Mgr inŜ. in Ewa Kozłowska
Proekologiczne gospodarowanie wod opadową wodą w aspekcie architektury krajobrazu ZrównowaŜ ZrównowaŜone systemy drenaŜu (ZSD). Praca doktorska pod kierunkiem: dr hab.inŜ.arch. Ŝ.arch. Aliny Drapelli-Hermansdorfer, Drapelli prof. UP Wrocław
Kraków 2007
PUNKT WYJŚCIA: ZAGROśENIA
www.nowe-panstwo.pl
E. Kozłowska
E. Kozłowska
E. Kozłowska
E. Kozłowska
www.die-sachsen-kommen.de
Przyczyny zagroŜeń: Zaburzenia w cyklu hydrologicznym (Wynkoop, Jr S.E. (red.), 1999: Low-Impact Impact Development Design Strategies. An Integrated Design Approach) Approach
krajobraz naturalny lub słabo zurbanizowany
ewapotranspiracja 40% spływ 10% odpływ 25%
spływ 20% infiltracja odpływ 25% 21%
infiltracja 21%
nieprzepuszczalne 10-20%
naturalne pokrycie
krajobraz zurbanizowany
ewapotranspiracja 38%
ewapotranspiracja 35%
ewapotranspiracja 30%
spływ 30%
spływ 55%
odpływ 20%
infiltracja odpływ 15% 10%
nieprzepuszczalne 35-50% 35
infiltracja 5%
nieprzepuszczalne 75-100%
Szukanie rozwiązań wyrównawczych Na terenach zurbanizowanych naleŜy nale umoŜliwić:
wsiąkanie jak największej kszej ilości iloś wód w miejscu opadu
(powierzchnie przepuszczalne); odprowadzanie wód opadowych w miejsca wsiąkania wsi lub retencjonowania; gromadzenie (retencjonowanie) wód opadowych w zbiornikach otwartych lub zamkniętych, tych, a takŜe tak w organizmach roślin na terenach zieleni; ewapotranspirację wód opadowych w wybranych miejscach wsiąkania kania lub retencjonowania; oczyszczanie wód opadowych; wykorzystanie wód opadowych.
TEZA Współcześnie na kszta kształłtowanie krajobrazu miasta coraz większy wi wpływ wywiera proekologiczne
gospodarowanie gospodarowani e wodą wodą opadow opadową ą z zastosowaniem zrównowaŜonych Ŝonych systemów drenaŜu (ZSD). W krajobrazie wsi wpływ ten jest mniejszy ze względu du na znacznie mniejsze uszczelnienie powierzchni oraz obecność obecno tradycyjnych systemów melioracji. Prince George’s County
Inspiracje przyrodnicze
PAROWANIE
RETENCJA
INFILTRACJA
Naturalne elementy hydrologiczne
E. Kozłowska
K. Sobczak
K. Sobczak
Inspiracje kulturowe: Rzym
(wg British Museum) Museum
Inspiracje kulturowe: Chiny
(Drapella-Hermansdorfer Hermansdorfer A., 2001: Woda w sztuce ogrod贸w)
Urządzenia odprowadzające odprowadzają wody opadowe: rzygacze, rynny, kanały
M. Zienowicz
A. Drapella-Hermansdorfer Drapella
A. Drapella-Hermansdorfer
Urządzenia gromadzące ące wody opadowe - otwarte
(Santini L., 1998: Pompeje. Przewodnik z planem) planem
Urządzenia gromadzące ące wody opadowe - zamknięte
ElŜ ElŜbieta Przypkowska
www.nabataea.net
Urządzenia rozprowadzająco-gromadzące rozprowadzaj wody opadowe
A. Drapella-Hermansdorfer
A. Drapella-Hermansdorfer Drapella
A. Drapella-Hermansdorfer
Sucha kaskada do spływu wody opadowej - Kassel
(Drapella-Hermansdorfer Hermansdorfer A., 2001: Woda w sztuce ogrodów)
fontanna
Proekologiczne gospodarowanie wodą wod opadową ang. stormwater management, rainwater harvesting
oznacza zarz zarzą ądzanie śniegu) tak, aby:
spływami wód opadowych (deszczu, spł
zmniejszy zmniejszyć ć ich negatywne skutki w krajobrazie silnie przekształconym przez człowieka owieka (obniŜenie (obni poziomu wód gruntowych, zwiększone kszone ryzyko powodzi i podtapiania przez przeciąŜoną kanalizację deszczową), deszczow
zwi zwię ększy kszyć ć korzy korzyś ści dla środowiska przyrodniczego (lepsza kondycja roślin) ro i społ społecznego (moŜliwość wykorzystania dla celów bytowych, oszczędność oszcz wody pitnej), a w konsekwencji -
przywróci przywrócić ć równowag równowagę ę w bilansie wodnym krajobrazów przekształcanych canych przez człowieka. cz
ZrównowaŜone one systemy drenaŜu drena (ZSD) polska nazwa na podstawie brytyjskiego SUDS (sustainable ( urban drainage systems)
Systemy urządzeń umoŜliwiających cych zrównowa zrównowaŜŜon one e gospodarowanie gospodarowanie wodą wod ą opadow opadową ą w miejscu opadu, bez jej odprowadzania do kanalizacji deszczowej. Najczęściej kojarzą ze sobą sob 3 podstawowe typy działań, takich jak: odprowadzanie wód opadowych na miejsce wsiąkania, wsi retencjonowanie wód opadowych, infiltrację wód opadowych do gruntu. MoŜe im towarzyszyć sztucznie zwiększona zwię ewapotranspiracja, oczyszczanie oraz wykorzystanie wód opadowych. Wprowadzanie ZSD łączy się ze swego rodzaju „renaturyzacją” „ krajobrazów silnie przekształconych przez człowieka, owieka, stanowiąc stanowi nowe wyzwanie dla architektów krajobrazu.
ZrównowaŜone one systemy drenaŜu drena (ZSD)
EWAPOTRANSPIRACJA
urządzenia odprowadzające SPŁYW
urządzenia urz gromadz gromadzące RETENCJA
OCZYSZCZANIE
urządzenia do wsiąkania ąkania INFILTRACJA
WYKORZYSTANIE
OCZYSZCZANIE
Urządzenia dzenia gospodarowania wodą wod opadową ang. stormwater management techniques
Przez urządzenia dzenia w tej pracy rozumiane są: s
elementy architektoniczne - rynny, rzygacze, beczki, cysterny, kaskady, studnie chłonne itp.,
elementy krajobrazowe - muldy, niecki retencyjne, rowy chłonne, zielone dachy itp. zwią ązane z proekologiczną gospodarką wodami opadowymi i wchodzące ce w skład sk ZSD.
EWAPOTRANSPIRACJA
SPŁYW
RETENCJA
INFILTRACJA
Fot. A. Drapella-Hermansdorfer
EWAPOTRANSPIRACJA
SPŁYW
RETENCJA
INFILTRACJA
Fot. A. Drapella-Hermansdorfer E. Kozłowska
EWAPOTRANSPIRACJA
SPŁYW
RETENCJA
INFILTRACJA
Fot. A. Drapella-Hermansdorfer, Geiger, Dreiseitl, 1999, E. Kozłowska, www.gsd.harvard.edu www.seattle.gov
METODA PRACY STUDIA Z LITERATURY
BADANIA WŁASNE ANALIZY
Nowe tendencje w gospodarowaniu wodami opadowymi względy: ekologiczne ekonomiczne funkcjonalne prawne krajobrazowe
Zastosowanie ZSD w krajobrazie miasta poprzez: powierzchnie przepuszczalne wody otwarte wspomaganie przyrodnicze urządzenia dzenia towarzyszące WNIOSKI
Przykłady zastosowań
Architektura krajobrazu a kształtowanie ZSD szkolenia (planowanie i wykonywanie ZSD) wpływ na panoramę miasta i samopoczucie mieszkańców
Niezbędne aspekty wykonywania ZSD
ZAKRES PRACY
PRZEDMIOTOWY
realizacje krajobrazowe z wykorzystaniem ZSD w warunkach miejskich: budowa funkcjonowanie wkomponowanie w krajobraz miasta
CZASOWY
realizacje wykonane po roku 1992 (Agenda 21)
MATERIAŁ BADAWCZY
URZĄDZENIA KRAJOBRAZOWE podzielone ze względu na funkcję wykorzystywane w projektach ZSD
ROZWIĄZANIE ROZWI KOMPLEKSOWE zastosowanie ZSD w skali miasta na przykładzie Natural Drainage System w Seattle
ZAŁOśENIA ZINTEGROWANE 11 załoŜeń zrealizowanych w róŜnych typach krajobrazu (mieszkaniowym nowobudowanym, mieszkaniowym rewitalizowanym,uŜyteczn ości publicznej, przemysłowym, zieleni przyulicznej,zieleni parkowej)
2 załoŜenia polskie
PRZEGLĄD REALIZACJI
Proekologiczne gospodarowanie wodą wod opadową Zarządzanie dzanie zasobami wód opadowych to część cz zrównowaŜŜonej zrównowa ochrony zlewni. ZSD wprowadzano początkowo tkowo w ramach projektów eksperymentalnych, zanim pod koniec lat 90. nie zaczęto zacz ich wdraŜać poprzez miejskie, regionalne lub krajowe plany/programy gospodarowania wodą opadową, opadow zgodne z zasadami polityki zrównowaŜonego rozwoju.
SEATTLE, Natural Drainage System Program NDS polega na modernizacji fragmentów miasta zgodnie z zasadami proekologicznego gospodarowania wodą. wod Cele nadrzędne: wspomaganie ochrony przeciwpowodziowej, ochrona wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniami powodowanymi przez spływy opadowe, nadanie nowego wyglądu du ulicom i ciągom ci pieszym, wzięcie odpowiedzialności ci za zarz zarządzanie całym środowiskiem, wspomaganie miasta w dostosowywaniu się si do lokalnych, stanowych i narodowych standardów środowiskowych.
SEATTLE, Natural Drainage System Efekt końcowy:
infiltracja wód opadowych do gruntu, opóźnienie odpływu wód opadowych, oczyszczanie spływów za pomocą pomoc gleby i roślin, redukcja powierzchni nieprzepuszczalnych, zwiększenie udziału powierzchni pokrytych drzewami, wzrost bezpieczeństwa stwa tras pieszych. www.seattle.gov
www.seattle.gov/util/About SPU/Drainage SPU/Drainage_&_Sewer_System/Natural_Drainage_System/index.asp
www.seattle.gov/util/About SPU/Drainage SPU/Drainage_&_Sewer_System/Natural_Drainage_System/index.asp
zlewnia
cele zastosowane metody i urządzenia korzyści
dokumentacja fotograficzna
GELSENKIRCHEN, Küppersbusch ppersbusch Powierzchnia: 7,5 ha Wykonanie: 1994 – 1996 Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe
Elementy krajobrazowe: obniŜenie enie retencyjne porośnięte porośni trawą, z elementami spowalniającymi spływ system rynien i rur spustowych odprowadzających odprowadzaj wody opadowe do niecki Element centralny – niecka – kompozycyjnie spina dwie części cz osiedla, będącc terenem rekreacyjnym i odbiornikiem wód opadowych. WywyŜszenie wody za pomocą ą rynien symbolizuje czystość czysto i przeciwstawianie się zanieczyszczeniom.
GELSENKIRCHEN K端ppersbusch ppersbusch
www.szy-kow.de
BERLIN, Potsdamer Platz
Powierzchnia: 1,2 ha (woda) Wykonanie: 1997 - 1998 Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny usługowousługowo mieszkaniowe Elementy krajobrazowe: staw retencyjny obsadzony roślinnością kanały wodne z kaskadami i fontannami powierzchnie chłonne w nawierzchni oraz na dachach
BERLIN, Potsdamer Platz
BERLIN Potsdamer Platz
E. Kozłowska A. Drapella-Hermansdorfer
BERLIN, Marzahn-Hellersdorf Hellersdorf
Wykonanie: koniec lat 90. Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny mieszkaniowe Elementy krajobrazowe: stawy retencyjne o półnaturalnym charakterze obniŜenia retencyjne porośnię śnięte roślinnością Nawiązanie zanie do naturalnych terenów doliny rzeki Whule – powiązanie zanie krajobrazu zurbanizowanego z terenami otwartymi.
BERLIN Marzahn-Hellersdorf
http://home.arcor.de/limnologie/RHB/StudieRHB.htm
HANNOVER, Kronsberg Powierzchnia: ~ 260 ha Wykonanie: 1997 – 2000 (EXPO 2000) Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny usługowo-mieszkaniowe usługowo Elementy krajobrazowe: stawy retencyjne kanały wodne i suche potoki muldy chłonne wzdłuŜ ulic zielone dachy obiekty sztuki Zintegrowane załoŜenie enie krajobrazowe, gdzie system wodny jest czytelny w planie osiedla.
HANNOVER, Kronsberg
stan z roku 1994
Infiltracja 45%
tradycyjny system drenaŜ drenaŜu Infiltracja 25%
Spływ 2%
Ewapotranspiracja 53%
zastosowanie ZSD
Infiltracja 50%
Ewapotranspiracja Spływ 46% 29%
Spływ 3%
Ewapotranspiracja 47%
ZałoŜenie: enie: utrzymanie bilansu wodnego sprzed inwestycji Rezultat: zgodny z załoŜeniem Zastosowana konstrukcja: 11 km zrównowaŜonego zrównowa drenaŜu www.connectedcities.eu/downloads/guide/knsberg_vorwaerts_nach_weiter
HANNOVER Kronsberg
www.oekosiedlungen.de
MALMÖ,, Augustenborg Wykonanie: 1998 – 2002 Typ przedsięwzięcia: rewitalizacja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe
Elementy krajobrazowe: stawy retencyjne z roślinnoś linnością kanały wodne ogród botaniczny na dachach Spójna sieć odwadniająca ca na kształt naturalnej zlewni.
MALMĂ– MALM Augustenborg
A. Drapella-Hermansdorfer www.ekostaden.com
AUGUSTENBORG Ogr贸d Botaniczny
www.greenroofs.com www.flickr.com
OSLO, Fornebu Powierzchnia: 310 ha Wykonanie: 1998 - 2003 Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny mieszkaniowomieszkaniowo usługowe z terenami przemysłowymi Elementy krajobrazowe: stawy odstojnikowe rynny, kanały, rowy niecki retencyjne tereny bagienne Charakterystyczny układ ad przelewowy naśladuje na funkcjonowanie naturalnej zlewni, gdzie woda jest retencjonowana na poszczególnych etapach zanim dotrze do głównego wnego odbiornika.
OSLO Fornebu
BURNSVILLE, „Ogrody deszczowe” Wykonanie: 2002 – 2003 Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe
Elementy krajobrazowe: obniŜenia retencyjne z roślinnością ozdobną Jednolity system zagospodarowania ogródków przydomowych.
BURNSVILLE „Ogrody deszczowe”
LONDYN, Millenium Village Powierzchnia: 25 ha (2 etapy) Wykonanie: 1999 - 2007 Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny usługowo-mieszkaniowe usługowo Elementy krajobrazowe: staw retencyjny o półnaturalnym charakterze system kanałów, niecek i rowów Naturalistycznego charakteru załoŜeniu załoŜ dodaje roślinność szuwarowa oraz obecność ptaków wodnych.
ZrównowaŜony ony system gospodarowania wodą wod oprócz odzyskiwania wód opadowych ma na celu oszczędzanie oszcz wody pitnej.
A. Drapella-Hermansdorfer Drapella M. Zienowicz
LONDYN Millenium Village
PIASECZNO, RJR Tobacco Wykonanie: 1992 Typ przedsięwzięcia: modernizacja Typ krajobrazu: tereny przemysłowe
Elementy krajobrazowe: staw retencyjny roślinna oczyszczalnia ścieków fontanna przystosowana do odbioru wód opadowych Wieloetapowy system odprowadzania wód opadowych.
staw z fontanną
oczyszczalnia ścieków odbiornik wód deszczowych P. Wolski
PIASECZNO RJR Tobacco
SIECHNICE, „Błękitne” Powierzchnia: 1,5 ha Wykonanie: 2004 Typ przedsięwzięcia: nowa inwestycja Typ krajobrazu: tereny osiedlowe Elementy krajobrazowe: niecki retencyjne muldy chłonne
SIECHNICE „Błękitne”
E. Kozłowska
WNIOSKI Bez względu na skalę załoŜenia enia stosuje się si podobne typy urządzeń krajobrazowych, dopasowując c je do indywidualnego charakteru miejsca.
Elementy wchodzące ce w skład ZSD dzielą dziel się na: urządzenia dzenia podziemne, manifestujące manifestuj się w krajobrazie poprzez ukształtowanie terenu (muldy, niecki retencyjne) oraz szatę szat roślinną (pasaŜe roślinne, linne, ogrody deszczowe, sztuczne mokradła), urządzenia dzenia naziemne, manifestujące manifestuj się w krajobrazie jako quasi naturalna sieć wód otwartych (suche potoki, kanały, stawy itp.), fragmenty istniejącej cej sieci wód otwartych – końcowe odcinki ZSD (odbiorniki wód). Stosowanie ZSD w nowym budownictwie wiąŜe wi się często z kompleksowym, zrównowaŜonym onym podejściem podej do gospodarki wodnej (razem z oszczędzaniem dzaniem wody pitnej czy oczyszczaniem wody szarej) w ramach strategii lub programu.
WNIOSKI Układ zabudowy nowobudowanych osiedli podporządkowany podporz jest ogólnym załoŜeniom eniom krajobrazowym. Daje się si zauwaŜyć takie elementy jak:
zróŜnicowanie rzeźby by terenu na kształt sztucznej zlewni, meandrujące potoki, duŜe e akweny jako dominanty kompozycji przestrzennej, większe ksze skupiska zieleni ozdobnej o funkcjach wodochłonnych.
WNIOSKI W zabudowie rewitalizowanej urządzenia urz ZSD dopasowane są do istniejącego cego układu przestrzennego. Charakterystycznymi elementami są tu: otwarte urządzenia dzenia odprowadzające, odprowadzaj powiązane z układem komunikacyjnym np.: kanały wodne, niewielkich rozmiarów zbiorniki wodne o funkcji retencyjnej, zielone dachy i inne typy powierzchni chłonnych – odbiorników wód opadowych, ciekawe detale systemu wodnego – rzygacze, nietypowe rynny, rury spustowe, wpusty studzienek, kaskady itp.
WNIOSKI Istniejące ce przykłady zakładów przemysłowych RJR Tobacco oraz osiedla mieszkaniowego „Błękitne” ękitne” w Siechnicach potwierdzaj potwierdzają, Ŝe moŜliwe liwe jest planowanie i wykonywanie zrównowaŜonych zrównowa systemów drenaŜu takŜe w Polsce. zku z inwestycjami problemy i pytania Pojawiające się w związku udowadniają, Ŝe niezbędny dny jest rozwój nowej dziedziny oraz dopasowanie jej zakresu do warunków polskich.
Fot. Dreiseitl, Grau, Ludwig: „Planning, Building and Designing with WATERSCAPES”