Τεχνικές Βέλτιστης Διαχείρισης αστικών απορροών ομβρίων υδάτων

άρθρο του Γιάννη Γεωργάκη, Διπλ. Αγρονόμος Τοπογράφος Μηχανικός ΑΠΘ, Υπεύθυνος Μελετών Έργων Υποδομής της
«Γεωμελετητικής ΕΤΕ -Γεωπληροφορική & Έργα Υποδομής», μέλος του Ομίλου «Σαμαράς & Συνεργάτες»

Τα τελευταία χρόνια η έντονη αστικοποίηση έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του όγκου των ομβρίων υδάτων με αποτέλεσμα την ανεπάρκεια των υφιστάμενων δικτύων να ανταπεξέλθουν. Ως εκ τούτου τα ύδατα υπερχειλίζουν και απορρέουν επιφανειακά γεγονός που σε συνδυασμό με την ελλιπή συντήρηση των φυσικών αποδεκτών οδηγεί στο να κατακλύζονται αστικοί δρόμοι, ακόμα και ιδιοκτησίες. Αυτό δημιουργεί καταστρεπτικές συνέπειες στο δομημένο χώρο, που πλέον όχι σπάνια οδηγεί δυστυχώς, ακόμα, και σε απώλειες ανθρώπινων ζωών.

Γενικά

Η απορροή των ομβρίων υδάτων είναι βροχή ή τήξη της χιονόπτωσης και του χαλαζιού που διασχίζει την επιφάνεια της γης και καταλήγει μέσω ρεμάτων – ποταμών σε λίμνες ή θάλασσες. Σε φυσικές περιοχές, από το νερό που φθάνει στην επιφάνεια του εδάφους ένα μέρος συγκρατείται από τη βλάστηση και εξατμίζεται ή διαπνέεται από τα φυτά (ο συνδυασμός των οποίων ονομάζεται εξατμισοδιαπνοή), ένα άλλο μέρος διηθείται εντός του εδάφους και τέλος ένα τρίτο μέρος απορρέει επιφανειακά. Στις αστικοποιημένες περιοχές με πιο αδιαπέραστες επιφάνειες, δημιουργούνται μεγαλύτεροι όγκοι ομβρίων υδάτων που απορρέουν επιφανειακά σε σχέση με τους όγκους διήθησης και εξατμισοδιαπνοής.

Η αστικοποίηση, με την εκτεταμένη αύξηση των αδιαπέρατων επιφανειών, μπορεί να επιφέρει ανεπιθύμητες αλλαγές στα υδρολογικά δεδομένα, στα υδραυλικά και στα φυσικά χαρακτηριστικά των υδατορρεμάτων, αλλά και στα υδατικά και χερσαία οικοσυστήματα, στη δομή των ενδιαιτημάτων και τη βιοποικιλότητα, όπως και μεταβολές στην ποιότητα του νερού των υδάτινων σωμάτων. Συγκεκριμένα, η ύπαρξη αδιαπέρατων επιφανειών προκαλεί ελάττωση του ποσότητας του νερού της βροχής που διεισδύει στο έδαφος και αύξηση της ποσότητας του νερού που απορρέει.

Η απορροή που δημιουργείται, συμπαρασύρει τους ρύπους της ατμόσφαιρας και άλλους ρύπους, που έχουν επικαθίσει στις αδιαπέρατες επιφάνειες του αστικού περιβάλλοντος (οδοί, δρόμοι, χώροι στάθμευσης, στέγες). Το είδος αυτών των ρύπων είναι σε πολλές περιπτώσεις παρόμοιο ή και μεγαλύτερο από αυτό των αποβλήτων των δικτύων αποχέτευσης.

Οι συνέπειες από τις διαδικασίες αυτές δεν είναι μόνο η μεταβολή των υδρολογικών χαρακτηριστικών της ευρύτερης περιοχής, αλλά και η μεταβολή των χημικών και των βιολογικών χαρακτηριστικών των υδάτινων αποδεκτών, στους οποίους καταλήγουν οι αστικές απορροές.

Η μετατροπή του φυσικού υδρολογικού καθεστώτος από μια κατάσταση στην οποία κυριαρχεί η διήθηση σε μια κατάσταση που κυριαρχεί η επιφανειακή απορροή που προέρχεται από μια αστικοποιημένη λεκάνη απορροής μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην υδρολογία των ποταμών και των ρεμάτων. Σ

τις επιπτώσεις αυτές περιλαμβάνονται τα εξής:

• Μεγαλύτερος όγκος απορροών από τις αδιαπέρατες επιφάνειες.
• Μεγαλύτερη συχνότητα επανάληψης πλημμυρικών φαινομένων.
• Λιγότερη χρονική υστέρηση των βροχοπτώσεων, της απορροής και της ανταπόκρισης της ροής των υδατορρεμάτων.
• Μεγαλύτερη εκροή αιχμής για ένα δεδομένου μεγέθους περιστατικό βροχόπτωσης.
• Μεγαλύτερο πλάτος κοίτης.
• Μεγαλύτερη διάρκεια των υψηλών εκροών κατά τη διάρκεια των περιστατικών βροχόπτωσης.
• Πιο γρήγορη ύφεση των εκροών αιχμής.
• Μείωση της βασικής ροής σε ξηρές και υγρές περιόδους.
• Μείωση εμπλουτισμού των υπόγειων υδάτων.
• Μεγαλύτερη διακύμανση της στάθμης των υδάτων των υγροτόπων.

Η διαχείριση των ομβρίων υδάτων των αστικών περιοχών, πραγματοποιείται μέσω δικτύων αποχέτευσης (χωριστικά ή παντορροϊκά). Τα τελευταία χρόνια, οι αστικές περιοχές (βιομηχανικές και οικιστικές) υιοθέτησαν το χωριστικό σύστημα αποχέτευσης, του οποίου ο στόχος είναι η απομάκρυνση των όμβριων από μια αστική επιφάνεια και η παροχέτευσή τους σε έναν κατάλληλο υδάτινο αποδέκτη με έναν ασφαλή και οικονομικό τρόπο, χωρίς όμως επεξεργασία.

Έλεγχος στην πηγή

Με τον όρο «Έλεγχος στην πηγή» εννοούμε όλες τις μορφές της αποχέτευσης, που περιορίζουν τις απορροές των ομβρίων στην πηγή ή κοντά σε αυτή. Οι πρακτικές ελέγχου πηγής έχουν να κάνουν με τη μείωση της ποσότητας της απορροής και τον περιορισμό των ρύπων στην πηγή τους. Σύμφωνα με την EPA (1999) Βέλτιστη Πρακτική Διαχείρισης (Best Management Practice – BMP) είναι μια τεχνική, ένα μέτρο ή ένα δομικό έργο, που χρησιμοποιείται για δεδομένες συνθήκες για τη διαχείριση της ποσότητας και την βελτίωση της ποιότητας των απορροών ομβρίων κατά τον πιο οικονομικά αποδοτικό τρόπο.

Οι όροι, που κατά κύριο λόγο, χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο στην πηγή είναι:

• Πρακτικές Βέλτιστης Διαχείρισης (Best Management Practices-BMPs) και
• Βιώσιμα Συστήματα Αποχέτευσης (Sustainable Drainage Systems-SUDS).

Γενικά, υπάρχουν δύο τύποι BMPs που χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση της ρύπανσης από τις απορροές ομβρίων των αστικών απορροών:
α. Οι δομικές BMPs (structural), οι οποίες αφορούν τη φυσική κατασκευή ενός συστήματος διαχείρισης αστικών απορροών και
β. οι μη-δομικές BMPs (non-structural), οι οποίες αφορούν την εισαγωγή μιας νέας πρακτικής διαχείρισης ή την τροποποίηση μιας υπάρχουσας.

Μη-δομικές BMPs

Σκοπός των δομικών BMPs είναι η παγίδευση των απορροών με φυσικό τρόπο μέχρις ότου οι ρύποι να κατακαθίσουν ή να φιλτραριστούν από τις υφιστάμενες εδαφικές διαστρώσεις. Οι βασικοί μηχανισμοί αφαίρεσης των ρύπων με τις τεχνικές αυτές είναι η καθίζηση με βαρύτητα, η διήθηση των διαλυτών θρεπτικών ουσιών διαμέσου του εδάφους ή με ειδικά φίλτρα ή με χημικές και βιολογικές διεργασίες. Γενικά, οι δομικές BMPs μπορούν να θεωρηθούν ως τα μέτρα που επιβραδύνουν, κατακρατούν ή απορροφούν τους ρύπους που παρασύρονται και μεταφέρονται με τις απορροές ομβρίων.

Στη συνέχεια παρουσιάζονται χαρακτηριστικά δομικά BMPs, σύμφωνα με το πρόγραμμα DayWater:

• Τάφροι στράγγισης με φίλτρο (filter drains)
• Πορώδης άσφαλτος (porous asphalt)
• Πορώδης επίστρωση (porous paving)
• Δεξαμενή καθίζησης (sedimentation tank)
• Λωρίδες με φυτικά φίλτρα (filter strips)
• Τάφροι με βλάστηση (grass swales)
• Ξηρά φρεάτια διήθησης (soakaways)
• Τάφροι διήθησης (infiltration trench)
• Λεκάνες διήθησης (infiltration basin),
• Λεκάνες συγκράτησης (λεκάνες εξισορρόπησης) (retention ponds)
• Λεκάνες εκτεταμένης συγκράτησης (extended detention ponds)
• Λιμνοδεξαμενές (laggons)
• Τεχνητοί υγρότοποι (construsted wetlands)
• Συνδυαστικά συστήματα (combined system)

Με τις μη-δομικές τεχνικές βέλτιστης διαχείρισης (non-structural BMPs), που θεωρούνται διορθωτικά μέσα για την αντιμετώπιση των υπαρχόντων και των μελλοντικών προβλημάτων από τις απορροές, επιδιώκεται η μείωση της αρχικής συγκέντρωσης και της συσσώρευσης των ρύπων στις απορροές. Οι μη-δομικές τεχνικές δεν περιλαμβάνουν μόνιμες εγκαταστάσεις και λειτουργούν συνήθως μέσω εθνικών κανονισμών (π.χ. προγραμματισμός και περιβαλλοντικοί νόμοι).

Ακολουθούν χαρακτηριστικά μη-δομικά BMPs, σύμφωνα με το πρόγραμμα DayWater:

• Καθαρισμός οδών Συχνότητα καθαρισμού, τύπος του εξοπλισμού καθαριότητας
• Μείωση της χρήσης ρυπογόνων ουσιών Τύπος και συχνότητα της χρήσης π.χ. φυτοφαρμάκων
• Διαχείριση χιονιού Διαίρεση σε ζώνες χιονιού σύμφωνα με το ρυπαντικό φορτίο
• Πρακτικές εκπαίδευσης Αύξηση δημόσιας ευαισθητοποίησης από π.χ. έλεγχο των απορριμάτων
• Πρακτικές διαχείρισης ρουτίνας Συχνότητα π.χ. της κοπής του χόρτου και της αφαίρεσης ιζημάτων
• Έλεγχος της ανάπτυξης αδιαπέρατων επιφανειών Εκτίμηση της ισορροπίας μεταξύ των στεγανών και διαπερατών περιοχών κατά τη διάρκεια του προγραμματισμού και της ανάπτυξης
• Τεχνικές πρόληψης πλημμυρών Καθορισμός προτεραιοτήτων της διαχείρισης των
• αστικών απορροών στα αρχικά στάδια του προγραμματισμού και της ανάπτυξης