Ochrona terenów zurbanizowanych przed podmakaniem i zabagnianiem

dr inż. Dariusz AndrakaKatedra Systemów Inżynierii Środowiska

odwadnianie terenów zurbanizowanych jest konieczne wszędzie tam, gdzie przewidywane lub istniejące stosunki wodne w gruncie odbiegają od wymaganych

zaprojektowanie skutecznego sposobu ochrony terenów przed podmakaniem lub zabagnieniem wymaga przed wszystkim poznania przyczyn występowania tego zjawiska

Odwadnianie terenu - wiadomości ogólne

na obszarach zabudowanych – są to grunty, na których budowle tam zlokalizowane znajdują się w stałym kontakcie z wodami zaskórnymi (gruntowymi) zalegającymi płytko pod powierzchnią terenu

na terenach zielonych – są to tereny, gdzie woda gruntowa zalega płycej niż jest to wymagane ze względu na normalną wegetację roślin

Tereny podmokłe (podtopione)

obszary na których wody podziemne stale „występują” na powierzchnię terenu lub zalegają tak płytko, że powodują stałe rozmiękczenie gleby; roślinność na tych terenach jest zwykle karłowata i ma chorobliwy wygląd;

użytkowanie terenów zabagnionych jest utrudnione z uwagi na grzęźnięcie kół pojazdów, nóg ludzi i zwierząt itp.

Tereny zabagnione

wody podziemne powinny znajdować się na takim poziomie, aby nawet przy najwyższych stanach, tzw. „wznios kapilarny” nie osiągnął fundamentów budowli lub jej piwnic; jeżeli jest to niemożliwe wymagane są izolacje przeciwwilgociowe lub drenaże

dla gruntów piaszczystych głębokość zalegania wód gruntowych przyjmuje się zwykle 0,5-1,2 m poniżej fundamentu

dla gruntów pylastych i gliniastych wody podziemne powinny znajdować się 0,8-2,0 m poniżej fundamentów (a nawet więcej – zależnie od wyników badań geologicznych)

Optymalna głębokość zalegania zwierciadła wody podziemnej

nie powinny zalegać głębiej niż 1,0 – 1,5 m pod terenem

przy większych głębokościach – konieczne jest intensywne nawadnianie

Wody podziemne na terenach zielonych

wznios kapilarny

niekorzystny klimat lokalny (wysoka wilgotność, częste zamglenia, oszronienia itp.)

zwiększone ryzyko osuwisk terenu płytko zalegająca strefa przemarzania gruntu

(niszczenie fundamentów, przewodów podziemnych, nawierzchni)

podwyższone koszty posadowienia budowli i infrastruktury podziemnej

zawilgocenie budowli (a w efekcie - zagrzybienie), przy nieodpowiedniej izolacji przeciwwilgociowej fundamentów

Ujemne skutki nadmiernie wysokiego poziomu wód podziemnych

czynniki klimatyczne – opady atmosferyczne, wilgotność powietrza, temperatura

rzeźba terenu – ma decydujący spływ na stosunki wodne w gruncie (ze względu na ew. utrudnienie spływu powierzchniowego)

Przyczyny podmakania i zabagniania gruntów

sieć hydrograficzna – strumienie, rzeki, jeziora itd. stanowią zazwyczaj naturalny „dren”, utrzymujący poziom wody podziemnej na znacznej głębokości;

Przyczyny podmakania.... – c.d.

zmiany poziomu wody w ciekach istotnie wpływają na poziom wód podziemnych zlewni

budowa geologiczna i warunki hydrograficzne

Przyczyny podmakania.... – c.d.

wysoki poziom zalegania warstw nieprzepuszczalnych jest jednym z najczęstszych powodów podmakania lub zabagniania terenu

sztuczne utrudnienie naturalnego spływu powierzchniowego wód opadowych, roztopowych itp.

Przyczyny podmakania.... – c.d.

sztuczne utrudnienie naturalnego odpływu wód podziemnych

Przyczyny podmakania.... – c.d.

wadliwie działające urządzenia wodociągowe lub kanalizacyjne

brak sieci kanalizacyjnej na terenie wyposażonym w wodociąg

wadliwie działające lub uszkodzone urządzenia drenarskie

budowle hydrotechniczne szkody górnicze

Przyczyny podmakania.... – c.d.

ochrona przeciwpowodziowa wały przeciwpowodziowe kanały odciążające poldery

usprawnienia odwadniającego działania cieków powierzchniowych

obniżanie poziomu wody w cieku oczyszczanie i regulacja koryta cieku pogłębianie koryta skracanie biegu rzeki itp.

Ochrona przed podmakaniem i zabagnianiem - melioracje podstawowe

rowy opaskowe ◦ mają na celu nie dopuszczenie do infiltracji

obcych wód opadowych na powierzchni terenu chronionego;

◦ umieszcza się je wzdłuż dróg, granic parcel itp. od strony napływu wód opadowych;

◦ powinny mieć one dobre spadki aby jak najszybciej odprowadzić wody, niekiedy stosuje się też w tym celu szczelne koryto

Ochrona przed podmakaniem... c.d. - poprawa stosunków wodnych w gruncie

plantowanie powierzchni terenu◦ jest to sztuczne ukształtowanie terenu, tak aby

maksymalnie ułatwić spływ powierzchniowy w kierunku odbiornika (np. wpustów kanalizacji deszczowej)

Ochrona przed podmakaniem... c.d.

podnoszenie powierzchni terenu przez zalądowianie◦ stosowane bardzo rzadko (kosztowne i pracochłonne)

odwadnianie (drenowanie) gruntu◦ sztuczne odprowadzenie wody gruntowej z terenu

chronionego celem jego odwodnienia izolacje wodoszczelne budowli podziemnych

◦ stosuje się zawsze w budowlach sięgających poniżej naturalnego poziomu wód podziemnych, nawet przy sprawnie działających systemach odwadniających

Ochrona przed podmakaniem... c.d.

poziomy◦ rowy, koryta, sączki, rury drenarskie, galerie itp.◦ stosuje się głównie wtedy gdy wody podziemne zalegają na

niewielkiej głębokości, a wymagane obniżenie ich poziomu nie przekracza 2 – 3 m (koszty wykonania);

pionowy◦ studnie, sztolnie, igłofiltry, otwory chłonne◦ stosuje się gdy wody podziemne zalegają głęboko,

wymagane jest znaczne obniżenie ich poziomu, warstwa wodonośna ma dużą miąższość i niewielką przepuszczalność, lub gdy budowa drenażu poziomego jest utrudniona (np. teren zabudowany)

mieszany◦ stosowany z reguły w terenie o zróżnicowanej budowie

hydrogeologicznej

Rodzaje drenaży

drenaż systematyczny◦ równomiernie rozmieszczony układ urządzeń

odprowadzających wody podziemne i infiltracyjne bezpośrednio ze swojego sąsiedztwa

drenaż opaskowy◦ umieszczany na obrzeżach obszaru chronionego od strony

napływu obcych wód podziemnych drenaż nadbrzeżny

◦ stosowany dla ochrony obszarów przed podtapianiem wodą infiltrującą ze zbiorowisk wody powierzchniowej

drenaż okólny◦ stosowany z reguły dla ochrony pojedynczych budynków lub

głęboko posadowionych obiektów

Układy drenaży

każdy z powyższych układów może być realizowany jako poziomy, pionowy lub mieszany

działanie polega na odprowadzeniu w pierwszej kolejności pewnych zasobów statycznych wód podziemnych, a następnie na ciągłym odprowadzaniu infiltrujących wód opadowych lub naporowych

Drenaż systematyczny

najczęściej wykonywany jest w postaci galerii, drenu poziomego lub głębokiego rowu, ułożonych powyżej terenu chronionego, najlepiej prostopadle do kierunku napływu wód obcych

Drenaż opaskowy

podobnie jak dr. opaskowy, wykonywany jest najczęściej jako dren poziomy lub bariera studzien umieszczona w poprzek strumienia przepływającej wody podziemnej

Drenaż nadbrzeżny

projektowany tylko do odprowadzenia wód podziemnych (należy go zabezpieczyć przed dopływem wód infiltracyjnych np. z opadów atmosferycznych)

Drenaż okólny