Transcript
Page 1: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 36 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ 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 prečiščene 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, čiščenje 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]

Page 2: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 37 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV 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 utiče 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 povećanju površinskog oticaja, smanjenja infiltracija i evapotranspiracije, što podrazumeva povećanu verovatnoću plavljenja, pa uzimajući u obzir potencijalne štete, vodi većem riziku od poplava i hazardu. Dalje, urbanizacija utiče na smanjenje zaliha vode u podzemlju, ali i na kvalitet svih voda. Integralno upravljanje gradskim vodama, gde je upravljanje kišnim oticajem najsloženija 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 hidrotehničkih objekata, kao i njihovo praćenje 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, složen i slučajan proces. 3. Merenja radi modeliranja procesa padavine – oticaj, u laboratoriji i na sistemima. 4. Projektovanje – proračuni i dimenzionisanje hidrotehničkih objekata i elemenata. 5. Izgradnja, održavanje i funkcionisanje. 6. Bezbednost saobraćaja – motornog i pešačkog na ulicama. 7. Zaštita životne sredine i korišćenje - recikliranje kišnih voda.

Slika 1. Hidrološki ciklus u urbanim sredinama sa posebnim osvrtom na opšti kanalizacioni sistem.

2 METODOLOGIJA

2.1 Sedam koraka integralnog upravljanja kišnim oticajem u gradovima

U ovom poglavlju su nabrojane etape u uspostavljanju integralnog upravljanja kišnim oticajem u gradovima.

Page 3: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 38 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV 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 većih padavina, pre svega pešački i motorni saobraćaj. Takodje, kontrola i smanjenje rizika od poplava u gradovima. Pitanja zaštite životne sredine obuhvata tretiranje kišnog oticaja, uključujući rasteretne prelive opšteg kanalizacionog sistema i druge, procurivanja, taloženja i sl. i sprečavanje 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, složen i slučajan proces

Standardna analiza padavina zasniva se na osmatranjima visina padavina, pri čemu su za male i srednje urbane slivove merodavna trajanja kiše znatno kraća od 24 sata. Stoga su za simuliranje oticaja u urbanim sredinama neophodni podaci o padavinama fine vremenske rezolucije. Na osnovu ovih podataka se statističkom analizom dobijaju zavisnosti visina kiše - trajanje - povratni period (HTP krive), odnosno intenzitet – trajanje - povratni period (ITP krive), koje predstavljaju osnov za dimenzionisanje mnogih hidrotehničkih objekata. Konstrukciju zavisnosti HTP prate razni problemi koji mogu dovesti do velikih neizvesnosti u vezi sa rezultujućim računskim kišama. Većina ovih problema potiče od grešaka u merenju i obradi podataka merenja padavina, ali poslovični nedostatak ovih merenja dovodi inženjere u praksi do toga da zavisnosti HTP određuju na osnovu skromnih raspoloživih podataka, bez sagledavanja neizvesnosti koje postoje. Metodologija za konsistentno određivanje HTP zavisnosti primenjena je na primeru meteorološke stanice Banja Luka (Topalović sa sar., 2016). Velike neizvesnosti u podacima potiču od izrazite prostorne neravnomernosti padavina, koja često nije praćena odgovarajućim brojem kišomera. Stoga je finija prostorna rezolucija osmatranja padavina od suštinske važnosti za bolje upravljanje oticajem. Dodatni problem u analizi osmatranja padavina i određivanje merodavnih kiša predstavlja uticaj urbanizacije i klimatskih promena. Todorović i sar. (2014) su analizirali trendove u pokazateljima padavina, koji su određeni na osnovu 100 godina dugog niza osmatranja denvih padavina na stanici „Vračar“ u Beogradu. Pokazatelji su definisani tako da odražavaju prosečne i ekstremne događaje, dok su za detekciju trendova u nizovima pokazatelja primenjena četiri statistička testa. Ova analiza nije ukazala na statistički značajne trendove u srednjim vrednostima većine razmatranih parametara, s tim da je kod većine parametara detektovan porast u varijansi. Pretpostavljeno je da se odsustvo trendova u srednjim vrednostima mogu biti posledica eventualnog prisustva cikličnosti u nizovima. Plavšić i sar. (2016) su uporedo analizirali prisustvo trenova i cikličnosti u pokazateljima ekstremnih padavina na tri meteorološke stanice u Srbiji. Rezultati su pokazali odsustvo statistički značajnu cikličnost, ali da periodičnost ima veliki uticaj na varijabilnost u nizovima. Iako značajni trendovi ni periodičnost nisu identifikovani na razmatranim stanicama, ovakve statistčke analize bi trebalo da prethode određivanju merodavih padavina. Dodatno, za analize pokretanja nanosa i transporta zagađenja u urbanim sredinama od interesa su i drugi pokazatelji padavina kao što su maksimalni inteniziteti kiše (određuju pokretanje istaloženog nanosa na saobraćajnim površinama), ili trajanje sušnih perioda (određuju istaložavanje nanosa na saobraćajnim površinama) (Đukić, 2016). Savremeni pristupi, kao i iskustva iz regiona predstavljenu su na naučnim skupovima „Regional Rainfall Conference at the Balkans“, koji su održani na Građevinskom 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

Računska kiša određenog – zadatog trajanja ima: - Intenzitet-trajanje-frekvencija – ITP, ili visina kiše – trajanje - verovatnoća – HTP, - Model padavina , vremenska raspodela ukupne visine kiše, - Prostorna redukcija: kiše u tački – kiše na slivu.

- Imax – za analize pokretanja istaloženog materijala na ulicama, - Sušni periodi između kiša, zbog istaložavanja.

Page 4: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 39 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

Računske kiše su osnovni ulazni podaci za hidrološke proračune i projektovanje objekata za zaštitu od velikih voda. Na malim i srednjim slivovima me¬rodavna traja¬nja kiše su kraća od 24 sata i računske kiše se definišu vezama visina kiše H – trajanje kiše T – verovatnoša P (po¬vratni pe¬riod), ili zavisnosti HTP, koje se dobijaju stati¬stičkom analizom visina kiše u intervalima vremena ra¬zličitog trajanja (LITERATURA, Plavšić... Despotović...). Na slici 2. su potrebne informacije za proračune 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 čemu se govori kasnije. Konstrukciju zavisnosti HTP prate ra¬zni pro¬blemi koji mogu dovesti do neizvesno¬sti u vezi sa rezultujućim računskim kišama. Većina proble¬ma potiče od grešaka u merenju i obradi podataka mere¬nja padavina, ali poslovični nedostatak mere¬nja u praksi dovodi inženjere do toga da za¬visnosti HTP određuju na osnovu skromnih raspoloži¬vih podataka, bez sagledavanja neizvesnosti. Ovde se uka¬zuje na metode dostupne u literaturi za konsistentno određivanje zavisnosti HTP (Plavšić, sa sar., 2015, 2016).

Slika 2. Zavisnosti visine kiše H [mm] od trajanja T [min] i verovatnoće 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 režima padavina u Beogradu“ (Todorović, sa sar, 2015). U tom radu su analizirane promene u pokazateljima režima dnevnih padavina osmotrenih na stanici „Vračar“. Pokazatelji su odabrani tako da oslikavaju prosečne i ekstremne događaje. Kod većine pokazatelja nisu detektovani trendovi u srednjim vrednostima. Na režim padavina u Beogradu, pored promena usled globalnog povećanja koncentracije gasova efekta staklene bašte, utiče i intenzivna urbanizacija; analiza prikazana u radu nije ukazala na značajne promene u režimu dnevnih padavina. Razlog nedetektovanja trendova može biti i moguce prisustvo cikličnosti u korišćenim nizovima. Dalja istraživanja treba da obuhvate analizu cikličnosti, što moze dovesti do pouzdanije detekcije trendova u režimu padavina.

2.1.3 Merenja za potrebe modeliranja procesa padavine-oticaj i za projektovanje sistema

Merenja prijemne moći – kapaciteta i efikasnosti ključnih elemenata sistema za kanalisanje – slivnika, su imala za cilj utvrđivanje realnog kapaciteta slivnika jer je na utvrdjeno da na ulicama NE funkcionišu kako se uvek predpostavlja - shematski dato na Slici 3 (b); već kao što je dato na Slici 3 (a); [to je iniciralo mnogo interesantne i važne zaključke za razmatranje kompletnih kanalizacionih sistema (Despotović, 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

20.04.0918.05.0928.05.09

29.03.09

kriterijum za dimenzionisanje kiša 20%, desno i gore su kiše manje verovatnoće

Page 5: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 40 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV 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 moć kombinovanog slivnika, i to rešetka u kolovozu + otvor u ivičnjaku (u okviru) za date podužne i poprečne nagibe, i doticaje do slivnika od 0 do 100 l/s: Strelice pokazuju citanje

Merenja u laboratoriji radi utvrđivanja kapaciteta i efikasnosti slivnika kišne kanalizacije, jer je i na terenu – na ulicama i u laboratoriji utvrđeno da oni funkcionišu kao što je shematski dato na Slici 3(a), pokazala su mnoge interesantne aspekte (Despotović, 2009). Brojni su radovi sa ovom temom, ali otkako su utvrene zavisnosti prijemne moći slivnika od doticaja do njega, podužnog i poprečnog nagiba, i svakako od vrste slivnika, i proračuni i praksa su se bitno unapredili (Despotović, sa sar, 1999) .

Slika 5. Potpuno „nova“ saznanje da voda ne teče po srednjem nagibu, kako se uvek smatralo, i shodno, da je kapacitet slivnika, pošto zavisi od količine vode koja dotiče do njega, različit u funkciji od kombinacije oba nagiba – od poprečnog i podužnog nagiba kolovoza ( Despotović et al, 2012)

Page 6: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 41 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV 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 građevina (npr. slivnika); 3) Protok (kroz cevi / kolektore, u oknima, na spojevima, na prelivima u sistemu, na izlivima, itd.); 4) Uticaji na recipijente (količine 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 slivnička rešetka koja zahvata sav površinski oticaj i izmeren na objektu podsliva 1. Na slici 7. je prikazan aktuelni eksperimentalni poligon na Građevinskom fakultetu u Beogradu, a koji je opremljlen za merenje količine i kvaliteta oticaja sa tipične gradske površine: funkcioniše od 2010.g. (Djukić, 2016).

Slika 6. Podsliv na eksperimentalnom slivu Miljakovac u Beogradu (merenja u periodu od 1979. do 1992.)

Slika 7. Eksperimentalni poligon kišne kanalizacije na Građevinskom 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 tačnih baza podataka, - Zaštite ili poboljšanja hidrološkog ciklusa u gradu, pre svega kanalisanja kišnih voda, - Efikasnog funkcionisanja, upravljanja sistemom i buduće dogradnje sistema, - Zaštite – obezbeđenja bezbednosnih zahteva, - Procene uticaja i unapređenja za životne sredine.

Primeri izrade master planova i svih nivoa projekata savremenim postupcima i metodama za mesta, npr: Ruma, Kraljevo, Bijeljina, Podgorica, delovi Beograda (Kumodraž, Slika 8), Maribor (na Slikama 9,10), aerodromi u Podgorici, Beogradu, Batajnici, Alžiru i Angoli, autoputevi u Sloveniji, Srbiji, Kanadi i dr., sa saradnicima: Institut za ekološki inženjering u Mariboru, preduzeća CEKIBEO, „Hidrometal“ i dr

S2

S1

S3

S4

S5

Page 7: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 42 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV 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 veće vode (800 ha) Dat je primer matematičkog modeliranja kanalizacionog sistema u Mariboru, i to za: (1) Računske 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 matematićkog modela kanalizacionog sistema u Mariboru na levoj obali Drave na bazi računskih 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 proračuni oticaja usled kiše od 27. maja 2009. Ovo je jedna od dve najjače kiše sa verovatnoćom pojave prosečno jedan put u oko tri stotine godina: trajanja tri sata i visine 88 mm. Efekti ovakve kiše je veliko izlivanje iz kanalizacije dužeg trajanja, od 45 minuta od više sati. Prosečno vreme trajanja plavljena prelazi 2.5 sati a količina vode koja se izliva je veća 5 puta nego kod merodavne računske 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 čega najviše u Zgornjem Radvanju, jugoistočnim delovima Teznog, na obodima Mestnog parka, na zapadnim granicama Studenaca, na izlazu iz Pekra i duž kolektora Tezno 2. Nema većih izlivanja u Melju osim u neposrednoj blizini CS Melje, a prvenstveno zbog nailaska voda iz Zokove

Page 8: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 43 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

gradbe. Modeliranjem je utvrdjeno da se u kratkom roku (za nekoliko sati) sistem isprazni pa je u mogućnosti da prihvati veću kišu i sledećeg dana.

Slika 10. Rezultati matematičkog 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, održavanje 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 saobraćajnicama, a u poslednje vreme i sa mostova i saobraćajnih petlji. Međutim, u građevinsku praksu sporo prodiru najnovija saznanja. Poseban problem je opšte gledanje na masivne infrastrukturne saobraćajne sisteme kao što su autoputevi i brze železnice „koji se sami održavaju“, pa tako pokušaji uvođenja 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, međutim, tačnije da će biti primenjene u nekom dalekom budućem vremenu. Održavanje složenih kanalizacionih sistema, pored tradicionalnih metoda, treba da sadrži kontinualni monitoring, pre svega zbog mogućih incidenata, čak i kada nisu u gradskim uslovima koji neposredno mogu da utiču na životnu sredinu, zdraavlje ljudi ili životinja, odnosno na zaštićene zone. Takođe je vrlo bitno da stepen obuke i raspolaganje savremnim saznanjima treba da bude na dohvat ruke nadležnima kako bi se stari sistemi blagvremeno popravljali pre havarija uz pomoć inteligentnih sistema praćenja, što je danas praksa u razvijenom svetu. To je osnova za unaprećenje kanalisanje i tretiranjne kišnog oticaja, i potom, korišćenje tih voda. Zabluda je da izgradnja kišne kanalizacije, pogotovu savremenih i kompleksnih, može biti poverena svakoj građevinskoj 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 izgrađen 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 često neefikasnosti sistema kišne kanalizacije, kao i uzrok izlivanja, poplava i rizika po pešake i vozače. Ovakva neefikasnost izražena je kada se kompleksni sistemi grade fazno ili sa provizorijumima. Postoje razlike u izradi projekata sistema kišne kanaliszacije radi proširenja, dogradnje, popravke, delimične ili kompletne prenamene (umesto opšti sistem, treba da bude separatni - za kišne vode). Takođe je sasvim drugačije kada se rade klasični sistemi od projekata kada se rade sistemi u kojima se kišni oticaji retenziraju - usporavaju, delimično – manje ili više infiltriraju, uz striktne uslove, ograničenja i sl. Jedan od osnovnih uslova i parametara za izradu analiza i proračuna je tzv. merodavni povratni period ili verovatnoća pojave padavina i shodno proticaja koje predviđeni sistemi treba da prihvate, o čemu postoje brojen diskusije. Uglavnom je na delu klasična ili konzervativna serija povratnih perioda od 2 g. do 10 godina, osim za podvožnjake ili skupe građevine koje raspolažu sa podzemnih spratovima sa

Page 9: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 44 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

opremom i velikom imovinom. Međutim, mišljenja smo da je taj deo hidrotehničke prakse potpuno „zaostao“ i da se mnoge novije intervencije moraju sugerisati (Despotović, 2009). Savremenim metodama za detaljne proračune transformacije padavina u površinski oticaj, potom transformacije u pojedinim elementima kišne kanalizacije, i pozicije u mikro lokaciji, ne treba sve delove grada ili infrastrukture čuvati od kišnih voda i poplava na isti stepen sigurnosti; npr. autoput, železnica, istorijski objekti i sl, kao druge, manje važne delove grada, osim kada može biti ugroženo stanovništvo i osnovne funkcije grada. Na kraju, vrlo je odgovoran posao utvrđivanja koncepta – master plana kanalisanja i zaštite od kišnih voda, uz postovanje sledećeg:

1. Da li je reč o naseljima u kojima opada ekonomija, ili se razvija, 2. Kakva vrsta ekonomije se razvija i kakve su perspektive da se to nastavi na duži

rok, 3. Razvijenost društva i stanovništva koje živi u gradu u dužem vremenu, jer je za

složene i savremene sisteme potrebno obezbediti domaćinsko ponašanje – održavanje svih elemenata i sistema, čišćenje...

4. Kontrola uticaja drugih sistema na upravljanje kišne kanalizacije.

2.1.6 Bezbednost motornog i pešačkog saobraćaja u vreme padavina i oticaja

Ovaj problem je predstavljen analizom prostiranja površinskog oticaja na kolovozima ulica da bi se moglo proceniti koliko je odvijanje pešačkog i motornog saobraćaja ugroženo (ne)kontrolisanim tečenjem, što je prikazano na Slici 11. Mogu se samo zamisliti nervoza i mogućnosti za neadekvatno ponašanje i pešaka i vozača u ovakvim situacijama. Na slici je moguće uočiti širenje površinskog oticaja u zavisnosti od položaja slivnika, tačnije od veličine slivne površine i odgovarajućeg proticaja. Ovakvi proračuni dovode sistema za kanalisanje kišnih voda u ravan drugih građevinskih projekata kada se zahteva sigurnost stabilnost i adekvatno – zahtevano funkcionisanje, inače se smatraju neuspešnim, pa čak 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 Proračunima koeficijenata sigurnosti kontrole širine površinskog oticaja na mestima pešačkih prelaza definiše se položaj slivnika preko intenziteta kiša i karakteristika slivnika ( Despotović sa sar, 2010). Na slici 12. je prikaz proračuna međusobnog rastojanja slivnika na šta se svodi celokupna kompleksna analiza padavina, modelirnaje merodavnih oticaja, ispitivanja slivnika i konačno postavljanje kompletne cevne mreže ispod kolovoza i trotoara radi odvođenja merodavnih proticaja ka recipijentima, nakon tretmana. Imajući u vidu koeficijente sigurnosti obezbeđenja širine površinskog toka od oko 30 cm, što se može smatrati nevelikim prostorom koji se može prekoračiti, utvrđeno je da se mora smanjiti međusobno rastojanje sa 19m na 16 m, da bi se zadovoljio taj uslov (literatura).

Page 10: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 45 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

Postoje dva aspekta u okviru hidrotehnike: hidrološki i hidraulički, i to:

• hidrološki

KS1 = računski intenzitet kiše za povratni period T / realni intenzitet kiše

• hidraulički

KS2 = projektovani doticaj u rigoli / protok zahvaćen slivnikom Ukupni koeficijent sigurnosti se može izračunati na sledeći način:

KS = KS1 · KS2 Da bi ukupni KS bio veći od 1, izračunato je medjusobno rastojanje slivnika od 16 m umesto 19 m, sto je uređenje saobraćajnice radi odvijanja pešačkog saobraćaja (Despotović sa sar, 2010), što je dato na Slici 12: teško je „naterati“ firme da sa komunalnim preduzećima i putnim kompanijama urade ove proračune.

Slika 12. Određivanje međusobnog rastojanja između slivnika na kolovozu, prvobitno 19 m a potom 16 m za zadate parametre kolovoza kako bi se obezbedilo najveća prihvatljiva širina površinskog toka od 30 cm.

2.1.7 Pitanja zaštite životne sredine i recikliranja kišnih voda

Uticaj zagađenja kišnog oticaja na životnu sredinu je višestruk i može biti incidentan ili dugotrajni, obzirom na period vremena ispuštanja kišnih voda bez kanalizacije i bez tretiranja oticaja. Ubrzani razvoj gradova i urbanizacija ruralnih područja nosi probleme, i jedan od najznačajnijih je pogoršanje kvaliteta vode. Zagađenja se akumulišu na gradskim površinama, odakle ih spira kišni oticaj. Količina zagađenja koje spira oticaj zavisi od brojnih faktora, pre svega: karakteristike površina, postojanje zagađivača (saobraćaj, industrija, i dr.) i njihov prostorni raspored, kao i od brojnih hidroloških i meteoroloških faktora (npr. kvalitet vazduha). Istraživanja kvaliteta kišnog oticaja sa urbanih slivova ukazuju na prisustvo sledećih zagađenja u oticaju (Đukić i Ljubisavljević 2011):

- Organska zagađenja, iskazana kao HPK ili BPK5, prisutna su u umerenim koncentracijama kod oticaja sa urbanih nepropusnih površina;

- Suspendovane materije se smatraju najviše izraženim zagađenjem u kišnom oticaju jer su prisutne u značajnim koncentracijama, a njihova koncentracija zavisi od korišćenja zemljišta na slivu, intenzitet i trajanja kiše;

0

1

B (m

) i = 2

.0%

J = 1%

19 m 19 m

16 m 16 m

0.3 m

1.5

0.5

option 1option 3

i

TiKS rac )(

1

i

projd

Q

TQKS

)(,2

Page 11: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 46 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV 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 načina korišćenja zemljišta na slivu i intenziteta saobraćaja;

- Ulja i masti su samo povremeno prisutna u kišnom oticaju i njihovo prisustvo je pokazatelj akcidentnih zagađenja;

- Jedinjenja azota i fosfora su prisutna u većim koncentracijama kada postoji veće spiranje sa zelenih površina.

- Druga specifična zagađenja javljaju se u površinskom oticaju u zavisnosti od načina korišćenja zemljišta, hemijskog sastava tla, kvaliteta vazduha i dr.

U tabeli 1 su date vrednosti godišnjih opterećenja zagađenjem od oticaja sa različitih tipova površina, koje su dobijene iz istraživanja sprovedenih u SAD (Hvitved-Jacobsen i sar. 2010). Međutim, 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 činjenica da zagađenje koje se spira oticajem potiče iz rasutih izvora zagađenja, znatno otežava uspostavljaje jednostavnih pravila i zahteva radi kontrole i smanjenja zagađenja od urbanog uticaja. Zato uvođenje graničnih 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 zagađenja u oticaju mogu biti akutni i hronični. Protiv akutnih efekata treba se boriti prevencijom i akcionim planovima pri akcidentima. Dugoročni (hronični) efekti zagađenja 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 odgovarajućih mera se negativni uticaji urbanizacije i drugih ljudskih aktivnosti kontrolišu da ne pređu neku vrednost koja ne ugrožava opstanak i razvoj ljudske zajednice, ali ni ciljani status vodnog tela. Ovakav pristup zavisi od lokalnih specifičnosti.

Kako istraživanja ukazuju da emisija zagađenja prvenstveno zavisi od visine kiše (Đukić 2016), i tehnička rešenja treba usmeriti ka smanjenju (kontroli) oticaja i kontroli kvaliteta oticaja od kiše ukupne visine padavina, određene prema specifičnostima konkretnog sliva i karakterisitkama vodoprijemnika.

Sistemi koji za primarni cilj imaju odvođenje, kontrolu i smanjenje količina urbanog kišnog oticaja uz poboljšanje njegovog kvaliteta najčešće su: Održivi sistemi za odvođenje 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 većoj meri oponašaju prirodne procese na slivu. To se postiže uspostavljanjem tzv.„niza tehnika“ (engl. menagement train). Objekti i tehnike koje će se koristiti se hijerarhiskih mogu grupisati na sledeći način (Woods-Ballard i sar 2007): 1. Prevencija – podrazumeva sprečavanje pojave oticaja, odnosno njegovo prikupljanje i sprečavanje

dospevanja u sam sistem za odvođenje oticaja: voda se zatim koristi kao "siva voda" u tehničke svrhe.

2. Kontrola na mestu nastanka – podrazumeva upotrebu različitih tehnika za kontrolu količina 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) – sadrži mere za prikupljanje i zadržavanje oticaja na lokalnom slivu.

4. Regionalana kontrola – prikupljanje i kontrola oticaja sa još manjih urban slivova iz prethodnog koraka.

Page 12: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 47 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

2.3 Metode za kontrolu količina oticaja i njegovog kvaliteta

Kontrola količina otekle kišne vode obuhvata (Woods-Ballard i sr. 2007) sledeće : 1. Infiltracija - oceđivanje vode kroz zemlju radi smanjenja količina otekle vode. Kada podzemna

voda nije visoka i nema rizika od njenog zagađivanja rešenje je idealno. Efikasnost zavisi od tla kroz koje voda prolazi.

2. Zadržavanje vode predstavlja prihvatanje ili usporavanje vode pomoću suvih depresija, jezera ili podzemnih objekata. Ove metode smanjuju vrh poplavnog talasa, ali ne smanjuju količine otekle vode.

3. Prenos vode je neophodna karika u lancu povezivanja pojedinih komponenti i predstavlja kontrolisani prenos količina vode sa jednog na drugo mesto površinskim kanalima, kolektorima ili rovovima.

4. Korišćenje 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 zadržavanje vode, pouzdanost i aspekti kvaliteta vode.

Slika 13. Metodologija SUDS „management train“ (Woods-Ballard i sar., 2007)

Kontrola kvaliteta otekle vode postiže se primenom mnogih metoda. U zavisnosti od zahteva biraju se metode prečišćavanja ili kombinacija više metoda. Najčešće korišćene su metode: 1. Taloženje je jedan od primarnih načina prečišćavanja kišnih voda. Veći deo zagađenja u oticaju je

vezan za suspendovane čestice i taloženjem može se smanjiti količina zagađujućih materija u oticaju.

2. Filtracija i biofiltracija kroz zemljište, agregat ili veštačke materijale (geotekstil) uklanja zagađene materije filtracijom. U filterskom materijalu se odigraju biohemijski procesi koji uklone organske materije i nutrijente

3. Adsorpcija predstavlja vezivanje zagađenja za površinu čvrstih čestica. Materijal kroz koji protiče zagađena 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 stvarajući nerastvorena jedinjenja, koja se zatim uklanjaju iz vode taloženjem. 7. Upijanje biljaka - biljke u jezerima i barama koriste određena jedinjenja iz vode u procesu

fotosinteze. Ovim putem se izvajaju iz vode jednjenja fosfora i azota i ugrađuju u biomasu, uz upijanje i drugih materija (sulfati, teški metali).

8. Nitrifikacija je proces gde amonijak i amonijum joni biohemijskom oksidacijom uz prisustvo određenih bakterija formiraju nitrate.

9. Fotoliza je proces gde UV zraci rastvaraju organskih materija. U tabeli 1 dati podaci o mogućim načininima uklanjanja najviše zastupljenih zagađenja u kišnom oticaju.

Regionalna kontrola

Evapotranspiracija

Evapotranspiracija

Kontrola oticaja

Lokalna kontrola

Oticaj ka recipijentu ili infiltracija

Evapotranspiracija

Oticaj ka recipijentu ili infiltracija

Oticaj ka recipijentu iliinfiltracija

Prenos vode

Prevencija i

upravljanje oticajem

Prenos vode

Page 13: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 48 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

Tabela 1. Mehanizmi prečišćavanja različitih vrsta zagađenja

Zagađenje Mehanizam uklanjanja

Nutrijenti (Fosfor, Azot)

Sedimentacija, biodegradacija, precipitacija, denitrifikacija.

Suspendovane materije

Sedimentacija, filtracija

Ugljovodonici Biodegradacija, fotoliza, filtracija, adsorpcija

Metali: Pb, Cu, Cd, Hg, Zn, Cr, Al

Sedimentacija, adsorpcija, filtracija, precipitacija, upijanje od biljaka

Pesticidi Biodegradacija, adsorpcija, isparavanje

Hloridi Prevencija

Cijanidi Isparavanje, fotoliza

Plivajuće i lebdeći predmeti

Zadržavanje na rešetkama, izdvajanje na dnu i bokovima kanala, uklanjanje u redovnom čiščćenju i održavanju

Organske materije Sedimentacija, filtracija, biodegradacija

3 Primeri projekata kanalisanja i prečišćavanja kišnih voda i mogućnosti njenog korišćenja

U zoni u že sanitarne zaštite izvorišta vode za piće Beogradskog vodovoda, u projektima kanalizacije kišnih voda sa saobraćajnica 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, tačnije u akvifer reke Save (Despotović sa sar, 2011, 2015).

Traženo je da ispusti poseduju sistem monitoringa, iako je sigurno da će sistemi znatno popraviti kvalitet vode koja otiče 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 zagađenjima koja kišne vod nose, a što se može videti u Tabeli 2 (Djukić, sa sar. 2016).

Na slici 14. je prikazan kanalizaconi sistem na delu čeličnog i delu betonskog mosta Gazele na levoj obali reke Save kojim se voda odvodi do sistema za prečišćavanje kišnih voda, retenziranje tih voda i potom infiltriranje u podzemlje. Sistem je izgrađen u periodu rekonstrukcije, dogradnje mosta i pristupnih saobraćajnica, od 2011-2013. g. Na slici 14. je centralni deo pretretmana kiših voda sa Stormfiltetima, koji su takođe koriste i na sledećem mostu kod Ostružnice, uzvodno od prvog mosta za oko 6 km. Prečišćena voda se takođe ispušta u irigacioni kanal u zaleđu bunara beogradskog izvorišta vode za piće. Kompletno rešenje uključuje i nepopularne mere, ali je stanje kompletnog sistema bunara relativno ugroženo širenjem urbanizacije na račun uših zona sanitarne zaštite (Despotović, sa sar, 2012, 2016).Dati su projekti kanalisanja i prečišćavanja vode sa saobraćajnica i mostova - Gazela i Ostružnica na Savi u Beogradu, u saradnji sa Mostprojektom, CEKIBEO, Trasa i dr. (Despotović sa sar, 2011, 2015).

Slika 14. Koncept kišne kanalizacije sa pola mosta Gazela, objekti za filtriranje i retenziranje, i infiltraciju u tlo

Page 14: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 49 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

Na sledećim slikama je deo tehničkog rešenja za kanalisanje i prečišćavanje voda sa mosta preko Save u Ostružnici i dela Autoputa E 80. Na Slici 15 se može videti postojenje sa filtarima i sa objektom u kome se kontinualni monitoring koristi za razdvajanja incidentno zagadjenih voda i uobičajeno zagadjenih kišnih oticaja. Potom se prečišćena voda sabira sa vodom koja obilazi postrojenje (by-pass). Potom se voda izliva u retenziju, na Slici 16. Tehničko rešenja sadrži 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. Tipična godišnja opterećenja zagađenjem od oticaja sa jedinice površine različitih namena, izražena u kg/ha/god (prema Hvitved-Jacobsen i sar., 2010)

Parametar Tip površine - način korišćenja 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 0,8TKN 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 0,9Zn 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 zagađene od manje zagađenih voda i filtri u koje ide više zagađena voda. Ovaj podsistem je primenjen i na mostu kod TENTa.

Slika 17. Komora sa Storm-filterima

Page 15: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 50 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2018

4 ZAKLJUČAK

Složeni sistemi za kanalisanje i prečišćavanje kišnih voda u gradovima i na infrastrukturnim sistemima zahtevaju detaljni projektni zadatak, istraživanja i kompleksne podloge da bi se svi elementi kompleksnih projekata obradili na kvalitetan način. Osnovne faze ili koraci po kojima se sprovodi procedura izrade kompleksnih projekata su osnova za izradu većih modela kanalizacionih sistema. U praksi se često pojedini koraci „preskaču“, 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 urbanističkih i drugih, tako da se realizacija ili izgradnja obavljaju sa prekidima. U takvim slučajevima, kompletna analiza treba da proveri stanje sistema pre daljeg proširenja izgradenjenog sistema i oceni sledeći niz koraka. U radu su prikazani primeri matematičkog modeliranja kisnog oticaja za računske kiše i za osmotrene padavine u Mariboru. Takodje su prikazana tehnička rešenja za kanalisanje i prečišćavanje oticaja za saobraćajnicu i most Gazela, kao i za most preko Save na obilaznici u Ostružnici kod Beograda. Ovaj drugi projekat je kompletiran sistemom za kontinualni monitoring kvaliteta kanalisane vode i isključenjem sistema kada se pojave povećane koncentracije zagadjivaca u proticaju – uredjaj SWERM. Na kraju sistema su kanali od zamlje da bi se podzemlje prihranilo prečišćenom 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 složene analize i proračune 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, raspoloživim recipijentima.... Sto nije lako zaključiti na osnovu nekoliko priloga - slika i tabela, kao što je ovde dato. Zainteresovani citalac se, medjutim, upućuje na reference u kojima se mogu naći brojni primeri za gotovo sve faze i korake koji su ranije objašnjeni ukratko. Osnovni cilj kod ovih sistema je zaštita i obezbeđenje aktivnosti ljudi i funkcionisanje u sredinama koje su od interesa za vreme pojave kiša jakih intenziteta, kontrola i sprečavanje plavljenja saobraćajnih koridora i transport ljudi i robe. Za izradu projekata neophodno je analizirati lokalne karakteristike režima kiša, podloge i podatke o površinama, prostorima, prirodnim putevima tečenja i izgrađenim objektima. Kompleksni zahtevi formiraju projektna rešenja koja umesto klasicnih tehničkih rešenja sa neposrednim ispuštanjem zahvaćenih oticaja u cevi, kolektore i recipijente, zahtevaju da se kišne vode usporavaju, prečišćavaju, infiltriraju i potom koriste za razlićite namene, kao što su: pranje ulica i terena, navodnjavanje, zalivanje ili irigacija akvifera – vodonosnih slojeva, potom čak i kao izvor vode za piće. Obzirom da u regionu ne postoje detaljni propisi i procedure za korišćenje kišnih voda, kao najnovijem poduhvatu sa padavinama pod nazivom „poznjeti kiše“, ovaj rad je imao za osnovni cij da informiše zainteresovane slušaoce i nadležne kolege koje su neophodne faze ili koraci koji se moraju imati u vidu, detaljno izučiti i primeniti. Trebalo bi da odgovorni za bilo koji od infrastruktiurnih sistema u svim planovima, višeg i nižeg reda, u projektima urbanizacije, izgradnje, zelenih inicijativa, saobraćajnih poduhvata, Ali i rekonstrukcija ulica i platoa, drugih hidrotehničkih sistema, da imaju u vidu međusobnu 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. Petrović, J. Despotović: 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] Đukić A. (2016) Modeliranje emisije zagađenja kišnog oticaja sa urbanih slivova, Doktorska disertacija, Univerzitet u Beogradu-Građevinski fakultet

[4] Đukić A., Ljubisavljević D. (2011) Upravljanje kvalitetom kišnog oticaja – mogućnosti i ograničenja, 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)

Page 16: UPRAVLJANJE KIŠNIM OTICAJEM U GRADOVIMA U 7 KORAKA

prof. dr J. DESPOTOVIĆ, prof. dr. J. PLAVŠIČ, prof. dr. ĐUKIĆ, prof. dr. M. STANIČ, prof. dr. D. PRODANOVIĆ, doc. dr. A. TODOROVIĆ, L.. JANKOVIĆ, prof. dr. N. JAĆIMOVIĆ

- 51 -

POPLAVNA OGROŽENOST URBANIHOBMOČIJ Z METEORNIMI VODAMI

29. MIŠIČEV 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. Despotović, J. Petrović, N. Jaćimović: Measurements, calibration of rainfall-runoff models and assessment of the return period of flooding events at urban catchment Kumodraž in Belgrade, Water Science and Technology, Vol.45 / 2, pp. 127- 133, 2002.

[10] J. Despotović, N. Stefanović, D. Pavlović, J. Plavšić: 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.Despotović, J.Petrović, V.Vukmirović: Some considerations of urban drainage design practice using experimental data, Atmospheric Research 42, 279-292. Elsevier,1996.

[13] Topalović Ž., Plavšić J., Despotović J. (2015) Konsistentno određivanje računskih kiša, Vodoprivreda, 47(4-6), str. 151-159.

[14] Todorović A., Plavšić J., Despotović J., Pavlović D., Trendovi u pokazateljima režima padavina u Beogradu, Zbornik radova građevinskog fakulteta: "Savremena dostignuća u građevinarstvu", Građevinski faultet u Subotici, e-ISSN 2334-9573,p.119-124,

[15] Plavšić J., Blagojević B., Todorović A., Despotović J. (2016) Long-term behaviour of precipitation at three stations in Serbia. Acta Hydrotechnica,

[16] Despotović, J. Plavšić 2010. Odvođenje kišnih voda sa gradskih mostova, Uvodno na 10. Slovenskom kongresu „O Cestama i prometu“ - SLOCEST 2010, Portorož.

[17] J. Despotović, D. Prodanović, A. Đukić, J. Petrović, N. Jaćimović: Merenja u kanalizacionim sistemima kao osnova analize, projektovanja i upravljanja sistemima, Savetovanje „Otpadne vode i čvrsti otpad“, Udruženje za teh. vode i sanit. inž - Beograd. Budva, str. 263-276. 1999.

[18] J. Despotović, J. Petrović, N. Jaćimović, A. Đukić, B. Babić, M. Jovanović: Opšta i separatna kanalizacija na slivu Kumodraškog potoka: vodoprivredno-komunalno-ekološki pristup, Zbornik radova konferncije „Otpadne vode i čvrsti otpad“, Udruženje za teh. vode i sanit. inž. Budva, str. 277-286. 1999.

[19] J. Despotović, J. Petrović, N. Jaćimović: 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. Despotović, J. Petrović, N. Jaćimović, A. Mijić: Merenje, kalibracija modela padavine-oticaj i ocena povratnog perioda poplava na slivu Kumodraškog potoka u Beogradu, Konferencija "Moderni tehnički postupci u kanalizaciji", Beograd. 2001.

[21] J. Despotović, J. Plavšić, N. Jaćimović: Poplave u gradovima kao uzroci šteta, havarija i zaraza: primer sliva Kumodraškog potoka u Beogradu, I Stručno savetovanje "Inženjerski rizik i hazard u urbanom sistemu Beograda", UIB, Beograd, str. 31-38, 2002.

[22] J. Despotović, U. Krajnc, Z. Jovanović, J. Plavšić: Matematički model kanalizacionog sistema Maribora radi unapređenja kanalizacionog sistema i rada PPOV-a, Međunarodna konferencija „Savremena tehnika kanalisanja“, Udruženje za tehnologiju vode i sanitarno inženjerstvo, Beograd, str. 13-24, 2009.

[23] J. Despotović, Kanalisanje kišnih voda, Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, 2009.

[24] J. Despotović, N. Jaćimović, J. Plavšić, M. Stanić, A. Djukić, D. Pavlović, A. Todorović, S. Biondi, F. Sambo: Odvodnjavanje autoputeva i mostova u cilju zaštite izvorišta za vodosnabdevanje od redovnog i incidentnog zagađivanja – Primer Ostružničkog mosta, II Srpski kongres o putevima, Beograd, 9-10 juni, 201