Odwodnienie powierzchni

Nie jest inwestycją niezbędną, ale często warto je wykonać. Gdy działka jest na gruncie nieprzepuszczalnym, podczas deszczów uwolni otoczenie domu od wielkich kałuż, błota i usunie nadmiar wody z powierzchni utwardzonych.

Kiedy warto wykonać odwodnienie? 

Im spadek terenu jest mniejszy, tym mniejsza może być powierzchnia, z której woda spłynie grawitacyjnie do odwodnienia.

Przede wszystkim warto zastosować je tam, gdzie grunt jest nieprzepuszczalny – bez względu na to, czy będziemy odwadniać teren utwardzony, czy nieutwardzony. Po prostu odwodnienie przyda się wszędzie tam, gdzie woda z deszczu lub roztopów bardzo powoli wsiąka w ziemię. 
Zamiast czekać, aż woda odparuje z kałuż, można ją odprowadzić systemem odwodnienia. Dotyczy to zwłaszcza działek niewielkich i w zabudowie szeregowej. 
Korzystnie jest zastosować odwodnienie przy wjeździe na teren posesji i do garażu, a nawet w samym garażu. Warto też je zastosować w miejscu ewentualnego mycia samochodu.

Jak działa system odwodnienia? 

Najpopularniejszym sposobem odprowadzania wody z powierzchni terenu jest odwodnienie liniowe. Podstawowymi jego elementami są korytka i ruszty. Korytka. Wkopuje się je w grunt tak, żeby ruszt znalazł się 3-5 mm poniżej powierzchni terenu. Łączy się je ze sobą w długie ciągi na przykład wzdłuż chodnika prowadzącego do domu lub na całej długości podjazdu. 
Korytka do domów jednorodzinnych wykonane są najczęściej z polimerobetonu, czyli betonu z domieszką żywicy i ziarnistego kwarcu. Są one lekkie i odporne na działanie niskiej temperatury. Produkuje się też korytka z betonu włóknistego z dodatkiem polimerów, z PP lub PVC. 

Do wykonywania drenażu stosuje 
się geowłókniny (fot. Griltex)

Projektując odwodnienie liniowe powinniśmy zadbać o utrzymanie odpowiedniego spadku dna odwodnienia. Zapewnimy wtedy spływ wody i samooczyszczanie się korytek. Wymagany spadek dna wynosi zazwyczaj 2-3 promile (2 - 3 mm na metr). 
Korytka mogą mieć dno płaskie lub ze spadkiem. Te z płaskim dnem stosujemy na działkach o lekko nachylonej nawierzchni, na których jest zapewniony grawitacyjny spływ wody opadowej. Takie same korytka z płaskim dnem można też stosować na krótkich odcinkach odwodnień (długości maksimum 10 m). Możemy też układać z nich długie ciągi odwadniające, na których trudno jest utrzymać równomierny spadek: płaskie odcinki odwodnień łączymy wtedy ze sobą kaskadowo. 
Godną polecenia metodą układania ciągów odwadniających jest zastosowanie kanałów ze spadkiem dna na pierwszych 10 m ciągu, a następnie kanału bezspadkowego. Dzięki temu, że na początku zapewniliśmy wodzie odpowiedni spadek, nabiera ona prędkości, z którą płynie przez całą pozostałą długość odwodnienia. 
Ruszty. Przykrywa się nimi korytka, a więc stanowią one jedyny widoczny element systemu, dlatego rodzaj rusztów wybiera się często ze względu na ich wygląd. Mogą być wykonane z stali nierdzewnej, stali ocynkowanej, z polimerobetonu, żeliwa i PVC. Do korytek mocuje się je na śruby lub zatrzaski (ten drugi sposób umożliwia ich szybszy montaż i demontaż np. do czyszczenia). Ruszty zatrzymują większe zanieczyszczenia, np. liście, które dzięki temu nie blokują przepływu wody. 

Trzeba uwzględnić, jakim obciążeniom będą poddawane ciągi odwodnień, gdyż od tego zależy klasa korytek i ich cena.

Żeby odwodnienie spełniało swoją funkcję i woda spływała do korytek, musimy zachować pewien spadek terenu w kierunku ciągu odwadniającego. Od wielkości spadku i rodzaju materiału nawierzchni zależy maksymalna szerokość odwadnianej powierzchni. Im spadek jest mniejszy, tym mniejsza może być powierzchnia terenu, z której woda spłynie grawitacyjnie do odwodnienia. 
Należy o tym pamiętać przed przystąpieniem do prac wykończeniowych przed domem, bo potem może być już za późno na wykonanie sprawnie działającego systemu. Większość firm oferujących odwodnienia liniowe zapewnia fachową pomoc w zaprojektowaniu prawidłowo działającego systemu. 
Trzeba uwzględnić, jakim obciążeniom będą poddawane ciągi odwodnień, gdyż od tego zależy klasa korytek i ich cena. Najtańszym i najczęściej stosowanym rozwiązaniem są korytka klasy A15 – wytrzymują one obciążenie do 15 kN, czyli 1500 kG. Można je umieścić na wjeździe do garażu i w większości miejsc na działce. 
Jedynie w miejscach, po których mogą przejeżdżać cięższe pojazdy takie jak wóz asenizacyjny lub samochód dostawczy, warto zastosować korytka o wyższej klasie obciążeń, np. B125, które wytrzymują nacisk 12,5 tony. Sprawdzi się on świetnie np. na wjeździe na teren posesji lub w pobliżu szamba. 

 Gotowe odwodnienie – przekrój przez nawierzchnię z kostki brukowej, makieta (fot. Hauraton)

Studzienka zbiorcza. Na końcu ciągu odwadniającego, czyli w jego najniższym punkcie montuje się studzienkę zbiorczą i łączy ją z systemem kanalizacji lub innym odbiornikiem wody opadowej. Pełni ona dodatkowo funkcję osadnika piasku i w ten sposób chroni instalację przed zanieczyszczeniami czy nawet zatkaniem. Studzienki mogą być prefabrykowane lub składane z kręgów betonowych. 
Akcesoria. Do wygodnych i często stosowanych elementów systemu odwodnień należą wycieraczki, wpusty podwórzowe i rynnowe. Wycieraczki zbierają wodę spod wejścia do domu.Wpusty rynnowe rozwiązują problem deszczu zalewającego okolice rynny, a wpusty podwórzowestosuje się na przykład przy kranach ogrodowych.

Montaż systemu

Korytka umieszcza się w wykopie na takiej głębokości, żeby ich brzeg znajdował się 3-5 mm poniżej nawierzchni. Najpierw należy wykonać betonowy fundament wysokości 10-15 cm, na nim umieścić korytko i zalać po bokach odpowiedniej wysokości warstwą betonu tak, żeby ułożona na nim nawierzchnia wystawała 3-5 mm nad poziom rusztów.

Co zrobić z zebraną wodą? 

Chociaż odprowadzanie wody z systemu odwodnień nie jest takim problemem jak odprowadzanie wody z drenaży, może sprawiać kłopoty właścicielowi posesji, a nawet – choć to bardzo rzadkie – uniemożliwić wykonanie odwodnienia. 
Zebraną wodę najlepiej odprowadzać do sieci kanalizacji deszczowej lub ogólnospławnej, na co należy uzyskać odpowiednie zezwolenie. Jako odbiornik można też wykorzystać pobliski staw, rów melioracyjny albo wodę zagospodarować na działce, rozsączając ją lub odprowadzając do głębszych, przepuszczalnych warstw gruntu przez studnię chłonną. Jedynie w sytuacji, gdy nie można odprowadzić wody do kanalizacji, w pobliżu nie ma żadnego odbiornika, a my nie mamy odpowiedniego kawałka nieutwardzonej powierzchni, z wykonania odwodnienia musimy zrezygnować.

 

Monika Kuśnierowicz

STUDNIE CHŁONNE

Studnia chłonna to zbiornik w kształcie pionowego walca z perforowanymi bokami. Może być wykonana z betonowych kręgów lub tworzywa. Zwykle na dnie studni układa się mniej więcej 20-centymetrową warstwę żwiru. Woda, która napłynie do studni chłonnej, jest równomiernie rozsączana do gruntu na głębokości wyznaczonej przez otwory w jej bokach i dno.

Studnia chłonna: jakie korzyści?

Studnie chłonne często buduje się na terenach, gdzie pierwsza warstwa gruntu jest nieprzepuszczalna (na przykład glina). Wówczas po ulewnych deszczach robią się kałuże i błoto, bo woda nie ma jak wsiąknąć w grunt. Studnia chłonna umożliwia odprowadzanie wody do warstwy przepuszczalnej, na głębokość nawet kilku metrów poniżej powierzchni terenu (głębokość studni zależy od głębokości występowania warstwy przepuszczalnej). Można do niej odprowadzać wodę deszczową z rynien i systemu odwodnień liniowych. Studnie chłonne mogą też być ostatnim elementem przydomowej oczyszczalni ścieków, do której odprowadza się oczyszczone ścieki.

Gdzie nie sprawdzi się studnia chłonna?

Uwaga! Studnia chłonna nie sprawdzi się tam, gdzie jest wysoki poziom wód gruntowych – zamiast odprowadzać wodę deszczową, będzie do niej napływać woda gruntowa.

Zanim zdecydujemy się na wykonanie studni chłonnej na naszej działce, dobrze jest zbadać warunki gruntowo-wodne na działce: jak jest rodzaj gruntu, na jakiej głębokości występują warstwy przepuszczalne i nieprzepuszczalne, na jakiej głębokości znajduje się warstwa wodonośna itp.

Projektowanie systemów rozsączających w Polsce (4). Woda w grunt!

Marcin Motylski   

03/2013

W poprzednich artykułach przedstawiałem aspekty projektowe dotyczące danych wymaganych do obliczeń systemu rozsączającego. W kolejnych dwóch artykułach chciałbym przybliżyć tematykę związaną z wyborem rodzaju systemu rozsączającego w zależności od rodzaju kryteriów.

 

Istnieje wiele sposobów wprowadzenia wody w grunt. Niektóre z tych metod znane są od lat. Niektóre z rozwiązań są bardzo nowatorskie. Z moich doświadczeń wynika, iż w Polsce stosuje się stosunkowo mało rodzajów odprowadzenia wody do gruntu. Prawdopodobnie wynika to po części z wymagań narzuconych przez np.: drogowców, trochę z niewiedzy, ale też w dużej mierze ze starych przyzwyczajeń i schematów stosowanych przy projektowaniu. Obserwując doświadczenia z innych krajów, rodzi się ogólny wniosek, iż warto czasami sięgnąć po inne alternatywne rozwiązania odprowadzania wody do gruntu.

Na rysunku 1 przedstawiłem ogólny podział instalacji rozsączających w zależności od ich funkcji, zdolności infiltracyjnej podłoża oraz dostępności powierzchni.

Metody
Można wyróżnić wiele metod technicznego rozsączania wody w grunt. Właściwości tych systemów są szczegółowo opisywane w literaturze. Poniżej przedstawię ich poszczególne cechy i właściwości. Zgodnie z wytyczną ATV DVWK A 138 można rozróżnić następujące systemy infiltracji wody do gruntu:
* zbiorniki chłonne otwarte,
* studnie chłonne,
* systemy nieckowo-przelewowe,
* element niecka-rigola,
* zbiorniki rozsączające rurowe,
* zbiorniki rozsączające skrzynkowe,
* komory rozsączające.

Zbiorniki chłonne otwarte

Zbiorniki chłonne otwarte dość często stosuje się np. przy budowie dróg i autostrad jako prostą metodę retencji i rozsączenia wody deszczowej w grunt. W zasadzie wymiarowanie zbiorników otwartych wykonuje się często podobnie jak zbiorników retencyjnych. Stosowane są zazwyczaj nastepujace normy lub wytyczne:
* metoda Annena i Londoga [4],
* Pechera [4],
* niemiecka wytyczna DWA-A 117 „Bemmesung von Regenreuckhaltenraeumen” kwiecień 2006 [2].

Podstawowym wymaganiem przy doborze zbiorników chłonnych otwartych jest teren pod tego typu urządzenia. Dodatkowo zbiorniki tego rodzaju można często ciekawie wkomponować w otoczenie i jego naturalne ukształtowanie.

Dodatkowym wymaganiem jest wystepowanie dość chłonnej warstwy wodonośnej. Moim zdaniem powinna być to minimalnie warstwa 2-3 m gruntu chłonnego o współczynniku fitracji nie mniejszym niż kf ≤ 1 * 10-4m/s. Wynika to też z faktu, iż w zbiornikach otwartych dochodzi do sezonowego dużego wahania zwierciadła wody gruntowej. Dodatkowo problemem w praktyce jest często sposób wykończenia dna, pozwalający na swobodną fitrację wody w grunt, a jednocześnie umożliwiający dokonywanie konserwacji tych zbiorników.

Natura, oczywiście, bardzo szybko wykorzystuje i zagospodarowuje tego typu budowle inżynieryjne, ponieważ często są to miejsca w terenie, gdzie najdłużej występuje woda. Z tego powodu tego typu zbiorniki często szybko zarastają roślinnością wodną etc. Jest to, oczywiście, jak najbardziej ekologiczne rozwiązanie, natomiast należy wyjść z założenia w projektowaniu, iż wydajność rozsączająca tego typu zbiorników chłonnych otwartych spada wraz z upływem czasu. Znane są w Polsce instalacje, które po paru latach całkowicie straciły swoją wydajność chłonną i wymagały gruntownych renowacji. Na pewno należy pamiętać o problematyce utraty wydajności przez zbiorniki chłonne na skutek zarastania.

Istnieją dziś również nowoczesne metody wzmocnienia dna lub skarp zbiornikow, np. za pomocą geokomórek wykonanych z geowłókniny. Dodatkowo wykonuje się wzmocnienia dna tego typu zbiorników za pomocą ażurówych krat z tworzyw sztucznych. Wnętrze tych krat wypełniane jest następnie żwirem o uziarnieniu 2-8 mm.

Podsumowując, zbiorniki powierzchniowe chłonne można zainstalować w przypadku wystepowania dużej ilości terenu. Jest to rozwiązanie dość tanie i skuteczne. Wadą tych systemów jest duży spadek sprawności infiltracji w czasie oraz problemy z utrzymaniem tego typu zbiornika.

Studnie chłonne
Studnie chłonne są historycznie znanym rozwiązaniem, stosowanym od wieków do rozsączania wody gruntowej. Standardowo do budowy studni chłonnych stosowane są kręgi betonowe lub żelbetowe. Ich średnica i wysokość zależy od położenia zwierciadła wody gruntowej oraz od budowy geologicznej. Zwykle używane są kręgi o średnicy 1,0 m i wysokości 1,0 m. Dno studni chłonnych wykładane jest żwirem lub pospółką o uziarnieniu od 0,25 do 4 mm. Minimalna wartość współczynnika filtracji dla tych gruntów powinna wynosić kf ≤ 1 x 10-3 m/s. Grubość tej warstwy powinna wynosić co najmniej 0,5 m.

Studnie chłonne, niestety, charakteryzują się małą wydajnością infiltracji, ponieważ zachodzi ona tam tylko na dnie takiego urządzenia. Ściany studni chłonnych nie pozwalają na infiltrację wody w grunt.  Z tego powodu jest to rozwiązanie, które z pewnością można zaproponować dla małych zlewni nieprzekraczających 300 m2. Dodatkowo budowa studni chłonnych nie jest taka tania. Z tego względu można zaryzykować stwierdzenie, że rozwiązanie to z pewnością będzie coraz rzadziej stosowane na rzecz systemów skrzynkowych, które przy podobnych kosztach zabudowy gwarantują wyższą sprawność infiltracji wody w grunt.

W następnym artykule postaram się przedstawić systemy nieckowo-modułowe umożliwiające odprowadzenie wody do gruntu.

Marcin Motylski

Literatura:
1. DWA-A 138 „Planung, Bau Und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niedrerschlagwasser- kwiecień 2005”.
2. DWA-A 117 „Bemessung von Regenrückhalteräumen“ kwiecień 2006.
3. Dr. M. Merta, „Zagospodarowanie wód opadowych znaczenie, przykłady, wymiarowanie”, Brake, 18 września 2012.
4. R. Edel, „Odwodnienie dróg”.

Rysunek 1. Wybór systemów infiltracyjnych w zależności od parametrów powierzchni, funkcji i geologii [1, 3].
Rysunek 2. Przykładowa budowa studni chłonnych.
Fot. Wykładanie skarp zbiornika chłonnego geokratą komórkową (arch. REHAU).

Studzienka chłonna
Systemy kanalizacji deszczowej lub ogólnospławnej, do których można odprowadzać deszczówkę, do wielu posesji nie są doprowadzone. Jeśli zaś przebiegają w pobliżu i można się do nich podłączyć, to i tak wiąże się to z opłatami. Taniej i wygodniej jest zbudować na terenie działki studzienkę chłonną. Deszczówka z rynien lub innych systemów odwodnienia spływa do niej za pośrednictwem rur, a następnie wsiąka w głębiej położone warstwy gruntu. Studzienki muszą być oddalone od domu o minimum 2 m. Buduje się je z kręgów betonowych lub z PCW o średnicy 1-1,2 m, dno wypełniając materiałem przepuszczalnym (piaskiem, pospółką, żwirem). Od góry studzienka musi być zabezpieczona solidną pokrywą. Uwaga! Budowę studzienki muszą poprzedzić badania geotechniczne. Na ich podstawie ustala się, na jakiej głębokości znajduje się warstwa przepuszczalna gruntu i w rezultacie, jaką głębokość ma mieć studzienka.

Budowa studzienki chłonnej. 
Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki