Gospodarowanie i ochrona zasobów wodnych GZWP 326 w rejonie eksploatacji Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji Okręgu Częstochowskiego

Transkrypt

1 Gospodarowanie i ochrona zasobów wodnych GZWP 326 w rejonie eksploatacji Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji Okręgu Częstochowskiego Grzegorz Malina, Jerzy Mizera, Zbigniew Kaczorowski* ) Wprowadzenie Obserwowany od pewnego czasu wzrost stopnia zanieczyszczenia wód podziemnych w Polsce, spowodowany głównie działalnością przemysłową, rolniczą i urbanizacją, skłania do stworzenia efektywnych procedur ich ochrony. Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji (PWiK) Okręgu Częstochowskiego S. A korzysta z zasobów Głównego Zbiornika Wód Podziemnych (GZWP) 326, jednego z najbardziej zasobnych w Polsce, użytkując utworzone w jego obrębie strefy ochronne ujęć. PWiK prowadzi eksploatację ujęć wody na obszarze miast i gmin zrzeszonych w Związku Komunalnym Gmin d.s. Wodociągowo-Kanalizacyjnych w Częstochowie (miasto Częstochowa, miasta i gminy Blachownia i Kłobuck oraz gminy: Olsztyn, Mykanów, Rędziny, Konopiska, Miedźno, Poczesna i Mstów) (rys. 1). Eksploatowane z pokładów wapieni górnojurajskich wody charakteryzują się dobrym stanem chemicznym i w większości nie wymagają uzdatniania. Górnojurajski poziom wodonośny związany jest z węglanowymi skałami oksfordu i zasilany bezpośrednio przez przenikanie opadów atmosferycznych do szczelin, pustek i próżni krasowych na wychodniach lub przez infiltrację wód opadowych, najpierw do utworów neogenu (najczęściej piasków), a następnie ich przesiąkanie do niżej leżących wapieni. Głębokość występowania zwierciadła wód podziemnych waha się od kilku do kilkudziesięciu m ppt., a współczynniki filtracji od do m/s. Monoklinalny układ warstw powoduje, że prawie z całego obszaru wyżyny wody podziemne są drenowane w kierunku północno-wschodnim. Jedynie wąski (o szerokości 2-3 km) pas wychodni przylegających do kuesty górnojurajskiej jest drenowany na zachód. Istotną rolę w przepływie wód podziemnych odgrywają uskoki, mogące ułatwiać przepływ wód podziemnych lub go ekranować. W miarę oddalania się od kuesty zwierciadło swobodne przechodzi w naporowe, zwłaszcza na granicy z utworami kredowymi Niecki Miechowskiej. W obszarze badań znajduje się (rys. 1): część zbiornika leżąca na południowy wschód od Częstochowy (GZWP 326S), z zatwierdzonymi zasobami dyspozycyjnymi (4220 m 3 /h) i eksploatacyjnymi (2700 m 3 /h), na udokumentowanej powierzchni ok. 170 km 2, zasilająca podstawowe ujęcia PWiK: Mirów i Olsztyn (Mizera i in., 2000a), część zbiornika leżąca na północny zachód od Częstochowy (GZWP 326N), z zatwierdzonymi zasobami eksploatacyjnymi (8900 m 3 /h) na udokumentowanej powierzchni ok. 570 km 2, zasilająca podstawowe ujęcia PWiK: Wierzchowisko i Łobodno oraz pomocnicze ujęcia (pojedyncze studnie) w Rząsawie (dz. Częstochowy), Rędzinach i Rudnikach (Mizera i in., 2000b). Granicę wymienionych części GZWP 326 stanowi rzeka Warta, przecinająca wychodnie górnojurajskich wapieni i stanowiąca w różnych odcinkach biegu bazę drenażu lub strefy zasilania wód podziemnych. * ) Grzegorz Malina, Jerzy Mizera, Zbigniew Kaczorowski Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Okręgu Częstochowskiego Słaby stopień naturalnej izolacji warstw wodonośnych oraz szczelinowo-krasowe warunki migracji wód (duże prędkości filtracji/fluacji) powodują, że zbiornik jest stale narażony na bezpośrednie zanieczyszczenie z powierzchni i degradację stanu chemicznego (jakościową) wód. Wcześniejsze badania wskazały na główne substancje zanieczyszczające wody oraz główne ogniska zanieczyszczeń [10], [6], [1]. Od pewnego czasu obserwowano wzrost zanieczyszczenia wód zbiornika związkami chromu i azotu [2], [11]. Ponadnormatywne stężenia związków azotu w ujmowanej wodzie na ujęciu Wierzchowisko spowodowały konieczność uzdatniania wody metodą biologicznej denitryfikacji. Obserwuje się również ciągły wzrost stężenia związków azotu w wodach w rejonie ujęcia Łobodno (rys. 2). Niektóre studnie położone w obszarze GZWP 326N zostały wyłączone z eksploatacji na skutek zanieczyszczenia wód związkami chromu. Na ujęciu Mirów (GZWP 326S) stwierdzono zanieczyszczenie wód azotem amonowym i cyjankami [6]. Celem pracy było opracowanie zintegrowanego systemu, który umożliwi efektywną eksploatację i ochronę zasobów GZWP 326. Szczegółowy zakres badań, będący jednocześnie odzwierciedleniem przyjętej koncepcji opracowania i weryfikacji Zintegrowanego Systemu Gospodarowania i Eksploatacji (ZSGiO) zasobów wodnych GZWP 326 przedstawiono schematycznie na rys. 3 [7]. Metodyka badań W celu ograniczenia rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w wodach podziemnych GZWP 326 stwierdzono potrzebę optymalizacji sterowania pracą ujęć, w oparciu o weryfikację prognoz rozkładu stężeń zanieczyszczeń (głównie związków azotu) na podstawie wyników modelowania dynamiki wód podziemnych i migracji zanieczyszczeń w obszarze GZWP 326 [4], [5], z uwzględnieniem monitoringu lokalnego i osłonowego [6], a także w nawiązaniu do funkcjonowania stref ochrony pośredniej ujęć oraz planów zagospodarowania przestrzennego, zwłaszcza na terenach o dużym stopniu podatności na zanieczyszczenia, co z kolei powinno ograniczyć infiltrację zanieczyszczeń z powierzchni. Zastosowane podejście jest zgodne z bieżącą polityką UE w zakresie zintegrowanej gospodarki wodnej. Znajduje to swoje odzwierciedlenie w dyrektywach: 80/68/EEC w sprawie ochrony wód podziemnych przed zanieczyszczeniami spowodowanymi przez określone substancje niebezpieczne, 96/61/EC w sprawie zintegrowanego zapobiegania i kontroli zanieczyszczeń, 98/83/EC w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, a rozwinięcie w ramowej dyrektywie wodnej (RDW) (2000/60/EC) i wprowadzanej obecnie tzw. dyrektywie córce dotyczącej wód podziemnych (DWP). Zadaniem tej ostatniej jest zapewnienie kontynuacji ochrony wód podziemnych po uchyleniu dyrektywy 80/68/EEC w 2013 r., z uwzględnieniem innych obowiązujących dyrektyw dotyczących składowisk odpadów, wody pitnej, związków azotu w wodzie, itp. Podejście to mieści się także w polskim systemie legislacyjnym: Prawo wodne (Dz. U , z późniejszymi zmianami), Prawo ochrony środowiska (Dz. U , z późniejszymi zmianami), Ustawa wprowadzająca Prawo ochrony środowiska, ustawy o odpadach oraz o zmianie niektórych ustaw (Dz. U ), Prawo geologiczne GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA CZERWIEC

2 Rys. 1. Zasięg wodociągu eksploatowanego przez PWiK, z lokalizacją podstawowych ujęć wody (strzałki wskazują główne kierunki przepływu wód podziemnych). Pozostałe oznaczenia: Ł ujęcie Łobodno, W ujęcie Wierzchowisko, M ujęcie Mirów, O ujęcie Olsztyn, J ujęcie perspektywiczne Julianka Rys. 2. Dynamika zmian średniorocznego stężenia związków azotu w studniach ujęcia podstawowego Łobodno w latach , z prognozą do roku 2010 i górnicze (Dz. U , z późniejszymi zmianami), Ustawa o dostępie do informacji o środowisku i jego ochronie oraz o ocenach oddziaływania na środowisko (Dz. U ), Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U ). Podczas realizacji projektu zastosowano najnowocześniejsze narzędzia służące do modelowania zjawisk przyrodniczych oraz wizualizacji danych przestrzennych. Do opracowania modelu numerycznego dynamiki wód podziemnych oraz migracji zanieczyszczeń zastosowano pakiet oprogramowania Visual Modflow Pro w wersji 3.1 [4], [5]. Pakiet ten, zalecany do stosowania przez Amerykań- 10 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA CZERWIEC 2007

3 Rys. 4. Elementy ZSGiO zasobów wodnych GZWP 326 i zależności między nimi Rys. 3. Zakres zrealizowanych badań i wzajemne powiązania między etapami realizacji ską Agencję Ochrony Środowiska (USEPA), daje możliwość modelowania trójwymiarowej, adwekcyjno-dyspersyjnej migracji zanieczyszczeń z uwzględnieniem procesów sorpcji. Umożliwia zadawanie zmiennej w polu dyspersji i zmiennego w czasie ładunku zanieczyszczeń, wchodzącego do warstwy wodonośnej. Obliczenia przeprowadzono metodą upstream finite difference. Model dynamiki wód podziemnych (przepływ wód, wyznaczanie linii prądu, bilansowanie zasobów wód) dla wydzielonych części zbiornika (GZWP 326N i S) wykonano w oparciu o programy MODFLOW, MODPATH. Do określenia stanu chemicznego wód podziemnych (transport i migracja zanieczyszczeń rozpuszczonych) użyto programów MT3D, MT3DMS, RT3D, w trójwymiarowych strukturach geologicznych (modele 3D). Opracowane i zweryfikowane modele stanowiły podstawę do opracowania nowych prognoz eksploatacji wód podziemnych i zanieczyszczenia ujmowanych wód w rejonie GZWP 326. Metody modelowania numerycznego połączono z analizą przestrzenną danych przy zastosowaniu Systemów Informacji Przestrzennej (GIS), w postaci pakietu ArcView8 firmy ESRI. Jest to narzędzie do zarządzania środowiskiem i planowania przestrzennego. Umożliwia analizę danych przestrzennych, łączenie informacji geograficznej w formie mapy elektronicznej z danymi o obiektach przestrzennych i środowisku (ogniska zanieczyszczeń, zakłady przemysłowe, ujęcia wody, sposób zagospodarowania terenu). Do lokalizacji obiektów środowiskowych (ogniska zanieczyszczeń, studnie, piezometry) zastosowano System Nawigacji Satelitarnej (GPS), natomiast do badań hydrologicznych użyto młynka hydrometrycznego OTT C31. Wyniki badań Opis ZSGiO zasobów wodnych GZWP 326 Opracowany ZSGiO zasobów wodnych GZWP 326 stanowi podstawę umożliwiającą optymalizację sterowania pracą ujęć oraz zapewnienie systemowej ochrony ilościowej i jakościowej (stanu chemicznego) wód podziemnych. Na rys. 4 pokazano elementy Systemu i zależności między nimi. ZSGiO zasobów wodnych obejmuje wytyczne prowadzenia pomiarów i interpretacji wyników, a także prognozy i przewidywane skutki dla wybranych scenariuszy eksploatacji oraz rekomendacje co do kierunków zagospodarowania przestrzennego, szczególnie w rejonach zbiornika silnie podatnych na zanieczyszczenia. Wdrożenie Systemu w warunkach PWiK polega na analizie wybranych parametrów, i na tej podstawie ocenie skutków wprowadzenia systemu zarówno pod kątem racjonalizacji gospodarowania zasobami, jak i poprawy jakości ujmowanych wód. Elementem formalnym umożliwiającym korzystanie z Systemu było wdrożenie programowania optymalnej eksploatacji ujęć i sterowania pracą studni oraz warunków korzystania z wód dorzecza Warty w granicach GZWP 326 (wymóg dyrektyw UE i Prawa Wodnego). Wymagało to wprowadzenia oprogramowania interpretacyjnego dla opracowanego Systemu w celu prawidłowego zarządzania zasobami wodnymi. PWiK ma nowoczesną sieć komputerową, opartą na szkielecie wykonanym w typologii gwiazdy, obsługiwaną przez 7 serwerów oraz ponad 200 stanowisk komputerowych. Dane z badań monitoringu lokalnego są gromadzone i przetwarzane w oparciu o wprowadzony pakiet WODKAN (Infokart, 2003). Uzupełnia on funkcjonujący od 1993 r. system RTMC (ang. Real Time Monitoring & Control), służący do sterowania i monitoringu instalacji wodociągowych (m. in. studni, pompowni, stacji uzdatniania i dezynfekcji, zbiorników magazynowych wody). WODKAN w swoich założeniach umożliwia m.in. pełną ewidencję i aktualizację danych dotyczących ujęć i źródeł poboru wody, danych o sieciach wodociągowych i kanalizacyjnych, uzbrojeniu sieci i zastosowanej armaturze, jak również informacji o przyłączach wodno-kanalizacyjnych (mapy rastrowe i wektorowe w skali 1:500). Pozwala również na dokonywanie wszelkiego rodzaju analiz pracy sieci wodociągowych i kanalizacyjnych, planowanie ich modernizacji, rozbudowy i remontów, a także okresowej sprawozdawczości. W 2006 r., w ramach przygotowania do wdrożenia ZSGiO zasobów wodnych, pakiet WODKAN rozszerzono o moduły obsługujące rastrowe mapy numeryczne GIS w skalach umożliwiających graficzne odwzorowanie obiektów na mapach numerycznych, obejmujących cały rejon działalności PWiK. Podkład topograficzny systemu stanowią mapy cyfrowe w skali 1:50 000, w układzie 1992 (15 arkuszy) oraz mapy w skali 1:25 000, w układzie 1965 (16 arkuszy). Pliki z danymi opisowymi i geometrycznymi przechowywane są w tej samej bazie danych GIS, w której umieszczono dane zebrane, przeanalizowane i zweryfikowane w trakcie realizacji badań (tzw. zintegrowany model danych). System zapewnia podgląd i edycję danych, wydruki kompozycji mapowych i map, edycje danych geometrycznych, pomiary odległości i pól powierzchni. Dane podzielone są na dwie zasadnicze warstwy tematyczne: hydrogeologia i sozologia. Dane uzyskane w trakcie zrealizowanych badań, stanowiące podstawę opracowanych map: hydrologicznej, hydrogeologicznej, hydrogeochemicznej i sozologicznej, zostały wprowadzone do systemu. Równolegle obiekty z map są wprowadzane w postaci warstw: hydrogeologia i sozologia na podkłady map topograficznych, a opisy poszczególnych obiektów w postaci plików przynależnych do nich (tekst i grafika, możliwość tworzenia tabel, wykresów). Dodatkowo wprowadzane są dane o potencjalnych i faktycznych ogniskach zanieczyszczeń w rejonie eksploatacji PWiK. W pakiecie WODKAN każdy punkt monitoringu stanowi oddzielny obiekt i przysługuje mu praktycznie nieograniczone pole opisowe, do którego można wprowadzać zarówno dane graficzne jak i tekstowe. Dane mogą być przetwarzane i wizualizowane w formie wykresów i tabel. Analiza zmienności składu chemicznego wód w poszczególnych studniach pozwala na prognozę pracy danej studni, bieżącą ocenę szyb- GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA CZERWIEC

4 kości i kierunków migracji oraz dynamiki wzrostu stężenia zanieczyszczeń w poszczególnych rejonach eksploatacji, a co za tym idzie daje możliwość wskazania studni, którym grozi wyłączenie z eksploatacji. Umożliwia także wytypowanie obszarów perspektywicznych dla poszukiwania nowych źródeł zaopatrzenia w wodę (obszary, na których istnieją możliwości budowy ujęć), bądź też eliminację niektórych rejonów jako nie perspektywicznych. Wprowadzone archiwalne dane (hydrogeologiczne i hydrogeochemiczne) dotyczące każdego otworu (rozbudowywana baza danych hydrogeologicznych), ogniska zanieczyszczeń (rozbudowywana baza danych sozologicznych), w połączeniu z aktualnymi danymi z zaprojektowanego i wdrażanego stopniowo (do roku 2010) monitoringu lokalnego GZWP 326 i osłonowego ujęć, będą stanowić podstawę do systematycznej (co 5 lat) weryfikacji modeli dynamiki wód podziemnych i migracji zanieczyszczeń w rejonie GZWP 326 oraz prognoz, które określać będą strategiczne kierunki eksploatacji PWiK, z uwzględnieniem ochrony ilościowej i stanu chemicznego zasobów wodnych. Aktualizowane modele stanowić będą także podstawę dokumentacji hydrogeologicznych poszczególnych ujęć, weryfikacji stref ochronnych, orzeczeń hydrogeologicznych dotyczących np. zasięgu leja depresyjnego ujęć, itp. Prace wdrożeniowe ZSGiO zasobów wodnych GZWP 326 są realizowane siłami własnymi PWiK. Szacowane efekty wdrożenia ZSGiO zasobów wodnych GZWP 326 Osiem spośród czternastu ujęć eksploatowanych przez PWiK, ujmuje wody z utworów górnojurajskich tworzących GZWP 326, co odpowiada około 88% całkowitej zdolności produkcyjnej przedsiębiorstwa [7]. Najważniejsze problemy eksploatacji dotyczą wzrostu stopnia zanieczyszczenia wód podziemnych ze względu na przepuszczalny charakter czwartorzędowego nadkładu oraz wychodnie warstw wodonośnych, umożliwiające infiltracje zanieczyszczeń z powierzchni. Wzrost zawartości związków azotu w studniach ujęcia Wierzchowisko spowodował konieczność uzdatniania wody. Stacja uzdatniania metodą denitryfikacji biologicznej (zdolność uzdatniania do 500 m 3 /h, przy zdolności produkcyjnej ujęcia 1000 m 3 /h) została oddana do użytku w marcu 2006 r. Budowa stacji była finansowana w ramach programu ISPA (koszt budowy = ). Obecnie, w celu utrzymania odpowiedniego stężenia związków azotu uzdatnia się około 50% całkowitej ilości ujmowanej wody. Jednostkowe koszty usuwania azotu azotanowego z wody na ujęciu Wierzchowisko przy pomocy zastosowanej metody wynoszą obecnie 0,33 zł/m 3 (bez uwzględnienia kosztów energii elektrycznej, amortyzacji i podatków). Badania modelowe [4] wskazały, że w najbliższym czasie może dojść do ponadnormatywnego zanieczyszczenia związkami azotu także na ujęciu Łobodno (zdolność produkcyjna 820 m 3 /h) oraz na mniejszych ujęciach eksploatowanych przez PWiK w rejonie GZWP 326. Może to spowodować konieczność budowy kolejnej/kolejnych stacji uzdatniania wody. Oczekuje się, że w wyniku wdrożenia ZSGiO zasobów wodnych GZWP 326 można będzie uniknąć kosztów związanych z budową kolejnych stacji uzdatniania wody, co tylko w przypadku ujęcia Łobodno dałoby oszczędności rzędu ok mln zł. W celu oszacowania pozostałych efektów ekonomicznych wdrożenia ZSGiO zasobów wodnych dokonano symulacji kosztów ewentualnego uzdatniania wody metodą denitryfikacji biologicznej, stosowaną na ujęciu Wierzchowisko w pozostałych ujęciach PWiK. Całkowita zdolność produkcyjna ujęć PWiK, ujmujących wody z utworów górnojurajskich (bez uwzględnienia ujęcia Wierzchowisko, gdzie prowadzi się uzdatnianie), wynosi ok m 3 /d. Przyjęto, że obecna wielkość produkcji wody (stanowiąca nieco ponad 50% całkowitej zdolności produkcyjnej ujęć) będzie się utrzymywała w najbliższych latach na tym samy poziomie, tj. ok m 3 /d. Zakładając, że w przypadku zanieczyszczenia wód związkami azotu konieczne stałoby się uzdatnianie tylko 5% objętości ujmowanej wody, to łączne koszty uzdatniania wyniosłyby około zł rocznie (przyjmując do obliczeń wskaźnik kosztów jednostkowych = 0,33 zł/m 3 ). Jako priorytetowy parametr charakteryzujący jakość wód podziemnych przyjęto stężenie związków azotu w studniach eksploatowanych ujęć, które zgodnie z obowiązującymi przepisami nie powinno przekraczać 50 mgno 3 /dm 3 (Dz. U ). Za obiekt referencyjny przyjęto ujęcie Łobodno, w którym obserwuje się systematyczny wzrost zawartości związków azotu w eksploatowanej wodzie. Obszar referencyjny stanowią rejony najbardziej zagrożonych studni ujęcia Łobodno, gdzie obserwuje się wzrost stężenia związków azotu w ujmowanych wodach, wynoszący średnio ok. 1 mg NO 3 /dm 3 na rok (rys. 3). Według prognoz z roku 1999, opartych na wynikach badań modelowych [11], w przypadku produkcji wody na poziomie zbliżonym do obecnego oraz wprowadzaniu do warstwy wodonośnej zbliżonego do obecnego ładunku zanieczyszczeń, stężenie związków azotu w niektórych studniach tego ujęcia już w 2010 r. przekroczy 50 mg NO 3 /dm 3. Planuje się, iż w wyniku wdrożenia ZSGiO zasobów wodnych GZWP 326 uzyska się efekt środowiskowy związany z poprawą stanu chemicznego wód podziemnych w odniesieniu do przyjętego parametru i obszaru referencyjnego w dłuższym horyzoncie czasowym, dzięki skuteczniejszej kontroli ognisk zanieczyszczeń i ograniczeniu dopływu nowych zanieczyszczeń oraz efektywnemu sterowaniu pracą studni i ujęć. Według bardzo ostrożnych szacunków, w efekcie wdrożenia Systemu, do 2010 r. uzyska się stężenia związków azotu w rejonie ujęcia Łobodno poniżej wartości dopuszczalnej (tj. 50 mg NO 3 /dm 3 ). Do tego roku zostanie także zatrzymany, a w przypadku niektórych studni ujęcia Łobodno nawet odwrócony, trend obserwowanego wzrostu stężenia związków azotu. Wyniki badań uzyskane w trakcie opracowywania Systemu stanowią ponadto podstawę dokumentacji hydrogeologicznych i operatów niezbędnych dla uzyskania pozwoleń wodno-prawnych na pobór wód podziemnych oraz materiał niezbędny do wyznaczania zasięgu stref ochrony pośredniej ujęć. Wdrożenie ZSGiO umożliwi również optymalizację zarządzania środowiskiem na terenach GZWP 326 i pozwoli na skuteczniejszą ochronę wód podziemnych. Dzięki wskazaniu obszarów, w których występuje szczególna podatność wód podziemnych na zanieczyszczenie (i to nie tylko w strefach ochrony pośredniej ujęć), możliwe będzie przedstawienie udokumentowanych merytorycznie dowodów zagrożeń związanych z umieszczeniem w planach zagospodarowania przestrzennego obiektów uciążliwych, a także zaleceń odnośnie sposobów zagospodarowania powierzchni terenu, z punktu widzenia ochrony stanu chemicznego zasobów wodnych GZWP 326. Dodatkowym argumentem w tych dyskusjach mogą być wyniki badań w ramach wprowadzonego monitoringu lokalnego GZWP 326 i osłonowego ujęć. Głównym efektem społecznym wdrażanego Systemu jest szansa zapewnienia i utrzymania dostaw wody o wysokiej jakości dla ok. 350 tys. mieszkańców regionu częstochowskiego. Podsumowanie Opracowano ZSGiO zasobów wodnych, umożliwiający kompleksowe gospodarowanie zasobami wodnymi GZWP 326 oraz efektywną ich ochronę, zarówno ilościową jak i jakościową (stanu chemicznego), związaną z zagrożeniami antropogenicznymi. W efekcie wdrożenia Systemu przez PWiK oczekuje się efektów wymiernych w postaci obniżenia/likwidacji ryzyka związanego z dalszą degradacją wód podziemnych spowodowaną zanieczyszczeniem (związki azotu). Pozwoli to na uniknięcie konieczności uzdatniania wody w kolejnych ujęciach eksploatujących wody GZWP 326, i związanych z tym kosztów. Przytoczony dość ostrożny szacunek wskazuje, że zwrot nakładów poniesionych na wykonane badania powinien nastąpić w ciągu około dwóch lat. PODZIĘKOWANIE Badania wykonano w ramach projektu celowego finansowanego przez Komitet Badań Naukowych MNiSzW oraz PWiK Okręgu Częstochowskiego S.A. (nr projektu 03570/C. T12-6/2004). Autorzy dziękują wszystkim pozostałym uczestnikom projektu za pomoc w jego realizacji. 12 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA CZERWIEC 2007

5 PIŚMIENNICTWO [1] Dąbrowska L., Malina G., Karwowska E.: Antropogeniczne zmiany jakości wód podziemnych w wybranych ujęciach regionu częstochowskiego. [W]: Współczesne Problemy Hydrogeologii, tom XII, Wyd. UMK Toruń, 2005, str [2] Hermański S.: Sprawozdanie z badań zanieczyszczenia wód podziemnych związkami Cr. GEOBIOS Sp. z o.o. Częstochowa 1993 (nie publikowane). [3] INFOKART. Komputerowe wspomaganie zarządzania eksploatacją sieci wodociągowych i kanalizacyjnych System WODKAN, INFOKART Warszawa [4] Kaczorowski Z., Mizera J., Malina G., Janczarek K., Rychliński T., Pacholewski A.: Weryfikacja modeli hydrodynamiki i migracji związków azotu w rejonie ujęć wód podziemnych Łobodno i Wierzchowisko (GZWP 326N). [W]: Modelowanie Przepływu Wód Podziemnych, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań 2006, str [5] Kaczorowski Z., Malina G., Mizera J., Pacholewski A., Rychliński T., Janczarek K.: Zmiany stężenia związków azotu w GZWP 326 (S) w rejonie eksploatacji PWiK Okręgu Częstochowskiego. [W]: Aktualne problemy hydrogeochemii Mat. X Konf. Naukowej Hydrogeochemia 06, Rubin H., Kowalczyk A. (red.). WNoZ UŚ Sosnowiec 2006, str (pełny tekst na CD). [6] Karwowska E.: Wpływ zanieczyszczeń przemysłowych na wody podziemne regionu częstochowskiego. Praca magisterska WIiOŚ P. Cz., Częstochowa, 2003 (maszynopis). [7] Malina G. (red.). Zintegrowany System Gospodarowania i Ochrony (ZSGiO) zasobów wodnych GZWP 326. Projekt celowy nr 6T C/06267 Raport końcowy, Częstochowa, 2007 (nie publikowane). [8] Mizera J., Bartoszek R., Rabęda B., Wróbel P., Kowal T.: Operat wodnoprawny na pobór wód podziemnych i eksploatację ujęć Mirów-Olsztyn przez PWiK O. Cz. z utworów jury górnej (GZWP-326 S). Częstochowa, 2000a (nie publikowane). [9] Mizera J., Bartoszek R., Rabęda B., Kowal T.: Operat wodnoprawny na pobór wód podziemnych i eksploatację ujęcia podstawowego Wierzchowisko przez PWiK O. Cz. z utworów jury górnej (GZWP-326 N). Częstochowa, 2000b (nie publikowane). [10] Szczepański A., Malicki W., Kaczorowski Z.: Wpływ zanieczyszczeń na jakość użytkowych wód podziemnych występujących w GZWP-326 w rejonie Częstochowy. Exbud Hydrogeotechnika Sp. z o. o., Kielce 1999 (nie publikowane). [11] Szczepański A., Kaczorowski Z., Malicki W.: Zastosowanie modelowania matematycznego do sterowania pracą ujęć Wodociągów Częstochowskich w aspekcie zagrożenia wód związkami azotu. [W]: XIII Sympozjum nt. Problemy wykorzystania wód podziemnych w gospodarce komunalnej, Częstochowa 2000, str Strategia postępowania z przelewami burzowymi Wojciech Dąbrowski* ) Wstęp * ) Prof. dr hab. inż. Wojciech Dąbrowski Dyrektor Instytutu Zaopatrzenia w Wodę i Ochronę Środowiska i kierownik Zakładu Zaopatrzenia w Wodę i Usuwania Ścieków Politechniki Krakowskiej W ostatnich dwóch dekadach przeważała w Polsce tendencja do budowy kanalizacji rozdzielczej, ale centra miast są niemal wyłącznie obsługiwane przez kanalizację ogólnospławną. W Polsce od 30% do 40% obszarów miejskich jest zdominowanych przez ten rodzaj kanalizacji [5]. W niemal wszystkich krajach Europy sieci kanalizacyjne budowane były wcześniej niż w Polsce i stąd wyższy jest tam udział kanalizacji ogólnospławnej i wynosi w Austrii 75-80%, w Belgii 70%, w Danii 45-50%, w Niemczech 67%, we Francji 75-80%, w Grecji 20%, w Irlandii 60-80%, we Włoszech 60-70%, w Luksemburgu 80-90%, w Holandii 74%, w Portugalii 40-50%, w Hiszpanii 90-95%, w Finlandii 10-15%, w Szwecji 40% i w Zjednoczonym Królestwie (UK) 70% całej powierzchni skanalizowanej [5]. Wpływ przelewów burzowych na zjawiska powodziowe i na jakość wody w ciekach powierzchniowych staje się coraz większy w miarę przeciążania kanalizacji ogólnospławnej oraz budowy nowych wysokosprawnych i przebudowy starych oczyszczalni ścieków. Przeciążenia kanalizacji ogólnospławnej zdarzają się powszechnie i najczęściej wynikają ze wzrostu gęstości zaludnienia i podłączania kanałów sanitarnych rozdzielczej kanalizacji przedmieścia do istniejącej kanalizacji ogólnospławnej śródmieścia. Zwiększenie efektywności oczyszczania ścieków uwypukla rolę przelewów burzowych w kształtowaniu jakości wód odbiornika, albowiem ładunki zanieczyszczeń zrzucane przez nie stanowią coraz to większą część wszystkich ładunków zrzucanych do odbiornika. Tak więc coraz więcej uwagi poświęca się zmniejszeniu ładunków zanieczyszczeń odprowadzanych przez przelewy burzowe. Pozwalają na to w ograniczonym zakresie specjalne konstrukcje przelewów, różnicujące stężenie zawieszonych części stałych w ściekach płynących na oczyszczalnię i zrzucanych do rzeki. Natomiast retencjonowanie spływów deszczowych w naturalnych zagłębieniach terenu i zbiorniki retencyjne nie tylko pozwalają zmniejszyć wielkość ładunków zrzucanych zanieczyszczeń, ale również opóźniają odpływ ścieków, ograniczając erozję gleby w korycie odbiornika i zmniejszając niebezpieczeństwo wystąpienia powodzi. Wymagania dotyczące krotności działania przelewów w Polsce mogą być spełnione jedynie przez zmniejszenie spływów ścieków deszczowych oraz przez budowę zbiorników retencyjnych, których jest obecnie bardzo mało. Tak więc w najbliższych latach czekają nas duże inwestycje związane ze zwiększeniem retencji w sieciach kanalizacyjnych i należy rozpocząć dyskusję nad strategią zagospodarowywania zlewni i projektowania nowych obiektów kanalizacyjnych towarzyszących przelewom burzowym. Dlatego autor zaplanował cykl artykułów dotyczących tego zagadnienia, stanowiący rozwinięcie jednego z rozdziałów jego książki [9]. Niniejszy tekst dotyczy wymagań prawnych co do ograniczenia zrzutów zanieczyszczeń przez przelewy burzowe w różnych krajach. Chociaż autor dołożył starań aby przedstawić w miarę aktualny stan prawny, to jednak w związku z częstymi zmianami przepisów z pewnością nie wszystkie podane tutaj informacje zaczerpnięte z publikacji technicznych są aktualne. Niemniej zestawienie tych przepisów pozwala prześledzić różnorodność podejść do problemu zrzutów, a niektóre unormowania zagraniczne dają możliwość, bez symulacji numerycznych pracy sieci w czasie rzeczywistym, oszacować wstępnie wielkość retencji, o którą należy uzupełnić istniejący system odprowadzania ścieków. Przelewy w kształtowaniu jakości wód Do roku 1991 projektowanie przelewów burzowych oparte było w Polsce na współczynniku początkowego rozcieńczenia, który przyjmowano w wysokości od 6 :1 do 2 :1, w zależności od usytuowania przelewu w odniesieniu do oczyszczalni ścieków i chłonności odbiornika na zanieczyszczenia. Najczulszymi na przeciążenia hydrauliczne GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA CZERWIEC