RETENCJONOWANIE WÓD OPADOWYCH NA TERENACH SILNIE UPRZEMYSŁOWIONYCH

Podobne dokumenty
MODELOWANIE DZIAŁANIA KANALIZACJI DESZCZOWEJ ZE ZBIORNIKIEM RETENCYJNYM

PORÓWNANIE METOD WYMIAROWANIA ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH W WARUNKACH HYDROLOGICZNYCH WROCŁAWIA

Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. Tom I sieci kanalizacyjne

WPŁYW UKŁADU HYDRAULICZNEGO ZBIORNIKA NA WYMAGANĄ POJEMNOŚĆ UŻYTKOWĄ UKŁADU ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH W KANALIZACJI

WPŁYW KIERUNKU I PRĘDKOŚĆI FALI DESZCZU NA KUBATURĘ UŻYTKOWĄ WIELOKOMOROWYCH ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH

ANALIZA KROTNOŚCI DZIAŁANIA PRZELEWÓW BURZOWYCH *

Uogólniona metoda analityczna wymiarowania przelewowych zbiorników retencyjnych ścieków deszczowych

Weryfikacja przepustowości kanalizacji deszczowej w modelowaniu hydrodynamicznym

Weryfikacja metod wymiarowania kanalizacji deszczowej za pomocą modelu hydrodynamicznego (SWMM) w warunkach wrocławskich

DOBÓR OPTYMALNEJ POJEMNOŚCI ZBIORNIKA RETENCJONUJĄCEGO WODY W MAŁYCH ZLEWNIACH DESZCZOWYCH

WYKORZYSTANIE SYSTEMÓW BIORETENCYJNYCH W CELU ZRÓWNOWAŻONEGO GOSPODAROWANIA WODAMI OPADOWYMI W TERENACH USZCZELNIONYCH

2. Obliczenia ilości ścieków deszczowych

1. Wprowadzenie Wprowadzenie

STORMWATER 2018, Gdańsk

SYMULACJE HYDRODYNAMICZNE KANALIZACJI DESZCZOWEJ NA WYBRANYM OSIEDLU MIESZKANIOWYM W GŁOGOWIE

Zalecenia do dyplomów z Kanalizacji

Wykorzystanie modeli symulacyjnych do planowania modernizacji kanalizacji deszczowej w Bydgoszczy. Marcin Skotnicki Paweł Kwiecień

ZASTOSOWANIE PROGRAMU SEWERGEMS DO PROBABILISTYCZNEGO WYMIAROWANIA OBJĘTOŚCI ZBIORNIKA RETENCYJNEGO WÓD OPADOWYCH

Analiza przeciążeń kanalizacji deszczowej na osiedlu Rakowiec we Wrocławiu wywołanych zmianami klimatu

WPŁYW KIERUNKU I PRĘDKOŚCI PRZEMIESZCZANIA SIĘ OPADU DESZCZU NA MAKSYMALNE SZCZYTOWE PRZEPŁYWY ŚCIEKÓW W SIECI KANALIZACYJNEJ

Analiza obciążenia systemu odwadniania terenu w przypadku prognozowanego zwiększenia częstości i intensywności deszczów z powodu zmian klimatycznych

ANALIZA HYDRAULICZNA FUNKCJONOWANIA ZBIORNIKA RETENCYJNEGO WYPOSAŻONEGO W INSTALACJĘ OBIEKTÓW RETENCYJNYCH

Przepływ (m 3 /10min) 211,89 12,71 127,13 652,68 525,55

ANALIZA FINANSOWA ROZWIĄZAŃ ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH

HYDRODYNAMICZNY MODEL ODPROWADZANIA WÓD OPADOWYCH SWMM

dr inż. Marek Zawilski, prof. P.Ł.

V. Odwodnienia komunikacyjne/retencja i melioracje miejskie Kanalizacja deszczowa, a odbiorniki wód opadowych

zanych z urbanizacją dr inż. Tomasz Szymczak mgr inż. Katarzyna Krężałek

Załącznik nr 7 do Zarządzenia Rektora nr 10/12 z dnia 21 lutego 2012r. KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU. Kod modułu

v Przykłady Obliczeniowe dla Programu Zintegrowany Kalkulator Projektanta

Koncepcja ogólna odprowadzenia wód deszczowych z terenu miasta Marki

Deszcze nawalne doświadczenia Miasta Gdańska

36 Analiza wpływu wartości współczynnika spływu na przepływy obliczeniowe w kanałach deszczowych

Dotyczy: wydania opinii w sprawie potrzeby przeprowadzenia oceny oddziaływania

IRENEUSZ NOWOGOŃSKI, ŁUKASZ BARTOS * WPŁYW CZASOPRZESTRZENNEJ ZMIENNOŚCI OPADU NA ODPŁYW KANALIZACJĄ OGÓLNOSPŁAWNĄ NA PRZYKŁADZIE MIASTA NOWA SÓL

INTELIGENTNE ŁAGODZENIE KLIMATU W SKALI DUŻEGO MIASTA

WYBÓR PILOTOWEJ ZLEWNI DESZCZOWEJ DO BADAŃ SYMULACYJNYCH DZIAŁANIA KANALIZACJI WE WROCŁAWIU

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

OBLICZENIE PRZEPŁYWÓW MAKSYMALNYCH I ICH REDUKCJI W ZLEWNI ZURBANIZOWANEJ

Zalecenia metodyczne do ćwiczeń projektowych i prac dyplomowych z kanalizacji rozdzielczej

Streszczenie. Abstract

Operat hydrologiczny jako podstawa planowania i eksploatacji urządzeń wodnych. Kamil Mańk Zakład Ekologii Lasu Instytut Badawczy Leśnictwa

Zrównoważone gospodarowanie wodami opadowymi z zastosowaniem innowacyjnych rozwiązań technicznych i organizacyjnych

Część A: Wodociągi dr inż. Małgorzata Kutyłowska dr inż. Aleksandra Sambor

Zawartość opracowania

Obliczenia hydrauliczne, modelowanie zlewni. Opracowanie, wdrożenie i utrzymanie modeli hydrodynamicznych

Identyfikacja, kalibracja i walidacja hydrodynamicznego modelu systemu odwadniającego tereny miejskie na przykładzie Wrocławia

4 Podstawy odwodnienia powierzchni dróg i ulic Powierzchnie komunikacyjne Pobocze Pas dzielący 72 4.

Mgr Andrzej Dancewicz, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Oddział we Wrocławiu.

VIII Zjazd Kanalizatorów Polskich

WPŁYW ROZWOJU TERENÓW MIEJSKICH NA FUNKCJONOWANIE SYSTEMU KANALIZACYJNEGO MIASTA PRZEMYŚLA

BUDOWY SEPARATORA NA KANALE DESZCZOWYM W UL. ZAMKOWEJ W BIAŁEJ PODLASKIEJ

Nowe prawo wodne oraz jego wpływ na gospodarkę wodami opadowymi i roztopowymi Mariusz Gajda Podsekretarz Stanu Ministerstwo Środowiska

Hydraulika i hydrologia

Wyznaczanie objętości zbiorników infiltracyjnych z zastosowaniem wzorów IDF

ANALIZA PRACY KANALIZACJI DESZCZOWEJ LOTNISKA W MIEJSCOWOŚCI ŁASK NA PODSTAWIE MODELU HYDRAULICZNEGO.

R E C E N Z J A. rozprawy doktorskiej Pani mgr inż. Małgorzaty SOBCZYK pt.,,analiza zdolności retencyjnej ekstensywnych dachów zielonych

Opracowanie koncepcji ochrony przed powodzią opis ćwiczenia projektowego

BYDGOSKI PROJEKT MODERNIZACJI SYSTEMU ODWADNIANIA I DOSTOSOWANIA GO DO RETENCJI I ZAGOSPODAROWANIA WÓD OPADOWYCH

Analiza techniczno-ekonomiczna zastosowania zbiorników grawitacyjno-podciśnieniowych

Ocena wpływu regulacji krawędzi przelewów burzowych na możliwość ograniczenia ilości ścieków odprowadzanych do wód powierzchniowych studium przypadku

Adres obiektu budowlanego:

SYMULACYJNA OCENA POTENCJAŁU ROZWOJOWEGO MIAST WOJEWÓDZTWA LUBUSKIEGO W KONTEKŚCIE WSPÓŁPRACY TRANSGRANICZNEJ Z BRANDENBURGIĄ

Kryterium Obecny zapis Propozycja zmian Uzasadnienie. Kryteria merytoryczne I stopnia. Kryteria merytoryczne I stopnia Kryterium nr 1

EKOLOGICZNE ZAGOSPODAROWANIE WÓD OPADOWYCH ZIELONE DACHY

Projekt Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa) Dr hab. inż. Paweł Licznar, prof. PWr. RETENCJAPL Sp. z o. o.

AGNIESZKA NOWAK, IRENEUSZ NOWOGOŃSKI WYNIKI SYMULACJI KANAŁU OGÓLNOSPŁAWNEGO W UL. P. SKARGI W GŁOGOWIE

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

KONFERENCJA SŁUPSK SIT 28 LISTOPADA Wizja bez działania to marzenie. Działanie bez wizji to koszmar. Andrzej Wójtowicz

W odociągi i kanalizacja

WPŁYW USZCZELNIENIA POWIERZCHNI ZLEWNI NA ODPŁYW WÓD DESZCZOWYCH THE EFFECT OF SURFACE SEAL CATCHMENT ON THE SIZE OF STROM WATER RUNOFF

O potrzebie dostosowania zasad wymiarowania kanalizacji w Polsce do wymagań normy PN EN 752 i zaleceń Europejskiego Komitetu Normalizacji

WYKORZYSTANIE SZTUCZNYCH SIECI NEURONOWYCH W WYMIAROWANIU ZBIORNIKÓW RETENCYJNYCH

DEMONSTRACJA NOWYCH TECHNOLOGII

ZASTOSOWANIE METODY WYMIAROWANIA NIECEK INFILTRACYJNO- RETENCYJNYCH DO ZAGOSPODAROWANIA WÓD OPADOWYCH

Analiza działania kanalizacji półrozdzielczej z zastosowaniem różnego typu separatorów przepływu

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

WKŁADKA PIĘTRZĄCA ZWIĘKSZAJĄCA EFEKTYWNOŚĆ HYDRAULICZNĄ PRZELEWÓW KONWENCJONALNYCH

Wymiarowanie zbiorników retencyjnych ścieków deszczowych na podstawie syntetycznych szeregów czasowych opadów deszczu

PRZYKŁAD OBLICZENIOWY DLA SYSTEMU KOMÓR DRENAŻOWYCH

Wady i zalety systemów kanalizacyjnych

ZBIORNIK RETENCYJNO-PRZERZUTOWY JAKO SYSTEM ODPROWADZANIA WODY OPADOWEJ

Dokładne obliczenia hydrauliczne są niemożliwe ze względu na złożoność procesu przepływu i jego zależność od czynników

Wprowadzenie. Mariusz BARSZCZ 1, Zbigniew BARTOSIK 2, Sylwester RUKŚĆ 2, Jakub BATORY 2 1

HOBAS. Poprawa funkcjonowania systemów kanalizacji deszczowej poprzez zastosowanie podziemnych zbiorników retencyjnych. Aleksandra Wojcik Marek Mathea

Inwentaryzacja i diagnoza istniejącego systemu odwodnienia miasta

PROJEKT WYKONAWCZY. TOM 2/2 Projekt kanalizacji deszczowej

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2015/2016

PERSISTENCE ORGANIC POLLUTANTS IN ASPECT OF STOCKHOLM CONVENTION

Oczyszczanie ścieków deszczowych Stormwater treatment

Oczyszczanie ścieków deszczowych Stormwater treatment

KOMOROWY SYSTEM ROZSĄCZAJĄCY OKSY-EKO typu SC

IRENEUSZ NOWOGOŃSKI * PRZELEWY BURZOWE KLUCZOWE ELEMENTY SIECI KANALIZACYJNEJ MIASTA GŁOGOWA

WYSTĘPOWANIE SUBSTANCJI ROPOPOCHODNYCH W ŚCIEKACH DESZCZOWYCH POCHODZĄCYCH Z WYBRANYCH ZLEWNI ZURBANIZOWANYCH

POROZMAWIAMY O RETENCJONOWANIU WÓD OPADOWYCH W MIEŚCIE

OPERAT WODNOPRAWNY. P.B. przebudowy ulicy Południowej oraz ulicy Spadowej w Dłutowie

MODELOWANIE OPADÓW DO WYMIAROWANIA KANALIZACJI

INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY Oddział we Wrocławiu. Görlitz

Transkrypt:

Inżynieria Ekologiczna Ecological Engineering Vol. 48, June 2016, p. 107 112 DOI: 10.12912/23920629/63259 RETENCJONOWANIE WÓD OPADOWYCH NA TERENACH SILNIE UPRZEMYSŁOWIONYCH Bartosz Kaźmierczak 1, Marcin Wdowikowski 2, Monika Nowakowska 1 1 Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Wodociągów i Kanalizacji, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, e-mail: bartosz.kazmierczak@pwr.edu.pl, monika.nowakowska @pwr.edu.pl. 2 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy, ul Podleśna 61, 01-673 Warszawa, e-mail: marcin.wdowikowski@imgw.pl. STRESZCZENIE W pracy przedstawiono metodę wskaźnikową wymiarowania zbiorników retencyjnych wg niemieckiej wytycznej DWA-A 117, zalecaną dla małych zlewni deszczowych (o powierzchni do 200 ha). Przeprowadzono porównawcze obliczenia objętości użytkowej przelewowych zbiorników retencyjnych dla 4 wariantów zagospodarowania zlewni (stopnia uszczelniania powierzchni, od 60% do 90%), przy założonym odpływie ścieków ze zbiornika na poziomie spływu naturalnego ze zlewni. Dla zadanych warunków wyznaczono niezbędne objętości jednostkowe zbiorników retencyjnych, od 145,4 m 3 do 206,7 m 3 na 1 ha powierzchni zlewni. Uzyskane wyniki potwierdzają fakt zaniżania objętości użytkowej zbiorników, w przypadku stosowania do obliczeń miarodajnych strumieni ścieków deszczowych wzoru Błaszczyka. Ponieważ metoda wg wytycznej DWA-A 117 ma zastosowanie dla małych zlewni, zaleca się obecnie weryfikację przepustowości hydraulicznej zwymiarowanych kanałów i obiektów na drodze symulacji hydrodynamicznych, przy różnych scenariuszach obciążenia zlewni opadami, zmiennymi w czasie i przestrzeni. Słowa kluczowe: odwadnianie terenów, kanalizacja deszczowa, zbiornik retencyjny RAINWATER RETENTION ON THE HEAVILY INDUSTRIALIZED AREAS ABSTRACT The paper presents the dimensioning of retention reservoirs indicator method regarding to the German DWA- A 117 guideline, recommended for small rainfall catchments (with an area of 200 ha). A comparative calculation of the retention reservoirs overflow useful volume were conducted for 4 variants of catchment development (degree sealing surface varied from 60% to 90%), under the assumed sewage outflow from the tank at the level of the urban basin natural runoff. At given conditions required unit volume of retention reservoirs, from 145,4 m 3 to 206,7 m 3 for each 1 ha of catchment area were determined. The obtained results confirmed the fact that useful volume of the tanks were decreased, when Blaszczyk s pattern reliable rainwater streams were used for calculations. Because the DWA-A 117 guideline method should be applied to a small rainfall catchments, it is recommended to verify the hydraulic capacity of dimensioned channels and objects using hydrodynamic simulations at different load of rainfall catchment scenarios, variable in time and space. Keywords: drainage areas, storm water drainage, retention reservoir WSTĘP Problematyka odprowadzania wód opadowych z terenów zurbanizowanych nabrała w ostatnich latach szczególnego znaczenia. Z jednej strony, postępujące wciąż uszczelnianie powierzchni terenu powoduje zwiększenie współczynników spływów wód opadowych, co w rezultacie doprowadza do przeciążenia hydraulicznego systemów kanalizacji deszczowej czy ogólnospławnej [Kotowski 2015a]. Z drugiej strony, coraz więcej uwagi poświęca się zachodzącym zmianom klimatu, zwłaszcza w kontekście zwiększenia się intensywności opadów, 107

co nie pozostaje bez wpływu na niezawodność funkcjonowania wybudowanych już systemów kanalizacyjnych [Willems 2011, Siekmann i Pinnekamp 2011, Dąbrowski i Dąbrowska 2012, Kaźmierczak i Kotowski 2014]. Zarówno postępująca urbanizacja, jak i zmiany klimatyczne, mają negatywny wpływ na sprawność funkcjonowania systemów kanalizacyjnych, powodując coraz częstsze ich przeciążenia, prowadzące do wylewów z kanałów i powodzi miejskich [Kotowski 2013]. Europejska norma PN-EN 752 [2008] limituje dopuszczalną częstość wylewów, od raz na 10 lat do raz na 50 lat w zależności od rodzaju zagospodarowania terenu (tab. 1). W efekcie postępującej urbanizacji i zmian klimatu zapewnienie tak rzadkiej częstości wylewów jest dużym wyzwaniem. W Polsce większość systemów kanalizacji deszczowej i ogólnospławnej zostało zaprojektowanych i wybudowanych w ubiegłym stuleciu, w oparciu o nieaktualny już model opadów Błaszczyka [Kaźmierczak i Kotowski 2011, Kotowski i in. 2010], jak i z wykorzystaniem niezalecanej obecnie do wymiarowania średnic kanałów metody granicznych natężeń (MGN) [Kotowski 2015a]. W rezultacie systemy te nie są dostosowane do restrykcyjnych wymagań obecnej normy PN-EN 752. Specyficzna sytuacja występuje na podmiejskich terenach rolnych, przekształcanych na tereny przemysłowe. Przykładem takich terenów są specjalne strefy ekonomiczne (SSE), funkcjonujące w Polsce - na podstawie ustawy z 20 października 1994 roku. Pierwszą polską strefą była utworzona w 1995 roku SSE EURO-PARK MIE- LEC. Na dzień 31 grudnia 2014 roku, SSE obejmowała tereny zlokalizowane w 162 miastach i 232 gminach, o łącznej powierzchni 18133 ha. Tereny te odwadniane są zazwyczaj przy pomocy rowów melioracyjnych, wymiarowanych na spływ powierzchniowy jak w przypadku terenów rolnych. Tereny przemysłowe charakteryzują się natomiast bardzo dużymi stopniami uszczelnienia powierzchni, często na poziomie dochodzącym nawet do 90%. W rezultacie na terenach tych występuje bardzo duży, natychmiastowy spływ powierzchniowy wód opadowych. Uniemożliwia to ich bezpośrednie odprowadzenie do wspomnianych rowów melioracyjnych, gdyż mogłoby to doprowadzić do lokalnych podtopień, uszkodzeń przepustów drogowych itd. W celu zapewnienia odpowiedniego standardu odwodnienia takich terenów (tab. 1) stosuje się zbiorniki retencyjne, które pozwalają odciążyć hydraulicznie odbiorniki poprzez redukcję strumieni odprowadzanych ścieków opadowych [Dziopak i Słyś 2007, Kotowski 2015b]. Wymiarowanie zbiorników retencyjnych Do wymiarowania systemów odwodnień terenów w Polsce zalecana jest obecnie metoda maksymalnych natężeń (MMN) [Kotowski 2015a]. Zastosowanie mają tutaj probabilistyczne modele opadów maksymalnych, jak model Bogdanowicz-Stachý o ogólnopolskim zasięgu, który powstał na podstawie pomiarów deszczy na 20 stacjach IMGW-PIB w latach 1960 1990 [Bogdanowicz i Stachý 1998], czy też modele lokalne, jak np. model dla Wrocławia, opracowany na podstawie pomiarów deszczy w okresie 1960 2009 na stacji IMGW-PIB Wrocław-Strachowice, postaci [Kotowski i Kaźmierczak 2013]: h 97,11t 0,0222 98,68 ln 0, 809 0,242 max 4,58 7,41t p (1) gdzie: h max maksymalna wysokość opadu, mm; t czas trwania deszczu: t ϵ [5; 4320] min; p prawdopodobieństwo przewyższenia opadu: p = 1/C ϵ [1; 0,01]. Tabela 1. Zalecane częstości projektowe deszczu i dopuszczalne częstości wystąpienia wylewów z kanałów wg PN-EN 752 [2008] Table 1. Recommended designing rain frequency and acceptable incidence of outpouring from drainage system channels PN-EN 752 [2008] Rodzaj zagospodarowania terenu Częstość deszczu obliczeniowego [1 raz na C lat] Częstość wystąpienia wylewów [1 raz na C lat] Tereny wiejskie 1 na 1 1 na 10 Tereny mieszkaniowe 1 na 2 1 na 20 Centra miast, tereny usług i przemysłu 1 na 5 1 na 30 Podziemne obiekty komunikacyjne, przejścia i przejazdy pod ulicami, itp. 1 na 10 1 na 50 108

Miarodajny do wymiarowania sieci i obiektów (w tym zbiorników retencyjnych) strumień Q ścieków opadowych (w dm 3 /s), wg metody MMN, wynosi [Kotowski 2015a]: Q q F q (2) max s max F zr gdzie: q max = 166,7h max /t maksymalne jednostkowe natężenie deszczu dla czasu trwania t równego czasowi przepływu ścieków t p w kanale (t = t p ), dm 3 /s ha; ψ s szczytowy (maksymalny) współczynnik spływu, zależny od stopnia uszczelnienia terenu, spadków powierzchni i częstości występowania opadu, -; F powierzchnia zlewni deszczowej, ha, F zr zredukowana (szczelna) powierzchnia zlewni deszczowej, ha. Grawitacyjne zbiorniki retencyjne ze względu na zasadę działania podzielić można na dwa rodzaje: przepływowe (klasyczne, najczęściej jednokomorowe) oraz przelewowe (nowej generacji, najczęściej dwukomorowe). Przelewowe zbiorniki retencyjne (rys. 1) wyposażone są w komorę przepływową z dławionym odpływem, oddzieloną od komory akumulacyjnej pionową przegrodą z bocznym przelewem w części górnej i zaworem klapowym przy dnie zbiornika. Zbiornik przelewowy cechuje się przede wszystkim mniejszą objętością użytkową komory retencyjnej w porównaniu do zbiornika przepływowego, poprzez wymuszenie maksymalnej wartości strumienia odpływowego w całym okresie napełniania się komory retencyjnej [Kotowski i in. 2009]. Zastosowana w pracy metoda wymiarowania zbiorników retencyjnych, wg niemieckiej wytycznej DWA-A 117 [2006], powstała w wyniku statystycznego uogólnienia szeregów czasowych opadów z 10 różnych miast niemieckich, Rys. 1. Schemat ideowy dwukomorowego zbiornika przelewowego Fig. 1. Schematic diagram of the two-chamber overflow tank Rys. 2. Nomogram do odczytu wartości współczynnika redukcyjnego f a wg DWA-A 117 [2006] Fig. 2. The nomogram of the reducing coefficient value f a according to DWA-A 117 [2006] z uwzględnieniem ryzyka przewyższenia obliczanej objętości zbiornika, w zakresie częstości opadów C [1; 10] lat. Według tej metody, objętość użytkową V u (w m 3 ) zbiornika ścieków deszczowych z dławionym odpływem określić można z wzoru: V u V F j zr qmax qdł t fa fz Fzr 0,06 (3) gdzie: V j wskaźnik jednostkowej objętość retencyjnej zbiornika odniesiony do zredukowanej powierzchni F zr (ha) zlewni, dm 3 /s ha; q max (t) maksymalne jednostkowe natężenie deszczu o czasie trwania t (minut) i częstości występowania C (lat), dm 3 /s ha; q dł jednostkowy dławiony odpływ ze zbiornika, dm 3 /s ha; f a współczynnik opóźnienia (redukcji), zależny od czasu przepływu w sieci t p (minut) i częstości występowania deszczu C lat): f a 1; f z współczynnik ryzyka przewyższenia obliczanej objętości: f z [1,1; 1,2]. Wartość współczynnika zmniejszającego f a dla czasu przepływu t p [5; 30] min i częstości występowania deszczu C [1; 10] lat określić można z rysunku 2. Metoda wg wytycznej DWA-A 117 ma zastosowanie dla małych zlewni o powierzchni do 200 ha. W przypadku dużych zlewni objętość użytkową zbiornika można ustalić jedynie na podstawie badań symulacyjnych, opartych na rzeczywistej charakterystyce hydrologicznej danej zlewni oraz charakterystyce hydraulicznej analizowanego systemu odwodnieniowego, uwzględniając zmiany w czasie zasięgu opadu oraz jego natężenia [Kaźmierczak i Kotowski 2012, Słyś i Stec 2012, Zawilski i Sakson 2010]. 109

Niezbędna objętość zbiorników retencyjnych Na potrzeby pracy obliczono niezbędne jednostkowe objętości zbiorników retencyjnych (w przeliczeniu na 1 ha powierzchni zlewni) na terenach przemysłowych, przy założeniu, że tereny te zostały przekształcone z terenów wiejskich i odwadniane są przy pomocy rowów melioracyjnych. Przyjęto 4 warianty stopnia uszczelniania powierzchni od 60% do 90%. Główne parametry, determinujące objętość zbiorników retencyjnych, to 2 strumienie - dopływających ścieków opadowych i dławionego odpływu. Pierwszy zależeć będzie przede wszystkim (poza natężeniem deszczu) od szczytowego współczynnika spływu, drugi natomiast od uzyskanego pozwolenia wodno-prawnego na odprowadzanie wód opadowych. Pozwolenia wodno- -prawne mają m.in. na celu ochronę wód odbiornika przed przeciążeniem hydraulicznym. Natężenie deszczu projektowego dla terenów przemysłowych wynosi wg wzoru (1) q = 180,3 dm 3 /s ha dla czasu trwania opadu t = 15 min i powtarzalności deszczu C = 5 lat (wg tab. 1). Przyjmując, że dławiony odpływ ze zbiornika, wg pozwolenia wodno-prawnego, będzie na poziomie naturalnego spływu wód deszczowych, wówczas dla współczynnika spływu ψ = 0,10 wyniesie to 18,0 dm 3 /s ha. Pozostały strumień wód opadowych należy zretencjonować w zbiornikach, których objętość w głównej mierze zależeć będzie od zagospodarowania terenu. Zaproponowano 4 warianty zagospodarowania terenu do obliczeń niezbędnej - jednostkowej objętości zbiorników retencyjnych (odniesionej do 1 ha powierzchni zlewni deszczowej), zestawione w tab. 2. Do obliczeń jednostkowej objętości zbiorników retencyjnych, wg metody wskaźnikowej DWA-A 117, przyjęto następujące parametry: częstość deszczu obliczeniowego C = 5 lat, współczynnik redukcyjny f a = 0,98 (wg rys. 2), współczynnik ryzyka przewyższenia obliczanej objętości: f z = 1,2 wg zaleceń [Merkblatt Nr. 4.3/9]. Wyniki wymiarowania zbiornika zamieszczono w tabeli 3. Z wariantowych obliczeń wynika (tab. 3), że dla założonych warunków, niezbędna jednostkowa objętość zbiorników retencyjnych w odniesieniu do 1 ha powierzchni zlewni deszczowej wynosi: od 145,4 m 3 (wariant I) do 206,7 m 3 (wariant IV), przy jednostkowej objętości zbiornika 240,4 m 3 /ha zr. czyli odniesionej do 1 ha powierzchni zredukowanej. Czas trwania miarodajnego deszczu wynosi wówczas 75 minut. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Zbiorniki retencyjne są coraz częściej stosowane jako zabezpieczenie sieci kanalizacyjnych (a również odbiorników, takich jak rowy melioracyjne) przed przeciążeniem hydraulicznym, prowadzącym do wylewów czy podtopień. Systematyczne ocieplanie się klimatu spowoduje prawdopodobnie zwiększenie liczby ekstremalnych zjawisk opadowych w przyszłości, co może prowadzić do coraz częściej występujących tzw. powodzi miejskich. Z uwagi na ten aspekt, niezmiernie istotne jest obecnie prawidłowe wymiarowanie zbiorników retencyjnych, tak aby były one w stanie prawidłowo pełnić swoją funkcję również w przyszłości. W tym celu należy przede wszystkim odejść od nieaktualnego już wzoru Błaszczyka i MGN, a stosować probabilistyczne modele opadów, najlepiej opracowane dla warunków lokalnych, jak i nową metodę wymiarowania kanalizacji deszczowej - MMN [Kaźmierczak i Kotowski 2011, Kotowski i in. 2010, Kotowski 2015a]. W pracy zaprezentowano metodę wskaźnikową do wymiarowania zbiorników retencyjnych wg niemieckiej wytycznej DWA-A 117, zaleca- Tabela 2. Założone warianty zagospodarowania terenu Table 2. Given variants of land development Wariant obliczeń Rodzaj i stopień uszczelnienia terenu drogi, ψ = 0,90 dachy, ψ = 0,95 trawniki, ψ = 0,10 Średni współczynnik spływu I 10% 50% 40% 0,506 II 10% 60% 30% 0,690 III 10% 70% 20% 0,775 IV 10% 80% 10% 0,860 110

Tabela 3. Wyniki obliczeń objętości użytkowej (V u ) zbiornika retencyjnego ścieków deszczowych Table 3. The results of rainwater sewage retention reservoir usable volume calculation (V u ) Czas trwania deszczu t, min Natężenie deszczu q max (t) wg (2), dm 3 /s ha 15 180,3 Jednostkowy dławiony odpływ q dł, dm 3 /s ha Różnica: q max (t) - q dł, dm 3 /s ha Jednostkowa objętość zbiornika Vj, m 3 /ha zr. Jednostkowa objętość użytkowa zbiornika w przeliczeniu na 1 ha powierzchni zlewni, m 3 /ha wariant I wariant II wariant III wariant IV 162,3 171,8 103,9 118,5 133,1 147,8 30 117,7 99,7 211,1 127,7 145,6 163,6 181,5 45 90,1 72,1 228,8 138,4 157,9 177,3 196,8 60 74,0 56,0 237,3 143,6 163,7 183,9 204,1 18,0 75 63,4 45,4 240,4 145,4 165,9 186,3 206,7 90 55,8 37,8 240,0 145,2 165,6 186,0 206,4 105 50,0 32,0 237,1 143,5 163,6 183,8 203,9 120 45,5 27,5 232,5 140,6 160,4 180,1 199,9 ną dla małych zlewni deszczowych. Przeprowadzono porównawcze obliczenia objętości użytkowej przelewowych zbiorników retencyjnych dla 4 wariantów zagospodarowania zlewni na terenach przemysłowych, przy założonym odpływie ścieków ze zbiornika, na poziomie spływu naturalnego ze zlewni. Wyznaczono niezbędną, jednostkową objętość zbiorników retencyjnych, wynoszącą od 145,4 m 3 (wariant I, współczynnik spływu ψ = 0,506) do 206,7 m3 (wariant IV, ψ = 0,860) na hektar powierzchni zlewni. Należy zaznaczyć, że objętości zbiorników retencyjnych ścieków deszczowych otrzymywane wg metody wskaźnikowej Błaszczyka są aż dwukrotnie mniejsze [Kotowski 2015b] m.in. z powodu zaniżania przez wzór Błaszczyka miarodajnych natężeń opadów. Ponieważ metoda wg wytycznej DWA-A 117 ma zastosowanie dla małych zlewni deszczowych (o powierzchni do 200 ha), dla większych zlewni zaleca się obecnie weryfikację przepustowości hydraulicznej zwymiarowanych kanałów i obiektów na drodze symulacji hydrodynamicznych, przy różnych scenariuszach obciążenia zlewni opadami, zmiennymi w czasie i przestrzeni. Podziękowania Pracę zrealizowano w ramach tematu badawczego pt. Zasady bezpiecznego projektowania i modernizacji systemów odwodnień terenów zurbanizowanych, finansowanego ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, w ramach działalności statutowej Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej. LITERATURA 1. Bogdanowicz E., Stachý J.: Maksymalne opady deszczu w Polsce. Charakterystyki projektowe. Materiały badawcze, Seria: Hydrologia i Oceanologia nr 23. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa 1998. 2. Dąbrowski W., Dąbrowska B.: Przewidywany wpływ zmian klimatu na dysfunkcję systemów odprowadzania ścieków. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2012, nr 1, 17 20. 3. DWA-A 117: Bemessung von Regenrückhalteräumen. DVWK, Hennef 2006. 4. Dziopak J., Słyś D.: Modelowanie zbiorników retencyjnych klasycznych i grawitacyjno-pompowych w kanalizacji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2007. 5. Kaźmierczak B., Kotowski A.: The influence of precipitation intensity growth on the urban drainage systems designing. Theoretical and Applied Climatol. 2014, vol. 118, nr 1, 285 296. 6. Kaźmierczak B., Kotowski A.: Weryfikacja przepustowości kanalizacji deszczowej w modelowaniu hydrodynamicznym. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2012. 7. Kotowski A.: Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. Tom I Sieci kanalizacyjne. Wyd. Seidel-Przywecki, Warszawa 2015. 8. Kotowski A.: Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. Tom II Obiekty specjalne. Wyd. Seidel-Przywecki, Warszawa 2015. 9. Kotowski A.: Prognozowane skutki ocieplenia klimatu w modelowaniu przeciążeń systemów kanalizacyjnych w Polsce. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2013, nr 5, 201 205. 10. Kotowski A., Kaźmierczak B.: Probabilistic models of maximum precipitation for designing sewerage. Journal of Hydrometeorology 2013, vol. 14, nr 6, 1958 1965. 111

11. Kotowski A., Kaźmierczak B., Dancewicz A.: Modelowanie opadów do wymiarowania kanalizacji. Wyd. Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN. Studia z zakresu Inżynierii nr 68, Warszawa 2010. 12. Kotowski A., Wartalski J., Wartalski A.: Stosować przepływowe czy przelewowe zbiorniki retencyjne ścieków deszczowych? Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2009, nr 2, 18 22. 13. Merkblatt Nr. 4.3/9: Hinweise zur Anwendung des Arbeitsblattes DWA-A 117 Bemessung von Regenrückhalteräumen vom April 2006. Bayerischen Landesamtes für Umwelt, 2012. 14. PN-EN 752: Drain and sewer systems outside buildings (Zewnętrzne systemy kanalizacyjne). PKN, Warszawa 2008. 15. Siekmann M., Pinnekamp J.: Indicator based strategy to adapt urban drainage systems in regard to the consequences caused by climate change. Proc. 12th International Conference on Urban Drainage. Porto Alegre, Brazil, 2011. 16. Słyś D., Stec A.: Hydrodynamic modelling of the combined sewage system for the city of Przemyśl. Environment Protection Engineering 2012, 38(4), 99 112. 17. Willems P.: Revision of urban drainage design rules based on extrapolation of design rainfall statistics. Proc. 12th International Conference on Urban Drainage. Porto Alegre, Brazil, 2011. 18. Zawilski M., Sakson G.: Modelowanie spływu ścieków opadowych ze zlewni miejskiej przy wykorzystaniu programu SWMM. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2010, nr 11, 32 36. 112