Przydomowe instalacje magazynowania i odzysku wody deszczowej

Woda to jeden z kluczowych zasobów naturalnych, warunkujących życie we wszechświecie, przynajmniej życie biologiczne, jakie do tej pory rozpoznała nauka. Ostatnie doniesienia NASA informują nas o odkryciu potężnych słonych jezior ukrytych pod powierzchnią marsjańskich czap lodowych – tam również może istnieć życie. Ale wróćmy na Ziemię.

Z wodą, zwłaszcza słodką, jest pewien problem. Zaczyna jej brakować, a dodatkowe dysproporcje w dostępie do czystej wody pitnej, potęgują globalne zmiany klimatyczne i dostęp do rozwiązań sanitarnych i technologii umożliwiających racjonalne gospodarowanie tym cennym zasobem. W Polsce coraz częściej zaczynamy się również borykać z okresowym brakiem dostępu do wody i, co może paradoksalne, z jej czasowym nadmiarem. I tu pojawia się kolejny bardzo kluczowy czynnik związany z gospodarowaniem wodami opadowymi. Jest nim stopień uszczelnienia powierzchni. Lubimy mieć wszystko wyasfaltowane lub pokryte betonem, ale czy takie upodobanie nie jest dla nas zgubne? Okazuje się, że często tak jest. Duże aglomeracje miejskie nie są w stanie sprostać wymaganiom jakie stawia przed nimi dość chwiejna przyszłość klimatyczna. Długotrwałe susze związane są coraz częściej z niedoborem wody, zakazami wykorzystywania wody sieciowej do nawadniania terenów zielonych. Beton i asfalt, oprócz tego, że tworzą nieprzepuszczalne dla wody bariery, generują również efekt wyspy ciepła. To sprawia, że temperatura powietrza w miastach jest często dużo wyższa, niż ta panująca na obszarach niezabudowanych, powietrze charakteryzuje się niższą wilgotnością i wyższą zawartością lotnych zanieczyszczeń i alergenów. Potęguje to również silniejsze parowanie wody z terenów zielonych, te zaś, pozbawione wody, zamieniają się w suche pustynie, a obumierająca wegetacja przestaje pełnić swoje funkcje ekosystemowe (m.in. generatora opadów – pyłki roślin oraz zarodniki grzybów i bakterie żyjące na blaszkach liściowych wysokich drzew stanowią jądra kondensacji i przyspieszają powstawanie chmur deszczowych). Mniej opadów, niedobory wody, długotrwałe susze, obumierająca roślinność – to wszystko sprawia, że gleba na terenach zurbanizowanych traci swoje zdolności do magazynowania wody. Potem przychodzą gwałtowne, krótkotrwałe nawałnice przynoszące intensywne opady, zasklepiona gleba nie przyjmuje nadmiaru deszczówki, tworzy się potężny odpływ powierzchniowy, którego systemy kanalizacji burzowej i ogólnospławnej nie są w stanie przyjąć. Konsekwencją są podtopienia, a co za tym idzie – zniszczenia i kosztowne naprawy. Tracimy przez to na poziomie ekologii, zdrowia publicznego, lokalnej i globalnej ekonomii. W pierwszy, większy projekt związany z upowszechnianiem tzw. dobrych praktyk w zarządzaniu wodą w mieście, zaangażowałem się będąc jeszcze nastolatkiem i uczniem liceum. To było 20 lat temu i nadal nie widzę pożądanych zmian systemowych. Zmian na dużą skalę, których tak bardzo potrzebujemy. Ale nie składajmy broni. Działajmy na każdym możliwym szczeblu organizacji naszego życia społecznego. Postawmy sobie zatem kilka pytań. W jaki racjonalny sposób sami możemy zarządzać deszczówką? Jakie są dostępne rozwiązania i technologie, z których możemy skorzystać? Jak je wdrażać w życiu codziennym? I czy przynoszą one oczekiwane skutki i zakładane oszczędności?

Po pierwsze: przewidujmy przyszłość i projektujmy z myślą o niej

Nie zrozumcie mnie źle. Nie chodzi o to, aby szukać pomocy u lokalnej wieszczki czy wróżbity. Wystarczy przeanalizować sobie minione lata pod kątem rozkładu opadów i poszukać ogólnego trendu, który będzie kształtował rozkład tych opadów w ciągu najbliższego dziesięciolecia. To wystarczy, aby zobaczyć że czeka nas bardzo burzliwa przygoda związana z zarządzaniem wodą. Zapotrzebowanie na wodę stale rośnie, zasobów, z których możemy łatwo korzystać, stale ubywa. Dotykają nas coraz dłuższe okresy suszy i coraz częstsze przypadki przerw w dostawie wody sieciowej. Z drugiej strony mamy równie często do czynienia z gwałtownymi, ulewnymi deszczami. W tym momencie mam dwie porady:

1. Problem jest często rozwiązaniem samym w sobie;
2. Make hay while the sun shines (Rób siano, gdy świeci słońce).

Logika podpowiada, że jeżeli wiem, że mogę mieć problem z brakiem wody (długotrwałe susze), to chyba powinienem zacząć ją gromadzić i magazynować wtedy, gdy jest jej w nadmiarze (ulewne deszcze). Do tego służą wszelkiego rodzaju techniki związane z magazynowaniem deszczówki.

Na Polskim rynku jest ogrom rozwiązań, z których możemy skorzystać. Już zaznaczę, że 200l beczka ustawiona pod rynną nie wystarczy. Skoncentrujmy się na rozwiązaniach, które pozwolą nam przetrwać długotrwałą suszę. Czy 200l deszczówki wystarczy, aby podlewać przydomowy ogród przez okres 3-5 tygodni suszy? Oczywiście nie i dlatego porzućmy ten romantyczny obrazek wody kapiącej do pięknej dębowej beczki. Zacznijmy liczyć. Kwantyfikacja naszego zużycia wody pozwoli nam na obliczenie wielkości magazynu, który będzie w stanie zabezpieczyć nas przynajmniej w 50% naszego zapotrzebowania na wodę. Dysponując rozsądną ilością środków pieniężnych jesteśmy w stanie zbudować przydomową instalację, która pozwoli na zgromadzenie zapasu wody na poziomie 6-7 m3.

Co mówią przepisy?

Przepisy i wymogi określające warunki przechwytywania i gromadzenia wody deszczowej są dosyć jednoznaczne. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie każde gospodarstwo domowe ma obowiązek odprowadzenia wód opadowych do kanalizacji deszczowej lub ogólnospławnej oraz możliwość odprowadzenia takiej wody również na teren własnej działki. W tym ostatnim przypadku pod żadnym pozorem nie dopuszcza się, aby nadmiar wody deszczowej odpływającej z nieprzepuszczalnych powierzchni naszej posesji przedostawał się na posesje sąsiednie lub na ulice. Odprowadzanie wody opadowej na obszary zielone jest oczywiście bardzo korzystne dla działki, ale w sytuacji, gdy zakrywamy duże powierzchnie wokół domów i innych budynków nawierzchniami utwardzonymi (asfalt, beton), wsiąkanie wody w glebę staje się utrudnione, a czasem nawet niemożliwe. Nadmiar wody to także ryzyko zawilgocenia fundamentów a nawet lokalnych podtopień.

W jaki sposób i do czego możemy wykorzystać wodę deszczową?

Woda przeznaczona na cele sanitarne oraz ta z przeznaczeniem do picia często pochodzą z tego samego źródła, czyli wodociągu. Realne potrzeby co do jakości obu tych zasobów są znacząco różne, a fakt, że stale borykamy się z deficytem wody pitnej, powinien dać nam do myślenia i skłonić do podjęcia określonych działań. Na poziomie poszczególnych gospodarstw domowych można wdrażać rozwiązania poprawiające tę sytuację. Zróżnicowanie źródła, z którego pozyskujemy wodę dla gospodarstwa domowego, może przynieść realne oszczędności na opłatach za wodę i ścieki, przyczynia się do oszczędzania cennych zasobów wody uzdatnionej do picia oraz pomaga zagospodarować wody opadowe.

Zewnętrzne i wewnętrzne wykorzystanie wody deszczowej

Oczywistym sposobem wykorzystania złapanej deszczówki jest podlewanie roślin w ogrodzie. W przypadku przedłużających się upałów miłośnicy ogrodnictwa potrafią nie szczędzić starań, aby utrzymać wypielęgnowane ogrody w nienagannej kondycji zużywając na cele nawadniania spore ilości wody, w tym tej pochodzącej z wodociągów. Mniej oczywiste zastosowania wody to mycie samochodów, czyszczenie nawierzchni utwardzonych wodą pod ciśnieniem, napełnianie oczek wodnych, stawów i basenów ogrodowych czy zasilanie kurtyn zamgławiających podczas silnych upałów. Myślę, że tę listę można jeszcze rozszerzyć o bardziej kreatywne pomysły. Wodę deszczową możemy także wykorzystywać we wnętrzach gospodarstw domowych chociażby do spłukiwania toalet, czy do prania. Ale dysponujemy również rozwiązaniami, które umożliwiają uzdatnienie deszczówki do jakości wody pitnej. Obie kategorie korzystania z deszczówki będą miały wpływ na wielkość i budowę instalacji do jej gromadzenia i uzdatniania.

Pod czy nad ziemią?

To częste pytanie, które zadają sobie inwestorzy podczas rozważania, gdzie umieścić zbiorniki do magazynowania dużych ilości wody opadowej. Oba rozwiązania mają swoje wady i zalety. Jeżeli zdecydujemy się na rozwiązanie bardziej popularne – zakopanie zbiorników pod powierzchnią ziemi – zyskamy na aspekcie wizualnym, ale stracimy na ekonomice takiego rozwiązania, ponieważ z góry narzuca ono konieczność korzystania z pomp pobierających energię elektryczną i generujących koszty eksploatacyjne. Dodatkowo umiejscowienie zbiorników pod ziemią utrudni wszelkie prace konserwacyjne, a w przypadku awarii zbiornika (np. pęknięcia, przebicia) narazi nas na jeszcze wyższe koszty. Mniej popularne ze względu na estetykę rozwiązanie umiejscowienia zbiornika nad ziemią, otwiera przed nami szereg ciekawych możliwości. Po pierwsze grawitacyjne rozprowadzanie wody po ogrodzie. Zbiornik umiejscowiony tak, aby przechwytywać wodę z dachów budynków, ale usytuowany na poziomie gruntu lub nawet kilkadziesiąt cm nad nim, pozwala na łatwe jego czyszczenie w przypadku nagromadzenia się osadów i wykorzystanie grawitacji do doprowadzenia wody w dowolny punkt terenu położonego poniżej odpływu zbiornika. To często pozwala na całkowitą rezygnację z pompy. Pamiętajmy o tym, że w przypadku usytuowania zbiornika nad ziemią, zawsze możemy go zgrabnie wkomponować w otoczenie dzięki roślinom pnącym.

Przede wszystkim prewencja

Warto też uwzględnić wszelkie możliwości wstępnego oczyszczania strumienia wody deszczowej z możliwie jak największej ilości zanieczyszczeń (liści, piasku, pyłu czy innej materii organicznej). Pomogą w tym grawitacyjne filtry koszowe, odpowiednio zabezpieczone rynny, systemy pierwszego spłukania (z ang. first flush diverters), ozonatory itd. Przy wzrastającym zanieczyszczeniu powietrza nie miejmy złudzeń… Woda deszczowa nie jest wodą pozbawioną zanieczyszczeń. Ponadto stopień jej zanieczyszczenia zależy również od rodzaju pokrycia dachowego i jego kondycji (złuszczająca się farba z blacho-dachówki też może być źródłem toksyn przedostających się do wody). Nie można też pominąć opadających na dachy liści oraz odchodów ptaków czy innych zwierząt (koty, kuny itp.). Lepiej wyłapać te zanieczyszczenia przed zbiornikiem, niż usuwać je z wody w nim zgromadzonej.

Deszczówka do picia

Największym wyzwaniem jest uzdatnianie wody deszczowej na cele konsumpcyjne. Ciekawe rozwiązania z obszaru ZRÓB TO SAM podpowiadają nam użytkownicy samowystarczalnych domów, często budowanych z odpadów, czyli tzw. Earthshipy. Zasadą funkcjonowania tych budynków jest całkowita samowystarczalność, w związku z czym wprowadzono do nich ciekawe rozwiązania dotyczące zaopatrywania mieszkańców w wodę. Podobne systemy można we własnym zakresie zainstalować w bardziej tradycyjnym budownictwie. Istnieje też wiele rozwiązań czekających na „sklepowych pułkach”. Moja osobista uwaga dotycząca wielu popularnych rozwiązań jest taka: większość dostępnych w sprzedaży systemów działa w oparciu o pompy, wymienne filtry, membrany filtrujące pod wpływem wysokiego ciśnienia i systemy dezynfekcji oparte na lampach UV. Wszystkie te rozwiązania są uzależnione od dostaw energii elektrycznej. Myśląc o możliwych nadchodzących kryzysach warto uwzględnić też rozwiązania, które mogą działać w sytuacjach zaniku prądu w sieci (np. awaryjne zasilanie z agregatu prądotwórczego, pozyskiwanie energii z fotowoltaiki lub innych rozwiązań typu OZE, wykorzystanie rozwiązań filtracji grawitacyjnej lub pomp ręcznych).

Czy magazynowanie i ponowne wykorzystanie deszczówki się opłaca?

W praktyce korzyści z gromadzenia deszczówki znacznie wykraczają poza korzyści finansowe. Deszczówka jest wodą miękką, a co za tym idzie nie ma szkodliwego wpływu na żywotność instalacji wodnej w domu i wielu sprzętów, które mogą być zasilane taką wodą (pralka, zmywarka itp.). Decydując się tylko na zasilanie zbiornika do spłukiwania toalety wodą opadową, możemy zaoszczędzić najwięcej, bo jak podają różne źródła, na ten cel w domowych gospodarstwach zużywamy między 25 a 30% wody (do gotowania zaledwie 3-5%). Dokładając do tego zużycie na sprzątanie, zyskujemy kolejne 30% zaoszczędzonej wody. Możemy również połączyć ponowne wykorzystanie deszczówki z systemami odzysku szarej wody, dzięki czemu zaoszczędzimy jeszcze więcej. Ważne jest to, aby wszystkie te rozwiązania przewidzieć na etapie projektowania elementów naszego najbliższego otoczenia (budynków, nawierzchni utwardzonych, terenów zielonych – np. przydomowych ogrodów deszczowych).

Powracając na zakończenie do szerszego kontekstu zarządzania wodami opadowymi  w miastach,  już samo zaprojektowanie nawierzchni utwardzonych w taki sposób, aby znajdowały się one kilkanaście cm wyżej niż okalające je obszary zielone (trawniki, zieleńce itp.), pozwoli na magazynowanie dużych ilości wód opadowych w krajobrazie. Przed nami zima, czyli okres walki z oblodzeniem i zalegającym śniegiem, a w konsekwencji zarządzanie wodami roztopowymi – w tym przypadku też warto wdrażać ekologiczne rozwiązania, np. rezygnacja z wykorzystania NaCl (chlorku sodu) do solenia ulic na rzecz mniej szkodliwego MgCl2 (chlorku magnezu).

Budowa przykładowego systemu do magazynowania deszczówki

Czysty dach i rynny to czysta woda deszczowa. Jeżeli myślicie o budowie własnego systemu do magazynowania wody opadowej, zacznijcie od uporządkowania sytuacji na dachu. W przypadku, gdy na wasz dach spadają liście drzew i przedostają się do rynien, warto je zabezpieczyć odpowiednimi siatkami ochronnymi. Innym rozwiązaniem jest zamontowanie separatora liści na pionowej rurze spustowej rynny. Jest to element, który pozwoli pozbyć się większych cząstek stałych z wody przed jej dostaniem się do zbiornika. Sam zbiornik będzie prawdopodobnie najbardziej kosztownym elementem całego systemu. Trzeba się liczyć z kosztem około 5 tys. zł za zbiornik o pojemności 4-5 m3. Jeżeli planujecie wykorzystywać wodę deszczową również w okresie zimowym (np. na potrzeby prania lub spłukiwania toalety), warto zainwestować w zbiornik podziemny lub dobrze izolowany zbiornik naziemny (z izolacją zapobiegającą zamarzaniu wody w okresie silnych mrozów). Innym sposobem, przyznam rzadko spotykanym, jest podłączenie niewielkiego kolektora słonecznego (tu najlepiej sprawdzą się próżniowe kolektory rurowe), którego zadaniem jest podgrzewanie wody zmagazynowanej w zbiorniku nadziemnym. Na wejściu do zbiornika można zainstalować dodatkowy kosz filtracyjny, który wyłapie pozostałe cząstki stałe ze strumienia wody. Rura doprowadzająca wodę do zbiornika powinna wchodzić do jego wnętrza, sięgać aż do dna, a przy dnie powinna być zakończona trójnikiem z dwiema rurami wywiniętymi nieco do góry. Ten fragment instalacji swoim kształtem przypomina kotwicę. Taki układ pozwoli na wytracenie energii wody, dzięki czemu osad, który zbierać się będzie na dnie zbiornika, nie zostanie poderwany i wymieszany ze zmagazynowaną, czystą wodą. Rura spustowa wody ze zbiornika również powinna być zaopatrzona w kolanko skierowane do góry, a pobór wody powinien zaczynać się w środkowej części zbiornika, tak, aby nie zasysać osadów z dna. Zbiornik powinien być wyposażony w rurę przelewową, która pozwoli na bezpieczne odprowadzenie nadmiaru wody tak, aby miejsce posadowienia zbiornika nie było podmywane w przypadku nawalnych opadów i przepełnienia instalacji. Pozwolę sobie jeszcze wrócić do kwestii osadu, który będzie zbierał się na dnie zbiornika oraz biofilmu pokrywającego po pewnym czasie wewnętrzne ścianki instalacji. Ten biofilm oraz osad tworzą mikroorganizmy rozwijające się w miejscach długiego stagnowania wody. Najnowsze badania z zakresu mikrobiologii donoszą, że żyjące w takich środowiskach mikroorganizmy bardzo skutecznie pochłaniają i hiperakumulują metale ciężkie oraz inne toksyny obecne w wodzie deszczowej. Zatem obecność osadu i biofilmu jest wysoce pożądana, a czas przetrzymywania wody w zbiorniku powinien wynosić minimum 3 tygodnie.

Na koniec jeszcze jedna ważna cecha dobrego systemy do gromadzenia deszczówki. Bardzo istotnym elementem są studzienki rewizyjne oraz włazy umożliwiające wejście do zbiornika, co pozwala na przeprowadzenie okresowej kontroli sprawności instalacji, czyszczenie z nadmiaru osadu i utrzymanie zbiornika w dobrym stanie sanitarno-technicznym. W zależności od tego, do czego będziemy wykorzystywać zmagazynowaną deszczówkę, taka podstawowa instalacja będzie wzbogacona o odpowiednie pompy, systemy uzdatniania wody, ozonatory, czy lampy UV, jeżeli będziemy chcieli taką wodę wykorzystywać do picia.

Autor: Łukasz Nowacki

Tekst powstał w ramach projektu „Hydrozagadka – jak wygrać z suszą?”