Filtracja wód atmosferycznych do gruntu
- Szczegóły
Globalne zmiany klimatu zwiększyły prawdopodobieństwo występowania nagłych, a zarazem intensywnych zjawisk atmosferycznych. Ulewne deszcze i fale upałów coraz częściej występują w naszej strefie klimatycznej. Zmiany klimatyczne determinują konieczność efektywniejszego zagospodarowania i zarządzania wodą deszczową.
Intensywne opady często prowadzą do lokalnych podtopień wskutek przekroczenia przepustowości kanalizacji. Nieoczyszczona deszczówka przedostaje się do gleby i stanowi zagrożenie dla ekosystemu. Efektem występowania coraz częstszych okresów upałów i susz jest znaczące obniżenie poziomu wód gruntowych. Zjawisko jest najbardziej odczuwane przez branżę rolniczą oraz leśnictwo. Niestabilność dostępnych zasobów wodnych wywołuje u roślin uprawnych oraz drzew reakcje stresowe.
Równolegle z falami upałów i suszą, częstym zjawiskiem są także nagłe i ulewne deszcze. Tak zwane „deszcze stulecia” zwiększają swoje objętości i biją nowe rekordy. Nieoczekiwane, ulewne deszcze są przyczyną lokalnych podtopień i zniszczeń na terenie dużych aglomeracji miejskich.
Gospodarowanie wodą deszczową
Czym jest gospodarowanie wodą deszczową? Radykalny wzrost uszczelnienia struktury glebowej, spowodowany rozwojem aglomeracji miejskich, negatywnie wpływa na ryzyko powstawania podtopień i powodzi. Efektywne zarządzanie wodą opadową pozwala na szybkie odprowadzenie deszczówki zgodnie z przepisami prawa.
Realizacja zadania polega na zbieraniu spływających zasobów wodnych, filtracji i tymczasowym przechowywaniu lub ponownym wprowadzeniu do obiegu hydrologicznego. Zbieranie wody deszczowej prowadzi do poprawy klimatu miejskiego i sprzyja utrzymaniu roślinności w mieście, co ma szczególne znaczenie w okresie suszy.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Skuteczne zarządzanie wodą opadową i przywrócenie jej do naturalnego obiegu hydrologicznego wymaga stosowania wieloelementowych systemów odwadniających. Efektywne zagospodarowanie wody deszczowej pozwala na jej ponowne wykorzystanie i wprowadzenie do ekosystemu. W trakcie procesu są również usuwane szkodliwe zanieczyszczenia zawarte w spływach powierzchniowych.
Ekstremalne zjawiska pogodowe występujące wskutek postępujących zmian klimatycznych determinują stosowanie efektywnych systemów odwodnień liniowych. Pozwalają one zapobiec ogromnym zniszczeniom i szkodom gospodarczym wywołanym przez ulewne deszcze.
Rodzaje infiltracji
Z infiltracją podziemną mamy do czynienia wówczas, gdy następuje przesączanie się wody przez warstwy gruntu o odpowiednim uziarnieniu. W takim przypadku woda infiltruje przez podziemne rowy wypełnione żwirem, dodatkowo wspomagane rozsączaniem poprzez dodatkowe urządzenia. Natomiast infiltracja powierzchniowa polega na przesączaniu się wody przez przepuszczalną powierzchnię, przy czym nie występuje napiętrzenie ani uprzednie nagromadzenie się wody.
Powierzchnia, przez którą następuje przesączanie, jest najczęściej umocniona lub porośnięta, np. darnią. Przykładami takich powierzchni mogą być: tereny zieleni, rowy trawiaste, trawniki, kwietniki bądź chodniki ułożone z płyt lub elementów profilowanych. Innym ciekawym rozwiązaniem są drogi, place i parkingi wykonane z przesiąkliwego asfaltobetonu. Na obszarach o silnej antropopresji (tereny miejskie), gdzie trudno jest o duże, niezagospodarowane powierzchnie.
Rodzaje wód
Wody zaskórne pochodzą wyłącznie z opadów atmosferycznych przesączających się przez przepuszczalny grunt i zatrzymywanych na nieprzepuszczalnych soczewkach gruntu. Wody zaskórne (WZ) rozpływając się ku brzegom soczewki przesączają się ku warstwom wód gruntowych leżących niżej. Do wód zaskórnych zalicza się wszystkie wody występujące okresowo i których dopływ po ustaniu zasilania zanika. Mogą to być wody przejściowo nawodniające soczewki piaskowe lub górne warstwy gruntu mało przesiąkliwego, jak np. piasków gliniastych.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
W odróżnieniu od wód zaskórnych wody zawieszone nie mają żadnego nieprzepuszczalnego podłoża, są one utrzymywane siłami kapilarnego napięcia w mniej przepuszczalnych warstwach gruntu. Wody zawieszone powstają wskutek opadów atmosferycznych i utrzymują się bardzo krótko, wysychając łub przesączając się powoli do bardziej przepuszczalnych pokładów gruntu. Zarówno wody zaskórne jak i zawieszone pojawiają się okresowo, dając często powód do przykrych niespodzianek w czasie budowy, a zwłaszcza w okresie eksploatacji budynku, jeżeli nie został on odpowiednio zabezpieczony. Wody te często uchodzą uwagi w okresie badań i studiów.
Wody gruntowe utrzymują się na podłożu nieprzepuszczalnym. Zdarzają się przypadki, że wiercenia gruntu wykonywane nawet na znaczną głębokość (np. 10-15 m) nie wykazują poziomu wody gruntowej. Piaski gliniaste nawet lekko wilgotne nie budzą wątpliwości przy posadowieniu budowli bez zabezpieczeń od wody. Jeżeli jednak struktura gruntu wykazuje zdolność utrzymywania wód zawieszonych, należy oczekiwać w okresach deszczowych i po tych okresach krótkotrwałego podtapiania budowli nie zabezpieczonych drenażami lub izolacją.
Przypadki takie zdarzają się najczęściej, kiedy pokład pod warstwą gruntu z wodami zawieszonymi stanowi grunt o współczynniku filtracji niewiele większym od współczynnika gruntu utrzymującego wody zawieszone. Poziom wody gruntowej w tej warstwie podnosi się bardzo szybko i osiąga dolny poziom wód zawieszonych. W takim przypadku wody zawieszone zasilane z góry opadami atmosferycznymi przechodzą w stan wód gruntowych o dość wysokim poziomie. Mimo krótkotrwałości takich okresów podtapiania mogą być one szkodliwe dla niektórych rodzajów pomieszczeń podziemnych i nastręczają dużo kłopotów w związku z naprawą nie zabezpieczonych od wody podziemnych części budynków.
Wody gruntowe powstają wskutek przenikania opadów atmosferycznych lub infiltracji wody ze zbiorników wodnych. Wody te często znajdują się na niewielkiej głębokości i są przyczyną podtapiania budowli. Zależnie od rzeźby terenu i pofałdowania warstwy nieprzepuszczalnego podłoża wody gruntowe występują niekiedy tak blisko powierzchni, że tworzą obszary zabagnione. W budownictwie miejskim i przemysłowym niejednokrotnie zachodzi konieczność zabudowy nawet takich zabagnionych terenów. Daje się to osiągnąć jedynie po założeniu drenażu. Obszar zasilania tych wód zbiega się przeważnie z obszarem ich występowania. Wyjątek mogą stanowić miasta, gdzie szczelne pokrycia ulic i dziedzińców nie pozwalają na bezpośrednie przenikanie opadów do gruntów.
Wody między warstwowe mają odmienny charakter, oddzielone są one od powierzchni terenu warstwą nieprzepuszczalną. Zasilane mogą być przez opady atmosferyczne wyłącznie w miejscach, gdzie warstwa nieprzepuszczalna znika lub spodnia warstwa wodonośna wychodzi na powierzchnię terenu. Wody te często są zasilane ze zbiorników wodnych i podziemnych strumieni.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Jeżeli warstwa wodonośna pomiędzy dwiema warstwami nieprzepuszczalnymi nie jest wypełniona całkowicie wodą, wtedy wody między warstwowe i gruntowe nie są wodami naporowymi Warstwa taka może być zużytkowana do przyjęcia wód gruntowych, leżących na warstwie nieprzepuszczalnej, za pośrednictwem odpowiednio zainstalowanych studni chłonnych. Jeżeli natomiast warstwa wodonośna jest całkowicie wypełniona wodą, wtedy wody stają się naporowymi (artezyjskimi).
tags: #filtracja #wód #atmosferycznych #do #gruntu
