جلوگیری از هدررفت آب در شهرها با سنگ‌فرش‌های نفوذپذیر
سنگ‌فرش نفوذپذیر یا تراوا نوعی روسازی برای جذب آب باران به‌جای راهی شدن آن به‌سمت سیستم‌های فاضلاب است که به‌منظور جلوگیری از هدررفتن آب و افزایش ذخایر آب بازیافتی توسعه پیدا کرده است.
Admin1
منابع آب به‌طور فزاینده‌ای در حال با ارزش و کمیاب شدن هستند و این امر اجرای راه‌حل‌های مدیریت پایدار را در مناطق شهری ضروری می‌کند. سطح بارندگی جهانی در سال ۲۰۲۳ به کمترین حد خود از زمان شروع ثبت رسیده است و ۴۶.۲ میلی‌متر کمتر از میانگین ثبت‌شده بین سال‌های ۱۹۰۱ و ۲۰۰۰ بوده که این میزان سومین سال متوالی ناهنجاری‌های منفی آب‌وهوایی را نشان می‌دهد؛ این امر نشان‌دهنده ضرورت رسیدگی به مدیریت آب باران است.
سنگ‌فرش تراوا یا نفوذپذیر (Permeable paving) به دلیل توانایی خود در مهار آب باران بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این سنگ‌فرش شهرها را قادر می‌کند تا شیوه‌های مدیریت پایدار را با چرخه آب طبیعی هماهنگ و مفهوم شهر اسفنجی را اجرا کنند. مواد غیرقابل نفوذ همچون بتن موجب تجمع آب باران در سطوح غیرقابل نفوذ می‌شود و از سوی دیگر آلاینده‌هایی همچون روغن‌ها، فلزات و محصولات شیمیایی را روی سطح خود حفظ و راهی سیستم‌های آب باران شهرها می‌کند که این امر به افزایش احتمال جاری شدن سیل، فرسایش و کاهش کیفیت آب در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها منتهی می‌شود. بتن همچنین اثر جزیره گرمایی در محیط‌های ساخته شده شهری را تشدید می‌کند، گرما را به دام می‌اندازد و موجب می‌شود مناطق شهری دماهای بالاتری را در مقایسه با مناطق روستایی اطراف تجربه کنند.
عملکرد روسازی‌های تراوا
اصل سنگ‌فرش یا سطوح نفوذپذیر این است که اجازه می‌دهد آب از لایه پایه زیرسطحی عبور کند، فیلتر شود و به‌آرامی به خاک اطراف یا شبکه‌های زهکشی شهری نفوذ کند. انواع مختلفی از این سنگ‌فرش‌ها وجود دارد که بر اساس کاربرد مورد استفاده قرار داد. به‌عنوان مثال آجرهایی با درز باز یا سنگ‌فرش‌های چمن‌کاری‌شده تنها برای پارکینگ‌ها و مسیرهای دسترسی کم‌تردد مناسب هستند. سنگ‌فرش‌ها و کنگلومراها (یا جوش‌سنگ به نوعی از مصالح ساخت‌وساز گفته می‌شود که از پیوند قلوه‌سنگ‌های کوچک به یکدیگر ساخته می‌شود)، دوام کمتری دارند، بنابراین برای مسیرهای دوچرخه‌سواری، خط‌کشی و تفکیک مسیرها یا املاک خصوصی مناسب‌تر هستند.
مواد مورداستفاده در سنگ‌فرش نیمه تراوا، ازجمله خاک اره، صدف، شن یا سنگ‌دانه‌ها، امکان عبور آب باران را فراهم می‌کند، اما برای تحمل بارهای سنگین طراحی نشده است. ساختار این نوع سنگ‌فرش‌ها به چهار لایه تقسیم می‌شود که هر یک توسط یک غشای ژئوتکستایل نفوذپذیر (منسوجات نفوذپذیر مورد استفاده با خاک به‌منظور ایجاد قابلیت نفوذپذیری) از هم جدا شده‌اند.
لایه سطحی یا بالایی این سنگ‌فرش‌ها از مواد نفوذپذیر ساخته شده و به‌طور مستقیم با سطح بیرونی در تعامل است. لایه شن و ماسه از شن‌هایی شسته و متراکم‌شده با حداقل ضخامت ۷۵ میلی‌متر تشکیل شده است که ۹۵ درصد سنگ‌فرش را به خود اختصاص می‌دهد و سنگر نگهدارنده یک بستر تحمل‌کننده وزن است که به‌طور عمده از سنگ خردشده بازالت و مقدار کمی مخلوط خاک پرکننده با نسبت معمولی پنج به یک تشکیل شده است و امکان عبور کنترل‌شده اکسیژن، آب و ریشه درختان را در اعماق زیرین پیاده‌روها و جاده‌های بتنی‌شده فراهم می‌کند. لایه زیرسطحی نیز فشرده‌ترین لایه است که برای رعایت استانداردهای راه‌سازی طراحی شده است.
مزایا و معایب روسازی تراوا
روسازی تراوا مزایای زیادی نسبت به سیستم‌های روسازی معمولی دارد و با کاهش پیک تخلیه آب باران در مناطق سنگ‌فرش‌شده، خطر سیل را کاهش می‌دهد. این روسازی‌ها همچنین با حفظ سطوح بالاتر رطوبت، سلامت خاک را افزایش می‌دهد که این امر از درختان و فضاهای سبز سالم‌تر حمایت و آن‌ها را در برابر خشکسالی مقاوم‌تر می‌کند. علاوه‌بر این، روسازی‌های تراوا وابستگی به زیرساخت‌های مدیریت آب باران را در مقیاس بزرگ کاهش می‌دهد و به ایجاد یک محیط شهری خنک‌تر در طول تابستان کمک می‌کند.
بااین‌حال این نوع سنگ‌فرش معایبی نیز دارد که هزینه اولیه بالا یکی از آن‌ها است، زیرا به مواد و تکنیک‌های نصب تخصصی نیاز دارد. تمیز کردن منظم آن‌ها نیز برای حفظ اثربخشی سنگ‌فرش ضروری است، زیرا کثیفی، زباله‌ها و رسوبات شکاف‌ها را مسدود می‌کنند. تعمیرات این نوع روسازی‌ها نیز پیچیده‌تر و گران‌تر از انواع معمول است. از سوی دیگر سنگ‌فرش تراوا برای همه مکان‌ها مناسب نیست و نمی‌توان از آن‌ها در مناطقی استفاده کرد که دارای بار رسوبی زیاد یا خطر آلودگی آب‌های زیرزمینی هستند.
علاوه‌بر این، روسازی‌های نفوذپذیر ظرفیت باربری محدودی دارد و آب و هوای سردتر، چرخه‌های انجماد و ذوب چالش‌هایی برای آن‌ها ایجاد می‌کند و به‌طور بالقوه موجب ایجاد ترک و سایر آسیب‌هایی در این روسازی‌ها می‌شود که دوام آن را به خطر می‌اندازد.
شهرهای اجراکننده سنگ‌فرش نفوذپذیر
ملبورن استرالیا آسفالت نفوذپذیر را در پارکینگ‌های دو خیابان خود اجرا کرده است که اولی یک خیابان مسکونی در غرب ملبورن است که طبق تصویربرداری حرارتی یکی از داغ‌ترین خیابان‌های شهر محسوب می‌شود. پس از سال‌ها خشکسالی، بسیاری از درختان نارون این منطقه در وضعیت نامناسبی قرار و نیاز به جایگزینی داشتند. شهر از این فرصت برای شهرسازی مجدد خیابان استفاده کرد و هدف آن مهار آب باران برای حمایت از سلامت درختان تازه کاشته شده بود. از جمله مزایای این اقدام، انتقال به سنگ‌فرش نفوذپذیر، ایجاد یک محیط ایده‌آل برای رشد ۱۰ درخت جدید، ایجاد سایه و کمک به خنک‌تر نگه داشتن خیابان بود. نفوذپذیری سطح این خیابان اکنون به ۴۸۲ متر مربع افزایش پیدا کرده است و امکان جذب ۷۹۰ هزار لیتر آب در سال را فراهم می‌کند.
نیویورک آمریکا در سال ۲۰۲۳ از برنامه‌های خود برای گسترش استفاده از سنگ‌فرش‌های نفوذپذیر در خیابان‌ها و فضاهای عمومی به‌منظور مدیریت سرریز آب باران و ارتقای پایداری محیط‌زیست رونمایی کرد. یک پروژه زیرساختی در کوئینز به‌طور ویژه از سنگ‌فرش متخلخل برای جذب حدود ۴۹ میلیون لیتر آب باران در خاک به جای هدایت آن به سیستم فاضلاب استفاده کرد. این طرح تا تابستان ۲۰۲۴ به بروکلین گسترش پیدا کرد که با نصب هفت مایل سنگ‌فرش متخلخل در امتداد جاده‌های محلی برای بهبود مدیریت آب باران، کاهش سیل و جلوگیری از سرریز شدن آب به سیستم فاضلاب همراه بود. این عملیات بزرگترین اجرای سنگ‌فرش متخلخل در تاریخ نیویورک است.
مادرید اسپانیا محوطه پارکینگ ورزشگاه واندا متروپولیتانو، محل باشگاه فوتبال اتلتیکو مادرید، را به سنگ‌فرش متخلخل مجهز کرد. این طرح آب باران را در محل فیلتر و از جاری شدن آن در مسافت‌های طولانی جلوگیری می‌کند که این امر خطر آلودگی را کاهش می‌دهد. این سنگ‌فرش همچنین آب روان را از سطوح غیرقابل نفوذ جذب می‌کند. برای تکمیل این نصب، مخازن ذخیره‌سازی زیرزمینی در زیر فضاهای پارکینگ برای ذخیره آب بازیافتی قرار داده شده‌اند.
مینه‌سوتا در سال ۲۰۰۷ به‌واسطه افزایش نگرانی‌ها در مورد کیفیت آب دریاچه اصلی خود به اجرای وسیع‌ترین پروژه سنگ‌فرش نفوذپذیر در آمریکای شمالی در سال ۲۰۰۹ روی آورد. شهرداری این نوع سنگ‌فرش را برای آزمایش پتانسیل خود در شرایط آب‌وهوایی سردتر به‌منظور جلوگیری از یخ‌زدگی جاده‌ها اتخاذ کرد. سنگ‌فرش جدید آب را جذب می‌کند و احتمال یخ زدن آن در بخش‌های بزرگ را کاهش می‌دهد.
پس از نصب بخش اول، شهر بروشورهایی را برای اطلاع ساکنان در مورد خیابان‌های نفوذپذیر و نحوه کمک به حفظ عملکرد آن‌ها توزیع کرد. پیشنهادات شامل پرهیز از پخش خاک در جاده‌ها در هوای زمستانی بود. از آن زمان پنج پروژه سنگ‌فرش نفوذپذیر دیگر نیز در روند بازسازی جاده‌های این شهر گنجانده شده است.
