ABC kanalizacji. Opad zagospodarowany

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf pdf

Może to być efekt różnych czynników: złego stanu
samych wpustów, braku odpowiednio ukształtowanych spadków terenu, wyniesienia zwieńczeń w stosunku do odwadnianych powierzchni, zbyt dużych zlewni jednostkowych wpustów. Przyczynia się też do tego niska sprawność wpustu (realnie raczej tylko 10-20%). W efekcie skuteczny rozstaw wpustów to od kilku do nieco ponad 20 metrów. Oddzielny problem stanowią odwodnienia liniowe. AS
Tu spotyka się tendencje do przyjmowania zbyt wąskich koryt oraz lekceważenie znaczenia obu składników (spadku podłużnego i poprzecznego) spadku wypadkowego nawierzchni. Oczywiście nigdy nie było i nie będzie możliwe zapewnienie całkowitej ochrony terenów zurbanizowanych przed wszystkimi zagrożeniami związanymi z opadami. Chodzi jednak o to, aby zjawiska krytyczne (powiązane z przepełnieniem kanałów i wylaniem się ich zawartości na powierzchnię) nie powtarzały się zbyt często. Taką filozofię reprezentuje aktualna norma kanalizacyjna (PN-EN 752: Zewnętrzne systemy kanalizacyjne). Równocześnie jednak, niezależnie od przywołań normy, w różnych pracach zwraca uwagę formalnie bezkrytyczna akceptacja jej zapisów przy braku ich praktycznego zastosowania. W przeciwnym razie widoczne byłyby jakieś krytyczne zastrzeżenia, choćby odwołania się do zapisów wytycznej ATVA118.

Najistotniejszym problemem istniejących systemów zagospodarowania wód opadowych jest ich zachowanie zdolności do spełniania podstawowych funkcji na określonym poziomie (pochodzących od opadu o określonym prawdopodobieństwie). Wszelkie decyzje dotyczące rozbudowy systemów muszą być podejmowane przy uwzględnieniu tego czynnika. Podobnie podłączanie kolejnych jednostek osadniczych do dowolnej, istniejącej już kanalizacji (rozdzielczej wód opadowych, względnie ogólnospławnej), prowadzącej wody opadowe, wymaga również przeanalizowania konsekwencji zmian obciążenia istniejących elementów (teoretycznie z zachowaniem formalnych wymagań normy PN-EN 752).

Trzeba od razu zastrzec, że zagadnienia zagospodarowania wód opadowych nie można sprowadzać do ich kanalizowania. Zasadnicze znaczenie posiada formalnie nieistniejący, niezwykle ważny kompleks melioracji miejskich, na który składa się wiele elementów, oddający specyfikę danego obszaru. Kanalizacja prowadząca wody opadowe jest tylko jednym z jego elementów. Obok niej w skład melioracji miejskich wchodzą naturalne i sztuczne cieki (w tym cieki skanalizowane w przeszłości), naturalne i sztuczne otwarte lub kryte zbiorniki wodne, elementy melioracji budowlanych czy też rolnych. Na obszarach zalewowych (niekoniecznie depresyjnych) występują z kolei poldery, wydzielone (w sposób sztuczny obwałowaniami lub naturalny) obszary z przepompownią przetłaczającą wody opadowe na obszary, z których następuje naturalny spływ lub bezpośrednio do odbiornika.

Podstawowa zależność określająca wielkość spływu wód opadowych to:

Q = q * F * ψ,

gdzie: q – jednostkowy opad o określonym prawdopodobieństwie, F – powierzchnia zlewni, ψ – współczynnik określający szczelność przykrycia powierzchni zlewni.

Można przyjąć, że sumaryczna wielkość rocznego opadu w wieloleciu jest mniej więcej stała, jednak mamy do czynienia z intensyfikacją zjawisk ekstremalnych. Stąd np. w Niemczech sugeruje się wzrost wartości q w przewidywalnej perspektywie. Z kolei wartość współczynnika ψ jednoznacznie narasta w miarę upływu czasu. Oczywiście wszelkie oceny mają charakter przybliżony, ale w okresie ok. 20 ostatnich lat wartość ta wzrosła nawet o ok. 40% i w efekcie wartość średnia dla terenu całego miasta to obecnie raczej 0,7-0,8, a dla wybranych obszarów nawet 0,9. Oddzielny problem to powszechnie stosowana w Polsce mało wiarygodna zależność od oceny wartości „q” oraz niska wiarygodność obserwacji meteorologicznych. Stąd niezależnie od rozwoju przestrzennego występuje obiektywne zjawisko wzrostu wielkości spływu z powierzchni zurbanizowanych. W efekcie pojawia się problem dostosowania istniejących elementów zagospodarowania wód opadowych do zmieniających się warunków ich eksploatacji. Oczywiście brak jest dokładnych ocen, ale w oparciu o rezultaty cząstkowe z różnych miast można spodziewać się, że w zasadzie natychmiastowej przebudowy wymaga od kilkunastu do kilkudziesięciu procent istniejących sieci kanalizacji wód opadowych, nie mówiąc o pozostałych elementach systemów. Przekładając to na język techniczny, w większych miastach dotyczy to ponad 100 kilometrów istniejącej sieci kanalizacyjnej. Czy jest to w ogóle technicznie możliwe na obszarach już zurbanizowanych? W polskich realiach jest to z góry bardzo ograniczone ze względu na brak jednoznacznych zasad finansowania zagospodarowania wód opadowych – w praktyce sprowadza się ono do budżetów lokalnych. Dodatkowe problemy stwarza rozmyty system prawny.

Problemem staje się nie tylko niewystarczająca zdolność przepustowa elementów systemów zagospodarowania wód opadowych, ale również zdolność odbiornika do odbioru zwiększających się obciążeń. Wzrost stanów odbiornika skutkuje dodatkowymi problemami z odwodnieniami niżej położonych terenów, w tym chronionych obwałowaniami. Problemem strategicznym dla racjonalnej gospodarki wodami opadowymi jest powiększenie zdolności retencyjnej terenu i rezygnacja z traktowania kanalizacji jako jedynego rozwiązania problemu (wytyczna ATV A105). Problem retencji można rozpatrywać w kilku aspektach, zależnie od warunków lokalnych. Występowanie terenów dominujących (przy czym np. na terenach miast pomorskich różnice mieszczą się w granicach 100-200 m, ale znaczenie posiadają o wiele mniejsze różnice, w skrajnych przypadkach nawet kilkumetrowe) powoduje, że pierwszeństwo powinny mieć działania na ich obszarze. Przykładowo w Elblągu w okresie międzywojennym wszystkie zbiorniki wodne na wysoczyźnie były wyposażone w sposób umożliwiający ich wykorzystanie jako zbiorniki retencyjne.

Wprawdzie można w różny sposób przeciwdziałać intensywności spływów, jednak na terenach miejskich rozbudowa zbiorników retencyjnych pozostaje jedynym racjonalnym sposobem doprowadzenia istniejących systemów do stanu zapewniającego użytkownikom minimum komfortu. Oczywiście trudno mówić o spełnieniu standardów normy PN-EN 752, ale zalecenia ATVA118 (1999) są praktycznie osiągalne. Zwraca się uwagę, że problem tworzenia zbiorników retencyjnych dotyczy zarówno obszarów zewnętrznych, jak też intensywnie użytkowanych centrów miast. Nie chodzi więc o pytanie, czy stosować zbiorniki retencyjne, ale jak to robić, aby rozwiązania były dostosowane do lokalnych możliwości i potrzeb. Przykładowo w Warszawie zagadnieniem strategicznym są działania w obszarze zlewni Potoku Służewieckiego. W ramach wspólnego programu Gdańska i Sopotu wykonano zbiorniki na ciekach stanowiące zarówno element retencyjny, jak też podczyszczania oraz dekoracyjny.

W praktyce występują różne rozwiązania zbiorników retencyjnych – trudno stosować tradycyjne zbiorniki otwarte na obszarach śródmiejskich. Zastępują je tam kryte zbiorniki żelbetowe o różnych konstrukcjach. Ich alternatywą mogą być wprowadzane bezwykopowo (przez tunelowanie, mikrotunelowanie) przewody o dużych średnicach. Są to jednak duże obiekty, dla których inwestorem pozostaje gmina. Biorąc pod uwagę poziom finansowania inwestycji dotyczących wód opadowych z lokalnych budżetów, trudno spodziewać się, aby poza szczególnymi sytuacjami znalazły one szerokie zastosowanie.

Na obszarach z mniej licznymi inwestycjami możliwe jest wykorzystanie zbiorników o konstrukcjach wykorzystujących mniejsze elementy. Ich zaletą jest przede wszystkim to, że konstrukcje są w miarę proste, a koszt realizacji jest ograniczony, ponieważ realizacja alternatywnych rozwiązań może być prowadzona przez poszczególnych inwestorów, odciążając tym samym lokalne budżety.

Jedną z alternatyw są zbiorniki rurowe, które (skonstruowane w oparciu o rury GRP) są obecnie powszechnie stosowane w warszawskich inwestycjach drogowych. Analogiczne rozwiązania znalazły zastosowanie w różnych innych obiektach. Wprawdzie najbardziej popularny jest tu układ palety, ale układ linii pozwala budować zbiorniki przy ograniczonym pasie realizacji.

Zbiorniki tworzone w oparciu o mniejsze elementy (komory, skrzynki) mogą realizować równocześnie dwie funkcje: rozsączającą i retencjonującą, przy czym zależnie od warunków lokalnych możliwe jest podkreślenie jednej z nich. Przy wyborze konkretnego rozwiązania potrzebne jest kierowanie się zarówno względami ekonomicznymi, jak też realnie ocenianymi obciążeniami mogącymi działać na konstrukcję. Ze względów statycznych szczególnie interesujące są komory oraz skrzynki o wzmocnionych konstrukcjach. O funkcji obiektu decyduje rodzaj geotkaniny stanowiącej jego otulinę – użycie geomembrany praktycznie eliminuje funkcję rozsączania, geowłóknina dobrana do lokalnych warunków gruntowych pozwala ją realizować. Bezwzględnie konieczne jest ścisłe przestrzeganie wymagań producenta odnośnie rodzaju i jakości używanych materiałów. Szczególnym problemem pozostaje jakość geotkaniny, a także jakość i granulacja obsypek oraz podsypek. Po prostu z byle czego, byle czym i byle jak nie da się stworzyć konstrukcji spełniającej określone wymagania jakościowe.

prof. dr hab. inż. Ziemowit Suligowski

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij