Retencja i zagospodarowanie wód opadowych to nowe priorytety dla samorządów

W przypadku naturalnych terenów zielonych tylko 10% wody opadowej spływa w kierunku pobliskich rzek i jezior w obszarze zlewni. Pozostałe 90% wsiąka w glebę, zasilając wody gruntowe, a także paruje, co ma korzystny wpływ na mikroklimat. W miastach, gdzie szczelna zabudowa zajmuje 55–85% powierzchni, aż 50% wody opadowej jest kierowana do rzek. Intensywne i krótkotrwałe opady zwiększają tę ilość do 90%. Odpływ jest kierowany przez system kanalizacyjny, bardzo często przepełniony i niewydajny, a ścieki opadowe nie są kontrolowane i oczyszczane przed ujściem do naturalnych zasobów wodnych.

Takie podejście, które dotychczas było standardem w planowaniu terenów miejskich, powoduje, że woda nie jest w żaden sposób zagospodarowywana, a ma to szczególnie negatywne konsekwencje w przypadku suszy. Fizycznie odczuwamy to jako oddziaływanie wysp ciepła, gdy po upalnym dniu budynki i nawierzchnie dróg uwalniają skumulowane ciepło. Jest to spowodowane głównie szczelnym pokrywaniem terenów miejskich nieprzepuszczalnymi materiałami, takimi jak asfalt, beton, kostka brukowa, które są łatwe w utrzymaniu i eksploatacji. W konsekwencji brak jest możliwości utrzymywania odpowiedniej wilgotności powietrza, a ograniczona ilość terenów zielonych jest tożsama z brakiem miejsc, które mogłyby absorbować gorące powietrze. Zarówno do utrzymania korzystnego mikroklimatu, jak i do powstania terenów zielonych potrzebna jest woda. Zrównoważone podejście w projektowaniu miast zakłada, że powinna być to właśnie odpowiednio zagospodarowana i zretencjonowana woda opadowa.

Cele zrównoważonej gospodarki wodnej w kontekście wód opadowych

Efektywne zagospodarowanie wód opadowych wymaga rozwiązania wielu problemów nie tylko przez inżynierów, ale i organy samorządowe. Aby usystematyzować cele i wymogi dotyczące tego zagadnienia, w 2018 r. znowelizowano ustawę Prawo wodne, która określa, w jaki sposób należy podchodzić do deszczówki. W dużym skrócie, obecnie cele gospodarowania wodami opadowymi można określić jako odciążanie sieci kanalizacyjnej, zmniejszenie wykorzystywania wody pochodzącej z wodociągów, a w konsekwencji zapewnienie
lepszych warunków środowiskowych w okresie suszy. Nie należy zapominać także o zmniejszeniu zagrożenia powodziami albo podtopieniami. Obecne prawo zakazuje wprowadzania wód opadowych, które ujęte są w otwarte lub zamknięte systemy kanalizacji deszczowej, do wód podziemnych w sposób bezpośredni lub do urządzeń wodnych, jeśli wody opadowe są potencjalnie szkodliwe. Ten zapis spowodował pewnego rodzaju rewolucję w podejściu do gospodarki wodami opadowymi, która trwa do dziś.

Woda w mieście to nie tylko fontanny i parki miejskie

Obecne trendy w projektowaniu i rewitalizowaniu miast zakładają budowę zielono-niebieskiej infrastruktury. Idea ta polega na wykorzystywaniu istniejącej zieleni i zbiorników wodnych, a także projektowaniu nowej w celu złagodzenia negatywnego wpływu postępującej urbanizacji na środowisko. Najprościej rzecz ujmując, obecnie dąży się do racjonalnego zastępowania terenów, które dotychczas projektowano jako szczelnie zabudowane, terenami bogatymi w walory przyrodnicze i wodne. Celem takiego założenia jest zatrzymywanie wody deszczowej, a co za tym idzie – oczyszczanie, ochładzanie i nawilżanie powietrza.

Doświadczenie w projektowaniu gospodarki wodami opadowymi w miastach pokazuje, że najbardziej racjonalne jest zarządzanie wodą deszczową in situ. Takie podejście zakłada ograniczenie szybkiego i niekontrolowanego odpływu wody do kanalizacji, czyli zatrzymaniu jej w miejscu, w którym spadła. Zakłada się, że wówczas będzie eksploatowana przez miejscowy ekosystem w sposób naturalny, w najbardziej optymalnym tempie, uniemożliwiając jej wezbranie i następnie zalanie pobliskich terenów. Taki system jest stosowany w ogrodach deszczowych, ukształtowanych przez odpowiednie zagłębienia w terenie i obsadzonych specjalnie dobraną roślinnością. Lokalne obniżenia poziomu gruntu pozwalają absorbować wodę np. z parkingów, chodników czy znajdujących się w pobliżu niewielkich dachów. Aby zagwarantować odpowiedni poziom czystości wody kierowanej do ogrodów, na wlocie do zagłębień często stosuje się np. przegrody kamienne, które uniemożliwiają dostanie się większych zanieczyszczeń w postaci śmieci lub liści. Z kolei przegrody żwirowe ograniczają przedostawanie się szkodliwych substancji mineralnych, które mogłyby być potencjalnie szkodliwe dla gatunków roślin występujących w ogrodach.

W Polsce ogrody deszczowe są coraz częściej spotykane w miastach. W Poznaniu powstaje ogród deszczowy w formie kompozycji roślinnych posadzonych w specjalnie przystosowanych do tego pojemnikach, na odpowiednim podłożu. Rozwiązanie to umożliwia oczyszczanie wody za pomocą korzeni, a wybrane gatunki roślinności są dostosowane do różnego dostępu do deszczówki w ciągu roku. Inicjatywy w zakresie projektowania ogrodów deszczowych realizują także szkoły, co ma wymiar edukacyjny. W kontekście tego typu inwestycji często wymienia się Gdańsk, w którym istniejące ogrody deszczowe już nieraz spełniły swoją funkcję w przypadku intensywnych opadów deszczu, chroniąc mieszkańców przed podtopieniem piwnic. Na terenie Politechniki Gdańskiej w 2023 r. powstał ogród o charakterze badawczym w ramach projektu naukowego NICE. Ma on za zadanie sprawdzić, jakie rozwiązania powstałe w zgodzie z naturą mogą niwelować skutki zmian klimatu.

Kolejnym przykładem gospodarowania wodami opadowymi in situ są zielone dachy. Warstwa roślinności i substratu pozwala częściowo zatrzymać deszczówkę, a jej odprowadzanie przeprowadzać w sposób kontrolowany. Zielony dach znacząco zmniejsza ilość wody, która gwałtownie spływa do systemu kanalizacji, niepotrzebnie go przeciążając, a w dodatku działa korzystnie na izolację termiczną budynków. W zimie tego rodzaju dach pozwala zatrzymać ciepło w pomieszczeniach, natomiast latem powoduje utrzymanie chłodniejszej temperatury wewnątrz budynku. Coraz częściej spotykane są także brązowe dachy, czyli powierzchnie ze specjalnie przygotowanym podłożem. Rozwój roślinności pozostawia się w tym przypadku przyrodzie. W Polsce jednym z najbardziej znanych przykładów zastosowań zielonych dachów pozostaje Międzynarodowe Centrum Kongresowe w Katowicach. Tamtejszy zielony dach stanowi również przestrzeń rekreacyjną dla mieszkańców i na stałe wpisał się w panoramę miasta.

Jeśli warunki gruntowe w miastach nie pozwalają na wchłanianie się wody deszczowej w glebę, stosuje się zbiorniki retencyjne – zarówno powierzchniowe, jak i podziemne. Tak zgromadzona woda może być wykorzystywana np. do mycia ulic i chodników lub innych celów służących utrzymaniu czystości w mieście.

Popularnym rozwiązaniem, które retencjonuje wodę opadową, są zielone torowiska. Nie tylko umożliwiają wchłanianie wody opadowej w glebę, ale także zmniejszają hałas generowany przez pojazdy. Aby zapewnić trwałość takiemu rozwiązaniu, zazwyczaj jest ono tworzone na bazie geowłókniny, na której następnie rozkładana jest trawa z rolki. W kontekście transportu miejskiego i gospodarowania wodą opadową warto wspomnieć o zielonych wiatach przystankowych, gdzie wpływ racjonalnego zarządzania deszczówką na społeczeństwo jest najbardziej namacalny. Dzięki roślinności posadzonej na dachu takiej konstrukcji ma ona możliwość odbierania wody deszczowej. Jest następnie wykorzystywana m.in. do nawadniania pnączy, które pokrywają ściany przystanku. Takie działania sprzyjają komfortowi ludzi oczekujących na tramwaj lub autobus, gdyż potrafią obniżyć odczuwalną temperaturę powietrza nawet o 9 °C, co ma szczególne znaczenie w czasie upałów.

Tworzenie infrastruktury, której zadaniem jest racjonalne gospodarowanie wodą, staje się priorytetem dla samorządów, dlatego istnieje wiele programów i form finansowania tego typu inwestycji. Należy spodziewać się, że w najbliższych latach sektor ten będzie się coraz bardziej rozwijać, co jest dobrą informacją dla projektantów, firm technologicznych i wykonawczych z tego zakresu.

Rodzaje odwodnienia obiektów

Opisane powyżej sposoby gospodarowania wodą z opadów zakładają, że jest ona odpowiednio zarządzana in situ. Problemem, który wiąże się z nadmiarem spływającej deszczówki, jest fakt, że absorbuje ona wiele zanieczyszczeń – zarówno tych większych, jak widocznych tylko pod mikroskopem. Zwłaszcza woda spływająca chodnikami i drogami wymaga dodatkowych zabiegów oczyszczających, gdyż wraz z nią spływają resztki spalin i innych substancji płynnych, które są nieodłącznym elementem ruchu kołowego. Inżynieria i technologia poradziły sobie również i z tym zagadnieniem, proponując liczne rozwiązania, a kilka z nich przedstawiono poniżej.

Pasaż roślinny. Głównym zadaniem pasażu roślinnego jest zwiększenie długości drogi przepływu wody, tak aby mogła zostać maksymalnie oczyszczona przed wpłynięciem do zbiornika wodnego. Korzenie specjalnie dobranych roślin oraz mikroorganizmy, które żyją w warunkach bagiennych, stanowią swego rodzaju sito, które pozwala odfiltrować zanieczyszczenia. Takie rozwiązanie jest stosowane właśnie w sytuacji konieczności odwodnienia ulic, chodników, a nawet stacji paliw czy obiektów, które generują duże zanieczyszczenia chemikaliami. Eksploatacja pasażu roślinnego jest dość prosta, bowiem polega właściwie głównie na systematycznym dbaniu o roślinność, czyli przycinaniu i wymianie roślin, które już obumarły.

Rowy retencyjne. Celem tego dość często stosowanego rozwiązania jest gromadzenie wody opadowej, tymczasowego jej przechowywania, a następnie powolne rozprowadzanie w gruncie rodzimym. Rów, aby spełniał swoją funkcję, musi być wypełniony drenażem – wówczas woda opadowa jest poddawana oczyszczaniu. Rów posiada otulinę z geowłókniny, niekiedy zdarza się, że w jego dolnej części znajduje się rura perforowana, aby proces odwadniania przebiegał szybciej. Dla kontrolowania poziomu zanieczyszczeń często na końcu rowu lokalizuje się studnię, która pozwala określić jakość wody. Utrzymanie rowów retencyjnych w sprawności jest stosunkowo łatwe i sprowadza się w dużej mierze do usuwania zanieczyszczeń lub wymiany materiału drenażowego.

Wypustki uliczne. Są to niewielkie konstrukcje montowane w pasie drogowym albo w jego bliskim otoczeniu. Nazywa się je także biotopami kieszeniowymi, gdyż przypominają one ogród deszczowy w pojemniku. Aby wypustka uliczna spełniała swoją funkcję, musi być zlokalizowana poniżej poziomu terenu, w którym przebiega ciąg komunikacyjny. Wówczas woda spływa do biotopu bezpośrednio lub przez otwory znajdujące się w krawężnikach. Dominującym kształtem wypustek jest trapez o zaokrąglonych rogach. W przypadku lokalizacji na gruntach nieprzepuszczalnych nadmiar wody może być odprowadzany albo do studzienki deszczowej, albo do wpustu deszczowego. Chociaż eksploatacja i użytkowanie takiego sposobu odwadniania nie jest skomplikowane, należy zrezygnować ze stosowania soli na drogach, gdyż może być szkodliwa dla roślinności wypełniającej wypustkę.

Obniżone ronda wypełnione zielenią. Takie ronda są stosunkowo nowym rozwiązaniem, choć wydawać by się mogło – dość oczywistym. Wewnątrz ronda znajduje się niewielki zbiornik retencyjny lub ogród deszczowy. Ich zadaniem jest odbiór wody spływającej z ulic, chodników, ścieżek rowerowych. Zaletą rozwiązania jest możliwość stosunkowo łatwego kontrolowania poziomu wody w zbiorniku. W przypadku suszy można doprowadzać do niego wodę przepustami znajdującymi się pod jezdnią i w podobny sposób odprowadzać jej nadmiar.

Studnie chłonne. Takie rozwiązanie, chociaż nie pełni funkcji dekoracyjnych, jest z punktu widzenia zagospodarowania wód opadowych bardzo użyteczne. Studnie mają zastosowanie wówczas, gdy zachodzi potrzeba odwodnienia gruntów słabo przepuszczalnych. Popularne są również rozwiązania polegające na łączeniu ze sobą kilku studni w sposób szeregowy. Chociaż studnie chłonne mają zwykle głębokość 1–3 m, spotkać można także głębokie na prawie 30 m. Idea studni chłonnej polega na zasypaniu jej dna żwirem, który pełni rolę filtra pozwalającego wstępnie oczyścić wodę opadową.

Nawierzchnie przepuszczalne. Jest to jedna z częściej stosowanych technologii mających na celu odprowadzenie wód opadowych in situ. Jedną z głównych zalet tego rozwiązania jest znaczące ograniczenie spływu powierzchniowego, a co za tym idzie – zasilenie wód gruntowych. W dodatku dzięki obecności żwiru nawierzchnia przepuszczalna posiada zdolność filtracji zanieczyszczeń, przyczynia się także do odczuwalnego zmniejszenia temperatury powietrza w bezpośrednim sąsiedztwie. Nawierzchnię przepuszczalną można wykonać np. za pomocą tworzywa sztucznego, geokrat metalowych lub ażurowych, betonowych płyt, które sprzyjają rozrastaniu się roślinności. Przy budowaniu nawierzchni przepuszczalnych ważne jest zachowanie odpowiedniego spadku – im jest on mniejszy, tym lepiej. Dla nawierzchni żwirowych maksymalny spadek to 5%, a dla betonu porowatego 12%. To, co może nastręczać trudności podczas eksploatacji nawierzchni przepuszczalnej, to konieczność utrzymywania jej w czystości, co jest osiągane przez regularne czyszczenie wodą pod ciśnieniem. Jest ona bowiem wrażliwa na zanieczyszczenia, które w skrajnych przypadkach potrafią sprawić, że całkowicie straci zdolność przepuszczania.

Przegląd wybranych inwestycji w Polsce i na świecie

Zielono-niebieska Bydgoszcz

W 2023 r. miasto zakończyło inwestycję mającą na celu ochronę mieszkańców przed podtopieniami, które są nieuchronnym skutkiem intensywnych i krótkotrwałych deszczy. Bydgoszcz sukcesywnie realizuje filozofię miasta gąbki. Kolejnym etapem prac zaplanowanych na najbliższe lata jest nie tylko budowa zbiorników retencyjnych, ale także małej retencji, której zadaniem będzie magazynowanie wody m.in. do podlewania roślinności miejskiej i napełniania oczek wodnych. Bydgoszcz jako jedyna w kraju podeszła do zagadnienia kompleksowo i podjęła działania, aby problem zagospodarowania wód opadowych rozwiązywać w skali całego miasta. W ramach zadań powstały m.in. systemy zbierania wody opadowej na terenie szkół, łąki kwietne, instalacje do oczyszczania i uzdatniania wody deszczowej. Planuje się także wykorzystywać deszczówkę do zasilania myjni samochodów służbowych w siedzibie miejskich Wodociągów.

Lubartów stawia na deszczówkę

Zrównoważony system gospodarowania wodami opadowymi stał się w Lubartowie faktem. Miasto uzyskało dotację z Unii Europejskiej, dzięki której zrealizuje wiele inwestycji pomagających mieszkańcom przystosować się do postępujących zmian klimatu. Oprócz standardowych kwestii, jak wykonanie kanalizacji deszczowej, zaplanowano także m.in. budowę placu zabaw wodnych w parku miejskim, co jest dość innowacyjnym podejściem. W ramach projektu przewiduje się nasadzenia drzew oraz założenie 12 ogrodów deszczowych.

Budowa zbiornika retencyjnego w Mechelinkach

Działania mające na celu odpowiedzialne gospodarowanie wodami opadowymi są realizowane nie tylko w aglomeracjach. Przykładem jest niewielka miejscowość Mechelinki, położona nieopodal Gdyni. W 2024 r. podpisano umowę na budowę zbiornika retencyjnego, która ma się zakończyć w połowie bieżącego roku. Otwarty zbiornik będzie służył do gromadzenia wody opadowej i roztopowej, a następnie jej ponownego wykorzystania.

Projekt Resilio w Amsterdamie

Amsterdam w ostatnim czasie rozpoczął wdrażanie niebiesko-zielonych dachów, które stanowią fundament idei miasta gąbki. Dachy gromadzą wodę deszczową, ograniczają ryzyko powodzi i chłodzą najwyższe piętra budynków. Projekt Resilio objął ponad 9 tys. m² dachów, głównie na budynkach socjalnych. System jest zarządzany przez inteligentne zawory, a jego wpływ na retencję i zmniejszenie zagrożenia powodziowego modelowano z użyciem specjalistycznego oprogramowania. Naukowcy idą o krok dalej, eksperymentując z uprawą roślin na dachach pod panelami słonecznymi (agrowoltaika dachowa). Teoretycznie połączenie jej z systemami niebiesko-zielonych dachów mogłoby zwiększyć wydajność paneli, chłodząc je parującą wodą.

Retencjonowanie wody na Stadionie Zimowym w Czechach

W obliczu zmian klimatycznych miasto Nový Bydžov, położone nieopodal Hradec Králové, wdraża innowacyjne rozwiązania ograniczające spływ wód opadowych z terenów miejskich do rzeki Cidlina. W trosce o cenne źródła wody i zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju miasto rozpoczęło zbieranie deszczówki, wykorzystując w tym celu Stadion Zimowy. Rozległy dach stadionu pozwala na zebranie ok. 1800 m³ deszczówki rocznie – ilości większej niż obecne zużycie wody (1280 m³) potrzebnej do produkcji nawierzchni lodowej w sezonie.

Woda deszczowa jako woda do mycia autobusów

Szwedzka miejska firma transportowa znalazła innowacyjny sposób ograniczenia zużycia wody i wdrożenia gospodarki obiegu zamkniętego w procesie mycia autobusów, wykorzystując specjalistyczny system retencyjny w postaci podziemnych zbiorników. Tradycyjne metody mycia autobusów wymagają dużych ilości wody. Aby temu zaradzić, firma transportowa postawiła na nowoczesny system zbierania wody deszczowej z dachu i okolicznych powierzchni zajezdni, kierując ją do dużych, stalowych zbiorników retencyjnych. Następnie woda jest uzdatniana i filtrowana, aby nadawała się do mycia autobusów. Warto zaznaczyć, że zrównoważony proces nie kończy się na jednorazowym użyciu. Po umyciu autobusów woda trafia do osobnego zbiornika, gdzie jest ponownie oczyszczana i może być wielokrotnie wykorzystywana w cyklu mycia.

Podsumowanie

W obliczu zmian klimatycznych i rosnącej urbanizacji zagadnienia retencji oraz zagospodarowania wód opadowych zyskują na znaczeniu. Dotychczasowa praktyka polegająca na szybkim odprowadzaniu deszczówki do kanalizacji przyczynia się do przeciążenia infrastruktury miejskiej, zwiększa ryzyko podtopień, a w czasie suszy prowadzi do deficytu wody i pogorszenia mikroklimatu. Nowoczesne podejście zakłada zatrzymywanie wody tam, gdzie spadła, czyli in situ, co pozwala jej powoli wsiąkać w glebę, parować i wspierać lokalny ekosystem.

Kluczowe jest tworzenie zielono-niebieskiej infrastruktury, integrującej zieleń z wodą, jak ogrody deszczowe, zielone i brązowe dachy, zielone torowiska i przystanki. Takie rozwiązania nie tylko wspierają retencję, ale również oczyszczają wodę, obniżają temperaturę w miastach, poprawiają jakość powietrza i sprzyjają bioróżnorodności. Coraz częściej stosuje się również rowy retencyjne, pasaże roślinne i wypustki uliczne. Wszystkie te systemy oczyszczają deszczówkę, redukując ilość zanieczyszczeń trafiających do środowiska.

Ustawodawstwo, w tym nowelizacja Prawa wodnego z 2018 r., wspiera te działania, wskazując na konieczność ograniczania odpływu powierzchniowego i racjonalnego gospodarowania wodą. Dzięki rosnącej świadomości i dostępności finansowania samorządy coraz chętniej inwestują w tego typu projekty, które z jednej strony poprawiają komfort życia mieszkańców, a z drugiej przeciwdziałają skutkom ekstremalnych zjawisk pogodowych.

www.NBI.com.pl/tematy-specjalne