Postępowanie z wodami opadowymi. Zbiorniki retencyjne

Transkrypt

1 Postępowanie z wodami opadowymi Zbiorniki retencyjne

2 Podziemny zbiornik jednokomorowy, materiał PE

3 Zbiorniki retencyjne - urządzenia do okresowego przetrzymywania nadmiaru ścieków w czasie intensywnych opadów (odciążenie sieci) i do sedymentacji zawiesin i części stałych (oczyszczanie mechaniczne ścieków). Druga funkcja występuje z pierwszą, pierwsza niekoniecznie z drugą. Zbiorniki retencyjne budowane są na sieciach kanalizacji deszczowej oraz (rzadziej) ogólnospławnej Zastosowanie zbiorników retencyjnych w sieci kanalizacji deszczowej umożliwia zmniejszenie projektowanych przekrojów poprzecznych kanałów. Pozwala na wprowadzenie większej ilości ścieków deszczowych do odbiornika (np.: małego cieku), likwidując potrzebę regulacji cieku bądź też ograniczając jej zakres. W sieciach kanalizacyjnych stwarza możliwość rozbudowy sieci przy wzrastających powierzchniach zlewni.

4 powódź miejska

5 rozwiązanie wariantowe zgodnie z przepisami (nie częściej niż 5 (10) x w roku) zbiornik retencyjny z funkcją przechwytywania osadów

6 Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ 2006

7 Hydrogram dopływu i odpływu dla zbiornika retencyjnego i graficzne wyznaczenie jego pojemności (obliczenia objętości: ATV A 117; rozwiązania, patenty, literatura prof. J.Dziopak Politechnika Rzeszowska, prof..a. Kisiel, Politechnika Częstochowska) Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ 2006

8 Zbiorniki retencyjne otwarte i zamknięte Podział systemowy retencyjnych zbiorników kanalizacyjnych Kisiel A., Kisiel J., Malmur R., Mrowiec M., Retencyjne zbiorniki jako element nowoczesnych rozwiązań sieci kanalizacyjnych, Czsaopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, nr 1/2008

9 Kisiel A., Kisiel J., Malmur R., Mrowiec M., Retencyjne zbiorniki jako element nowoczesnych rozwiązań sieci kanalizacyjnych, Czsaopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, nr 1/2008

10 Kisiel A., Kisiel J., Malmur R., Mrowiec M., Retencyjne zbiorniki jako element nowoczesnych rozwiązań sieci kanalizacyjnych, Czsaopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, nr 1/2008

11 Kisiel A., Kisiel J., Malmur R., Mrowiec M., Retencyjne zbiorniki jako element nowoczesnych rozwiązań sieci kanalizacyjnych, Czsaopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, nr 1/2008

12 Kisiel A., Kisiel J., Malmur R., Mrowiec M., Retencyjne zbiorniki jako element nowoczesnych rozwiązań sieci kanalizacyjnych, Czsaopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, nr 1/2008

13

14 Dwukomorowy zbiornik retencyjny (materiał blacha fałdowa izolowana) średnica 3 m, 12 m dł., pojemność łącznie170 m 3 materiały informacyjne firmy ViaCon Sp. z o.o.

15 Zbiorniki retencyjne na wody opadowe wykonane w technologii CC-GRP: a) schemat zbiorników; b) etap budowy zbiorników przykrywanie warstwą nośnego gruntu (materiały informacyjne firmy Hobas System Polska) Źródło: A.Wysokowski, Odwodnienie parkingów i miejsc obsługi podróżnych - cz. II - Odwodnienie wgłębne, Inżynier Budownictwa, 10/2010

16 materiały firmy Rehau

17 materiały firmy Rehau

18 Zbiornik retencyjny otwarty, wielokomorowy

19 Na terenach, z których odprowadzane są wody deszczowe tradycyjnymi metodami obserwuje się : - obniżanie poziomu wód gruntowych i zmniejszanie zasobów wód gruntowych spowodowane przez nadmierny odpływ wód deszczowych zamiast przesiąkania do gruntu, - nadmierne osuszanie gruntu z przyczyn jw. oraz przez infiltrację wód gruntowych do kanalizacji, - zanikanie cieków na obszarze zurbanizowanym, - degradacja cieków ze względu na ich przeciążenie zrzutami z kanalizacji, - degradacja cieków poprzez ich kanalizowanie - betonowanie dna i brzegów, prostowanie biegu i niszczenie naturalnej retencji w stawach i zakolach, zamiana powolnego cieku w bystrotok nazywane regulacją cieku, co często towarzyszyło rozbudowie kanalizacji deszczowej, pogorszenie warunków bytowania ludności (zapylenie i zanieczyszczenie powietrza, redukcja źródeł poboru wody, ograniczenie możliwości wypoczynku i rekreacji, obniżenie zbiorów płodów rolnych ), zachwianie równowagi ekologicznej obszaru, jego pustynnienie i zanik wrażliwej roślinności, zmiany w strukturze gruntu jako przyczyna strat w infrastrukturze budowlanej.

20 Woda opadowa spowalnianie, przechwytywanie, przetrzymywanie rozsączanie w gruncie odprowadzanie w przewodach sieci kanalizacyjnej inne wykorzystanie spowalnianie, przechwytywanie, przetrzymywanie (spływu) jako fundamenty przeciwdziałania skutkom opadów w sytuacji przyspieszonej urbanizacji i industrializacji terenów Stosowanie alternatywnych rozwiązań zagospodarowania wód opadowych: (bardzo efektywne, potrzebne, przyszłościowe...) - efekty (cele) techniczne, - efekty (cele) ekologiczne, - efekty (cele) ekonomiczne.

21 Naturalny charakter zbiornika, również z celowym obsadzeniem roślinnością (tylko dla wód deszczowych) Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ 2006

22 D. Gatkowska-Jeleńska, J. Jeleński: NATURALNA ESTETYKA ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH DESZCZÓWKI

23 Otwarty zbiornik retencyjny ogrodzony siatką i z betonowymi skarpami na tle lasów i pól Wymagane liczne działania biezące utrzymanie i naprawa uszkodzeń D. Gatkowska-Jeleńska, J. Jeleński: NATURALNA ESTETYKA ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH DESZCZÓWKI

24 D. Gatkowska-Jeleńska, J. Jeleński: NATURALNA ESTETYKA ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH DESZCZÓWKI

25 Zbiornik retencyjno-infiltracyjny przy autostradzie Monachium Salzburg D. Gatkowska-Jeleńska, J. Jeleński: NATURALNA ESTETYKA ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH DESZCZÓWKI

26 Rów przydrożny prowadzący do zbiornika retencyjnego

27 Przelew awaryjny ze zbiornika retencyjnego zespolony z komorą operacyjną D. Gatkowska-Jeleńska, J. Jeleński: NATURALNA ESTETYKA ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH DESZCZÓWKI

28 D. Gatkowska-Jeleńska, J. Jeleński: NATURALNA ESTETYKA ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH DESZCZÓWKI

29 Budowa stawu ogrodowego z wykorzystaniem geomembrany PEHD (1,5 2,5 mm) i geowłókniny, (doświadczenia z budowy tradycyjnych stawów rybnych i ogrodowych)

30 Uwagi i wnioski Funkcjonalnie najłatwiejsze w obsłudze zbiorniki: posiadają zagłębiona w gruncie zewnętrzną komorę operacyjną, z użyciem której odbywa się zarówno doprowadzanie wody i opróżnianie zbiornika (system rur doprowadzających i odprowadzających powiązanych z komorą). Zamknięcie i zagłębienie w gruncie komory eliminuje konieczność grodzenia urządzeń regulacyjnych. mają ok. 1/3 powierzchni w sposób stały zawsze wypełniona wodą, ale woda może być odpompowana podczas zabiegów utrzymaniowych z użyciem pomp zanurzeniowych (IBDIM, 1999). Należy tu brać pod uwagę zagrożenia wyniesienia dna parciem wód gruntowych i stosować odpowiednie zabezpieczenia: wyniesienie ponad poziom wód gruntowych, balastowanie dna, zawory bezpieczeństwa w najniższym punkcie, obniżenie poziomu wód gruntowych wraz z odpompowaniem zbiornika). zbiornik nie musi mieć szczelnego dna lub może mieć dno uszczelnione tylko w części. dla ułatwienia zasiedlenia przez florę i faunę wodną konieczne jest łagodne nachylenie skarp max 1:2, odpowiednie podłoże dla roślin (piasek i glina), strefa stałego zalewu wody (1,5 m dla ryb). naturalne rozwiązania pozwalają uniknąć wysokich kosztów budowy i utrzymania związanych z budową ogrodzonych betonowych zbiorników

31

32 system TARP (Tunnel and Reservoir Plan) w Chicago system Hirano River Flood w Osace Tunel retencyjny - Osaka Tunel wieloprzewodowy z funkcją umożliwiającą retencjonowanie wód (Osaka)

33 Obiekty specjalne zbiornik retencyjny w Osace (Osaka-Tosabori-Tsumori Trunk Sewer)

34

35 Tunnel and Reservoir Plan: Stacja pomp umieszczona 106,5 m pod powierzchnią gruntu

36 Postępowanie z wodami opadowymi c.d. Alternatywne sposoby postępowania

37 Woda opadowa spowalnianie, przechwytywanie, przetrzymywanie rozsączanie w gruncie odprowadzanie w przewodach sieci kanalizacyjnej inne wykorzystanie spowalnianie, przechwytywanie, przetrzymywanie (spływu) jako fundamenty przeciwdziałania skutkom opadów w sytuacji przyspieszonej urbanizacji i industrializacji terenów

38 dachy zielone jako skuteczny element systemu spowalniania i przetrzymywania spływu (istotna jest również redukcja ładunku zanieczyszczeń)

39 Zanieczyszczenie wód deszczowych Podstawowe zanieczyszczenia trafiające do kanalizacji ze ściekami deszczowymi: - zawiesiny i zanieczyszczenia grube, - metale ciężkie, - substancje ropopochodne, - związki biogenne. Ewa OCIEPA, Adam KISIEL i Joanna LACH: Ochrona wód powierzchniowych przed zrzutami ścieków deszczowych z sieci kanalizacyjnych, materiały konferencyjne ECOpole 2009

40 Ścieki opadowe odprowadzane do odbiorników powierzchniowych lub wprowadzane do gruntu muszą spełniać standardy jakości określone przepisami. (DzU z 2014, poz. 1800) (zastępujące rozporządzenia z 2006 i 2009 r. )

41

42 Alina Nowakowska - Błaszczyk: Współczesne metody odprowadzania wód opadowych, które można zastosować dla terenów Warszawy Obszary na terenach zurbanizowanych, z których wskazane jest wprowadzanie deszczu do gruntu ze względu na małe ich zanieczyszczenie : 1. Osiedla mieszkaniowe /całe osiedla/, 2. Zespoły mieszkaniowe /j.w./ 3. Zespoły usługowe /j.w./ 4. Pojedyncze obiekty mieszkaniowe lub usługowe 5. Obiekty przemysłowe nieuciążliwe dla środowiska.

43

44 Dwa podstawowe systemy odprowadzania deszczu do gruntu: - powierzchniowy - wprowadzenie spływów opadowych przez powierzchnie zielone oraz nieszczelne powierzchnie, - podziemny - wprowadzenie i podziemne rozprowadzeniu w gruncie spływów deszczowych. Infiltracja powierzchniowa spływów wód opadowych do gruntu może odbywać się poprzez: - trawniki, ogródki przydomowe, tereny zielone z krzewami, drzewami, - rowy trawiaste, rowy chłonne, niecki chłonne, - chodniki, parkingi, place o powierzchni ażurowej lub wykonane z płyt, kostki w ten sposób, aby powstały między nimi szpary umożliwiające wsiąkanie opadu, - drogi, place, parkingi wykonane z przesiąkliwego asfaltobetonu, - ziemne zbiorniki chłonne. Infiltracja podziemna spływów wód opadowych do gruntu może się odbywać poprzez: - podziemne zbiorniki wypełnione żwirem z rozprowadzeniem spływów rurami perforowanymi, - studnie rozsączające połączone najczęściej z systemem rowów rozsączających, - skrzynki i komory rozsączające w postaci gotowych do montażu elementów. Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ 2006

45 Alina Nowakowska - Błaszczyk: Współczesne metody odprowadzania wód opadowych, które można zastosować dla terenów Warszawy Najprostsze i najbardziej efektywne są metody wprowadzania opadu do gruntów piaszczystych przy głębokim zaleganiu wód gruntowych. Grunty tzw. nieprzepuszczalne, tj. gliny i iły, nie stanowią istotnej przeszkody we wprowadzaniu do nich opadów - muszą natomiast by zastosowane odpowiednio duże, podziemne lub powierzchniowe magazyny na odpływy deszczu, które pozwoliłyby na powolne, stopniowe wchłonięcie wody przez grunt. Doprowadzenie wód opadowych do miejsca przesiąkania lub magazynowania powinno by wykonane w miar możliwości po powierzchni terenu, bez stosowania kanałów. Nie zawsze wskazane jest wprowadzanie deszczu do gruntu przy płytkich wodach gruntowych tam, gdzie wysokie zwierciadło wód gruntowych może mieć niekorzystny wpływ na zabudowę. Przepisy niemieckie min. 0,5 m do poziomu wody gruntowej, 2 m do budynków z Izolacją przeciwwodną, 5 m do bud. bez izolacji.

46 Podstawowa klasyfikacja urządzeń rozsączających

47 Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ 2006 Układ w postaci galerii studni chłonnych

48 Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ 2006 osadnik (separator)

49 Studnie chłonne - łatwe w wykonawstwie, - niskie koszty budowy, - niewielka zajmowana powierzchnia Wady wybrane za Vademecum... (literatura)

50

51 Komory drenażowe Materiały firmy Ekobudex Sp. z o.o.

52 Materiały firmy Ekobudex Sp. z o.o.

53 Materiały firmy Ekobudex Sp. z o.o.

54 Materiały firmy Ekobudex Sp. z o.o.

55 Komora drenażowa jako rów odwadniający Kanalizacja i odwodnienia Rozwiązanie podobne konstrukcyjnie do tzw. drenów francuskich ( french drain?), niezależnie idea odwrotnego wykorzystania systemów drenarskich (w tym drenów francuskich) - do rozsącznia. Rozwiązanie to jednak wykazuje ograniczone możliwości ze względu na niewielka objętość przechwytywanej wody (konieczność stosowania bardzo długich drenów)

56

57 Zbiornik retencyjno - rozsączający materiały firmy Rehau

58 materiały firmy Vavin

59

60 Wg wytycznych GDDKiA (suchy) Zbiornik infiltracyjny stosuje się gdy odwadniana powierzchnia ma od 2 ha do 8 ha, a grunt do głębokości 1,5 m poniżej dna zbiornika zapewnia szybkość filtracji co najmniej 1,25 cm/h i znajduje się powyżej poziomu wody gruntowej. (lepiej niecka, mulda infiltracyjna) Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia parkingów i MOP, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa 2009

61 Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ 2006

62

63 materiały firmy Rehau

64 zdj. własne

65 zdj. własne

66 Szling Z., Pacześniak E., Odwodnienia budowli komunikacyjnych, Oficyna Wydawnicza PWr, Wrocław 2004

67 Szling Z., Pacześniak E., Odwodnienia budowli komunikacyjnych, Oficyna Wydawnicza PWr, Wrocław 2004

68 Szling Z., Pacześniak E., Odwodnienia budowli komunikacyjnych, Oficyna Wydawnicza PWr, Wrocław 2004

69 Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia parkingów i MOP, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa H. Sawicka-Siarkiewicz, P. Błaszczyk: Urządzenia kanalizacyjne na terenach zurbanizowanych Wydawnictwo IOŚ, 2007, 2. Słyś D.: Retencja, infiltracja wód deszczowych. WPRz, Rzeszów 2008, 3. Roman Edel: Odwodnienie dróg, WKŁ, 2006,

70

71

72 Mocno powiązane i ważne społecznie: renaturyzacja cieków wodnych dla przywracanie im naturalnych lub wymuszania zdolności retencjonowania i infiltrowania wody. Renaturyzacja cieków w miastach jako element działań kompleksowych w walce ze zjawiskiem powodzi miejskich. Przykład renaturyzacji cieku w Zagłebiu Ruhry - lata 90 XX w., zdjęcia za Korrspondenz Abwasser ograniczenie lub brak retencji korytowej Stan cieku przed pracami

73 Ten sam ciek w różnych miejscach Przywracanie naturalnego biegu koryta (tworzenie meandrów) Woda odprowadzona szybko z określonego obszaru rozleje się gdzie indziej! Najbardziej niebezpieczna jest spiętrzona fala powodziowa! Fragment cieku po przeprowadzonych pracach

74 Fragment rozwiązania projektowego dla przedstawionego przykładu 1 15 do 20 cm grysu o uziarnieniu 0 32 mm jako warstwa podkładowa; 2 geotekstylia (włóknina) w strefie zamulania jako filtr; 3 wyłożenie dna blokami z kamienia łamanego o wysokości 30 cm (długość krawędzi łamanej 30 cm); 4 narzut kamienny o grubości 30 cm, z kamienia łamanego o krawędzi od 60 od 125 mm; 5 roślinność strefy brzegowej; 6 okrycie tkaniną z włókna kokosowego o siatce 50 mm; 7 górna warstwa ziemi o grubości 20 cm, z warstwą darniny. wyokrąglenie skarpy pierwotny poziom terenu poziom wysokiego stanu wody poziom średniego stanu wody zmienne pochylenie skarpy

75 Ten sam ciek kilka lat później (przy zdecydowanej poprawie bezpieczeństwa powodziowego!) głazy i kamienie dowiezione i układane, roślinność wodna i błotna częściowo nasadzona, sztucznie tworzone progi wodne... Zachowane są stare obwałowania p.pow., tylko miejscami przebudowane

76 Renaturyzacja koryta rzecznego - zabiegi techniczne, których celem jest przywrócenie rzece uregulowanej cech charakterystycznych dla rzek naturalnych lub odtworzenie dawnego stanu rzeki (przed jej regulacją). na podstawie: michal_wasilewicz.users.sggw Celem renaturyzacji rzeki (cieku wodnego) jest: zwiększenie możliwości retencyjnych i poprawa ochrony przed powodzią, poprawa stanu środowiska przyrodniczego rzeki i doliny, wzrost różnorodności biologicznej i odtworzenie ciągłości ekosystemów, racjonalizacja gospodarczego wykorzystania rzeki i doliny oraz uzyskanie korzyści ekonomicznych, poprawa walorów krajobrazowych oraz turystyczno-rekreacyjnych.

77 Zabiegi renaturyzacyjne związane są z przebudową koryta rzeki. Zakłada się dwa podstawowe etapy realizacji: Pierwszy etap obejmuje przeprowadzenie zmian morfologii koryta rzeki, m.in..: - ukształtowanie koryta w planie (układ poziomy), - ukształtowanie profilu podłużnego (układ pionowy), - rozwiązanie przekrojów poprzecznych; Drugi etap zakłada doprowadzenie do rozwoju naturalnych biocenoz na drodze naturalnej sukcesji lub wprowadzania roślin i zwierząt.

78 1. Żelazo J., Popek Z.,2002: Podstawy renaturyzacji rzek. Wydawnictwo SGGW 2.

79 Praga, jeden z miejskich parków Projekt Reruris Feuerbach, Niemcy

80 Feuerbach, fragment planu realizacji 1. nowe, sztuczne koryto, 2. nowa niecka retencjonująca wodę opadową

81 działania melioracyjne, za forum: wedkuje.pl Renaturyzacja jako oczywistość w krajach wysoko rozwiniętych - w Polsce jeszcze obecnie zdarzają się działania odwrotne w miejscach nie wymagających takich działań lub działania nieumiejętne