Indyjskie megamiasta zapadają się pod ziemię. Zagrożona infrastruktura i życie milionów ludzi

Indyjskie miasta tak intensywnie zasysają wody gruntowe, że zaczynają się zapadać – ostrzega międzynarodowy zespół naukowców w badaniu opublikowanym pod koniec października w czasopiśmie „Nature Sustainability”. Dokładniej: ziemia opada, ponieważ zasoby wodne są eksploatowane szybciej, niż natura potrafi je odtworzyć.

Skala zjawiska jest ogromna – obejmuje 878 km kw. w pięciu największych metropoliach Indii. To obszar większy niż jakiekolwiek miasto w Polsce, Nowy Jork czy Singapur, porównywalny z powierzchnią Berlina.

Badacze przeanalizowali radarowe zdjęcia satelitarne z lat 2015–2023, aby zmapować tempo osiadania gruntu w Delhi, Mumbaju, Kalkucie, Ćennaju (dawniej Madrasie) i Bengaluru (dawniej Bangalore) – miastach, w których łącznie mieszka 83 mln ludzi.

Bezpośrednio na zagrożonym obszarze żyje ok. 2 mln osób. Chodzi o mieszkańców narażonych na osiadanie gruntu przekraczające 4 milimetry rocznie – tempo, przy którym nawet solidna infrastruktura zaczyna pękać i deformować się. Według autorów badania ponad 2,4 tys. budynków w Delhi, Mumbaju i Ćennaju już dziś jest narażonych na wysokie ryzyko uszkodzeń strukturalnych.

Problem dotyczy nie tylko budynków mieszkalnych. Zagrożone są szkoły, szpitale, mosty, sieci wodociągowe, kanalizacja i linie metra – cała infrastruktura, którą miasta rozbudowują z myślą o kolejnych dekadach wzrostu gospodarczego.

Przeczytaj: TikTok zniknął z Indii. Jak lokalne aplikacje przejęły miliony użytkowników?

Cicha katastrofa pod nogami

– Subsydencję gruntu można postrzegać jako reakcję Ziemi na rosnącą presję, jaką wywieramy na jej powierzchnię i struktury podziemne – mówi dr Manoochehr Shirzaei z Instytutu Wody, Środowiska i Zdrowia Uniwersytetu Narodów Zjednoczonych (UNU-INWEH), współautor badania.

Jak mówi nasz rozmówca, zaczyna się spokojnie – ziemia opada zaledwie o kilka milimetrów rocznie.

– Ale w połączeniu ze zjawiskami ekstremalnymi, takimi jak powodzie czy burze, znacząco zwiększa to podatność konstrukcji na uszkodzenia – dodaje Manoochehr Shirzaei.

Głównym winowajcą jest nadmierne pobieranie wód gruntowych. W stołecznym Delhi – najbardziej zagrożonym z miast – ziemia opada z prędkością do 51 milimetrów rocznie. W Ćennaj maksymalne tempo wynosi 31,7 mm na rok, w Mumbaju 26,1 mm na rok, w Kalkucie 16,4 mm na rok, a w Bengaluru 6,7 mm rocznie. Niektóre miasta satelickie indyjskiej stolicy, w tym Faridabad i Ghaziabad, zapadają się w tempie sięgającym 38 milimetrów rocznie.

„Kiedy miasta pompują więcej wody z warstw wodonośnych, niż natura jest w stanie uzupełnić, grunt dosłownie się zapada. Nasze badania pokazują, że nadmierna eksploatacja wód gruntowych jest bezpośrednio powiązana z osłabianiem struktur przestrzeni miejskich” – tłumaczy w rozmowie z Bloombergiem dr Susanna Werth, hydrolożka z Virginia Tech, współautorka badania.

Bomba zegarowa pod fundamentami

Subsydencja jest zdradliwa – działa powoli, niemal niezauważalnie, i nierównomiernie. Gdy grunt pod budynkiem opada szybciej niż w sąsiednich miejscach, powstaje tzw. zniekształcenie kątowe. Konstrukcja przechyla się, pęka, a jej fundamenty tracą stabilność.

Naukowcy ostrzegają, że ta cicha deformacja może z czasem doprowadzić do katastrofy, jeśli miasta nie dostosują infrastruktury i nie zmienią polityki gospodarowania wodami gruntowymi.

W ciągu najbliższych 50 lat ponad 23,5 tys. budynków w pięciu indyjskich megamiastach będzie narażonych na bardzo wysokie ryzyko uszkodzeń strukturalnych. Może to oznaczać lawinę katastrof budowlanych.

Jeśli obecne trendy się utrzymają, w ciągu najbliższych 50 lat ponad 23,5 tys. budynków w pięciu indyjskich megamiastach będzie narażonych na bardzo wysokie ryzyko uszkodzeń strukturalnych. W samym Ćennaju – portowym mieście na południu kraju – liczba ta może sięgnąć 8,3 tys. budynków. To więcej niż w Delhi czy Mumbaju. W perspektywie 30 lat zagrożonych ma być 3169 budynków w Delhi, prawie tysiąc w Ćennaju i 255 w Mumbaju. Takie tempo degradacji może doprowadzić do lawiny katastrof budowlanych.

Dlaczego Indie wysysają ziemię do dna?

Indie eksploatują najwięcej wód gruntowych na świecie. W 2023 r. – jak wynika z raportu ministerstwa zasobów wodnych – pobrano z nich ponad 241 mld m sześc. wody. Aż 90 proc. tego zasobu wykorzystano w rolnictwie, głównie do nawadniania wodochłonnych upraw, takich jak ryż i trzcina cukrowa.

Do takiego stanu rzeczy przyczynia się system subsydiów wspierających rolnictwo. W stanach na północy kraju, takich jak Pendżab czy Harijana, rolnicy otrzymują darmową lub mocno dotowaną energię elektryczną do pomp. To zachęca ich do nieograniczonego pompowania wód gruntowych.

W miastach problem jest równie poważny. Bengaluru – dynamicznie rosnące centrum technologiczne Indii – już teraz w dużej mierze polega na cysternach z wodą. Poziom wód gruntowych spadł tam do poziomu krytycznego. Około połowy miejskiej konsumpcji wody w najludniejszym kraju świata pochodzi z wód gruntowych. Mieszkańcy, którzy często bez końca czekają na beczkowozy, wykopali miliony nielegalnych studni. Według miejscowych mediów w samym Bengaluru może ich być nawet pół miliona.

W stale rosnącym Delhi do głównej przyczyny zapadania się ziemi – rabunkowej gospodarki wodą – dołącza intensywna zabudowa. Wznoszenie budynków i linii metra w gęsto zaludnionych dzielnicach osłabia strukturę gleby. W Ćennaju problem nasila się wzdłuż równin zalewowych rzeki Adyar oraz w centralnych dzielnicach miasta. Z kolei w Mumbaju subsydencja jest najsilniejsza w ubogich dzielnicach, takich jak Dharavi. To milionowe skupisko nieformalnych osiedli, uznawane za jeden z największych slumsów świata.

Lekcja z Indonezji: droga ucieczki?

Problem zapadających się miast nie dotyczy wyłącznie Indii. Północne dzielnice Dżakarty – stolicy Indonezji, w której żyje ponad 30 mln ludzi – zapadają się w tempie do 25–30 centymetrów rocznie, głównie z powodu nadmiernego poboru wód gruntowych. Około 40 proc. miasta już dziś znajduje się poniżej poziomu morza. Prognozy – m.in. naukowców z politechniki w Bandungu (ITB) – wskazują, że do 2050 r. znaczna część Dżakarty może zostać zalana. Azjatycką metropolię często określa się jako najszybciej tonące miasto świata.

Co to oznacza dla jej mieszkańców? Ogromne straty finansowe, degradację dróg, linii kolejowych, sieci wodociągowych i kanalizacyjnych. Wdzieranie się słonej wody do systemów kanalizacyjnych pogarsza jakość najbardziej podstawowych usług. Coraz częstsze podtopienia mogą sparaliżować handel i codzienne życie w północnych dzielnicach aglomeracji. Ostatecznie miliony ludzi mogą zostać zmuszone do przesiedlenia.

Reakcja władz Indonezji była radykalna. W 2019 r. ówczesny prezydent Joko Widodo ogłosił przeniesienie administracyjnej stolicy kraju do Nusantary – miasta budowanego od podstaw na obszarze dawnych plantacji na wyspie Borneo, ponad 1,2 tys. kilometrów od Dżakarty. Projekt, którego koszt oszacowano na 35 mld dolarów, miał zostać częściowo ukończony w 2024 r.. Rzeczywistość okazała się jednak mniej optymistyczna: brakuje inwestorów zagranicznych, nowy prezydent ograniczył budżet, a terminy przeniesienia tysięcy urzędników wielokrotnie przesuwano.

Przeczytaj: Indonezja buduje swoją stolicę. Czy nowe miasto wkrótce zastąpi Dżakartę?

Przeniesienie stolicy nie rozwiąże problemów 35 mln mieszkańców Dżakarty, którzy pozostaną w tonącej metropolii. Nusantara ma docelowo pomieścić zaledwie 1,9 mln osób – głównie urzędników państwowych.

Indie szukają rozwiązań – czy wystarczająco szybko?

W przeciwieństwie do Indonezji, Indie nie planują przenosić swoich metropolii. Zamiast tego stawiają na strategie ochrony zasobów wodnych – pytanie tylko, czy zdołają wdrożyć je na czas.

Od 2019 r. rząd centralny uruchomił szereg programów, częściowo finansowanych przez Bank Światowy. Obejmują one zarządzanie zasobami wodnymi w kilkudziesięciu dystryktach siedmiu stanów najbardziej zagrożonych deficytami, naprawę zbiorników retencyjnych oraz plan zapewnienia dostępu do bieżącej wody w każdym wiejskim domu do 2028 r.

Są już pierwsze lokalne sukcesy. W dzielnicy Dwarka w Delhi ziemia zaczęła się podnosić – o ponad 15 milimetrów rocznie. To efekt regulacji wprowadzonych między połową lat 2000 a 2011, które ograniczyły pompowanie wód gruntowych i promowały magazynowanie deszczówki.

Bengaluru walczy o każdą kroplę

Bengaluru – stolica stanu Karnataka i centrum indyjskiego przemysłu technologicznego – szczególnie intensywnie reaguje na kryzys wodny. Władze miejskie zainstalowały ok. 400 czujników monitorujących poziom wód gruntowych, a także planują wykopanie 1,5 tys. dodatkowych studni infiltracyjnych w kilkuset miejskich parkach. Takie urządzenia odprowadzają wodę z dachów i ulic z powrotem do gruntu, zamiast do kanalizacji. Dzięki temu roczna zdolność gromadzenia wody deszczowej w mieście ma wzrosnąć z 350 mln do 543 mln litrów.

Miasto wymusza też instalację systemów zbierania wody deszczowej, nakładając wysokie grzywny na właścicieli nieruchomości, którzy nie dostosowali się do przepisów.

Eksperci twierdzą jednak, że to wciąż zbyt mało. Shubha Ramachandran z organizacji ekologicznej Biome Environmental Trust szacuje, że Bengaluru potrzebuje co najmniej miliona studni infiltracyjnych, aby zaspokoić obecne zapotrzebowanie na świeże wody gruntowe. Według dziennika „Bangalore Mirror” Biome wykopało dotąd około 250 tys.

Wyścig z czasem

W styczniu władze ogłosiły na pierwszy rzut oka dobrą wiadomość: całkowity roczny poziom odnowy wód gruntowych wzrósł o 15 mld m sześc. w porównaniu z 2017 r., a pobór zmniejszył się o 3 mld m sześc. Problem w tym, że to wciąż za mało. Krytycznie zagrożone pozostają kluczowe regiony na północy kraju – Pendżab, Radżastan, Harijana i Delhi. Te trzy stany oraz region stołeczny zużywają więcej wody, niż natura jest w stanie odtworzyć.

Niezbędne jest mapowanie hydrogeologiczne przed rozpoczęciem dużych inwestycji oraz stosowanie technik konstrukcyjnych uwzględniających ruch fundamentów budynków.

Autorzy badania z „Nature Sustainability” apelują o kompleksowe podejście. Strategia na najbliższe lata powinna obejmować rozbudowę systemów dystrybucji wody z rzek i zbiorników retencyjnych, a także monitoring nielegalnych studni. Kluczowe znaczenie ma również zbieranie deszczówki i ochrona terenów podmokłych, które umożliwiają naturalne zatrzymywanie wody. Naukowcy podkreślają, że niezbędne jest mapowanie hydrogeologiczne przed rozpoczęciem dużych inwestycji oraz stosowanie technik konstrukcyjnych uwzględniających ruch fundamentów budynków.

– Nasze badania są dowodem, że satelitarne techniki mapowania terenu mogą ujawnić zagrożenia, które inaczej pozostałyby ukryte – dopóki nie doszłoby do katastrofy – podkreśla dr Manoochehr Shirzaei.

Do takiej katastrofy już doszło – w lipcu 2019 r. w gęsto zaludnionej dzielnicy Dongri w południowym Bombaju zawalił się stary, czteropiętrowy budynek mieszkalny. Pod gruzami zginęło 14 osób, a dach nad głową straciło 15 rodzin. Późniejsza analiza satelitarna wykazała, że budynek znajdował się w strefie wysokiej subsydencji, a osiadanie gruntu przyczyniło się do osłabienia fundamentów i konstrukcji. W połączeniu z uszkodzeniami spowodowanymi przez monsunowe deszcze doprowadziło to do ludzkiej tragedii.

Przeczytaj: Indie na drodze do bycia supermocarstwem gospodarczym. Czy sukces jest pewny?

Globalny problem

Odkrycia zespołu wykraczają poza Indie. Zapadanie się gruntu to rosnące globalne wyzwanie, przed którym stają miasta na całym świecie. Dżakarta, Mexico City, Bangkok, Manila, Sajgon – wszystkie te ośrodki zmagają się z podobnymi problemami.

Eksperci podkreślają, że wraz z postępującą urbanizacją i nasilającymi się skutkami zmian klimatu, presja na eksploatację podziemnych zasobów wodnych będzie tylko rosnąć.

– W wielu miejscach na świecie nieodwracalne szkody w zasobach wód gruntowych są o wiele rzędów wielkości większe niż to, co uczyniliśmy wodom powierzchniowym. Te szkody pozostają niewidoczne, dopóki zapadająca się ziemia nie sprawia, że nasze miasta stają się niebezpieczne – ostrzega prof. Kaveh Madani, dyrektor UNU-INWEH.

Przykładem, że sytuacja nie jest bez wyjścia, może być Tokio. W połowie XX w. japońska stolica mierzyła się z tym samym problemem, co dziś miasta w Indiach. W 1965 r. lustro wód gruntowych spadło z poziomu kilku do 58 metrów pod ziemią. Jeszcze w 1970 r. metropolia pobierała 1,5 mln m sześc. wody rocznie. Władze wprowadziły wówczas surowe regulacje, zaczęły je konsekwentnie egzekwować, a do 2003 r. zużycie spadło o dwie trzecie. W efekcie poziom wód gruntowych podniósł się do 6–10 metrów, a budynki, które wcześniej osiadały z prędkością centymetra rocznie, ustabilizowały się.

Badacze wskazują Tokio jako wzorcowy przykład skutecznej polityki publicznej, która odwróciła skutki niekontrolowanego rozwoju.

Dziś jednak pytanie nie brzmi, czy włodarze miast zdecydują się działać, ale czy zdążą to zrobić, zanim grunt dosłownie osunie się im spod nóg. W przypadku Indii – kraju, który w najbliższych latach ma stać się trzecią co do wielkości gospodarką świata – stawka jest szczególnie wysoka.

Główne wnioski

1. W największych indyjskich metropoliach zapadają się setki kilometrów kwadratowych gruntów. Główną przyczyną ich osiadania jest niekontrolowane, rabunkowe wypompowywanie wód gruntowych. Obniżanie się terenu dotyka bezpośrednio 2 mln osób, a pośrednio 83 mln mieszkańców tych miast. Zniszczenia grożą ponad 2,4 tys. budynków mieszkalnych, szkół i szpitali. Zagrożone są także mosty, sieci wodociągowe, kanalizacja i linie metra. Jeśli obecne trendy się utrzymają, w ciągu najbliższych 50 lat ponad 23,5 tys. budynków w pięciu megamiastach będzie narażonych na bardzo wysokie ryzyko uszkodzeń, a miasta mogą doświadczyć lawinowego wzrostu liczby katastrof budowlanych.
2. Rząd Indii i władze niektórych miast uruchomiły programy mające złagodzić skutki kryzysu, jednak wciąż nie wiadomo, czy okażą się wystarczające. Według autorów badania opublikowanego w „Nature Sustainability” strategia na najbliższe lata powinna obejmować rozbudowę systemów dystrybucji wody z rzek i zbiorników retencyjnych, magazynowanie deszczówki, monitoring nielegalnych studni oraz ochronę terenów podmokłych. Kluczowe jest także mapowanie hydrogeologiczne przed rozpoczęciem dużych inwestycji i dostosowanie technik konstrukcyjnych do realiów osiadającego gruntu.
3. Z podobnym problemem kilkadziesiąt lat temu mierzyło się Tokio. Stolica Japonii wprowadziła surowe, konsekwentnie egzekwowane restrykcje w poborze wód gruntowych, dzięki czemu po ok. 30 latach ich poziom wrócił do stanu pierwotnego, a grunt, na którym stoi megamiasto, ustabilizował się.