Filtracja w gruncie - poradnik
- Szczegóły
W celu określenia przepuszczalności gruntu, czyli zdolności gruntu do przesiąkania wody, wykonuje się tzw. test perkolacyjny. Jednak aby system infiltracyjny działał bez zarzutu należy zbadać właściwości geologiczne gruntu. Najłatwiejszą metodą zagospodarowania wody oczyszczonej z oczyszczalni lub przelewu awaryjnego ze zbiornika na deszczówkę jest rozsączenie wody w gruncie na terenie inwestycji.
Test perkolacyjny - jak go wykonać?
Następnie w dnie powinno się sporządzić wykop o wymiarach około 300 x 300 i głębokości 150 mm. Ściany wykopu nie powinny być równe ani wygładzone. Z wykopu powinna zostać usunięta cała luźna ziemia. Przed przystąpieniem do pomiaru dół należy nawilżyć.
Ilość wody niezbędnej do tego celu zależy od rodzaju gleby i pory roku. Do dołka należy wlać 12,5 l wody. Głębokość wody w dołku wyniesie wówczas około 139 mm. W tym momencie należy uruchomić stoper i mierzyć czas t (do całkowitego wsiąknięcia wody) w ścianki boczne i dno otworu.
Można czekać do całkowitego wsiąknięcia wody lub jeżeli czas ten jest długi można wykorzystać pomierzony czas opadania zwierciadła wody w dołku o 10 mm. Aby zweryfikować poprawność pomiaru i wyeliminować ewentualny błąd należy wykonać co najmniej 3 pomiary i obliczyć z nich średnią. Do podziemnego rozsączania ścieków nadają się grunty B, C i D.
Prawo Darcy i współczynnik filtracji
Poprzednio poznaliśmy czym jest prawo Darcy oraz jaki jest potencjał wody gruntowej. Dla gruntu złożonego z warstw o różnych wartościach współczynnika filtracji można wyznaczyć zastępczy (uśredniony) współczynnik filtracji.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Rozpatrzmy ośrodek zbudowany z N poziomych warstw zgodnie z powyższym schemtem, z których każda ma miąższość di i współczynnik filtracji ki. Przyjmijmy, że przepływ ma charakter ustalony w kierunku x, równoległym do warstw (rozkład ciśnienia w każdym przekroju wzdłuż osi z jest hydrostatyczny, a linie prądu są równoległe do warstw).
Równoważny współczynnik filtracji jest zatem zdefiniowany jako ważona średnia arytmetyczna współczynników filtracji poszczególnych warstw.
Średnia określona powyższym wzorem nosi nazwę ważonej średniej harmonicznej.
Retencja wody - dlaczego jest ważna?
Każdy może, a nawet powinien retencjonować wodę. Nie trzeba do tego znacznych nakładów inwestycyjnych, najprostszym rozwiązaniem jest beczka lub wielka donica postawiona pod rynną, gdzie podczas opadu zbiera się woda. Podstawową zasadą w zagospodarowaniu wód opadowych jest ograniczanie ilości ich odpływu.
O ile bardzo trudno jest ograniczyć spływ z dachów, to już z powierzchni znajdujących się na gruncie nie jest to problem. A przecież im więcej deszczówki wsiąknie w miejscu opadu do ziemi, tym mniej mamy potem jej do zagospodarowania czy też mniej płacimy za jej odprowadzenie do sieci kanalizacji deszczowej.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Nawierzchnie przepuszczalne
Najprostsze rozwiązanie, umożliwiające swobodny przepływ wody w głąb gleby stanowią nawierzchnie trawiaste. Na odpowiednio przygotowanej podbudowie układa się nawierzchnie tworzywowe tzw. kratki trawnikowe. Następnie przestrzenie pomiędzy nimi wypełnia się ziemią i obsiewa trawą.
Nawierzchnia przypomina wówczas trawnik, lecz jest bardzo odporna na ruch pojazdów, w tym ciężarowych. Mocniejsze od kratek z tworzyw są płyty ażurowe z betonu, co czyni je odpornymi na duże obciążenia. Płyta ażurowa ma komory o różnych kształtach i rozmiarach, które można wypełnić kruszywem (żwirem, drobnym kamieniem) lub zasiać trawę.
Mogą być stosowane na terenach o dużym nachyleniu np. podjazdach czy skarpach. Na nawierzchniach wokół domu najlepiej zastosować naturalne materiały pozyskane lokalnie - tłuczeń, bruk kamienny lub dobrej jakości gruz odzyskany ze starych zabudowań, zaimpregnowane drewniane belki, bruk drewniany lub plastry drewna.
Ogrody deszczowe
Ogrody deszczowe to po prostu połacie roślin zielonych oraz kwitnących, zasadzone na odpowiednio przygotowanym podłożu, które filtruje i zatrzymuje wodę. Deszczówka zamiast spływać do kanalizacji jest stopniowo wchłaniana i wykorzystywana przez rośliny. Systemy korzeniowe jak i odpowiednio dobrane podłoże ogrodu (keramzyt, piasek) oczyszczają wody deszczowe z zanieczyszczeń.
Ogrody deszczowe można zakładać w gruncie, ale też w skrzyniach, donicach na powierzchni gruntu. Ten w gruncie może być wykonany bez uszczelnienia dna lub z częściowym jego uszczelnieniem, tak aby woda mogła odpowiednio wsiąkać w glebę, zachowując funkcję retencji czasowej. Ogród tworzony w pojemnikach z kolei pełni głównie funkcję retencyjną.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
W tym przypadku warto też pamiętać, aby pojemnik był trwały i wytrzymały na napór materiału wypełniającego oraz warunki atmosferyczne. Można go wyścielić folią PVC lub geomembraną. Warstwy podłoża w ogrodzie układa się od najbardziej przepuszczalnej warstwy np. żwiru, kruszywa, poprzez podłoża o mniejszym uziarnieniu, jak np. piasek.
Górną warstwę stanowi mieszanka z ziemią ogrodniczą, w której sadzone są gęsto rośliny. Roślinność porastająca ogrody deszczowe musi być odporna zarówno na czasowe zalanie wodą, jak i występujące okresy suszy. W polskich warunkach klimatycznych najbardziej odpowiednie będą np. kosaćce, mięta, turzyce, tojeść lub paprocie wieloletnie.
Zbiorniki retencyjne
Podstawowym sposobem na zatrzymanie wody deszczowej na terenie nieruchomości w celu późniejszego jej wykorzystania jest zastosowanie naziemnych lub podziemnych zbiorników retencyjnych. Zgromadzoną w zbiornikach wodę można wykorzystać do prac porządkowych (mycie, spłukiwanie), uzupełniania oczek wodnych oraz podlewania.
Bardziej zaawansowane systemy pozwalają na wykorzystanie wody w instalacji wewnętrznej np. Naziemny zbiornik zbiera wodę spływająca pionową rurą spustową z rynien wokół dachu. Jego pojemność powinna być dostosowana m.in. do wielkości dachu oraz średniej opadów. Aby dobrać właściwą wielkość, można skorzystać ze specjalnych kalkulatorów zamieszczonych na stronach dystrybutorów rozwiązań dla zagospodarowania deszczówki.
Przy domu jednorodzinnym zazwyczaj stosuje się zbiornik o pojemności od kilkudziesięciu do 2000 litrów, wykonany z tworzywa sztucznego. W zbiorniku instalujemy kran, z którego pobieramy wodę wężem lub do konewki. Wodę można czerpać też przez pompę ciśnieniowa, umieszczoną w zbiorniku.
W zbiorniku powinno się również wykonać zabezpieczenie przeciwko przelaniu wody przy ulewnych deszczach, które instaluje się 5- 10 cm poniżej górnej krawędzi pojemnika. Zbiornik naziemny najlepiej umieścić przy elewacji domu, zaraz pod rynną spustową, w miejscu zacienionym, aby zapobiec namnażaniu się glonów i bakterii. Ciekawym rozwiązaniem są zbiorniki dekoracyjne, np.
Podziemny zbiornik na deszczówkę, jak sama nazwa wskazuje, można wkopać w ziemię. Mniej zaawansowane systemy odprowadzają wodę do zbiornika wprost z systemu rynien, jednak na rynku są dostępne także bardziej zaawansowane technologicznie zbiorniki zawierające czujniki i specjalne filtry, dzięki czemu można bezpiecznie stosować deszczówkę do prania czy też do spłukiwania toalety.
Najmniejsze podziemne zbiorniki mają 2000 litrów pojemności, ale można je łączyć ze sobą i tworzyć cały system zbiorników.
Skrzynki i rury rozsączające
Jednym z ciekawszych sposobów podziemnego zagospodarowania wody opadowej jest zastosowanie skrzynek lub rur rozsączających - drenaży rozsączających. W ten sposób wodę można odprowadzić nawet pod podjazdem lub parkingiem. Podstawą wyboru rozwiązania jest zapewnienie pojemności układu, który przejmie zakładaną ilość deszczu.
Do odprowadzania małych powierzchni sprawdza się drenaż - czyli dziurawa rura, którą woda deszczowa wnika do ziemi. W dodatku taki system drenażu można wykonać samodzielnie. Ale podziemne skrzynie rozsączające to poważna inwestycja, wymagająca fachowego projektu i wykonawstwa.
Trzeba tu wziąć pod uwagę wiele elementów: odległość układu rozsączającego od sąsiednich budynków nie posiadających zaizolowanych piwnic, powinna być większa niż 6 metrów. Dolna powierzchnia instalacji (skrzynek lub tuneli) powinna znajdować się minimum 1 metr ponad poziomem wody gruntowej. Dystans od istniejącego drzewostanu powinien być równy przynajmniej średnicy korony drzew.
Ważnym elementem układu jest zastosowanie filtra, który zatrzyma wszelkie stałe zanieczyszczenia, które mogą zatkać układ (np. liście).
Studnie chłonne
Studnie chłonne służą do punktowego wprowadzania wód opadowych do ziemi, a ich konstrukcja przypomina tradycyjne studnie. Na dnie znajduje się jednak niewielka warstwa filtracyjna ze żwiru lub tłucznia. Studnie chłonne - rozsączające wykonywane są najczęściej z kręgów betonowych lub jako gotowe prefabrykaty z tworzyw.
Zajmują mało miejsca, dlatego nadają się do stosowania w warunkach stosunkowo gęstej zabudowy. Studnie stosuje przede wszystkim na terenach, gdzie występują dobre warunki do wsiąkania wód. Są jednak także stosowane na terenach, gdzie wierzchnią warstwę gruntu stanowi warstwa słabo przepuszczalna, a dopiero głębsze warstwy mają lepsze zdolności filtracyjne.
Jej dno powinno być jednak o około 1,5 m nad poziomem wód gruntowych. Studnie można wykonać przy każdej rurze spustowej lub dla kilku rur jednocześnie. Studni chłonnej nie należy lokalizować blisko studni, z których pobiera się wodę do picia ani blisko budynków.
W celu polepszenia sprawności wsiąkania i pojemności retencyjnej studnie chłonne można ze sobą łączyć, tworząc system połączonych studni. Polepszenie wsiąkania można również uzyskać poprzez wykonanie wokół studni opaski żwirowej (bez wypełniania studni żwirem).
Rozwiązania te umożliwiają odwodnienie większych terenów uszczelnionych niż w przypadku pojedynczej studni chłonnej z tradycyjnym wypełnieniem żwirowym, którą można zastosować do zagospodarowania spływu z niewielkiej powierzchni, np.
Niecki retencyjne
Niecka retencyjna to łagodne zagłębienie terenu, w którym czasowo (nawet do kilku dni) gromadzi się woda i następnie wchłania się do ziemi. Niecka może mieć bardzo różne kształty i rozmiary, nadając ogrodowi dodatkowe urozmaicenie terenowe. Jej początek powinien zaczynać się niedaleko rynny spustowej odprowadzającej wody z dachu (kilka metrów) .Jeżeli wody gruntowe są płytkie albo podłoże stanowią piaszczyste gliny, niecka winna być płytsza, ale za to większa powierzchniowo.
Aby stworzyć nieckę, należy najpierw wyznaczyć jej granice, a następnie ją wykopać, tworząc łagodny spadek brzegu. Niecka powinna być tak uformowana, aby woda mogła wypełnić ją w całości. Zagłębienie i obrzeża można obsiać trawą lub roślinnością odporną na okresowe zalewania wodą oraz na suszę.
Jeżeli do niecki odprowadzamy wody z dachu, musimy położyć rurę dopływową.
Oczka wodne
Oczko wodne to mały zbiornik wody, występujący w warunkach naturalnych lub w ogrodach. Oczko wodne oprócz funkcji estetycznej może być buforem bezpieczeństwa podczas silnych opadu deszczu oraz oazą zieleni i wilgoci w czasie suszy.
W sytuacjach krytycznych może stanowić źródło wody podczas nawadniania ogrodu. Jak zbudować takie oczko? Woda deszczowa powinna być doprowadzana do takiego zbiornika przez urządzenie pozwalające sterować przepływem.
Bezpośredni odpływ może powodować wypłukiwanie dna, ze względu na silny strumień lub nadmierne przepełnienie oczka wodnego. Do samodzielnej budowy oczek wodnych wykorzystuje się zbiorniki naturalne, zbiorniki z wykorzystaniem folii, i wykładzin (PE, PVC, EPDM, Butyl), zbiorniki gotowe plastikowe lub ręcznie laminowane, zbiorniki betonowe z kręgów lub wylewane, zbiorniki z bentonitu lub murowane.
Stawy hydrofitowe
Stawy hydrofitowe to sztuczne zbiorniki wodne, znacznie większe od „oczek wodnych”. Celem ich budowy jest wykorzystanie jak największej ilości wód opadowych, pochodzących szczególnie z dużych powierzchni, przy jednoczesnym wysokim poziomie wód gruntowych.
Mogą one przybrać postać zbiornika przepływowego z roślinnością pływającą lub zbiornika z przepływem podpowierzchniowym, porośniętego zakorzenioną roślinnością wodną lub bagienną. Stawy takie przypominają ogrody deszczowe, różnią się głównie głębokością wody w poszczególnych strefach i powiązanym z tym doborem roślinności.
Obiekt składa się z uszczelnionej, płytkiej sadzawki zapobiegającej wyciekaniu wód do warstwy wodonośnej. Wody przedostają się do systemu od góry, a następnie przepływają poziomo przez warstwy filtracyjne. Budowa takiego stawu wymaga określonych pozwoleń i projektu.
Należy również przewidzieć systematyczne pobory próbek ścieków, dla wykazania spełnienia warunków dotyczących najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń albo minimalnego procentu redukcji zanieczyszczeń.
Zielone dachy
Zielone dachy to pokrycia powierzchni dachu, które umożliwiają uprawę roślin oraz zmniejszają bezpośredni odpływu wód deszczowych do odbiornika. Nie tylko ładnie wyglądają, ale też tłumią hałasy, zimą zapobiegają stratom cieplnym, a latem chronią przed nadmiernym nagrzewaniem się budynku.
Taki dach jest cięższy niż klasyczny, do budowy trzeba przygotować się już na etapie projektowym, a dopuszczalny maksymalny spadek dachu wynosi 30 stopni. Pokrycie takie składa się z kilku warstw: roślinnej, filtrującej (zabezpiecza drenaż przed zanieczyszczeniem), drenażu zbierającego i odprowadzającego wodę, warstwy zabezpieczającej niższe warstwy przed rozwojem korzeni, warstw termo- i hydroizolacyjnej.
Zielony dach ma długą trwałość, filtruje zanieczyszczenia z powietrza i produkuje tlen. Pomaga ograniczyć występowanie zjawiska tzw. „miejskiej wyspy ciepła”. No i oczywiście magazynuje wody opadowe.
Kilkucentymetrowa warstwa zieleni może zatrzymać do 60 proc. opadu, który odparowując, nawet do 0,5 l na m2, zwiększa wilgotność powietrza i poprawia mikroklimat.
Poprawa jakości wody w stawie
Jak wskazaliśmy w poprzednim punkcie, jest wiele czynników mających wpływ na jakość wody w stawie. Na niektóre z nich mamy znikomy wpływ lub nie mamy praktycznie żadnego. Natomiast występują czynniki o kluczowym znaczeniu z punktu widzenia czystości wody, na które mamy duży wpływ. Należą do nich:
- ograniczenie dopływu biogenów do wody zwiększających jej trofię
- ograniczenie spływu ze zlewni poprzez wykonanie kanałów opaskowych odprowadzając wody spływające po zlewni poza staw
- ograniczenie dopływu zanieczyszczeń punktowych poprzez likwidację wylotów ścieków
- montaż filtra wody, który odfiltruje z niej zanieczyszczenia zwiększające jej mętność oraz oczyści wodę z zanieczyszczeń organicznych i części biogenów
- zapewnienie większego stężenia tlenu rozpuszczonego w wodzie poprzez napowietrzacz wody
Uwzględniając łącznie skuteczność działania, koszty inwestycyjne, eksploatacyjne oraz czas pojawienia się pierwszych efektów, najbardziej efektywnym sposobem na poprawę jakości wody w stawie jest napowietrzacz wody. Dlaczego napowietrzanie wody jest tak istotne oraz które rozwiązanie jest najbardziej skuteczne?
Napowietrzanie wody w stawie
Poprawnie dobrane napowietrzanie wody w stawie jest wyjątkowo skutecznym rozwiązaniem problemu zanieczyszczonej wody. Wzrost zawartości tlenu nie tylko zwiększy czystość wody, ale spowoduje również, że woda przestanie śmierdzieć, zmniejszą się zakwity glonów, biocenoza stawu uzyska dobrą kondycję, a staw zacznie pełnić funkcję rekreacyjną.
Co ma wpływ na jakość wody w stawie?
Śmierdząca, mętna woda o barwie żółtozielonej, obfite i częste zakwity glonów, ubogi zakres występujących zwierząt wodnych to typowe cechy, z jakimi mamy do czynienia przy zdegradowanym stawem wodnym. Pomijając sytuacje awaryjne, w zdecydowanej większości przypadków pogarszanie się jakości wody w stawie jest procesem rozciągniętym w czasie.
Podczas tego procesu czystość wody ulega stopniowemu pogorszeniu, występuje coraz większa mętność wody, wzrost ilości osadów zalegających na dnie, spada stężenie tlenu w wodzie wraz z coraz większym zakresem stref niedotlenionych, rośnie trofia zbiornika wody.
tags: #filtracja #w #gruncie #poradnik
