אקולוגיה וסביבה

חושבים ירוק בונים כחול – השבחה אקולוגית של תשתיות ים וחוף

4 במאי, 2014

אנטיפר אקולוגי | באדיבות ECOncrete Tech LTD


מאת

עדו סלע
SeArc – Ecological Marine Consulting
שמרית פרקול-פינקל
SeArc – Ecological Marine Consulting

מאת

עדו סלע
SeArc – Ecological Marine Consulting
שמרית פרקול-פינקל
SeArc – Ecological Marine Consulting

כשני שלישים מאוכלוסיית העולם מתרכזת כיום בקווי החוף. כתוצאה מכך, תשתיות שונות, כדוגמת נמלים, מתקני התפלה, תחנות כוח, שוברי גלים וטיילות, תופסות את מקומם של חופים טבעיים. תשתיות אלה מחליפות בתי גידול יצרניים ומגוונים – כמו חופים סלעיים וחוליים ואף שוניות אלמוגים – בסביבות ימיות צמודות-עיר. על פי רוב הן מספקות שירותי מערכת ירודים ביחס לבתי גידול טבעיים. לפיכך, בשנים האחרונות חלה התקדמות רבה בפיתוח כלים וטכנולוגיות "ירוקות-כחולות" שיאפשרו פיתוח מקיים בסביבות חוף אלה

לישראל קו חוף של כ-190 ק"מ, הכולל כ-70 ק"מ של תשתיות חוף. בימים אלה נמצאים רוב נמלי ישראל בתהליכי הרחבה, ולנוכח תכניות לפיתוח קווי החוף העירוניים, צפויה עלייה משמעותית בכמות התשתיות בחוף. תכניות אלה מספקות הזדמנות ליישום טכנולוגיות להקטנת המדרך האקולוגי של התשתית ולרתימתו לצורך אספקת שירותי מערכת.

בשנים האחרונות מתנהל מחקר רב בנושא השבחה של המערכות האקולוגיות המתפתחות על תשתיות חוף, ומדינות כמו ארה"ב, אוסטרליה, הולנד ואנגליה החלו לפעול כדי לשלב חשיבה סביבתית בתכנון מבנים בחופים [2, 3, 4, 5, 6, 8]. העיקרון המנחה הוא הרחבת שירותי המערכת שתשתיות – כמו קירות ים (מבנה דמוי קיר שבנוי לאורך החוף למניעת הרס החוף – seawall), שוברי גלים או עמודי רציפים – מספקות לסביבה, וזאת ללא הפרעה לשימוש היום-יומי בהן (עגינת כלי שיט, הגנה חופית או כל פעילות תעשייתית או עירונית אחרת). שילוב עקרונות של הנדסה אקולוגית בתכנון ובבנייה של תשתיות אלה מעלה את ערכן האקולוגי: הוא יוצר אזורי מסתור לדגים ולחסרי חוליות שמאפשרים הגנה להם ולצאצאיהם; הוא משפר את איכות המים במעגנות ובנתיבי השיט; הוא מקנה מגוון מינים דומה לזה המאפיין בתי גידול חופיים טבעיים.

בנייה אקולוגית של תשתיות ים וחוף נותנת מענה הן לדרישות המבניות של התשתית הן לצורכי המערכת האקולוגית הסובבת אותה. הבנייה האקולוגית באה לידי ביטוי ברמות שונות. ראשית, ישנה התייחסות לחומר התשתית, והשאיפה היא להשתמש בחומרים שמחד גיסא אינם פוגעים בסביבה הימית (ללא זליגה של רעלנים או מתכות כבדות למשל), ומאידך גיסא – דומים מבחינת תכונותיהם הכימיות או הפיזיקליות לבתי גידול טבעיים מבחינת חומציות המצע ומידת החספוס או הנקבוביות של המצע. שנית, פרט לחומר, בנייה אקולוגית מתייחסת גם לעיצוב ולתכנון, למשל – הגברת המורכבות המבנית של התשתית, כך שתוכל להציע מחסה או מסתור שמתאים לגידול צאצאים, תתחשב בחדירת אור ובזרימה, ותשמור על ריכוזי חמצן בעמודת המים כדי לאפשר פעילות ויצרנות ביולוגית.

דוגמאות לחשיבה זו בתכנון תשתיות חוף ניתן למצוא בקיר הים המחודש בחוף סיאטל בארה"ב, הכולל פאנלים מעוצבים בעלי מורכבות גבוהה שהוכחו כיעילים בהרחבת מגוון המינים באזור [5], וכן במיזם Designing the Edge בהארלם [7], ששולבו בו ברֵכות סלע – בית גידול עשיר שנמצא בחופים סלעיים, וחסר בתשתיות חוף רגילות. אף על פי שהתחום חדש יחסית, כבר ניתן למצוא דוגמאות להסדרת נושא הבנייה האקולוגית של תשתיות חוף בחקיקה סביבתית, והנושא מתפתח מאד בשנתיים האחרונות. דוגמה עדכנית לכך היא הקמה של צוות רב-תחומי בארה"ב, שהחל את פעולתו בסתיו 2013, וממונה על השתתת קווים מנחים לבנייה מקיימת באזור החוף המזרחי שנפגע רבות בהוריקן סנדי באוקטובר 2012.

בהתחשב בכך ש-70% מכלל הבנייה בחופים בעולם מבוססת בטון, מחקר רב כיום מוקדש ליצירת התנאים שיאפשרו לחומר זה לתמוך בחברה ביולוגית, תוך שמירה על תכונותיו ההנדסיות הנדרשות. בטון סטנדרטי, המבוסס על מלט פורטלנד, אינו מצע אידֵאלי להתיישבות חי וצומח ימיים, ולרוב מאופיין בהתיישבות מינים פולשים או מינים אופורטוניסטיים (כמו למשל אצות משטח חלקלקות), שמהווים מטרד סביבתי, טכני וכלכלי. שינוי הרכב הבטון, הגדלת מורכבות פני השטח ותכנון נכון של התשתית, מאפשרים למגוון רחב של מינים להתיישב על המבנה ולשגשג בצורה דומה לזו שבבתי הגידול הטבעיים.

חופי ישראל הם מעבדה ייחודית למחקר זה בשל השילוב של מגוון סביבות ימיות (טרופית וממוזגת) והחשיפה למינים פולשים – במיוחד בחופי הים התיכון. בד בבד עם סקרי שטח המנטרים את המצב הקיים כיום בתשתיות ים לאורך חופי הארץ, מתבצעים גם מחקר ופיתוח המשלבים ידע מתחומי הביולוגיה, האקולוגיה, ההנדסה והתכנון [9].

יחידת הגנה חופית רבועה, העשויה בטון פורטלנד "רגיל", נקראת אנטיפר (Antifer). לעומתה, ישנם 'אנטיפרים אקולוגיים' העשויים מבטון ייחודי שמתאים להתיישבות חי וצומח ימי, ונושאים פני שטח מורכבים שכוללים חורים וחריצים המקנים מחסה לדגיגים, ומעודדים התפתחות של חברת חי וצומח הדומה לזו שבשונית הטבעית (תמונה 1). שובר הגלים הראשי של הנמל הצבאי החדש בחיפה מורכב מאלפי יחידות אנטיפרים רגילים. לצורך הדגמת היכולת של תכנון מבוסס ביולוגיה בחופי הים התיכון הוצבו ביולי 2012 יחידות של אנטיפרים אקולוגיים במקביל לשובר הגלים הקיים. לאחר שנה בים נמצא שהאנטיפרים האקולוגיים תמכו במגוון מינים כפול ביחס לאנטיפרים הרגילים (טבלה 1) ושהיחס בין המינים הפולשים למינים המקומיים היה נמוך (טבלה 2). התוצאות מדגימות את היכולת של האנטיפרים האקולוגיים לפתוח את המצע לתחרות, כך שחברת החי על פני התשתית תתמוך במגוון רחב של מינים האופייניים לבתי גידול טבעיים באזור. חברת החי העשירה יותר תיצור מערכת אקולוגית יציבה ועמידה יותר, שתספק שירותי מערכת רבים יותר מאלה שמספקת חברת החי הדלה המאפיינת תשתיות בטון רגילות.

תמונה 1. הצבת 'אנטיפר אקולוגי' במימי מפרץ חיפה, במהלך העבודות להקמת הפולינום (האנגר ענק לצוללות חיל הים) | צילום: ECOncrete Tech LTD
טבלה 1

מיני חסרי חוליות שנמצאו באנטיפרים רגילים מבוססי בטון פורטלנד ובאנטיפרים אקולוגיים

מין פולש – בוורוד, מין מקומי – בתכלת, מין שמקורו לא ידוע (cryptogenic) – בירוק. כל המינים שנצפו באנטיפרים האקולוגיים נמצאים גם בבתי גידול טבעיים סלעיים באזור, בהתבסס על נתונים מהספרות [1] ועל תצפיות.

* מינים שנצפו מחוץ לשטח יחידת הדגימה

טבלה 2

סיכום מספר המינים בקטגוריות השונות

מין פולש – בוורוד, מין מקומי – בתכלת, מין שמקורו לא ידוע (cryptogenic) – בירוק.

הנתונים על בית הגידול הטבעי מבוססים על נתונים מהספרות [1] ועל תצפיות.

הבטון האקולוגי, המספק כלים יישומיים לבנייה מקיימת בחופים, פותַח בישראל. כיום הוא משמש בעיקר בארה"ב – מפלורידה ועד לאגמים הגדולים שבגבול קנדה, תוך שיתוף פעולה עם גופים פדרליים כמו סוכנות האטמוספרה והאוקיינוגרפיה של ארה"ב (NOAA) והמשרד להגנת הסביבה של מדינת ניו יורק. היישום בישראל מוגבל, מאחר שבחקיקה הסביבתית נעדרת דרישה לפיצוי אקולוגי במקרים של מיזמי פיתוח בקו החוף ובים. לפיכך, אין ליזמים תמריץ לכלול טכנולוגיות לבנייה "ירוקה-כחולה".

אף על פי שתחום ההשבחה האקולוגית של תשתיות ים וחוף נמצא עדיין בחיתוליו, ניכרת עלייה במודעות לחשיבות הנושא בארץ ובעולם. לנוכח התחזיות לעלייה משמעותית בצפיפות האוכלוסין בקווי החוף, ותופעות עולמיות של שינוי האקלים, כמו עליית מפלס פני הים ותכיפותן של סערות וסופות, גובר הצורך ביישום הידע שנצבר בנושא בשנים האחרונות.


  1. פרקול-פינקל ש וסלע ע. 2013. הגברת הערך הביולוגי ואקולוגי של תשתיות חופיות – הקטנת טביעת הרגל האקולוגית של תשתיות ימיות באמצעות בנייה מבטון תומך התיישבות ביולוגית – דוח שנתי מסכם של חברת אקונקריט טק בע"מ. תל-אביב.
  2. Chapman MG and Underwood AJ. 2011. Evaluation of ecological engineering of "armoured" shorelines to improve their value as habitat. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 400(1-2): 302–313.
  3. Dugan JE, Airoldi L, Chapmanet MG, et al. 2011. Estuarine and coastal structures: environmental effects. A focus on shore and nearshore structures. In: Wolanski E, Elliott M, and Dugan JE (Eds).Treatise on estuarine and coastal science: 8. Human-induced problems (uses and abuses): Elsevier New York: Elsevier.
  4. Dyson KL. 2009. Habitat enhancing marine structures: Creating habitat in urban waters (Master of marine affairs thesis). University of Washington.
  5. Goff M. 2010. Evaluating habitat enhancements of an urban intertidal seawall: Ecological responses and management implications (MSc thesis). University of Washington.
  6. Firth LB, Thompson RC, Abbiati M, et al. 2014. Between a rock and a hard place: Environmental and engineering considerations when designing flood defense structures. Coastal Engineering. In press. 2013.10.015.
  7. Johnson M. 2010. Designing the edge – Creating a living urban shore at Harlem River Park. New York: NYC Parks & Recreation and Metropolitan Waterfront Alliance.
  8. Naylor LA, Venn O, Coombes MA, et al. 2011. Including ecological enhancements in the planning, design and construction of hard coastal structures: A process guide. Report to the Environment Agency (PID 110461). University of Exeter.
  9. Perkol-Finkel S and Sella I. 2014. Ecologically active concrete for coastal and marine infrastructure: Innovative matrices and designs. In press.
  10. Rilov G, Yahel G, and Shefer D. 2013. Forming the basis for marine reserves along the Israeli Mediterranean coast to conserve biodiversity of an ecosystem in peril. A report for the Israel Nature and Parks Authority. Haifa: National Institute of Oceanography, Israel Oceanographic and Limnological Research.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.


ציטוט מומלץ

סלע ע ופרקול-פינקל ש. 2014. חושבים ירוק בונים כחול – השבחה אקולוגית של תשתיות ים וחוף. אקולוגיה וסביבה 5(1): 13–10.
העתק




מחקרי סביבה אצלך בתיבה

    - מודעה -

    מחקרי סביבה אצלך בתיבה


      מאת

      עדו סלע
      SeArc – Ecological Marine Consulting
      שמרית פרקול-פינקל
      SeArc – Ecological Marine Consulting

      מאת

      עדו סלע
      SeArc – Ecological Marine Consulting
      שמרית פרקול-פינקל
      SeArc – Ecological Marine Consulting



      ציטוט מומלץ

      סלע ע ופרקול-פינקל ש. 2014. חושבים ירוק בונים כחול – השבחה אקולוגית של תשתיות ים וחוף. אקולוגיה וסביבה 5(1): 13–10.
      העתק


      תכנים נוספים שעשויים לעניין אותך

      ים המלח: הגישה הסביבתית-אזורית

      מיכל שגיב

      גיליון אביב 2011 / כרך 2(1) שיקום ים המלח ומורד הירדן אפשרי, אך מצריך מעבר לניהול ביקושים מיטבי במגזר הביתי והחקלאי, ויישום מדיניות מים חדשנית שאינה מקובעת על החלטות עבר. זו מדיניות שאינה בהכרח קלה ליישום, אך הרציונל הכלכלי שמאחוריה ברור ומוכח, מדיניות שבה צמיחה כלכלית לא מצדיקה את הכחדת נכסי הטבע שלנו ואת כריתת הענף שכולנו יושבים עליו

      שיקום ים המלח ומורד הירדן אפשרי, אך מצריך מעבר לניהול ביקושים מיטבי במגזר הביתי והחקלאי, ויישום מדיניות מים חדשנית שאינה מקובעת על החלטות עבר. זו מדיניות שאינה בהכרח קלה ליישום, אך הרציונל הכלכלי שמאחוריה ברור ומוכח, מדיניות שבה צמיחה כלכלית לא מצדיקה את הכחדת נכסי הטבע שלנו ואת כריתת הענף שכולנו יושבים עליו

      גיליון אביב 2011 / כרך 2(1)

      תכנית-אב לקיימות במועצה האזורית רמת הנגב

      ערן דורון

      גיליון אביב 2012 / כרך 3(1) / הנגב תכנית-האב לקיימות הוכנה על בסיס האמונה כי למועצה יש תפקיד לאומי בקיום ההתיישבות במרכז הנגב, תוך שמירה על השטחים הפתוחים הגדולים ביותר של מדינת ישראל וניהולם

      תכנית-האב לקיימות הוכנה על בסיס האמונה כי למועצה יש תפקיד לאומי בקיום ההתיישבות במרכז הנגב, תוך שמירה על השטחים הפתוחים הגדולים ביותר של מדינת ישראל וניהולם

      גיליון אביב 2012 / כרך 3(1) / הנגב

      מרשם פליטות לסביבה – המשך מהפכת השקיפות במידע הסביבתי

      אורי שלהב, איילת בן עמי

      גיליון חורף 2013 / כרך 4(4) המפל"ס יהיה כלי מסייע לקבלת החלטות, למחקר ולקביעת מדיניות; יסייע להגביר את המודעות של הציבור לסביבה; יקדם את הציבור כמשתתף בעל מידע בתהליכי קבלת החלטות; יעלה את מודעות הציבור להשפעות הסביבתיות שיש לו, כצרכן של המוצרים שמייצרים המפעלים המדווחים למפל"ס; יגביר את המודעות של התעשייה להשפעותיה על בריאות הציבור והסביבה, וישמש תמריץ עבורה להפחית את רמות הפליטות

      המפל"ס יהיה כלי מסייע לקבלת החלטות, למחקר ולקביעת מדיניות; יסייע להגביר את המודעות של הציבור לסביבה; יקדם את הציבור כמשתתף בעל מידע בתהליכי קבלת החלטות; יעלה את מודעות הציבור להשפעות הסביבתיות שיש לו, כצרכן של המוצרים שמייצרים המפעלים המדווחים למפל"ס; יגביר את המודעות של התעשייה להשפעותיה על בריאות הציבור והסביבה, וישמש תמריץ עבורה להפחית את רמות הפליטות

      גיליון חורף 2013 / כרך 4(4)

      - מודעה -

      לראש העמוד