Future City Lab: New York's Water III

Préparez chacune des trois démonstrations. 

Absorption d'eau et filtration:  

1.) Prenez deux bouteilles de deux litres. Coupez le haut de l'un (bouteille «A») et le bas de l'autre (bouteille «B»).  

2.) Fixez un filtre à café autour du goulot de la bouteille B avec un élastique et retournez-le. Placez la bouteille A, face vers le bas, dans le haut de la bouteille A. 

3.) Remplissez la bouteille B d'une couche de gravier grossier, d'une couche de sable et d'une autre de terre (et d'autres matières organiques, si vous le souhaitez).  

4.) Préparez une tasse d'eau avec cinq gouttes de colorant alimentaire. 

Ruissellement: 

1.) Prenez une boîte à chaussures transparente ou un Tupperware et mettez deux ou trois canettes à l'intérieur dans un groupe. (Ceci est votre «terre».)  

2.) Couvrir les canettes avec un sac en plastique ou une feuille et les arranger pour que l'eau s'écoule des canettes dans le récipient ci-dessous. 

Facultatif: Béton perméable (remarque: faites au moins un jour à l'avance): 

1.) Prenez du gravier ou des cailloux et mettez-en suffisamment dans un contenant à emporter pour couvrir le fond d'environ 2 à 4 couches de profondeur. Retirer et peser sur une balance de cuisine. 

2.) Mettez le gravier dans un bol séparé. Ajouter un tiers de mélange de ciment en poids. 

3.) Mettez des gants. Ajouter une petite quantité d'eau et bien mélanger. Testez le béton: essayez de former une boule dans vos mains et voyez si elle conserve sa forme. S'il est trop sec, ajoutez une petite quantité d'eau et réessayez. S'il est trop humide, ajoutez une petite quantité de mélange de ciment jusqu'à ce que vous obteniez la bonne consistance. (Voir les instructions sur http://earthcareland.com/blog/tag/how-to-make-pervious-concrete/et des images sur http://www.perviouspavement.org/materials.html pour référence.) 

4.) Versez le mélange dans un récipient à emporter et laissez sécher pendant 24 heures. Une fois terminé, vous devriez pouvoir retourner le conteneur pour le retirer. Testez au préalable pour voir si de l'eau coule. 

Cycle de l'eau: Si les élèves ont déjà fait le premier plan de cours de cette série, parlez brièvement de ce qu'ils ont appris dans le cadre de cette leçon. Sinon, si la classe a appris le cycle de l'eau ou apprend pour la première fois, examinez le matériel prévu pour cette unité. Les titres suggérés à lire à haute voix sont Un dinosaure a-t-il bu cette eau? Par Robert E. Wells ou Vers le bas vient la pluie par Franklyn Branley. 

Utilisation de l'eau: Si les élèves ont réalisé le deuxième plan de cette série, examinez à quel point il est important de conserver l'eau. La leçon d'aujourd'hui parlera de ce qui arrive à l'excès d'eau à New York, pour une perspective différente sur les raisons pour lesquelles l'eau doit être conservée.  

Discussion en classe: aujourd'hui, nous parlerons de ce qu'il advient de l'excès d'eau dans le réseau d'eau de New York. Une fois que nous utilisons l'eau, elle se déplace vers notre réseau d'égouts. En raison de la façon dont notre réseau d'égouts a été construit il y a longtemps (à partir des années 1850), trop d'eau en mouvement à la fois - comme lors de grosses tempêtes - peut entraîner des eaux usées non traitées dans nos cours d'eau. Nous essayons donc de trouver des moyens de ralentir l'eau il ne peut donc pas polluer nos rivières et il peut donc retourner naturellement dans le cycle de l'eau tout en gardant la ville un endroit plus vert et plus agréable à vivre. 

Exécutez les démonstrations en séquence. 

Démonstration # 1: cette configuration imite le processus naturel de filtration dans le bassin versant de New York. Rappelez aux élèves que l'eau tombe dans les zones montagneuses au nord de la ville et que la gravité l'envoie à travers le sol pour filtrer naturellement l'eau. 

Versez lentement la tasse d'eau dans le système de filtration. Ce qui se produit? Combien de temps faut-il pour passer? De quelle couleur est l'eau qui traverse? 

Démonstration # 2: cette configuration imite le ruissellement provenant des rues et des trottoirs de New York. Demandez aux élèves: que se passe-t-il lorsque l'eau touche le béton? Où va l'eau pendant les grosses tempêtes? Vous pouvez consulter à l'avance les égouts pluviaux et le système d'égout sur le site du Département de la protection de l'environnement de New York: http://www.nyc.gov/html/dep/html/stormwater/index.shtml  

Avant la démonstration, déposez environ cinq gouttes de colorant alimentaire sur la feuille de plastique. Dites aux élèves que cela imite la pollution qui pourrait se trouver dans nos rues et nos trottoirs (les élèves pourraient être en mesure d'identifier des polluants comme l'huile de voiture, le savon provenant du nettoyage des trottoirs et les déchets de chiens) et que la zone au fond du conteneur est les voies navigables de New York. Ensuite, versez une tasse ou deux d'eau sur le dessus de la feuille de plastique. Où est-ce que ça va? De quelle couleur est l'eau au fond du récipient? 

Transition: nous appelons le béton et l'asphalte dans la ville aménagement paysager - c'est comme ça que ça sonne! Au lieu d'absorber l'eau, l'aménagement en dur la repousse, la faisant couler directement dans notre rivière au lieu de passer par le processus de filtrage naturel que nous avons vu dans le bassin versant. De plus, l'aménagement en dur aggrave les inondations, car lors de grandes tempêtes, l'eau peut rester piégée et n'a nulle part où aller. 

Montrez aux élèves les diapositives fournies pendant que vous discutez. 

Green Roof - Les toits verts sont conçus pour absorber l'eau de pluie afin que le réseau d'égouts de New York ne soit pas submergé lors des événements de pluie majeurs. L'eau de pluie est absorbée et «retenue» sur les toits plutôt que de s'écouler dans nos égouts pluviaux. Il arrose les plantes spécialement adaptées, puis s'évapore des toits pour soutenir le fonctionnement continu du cycle de l'eau. Les toits verts ont l'avantage supplémentaire d'absorber la chaleur et le froid et de moduler les fluctuations de température, ce qui réduit les coûts de chauffage et de climatisation de leurs bâtiments et réduit le gaspillage d'énergie. 

L'image du diaporama montre comment les toits verts peuvent facilement être intégrés dans des bâtiments résidentiels et commerciaux existants à petite échelle. Les projets locaux plus importants incluent une installation récente de toit vert dans le Javits Center de Manhattan et sur des bâtiments publics à Brooklyn et dans le Bronx.   

Rive-bio - Bioswales intervient lorsque l'eau coule déjà dans les égouts pluviaux de New York. Le trottoir coupe l'eau directe en «jardins de pluie» qui peuvent absorber l'eau et l'empêcher de s'écouler dans les égouts. Tout excès d'eau qui s'accumule peut sortir de l'autre côté. 

Pour une excellente série de coupes transversales sur les bioswales de New York, voir le document «Bioswale Care Handbook» du Département de la protection de l'environnement de New York: http://www.nyc.gov/html/dep/pdf/green_infrastructure/bioswalecare_handbook.pdf 

L'image du diaporama montre le nouveau bioswale sur Dean Street, Brooklyn. Remarquez les deux trottoirs, les différents types de plantes et le gravier utilisé juste au bord pour faciliter un drainage rapide.   

Béton perméable - Le béton perméable peut être utilisé dans certaines situations pour fournir les surfaces dures que nous aimerions pour marcher et jouer, avec l'avantage supplémentaire de permettre à l'eau de s'infiltrer dans le sol en dessous afin qu'elle ne s'écoule pas dans notre système d'eaux pluviales. À l'heure actuelle, le béton perméable n'est pas assez solide pour supporter l'usure à fort trafic comme sur nos routes, mais il peut être intégré dans un parc pour les allées et les surfaces de jeu. Les ingénieurs et les scientifiques cherchent toujours à améliorer la technologie perméable afin que nous puissions l'intégrer davantage dans le paysage urbain! 

Si vous avez choisi de faire du béton perméable, vous pouvez démontrer ses propriétés en faisant couler de l'eau dans l'échantillon et en demandant aux élèves ce qu'ils voient.  

L'image du diaporama montre l'installation de Stormcrete - une marque de béton perméable - à Springfield Gardens, Queens. Springfield Gardens est vulnérable à l'élévation du niveau de la mer et aux inondations lors des grandes tempêtes. 

Restauration des zones humides - la santé de l'eau n'est pas seulement une question de ruissellement. Une fois l'eau polluée dans nos cours d'eau, il existe des moyens de la nettoyer naturellement. Les mêmes processus de filtration et d'absorption sont en jeu lorsque nous plantons des herbes des zones humides et rétablissons des organismes comme les huîtres, qui nettoient et filtrent naturellement l'eau.   

L'image du diaporama est tirée du Brooklyn Bridge Park, où les architectes paysagistes et les planificateurs de parcs urbains ont travaillé pour intégrer les zones humides dans le nouveau parc (avec des pavés perméables, au premier plan).   

Regardez autour de vous. Pouvez-vous voir des exemples d'infrastructure verte? Identifiez trois exemples différents dans la ville de New York, dessinez-les en couleur et amenez-les en classe pour en discuter.