Siły wyporu działające na kanalizację

przeczytaj artykuł

Systemy kanalizacyjne z tworzyw i z betonu

przeczytaj artykuł

Zatory w odwodnieniach i kanalizacji spowodowane przez wrastające korzenie 

Korzenie drzew poszukują w gruncie miejsc wilgotnych, bogatych w składniki odżywcze i tlen. Środowisko takie znajdują w nieszczelnych przewodach odwodnieniowych lub kanalizacyjnych. Wrastające do wnętrza przewodów korzenie stają się dużym problemem. Wynikające z tego uszkodzenia kanalizacji mogą być zaskakujące i kosztowne. 
Wavin analizuje przyczyny i skutki wrastania korzeni drzew w przewody odwodnieniowe i kanalizacyjne oraz sposoby zapobiegania uszkodzeniom infrastruktury podziemnej.

Wrastanie korzeni w przewody kanalizacyjne - przyczyny i skutki

Przedostawanie się korzeni drzew do przewodów kanalizacyjnych powoduje znaczne problemy eksploatacyjne oraz uszkodzenia rur. Tym samym jest częstą przyczyną kłopotów zarządców sieci, gmin, firm i właścicieli domów. Szybki rozrost korzeni może spowodować, że infrastruktura stanie się całkowicie bezużyteczna - generując znaczące koszty naprawy lub wymiany. Szacuje się, że ponad 50% wszystkich zatorów kanalizacyjnych spowodowane jest właśnie migracją korzeni drzew. Niedawne badania statystyczne przeprowadzone w Bogocie (Kolumbia) potwierdziły wiedzę większości biologów i inżynierów związanych z infrastrukturą podziemną, a mianowicie, "że większe drzewa częściej powodują większe uszkodzenia rur i dlatego odległość drzewa od rurociągu jest istotnym czynnikiem, którego kontrola zmniejsza ryzyko potencjalnych uszkodzeń". Co ciekawe, badania wykazały, również że "narastające opady i długość rurociągu nie miały wpływu na zaobserwowane zdarzenia wrastania korzeni". Natomiast jest oczywiste, że niektóre systemy rurowe są mniej podatne na wrastanie korzeni niż inne. 

Kilka faktów:

  • Stare rury z niedoskonałymi połączeniami, rury ułożono płytko i rury o małych przekrojach są bardziej podatne na przerastanie korzeniami.
  • Im mniej połączeń w przewodach odwodnieniowych i kanalizacyjnych i im dłuższe łączone odcinki tym mniejsza możliwość wrastania korzeni.
  • Duże, szybko rosnące drzewa są najczęstszym powodem wrastania korzeni w przewody kanalizacyjne.
  • Stan rur kanalizacyjnych wykonanych z materiałów kamionkowych, cegieł lub betonu pogarsza się wraz z upływem czasu, powodując rozłączanie i pęknięcia w wyniku dynamiki gruntu i wód gruntowych. Korzenie drzew rosnących w pobliżu przewodów kanalizacyjnych mogą migrować do ich wnętrza przez powstałe rozszczelnienia. Ponieważ korzenie w sprzyjających warunkach rozrastają się, mogą wytworzyć siły tak duże, że rozszczelnienia (szpary, drobne pęknięcia czy połączenia rur i kształtek) mogą ulegać powiększeniu. Z kolei wewnątrz przewodów rozrastające się korzenie zmniejszają przekrój rur i powodują zatory. 
  • Przewody kanalizacyjne są zazwyczaj montowane na głębokości od jednego metra do kilku metrów. 
    Na niewielkich głębokościach (do głębokości jednego metra) występują głównie małe, włoskowate korzenie tzw. “korzenie zasilające" drzewa. To one głównie penetrują otoczenie drzewa w poszukiwaniu wody i składników odżywczych. Drzewa posiadają również „korzenie kotwiczące”, które przenikają nawet do dużych głębokości. Mogą one otaczać przewody kanalizacyjne nie powodując żadnych problemów. Gdy jednak napotykają nieszczelny przewód z nich również rozwijają się korzenie zasilające, które wrastają w przewód, tam się rozwijają i powodują uszkodzenia i zatory. 
  • Rozwojowi korzeni sprzyja też eksfiltracja. Wyciek wody i ścieków z przewodu, a przy okazji przedostawanie się do gruntu powietrza wskazuje korzeniom drzewom miejsca, w których tworzy się idealne środowisko dla rozwoju - połączenie tlenu, wody i substancji odżywczych. Drzewa wykorzystują sprzyjające warunki. Następuje rozwój masy korzeniowej w tym kierunku, a korzenie kotwiczące nawet na dużej głębokości wytwarzają bardzo drobne korzenie zasilające, które penetrują w nieszczelności przewodów i prowadzą do problemów z uszkodzeniami i zatorami.
  • Według Institut für Unterirdische Infrastruktur IKT (Instytutu Infrastruktury Podziemnej) w Niemczech, korzeń może wrastać w złącze rur ponad dwa lata, zanim przeniknie uszczelnienie rury. 

Connection – złącze 
Seal – uszczelka
Cavity behind the seal Przestrzeń za uszczelką
Cavity in front of the seal Przestrzeń przed uszczelką
Rys 5 
The pipe connections seal is a density trap for the root 
Uszczelnienie złącza rury staje się „pułapką” dla rozrastającego się korzenia
Rys 6
The root has “blocked” its way back into the soul itself - the only way out is to push forwards. The root tip pushes the seal aside and grows into the pipe (see arrow) 
Korzeń "zablokował" drogę powrotną do gruntu - jedynym wyjściem jest parcie naprzód na uszczelkę. Końcówka korzenia przesuwa uszczelkę na bok i wrasta w rurę (patrz strzałka)
Źródło: IKT, "Root Penetration in Sewers", kwiecień 2008

 

Systemy przewodów rurowych do odwadniania i kanalizacji a wrastanie korzeni

 

Co zrobić, gdy kanalizacja zostanie zablokowana przez korzenie? 
Firma Wavin poprosiła Patricka de Beer, inżyniera z PipeVision o odpowiedzi na niektóre pytania.

 

Wavin: Jak często wrastanie korzeni jest przyczyną zatorów w kanalizacji?

Patrick de Beer: To zależy w dużej mierze od wieku sieci kanalizacyjnej. Zdarza się to głównie w starszych przewodach, które obecnie nie spełniają wymagań dla systemów kanalizacyjnych

Wavin: Jakie są najbardziej prawdopodobne przyczyny wrastania korzenie w kanalizację?

Patrick de Beer: Wrośnięte korzenie najczęściej występują w przewodach kanalizacyjnych, w których podczas inspekcji stwierdzono szczeliny pomiędzy rurami, rozszczelnione połączenia, a nawet pęknięcia. To one są zdecydowanie najczęstszą przyczyną wrastania korzeni. Gdy przewód kanalizacyjny jest właściwie zamontowany, to wrastanie korzeni jest raczej rzadkie.

Wavin: Zatem czy można stwierdzić, że nie zdarza się często w nowszych systemach kanalizacyjnych?

Patrick de Beer: Nie jest to częste w przewodach kanalizacyjnych z PCV, ponieważ najczęściej połączenia tych rur są mocne i szczelne. Przewody te zazwyczaj potrzebują mniej połączeń i są bardzo ściśle dopasowane, dzięki czemu nieszczelności występują w nich bardzo rzadko. Problemy  tego typu mają miejsce raczej w starszych betonowych rurach kanalizacyjnych.

Wavin: Jak walczyć z korzeniami wrastającymi w przewody kanalizacyjne?

Patrick de Beer: Aby usuwać korzenie używamy przecinaczy do korzeni lub specjalnych dysz czyszczących, takich jak Warthog. Ale wycinanie korzeni przypomina przycinanie trawy, korzenie zawsze będą odrastać. Zatem jest to rozwiązanie tymczasowe. Lepiej zdecydować się na remont kanalizacji, w którym część rur jest wymieniana na te wykonane z nowszych materiałów. Innym rozwiązaniem jest rehabilitacja np. zastosowanie wykładzin w nieszczelnych kanałach.

fot. Patrick de Beer, Pipevision

Koszty

Koszty remontów i napraw przewodów odwodnienia i kanalizacji mogą być większe niż koszty montażu nowych przewodów. Szczególnie wysokie są koszty napraw wynikające z wrastania korzeni. Działające w sposób niewidoczny dla oka korzenie drzew mogą spowodować szereg problemów – spowodować zatory i brak odpływu wody lub ścieków, a nawet uszkodzenie konstrukcji przewodów kanalizacyjnych. To z kolei może spowodować zalania ulic i budynków lub uszkodzenia dróg i chodników przysparzając kłopotów eksploatatorom, zarządom gmin, właścicielom budynków i ich mieszkańcom. Koszty rosną, a wymiana  czy naprawa może być wyceniona na wielotysięczne sumy. Wyniki badań opublikowanych w "The Journal of Infrastructure Systems" [Magazyn - Systemy Infrastrukturalne], a zatytułowanych "Tree Root Intrusion in Sewer Systems: Review of Extent and Costs" [Wrastanie korzeni drzew w systemy kanalizacyjne: analiza zakresu i kosztów] , wskazują, że “koszty związane z usuwaniem korzeni mogą stanowić jedną szóstą kosztów wymiany/naprawy rur uszkodzonych przez korzenie drzew". 

Koszty związane z usuwaniem korzeni mogą stanowić jedną szóstą kosztów wymiany/naprawy rur uszkodzonych przez korzenie drzew. 
The Journal of Infrastructure Systems , Tree Root Intrusion in Sewer Systems: Review of Extent and Costs

Zatem, jakie działania można podjąć, aby zapobiec wrastaniu korzeni drzew w nasze systemy kanalizacyjne?
Zapobieganie wrastaniu korzeni drzew 
w przewody odwodnienia i kanalizacji
Wrastaniu korzeni drzew w przewody odwodnienia i kanalizacji można efektywnie zapobiec stosując trzy podstawowe środki oddziaływania: właściwe rozwiązania dotyczące gruntu, przemyślane zagospodarowanie terenu i prawidłowo montowane systemy rurowe.

• Rozwiązania dotyczące gruntu

Institut für Unterirdische Infrastruktur IKT (Instytut Infrastruktury Podziemnej) w Niemczech w odniesieniu do gruntu zaleca wdrożenie działań pasywnych i aktywnych. 
Działania pasywne obejmują np. wypełnienie wykopów wokół przewodów kanalizacyjnych gruntem w postaci płynnej, gdyż zapobiega to rozwojowi korzeni. 
Aktywne działania natomiast obejmują np. napowietrzenie gleby, doły do sadzenia i przecinki.

Napowietrzanie gleby (obraz z Flickr.com)

• Zagospodarowanie terenu 

Warto pamiętać o zachowaniu kontroli nad liczbą i lokalizacją sadzonych drzew oraz nad ich rodzajem. Należy przestrzegać minimalnych odległości nasadzeń od sieci kanalizacyjnych. W pobliżu trasy odwodnienia i kanalizacji) zawsze należy ograniczać liczbę sadzonych drzew. Wskazane jest, aby sadzić drzewa mniejsze (z płytkimi strukturami korzennymi). Większe drzewa należy utrzymywać jak najdalej od kanalizacji. Niektóre z najbardziej uciążliwych i szybko rosnących drzew, których należy unikać w pobliżu przewodów odwodnienia i kanalizacji to: klon, topola, brzoza, wierzba, wiąz, jesion i oliwnik wąskolistny.
Drzewa bezpieczne dla kanalizacji: 
Niektóre rośliny wiecznie zielone, takie jak cyprys oraz drzewa owocowe (np. wiśnia, śliwa i brzoskwinia) są mniejszym zagrożeniem dla przewodów kanalizacyjnych. 

Wiśnia japońska - jest drzewem "bezpiecznym dla kanalizacji" (obraz z Wikimedia Commons)

• Rury z tworzyw sztucznych – trafny wybór

Korzenie wędrują w poszukiwaniu wody. Jeśli zostaną pozostawione same sobie, mogą całkowicie zablokować przepływ ścieków wewnątrz przewodów kanalizacyjnych. Jeśli jednak przewody odwodnienia i kanalizacji są szczelne i w dobrym stanie, to nie są podatne na migrację korzeni. Odporne na korzenie złącza rur, takie jak rury z płaszczem (który zabezpiecza rurę) lub wykładanie wykopu rurowego panelami i folią - pomagają rozdzielić korzenie od bezpośredniego kontaktu z rurami. Ponadto, materiał rury odgrywa bardzo istotną rolę w kwestii wrastania korzeni. Tworzywowe rury z PCV-U (jak również z innych materiałów PP i PE) są wytrzymałe i trwałe, dlatego systemy rurowe firmy Wavin są popularnym i trafnym wyborem dla sieci odwadniania i kanalizacji. Są lekkie, szczelne, łatwe w montażu i utrzymaniu, a - przede wszystkim - nie pękają. Gdy rury kanalizacyjne pękają, korzenie przenikają do ich wnętrza i się w nim rozrastają .
 

fot: Rura Wavin X-Stream

 

Znana to prawda, że lepiej się zabezpieczyć niż później żałować.

Zatem, jeśli to możliwe, powinniśmy w przemyślany sposób prowadzić zagospodarowanie terenu i zarządzać nasadzeniami. 
Co do kanalizacji, są pewne znaki ostrzegawcze, które wskazują na powstawanie problemu. Zalanie piwnicy, bulgotanie w toalecie, regularne zatykanie się odpływów - to oznaki, że problem może być związany z korzeniami. Jeśli zauważysz takie objawy - zadzwoń po serwis(najlepiej przedsiębiorstwa wodociągowego lub zakładu komunalnego eksploatującego sieć), aby zdiagnozować problem i go usunąć w specjalistyczny sposób.
 
Aby otrzymać więcej informacji na temat tworzywowych systemów rurowych Wavin do odwodnienia i kanalizacji odwiedź nasze Centrum Wiedzy, gdzie znajdziesz najnowsze informacje i opisy różnych przypadków.