of 16 /16
prof. dr J. DESPOTOVI Ć, prof. dr. J. PLAVŠI Č, prof. dr. ĐUKI Ć, prof. dr. M. STANI Č, prof. dr. D. PRODANOVI Ć, doc. dr. A. TODOROVI Ć, L.. JANKOVI Ć, prof. dr . N. JA ĆIMOVI Ć - 36 - POPLAVNA OGROŽENOST URBANIH OBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI 29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018 prof. dr. Jovan DESPOTOVIĆ* prof. dr. Jasna PLAVŠIĆ* prof. dr. Aleksandar ĐUKIĆ* prof. dr. Miloš STANIĆ* prof. dr. D. PRODANOVIĆ* doc. dr. Andrijana TODOROVIĆ* Ljiljana JANKOVIĆ* prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA GOSPODARJENJE S PADAVINSKIM ODTOKOM V MESTIH V 7 KORAKIH URBAN RAINFALL RUNOFF MANAGEMENT IN 7 STEPS Povzetek V prispevku je shematsko in fragmentarno prikazano gospodarjenje s padavinskimi vodami v mestnih pogojih po osnovnih fazah. Te so nastale spontano na podlagi skoraj 40 letnih izkušenj članov Instituta za hidrotehniko in vodno ekološko inženirstvo Gradbene fakultete Univerze v Beogradu: raziskovalno- laboratorijskih, terenskih in študijskih, projektantskih in izvajalskih. Od začetnih analiz podatkov o močnih nalivih kratkega trajanja, preko potrebnih podlog za analizo in modeliranje odtoka padavinske vode, ob merjenjih v kanalizacijskih sistemih, v skladu s konceptom in stopnjo zaščite pred padavinskimi vodami - sprejemljivo tveganje zaradi poplav – na osnovi projektne naloge se oblikuje tehnična rešitev. Za sistem kanalizacije v Mariboru bodo podani rezultati modeliranja z modelom SWMM. Rešitev mora prav tako zagotoviti tudi varen promet pešcev in motornih vozil na ulicah, prehodih in hodnikih. Analizirajo se vplivi kanaliziranja in izpuščanja padavinskih voda na okolje (te vode so se do 70-tih let smatrale kot »čiste«), predvsem na odvodnike – vodotoke. Projektirajo se rešitve za preprečitev incidentih onesnaženj zaradi transportov ob upoštevanju SWERM. Še več, podane so rešitve s pomočjo modernih svetovnih izkušenj, kjer se preččene padavinske vode uporabljajo za namakanje in bogatitev hidrološkega cikla mestih. Ključne besede: mesta, dežni odtok, integralno gospodarjenje, računski nalivi, odvisnosti ITP, meritve, kapacitete požiralnikov, količine in kvaliteta v sistemih, modeliranje odtekanja, Maribor, SWMM, kvaliteta odtoka, kontrola onesnaženja, ččenje dežnega odtoka, SWERM, uporaba dežnih voda Abstract: The paper presents schematic and fragmentary management of rain water in urban conditions, according to the basic stages that were spontaneously arisen based on nearly 40 years of experience of members of the Institute of Hydraulic and Water Ecological Engineering at the Faculty of Engineering, University of Belgrade: research, laboratory works, studies, design and work execution. Starting from analysis of short duration heavy rainfall through required analysis of background information for modelling of rainfall runoff, together with measurements in drainage/sewer systems, based on Terms of references, that includes concept and protection degree from rain waters – acceptable flood risk, and finaly development of technical solution. An axample of application of the SWMM model over the Maribor sewer system is given. The solution also needs to ensure safe pedestrian and motor traffic on streets, at crossings and on pavements. Before the 70-ies the effects of * prof.dr Jovan Despotović, prof.dr. Jasna Plavšić, prof.dr. Aleksandar Đukić, prof. dr. Miloš Stanić, prof.dr. D. Prodanović, doc.dr Andrijana Todorović, Ljiljana Janković, prof.dr N. Jaćimović, Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet, Bulevar Aleksandra Obrenovića 73 / I & CEKIBEO, Beograd, www.hikom.grf.bg.ac.rs, www.cekibeo.rs, [email protected]

UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

  • Author
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

Microsoft Word - MVD2018-Sklop1M.docxprof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 36 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
prof. dr. Jovan DESPOTOVI*
prof. dr. Jasna PLAVŠI*
prof. dr. Aleksandar UKI*
prof. dr. Miloš STANI*
prof. dr. D. PRODANOVI*
doc. dr. Andrijana TODOROVI*
GOSPODARJENJE S PADAVINSKIM ODTOKOM V MESTIH V 7 KORAKIH
URBAN RAINFALL RUNOFF MANAGEMENT IN 7 STEPS
Povzetek
V prispevku je shematsko in fragmentarno prikazano gospodarjenje s padavinskimi vodami v mestnih pogojih po osnovnih fazah. Te so nastale spontano na podlagi skoraj 40 letnih izkušenj lanov Instituta za hidrotehniko in vodno ekološko inenirstvo Gradbene fakultete Univerze v Beogradu: raziskovalno- laboratorijskih, terenskih in študijskih, projektantskih in izvajalskih. Od zaetnih analiz podatkov o monih nalivih kratkega trajanja, preko potrebnih podlog za analizo in modeliranje odtoka padavinske vode, ob merjenjih v kanalizacijskih sistemih, v skladu s konceptom in stopnjo zašite pred padavinskimi vodami - sprejemljivo tveganje zaradi poplav – na osnovi projektne naloge se oblikuje tehnina rešitev. Za sistem kanalizacije v Mariboru bodo podani rezultati modeliranja z modelom SWMM. Rešitev mora prav tako zagotoviti tudi varen promet pešcev in motornih vozil na ulicah, prehodih in hodnikih. Analizirajo se vplivi kanaliziranja in izpušanja padavinskih voda na okolje (te vode so se do 70-tih let smatrale kot »iste«), predvsem na odvodnike – vodotoke. Projektirajo se rešitve za prepreitev incidentih onesnaenj zaradi transportov ob upoštevanju SWERM. Še ve, podane so rešitve s pomojo modernih svetovnih izkušenj, kjer se preišene padavinske vode uporabljajo za namakanje in bogatitev hidrološkega cikla mestih. Kljune besede: mesta, deni odtok, integralno gospodarjenje, raunski nalivi, odvisnosti ITP, meritve, kapacitete poiralnikov, koliine in kvaliteta v sistemih, modeliranje odtekanja, Maribor, SWMM, kvaliteta odtoka, kontrola onesnaenja, išenje denega odtoka, SWERM, uporaba denih voda Abstract: The paper presents schematic and fragmentary management of rain water in urban conditions, according to the basic stages that were spontaneously arisen based on nearly 40 years of experience of members of the Institute of Hydraulic and Water Ecological Engineering at the Faculty of Engineering, University of Belgrade: research, laboratory works, studies, design and work execution. Starting from analysis of short duration heavy rainfall through required analysis of background information for modelling of rainfall runoff, together with measurements in drainage/sewer systems, based on Terms of references, that includes concept and protection degree from rain waters – acceptable flood risk, and finaly development of technical solution. An axample of application of the SWMM model over the Maribor sewer system is given. The solution also needs to ensure safe pedestrian and motor traffic on streets, at crossings and on pavements. Before the 70-ies the effects of * prof.dr Jovan Despotovi, prof.dr. Jasna Plavši, prof.dr. Aleksandar uki, prof. dr. Miloš Stani, prof.dr. D. Prodanovi, doc.dr
Andrijana Todorovi, Ljiljana Jankovi, prof.dr N. Jaimovi, Univerzitet u Beogradu – Graevinski fakultet, Bulevar Aleksandra
Obrenovia 73 / I & CEKIBEO, Beograd, www.hikom.grf.bg.ac.rs, www.cekibeo.rs, [email protected]
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 37 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
collecting and discharge of rain water were considered "not polluted" on the environment, primarily on the recipients – watercourses. The designed solutions also include a modul SWERM to prevention accidents' pollution. Yet, recent solution provided improvement of hydrological urban cycles by using filtered rainfall runoff as irrigation for an enrichment of urban hydrologic cycles. Key words: urban conditions, rainfall runoff, management, design storm, ITP relationships, measurements, inlet capacity, drainage system measurements, runoff modelling, Maribor, SWMM, design, runoff quality, pollution control, runoff pretreatment, SWERM, rainfall harvesting.
1 UVOD
Urbanizacija utie na hidrološki ciklus u smislu promene svih prirodnih elemenata ciklusa, kao i formiranje novih „ponora“, „izvora“ i sistema: vodovodni, kanalizacioni i drugi sistemi (Slika 1.) Uticaj urbanizacije se neposredno ogleda u poveanju površinskog oticaja, smanjenja infiltracija i evapotranspiracije, što podrazumeva poveanu verovatnou plavljenja, pa uzimajui u obzir potencijalne štete, vodi veem riziku od poplava i hazardu. Dalje, urbanizacija utie na smanjenje zaliha vode u podzemlju, ali i na kvalitet svih voda. Integralno upravljanje gradskim vodama, gde je upravljanje kišnim oticajem najsloenija komponenta, u okviru zaštite zivotne sredine i vodnih resursa od antropogenog uticaja u gradovima i smanjio rizik od štetnog dejstva voda. Prikazuje se metodologija za projektovanje hidrotehnikih objekata, kao i njihovo praenje u fazi eksploatacije, kako bi se obezbedilo adekvatno upravljanje kišnim oticajem u urbanim sredinama:
1. Koncept, ciljevi, standardi i projektni zadatak 2. Analiza padavina: padavine kao povremen, sloen i sluajan proces. 3. Merenja radi modeliranja procesa padavine – oticaj, u laboratoriji i na sistemima. 4. Projektovanje – prorauni i dimenzionisanje hidrotehnikih objekata i elemenata. 5. Izgradnja, odravanje i funkcionisanje. 6. Bezbednost saobraaja – motornog i pešakog na ulicama. 7. Zaštita ivotne sredine i korišenje - recikliranje kišnih voda.
Slika 1. Hidrološki ciklus u urbanim sredinama sa posebnim osvrtom na opšti kanalizacioni sistem.
2 METODOLOGIJA
U ovom poglavlju su nabrojane etape u uspostavljanju integralnog upravljanja kišnim oticajem u gradovima.
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 38 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
2.1.1 Koncept, ciljevi, standardi i projektni zadatak
Primarni cilj izgradnje kišnih kanalizacionih sistema je bezbedno odvijanje aktivnosti u gradu i za vreme veih padavina, pre svega pešaki i motorni saobraaj. Takodje, kontrola i smanjenje rizika od poplava u gradovima. Pitanja zaštite ivotne sredine obuhvata tretiranje kišnog oticaja, ukljuujui rasteretne prelive opšteg kanalizacionog sistema i druge, procurivanja, taloenja i sl. i spreavanje incidentnih zagadjenja. Moramo se podsetiti da je Total Quality Management (TQM) – Upravljanje kvalitetom je osnova procedure primene Projektnog zadatka (Terms of References-ToR) za izgradnju i funkcionisanje sistema za kišne vode.
2.1.2 Analiza padavina. Padavine kao povremen, sloen i sluajan proces
Standardna analiza padavina zasniva se na osmatranjima visina padavina, pri emu su za male i srednje urbane slivove merodavna trajanja kiše znatno kraa od 24 sata. Stoga su za simuliranje oticaja u urbanim sredinama neophodni podaci o padavinama fine vremenske rezolucije. Na osnovu ovih podataka se statistikom analizom dobijaju zavisnosti visina kiše - trajanje - povratni period (HTP krive), odnosno intenzitet – trajanje - povratni period (ITP krive), koje predstavljaju osnov za dimenzionisanje mnogih hidrotehnikih objekata. Konstrukciju zavisnosti HTP prate razni problemi koji mogu dovesti do velikih neizvesnosti u vezi sa rezultujuim raunskim kišama. Veina ovih problema potie od grešaka u merenju i obradi podataka merenja padavina, ali poslovini nedostatak ovih merenja dovodi inenjere u praksi do toga da zavisnosti HTP odreuju na osnovu skromnih raspoloivih podataka, bez sagledavanja neizvesnosti koje postoje. Metodologija za konsistentno odreivanje HTP zavisnosti primenjena je na primeru meteorološke stanice Banja Luka (Topalovi sa sar., 2016). Velike neizvesnosti u podacima potiu od izrazite prostorne neravnomernosti padavina, koja esto nije praena odgovarajuim brojem kišomera. Stoga je finija prostorna rezolucija osmatranja padavina od suštinske vanosti za bolje upravljanje oticajem. Dodatni problem u analizi osmatranja padavina i odreivanje merodavnih kiša predstavlja uticaj urbanizacije i klimatskih promena. Todorovi i sar. (2014) su analizirali trendove u pokazateljima padavina, koji su odreeni na osnovu 100 godina dugog niza osmatranja denvih padavina na stanici „Vraar“ u Beogradu. Pokazatelji su definisani tako da odraavaju prosene i ekstremne dogaaje, dok su za detekciju trendova u nizovima pokazatelja primenjena etiri statistika testa. Ova analiza nije ukazala na statistiki znaajne trendove u srednjim vrednostima veine razmatranih parametara, s tim da je kod veine parametara detektovan porast u varijansi. Pretpostavljeno je da se odsustvo trendova u srednjim vrednostima mogu biti posledica eventualnog prisustva ciklinosti u nizovima. Plavši i sar. (2016) su uporedo analizirali prisustvo trenova i ciklinosti u pokazateljima ekstremnih padavina na tri meteorološke stanice u Srbiji. Rezultati su pokazali odsustvo statistiki znaajnu ciklinost, ali da periodinost ima veliki uticaj na varijabilnost u nizovima. Iako znaajni trendovi ni periodinost nisu identifikovani na razmatranim stanicama, ovakve statistke analize bi trebalo da prethode odreivanju merodavih padavina. Dodatno, za analize pokretanja nanosa i transporta zagaenja u urbanim sredinama od interesa su i drugi pokazatelji padavina kao što su maksimalni inteniziteti kiše (odreuju pokretanje istaloenog nanosa na saobraajnim površinama), ili trajanje sušnih perioda (odreuju istaloavanje nanosa na saobraajnim površinama) (uki, 2016). Savremeni pristupi, kao i iskustva iz regiona predstavljenu su na naunim skupovima „Regional Rainfall Conference at the Balkans“, koji su odrani na Graevinskom fakultetu u Beogradu 2005. i 2010. godine. Analiza ukupnih dnevnih padavina, pogotovu uzastopnih dana, kao prethodne padavine, kao:
- Kišni i sušni periodi, i - Ukupna visina padavina u zadatom periodu
Raunska kiša odreenog – zadatog trajanja ima: - Intenzitet-trajanje-frekvencija – ITP, ili visina kiše – trajanje - verovatnoa – HTP, - Model padavina , vremenska raspodela ukupne visine kiše, - Prostorna redukcija: kiše u taki – kiše na slivu.
- Imax – za analize pokretanja istaloenog materijala na ulicama, - Sušni periodi izmeu kiša, zbog istaloavanja.
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 39 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
Raunske kiše su osnovni ulazni podaci za hidrološke proraune i projektovanje objekata za zaštitu od velikih voda. Na malim i srednjim slivovima me¬rodavna traja¬nja kiše su kraa od 24 sata i raunske kiše se definišu vezama visina kiše H – trajanje kiše T – verovatnoša P (po¬vratni pe¬riod), ili zavisnosti HTP, koje se dobijaju stati¬stikom analizom visina kiše u intervalima vremena ra¬zliitog trajanja (LITERATURA, Plavši... Despotovi...). Na slici 2. su potrebne informacije za proraune oticaja kišnih voda u gradskim uslovima detaljnim ili konceptualnim modelima kao sto su SWMM i dr. Takodje je na slici 2 dat niz izmerenih padavina / trajanje i visina kiše, radi provere funkcionisanja kanalizacionog sistema, o emu se govori kasnije. Konstrukciju zavisnosti HTP prate ra¬zni pro¬blemi koji mogu dovesti do neizvesno¬sti u vezi sa rezultujuim raunskim kišama. Veina proble¬ma potie od grešaka u merenju i obradi podataka mere¬nja padavina, ali poslovini nedostatak mere¬nja u praksi dovodi inenjere do toga da za¬visnosti HTP odreuju na osnovu skromnih raspoloi¬vih podataka, bez sagledavanja neizvesnosti. Ovde se uka¬zuje na metode dostupne u literaturi za konsistentno odreivanje zavisnosti HTP (Plavši, sa sar., 2015, 2016).
Slika 2. Zavisnosti visine kiše H [mm] od trajanja T [min] i verovatnoe P [od 99% do 0.4%] za kišomernu stanicu Maribor i podaci izmerenih kisa koji su dati datumima merenja, za potrebe SWMM modela kišnog oticaja Moderne analize padavina obuhvataju i ispitivanje postojanja trenda promena kao elementa klimatskih promena, i od novijih se navode rezultati iz rada „Trendovi u pokazateljima reima padavina u Beogradu“ (Todorovi, sa sar, 2015). U tom radu su analizirane promene u pokazateljima reima dnevnih padavina osmotrenih na stanici „Vraar“. Pokazatelji su odabrani tako da oslikavaju prosene i ekstremne dogaaje. Kod veine pokazatelja nisu detektovani trendovi u srednjim vrednostima. Na reim padavina u Beogradu, pored promena usled globalnog poveanja koncentracije gasova efekta staklene bašte, utie i intenzivna urbanizacija; analiza prikazana u radu nije ukazala na znaajne promene u reimu dnevnih padavina. Razlog nedetektovanja trendova moe biti i moguce prisustvo ciklinosti u korišenim nizovima. Dalja istraivanja treba da obuhvate analizu ciklinosti, što moze dovesti do pouzdanije detekcije trendova u reimu padavina.
2.1.3 Merenja za potrebe modeliranja procesa padavine-oticaj i za projektovanje sistema
Merenja prijemne moi – kapaciteta i efikasnosti kljunih elemenata sistema za kanalisanje – slivnika, su imala za cilj utvrivanje realnog kapaciteta slivnika jer je na utvrdjeno da na ulicama NE funkcionišu kako se uvek predpostavlja - shematski dato na Slici 3 (b); ve kao što je dato na Slici 3 (a); [to je iniciralo mnogo interesantne i vane zakljuke za razmatranje kompletnih kanalizacionih sistema (Despotovi, 2009).
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800
realne kiše ITP 99% ITP 50% ITP 20% ITP 10% ITP 2% ITP 1%
04.08.09
22.05.09
27.05.09
29.03.09
kriterijum za dimenzionisanje kiša 20%, desno i gore su kiše manje verovatnoe
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 40 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
Slika 3. Shematski prikaz prihvatanja oticaja slivnicama: pretpostavljena efikasnost slivnika kišne kanalizacije i (b) realna efikasnost slivnika u realnim uslovima,
Slika 4. Prijemna mo kombinovanog slivnika, i to rešetka u kolovozu + otvor u ivinjaku (u okviru) za date podune i poprene nagibe, i doticaje do slivnika od 0 do 100 l/s: Strelice pokazuju citanje
Merenja u laboratoriji radi utvrivanja kapaciteta i efikasnosti slivnika kišne kanalizacije, jer je i na terenu – na ulicama i u laboratoriji utvreno da oni funkcionišu kao što je shematski dato na Slici 3(a), pokazala su mnoge interesantne aspekte (Despotovi, 2009). Brojni su radovi sa ovom temom, ali otkako su utvrene zavisnosti prijemne moi slivnika od doticaja do njega, podunog i poprenog nagiba, i svakako od vrste slivnika, i prorauni i praksa su se bitno unapredili (Despotovi, sa sar, 1999) .
Slika 5. Potpuno „nova“ saznanje da voda ne tee po srednjem nagibu, kako se uvek smatralo, i shodno, da je kapacitet slivnika, pošto zavisi od koliine vode koja dotie do njega, razliit u funkciji od kombinacije oba nagiba – od poprenog i podunog nagiba kolovoza ( Despotovi et al, 2012)
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 41 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
Merenja komponenti procesa oticaja u gradskim uslovima se obavljaju po pojedinim fazama, i to: 1) Padavine: ukupne visine padavina i pluviografski zapisi; 2) Kapacitet zahvatnih graevina (npr. slivnika); 3) Protok (kroz cevi / kolektore, u oknima, na spojevima, na prelivima u sistemu, na izlivima, itd.); 4) Uticaji na recipijente (koliine voda i parametri kvaliteta). Eksperimentalni sliv gradske kanalizacije za kišne vode uspostavljen je na Miljakovcu u Beogradu 1979. godine (Slika 4). Na ovom slivu su sistematska merenja trajala 12 godina (Maksimovic, Radojkovic, 1986). Godine 1988. godine uspostavljen je centar pod pokroviteljstvom UNESCO-a IRTCUD (International Research and Training Center on Urban Drainage), koji i danas postoji (www.hikom.grf.bg.ac.rs/irtcud). Razvijena je baza podataka iz celog sveta (UDM baza), te obavljen niz konferencija od 1986. g. do 2018. g.. Na Slici 6 je prikazan deo eksperimentalnog poligona – podsliv 1, sa detaljima: na nizvodnom kraju slivnika rešetka koja zahvata sav površinski oticaj i izmeren na objektu podsliva 1. Na slici 7. je prikazan aktuelni eksperimentalni poligon na Graevinskom fakultetu u Beogradu, a koji je opremljlen za merenje koliine i kvaliteta oticaja sa tipine gradske površine: funkcioniše od 2010.g. (Djuki, 2016).
Slika 6. Podsliv na eksperimentalnom slivu Miljakovac u Beogradu (merenja u periodu od 1979. do 1992.)
Slika 7. Eksperimentalni poligon kišne kanalizacije na Graevinskom fakultetu u Beogradu (2012/2018)
2.1.4 Projektovanje – analize, modeliranje i dimenzionisanje objekata i sistema
Nakon prikupljanja podloga, uslova i mišljenja, sprovodi se kompletan postupak projektovanja prema Projektnom zadatku, standardima i propisima – nacionalnim, regionalnim i lokalnim, sa ciljem:
- Formiranja pouzdanih i tanih baza podataka, - Zaštite ili poboljšanja hidrološkog ciklusa u gradu, pre svega kanalisanja kišnih voda, - Efikasnog funkcionisanja, upravljanja sistemom i budue dogradnje sistema, - Zaštite – obezbeenja bezbednosnih zahteva, - Procene uticaja i unapreenja za ivotne sredine.
Primeri izrade master planova i svih nivoa projekata savremenim postupcima i metodama za mesta, npr: Ruma, Kraljevo, Bijeljina, Podgorica, delovi Beograda (Kumodra, Slika 8), Maribor (na Slikama 9,10), aerodromi u Podgorici, Beogradu, Batajnici, Aliru i Angoli, autoputevi u Sloveniji, Srbiji, Kanadi i dr., sa saradnicima: Institut za ekološki inenjering u Mariboru, preduzea CEKIBEO, „Hidrometal“ i dr
S2
S1
S3
S4
S5
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 42 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
Slika 8. Shematski prikaz rešenja zaštite od poplava autoputa, naselja i ulica na nizvodnom kraju, sa 4 retenzije za kišni oticaj, razdvajanjem fekalnih voda na slivu Kumodraškog potoka i rasteretnim kanalom za vee vode (800 ha) Dat je primer matematikog modeliranja kanalizacionog sistema u Mariboru, i to za: (1) Raunske kiše koje se smatraju osnovom za dimenzionisanje od 2 god. i 5. god. povratnog perioda sa Slike 2 za kišomernu stanicu u Mariboru, na slici 9.
Slika 9. Rezultati matematikog modela kanalizacionog sistema u Mariboru na levoj obali Drave na bazi raunskih kiša 2 g. i 5 g. povratnog perioda modelom SWMM, sa oznakam izlivanja u šahtovima : crveno 100 l/s i zeleno 50 l/s i dr. Za proveru efikasnosti i kapaciteta kanalizacije koriste se osmotrene kiše. Na Slici 10 su prorauni oticaja usled kiše od 27. maja 2009. Ovo je jedna od dve najjae kiše sa verovatnoom pojave proseno jedan put u oko tri stotine godina: trajanja tri sata i visine 88 mm. Efekti ovakve kiše je veliko izlivanje iz kanalizacije dueg trajanja, od 45 minuta od više sati. Proseno vreme trajanja plavljena prelazi 2.5 sati a koliina vode koja se izliva je vea 5 puta nego kod merodavne raunske kiše 5 godine: 1. 103 m3 umesto oko 0. 2 103 m3. Na Slici 10. je vidljivo da izlivanja nije bilo u Gradu ni u urbanom delu Tabora, osim kod bolnice i Gorkom, dobrom delu Brezja i severozapadnim delovima Teznog. Najgore je na obodima grada od ega najviše u Zgornjem Radvanju, jugoistonim delovima Teznog, na obodima Mestnog parka, na zapadnim granicama Studenaca, na izlazu iz Pekra i du kolektora Tezno 2. Nema veih izlivanja u Melju osim u neposrednoj blizini CS Melje, a prvenstveno zbog nailaska voda iz Zokove
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 43 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
gradbe. Modeliranjem je utvrdjeno da se u kratkom roku (za nekoliko sati) sistem isprazni pa je u mogunosti da prihvati veu kišu i sledeeg dana.
Slika 10. Rezultati matematikog modeliranja sistema u Mariboru na levoj obali Drave na bazi padavina od 27.5.2009 g. modelom SWMM, sa oznakam izlivanja u šahtovima : crveno 100 l/s i zeleno 50 l/s i dr.
2.1.5 Izgradnja, odravanje i funkcionisanje
U mnogim projektima je potom obavljen nadzor – projektantski ili investitorski nad izgradnjom sistema za kanalisanje i pretretiranje kišnih voda u gradovima i na saobraajnicama, a u poslednje vreme i sa mostova i saobraajnih petlji. Meutim, u graevinsku praksu sporo prodiru najnovija saznanja. Poseban problem je opšte gledanje na masivne infrastrukturne saobraajne sisteme kao što su autoputevi i brze eleznice „koji se sami odravaju“, pa tako pokušaji uvoenja savremenih postupaka i metoda, a tek novih tehnologija, proizvodi otpore. U isto vreme, svi su vrlo ponosni da su mnoge EU direktive primenjivane na našim rekama, meutim, tanije da e biti primenjene u nekom dalekom buduem vremenu. Odravanje sloenih kanalizacionih sistema, pored tradicionalnih metoda, treba da sadri kontinualni monitoring, pre svega zbog moguih incidenata, ak i kada nisu u gradskim uslovima koji neposredno mogu da utiu na ivotnu sredinu, zdraavlje ljudi ili ivotinja, odnosno na zaštiene zone. Takoe je vrlo bitno da stepen obuke i raspolaganje savremnim saznanjima treba da bude na dohvat ruke nadlenima kako bi se stari sistemi blagvremeno popravljali pre havarija uz pomo inteligentnih sistema praenja, što je danas praksa u razvijenom svetu. To je osnova za unapreenje kanalisanje i tretiranjne kišnog oticaja, i potom, korišenje tih voda. Zabluda je da izgradnja kišne kanalizacije, pogotovu savremenih i kompleksnih, moe biti poverena svakoj graevinskoj kompaniji, i to je pogrešno: jer svaki objekat - cev, slivnik, okno ili ispust, mora uraditi po projektu. Ako bilo koji od tih elemenata ne funkcioniše, jer je izgraen ili povezan pogrešno ili nije povezan uopšte i ne funkcioniše po projektu, on bukvalno „odseca“ uzvodni podsliv grada ili deonice. U ovakvoj praksi je tajna vrlo esto neefikasnosti sistema kišne kanalizacije, kao i uzrok izlivanja, poplava i rizika po pešake i vozae. Ovakva neefikasnost izraena je kada se kompleksni sistemi grade fazno ili sa provizorijumima. Postoje razlike u izradi projekata sistema kišne kanaliszacije radi proširenja, dogradnje, popravke, delimine ili kompletne prenamene (umesto opšti sistem, treba da bude separatni - za kišne vode). Takoe je sasvim drugaije kada se rade klasini sistemi od projekata kada se rade sistemi u kojima se kišni oticaji retenziraju - usporavaju, delimino – manje ili više infiltriraju, uz striktne uslove, ogranienja i sl. Jedan od osnovnih uslova i parametara za izradu analiza i prorauna je tzv. merodavni povratni period ili verovatnoa pojave padavina i shodno proticaja koje predvieni sistemi treba da prihvate, o emu postoje brojen diskusije. Uglavnom je na delu klasina ili konzervativna serija povratnih perioda od 2 g. do 10 godina, osim za podvonjake ili skupe graevine koje raspolau sa podzemnih spratovima sa
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 44 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
opremom i velikom imovinom. Meutim, mišljenja smo da je taj deo hidrotehnike prakse potpuno „zaostao“ i da se mnoge novije intervencije moraju sugerisati (Despotovi, 2009). Savremenim metodama za detaljne proraune transformacije padavina u površinski oticaj, potom transformacije u pojedinim elementima kišne kanalizacije, i pozicije u mikro lokaciji, ne treba sve delove grada ili infrastrukture uvati od kišnih voda i poplava na isti stepen sigurnosti; npr. autoput, eleznica, istorijski objekti i sl, kao druge, manje vane delove grada, osim kada moe biti ugroeno stanovništvo i osnovne funkcije grada. Na kraju, vrlo je odgovoran posao utvrivanja koncepta – master plana kanalisanja i zaštite od kišnih voda, uz postovanje sledeeg:
1. Da li je re o naseljima u kojima opada ekonomija, ili se razvija, 2. Kakva vrsta ekonomije se razvija i kakve su perspektive da se to nastavi na dui
rok, 3. Razvijenost društva i stanovništva koje ivi u gradu u duem vremenu, jer je za
sloene i savremene sisteme potrebno obezbediti domainsko ponašanje – odravanje svih elemenata i sistema, išenje...
4. Kontrola uticaja drugih sistema na upravljanje kišne kanalizacije.
2.1.6 Bezbednost motornog i pešakog saobraaja u vreme padavina i oticaja
Ovaj problem je predstavljen analizom prostiranja površinskog oticaja na kolovozima ulica da bi se moglo proceniti koliko je odvijanje pešakog i motornog saobraaja ugroeno (ne)kontrolisanim teenjem, što je prikazano na Slici 11. Mogu se samo zamisliti nervoza i mogunosti za neadekvatno ponašanje i pešaka i vozaa u ovakvim situacijama. Na slici je mogue uoiti širenje površinskog oticaja u zavisnosti od poloaja slivnika, tanije od veliine slivne površine i odgovarajueg proticaja. Ovakvi prorauni dovode sistema za kanalisanje kišnih voda u ravan drugih graevinskih projekata kada se zahteva sigurnost stabilnost i adekvatno – zahtevano funkcionisanje, inae se smatraju neuspešnim, pa ak i opasnim objektima koje treba napustiti ili što pre rekonstruisati i popraviti.
Slika 11. Znatno se smanjuje bezbednost prelaska pešaka preko prelaza/ulice kao i upravljanja motornim vozilom za pešake kada je površinski oticaj preko celokune širine kolovoza kao sto se vidi Proraunima koeficijenata sigurnosti kontrole širine površinskog oticaja na mestima pešakih prelaza definiše se poloaj slivnika preko intenziteta kiša i karakteristika slivnika ( Despotovi sa sar, 2010). Na slici 12. je prikaz prorauna meusobnog rastojanja slivnika na šta se svodi celokupna kompleksna analiza padavina, modelirnaje merodavnih oticaja, ispitivanja slivnika i konano postavljanje kompletne cevne mree ispod kolovoza i trotoara radi odvoenja merodavnih proticaja ka recipijentima, nakon tretmana. Imajui u vidu koeficijente sigurnosti obezbeenja širine površinskog toka od oko 30 cm, što se moe smatrati nevelikim prostorom koji se moe prekoraiti, utvreno je da se mora smanjiti meusobno rastojanje sa 19m na 16 m, da bi se zadovoljio taj uslov (literatura).
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 45 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
Postoje dva aspekta u okviru hidrotehnike: hidrološki i hidrauliki, i to:
• hidrološki
KS1 = raunski intenzitet kiše za povratni period T / realni intenzitet kiše
• hidrauliki
KS2 = projektovani doticaj u rigoli / protok zahvaen slivnikom Ukupni koeficijent sigurnosti se moe izraunati na sledei nain:
KS = KS1 · KS2 Da bi ukupni KS bio vei od 1, izraunato je medjusobno rastojanje slivnika od 16 m umesto 19 m, sto je ureenje saobraajnice radi odvijanja pešakog saobraaja (Despotovi sa sar, 2010), što je dato na Slici 12: teško je „naterati“ firme da sa komunalnim preduzeima i putnim kompanijama urade ove proraune.
Slika 12. Odreivanje meusobnog rastojanja izmeu slivnika na kolovozu, prvobitno 19 m a potom 16 m za zadate parametre kolovoza kako bi se obezbedilo najvea prihvatljiva širina površinskog toka od 30 cm.
2.1.7 Pitanja zaštite ivotne sredine i recikliranja kišnih voda
Uticaj zagaenja kišnog oticaja na ivotnu sredinu je višestruk i moe biti incidentan ili dugotrajni, obzirom na period vremena ispuštanja kišnih voda bez kanalizacije i bez tretiranja oticaja. Ubrzani razvoj gradova i urbanizacija ruralnih podruja nosi probleme, i jedan od najznaajnijih je pogoršanje kvaliteta vode. Zagaenja se akumulišu na gradskim površinama, odakle ih spira kišni oticaj. Koliina zagaenja koje spira oticaj zavisi od brojnih faktora, pre svega: karakteristike površina, postojanje zagaivaa (saobraaj, industrija, i dr.) i njihov prostorni raspored, kao i od brojnih hidroloških i meteoroloških faktora (npr. kvalitet vazduha). Istraivanja kvaliteta kišnog oticaja sa urbanih slivova ukazuju na prisustvo sledeih zagaenja u oticaju (uki i Ljubisavljevi 2011):
- Organska zagaenja, iskazana kao HPK ili BPK5, prisutna su u umerenim koncentracijama kod oticaja sa urbanih nepropusnih površina;
- Suspendovane materije se smatraju najviše izraenim zagaenjem u kišnom oticaju jer su prisutne u znaajnim koncentracijama, a njihova koncentracija zavisi od korišenja zemljišta na slivu, intenzitet i trajanja kiše;
0
1
)(, 2
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 46 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
- Teški metali (bakar, olovo, kadmijum, nikl, hrom, cink) su prisutni u kišnom oticaju u širokom opsegu koncentracija, njihova koncentracija pokazuje dobru korelaciju sa koncentracijom suspendovanih materija, i prvenstveno zavisi od naina korišenja zemljišta na slivu i intenziteta saobraaja;
- Ulja i masti su samo povremeno prisutna u kišnom oticaju i njihovo prisustvo je pokazatelj akcidentnih zagaenja;
- Jedinjenja azota i fosfora su prisutna u veim koncentracijama kada postoji vee spiranje sa zelenih površina.
- Druga specifina zagaenja javljaju se u površinskom oticaju u zavisnosti od naina korišenja zemljišta, hemijskog sastava tla, kvaliteta vazduha i dr.
U tabeli 1 su date vrednosti godišnjih optereenja zagaenjem od oticaja sa razliitih tipova površina, koje su dobijene iz istraivanja sprovedenih u SAD (Hvitved-Jacobsen i sar. 2010). Meutim, rezultati parametra kvaliteta oticaja veoma variraju u zavisnosti od lokacije (Debo i Reese 2003).
2.2 Principi za uspostavljanje mera za kontrolu urbanog oticaja
Velika prostorna i vremenska promenljivost svih parametara površinskog oticaja, kao i injenica da zagaenje koje se spira oticajem potie iz rasutih izvora zagaenja, znatno oteava uspostavljaje jednostavnih pravila i zahteva radi kontrole i smanjenja zagaenja od urbanog uticaja. Zato uvoenje graninih vrednosti emisije, odnosno maksimalnih dozvoljenih koncentracja parametara u kišnom oticaju koji se ispušta u vodoprijemnike, ne deluje kao opravdano i primenjivo u praksi (Hvitved-Jacobsen i sar. 2010). Efekti od zagaenja u oticaju mogu biti akutni i hronini. Protiv akutnih efekata treba se boriti prevencijom i akcionim planovima pri akcidentima. Dugoroni (hronini) efekti zagaenja potencijalno nose rizik od nedostizanja propisanog statusa vodnog tela u koje se urbani oticaj izliva. Pristup ovoj problematici u zakonodavstvu EU, a delom i u Srbiji, je da sva ispuštanja u vode budu takva da ne naruše dobar status vodnih tela. Ovo ukazuje da je krajnji cilj smanjenje negativnih uticaja od ljudskih aktivnosti, što podrazumeva da se u prvom koraku moraju odrediti uslovi na slivu bez urbanizacije, a zatim primenom odgovarajuih mera se negativni uticaji urbanizacije i drugih ljudskih aktivnosti kontrolišu da ne preu neku vrednost koja ne ugroava opstanak i razvoj ljudske zajednice, ali ni ciljani status vodnog tela. Ovakav pristup zavisi od lokalnih specifinosti.
Kako istraivanja ukazuju da emisija zagaenja prvenstveno zavisi od visine kiše (uki 2016), i tehnika rešenja treba usmeriti ka smanjenju (kontroli) oticaja i kontroli kvaliteta oticaja od kiše ukupne visine padavina, odreene prema specifinostima konkretnog sliva i karakterisitkama vodoprijemnika.
Sistemi koji za primarni cilj imaju odvoenje, kontrolu i smanjenje koliina urbanog kišnog oticaja uz poboljšanje njegovog kvaliteta naješe su: Odrivi sistemi za odvoenje urbanog oticaja (eng. Sustainable Urban Drainage Systems – SUDS) ili Sistemi sa niskim negativnim uticajima od urbanizacije (eng. Low Impact Development Systems – LIDs). Da bi ovi sistemi mogli da ispune zahteve koji se pred njih postavljaju potrebno je da budu takav da u što veoj meri oponašaju prirodne procese na slivu. To se postie uspostavljanjem tzv.„niza tehnika“ (engl. menagement train). Objekti i tehnike koje e se koristiti se hijerarhiskih mogu grupisati na sledei nain (Woods-Ballard i sar 2007): 1. Prevencija – podrazumeva spreavanje pojave oticaja, odnosno njegovo prikupljanje i spreavanje
dospevanja u sam sistem za odvoenje oticaja: voda se zatim koristi kao "siva voda" u tehnike svrhe.
2. Kontrola na mestu nastanka – podrazumeva upotrebu razliitih tehnika za kontrolu koliina ali i kvaliteta oticaja na najuzvodnijem kraju sliva. Neke od ovih tehnika su infiltracioni bazeni, jame i rovovi kao i zeleni krovovi itd.
3. Kontrola na samom slivu (engl. Site Control) – sadri mere za prikupljanje i zadravanje oticaja na lokalnom slivu.
4. Regionalana kontrola – prikupljanje i kontrola oticaja sa još manjih urban slivova iz prethodnog koraka.
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 47 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
2.3 Metode za kontrolu koliina oticaja i njegovog kvaliteta
Kontrola koliina otekle kišne vode obuhvata (Woods-Ballard i sr. 2007) sledee : 1. Infiltracija - oceivanje vode kroz zemlju radi smanjenja koliina otekle vode. Kada podzemna
voda nije visoka i nema rizika od njenog zagaivanja rešenje je idealno. Efikasnost zavisi od tla kroz koje voda prolazi.
2. Zadravanje vode predstavlja prihvatanje ili usporavanje vode pomou suvih depresija, jezera ili podzemnih objekata. Ove metode smanjuju vrh poplavnog talasa, ali ne smanjuju koliine otekle vode.
3. Prenos vode je neophodna karika u lancu povezivanja pojedinih komponenti i predstavlja kontrolisani prenos koliina vode sa jednog na drugo mesto površinskim kanalima, kolektorima ili rovovima.
4. Korišenje kišnih voda, npr. za navodnjavanje, pranje ulica i u druge svrhe, u zavisnosti od lokalnih uslova. U analizi se mora uzeti u obzir prostor za zadravanje vode, pouzdanost i aspekti kvaliteta vode.
Slika 13. Metodologija SUDS „management train“ (Woods-Ballard i sar., 2007)
Kontrola kvaliteta otekle vode postie se primenom mnogih metoda. U zavisnosti od zahteva biraju se metode preišavanja ili kombinacija više metoda. Naješe korišene su metode: 1. Taloenje je jedan od primarnih naina preišavanja kišnih voda. Vei deo zagaenja u oticaju je
vezan za suspendovane estice i taloenjem moe se smanjiti koliina zagaujuih materija u oticaju.
2. Filtracija i biofiltracija kroz zemljište, agregat ili veštake materijale (geotekstil) uklanja zagaene materije filtracijom. U filterskom materijalu se odigraju biohemijski procesi koji uklone organske materije i nutrijente
3. Adsorpcija predstavlja vezivanje zagaenja za površinu vrstih estica. Materijal kroz koji protie zagaena voda kroz vreme se zasiti i prestaje adsorpcija, sa ranim mehanizima (Woods-Ballard, 2007).
4. Biodegradacija je biološki proces gde se mikrobiološke zajednice formiraju u zemljišnoj sredini i biodegradabilne organske materije (ulja, masti, i dr.) koriste kiseonik i nutrijenate iz infiltrirane voda.
5. Isparavanjem voda iz mešavine prelazi u gasovitu fazu i formira se talog. 6. Precipitacija je metod tretmana gde se ubacuju soli metala koje reaguju sa rastvorenim metalima
u vodi stvarajui nerastvorena jedinjenja, koja se zatim uklanjaju iz vode taloenjem. 7. Upijanje biljaka - biljke u jezerima i barama koriste odreena jedinjenja iz vode u procesu
fotosinteze. Ovim putem se izvajaju iz vode jednjenja fosfora i azota i ugrauju u biomasu, uz upijanje i drugih materija (sulfati, teški metali).
8. Nitrifikacija je proces gde amonijak i amonijum joni biohemijskom oksidacijom uz prisustvo odreenih bakterija formiraju nitrate.
9. Fotoliza je proces gde UV zraci rastvaraju organskih materija. U tabeli 1 dati podaci o moguim naininima uklanjanja najviše zastupljenih zagaenja u kišnom oticaju.
Regionalna kontrola
Evapotranspiracija
Prenos vode
Prevencija i
upravljanje oticajem
Prenos vode
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 48 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
Tabela 1. Mehanizmi preišavanja razliitih vrsta zagaenja
Zagaenje Mehanizam uklanjanja
Nutrijenti (Fosfor, Azot)
Metali: Pb, Cu, Cd, Hg, Zn, Cr, Al
Sedimentacija, adsorpcija, filtracija, precipitacija, upijanje od biljaka
Pesticidi Biodegradacija, adsorpcija, isparavanje
Plivajue i lebdei predmeti
Zadravanje na rešetkama, izdvajanje na dnu i bokovima kanala, uklanjanje u redovnom išenju i odravanju
Organske materije Sedimentacija, filtracija, biodegradacija
3 Primeri projekata kanalisanja i preišavanja kišnih voda i mogunosti njenog korišenja
U zoni u e sanitarne zaštite izvorišta vode za pie Beogradskog vodovoda, u projektima kanalizacije kišnih voda sa saobraajnica i mostova preko reke Save, primenjene su moderne metode i postupci za projektovanje sistema za zahtevano zahvatanje površinskog oticaja slivnicima u trotoaru, i samo 15 cmširenja na kolovozu, a na kraju sistema pretretman kišnih voda, kako bi se potom voda infiltrirala u podzemlje, tanije u akvifer reke Save (Despotovi sa sar, 2011, 2015).
Traeno je da ispusti poseduju sistem monitoringa, iako je sigurno da e sistemi znatno popraviti kvalitet vode koja otie sa mostova, kao i kvalitet zemljišta – terena oko bunara, jer je do sada proticaj bio bez tretmana, odnosno slivanje vode sa mostova je bilo u reku Savu ili priobalje, sa svim zagaenjima koja kišne vod nose, a što se moe videti u Tabeli 2 (Djuki, sa sar. 2016).
Na slici 14. je prikazan kanalizaconi sistem na delu elinog i delu betonskog mosta Gazele na levoj obali reke Save kojim se voda odvodi do sistema za preišavanje kišnih voda, retenziranje tih voda i potom infiltriranje u podzemlje. Sistem je izgraen u periodu rekonstrukcije, dogradnje mosta i pristupnih saobraajnica, od 2011-2013. g. Na slici 14. je centralni deo pretretmana kiših voda sa Stormfiltetima, koji su takoe koriste i na sledeem mostu kod Ostrunice, uzvodno od prvog mosta za oko 6 km. Preišena voda se takoe ispušta u irigacioni kanal u zaleu bunara beogradskog izvorišta vode za pie. Kompletno rešenje ukljuuje i nepopularne mere, ali je stanje kompletnog sistema bunara relativno ugroeno širenjem urbanizacije na raun uših zona sanitarne zaštite (Despotovi, sa sar, 2012, 2016).Dati su projekti kanalisanja i preišavanja vode sa saobraajnica i mostova - Gazela i Ostrunica na Savi u Beogradu, u saradnji sa Mostprojektom, CEKIBEO, Trasa i dr. (Despotovi sa sar, 2011, 2015).
Slika 14. Koncept kišne kanalizacije sa pola mosta Gazela, objekti za filtriranje i retenziranje, i infiltraciju u tlo
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 49 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
Na sledeim slikama je deo tehnikog rešenja za kanalisanje i preišavanje voda sa mosta preko Save u Ostrunici i dela Autoputa E 80. Na Slici 15 se moe videti postojenje sa filtarima i sa objektom u kome se kontinualni monitoring koristi za razdvajanja incidentno zagadjenih voda i uobiajeno zagadjenih kišnih oticaja. Potom se preišena voda sabira sa vodom koja obilazi postrojenje (by-pass). Potom se voda izliva u retenziju, na Slici 16. Tehniko rešenja sadri i deo „prihodovanja kise “ (harvesting) kada se voda iz retenzije izliva u kanale od zemlje radi infiltracije u podzemlje odnosno u priobalje reke Save iz koga se grad Beograd izgradjenim bunarima snabdeva vodom za pice.
Slika 15. Postrojenje za sabiranje i filtriranje više zagadjenog doticaja i protok doticaja ka retenziji
Slika 16. Retenzija za smanjivanje maksimuma i podela doticaja u infiltraciju u kanale od zemlje i/ili crpenje u Savu
Tabela 1. Tipina godišnja optereenja zagaenjem od oticaja sa jedinice površine razliitih namena, izraena u kg/ha/god (prema Hvitved-Jacobsen i sar., 2010)
Parametar Tip površine - nain korišenja zemljšta
Komercijalna Stanovanje (velika gustina)
Stanovanje (srednja gustina)
Stanovanje (niska gustina)
Industrija Putevi Parkirališta
TSS 1100 450 270 10 550 1000 450 TP 1,7 1,1 0,4 0,05 1,5 1,0 0,8 TKN 7,5 4,7 2,8 0,3 3,7 8,9 5,7 BPK5 70 30 15 1 - - 53 HPK 470 190 60 10 230 - 300 Pb 3,0 0,9 0,06 0,01 0,2 5,0 0,9 Zn 2,3 0,8 0,1 0,05 0,4 2,3 0,9 Cu 0,4 0,03 0,03 0,01 0,1 0,4 0,07 Na Slici 17. je prikazan deo kanalizacionog sistema u kome se razdvajaju više zagaene od manje zagaenih voda i filtri u koje ide više zagaena voda. Ovaj podsistem je primenjen i na mostu kod TENTa.
Slika 17. Komora sa Storm-filterima
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 50 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
4 ZAKLJUAK
Sloeni sistemi za kanalisanje i preišavanje kišnih voda u gradovima i na infrastrukturnim sistemima zahtevaju detaljni projektni zadatak, istraivanja i kompleksne podloge da bi se svi elementi kompleksnih projekata obradili na kvalitetan nain. Osnovne faze ili koraci po kojima se sprovodi procedura izrade kompleksnih projekata su osnova za izradu veih modela kanalizacionih sistema. U praksi se esto pojedini koraci „preskau“, bilo da je brzina izrade projekata u pitanju ili su skromni fondovi za izradu projekata. Takodje se kod nas projekti rade u duzim periodima vremena što ima za posledicu promene uslova, pre svega urbanistikih i drugih, tako da se realizacija ili izgradnja obavljaju sa prekidima. U takvim sluajevima, kompletna analiza treba da proveri stanje sistema pre daljeg proširenja izgradenjenog sistema i oceni sledei niz koraka. U radu su prikazani primeri matematikog modeliranja kisnog oticaja za raunske kiše i za osmotrene padavine u Mariboru. Takodje su prikazana tehnika rešenja za kanalisanje i preišavanje oticaja za saobraajnicu i most Gazela, kao i za most preko Save na obilaznici u Ostrunici kod Beograda. Ovaj drugi projekat je kompletiran sistemom za kontinualni monitoring kvaliteta kanalisane vode i iskljuenjem sistema kada se pojave poveane koncentracije zagadjivaca u proticaju – uredjaj SWERM. Na kraju sistema su kanali od zamlje da bi se podzemlje prihranilo preišenom vodom koja se posle filtriranja odvodi u zemljietu ili izliva u reku Savu i potom filtrira ka bunarima. Na kraju se mora podsetiti da je vrlo komplikovano sprovesti ovako sloene analize i proraune radi izrade kompleksnih projekata kanalisanje kišnih voda, sprecavanje poplava u gradu, te zaštite pešaka i transporta, i kada postoje dovoljno velike baza podataka o padavinama, površinama, objektima, putevima i ulicama, raspoloivim recipijentima.... Sto nije lako zakljuiti na osnovu nekoliko priloga - slika i tabela, kao što je ovde dato. Zainteresovani citalac se, medjutim, upuuje na reference u kojima se mogu nai brojni primeri za gotovo sve faze i korake koji su ranije objašnjeni ukratko. Osnovni cilj kod ovih sistema je zaštita i obezbeenje aktivnosti ljudi i funkcionisanje u sredinama koje su od interesa za vreme pojave kiša jakih intenziteta, kontrola i spreavanje plavljenja saobraajnih koridora i transport ljudi i robe. Za izradu projekata neophodno je analizirati lokalne karakteristike reima kiša, podloge i podatke o površinama, prostorima, prirodnim putevima teenja i izgraenim objektima. Kompleksni zahtevi formiraju projektna rešenja koja umesto klasicnih tehnikih rešenja sa neposrednim ispuštanjem zahvaenih oticaja u cevi, kolektore i recipijente, zahtevaju da se kišne vode usporavaju, preišavaju, infiltriraju i potom koriste za razliite namene, kao što su: pranje ulica i terena, navodnjavanje, zalivanje ili irigacija akvifera – vodonosnih slojeva, potom ak i kao izvor vode za pie. Obzirom da u regionu ne postoje detaljni propisi i procedure za korišenje kišnih voda, kao najnovijem poduhvatu sa padavinama pod nazivom „poznjeti kiše“, ovaj rad je imao za osnovni cij da informiše zainteresovane slušaoce i nadlene kolege koje su neophodne faze ili koraci koji se moraju imati u vidu, detaljno izuiti i primeniti. Trebalo bi da odgovorni za bilo koji od infrastruktiurnih sistema u svim planovima, višeg i nieg reda, u projektima urbanizacije, izgradnje, zelenih inicijativa, saobraajnih poduhvata, Ali i rekonstrukcija ulica i platoa, drugih hidrotehnikih sistema, da imaju u vidu meusobnu povezanost svih „ponora“ i „izvoda“, kao i sistema. Zbog toga je formiranje jedne, jedinstvene podloge sa nabrojanim podacima neophodni minimum za savremeno upravljanje vodama.
LITERATURA
[1] J. Petrovi, J. Despotovi: Historical rainfall for urban storm drainage design, Water Science and Technology, Vol. 37, No. 11, str. 105-111, 1998.
[2] Debo T. N. and Reese A. J. (2003) Municipal Stormwater Management, 2nd ed. Lewis Publishers, New York, USA
[3] uki A. (2016) Modeliranje emisije zagaenja kišnog oticaja sa urbanih slivova, Doktorska disertacija, Univerzitet u Beogradu-Graevinski fakultet
[4] uki A., Ljubisavljevi D. (2011) Upravljanje kvalitetom kišnog oticaja – mogunosti i ogranienja, Zbornik radova sa konferencije Voda 2011, SDZV, Beograd, 2011.
[5] Harremoes, P. (1997) Real time control - in Context, Water Science Technology.
[6] Hvitved-Jacobsen T., Vollertsen J., Nielsen A. (2010) Urban and Highway Stormwater Pollution-concepts and Engineering. CRC Press. Taylor&Francis Group, Boca Raton, FL, USA.
[7] Metcalf&Eddy, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, 4th edition, McGraw hill INS, NY, USA, (2002)
prof. dr J. DESPOTOVI, prof. dr. J. PLAVŠI, prof. dr. UKI, prof. dr. M. STANI, prof. dr. D. PRODANOVI, doc. dr. A. TODOROVI, L.. JANKOVI, prof. dr. N. JAIMOVI
- 51 -
29. MIŠIEV VODARSKI DAN 2018
[8] Woods-Ballard, B., Kellagher, R., Martin, P., Jefferies, C., Bray, R., Shaffer, P. (2007) The SUDS manual, CIRIA C697
[9] J. Despotovi, J. Petrovi, N. Jaimovi: Measurements, calibration of rainfall-runoff models and assessment of the return period of flooding events at urban catchment Kumodra in Belgrade, Water Science and Technology, Vol.45 / 2, pp. 127- 133, 2002.
[10] J. Despotovi, N. Stefanovi, D. Pavlovi, J. Plavši: Inefficiency of urban storm inlets as a source of urban floods, Water Science and Technology, Vol. 51, No. 2, pp. 139 - 145, 2005.
[11] A.Djukic, B.Lekic, V.Rajakovic-Ognjanovic, Dj.Veljovic, T.Vulic, M.Djolic, Z.Naunovic, J.Despotovic, D.Prodanovic: Further insight into the mechanism of heavy metals partitioning in stormwater runoff, J. of Environmental Management, 168, 104-110. 2016.
[12] J.Despotovi, J.Petrovi, V.Vukmirovi: Some considerations of urban drainage design practice using experimental data, Atmospheric Research 42, 279-292. Elsevier,1996.
[13] Topalovi ., Plavši J., Despotovi J. (2015) Konsistentno odreivanje raunskih kiša, Vodoprivreda, 47(4- 6), str. 151-159.
[14] Todorovi A., Plavši J., Despotovi J., Pavlovi D., Trendovi u pokazateljima reima padavina u Beogradu, Zbornik radova graevinskog fakulteta: "Savremena dostignua u graevinarstvu", Graevinski faultet u Subotici, e-ISSN 2334-9573,p.119-124,
[15] Plavši J., Blagojevi B., Todorovi A., Despotovi J. (2016) Long-term behaviour of precipitation at three stations in Serbia. Acta Hydrotechnica,
[16] Despotovi, J. Plavši 2010. Odvoenje kišnih voda sa gradskih mostova, Uvodno na 10. Slovenskom kongresu „O Cestama i prometu“ - SLOCEST 2010, Portoro.
[17] J. Despotovi, D. Prodanovi, A. uki, J. Petrovi, N. Jaimovi: Merenja u kanalizacionim sistemima kao osnova analize, projektovanja i upravljanja sistemima, Savetovanje „Otpadne vode i vrsti otpad“, Udruenje za teh. vode i sanit. in - Beograd. Budva, str. 263-276. 1999.
[18] J. Despotovi, J. Petrovi, N. Jaimovi, A. uki, B. Babi, M. Jovanovi: Opšta i separatna kanalizacija na slivu Kumodraškog potoka: vodoprivredno-komunalno-ekološki pristup, Zbornik radova konferncije „Otpadne vode i vrsti otpad“, Udruenje za teh. vode i sanit. in. Budva, str. 277-286. 1999.
[19] J. Despotovi, J. Petrovi, N. Jaimovi: Measurement, calibration of rainfall-runoff models and assessment of the return period of flooding events at urban catchment Kumodraz in Belgrade, Intern. Workshop on Rainfall in Urban Conditions, Pontresina, 2000.
[20] J. Despotovi, J. Petrovi, N. Jaimovi, A. Miji: Merenje, kalibracija modela padavine-oticaj i ocena povratnog perioda poplava na slivu Kumodraškog potoka u Beogradu, Konferencija "Moderni tehniki postupci u kanalizaciji", Beograd. 2001.
[21] J. Despotovi, J. Plavši, N. Jaimovi: Poplave u gradovima kao uzroci šteta, havarija i zaraza: primer sliva Kumodraškog potoka u Beogradu, I Struno savetovanje "Inenjerski rizik i hazard u urbanom sistemu Beograda", UIB, Beograd, str. 31-38, 2002.
[22] J. Despotovi, U. Krajnc, Z. Jovanovi, J. Plavši: Matematiki model kanalizacionog sistema Maribora radi unapreenja kanalizacionog sistema i rada PPOV-a, Meunarodna konferencija „Savremena tehnika kanalisanja“, Udruenje za tehnologiju vode i sanitarno inenjerstvo, Beograd, str. 13-24, 2009.
[23] J. Despotovi, Kanalisanje kišnih voda, Graevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, 2009.