Projektowanie systemów rozsączających w Polsce (4). Woda w grunt!

zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Istnieje wiele sposobów wprowadzenia wody w grunt. Niektóre z tych metod znane są od lat. Niektóre z rozwiązań są bardzo nowatorskie. Z moich doświadczeń wynika, iż w Polsce stosuje się stosunkowo mało rodzajów odprowadzenia wody do gruntu. Prawdopodobnie wynika to po części z wymagań narzuconych przez np.: drogowców, trochę z niewiedzy, ale też w dużej mierze ze starych przyzwyczajeń i schematów stosowanych przy projektowaniu. Obserwując doświadczenia z innych krajów, rodzi się ogólny wniosek, iż warto czasami sięgnąć po inne alternatywne rozwiązania odprowadzania wody do gruntu.

Na rysunku 1 przedstawiłem ogólny podział instalacji rozsączających w zależności od ich funkcji, zdolności infiltracyjnej podłoża oraz dostępności powierzchni.

Metody
Można wyróżnić wiele metod technicznego rozsączania wody w grunt. Właściwości tych systemów są szczegółowo opisywane w literaturze. Poniżej przedstawię ich poszczególne cechy i właściwości. Zgodnie z wytyczną ATV DVWK A 138 można rozróżnić następujące systemy infiltracji wody do gruntu:
* zbiorniki chłonne otwarte,
* studnie chłonne,
* systemy nieckowo-przelewowe,
* element niecka-rigola,
* zbiorniki rozsączające rurowe,
* zbiorniki rozsączające skrzynkowe,
* komory rozsączające.

Zbiorniki chłonne otwarte
Fot. Wykładanie skarp zbiornika chłonnego geokratą komórkową (arch. REHAU).Zbiorniki chłonne otwarte dość często stosuje się np. przy budowie dróg i autostrad jako prostą metodę retencji i rozsączenia wody deszczowej w grunt. W zasadzie wymiarowanie zbiorników otwartych wykonuje się często podobnie jak zbiorników retencyjnych. Stosowane są zazwyczaj nastepujace normy lub wytyczne:
* metoda Annena i Londoga [4],
* Pechera [4],
* niemiecka wytyczna DWA-A 117 „Bemmesung von Regenreuckhaltenraeumen” kwiecień 2006 [2].

Podstawowym wymaganiem przy doborze zbiorników chłonnych otwartych jest teren pod tego typu urządzenia. Dodatkowo zbiorniki tego rodzaju można często ciekawie wkomponować w otoczenie i jego naturalne ukształtowanie.

Dodatkowym wymaganiem jest wystepowanie dość chłonnej warstwy wodonośnej. Moim zdaniem powinna być to minimalnie warstwa 2-3 m gruntu chłonnego o współczynniku fitracji nie mniejszym niż kf ≤ 1 * 10-4 m/s. Wynika to też z faktu, iż w zbiornikach otwartych dochodzi do sezonowego dużego wahania zwierciadła wody gruntowej. Dodatkowo problemem w praktyce jest często sposób wykończenia dna, pozwalający na swobodną fitrację wody w grunt, a jednocześnie umożliwiający dokonywanie konserwacji tych zbiorników.

Natura, oczywiście, bardzo szybko wykorzystuje i zagospodarowuje tego typu budowle inżynieryjne, ponieważ często są to miejsca w terenie, gdzie najdłużej występuje woda. Z tego powodu tego typu zbiorniki często szybko zarastają roślinnością wodną etc. Jest to, oczywiście, jak najbardziej ekologiczne rozwiązanie, natomiast należy wyjść z założenia w projektowaniu, iż wydajność rozsączająca tego typu zbiorników chłonnych otwartych spada wraz z upływem czasu. Znane są w Polsce instalacje, które po paru latach całkowicie straciły swoją wydajność chłonną i wymagały gruntownych renowacji. Na pewno należy pamiętać o problematyce utraty wydajności przez zbiorniki chłonne na skutek zarastania.

Rysunek 1. Wybór systemów infiltracyjnych w zależności od parametrów powierzchni, funkcji i geologii [1, 3].

Istnieją dziś również nowoczesne metody wzmocnienia dna lub skarp zbiornikow, np. za pomocą geokomórek wykonanych z geowłókniny. Dodatkowo wykonuje się wzmocnienia dna tego typu zbiorników za pomocą ażurówych krat z tworzyw sztucznych. Wnętrze tych krat wypełniane jest następnie żwirem o uziarnieniu 2-8 mm.

Podsumowując, zbiorniki powierzchniowe chłonne można zainstalować w przypadku wystepowania dużej ilości terenu. Jest to rozwiązanie dość tanie i skuteczne. Wadą tych systemów jest duży spadek sprawności infiltracji w czasie oraz problemy z utrzymaniem tego typu zbiornika.

Studnie chłonne
Studnie chłonne są historycznie znanym rozwiązaniem, stosowanym od wieków do rozsączania wody gruntowej. Standardowo do budowy studni chłonnych stosowane są kręgi betonowe lub żelbetowe. Ich średnica i wysokość zależy od położenia zwierciadła wody gruntowej oraz od budowy geologicznej. Zwykle używane są kręgi o średnicy 1,0 m i wysokości 1,0 m. Dno studni chłonnych wykładane jest żwirem lub pospółką o uziarnieniu od 0,25 do 4 mm. Minimalna wartość współczynnika filtracji dla tych gruntów powinna wynosić kf ≤ 1 x 10-3 m/s. Grubość tej warstwy powinna wynosić co najmniej 0,5 m.

Rysunek 2. Przykładowa budowa studni chłonnych.

Studnie chłonne, niestety, charakteryzują się małą wydajnością infiltracji, ponieważ zachodzi ona tam tylko na dnie takiego urządzenia. Ściany studni chłonnych nie pozwalają na infiltrację wody w grunt.  Z tego powodu jest to rozwiązanie, które z pewnością można zaproponować dla małych zlewni nieprzekraczających 300 m2. Dodatkowo budowa studni chłonnych nie jest taka tania. Z tego względu można zaryzykować stwierdzenie, że rozwiązanie to z pewnością będzie coraz rzadziej stosowane na rzecz systemów skrzynkowych, które przy podobnych kosztach zabudowy gwarantują wyższą sprawność infiltracji wody w grunt.

W następnym artykule postaram się przedstawić systemy nieckowo-modułowe umożliwiające odprowadzenie wody do gruntu.

Marcin Motylski

Literatura:
1. DWA-A 138 „Planung, Bau Und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niedrerschlagwasser- kwiecień 2005”.
2. DWA-A 117 „Bemessung von Regenrückhalteräumen“ kwiecień 2006.
3. Dr. M. Merta, „Zagospodarowanie wód opadowych znaczenie, przykłady, wymiarowanie”, Brake, 18 września 2012.
4. R. Edel, „Odwodnienie dróg”.

Rysunek 1. Wybór systemów infiltracyjnych w zależności od parametrów powierzchni, funkcji i geologii [1, 3].
Rysunek 2. Przykładowa budowa studni chłonnych.
Fot. Wykładanie skarp zbiornika chłonnego geokratą komórkową (arch. REHAU).

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