsplatsen i ett komplext landskap (dvs. WUI-kvarter med smala vägar nära vilda områden). Närheten till Valencias flygplats väckte särskild uppmärksamhet. Vissa torn i den hydrauliska infrastrukturen behövde vara mycket synliga av säkerhetsskäl. Tornen i detta område har målats med vita och röda remsor för att öka synligheten. De andra tornen målades istället i grönt för att främja integrationen av skogslandskapet och minimera den visuella påverkan.

En verksamhet med föreskriven brand i en övergiven åkermark hade planerats i GUARDIAN-projektet men inte genomförts på grund av ihållande väderförhållanden som inte lämpar sig för denna teknik (vinterhöga temperaturer och vindar, vilket skulle kunna utlösa okontrollerad brand i skogen).

Verksamheten hade utformats för att minska risken för skogsbränder, utbilda operatörer och bedriva forskningsverksamhet (insamling av data och förbättring av kunskapen om denna teknik och dess effekter).

Begränsande faktorer har också att göra med Valencias institutionella struktur. Förordningen om förebyggande av bränder var inte tillräcklig för detta fall, och lagstiftningen om katastrofriskreducering och skydd av människoliv omfattade inte alla nödvändiga aspekter.  Tack vare GUARDIAN-projektet har den regionala lagstiftningen (lagdekret1/2021)ändrats för att inkludera gröna brandgator och användning av bevattning från hydrauliska system som värdefulla åtgärder för att minska brandrisken. Detta har varit ett av de mest relevanta resultaten av projektet när det gäller lagstiftning.

Slutligen var andra viktiga begränsande faktorer kopplade till behovet av att garantera kvaliteten på det återvunna vattnet (tekniska frågor) och att korrekt fastställa hydraulsystemets placering i ett naturområde, med beaktande av infrastrukturens avstånd från träd av särskilt värde.

Den totala kostnaden för anpassningsåtgärderna uppgick till 5 494 755 euro, som delvis finansierades genom EU:s innovativa åtgärder i städerna inom ramen för GUARDIAN-projektet (4 395 804 euro, 80 % av finansieringen). Underhållskostnaderna kommer att täckas av dricksvattenavgifter. Vattenbolaget har utökat sitt ansvar till de nya anläggningar som upprättats genom GUARDIAN-projektet. Kommunerna kommer att ansvara för att upprätthålla skogsbruket i de områden som omfattas av deras jurisdiktion, medan Vallesas naturparksförvaltningsenhet kommer att ansvara för motsvarande områden. När det gäller flodområdet kommer underhållsskyldigheterna att övervakas av det spanska ministeriet för ekologisk omställning.

Fördelarna med genomförandet av den hydrauliska infrastrukturen för återvinning av avloppsvatten är främst kopplade till områdenas ökade motståndskraft för att förebygga skogsbränder och minska riskerna för skogsbränder. Den avancerade vattenrening som säkerställs genom detta system gör det också möjligt att minska den miljöpåverkan som tidigare var förknippad med utsläpp av avloppsvatten från tätbebyggelse och dess återanvändning för bevattning. Det kan också ge en kostnadseffektiv försörjning som minskar efterfrågan – och stressen – på värdefulla källor, såsom grundvatten, floder och vattenreservoarer. Detta är särskilt viktigt i områden som påverkas av vattenbrist och torka, vilket ökar den miljömässiga hållbarheten. 

Skogsbevarandet i GUARDIAN-projektområdet tillhandahåller viktiga ekosystemtjänster, inklusive koldioxidbindning (klimatregleringstjänst). Mängden CO2 som lagrades i träd resulterade i 18 396 ton, med tanke på en yta på 400 hektar. Baserat på det genomsnittliga marknadsvärdet för koldioxidutsläpp₂₀₂₁ och med tanke på att de varor som genereras av miljötillgångar kan pågå under en lång tidsperiod (t.ex. 100 år) beräknade forskarna att ekosystemtjänsten för upptag och lagring av koldioxid i Vallesa kan värderas till 32,8 miljoner euro. Det ekonomiska värdet av de kulturella ekosystemtjänster som skogen tillhandahåller (t.ex. utbildnings- och forskningsverksamhet, kulturella värden, rekreation och turism) kvantifierades också.  Det tyder på ett totalt värde på 411,5 miljoner euro under en 100-årig livslängd. Eftersom den investering som krävdes för att upprätthålla projektets drift under en 100-årsperiod uppskattades till cirka 6,2 miljoner euro blev GUARDIAN-projektet kostnadseffektivt, med en mycket gynnsam kostnads-nyttograd (Demonstrationav GUARDIAN:s ekonomiska genomförbarhet, 2023).

GUARDIAN-projektet löper från 2019 till 2021. Denna treårsperiod omfattade uppbyggnads-, testnings- och driftsfaserna för den planerade insatsen. En förlängningsperiod beviljades, som skulle löpa ut i april 2022.  Den hydrauliska infrastrukturen färdigställdes 2020. Under 2021 har driftparametrarna justerats för att maximera effektiviteten i behandlingsprocesserna. Anläggningen togs i drift 2022.

Infrastrukturen förväntas ha en livslängd på mer än 25 år med en plan för regelbundet underhåll. Ansvaret för drift och underhåll har fastställts.

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 nr 4, 2023 (på engelska)