Vandens kaupimo ir infiltravimo rezervuarų, susidedančių iš modulinių blokų, skaičiavimo gairės

Projektuojant vandens kaupimo arba kaupimo-infiltravimo rezervuarą, būtina atsižvelgti į įvairius dalykus. Reikia atsakyti į du esminius klausimus. Pirma, kokį lietaus vandens tvarkymo būdą pasirinkti? Antra, koks turi būti rezervuaro dydis? Atsakymai į šiuos klausimus priklausys nuo ekonominių, funkcinių, socialinių ir teisinių veiksnių.

Kokį lietaus vandens tvarkymo būdą pasirinkti?

Įprastai lietaus vandens ar ištirpusio sniego tvarkymas apsiribodavo kuo greitesniu nuotekų surinkimu ir nuleidimu už tam tikros teritorijos ribų. Laimei, toks požiūris keičiasi vis geriau suvokiant ekonominius ir ekologinius veiksnius. Daugelio savivaldybių statybų sąlygose jau galima rasti įrašą apie poreikį tvarkyti lietaus vandenį sklype, t. y. kritulių vietoje. Toks įrašas reiškia, kad lietaus vandens klausimas yra pradedamas nagrinėti konkretaus objekto (gyvenamojo, komercinio, pramoninio pastato ir pan.) statybos projekto etape. Sprendžiant, kokį rezervuarą rinktis – kaupimo ar infiltravimo rezervuarą, reikėtų atkreipti dėmesį į grunto ir vandens sąlygas.
Kitas veiksnys yra įgyvendinimo terminas ir montavimo sudėtingumas. Jis yra labai svarbus įrengiant kaupimo rezervuarus, tačiau projektavimo etape dažnai būna ignoruojamas. Lyginant galimus sprendimus (tradicinį ar plastikinį variantą), reikia atsižvelgti ne tik į medžiagų, bet ir į montavimo kainą (tokiam rezervuarui sumontuoti nebūtini specialūs kranai, taip pat nebūtina turėti papildomos erdvės) ar rezervuaro surinkimo laiką (kitaip negu betoniniai, liejami ar iš atskirų elementų montuojami rezervuarai, kaupimo rezervuarai yra surenkami vietoje iš dėžučių ir gali būti eksploatuojami jau po membranos sujungimo). Be to, jų gamyba ar transportavimas keliais yra daug paprastesnis.

Grunto ir vandens sąlygos

Esant palankioms grunto ir vandens sąlygoms, galima svarstyti apie galimybę įrengti kaupimo-infiltravimo rezervuarą. Pagal ATV – DVWK-A 138 pakankamai laidžiu laikomas gruntas, kurio infiltracijos koeficientas kf yra didesnis nei 5x10-6 m/s ir mažesnis nei 1x10-3 m/s.
Jei kf viršija 1x10-3 m/s, lietaus nuotekos esančios mažu atstumu nuo gruntinio vandens taip greitai prasiskverbia į požeminius vandenis, kad tokio trumpo laikotarpio nepakanka jų valymui cheminiais ir biologiniais procesais.
Jeigu kf vertė yra mažesnė nei 1x10-6 m/s, rezervuaras nesuspės infiltruoti vandens. Tuomet gali susidaryti anaerobinės sąlygos.
Kad lietaus vandeniui būtų užtikrintas pakankamas filtracijos kelias, atstumas nuo filtravimo rezervuaro dugno iki vidutiniškai aukščiausio gruntinio vandens lygio paprastai turėtų siekti bent 1 m.
Jei lietaus nuotekos atitinka visus reikalavimus ir jose yra nedidelis pašalinių medžiagų kiekis, pagrįstomis išimtinėmis sąlygomis šį atstumą galima sumažinti iki 0,5 m.Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad mažesnio nei 1 m atstumo atveju bus sulaikomos tik tam tikros medžiagos. Mažesnio nei 0,5 m atstumo atveju, esant aukščiausiam požeminio vandens lygiui, lietaus vanduo gali tiesiogiai patekti į požeminį vandenį.
Jei gruntas yra nelaidus vandeniui arba požeminio vandens lygis yra aukštas, reikėtų įrengti vandens kaupimo rezervuarą. Jau priimdamas sprendimą dėl statybos sąlygų investuotojas turi turėti galimybę nuleisti lietaus nuotekas tiesiai į priimantįjį vandenį (tinklą arba natūralų telkinį) tuo atveju, jei įrodys, kad esančiomis grunto ir vandens sąlygomis lietaus vanduo negali būti infiltruotas jo teritorijoje. Žinoma, toks nuleidimas turėtų būti kontroliuojamas, naudojant kaupimo rezervuarus ir srauto reguliavimo sprendinius. Pagrįstas ir logiškas sprendimas yra daugelio kanalizacijos tinklų valdytojų sutikimas leisti nuleisti į priimantįjį vandenį tokį vandens kiekį, kuris neviršija kiekį, gaunamą iš analogiško žaliojo ploto. Taip samprotaujant daroma prielaida, kad priimančiojo vandens telkinys gautų tiek lietaus vandens, kiek jo nutekėtų iš želdynų, o likusį vandenį reikėtų kaupti ir tik palaipsniui nuleisti į priimančiojo vandens telkinį.
Kokio dydžio turėtų būti rezervuaras?
Gairės dėl lietaus vandens nuotekų sistemų įrengimo pateikiamos standarte EN 752 (lauko nuotakynai).
Jei nuotakynas yra ≤200 ha arba vandens srauto laikas sistemoje siekia ≤15 min., atsakymas yra paprastas: tokio, kad galėtų nuleisti lietaus arba ištirpusio sniego vandenį, kurio tam tikras kiekis iškris konkrečiame plote per tam tikrą laiką. Iš šio kiekio reikia atimti vandenį, kuris nutekės iš rezervuaro į priimantįjį telkinį (kaupimo rezervuaro atveju) arba bus infiltruotas į gruntą (infiltravimo rezervuaro atveju). Kritulių tikimybė turėtų būti nustatoma vadovaujantis standarto rekomendacijomis.
1 lentelė. Projektavimo rekomendacijos pagal EN 752 standartą
 

Standarte konkrečiai nenurodoma, kokią naudoti lietaus intensyvumo ir jo trukmės vertę.
Žinoma, tokiu atveju praverstų hidrometeorologijos tarnybos duomenys apie lietaus intensyvumą. Pageidaujant tokie duomenys yra prieinami.
Tinkamos kritulių intensyvumo vertės nustatymas yra labai svarbus ir dėl to, kad projektuojant lietaus nuotekų tvarkymo sistemą darytina prielaida, jog tokios sistemos funkcija yra lietaus vandens priėmimas, kaupimas ir galiausiai infiltravimas, o ne jų surinkimas į ilgą tinklą ir nuleidimas.
Vadovaujantis bendraisiais matmenų nustatymo principais pagal ATV-DVWK-A 117, kritulių tikimybė nustatoma susiejant jų intensyvumą ir trukmę. Didelis, bet trumpalaikis lietus nebūtinai sukels problemų. Dažniausiai būtent neintensyvus, bet ilgalaikis lietus gali perkrauti nuotekų sistemą.
Pagal ATV – DVWK-A 138 rekomendacijas projektuojant sistemą reikėtų vengti ilgo rezervuaro ištuštinimo laiko. Jei kritulių dažnis yra n = 1, negalima viršyti 24 valandų vandens išleidimo laiko. Tai yra labai svarbi sąlyga projektuojant kaupimo-infiltravimo rezervuarą. Tik įvertinus šią sąlygą galima pasakyti, ar projekte numatytas tinkamo dydžio rezervuaras. Darant prielaidą, kad infiltravimas vyksta per dugną ir iki pusės rezervuaro šonų aukščio, būtina užtikrinti pakankamą infiltravimo paviršių. Tai reiškia, kad esant mažesniam grunto infiltracijos koeficientui, rezervuaro tūris turėtų būti didesnis nei tas, kuris yra apskaičiuojamas pagal kritulių intensyvumą ir trukmę.

Išvados

Tinkamo sprendimo pasirinkimas, atsižvelgiant į lietaus parametrus, grunto savybes, sąveiką su lietaus vandens nuleidimo sistema ir ilgalaikį bei patikimą jos veikimą, daugiausia priklauso nuo sąlygų, kurias tinklo valdytojas nustatys konkrečiam projektui. Tik aiškiai nustačius visus parametrus galima išvengti skirtingų interpretacijų ir nesusipratimų, dėl kurių vėliau gali būti priimti neefektyvūs sprendimai.