Ugrás a tartalomhoz

Települési csapadékvíz gazdálkodás

Köles Péter (2011)

Szent István Egyetem

5. fejezet - Belterületi vízrendezés

5. fejezet - Belterületi vízrendezés

Bevezetés

A belterületi vízrendezés alapvető feladata a különböző forrásokból származó az önkormányzatok területére érkező felszíni, felszín alatti csapadékok rendezett összegyűjtése és elvezetése, a területhasználatból származó vizek elvezetésének megteremtése. A belterületén végzendő vízrendezési munkákat több, a települést jellemző körülmény határozza meg. Ilyen jellemző a település szerkezete, vízhálózata, hidrológiai viszonyai, lejtési viszonyok, talajtani adottságok, valamint a település szerkezete, beépítettsége. A belterületi vízrendezés során jelöljük ki többek között a vízrendezési művek vonalvezetését, a nyílt vagy zárt rendszerű árkok, csatornák kialakítását.

Ebben a tanulási egységben a belterületi vízrendezés feladataival kapcsolatos ismereteket tekintjük át.

A tanulási egység célja:

  • megismerni a belterületi vízrendezés feladatait,

  • megismerni a belterületi vízrendezési munkákat meghatározó települési jellemzőket,

  • megérteni az egyesített és az elválasztott rendszerű csatornahálózat közötti különbséget,

  • megtanulni belterületi vízrendezés tervezési munkaműveleteit,

  • megismerni a csapadékvíz gyűjtő és szállító rendszerrel szembeni követelményeket,

  • áttekinteni a témával kapcsolatos műtárgyak rendszerét,

A tanulási egység anyagának elsajátítását követően Ön képes lesz:

  • ismertetni a belterületi vízrendezés feladatait,

  • felsorolni a belterületi vízrendezési munkákat meghatározó települési jellemzőket,

  • vázlatrajzon bemutatni az egyesített és az elválasztott rendszerű csatornahálózat elvét,

  • ismertetni a csapadékvíz gyűjtő és szállító rendszerrel szembeni követelményeket,

5.1 Belterületi vízrendezés

A belterületi vízrendezés az önkormányzatok és a lakosság együttes feladata. Az önkormányzatok a lakosságtól, vállalkozásoktól beszedett adókból, valamint az államtól kapott költségvetési éves támogatásokból kell, hogy megoldják a belterületi vízrendezés problémáját. Több esetben jellemző, hogy az utcákban semmilyen módon nem gyűjtik a lehulló csapadékot, még út menti árkokban sem. A lakosságnak együtt kell működnie az önkormányzatokkal e kérdésben is és a rá háruló feladatokat el kell végeznie.

A településen lehulló csapadék sorsa a környezeti adottságoktól függően eltérő lehet. Amennyiben a talajvízszint mélyen fekszik, és a függőleges szivárgás gyors, a csapadékvíz szikkasztható. Ez nagyon kevés esetben fennálló lehetőség. Extrém csapadékhullások alkalmával, azonban az elszikkasztás csődöt mond, hiszen a csapadék elnyelése nem képes az összegyülekezéssel paralel működni. Ha a talajvíz magasabban van, illetve a talaj víznyelő, vízvezető képessége kisebb, a településen csapadékvíz elvezető rendszert terveznek.

A belterületi vízrendezés fő feladatai:

  • a csapadékvíz összegyűjtése, rendezett elvezetése,

  • a csapadékvíz összegyűjtéséhez elvezetéséhez szükséges létesítmények megépítése, karbantartása, fenntartása, és üzemeltetése.

A települések belterületén végzendő csapadékvíz gyűjtés, elvezetés vízrendezési munkáit több, a települést jellemző körülmény határozza meg. Ilyen a település:

  • szerkezete,

  • vízhálózata,

  • hidrológiai viszonyai,

  • lejtési viszonyok,

  • talajtani adottságok, hogy csak a fontosabbakat említsük.

A település szerkezete, beépítettsége, úthálózatának sűrűsége, lakosainak száma, a burkolt felületek nagysága, nagyban meghatározza a vízrendezési művek vonalvezetését, a nyílt vagy zárt rendszerű árkok, csatornák kialakítását. A sűrűn lakott, nagy felületű útburkolattal ellátott településeken a zárt csapadék gyűjtőrendszer rendszer kiépítése előnyös, míg a laza építésű, kisszámú épülettel, csekély burkolt felületnagysággal rendelkező „falusias vagy zöldövezetes településeken a nyílt, tájba illő vízelvezető árkok kialakítása javasolt. A tervező számára a település vízhálózata és körzetre jellemző hidrológiai viszonyok szolgálnak vízrendezési alapadatként, figyelembe véve az időszakos és az állandó vízfolyásokat, valamint a csapadékvíz elvezetésére szolgáló árkokat, zárt csatornákat.

Az említett belterületi, területi vízrendezési feladatok mellett ki kell emelni:

  • a települést veszélyeztető vízfolyások, és belvízcsatornák rendezését,

  • a talajvízszint káros megemelkedését gátló vagy csökkentő beavatkozásokat,

  • a külterületekről származó víz- és hordalékelöntés megelőzését,

  • az alápincézett és mozgásveszélyes területek védelmét szolgáló létesítmények megépítését.

A belterületek vízkár-események elleni hatékony védelme csak a térség, vízgazdálkodási egység – vízgyűjtő – komplex vizsgálata alapján meghatározott egyéb létesítmények, beavatkozások megvalósításával oldható meg.

Így biztosítani kell:

  • a belterületekről elvezetendő víz lefolyókba jutását a külterületi mederszakaszok kiépítésével, rekonstrukciójával;

  • a belterületi vízrendezési létesítmények tehermentesítését záportározók, árvízcsúcs-csökkentő tározók, megkerülő csatornák építésével;

  • az ár- és belvíz elleni védelmet körtöltések építésével;

  • a víz és hordalékelöntés elleni védelmet övárkok létesítésével és a települések feletti vízmosások megkötésével.

A belterületek egy részét a külvizektől övárok-rendszer védi. Erre nem minden településen illetve létesítmény esetében van szükség, de ahol a lejtésviszonyok (domborzat), vagy az egyéb környezeti tényezők (hidrológiai adottságok) szükségessé teszik, ott ezeket meg kell építeni. Egyéb, a belterület védelme szempontjából indokolt védelmi vagy vízelvezető rendszer is létesülhet – szűrőmezők, záportározók (5.1. ábra), átemelő műtárgyak- a lakosság élet és vagyonvédelme érdekében.

5.1 ábra. A belterületekről lefolyó vizeket befogadó záportározó

Az ábra jelölései:

Qbe = belépő vízhozam
Qki = kilépő vízhozam
ΔS = a tározás megváltozása
Δt = időlépcső

A települési vízgazdálkodásnak szervesen illeszkednie kell a térségi, illetve az országos vízgazdálkodás rendszerébe. A takarékos és átgondolt felhasználási alapelveknek itt is ugyanúgy kell érvényesülnie. A jövő integrált vízgazdálkodásában az anyagforgalmat a lehető legtöbb helyen körré kell zárni, azaz egy adott vízmennyiséget nem csak egyféle módon lehet felhasználni. A kaszkád elv szerint a vizet mindig a következő fokozat megkívánta tisztasági állapotba kell hozni, vagyis fokozatosan még több felhasználási módot is lehet alkalmazni az elszennyeződés után.

A másik ilyen elv az anyagforgalom körciklussá zárása, amely feltételezi, hogy az eddig egyutas vízhasználati módokat váltogatni lehet, a városi szennyvíz egy része például kijuttatható a földekre, a mezőgazdaságban megmaradt öntözővizet az ipar még hasznosítani tudja és az iparban is keletkezik olyan szennyvíz, amely tovább hasznosítható. Kiépítésük, karbantartásuk, felújításuk alapvető feladata az önkormányzatoknak, ugyanúgy, mint a helyi és térségi jelentőségű vízvédelmi rendszerek fejlesztése. A csatornázás hagyományos rendszerei az egyesített és az elválasztott hálózat.

A fejlesztések közül az egyik legfontosabb, a csapadékvíz és a lakossági szennyvízgyűjtő, elvezető rendszer különválasztása. Sok éven keresztül egyesített csatorna és csapadékvíz gyűjtő, elvezető rendszer létesült. A csatornázás technológiájának fejlesztésével és a környezetvédelmi szemlélet erősödésével az elválasztott rendszerű csapadékvíz- és kommunális szennyvízgyűjtés különvált. Az újonnan csatornázott, vagy csatornázandó településeken, település részeken már megoldható, sőt csak ezzel a szemlélettel valósítható meg. Az elválasztott rendszerű csapadékvíz-elvezető hálózat kiépítése, felújítása, fejlesztése, ezen belül: nyílt csapadékvíz elvezető rendszer, illetve belvíz elvezető hálózat építése mederkialakítással, helyreállítással, a műtárgyak átépítésével és helyreállításával együtt, valamint kizárólag különösen indokolt esetben zárt csapadékvíz elvezető rendszer építése.

Belterületet veszélyeztető vízfolyások lokális vízkár-elhárítási fejlesztései: (belterületen áthúzódó vízfolyások és csatornák, valamint a belterületről elvezetett csapadékvizeket befogadó vízfolyások és belvízelvezető csatornák)

A szennyvíz- és csapadékvíz-gazdálkodás fenntartható gyakorlatának elérése érdekében célszerű a különböző minőségű vizeknek a keletkezés helyén történő szétválasztása. Ez nem csupán javítja a tisztítás hatásfokát, de hatékonyabb újrahasznosítást is lehetővé tesz.

Egyesített rendszerű csatornahálózat (5.2 ábra) esetén a szennyvíz-tisztító telep túlterhelésének megelőzésére záporkiömlőket építenek be, mely higított szennyvizet bocsát be közvetlenül a befogadóba. Ennek a felszíni vízpótló szerepe pozitív, azonban a vízfolyás vízminőségére gyakorolt hatás negatív.

5.2. ábra. Egyesített rendszerű gravitációs csatornahálózat kialakítása

Az elválasztott rendszerű csatornahálózat (5.3. ábra) két egymástól független hálózatból áll, melyek közül a szennyvízcsatorna a települési szennyvizet, míg a csapadékcsatorna a település vízgyűjtőjére hullott csapadékvizet vezeti le. Ebben a rendszerben a csapadék felszíni vízbe vezethető, vagy későbbi hasznosításra tározható, illetve a szennyezettség mértékétől függően megtisztítható (pl. gyökérzónás tisztítással).

5.3 ábra. Elválasztott rendszerű csatornahálózat kialakítása

Az elválasztott csapadékvíz elvezető hálózat lehet nyílt felszínű vagy zárt rendszer. Ha a település beépítettsége megengedi, és illik a település összképébe, akkor nyílt felszínű rendszer is megfelelő, például trapéz szelvény kialakítással.

Zárt rendszerű csapadékvíz elvezetést sűrűn beépített, szűk közterületekkel kialakított településeken szoktak alkalmazni, általában kör vagy tojás alakú szelvénnyel, zömmel beton csövek és műtárgyak használatával. Bár a kistelepülések közterületein tökéletesen megoldható lenne a nyílt felszínű csapadékcsatorna kialakítása, a tervezés munkamenetének elsajátítása végett a feladatban elválasztott, zárt csatornarendszer tervezése a cél.

Elválasztott, zárt rendszerben a lehulló csapadékvíz a közlekedési létesítményeken (általában az úttest szélén) található víznyelőkön keresztül a csapadékvíz csatornába kerül. A csapadékvíz gyűjtőrendszer teljes mértékben gravitációsan juttatja el a csapadékvizet a befogadóhoz: mivel a csapadék szabálytalan időközönként, szélsőséges terhelések formájában jelenik meg a hálózatban, nem volna gazdaságos átemelőket vagy teljes mértékben nyomás alatti hálózatot üzemeltetni.

A gravitációsan összegyűjtött csapadékvíz tehát eljut a befogadóig, vagy tározóig ahol korszerű, környezettudatos tervezés esetén nem közvetlenül, hanem mechanikai tisztítás után kerül a település mellett található vízfolyásba vagy tóba.

Mind a nyomvonalra, mind a hidraulikai jellemzőkre vonatkozó követelmények hasonlóak a szennyvízhálózattal szemben támasztott igényekhez, és a méretezési folyamat is nagyban hasonlít arra, ezért a szakághoz tartozó fejezetekben tárgyalt ismeretek jó része ismerős lesz a korábbiakból.

A belterületi vízrendezés tervezési munkaműveletei:

  1. alap információk beszerzése (szintvonalas térképek, beépítés, a várható csapadékmennyiséget befolyásoló tényezők, nyomvonalas létesítményeket ábrázoló közüzemi térkép)

  2. vízgyűjtők lehatárolása,

  3. helyszínrajzi tervezés,

  4. méretezési pontok kiválasztása

  5. terhelések számítása,

  6. átmérők becslése,

  7. hidraulikai ellenőrzés,

  8. a hálózat tervezési jellemzőinek korrigálása az ellenőrzés eredményeinek függvényében,

  9. a végleges hálózat és a számítási eredmények ábrázolása.

A csapadékvíz szennyezettsége sokáig nem jelentett problémát, illetve a tervezők és a döntéshozók sokáig nem érezték ennek a jelentőségét. Ma már tudjuk, hogy az utakról lefolyó csapadékvizek, főleg az első áramlattal érkező mennyiség (first flush) jelentősen szennyezett nehézfémekkel és más szerves, vagy szervetlen, de mindenképpen szennyező anyagokkal, ami az élő vizekre is hatással van.

A csapadékvíz elvezető hálózat nyomvonaltervezésénél az a módszer, hogy a csapadékvizet csak gravitációs úton juttathatjuk el a hálózat befogadójáig. Mivel nem feltétlenül lehetséges egyetlen mélypontot kijelölni a tervezési területen, ahová mindenhonnan gravitációsan elvezethető a csapadékvíz, az elvezető hálózat végpontját több csapadékvíz tározó is jelentheti.