Komory drenażowe do odwadniania układów komunikacyjnych

Komory drenażowe umożliwiają miejscową retencję oraz kontrolę spływu wód opadowych z terenów zurbanizowanych. System takich komór może być wykorzystany do podpowierzchniowego zatrzymywania i gromadzenia wód opadowych w systemach retencyjnych lub do infiltracji wód opadowych do gruntu w systemach infiltracyjnych.

Wstęp
Stanowią one alternatywne rozwiązanie w stosunku do tradycyjnych powierzchniowych zbiorników retencyjnych oraz rurowych drenaży rozsączających. Komory mogą być montowane pod chodnikami, ulicami i parkingami, a także na terenach zielonych, obiektów handlowych, przemysłowych, rekreacyjnych oraz mieszkalnych.
W ciągu 15 lat, na świecie (głównie w Ameryce Północnej) wybudowano ponad 600 000 różnego rodzaju systemów komór drenażowych. System ten stosowany jest również w Europie. Powstało wiele systemów w Niemczech i we Francji.

Charakterystyka komór drenażowych
Komory drenażowe H-20 (rysunek 1) są produktem amerykańskiej firmy Infiltrator Systems. Są to konstrukcje o otwartym dnie (przekrój poprzeczny w kształcie odwróconej litery U). Ściany boczne posiadają perforacje (szczeliny), dzięki którym możliwa jest dodatkowa infiltracja wody do obsypki i otaczającego gruntu. Komory wykonane są z formowanego wtryskowo polietylenu o wysokiej gęstości (min. gęstość 0.9 g/cm3). Połączenie sąsiednich komór dokonuje się za pomocą umieszczonego w ich górnej części zatrzasku oraz dodatkowo wkrętami ze stali nierdzewnej.
Podczas badań dotyczących wytrzymałości konstrukcyjnej komory H-20 osiągnęły normę obciążenia AASHTO w USA (tj. ponad 14500 kg/oś) przy założeniu, że grubość warstwy gruntu i tłucznia nad komorą wynosi 46÷243 cm. W Polsce, komory zostały poddane badaniom wytrzymałościowym w oparciu o normy PN-79/C-89027, PN-81/C-89034,
PN-82/C-89051, PN-83/N-03010. Charakterystykę komór H-20 przedstawiono w tabeli 1.
Niewielka wysokość komór umożliwia ich stosowanie na obszarach o wysokim poziomie wód gruntowych, jednak powinny one być montowane poniżej poziomu przemarzania gruntu. W systemach infiltracji podziemnej należy dodatkowo uwzględnić, że odległość dna warstwy rozsączającej od maksymalnego poziomu wody gruntowej powinna wynosić co najmniej 1.0 m. Konstrukcja komór umożliwia (w miarę potrzeb) rozbudowę układu, a po ich demontażu ponownie umiejscowienie w innej części działki stosownie do potrzeb inwestora.

Rysunek 1. Wygląd komory drenażowej typu H-20

Rodzaje komór drenażowych

O rodzaju systemu komór drenażowych, jaki może być zastosowany, decydują przepisy prawne oraz lokalne warunki odprowadzania wód opadowych. Ogólnie wyróżnia się następujące systemy:

• Infiltracja do gruntu
  - w takim systemie obliczona objętość wód opadowych powinna zostać zatrzymana w systemie łożyska komorowego. Zazwyczaj taki system projektuje się jako bezodpływowy. Infiltracja do gruntu stanowi podstawowy mechanizm drenażu wody z łożyska. W miejscach, gdzie przewiduje się zastosowanie takiego systemu, szczególnie ważny jest stopień przepuszczalności gruntu oraz głębokość występowania wód gruntowych. Głębokość do podłoża skalnego i innych nieprzepuszczalnych warstw musi być zgodna z wymaganiami prawa wodnego, budowlanego i normami branżowymi. W systemie infiltracji do gruntu bardzo istotne jest zatrzymanie osadów i części organicznych zawartych w wodach opadowych przed systemem komór drenażowych (oczyszczanie mechaniczne).
• Retencja wód deszczowych
  - w takim systemie obliczeniowa objętość wód opadowych musi być czasowo zatrzymana w systemie łożyska komorowego przed ich odprowadzeniem do środowiska. Dopuszczalne natężenie odpływu zależy od konkretnych regulacji prawnych (uzgodnienia, pozwolenie wodno-prawne, itp.) oraz obliczonego maksymalnego natężenia spływu, zarówno przed jak i po zastosowaniu systemu komorowego. Przy takim zastosowaniu wykorzystuje się otwory wylotowe o kontrolowanym przepływie, zwykle w formie wielokryzowej lub wieloprzelewowej, których wielkość jest dostosowana do konkretnych przepływów. Projektowany czas opróżniania komory zwykle nie powinien być dłuższy niż 48 godzin.
• Zatrzymanie pierwszej fali spływu ze zlewni
  - system ten powinien zapewniać zatrzymanie pierwszych 13÷25 mm wysokości opadu dla danej zlewni. Pierwsza fala spływu wód opadowych z chodników i innych nieprzepuszczalnych powierzchni niesie największy ładunek zanieczyszczeń. Zatrzymanie tego spływu i poddanie go przefiltrowaniu przez warstwę gruntu (oczyszczanie mechaniczne) z możliwością odnowy jest bardzo korzystne dla ochrony zasobów wód podziemnych. Przepływ większy od pierwszego strumienia musi zostać skierowany do systemu przechowywania typu komorowego, kanału burzowego lub innego odbiornika. Projekt urządzeń tego systemu jest zbliżony do systemu infiltracji do gruntu, z tym, że zazwyczaj zajmuje on znacznie mniejszą powierzchnię. Dla zapewnienia długotrwałej eksploatacji tego systemu istotne jest zatrzymanie ciał stałych oraz umożliwienie ich okresowego usuwania. Zastosowanie otworów rewizyjnych umożliwia kontrolę jakości wody w komorach.

Warunki montażu
systemu komór drenażowych

Montaż systemu komór drenażowych jest bardzo prosty i nie wymaga użycia ciężkiego sprzętu. Prace należy rozpocząć od wykonania wykopu i przygotowania miejsca dla łożyska komorowego. Na brzegach wykopu należy ułożyć nietkany materiał filtracyjny, a na dnie łożyska umieścić warstwę obsypki z przemytego tłucznia.

Rysunek 2. Rzut poziomy typowego systemu komór drenażowych

Pierwsza układana komora powinna posiadać pokrywę zamontowaną w przedniej części. Dwie sąsiednie komory powinny być połączone zatrzaskami i przykręcone do siebie. Na końcu ostatniej komory ciągu należy założyć pokrywę. W podobny sposób należy łączyć kolejne ciągi komór. Zgodnie z projektem należy zamontować osadnik wstępny, przewody dopływowe wraz z rurą dystrybucyjną, a także przewody odpływowe. Przykrycie systemu komór drenażowych należy wykonać za pomocą obsypki z tłucznia, przykryć ją materiałem filtracyjnym, a nad nim wykonać zasypkę o grubości kilkunastu centymetrów. Na warstwę zasypki należy założyć geosiatkę i przykryć ją kolejną warstwą zasypki. Po wykonaniu tych czynności można rozpocząć układanie chodnika (nawierzchni ulicy, itp.).
Sposób montażu systemu komór drenażowych pokazano na rysunkach 2-4.

Rysunek 3. Przekrój podłużny przez system doprowadzania wody do komory

Zastosowanie
Zastosowanie systemu komór drenażowych H-20 może przynieść wymierne korzyści nie tylko inwestorowi, ale także może mieć pozytywny wpływ na środowisko naturalne. Odprowadzanie wód opadowych do gruntu w miejscu ich powstawania korzystnie wpływa na uzupełnianie wód gruntowych.

Rysunek 4. Przekrój poprzeczny przez system komór drenażowych

System komór jest alternatywnym rozwiązaniem w stosunków do tradycyjnych powierzchniowych zbiorników retencyjnych oraz rurowych drenaży rozsączających. Nadaje się do zastosowania wszędzie tam, gdzie włączenie wód opadowych do sieci kanalizacyjnej jest utrudnione, zbyt kosztowne lub wręcz niemożliwe.

System komór drenażowych H-20 można zastosować:

* do odprowadzania do ziemi wód opadowych z dachów budynków.

Rysunek 5. Odprowadzanie wód opadowych z rynien

* do odwadniania dróg i ulic.

Rysunek 6. Komora drenażowa jako rów odwadniający

* do odwadniania parkingów.

Rysunek 7. Odprowadzanie wód opadowych z parkingów

Uwaga: Zgodnie z zaleceniami IMUZ w Falentach, przy analizie możliwości zastosowania komór do przyjęcia wód opadowych z parkingów, ciągów jezdnych i baz transportowych należy uwzględnić odpowiednie wymogi zawarte w Wytycznych Generalnej Dyrekcji Dróg Publicznych pt. "Zasady ochrony środowiska w projektowaniu, budowie i utrzymywaniu dróg" (Warszawa, 1993).