+
Přidat firmu
Vyhledávání
Menu

Srážkové vody – 2. část

14.12.2017 Autor: Ing. Jaroslav Dufka Spoluautoři: Zdeňka Dřevojánková Časopis: 7/2017

Obsáhlý článek Ing. Jaroslava Dufky a Zdeňky Dřevojánkové, který je zveřejňován po částech, řeší všechny stránky dnes aktuální problematiky srážkových vod. Po obecném úvodu, zahrnujícím zejména související terminologii a citace z právních předpisů, následují kapitoly věnované odvádění srážkových vod do vsakovacích zařízení, povrchových vod, popř. jednotné kanalizace, včetně regulace jejich odtoku. Další části se zabývají oteplováním, suchem a využití srážkových vod. Na konci článku je uveden seznam související literatury, právních předpisů a norem. V souvislosti s využitím srážkových vod je nutné upozornit, že v brzké době bude vydána evropská norma EN 16941-1, která se bude touto problematikou zabývat.

Recenzent: Jakub Vrána

Odtokový proces

Koloběh vody a odtokový proces srážkové vody v přírodě zahrnuje řadu procesů a je relativně složitý. Následující schéma znázorňuje vzájemné vazby jednotlivých částí vodních srážek. Pro zájemce o podrobnosti k odtokovému procesu doporučuji literaturu [3].

Image 0Obr. 8 • Schéma odtokového procesu

Odtok srážkových vod v přirozeném a urbanizovaném prostředí (povodí)

Přirozená prostředí nejsou ovlivněna zástavbou a činností člověka. Odtok srážkových vod je zde velmi odlišný od odtoku vod z prostředí urbanizovaného.

Urbanizovaná (zastavěná) území obsahují velký podíl nepropustných ploch. V centrech velkých měst to je 60–70 %, někde i více. Srážkové vody nemohou přirozeně vsakovat (infiltrovat) do půdy, protože na povrchu téměř žádná není. Většina vody tak odtéká do kanalizace a v případě přívalových dešťů může docházet k lokálním záplavám. Dalšími nevýhodami urbanizovaných území jsou přetížení sy­stému odvodnění, snížení hladiny podzemních vod apod.

A jaký je důsledek urbanizovaného prostředí? Hydrologové jej nazývají efekt tepelného ostrova města. Velká betonová plocha způsobuje v konečném důsledku oteplování povrchu chodníků/náměstí na vysokou teplotu. Ve velkých městech tak teplota vzduchu dosahuje až 50 °C.

Image 1Obr. 9 • Porovnání odtoku dešťových srážek v urbanizovaném a přirozeném prostředí

Odvádění srážkové vody

Možnosti odvádění srážkové vody a jejich charakteristické znaky:

A) Konvenční způsob

  • neodstraňuje příčiny problémů, vznikajících srážkovými vodami;
  • nechrání dostatečně zdraví a majetek obyvatel při současných změnách klimatu a velké míře urbanizace;
  • vodní toky znečišťuje přívalovými srážkami obsahujícími velké množství nečistot.

B) Decentrální způsob

  • aktivní řešení odvodnění v daném místě vsakováním, akumulací nebo zpomalením odtoku;
  • splnění požadavků na udržitelný rozvoj měst a obcí;
  • zmírňují se důsledky urbanizace, změn klimatu a lépe se chrání majetek obyvatel.

C) Hospodaření se srážkovými (dešťovými) vodami (HDV)

  • snižování odtoku srážkových vod;
  • zabránění míchání srážkových vod s jinými (splaškovými) vodami;
  • možnosti využití srážkových vod ve větším množství, a to nejen v domácnostech.

Při odvádění srážkových vod ze střech nebo z komunikací je třeba vědět, o jaké odvodňované plochy se přesně jedná. Podle toho se pak musí zajistit taková opatření, aby se voda mohla využívat k požadovaným účelům.

Image 2Obr. 10 • Povrchová teplota vzduchu na zemi v Praze v letním období

Image 7Tab. 1 • Doporučená opatření pro předčištění srážkových vod odváděných do povrchových vod

Odtok srážkových vod ze silnic

V současné době se na plánované silniční stavby vypracovává bezpečnostní audit. K vyhodnocovaným parametrům patří mimo jiné také rychlost stékání vody z vozovky za deště. Tato rychlost ovlivňuje nejen bezpečnost provozu, ale také délku životnosti povrchu vozovek. Hlavně v obytných aglomeracích, kde je komunikace ohraničena obrubníky, je třeba dbát na dostatečný podélný spád a vzdálenosti silničních vpustí. Pokud toto není zajištěno, vznikají mezi jednotlivými vpusťmi stojící kaluže. Což je nebezpečné pro vznik aquaplaningu, narušení povrchu vozovky a stříkání vody na chodce. Obrubníkové prvky z recyklovaného kompozitu jsou několikanásobně odolnější proti nárazu než tradiční betonové materiály. Jsou dimenzované na třídu zatížení D400 kN, což je více, než na krajnice doporučuje norma ČSN EN 1433 Odvodňovací žlábky pro dopravní a pěší plochy – Klasifikace, konstrukční zásady, zkoušení, označování a hodnocení shody pro odvodnění komunikací. Prvky na pohled vypadají jako betonové, ale je s nimi snadná manipulace, protože váží od 9 do 19 kg podle hloubky žlabu [4].

Image 3Obr. 11 • Silnice a parkoviště lemované obrubníky pro odvádění srážkové vody a detail obrubníku

Množství srážkových vod

Stejně jako jinde v Evropě i v ČR je v průměru více srážek v horských oblastech než v nížinách. Z dlouhodobých měření množství srážek vznikla tab. 2.

Image 8Tab. 2 • Množství celoročních srážek v ČR podle nadmořské výšky

Nejvíce srážek je v horských oblastech, a to jak v letním, tak i v zimním období.

Druhy dešťů se pak rozlišují podle množství vody, která za sledované časové období dopadne na určitou plochu – viz tab. 3.

Image 9Tab. 3 • Vydatnost různých typů deště

Z tabulky lze poměrně jednoduše vypočítat přibližné množství dešťových srážek, pokud je známa plocha střechy. Pokud bude silný déšť trvat půl hodiny a plocha střechy je 130 m2, pak lze ze střechy zachytit přibližně 390 až 650 litrů vody.

Přívalové deště bývají ve všech částech ČR vesměs nepravidelné. Přesto podle dlouhodobých měření byly tyto deště vyhodnoceny a další tabulka ukazuje jejich intenzitu.

Periodicita „5“ udává, že déšť příslušné intenzity se vyskytuje 5x do roka. Periodicita „0,2“ označuje srážky, které se vyskytnou jednou za 5 let.

Množství sněhu také významně přispívá k celkovému množství srážek v průběhu celého kalendářního roku. Pravidlo, že v místech s větší nadmořskou výškou je více srážek jak v létě, tak i v zimě, platí na celém území ČR.

Image 4Obr. 12 l Množství srážek v ČR

Image 5Obr. 13 • Počet dnů se sněhovou přikrývkou na území ČR

Image 9Tab. 3 • Vydatnost různých typů deště

Image 10Tab. 4 • Intenzity dešťů ve vybraných městech ČR

Čistota srážkových vod

Znečištění ovzduší v lokálním měřítku závisí zejména na typu a množství emisních zdrojů, na re­liéfu a na meteorologických podmínkách lokality. Často vykazuje značné roční kolísání dané zimním vytápěním. Z hlediska nakládání se srážkovými vodami představují nejvýznamnější znečištění, pocházející z atmosférické depozice, jemné částice, těžké kovy a perzistentní organické sloučeniny (např. benzo[a]pyren). Nezanedbatelné jsou však též živiny (dusík a fosfor). Z materiálů odvodňovaných ploch pronikají do srážkových vod např. vápník, hliník a křemík z betonových ploch, zinek, měď a kad­mium z kovových povrchů a organické látky z asfaltových povrchů, plastických hmot, barevných nátěrů apod.

V porovnání s minulými lety se ovzduší a kvalita srážkových vod částečně zlepšila. Povodí Labe, Moravy a Odry zveřejňují kvalitu vody v těchto největších českých řekách. Velkou část vody v řekách tvoří právě vody srážkové. Podle normy ČSN 75 7221 Jakost vod – Klasifikace jakosti povrchových vod bylo vyhodnoceno mnoho parametrů vody a řada vodních toků byla přeřazena z horší třídy kvality do lepší. Zlepšení kvality z V. do IV. třídy se týká povodí Moravy o délce 500 km toků [5].

Důvody akumulace a využívání srážkové vody

Hlavním důvodem využívání srážkové vody v nemovitostech a přilehlých pozemcích je náhrada a úspora pitné vody, především pro zavlažování, splachování WC, praní prádla, úklid a mytí aut. Způsob využívání srážkové vody ovlivňuje systém akumulace a úpravy vody:

a) pouze pro zavlažování, se sníženými nároky na jakost srážkové vody;

b) pro další činnosti se zvýšenými nároky na jakost srážkové vody a technologické vybavení systému.

Systémy akumulace a využívání srážkové vody umožňují snížit objem povrchového srážkového odtoku a kulminační průtoky. Zapojují se mezi odvodňovanou plochu a vsakovací zařízení, retenční nádrž, nebo se mohou přímo kombinovat v jednom objektu s retenční nádrží (zejména při venkovním využívání srážkové vody). Pro minimalizaci vnosu znečištění je nejvhodnější používat srážkové vody odtékající ze střech nemovitosti.

Image 6Obr. 14 • Třídy vod podle kvality

Předčištění srážkových vod

Pro využití srážkových povrchových vod zpravidla stačí pouze jednoduché mechanické způsoby čištění, v odůvodněných případech doplněné o dezinfekci. Podle místa osazení mechanického filtru se čištění srážkových povrchových vod rozděluje následovně:

a) svodové, žlabové a podokapní filtry;

b) interní filtrační vložky ve filtračním tělese;

c) externí filtrační šachty.

Zařízení pro předčištění srážkových vod před zaústěním do povrchových vod pracují na stejných principech jako při vsakování, navíc jsou však často řešena tak, aby plnila současně čisticí a retenční funkci. Pro zvýšení účinnosti se mechanické čištění sedimentací či filtrací doplňuje biologickým čištěním pomocí vegetace nebo v půdě. Způsoby předčištění srážkových vod a příslušná zařízení používaná při jejich odvádění do vod povrchových jsou gravitační separace, sedimentace, filtrace a biologické čištění.

Používají se všechny způsoby, avšak filtrace patří k nejčastějším a velmi účinným způsobům předčištění srážkových vod. Rozlišuje se filtrace mechanická a přes adsorpční materiál.

Filtrace mechanická

Filtrační zařízení slouží pro zachycení hrubých a jemných částic (nerozpuštěných látek) mechanickou filtrací (pískové a štěrkové filtry, geotextilie), popřípadě i pro odstranění rozpuštěných látek adsorpcí a biologickými procesy (porostlé filtry, zemní filtry). Nezbytná je ochrana filtračního zařízení pomocí předřazeného sedimentačního zařízení odstraňujícího usaditelné a plovoucí látky.

Zrnitost materiálu a tloušťka filtrační vrstvy pískových a štěrkových filtrů se navrhuje podle očekávaného zatížení, přičemž filtrační rychlost by měla být nejvýše 15 m·h–1. Doporučuje se tato konstrukce filtru: krycí vrstva – štěrk 4 mm až 8 mm, tloušťka 10 cm; filtrační vrstva – vymývaný štěrk 2 mm až 4 mm, tloušťka 50 cm; vsakovací vrstva – štěrk 16 mm až 32 mm, tloušťka 25 cm; mezi vrstvami – geotextilie (ochrana před promícháním vrstev). Pokud jsou filtry porostlé vegetací (např. rákosím), potom dochází také k biologickému čištění (odstraňování organického znečištění a živin). Porostlé filtry jsou doporučovány i z důvodu údržby filtru, neboť u nich není nutno pravidelně vyměňovat filtrační koláč jako u neporostlých filtrů.

Filtrace přes adsorpční materiál

Umožňuje velmi účinné odstranění znečisťujících látek, a to v závislosti na použitém adsorpčním materiálu. Používané adsorpční materiály jsou: – aktivní uhlí, kromě adsorpce těžkých kovů, uhlovodíků (minerálních olejů, ropných látek), obtížně rozložitelných i snadno rozložitelných organických látek podporuje také mikrobiální rozklad znečisťujících látek; – zeolity, vysoce účinné pro adsorpci uhlovodíků a těžkých kovů, neměly by však být používány v případě solení pozemních komunikací, protože sůl vede k remobilizaci těžkých kovů; – granulované hydroxidy železa a hliníku, ve směsi s vápnitým pískem pro neutralizaci kyselého odtoku vykazují vysokou míru adsorpce těžkých kovů; – adsorbenty olejů (textilie, vata, gumový granulát, plastové adsorbenty). Pro ochranu adsorpčního materiálu je nutné, aby jeho použití předcházelo zachycení nerozpuštěných látek sedimentací, filtry nebo geotextiliemi.

Použitá a doporučená literatura

  1. MATOUŠEK, V.: Poznávání odtokových vlastností malých povodí za regionálních dešťů. Praha: Výzkumný ústav vodohospodářský TGM, 2010.
  2. https://www.mea-odvodneni.cz
  3. MATĚJÍČEK, J.: Hospodaření s vodou v povodí. Brno: Povodí Moravy, 1996.


Rainwater – part 2.

A comprehensive article, which will be published in parts, addresses all aspects of very topical issue – rainwater problematic. General introduction, including related terminology and legal citations will be followed by the rainwater drainage into soakways, surface water, eventually into combined sewer, including drainage regulation. The final section focuses on global warming problems, hydrologic drought and rainwater usage.

In regard to use of rainwater should be noted that the European standard EN 16941-1 will be published in a short time to address this topic.

Keywords: Rainwater, hydrobalance, drought, leakage, surface water, pre-treatment, stormwater tank, rainwater usage

POKRAČOVÁNÍ PŘÍŠTĚ

Související články