Potrzeba zwiększenia zdolności retencyjnej zlewni zurbanizowanej nie może być podważana, jednak istotą problemu pozostaje zawsze wybór racjonalnego rozwiązania.

Od pewnego czasu mamy do czynienia z różnymi naciskami w kierunku stosowania różnych konkretnych, często odległych od optymalnych, rozwiązań. Odnosi się wrażenie, że poszczególni projektanci zajmują się bardziej promowaniem poszczególnych firm niż projektowaniem.

Generalnym problemem w odniesieniu do wód opadowych pozostaje zawsze ocena ilościowa zjawiska. System obserwacji meteorologicznych w Polsce jest niezadowalający, niepełny i nieodpowiedni dla wiarygodnych ocen ilościowych; wprawdzie w poszczególnych miastach przystępuje się do tworzenia własnych zbiorów informacji, jednak uzyskanie podstawy do projektowania wymaga dysponowania informacją z dłuższego okresu czasu. Ostatecznie własne dane pozwalają ułatwić podejmowanie decyzji, a w poszczególnych przypadkach wprowadzono lokalne standardy projektowe.

Obliczenia

W istniejącej sytuacji konieczne jest oparcie się na formułach przybliżonych, z konieczności obciążonych ilością i lokalizacją podstawowych obserwacji. Dla ułatwienia praktycznych obliczeń powstała dostępna bez ograniczeń platforma internetowa www.retencja.pl (uruchomiona wiosną 2015 r.), w skład której wchodzi m.in. kalkulator (opracowany przez prof. Pawła Licznara z Politechniki Wrocławskiej) pozwalający określić wielkość miarodajnego opadu oraz zbiornika retencyjnego dla ograniczonej zlewni o powierzchni do ha.

W chwili obecnej obliczenia prowadzone są w oparciu o formuły Błaszczyka, Bogdanowicz – Stachý oraz Suligowskiego. Zbiornik wymiarowany jest w sposwób przybliżony zgodnie z wytyczną DWA-A117 (Bemessung von Regenrückhalteräumen, grudzień 2013), w związku z czym istnieje ograniczenie do zlewni o maksymalnej powierzchni utwardzonej do 60 ÷ 80 ha.

Kalkulator opadów oraz zbiornika retencyjnego funkcjonuje w układzie: wybór województwa → wybór powiatu → wybór miasta, przy czym uwzględniono wszystkie polskie miasta. Tworzenie zbiorników dla relatywnie małych zlewni jest sensowne, ponieważ są one najbardziej efektywne przy lokalizacji w miarę blisko tworzenia strumienia spływu. Wprawdzie dość często występują zbiorniki w pobliżu wylotów, jednak o ile jest to działanie świadome to powinny istnieć dodatkowe przesłanki tej opcji.

Rozwiązania zbiorników

Istnieje bardzo wiele rozwiązań zbiorników retencyjnych – zarówno krytych, jak też otwartych (te ostatnie z reguły spełniają również funkcję dekoracyjną, muszą jednak muszą wówczas dysponować odpowiednią dużą rezerwą objętości). Zbiorniki mogą pełnić zarówno rolę magazynową, jak też retencyjno – rozsączającą, do tej ostatniej szczególnie predestynowane są zbiorniki otwarte, względnie kryte jako konstrukcje oparte na takich elementach, jak skrzynki i komory rozsączające.

Możliwe są zarówno konstrukcje „monolityczne”, jak też montowane z elementów na placu budowy – trzeba podkreślić, że odpowiednią jakość materiałową gwarantują jedynie konstrukcje oparte na elementach wykonanych w warunkach fabrycznych.

Uzyskanie jakości w przypadku wyrobów wytwarzanych na placu budowy wymaga szczególnego nadzoru (zwłaszcza przy przygotowaniu podłoża, robotach zbrojarskich oraz betonowaniu; zastosowany beton musi pochodzić od sprawdzonego producenta, predestynowany jest beton samozagęszczalny). Ważnym elementem jest układ przestrzenny zbiornika retencyjnego (rys. 1), przy czym „paleta” pozwala na względnie płytkie realizacja i wraz z „linią” jest korzystny w aspekcie infiltracji.

Ostatecznie przyjmowane rozwiązania muszą uwzględniać względy przyszłej eksploatacji, w tym realne możliwości konkretnego eksploatatora (oczywiście zawsze można kupić odpowiednie wyposażenie, jednak ceny nowoczesnego sprzętu eksploatacyjnego są ściśle związane ze zdolnością realizacji odpowiednich funkcji. Jednostkowe ceny zakupu mogą być liczone w milionach zł). Po co np. zastosowanie dysz napowietrzających w zbiorniku do którego tylko okresowo będzie doprowadzany nadmiar wód opadowych? Nie da to wiele więcej poza dodatkowymi kosztami i komplikacjami przyszłej eksploatacji.

Charakter posadowienia podziemnych zbiorników retencyjnych narzuca konieczność starannego podejścia do ich projektów z uwzględnieniem zapisów norm (PN-EN 1997 – 1 Eurokod 7:2008: Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne oraz PN-EN 1997 – 2 Eurokod 7:2009: Projektowanie geotechniczne. Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego) oraz Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. 2012 r. poz. 463). Jedynie takie postępowanie pozwoli na uniknięcie późniejszych problemów.

Materiały

Oddzielnym problemem pozostają rozwiązania materiałowe przy rozwiązaniu zbiornika, w szczególności:

* wyroby betonowe (żelbetowe),

* wyroby z duroplastów (GRP),

* wyroby z termpolastów (praktycznie z PE, względnie PE w kombinacji z PP) w bardzo zawężonym zakresie (tylko kilku producentów w skali Europy),

mogą uzyskać cechy wytrzymałościowe podporządkowane wymaganiom konkretnego projektu. Większość wyrobów z tworzyw termoplastycznych posiada natomiast parametry jednoznacznie określone w katalogach i nie można mówić o poważniejszych modyfikacjach na potrzeby konkretnego projektu (przy czym wytrzymałość kompletnego urządzenia może być istotnie różna od wytrzymałości jego elementów składowych). Tu pojawia się problem granicznej wielkości naziomu – w znanym mi przypadku zbiornik przeznaczony do przykrycia 1,5 m gruntu przykryto ponad 3 m warstwą gruntu, efektem stało się zniszczenie konstrukcji.

Specyficzne miejsce zajmują zbiorniki rurowe, oparte na rurach o średnicach na ogół co najmniej Ø1000 mm. Mogą to być zarówno ciągi pojedynczych rur, jak też ich zespoły o różnej geometrii przestrzennej. O przydatności rozwiązania w konkretnej sytuacji w znacznym stopniu rozstrzygają podstawowe parametry posadowienia obiektu. Nieodpowiednio posadowiony zbiornik w warunkach miejskich może stwarzać zagrożenia dla otoczenia, czy też być po prostu nierealny.

Generalnie minimalna wysokość przykrycia zbiornika rurowego w warunkach ruchu samochodowego wynosi 1,40 m, natomiast indywidualne (unikatowe) cechy poszczególnych wyrobów pozwalają ją ograniczyć (chodzi nie tyle o nadmiernie eksponowane zagrożenie mrozowe, co ochronę przed obciążeniami dynamicznymi).

Dodatkowym problemem, szczególnie na terenie już zainwestowanym, może okazać się celowe wykorzystanie technologii czasowego upłynnienia gruntu RSS Leipzig® pozwalającej na wspólne układanie wielu sieci w jednym wykopie. W ostatecznym efekcie w przypadku konieczności realizacji tradycyjnej zbiornika rurowego na znacznej głębokości powstaje problem dużej strefy „martwej” ponad nim (rys. 2).

Martwa przestrzeń w przypadku zbiornika rurowego w miarę obniżania jego wysokości zagłębienia.

Rys. 2. Martwa przestrzeń w przypadku zbiornika rurowego w miarę obniżania jego wysokości zagłębienia.

Szczególne cechy komór wytwarzanych z PE (specyficzne żebrowania) pozwalają uzyskiwać przez nie relatywnie bardzo dużą wytrzymałość na obciążenia dynamiczne. Podobnie zachowuję się wybrane rozwiązania skrzynek, przy czym wykonawstwo z użyciem skrzynek lub komór jest generalnie proste i nie wymaga zaangażowania ciężkiego sprzętu oraz pozwala ograniczyć wielkość placu budowy.

Z kolei specyfika konstrukcji z GRP stwarza możliwość dostosowania rozwiązań do potrzeb konkretnego projektu (w efekcie popularność użycia odpowiednich zbiorników rurowych na terenie lotnisk, przy szczególnie dużych obciążeniach dynamicznych). Konstrukcje żelbetowe mogą być również względnie łatwo dostosowywane do lokalnych wymagań.

Zbiornik rurowy predestynowany jest do użycia w dwóch sytuacjach – gdy jest odpowiednio dużo miejsca i można go posadowić płytko (patrz – warszawskie inwestycje drogowe, czy też obiekty na lotniskach), względnie gdy brak jest miejsca i trzeba „uciekać w głąb” z zastosowaniem metod bezwykopowych. Nie jest przypadkiem, że pierwsze takie realizacje pojawiły się w centrum Tokio, gdzie do podziemnych zbiorników o kilkumetrowych średnicach kierowano wody przelewowe.

Podsumowanie

Reasumując – nie można się pytać, czy budować zbiorniki retencyjne, względnie inaczej zwiększać zdolności retencyjne zlewni, ale jak to zrobić sensownie. W ostatnim czasie pojawił się problem narzucania przez poszczególnych projektantów konkretnych bardzo specyficznych rozwiązań, bez merytorycznego uzasadnienia. Jest to tym istotniejsze, że w konkretnych warunkach narzucane rozwiązania mogą być praktycznie nierealne, względnie ich późniejsza eksploatacja będzie co najmniej bardzo skomplikowana.

O lekceważeniu istniejących problemów świadczy to, że projektanci podejmują brzemienne w skutki decyzje bez wizji w terenie, czy też nie dysponując żadnymi informacjami o istniejących warunkach posadowienia głębokich obiektów, nierzadko w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów wymagających szczególnej ochrony.

prof. dr hab. inż. Ziemowit Suligowski

Rys. główny. Charakterystyczne układy zbiorników retencyjnych: a – prostopadłościan, b – liniowy, c – rurowy, d – paleta

Prenumerata Magazynu Instalatora

Jedna myśl na temat “Woda opadowa w zbiorniku retencyjnym

  • 25 listopada 2016 o 15:19
    Permalink

    najlepszy sposób wyznaczania objętości zbiornika to
    1 modelowanie hydrodynamiczne
    2 model matematyczny
    inne uproszczone metody tylko do wstępnego wyznaczania objętości

    Odpowiedz

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