Betonowe powierzchnie – potrzebne są zmiany

Postępująca urbanizacja sprawia, że na terenach dotychczas zielonych i nieużytkowanych pojawia się coraz więcej betonowych powierzchni. Prowadzi to do zmian w klimacie lokalnym, zwiększenia konieczności odprowadzania wód opadowych oraz zaburzenia naturalnych procesów ekologicznych. W efekcie obszary te ulegają degradacji, wysychaniu i zanika na nich różnorodność gatunkowa. Dodatkowo nagrzane, szczelne nawierzchnie tworzą niekomfortowe warunki życia dla mieszkańców miast.

Rozwiązaniem tego problemu jest stosowanie materiałów i rozwiązań, które pozwalają wodzie opadowej wnikać w glebę. Takie rozwiązania zmniejszają obciążenie systemów odwadniających, takich jak kanalizacja czy rowy melioracyjne.

Betonowe powierzchnie a degradacja środowiska

Urbanizacja powoduje zastępowanie naturalnych, przepuszczalnych gleb powierzchniami szczelnymi, co znacząco zaburza obieg wody. Dawniej większość opadów wsiąkała w grunt, a jedynie niewielka część spływała powierzchniowo. Obecnie w miastach proporcje te są odwrotne. Podczas nawalnych deszczy tylko 20–60% wody trafia na tereny zielone. Nawet 80% szybko spływa po betonie i asfalcie, gromadząc się na ulicach. W tradycyjnych systemach odwodnienia woda ta trafia do kanalizacji i następnie do odbiorników praktycznie bez oczyszczania.

Powoduje to szereg negatywnych skutków. Przykładem kilku z nich może być obniżenie poziomu wód gruntowych, osuszanie gleby, degradacja roślinności. Zmiany w strukturze gruntu prowadzą do pękania budynków oraz rosnących kosztów rozbudowy kanalizacji. W rzekach natomiast obserwuje się zwiększone ryzyko powodzi i wzrost zanieczyszczeń spłukiwanych z powierzchni miasta.

Rozrastające się obszary uszczelnione wpływają również na lokalny klimat. Beton, asfalt i zabudowa szybko się nagrzewają. Ograniczone parowanie i utrudniona wymiana powietrza prowadzą do powstawania tzw. miejskiej wyspy ciepła. Oznacza to, że temperatura w miastach jest wyższa niż na terenach otaczających, często o kilka, a nawet kilkanaście stopni Celsjusza). Temperatura nad betonem czy asfaltem może latem przekraczać temperaturę nad trawnikiem o kilkanaście stopni.

Zmiana pokrycia terenu wpływa również na glebę i rośliny. Gleba pod warstwą betonu traci naturalną wilgotność, a brak możliwości wymiany powietrza ogranicza warunki dla korzeni. Badania pokazują, że drzewa rosnące na powierzchniach szczelnych mają krótszy okres wegetacji (o 2–4 tygodnie). Charakterystyczny jest również ich słabszy przyrost pędów oraz szybciej tracą liście. Obniża to ich zdolność do pełnienia funkcji filtrujących i regulujących mikroklimat.

Sposoby na wyeliminowanie betonowych powierzchni ze środowiska

Najbardziej pożądane są rozwiązania naśladujące naturalne procesy. To ze względu na to, że w najmniejszym stopniu ingerują one w ekologię i ograniczają konieczność odprowadzania wód kanałami. Odprowadzanie deszczu do gleby może odbywać się powierzchniowo lub podziemnie.

Zieleń miejska może pełnić funkcję obszarów infiltracji, nie tylko w zakresie zatrzymywania wody opadowej, czy zielonych dachów. Może ona również pełnić funkcję jej stopniowego oczyszczania i wspierania naturalnych procesów hydrologicznych. Najbardziej efektywne jest rozsączanie deszczu możliwie blisko miejsca, w którym spada – zanim dojdzie do jego wtórnego zanieczyszczenia.

Rozsączkowanie powierzchniowe umożliwiają m.in.:

Rozsączkowanie podziemne realizowane jest poprzez systemy infiltracyjne, takie jak:

Nawierzchnie drenujące – przepuszczalne zamiast powierzchni betonowych

Porowate nawierzchnie asfaltowe, zawierające 20–30% pustych przestrzeni, spełniają najważniejsze wymagania nowoczesnych dróg. Zwiększają komfort jazdy, poprawiają bezpieczeństwo i zmniejszają wpływ transportu na środowisko. Dzięki swojej strukturze ograniczają rozprysk wody, eliminują odbicia światła na mokrej powierzchni, częściowo redukują hałas oraz magazynują część wody opadowej.

W przeciwieństwie do tradycyjnych, całkowicie szczelnych nawierzchni, warstwy drenujące nie tylko przepuszczają wodę, lecz także umożliwiają jej naturalny obieg w podłożu. Otwarta, połączona sieć porów kieruje wodę w głąb konstrukcji lub na boki drogi, zapobiegając tworzeniu się błonki wodnej. Nawierzchnie te mogą zatrzymać niewielkie ilości deszczu – warstwa o grubości 4 cm i porowatości około 25% gromadzi ok. 10 mm opadu. Przy większych deszczach konieczne jest odpowiednie nachylenie oraz uszczelnienie niższej warstwy. Przepuszczalność i wentylacja podłoża sprzyjają również roślinom, ponieważ zapewniają im lepszy dostęp do wody i składników odżywczych. Systemy korzeniowe drzew mają dostęp do wody, co wpływa na poprawę mikroklimatu miejskiego. Z upływem czasu nawierzchnie drenujące mogą się zapychać, co wymaga regularnego czyszczenia. Jednocześnie intensywny ruch samochodowy częściowo zapobiega ich zatykaniu.

Przepuszczalne betony i asfalty charakteryzują się dużą porowatością, dzięki czemu efektywnie odprowadzają wodę. Konstrukcja materiału, dobór kruszywa oraz stosowanie cementu wysokiej klasy zapewniają odpowiednią wytrzymałość przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej przepuszczalności. Wadą tych materiałów jest mniejsza odporność na chlorki oraz możliwość odkształceń pod dużym obciążeniem. Jednak stosowanie dodatków napowietrzających znacząco poprawia odporność na mróz i sól drogową.

Zalety stosowania nawierzchni drenujących:

Ogrody deszczowe

Ogrody deszczowe to specjalnie zaprojektowane nasadzenia roślinne tworzone na odpowiednio przygotowanym podłożu. Ich zadaniem jest jak najefektywniejsze zatrzymywanie, filtrowanie i wykorzystanie wody opadowej w przestrzeni miejskiej. Takie ogrody mogą być zakładane bezpośrednio w gruncie. Najlepiej lokalizować je w naturalnych zagłębieniach terenu, w pobliżu kanalizacji burzowej lub przy samych powierzchniach utwardzonych.

Można je także tworzyć w skrzyniach albo w pojemnikach ustawionych na powierzchni gruntu. Wersja skrzyniowa jest łatwa do wykonania, jednocześnie pozwalając zagospodarować deszczówkę i ozdobić przestrzeń przy budynku. Ogród wykonany w gruncie jest jednak zazwyczaj tańszy w realizacji i lepiej wpisuje się w otoczenie.

Deszczówki z dachów czy utwardzonych nawierzchni nie trzeba kierować bezpośrednio do kanalizacji. Ogrody deszczowe pozwalają na jej stopniowe wchłanianie przez glebę i rośliny. Podczas infiltracji woda jest dodatkowo oczyszczana m.in. z metali ciężkich i pyłów. Dzieje się to dzięki systemom korzeniowym oraz warstwom filtracyjnym, takim jak keramzyt czy piasek.

Bibliografia:

• Mańkowska-Wróbel, L. 2014. Podstawowe problemy gospodarowania wodami opadowymi i roztopowymi na terenach zurbanizowanych. Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Pragmata Tes Oikonomias, 1(8), 209-220.
• Łachowski, W. 2020. Analiza zmian powierzchni nieprzepuszczalnych w badaniu suburbanizacji na przykładzie Poznania. Problemy Rozwoju Miast, 66, 45-58.
• Suchanek-Gabzdyl, E. 2023. Wpływ zastosowania muld chłonnych oraz powierzchni przepuszczalnych na ograniczenie spływu powierzchniowego. Instal.
• Falaciński, P., Szarek, Ł. M. 2019. Analiza pracy układu do retencji wody opadowej na terenie obiektu P+ R w Warszawie. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 28(3 (85)).
• Bzymek, B., & Jarosińska, E. 2012. Wpływ uszczelnienia powierzchni zlewni na odpływ wód deszczowych [The effect of surface seal catchment on the size of storm water runoff]. Czasopismo Techniczne, Środowisko, 109(1-Ś), 41-57.
• Czerniakowski, Z. W., Gargała-Polar, M. 2020. Ogrody deszczowe jako sposób retardacji strat wody opadowej w terenach zieleni miejskiej.
• Suchocka, M., Siedlecka, M. 2017. Roślinność jako ważny element systemu gospodarowania wodami opadowymi na terenach miejskich. Drogownictwo, (7-8), 236-243.
• Stec, A., Dziopak, J. 2017. Woda deszczowa w architekturze krajobrazu nowoczesnych miast. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, 64(3/II), 315-333.