Proekologiczne gospodarowanie wodą opadową w aspekcie architektury krajobrazu ZrównowaŜone systemy drenaŝu (ZSD).

Transkrypt

1 Mgr inŝ. Ewa Kozłowska Proekologiczne gospodarowanie wodą opadową w aspekcie architektury krajobrazu ZrównowaŜone systemy drenaŝu (ZSD). Praca doktorska pod kierunkiem: dr hab.inŝ.arch. Aliny Drapelli-Hermansdorfer, prof. UP Wrocław Kraków 2007

2 P U N K T W Y J Ś C I A : Z A G R O ś E N I A E. Kozłowska E. Kozłowska E. Kozłowska E. Kozłowska

3 Przyczyny zagroŝeń: Zaburzenia w cyklu hydrologicznym (Wynkoop, Jr S.E. (red.), 1999: Low-Impact Development Design Strategies. An Integrated Design Approach) krajobraz naturalny ewapotranspiracja 40% ewapotranspiracja 38% lub słabo zurbanizowany spływ 10% spływ 20% krajobraz zurbanizowany odpływ infiltracja odpływ infiltracja 25% 25% 21% 21% naturalne pokrycie nieprzepuszczalne 10-20% ewapotranspiracja 35% ewapotranspiracja 30% spływ spływ 30% 55% odpływ infiltracja odpływ infiltracja 20% 15% 10% 5% nieprzepuszczalne 35-50% nieprzepuszczalne %

4 Szukanie rozwiązań wyrównawczych Na terenach zurbanizowanych naleŝy umoŝliwić: wsiąkanie jak największej ilości wód w miejscu opadu (powierzchnie przepuszczalne); odprowadzanie wód opadowych w miejsca wsiąkania lub retencjonowania; gromadzenie (retencjonowanie) wód opadowych w zbiornikach otwartych lub zamkniętych, a takŝe w organizmach roślin na terenach zieleni; ewapotranspirację wód opadowych w wybranych miejscach wsiąkania lub retencjonowania; oczyszczanie wód opadowych; wsiąkanie odprowadzanie gromadzenie ewapotranspirację oczyszczanie wykorzystanie wód opadowych. wykorzystanie

5 T E Z A Współcześnie na kszta kształtowanie towanie coraz większy krajobrazu miasta coraz wi wpływ wywiera proekologiczne gospodarowanie wodą opadową z zastosowaniem zrównowaŝonych systemów drenaŝu (ZSD). W krajobrazie wsi wpływ ten jest mniejszy ze względu na znacznie mniejsze uszczelnienie powierzchni oraz obecność tradycyjnych systemów melioracji. Prince George s County

6 Inspiracje przyrodnicze PAROWANIE RETENCJA INFILTRACJA

7 Naturalne elementy hydrologiczne E. Kozłowska K. Sobczak K. Sobczak

8 Inspiracje kulturowe: Rzym (wg British Museum)

9 Inspiracje kulturowe: Chiny (Drapella-Hermansdorfer A., 2001: Woda w sztuce ogrodów)

10 Urządzenia odprowadzające wody opadowe: rzygacze, rynny, kanały M. Zienowicz A. Drapella-Hermansdorfer A. Drapella-Hermansdorfer

11 Urządzenia gromadzące wody opadowe - otwarte (Santini L., 1998: Pompeje. Przewodnik z planem)

12 Urządzenia gromadzące wody opadowe - zamknięte ElŜbieta Przypkowska

13 Urządzenia rozprowadzająco-gromadzące wody opadowe A. Drapella-Hermansdorfer A. Drapella-Hermansdorfer A. Drapella-Hermansdorfer

14 Sucha kaskada do spływu wody opadowej - Kassel (Drapella-Hermansdorfer A., 2001: Woda w sztuce ogrodów) fontanna

15 Proekologiczne gospodarowanie wodą opadową ang. stormwater management, rainwater harvesting oznacza zarz śniegu) tak, aby: zarządzanie spływami ywami wód opadowych (deszczu, zmniejszyć ich negatywne skutki w krajobrazie silnie przekształconym przez człowieka (obniŝenie poziomu wód gruntowych, zwiększone ryzyko powodzi i podtapiania przez przeciąŝoną kanalizację deszczową), zwiększyć korzyści dla środowiska przyrodniczego (lepsza kondycja roślin) i społecznego (moŝliwość wykorzystania dla celów bytowych, oszczędność wody pitnej), a w konsekwencji - przywrócić równowagę w bilansie wodnym krajobrazów przekształcanych przez człowieka.

16 ZrównowaŜone one systemy drenaŝu (ZSD) polska nazwa na podstawie brytyjskiego SUDS (sustainable urban drainage systems) Systemy urządzeń umoŝliwiających wodą opadową w miejscu opadu, bez jej odprowadzania do kanalizacji deszczowej. Najczęściej kojarzą ze sobą 3 podstawowe typy działań, takich jak: odprowadzanie wód opadowych na miejsce wsiąkania, retencjonowanie wód opadowych, infiltrację wód opadowych do gruntu. MoŜe im towarzyszyć sztucznie zwiększona ewapotranspiracja, oczyszczanie oraz wykorzystanie wód opadowych. Wprowadzanie ZSD łączy się ze swego rodzaju renaturyzacją krajobrazów silnie przekształconych przez człowieka, stanowi architektów krajobrazu. cych zrównowaŝone gospodarowanie owieka, stanowiąc nowe wyzwanie dla

17 ZrównowaŜone one systemy drenaŝu (ZSD) EWAPOTRANSPIRACJA urządzenia odprowadzające SPŁYW urządzenia gromadzące RETENCJA WYKORZYSTANIE OCZYSZCZANIE OCZYSZCZANIE urządzenia do wsiąkania INFILTRACJA

18 Urządzenia gospodarowania wodą opadową ang. stormwater management techniques Przez urządzenia w tej pracy rozumiane są: elementy architektoniczne - rynny, rzygacze, beczki, cysterny, kaskady, studnie chłonne itp., - muldy, niecki retencyjne, rowy chłonne, zielone dachy itp. zwią ązane z proekologiczną gospodarką wodami opadowymi i wchodzące ce w skład ZSD. elementy krajobrazowe -

19 EWAPO- TRANSPIRACJA SPŁYW RETENCJA INFILTRACJA Fot. A. Drapella-Hermansdorfer

20 EWAPO- TRANSPIRACJA SPŁYW RETENCJA INFILTRACJA Fot. A. Drapella-Hermansdorfer E. Kozłowska

21 EWAPO- TRANSPIRACJA SPŁYW RETENCJA INFILTRACJA Fot. A. Drapella-Hermansdorfer, Geiger, Dreiseitl, 1999, E. Kozłowska,

22 M E T O D A P R A C Y STUDIA Z LITERATURY Nowe tendencje w gospodarowaniu wodami opadowymi względy: ekologiczne ekonomiczne funkcjonalne prawne krajobrazowe ANALIZY Zastosowanie ZSD w krajobrazie miasta poprzez: powierzchnie przepuszczalne wody otwarte wspomaganie przyrodnicze urządzenia towarzyszące BADANIA WŁASNE Architektura krajobrazu a kształtowanie ZSD szkolenia (planowanie i wykonywanie ZSD) wpływ na panoramę miasta i samopoczucie mieszkańców WNIOSKI Przykłady zastosowań Niezbędne aspekty wykonywania ZSD

23 Z A K R E S P R A C Y PRZEDMIOTOWY realizacje krajobrazowe z wykorzystaniem ZSD w warunkach miejskich: budowa funkcjonowanie wkomponowanie w krajobraz miasta CZASOWY realizacje wykonane po roku 1992 (Agenda 21)

24 M A T E R I A Ł B A D A W C Z Y URZĄDZENIA KRAJOBRAZOWE podzielone ze względu na funkcję wykorzystywane w projektach ZSD ROZWIĄZANIE KOMPLEKSOWE zastosowanie ZSD w skali miasta na przykładzie Natural Drainage System w Seattle ZAŁOśENIA ZINTEGROWANE 11 załoŝeń zrealizowanych w róŝnych typach krajobrazu (mieszkaniowym nowobudowanym, mieszkaniowym rewitalizowanym,uŝyteczn ości publicznej, przemysłowym, zieleni przyulicznej,zieleni parkowej) 2 załoŝenia polskie

25 P R Z E G L Ą D R E A L I Z A C J I

26 Proekologiczne gospodarowanie wodą opadową Zarządzanie zasobami wód opadowych to część zrównowa ochrony zlewni. zrównowaŝonej onej ZSD wprowadzano początkowo w ramach projektów eksperymentalnych, zanim pod koniec lat 90. nie zaczęto ich wdraŝać poprzez miejskie, regionalne lub krajowe plany/programy gospodarowania wodą opadową, zgodne z zasadami polityki zrównowaŝonego rozwoju.

27 SEATTLE, Natural Drainage System Program NDS polega na modernizacji fragmentów miasta zgodnie z zasadami proekologicznego gospodarowania wodą. Cele nadrzędne: wspomaganie ochrony przeciwpowodziowej, ochrona wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniami powodowanymi przez spływy opadowe, nadanie nowego wyglądu ulicom i ciągom pieszym, wzięcie odpowiedzialności za zarządzanie całym środowiskiem, wspomaganie miasta w dostosowywaniu się do lokalnych, stanowych i narodowych standardów środowiskowych.

28 SEATTLE, Natural Drainage System Efekt końcowy: infiltracja wód opadowych do gruntu, opóźnienie odpływu wód opadowych, oczyszczanie spływów za pomocą gleby i roślin, redukcja powierzchni nieprzepuszczalnych, zwiększenie udziału powierzchni pokrytych drzewami, wzrost bezpieczeństwa tras pieszych.

29 SPU/Drainage_&_Sewer_System/Natural_Drainage_System/index.asp

30 SPU/Drainage_&_Sewer_System/Natural_Drainage_System/index.asp

31 zlewnia cele korzyści zastosowane metody i urządzenia dokumentacja fotograficzna

32 GELSENKIRCHEN, Küppersbusch Powierzchnia: 7,5 ha Wykonanie: Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe Elementy krajobrazowe: obniŝenie retencyjne porośnięte trawą, z elementami spowalniającymi spływ system rynien i rur spustowych odprowadzających wody opadowe do niecki Element centralny niecka kompozycyjnie spina dwie części osiedla, będąc terenem rekreacyjnym i odbiornikiem wód opadowych. WywyŜszenie wody za pomocą ą rynien symbolizuje czystość i przeciwstawianie się zanieczyszczeniom.

33 GELSENKIRCHEN Küppersbusch

34 BERLIN, Potsdamer Platz Powierzchnia: 1,2 ha (woda) Wykonanie: Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny usługowostaw retencyjny obsadzony mieszkaniowe Elementy krajobrazowe: roślinnością kanały wodne z kaskadami i fontannami powierzchnie chłonne w nawierzchni oraz na dachach

35 BERLIN, Potsdamer Platz

36 BERLIN Potsdamer Platz E. Kozłowska A. Drapella-Hermansdorfer

37 BERLIN, Marzahn-Hellersdorf Wykonanie: koniec lat 90. Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny mieszkaniowe Elementy krajobrazowe: stawy retencyjne o półnaturalnym charakterze obniŝenia retencyjne porośnięte roślinnością Nawiązanie do naturalnych terenów doliny rzeki Whule powiązanie krajobrazu zurbanizowanego z terenami otwartymi.

38 BERLIN Marzahn-Hellersdorf

39 HANNOVER, Kronsberg Powierzchnia: ~ 260 ha Wykonanie: (EXPO 2000) Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny usługowo-mieszkaniowe Elementy krajobrazowe: stawy retencyjne kanały wodne i suche potoki muldy chłonne wzdłuŝ ulic zielone dachy obiekty sztuki Zintegrowane załoŝenie krajobrazowe, gdzie system wodny jest czytelny w planie osiedla.

40 HANNOVER, Kronsberg stan z roku 1994 tradycyjny system drenaŝu zastosowanie ZSD Infiltracja 45% Infiltracja 25% Infiltracja 50% Spływ 2% Ewapotranspiracja 53% Spływ 29% Ewapotranspiracja 46% Spływ 3% Ewapotranspiracja 47% ZałoŜenie: utrzymanie bilansu wodnego sprzed inwestycji Rezultat: zgodny z załoŝeniem Zastosowana konstrukcja: 11 km zrównowaŝonego drenaŝu

41 HANNOVER Kronsberg

42 MALMÖ, Augustenborg Wykonanie: Typ przedsięwzięcia: rewitalizacja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe Elementy krajobrazowe: stawy retencyjne z roślinnoś linnością kanały wodne ogród botaniczny na dachach Spójna sieć odwadniająca na kształt naturalnej zlewni.

43 A. Drapella-Hermansdorfer MALMÖ Augustenborg

44 AUGUSTENBORG Ogród Botaniczny

45 OSLO, Fornebu Powierzchnia: 310 ha Wykonanie: Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny mieszkaniowousługowe z terenami przemysłowymi Elementy krajobrazowe: stawy odstojnikowe rynny, kanały, rowy niecki retencyjne tereny bagienne Charakterystyczny układ przelewowy naśladuje funkcjonowanie naturalnej zlewni, gdzie woda jest retencjonowana na poszczególnych etapach zanim dotrze do głównego odbiornika.

46 OSLO Fornebu

47 BURNSVILLE, Ogrody deszczowe Wykonanie: Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe Elementy krajobrazowe: obniŝenia retencyjne z roślinnością ozdobną Jednolity system zagospodarowania ogródków przydomowych.

48 BURNSVILLE Ogrody deszczowe

49 LONDYN, Millenium Village Powierzchnia: 25 ha (2 etapy) Wykonanie: Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny usługowo-mieszkaniowe Elementy krajobrazowe: staw retencyjny o półnaturalnym charakterze system kanałów, niecek i rowów Naturalistycznego charakteru załoŝeniu dodaje roślinność szuwarowa oraz obecność ptaków wodnych. ZrównowaŜony ony system gospodarowania wodą oprócz odzyskiwania wód opadowych ma na celu oszczędzanie wody pitnej.

50 A. Drapella-Hermansdorfer M. Zienowicz LONDYN Millenium Village

51 PIASECZNO, RJR Tobacco Wykonanie: 1992 Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny przemysłowe Elementy krajobrazowe: staw retencyjny roślinna oczyszczalnia ścieków fontanna przystosowana do odbioru wód opadowych Wieloetapowy system odprowadzania wód opadowych.

52 staw z fontanną oczyszczalnia ścieków odbiornik wód deszczowych P. Wolski PIASECZNO RJR Tobacco

53 SIECHNICE, Błękitne Powierzchnia: 1,5 ha Wykonanie: 2004 Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe Elementy krajobrazowe: niecki retencyjne muldy chłonne

54 E. Kozłowska SIECHNICE Błękitne

55 W N I O S K I Bez względu na skalę załoŝenia stosuje się podobne typy urządzeń krajobrazowych, dopasowując je do indywidualnego charakteru miejsca. Elementy wchodzące ce w skład ZSD dzielą się na: urządzenia podziemne, manifestujące się w krajobrazie poprzez ukształtowanie terenu (muldy, niecki retencyjne) oraz szatę roślinną (pasaŝe roślinne, ogrody deszczowe, sztuczne mokradła), urządzenia naziemne, manifestujące się w krajobrazie jako quasi naturalna sieć wód otwartych (suche potoki, kanały, stawy itp.), fragmenty istniejącej sieci wód otwartych końcowe odcinki ZSD (odbiorniki wód). Stosowanie ZSD w nowym budownictwie wiąŝe się często z kompleksowym, zrównowaŝonym onym podejściem do gospodarki wodnej (razem z oszczędzaniem wody pitnej czy oczyszczaniem wody szarej) w ramach strategii lub programu.

56 W N I O S K I Układ zabudowy nowobudowanych osiedli podporządkowany jest ogólnym załoŝeniom krajobrazowym. Daje się zauwaŝyć takie elementy jak: zróŝnicowanie rzeźby terenu na kształt sztucznej zlewni, meandrujące potoki, duŝe akweny jako dominanty kompozycji przestrzennej, większe skupiska zieleni ozdobnej o funkcjach wodochłonnych.

57 W N I O S K I W zabudowie rewitalizowanej urządzenia ZSD dopasowane są do istniejącego układu przestrzennego. Charakterystycznymi elementami są tu: otwarte urządzenia odprowadzające, powiązane z układem komunikacyjnym np.: kanały wodne, niewielkich rozmiarów zbiorniki wodne o funkcji retencyjnej, zielone dachy i inne typy powierzchni chłonnych odbiorników wód opadowych, ciekawe detale systemu wodnego rzygacze, nietypowe rynny, rury spustowe, wpusty studzienek, kaskady itp.

58 W N I O S K I Istniejące przykłady zakładów przemysłowych RJR Tobacco oraz osiedla mieszkaniowego Błękitne w Siechnicach potwierdzają, Ŝe moŝliwe jest planowanie i wykonywanie zrównowaŝonych systemów drenaŝu takŝe w Polsce. Pojawiające się w związku zku z inwestycjami problemy i pytania udowadniają, Ŝe niezbędny jest rozwój nowej dziedziny oraz dopasowanie jej zakresu do warunków polskich.

59 Fot. Dreiseitl, Grau, Ludwig: Planning, Building and Designing with WATERSCAPES