Aby tworzyć odporne i przyjazne dla środowiska miasta przyszłości, konieczne jest przyjęcie holistycznego podejścia w inżynierii wodnej, uwzględniającego aspekty ekologiczne i społeczne. W artykule przedstawiono współczesne metody retencji wody w miastach, podkreślając znaczenie zrównoważonego rozwoju oraz innowacyjnych technologii. Zwrócono uwagę na modelowanie matematyczne w projektowaniu systemów retencyjnych, wskazując na konieczność przechodzenia od metod uproszczonych do precyzyjnych modeli probabilistycznych, uwzględniających zróżnicowanie opadów w czasie i przestrzeni. Podkreślono także wagę korzystania z zaawansowanych narzędzi komputerowych i platform symulacyjnych.
Współczesne miasta stają przed coraz większymi wyzwaniami w kontekście rozwoju urbanizacji i zmian klimatu. Postęp cywilizacyjny oraz zmiana oczekiwań społecznych sprawiają, że ludzie chcą mieszkać blisko wody i zieleni, jednocześnie nie rezygnując z przywilejów nowoczesnego miasta. Z tych względów odwodnienie terenów miejskich nie może w dalszym ciągu opierać się jedynie na zwiększaniu przepustowości kanalizacji deszczowej. Należy poprawiać elastyczność istniejących systemów i ich współpracę z rozwiązaniami zrównoważonymi, wchodzącymi w skład tzw. zielono-niebieskiej infrastruktury.
Nowoczesne systemy powinny spełniać funkcje obejmujące lokalną retencję wód opadowych, czasowe jej magazynowanie połączone z infiltracją do gruntu, a także możliwościami wykorzystania wody deszczowej, np. do celów gospodarczych, zarówno w okresie suszy, jak i podczas nawalnych opadów.
>> Optymalne retencjonowanie wód opadowych. Zbiorniki otwarte i podziemne oraz retencja rurowa
>> Jak zbudować odporność polskich miast na zmiany klimatu?
>> Retencjonowanie wody z wykorzystaniem dachów zielonych
>> Wody deszczowe w kontekście rozwoju terenów zurbanizowanych
Fot. © Ajax9 – stock.adobe.com
Na czym polega retencja?
W odniesieniu do środowiska wodnego retencja oznacza tymczasowe zatrzymanie, zgromadzenie wody. Najczęściej z retencjonowaniem wody kojarzą się ogromne zbiorniki utworzone przez przegrodzenie doliny rzeki stopniem wodnym – zaporą. Tego rodzaju obiekty nie mają jednak zastosowania w zlewniach zurbanizowanych.
Zlewnię zurbanizowaną można zdefiniować jako obszar, na którym teren został w istotny sposób poddany działalności antropogenicznej, na skutek czego pojawiły się zmiany w charakterze tej zlewni [1]. Inna definicja, bardziej ogólna, mówi o tym, że w zlewni zurbanizowanej istotny jest udział powierzchni nieprzepuszczalnych. W tym kontekście można wywnioskować, że retencja miejska rządzi się nieco innymi regułami niż klasyczna.
Istota procesów pozostaje niezmienna, jednak specyfika obszaru miejskiego, w sensie zagospodarowania terenu, wymaga nieco innego podejścia. Wszystkie działania dotyczące stworzenia systemu przejmowania i zagospodarowania wód opadowych wraz z niezbędną infrastrukturą na terenach zurbanizowanych określa się mianem hydrotechniki miejskiej.
Podstawowym, matematycznym ujęciem procesów zachodzących w zlewni w kontekście obiegu wody jest równanie chwilowego bilansu wodnego. Całkowita ilość wody, która znajdzie się w zlewni na skutek jakiegoś epizodu opadowego, podlega wielu zjawiskom. Część wody zostaje zużyta na intercepcję (zatrzymywanie wody na powierzchni roślin), część na ewapotranspirację (odparowanie wody do atmosfery), inna część na infiltrację (wnikanie wody w grunt), kolejna na retencję, a pozostała odpływa ze zlewni. To właśnie retencja jest etapem, który można najłatwiej modyfikować w celu ograniczenia odpływu ze zlewni. Jest to o tyle istotne, że wspomaga łagodzenie niekorzystnych zmian klimatu obserwowanych w ostatnich latach.
W dalszej części artykułu:
Na czym polega retencja?
Ewolucja postaw w projektowaniu
Nowoczesne metody obliczeniowe
Cały artykuł dostępny jest w numerze 4/2025 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.
Anna Sosnowska
Politechnika Warszawska, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Paweł Falaciński
Politechnika Warszawska, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Literatura
1. K. Weinerowska-Bords, Wpływ uproszczeń na obliczanie spływu deszczowego w zlewni zurbanizowanej, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2010.
