Retencja wody w mieście – dlaczego to ważne?
Gromadzenie wody opadowej oraz jej przetrzymywanie przez określony czas – tak brzmi definicja retencji. Dlaczego umiejętne przeprowadzenie takiego procesu jest ważne? Otóż dzięki temu, że woda zostaje zmagazynowana, może później wrócić do naturalnego obiegu wody na ziemi (jest to tzw. cykl hydrologiczny) poprzez parowanie lub przenikanie do wód podziemnych. W efekcie można ją więc bardzo dobrze wykorzystać, przeciwdziałając w ten sposób coraz częstszym suszom i – patrząc na problem jeszcze szerzej – postępującym zmianom klimatu. Właściwie realizowana retencja wody w mieście pozwala też rozwiązać problem z lokalnymi podtopieniami i powodziami, z jakimi mamy do czynienia bardzo często po ulewnych opadach.
Retencja jest więc nie tylko uzasadniona ze względu na dobro środowiska naturalnego, ale także z powodów czysto pragmatycznych, bo każda powódź stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa ludzi, a także naraża budżet miasta na wydatki związane z koniecznością naprawy uszkodzonej przez wodę infrastruktury.
fot. Leca
Sposoby retencjonowania wody
Przemyślana, starannie zaplanowana i zrealizowana retencja wody w mieście to konieczność w czasach, w których zasoby wody pitnej kurczą się błyskawicznie, a długotrwałe okresy bezdeszczowe i susza są odczuwalne coraz dotkliwiej.
W zależności od tego, w jakim miejscu zatrzymuje się wodę, można wyróżnić dwa rodzaje retencji: powierzchniową oraz podziemną. Najczęściej mamy do czynienia z tą pierwszą, z dodatkową możliwością wykorzystania zmagazynowanej wody np. do celów gospodarczych (prace wokół domu, sprzątanie) oraz do utrzymania terenów zielonych.
Rozwiązaniem idealnym jest natomiast taka retencja wody w mieście, która pozwoli zatrzymać ją w miejscu występowania opadu i przeprowadzić skuteczną infiltrację do gruntu oraz odparowanie. Aby to umożliwić, buduje się podziemne instalacje retencyjne i rozsączające, które znacznie zwiększają możliwości retencyjne miejskich zlewni. Woda dostaje się do takich zbiorników na różne sposoby: poprzez tereny zielone, a także przez specjalne wpusty czy rozszczelnienia nawierzchni.
fot. Leca
Budowa zbiorników do retencjonowania wody w mieście
Wypełnione Leca® KERAMZYTEM zbiorniki o dowolnym kształcie i objętości można zbudować wszędzie: pod parkingiem, chodnikiem, centrum handlowym, jak również pod ulicą, deptakiem, placem, a także na terenie prywatnej posesji. Aby dobrze dopasować zbiornik (zwłaszcza jego objętość) do realnych potrzeb i opracować efektywny system retencji wody w mieście, należy uwzględnić właściwe dla danej lokalizacji warunki gruntowo-wodne.
Infiltracyjne zbiorniki retencyjne muszą być usytuowane z zachowaniem minimalnych odległości od innych budynków, drzew, kabli telekomunikacyjnych i elektrycznych oraz rurociągów, a także optymalnie pod względem kierunku spływu wody w zlewni.
Odległości te ilustruje poniższa tabela:
tab. Leca
Zaleceniem projektowym jest, aby dno zbiornika było min. 1 m powyżej zwierciadła wody gruntowej. Istotnym parametrem jest też określony na podstawie badania geotechnicznego współczynnik infiltracji gruntu, który znajduje się pod zbiornikiem. Aby rozsączanie było efektywne, współczynnik ten powinien mieścić się w zakresie od 1∙10-6 do 1∙10-3 m/s. Alternatywnie zamiast badania geotechnicznego można wykonać uproszczoną ocenę przepuszczalności gruntu. W tym celu trzeba przeprowadzić test perkolacyjny, tzn. wykopać głęboki na 15 cm dołek o wymiarach 30x30cm na głębokości przewidywanego dna zbiornika. Następnie należy wlać do wykopu ściśle określoną ilość wody i mierzyć czas, jaki potrzebny jest na jej wsiąknięcie w podłoże.
Przed wykonaniem pomiarów konieczne jest zalanie wykopu wodą i odczekanie, aż woda się wchłonie. Tę operację należy powtarzać tak długo, aż czas potrzebny na wchłonięcie wody będzie krótszy niż 10 minut. Cały ten proces może trwać nawet dobę. Następnie należy wlać do dołka 12,5 litra wody i mierzyć czas jej opadania o 1 cm albo do całkowitego wchłonięcia. Miarodajny wynik uzyskuje się po wykonaniu trzech takich pomiarów i obliczeniu z nich średniej.
Klasyfikacje gruntu na podstawie testu perkolacyjnego przedstawia poniższa tabela:
tab. Leca
Retencja wody w mieście i na innych obszarach z wykorzystaniem podziemnych zbiorników jest możliwa w przypadku gruntów A, B, C, D, natomiast w przypadku klasy A może być konieczne wykonanie warstwy wspomagającej z gruntu klasy C.
Po ustaleniu, z jakim rodzajem gruntu mamy do czynienia, konieczne jest wyznaczenie ilości wody spływającej ze zlewni. Ilość ta jest funkcją wielkości opadu, którą wyznacza się na podstawie tzw. miarodajnego opadu deszczu dla danej lokalizacji, przy czym pod uwagę trzeba wziąć dane takie jak czas trwania opadu, prawdopodobieństwo jego wystąpienia i powierzchnia zlewni z uwzględnieniem współczynnika spływu. Ostatni parametr (symbol ψ, przyjmujący wartości od 0 do 1) oznacza stosunek ilości wody, który spłynie z danego obszaru, do ilości wody, która na niego spadła. Obszary o niskim stopniu infiltracji (np. chodniki), z których szybko odpływa woda (teren pochylony) mają współczynnik zbliżony do 1, a dla powierzchni przepuszczalnych (np. grunty uprawne) współczynnik spływu jest bliższy 0.
Współczynniki spływu dla wybranych nawierzchni przedstawia poniższa tabela:
tab. Leca
Zlewnia może obejmować strefy o różnych współczynnikach spływu (ψ) i powierzchniach (A). Korzystając z poniższego wzoru można obliczyć, jaki jest średni współczynnik spływu dla połączonych stref albo obliczyć intensywność spływu dla poszczególnych obszarów.
Przykład obliczeń:
Dane:
• natężenie deszczu miarodajnego 150 l/(s∙ha) o prawdopodobieństwie p=20% i czasie trwania 15 minut
• na powierzchnię zlewni składają się: budynek z dachem o nachyleniu 300 o powierzchni 150 m², droga żwirowa o powierzchni 80m², chodnik o powierzchni 15 m² oraz trawnik o powierzchni 250 m².
Ilość wód opadowych w czasie deszczu miarodajnego obliczamy ze wzoru:
Q = A ∙ q ∙ ψ
gdzie:
Q – spływ deszczu [l/s]
q – natężenie deszczu miarodajnego [l/(s∙ha)]
A – powierzchnia zlewni [ha]
ψ – współczynnik spływu
q = 150 l/(s∙ha)
A = 150 +80 + 15 + 250 = 495 m2
Q = 495 ∙ 150 ∙ 0,4 ∙ 0,0001 = 2,97 l/s
Całkowita ilość wód deszczowych odprowadzana do zbiornika retencyjnego w czasie deszczu miarodajnego trwającego 15 minut wyniesie:
W = Q ∙ t = 2,97 ∙ (15 ∙ 60) = 2673 l = 2,67 m3
gdzie t – czas trwania opadu [s]
Pojemność wodna 1 m3 zagęszczonego Leca® KERAMZYTU frakcji 10-20 mm wynosi 420 l (0,42 m3), zatem do zmagazynowania obliczonej ilości wody opadowej potrzebny będzie zbiornik o objętości V = 2,67 / 0,42 = 6,36 m3, czyli np. zbiornik o powierzchni 8 m2 wypełniony warstwą keramzytu grubości 0,8 m.
Retencja wody w mieście – jak wykonać zbiornik?
Zbiornik retencyjny wypełniony Leca® KERAMZYTEM powinien być owinięty geowłókniną separacyjną, która zabezpieczy do przed kolmatacją. Zbiornik można pokryć dowolną nawierzchnią, w zależności od tego, czy przestrzeń nad zbiornikiem będzie służyć jako park, ciąg pieszy, chodnik, parking czy droga. Sposób użytkowania powierzchni determinuje też grubość układanej na keramzycie warstwy wegetacyjnej czy konstrukcyjnej z kruszywa łamanego.
fot. Leca | Droga wykonana na keramzycie (po lewej) i wypełnienie z keramzytu pod terenem zielonym (po prawej).
Naturalne procesy zachodzące w przyrodzie są dziś bardzo zachwiane, do czego przyczyniła się działalność człowieka i będące jej skutkiem zmiany klimatu. Tradycyjne metody odprowadzania wody deszczowej nie są już dziś wystarczające, zwłaszcza w przestrzeniach, w których znaczna część powierzchni jest – mówiąc najprościej – zabetonowana. Jedynym skutecznym sposobem przeciwdziałania skutkom opadów nawalnych w miastach jest retencja wody. Zrównoważone i ekologiczne rozwiązania, takie jak podziemne zbiorniki z Leca® KERAMZYTEM, pozwolą rozwiązać problem lokalnych podtopień, a zarazem zatrzymać wodę w środowisku.
Więcej informacji na stronie: https://leca.pl/
