Kilka słów o opadach i zależnościach. I o tym, że woda nie płynie pod górę.

Wprowadzenie

Powodzie i podtopienia występują, jak każdy wie, wtedy gdy spadnie w krótkim czasie ogromna ilość wody, która w przypadku terenów zurbanizowanych nie ma gdzie wsiąkać (infiltrować) i spływa z dachów, podjazdów, dróg do sieci rowów melioracyjnych, zasila oczka wodne, stawy – jeśli są, aby w końcu po czasie, którego wielkość zależy od nachylenia terenu i ilości wody dotrzeć do rzek, a później do Morza Bałtyckiego. Podtopienia, same z siebie nie występują w lasach, na terenach zielonych, które są porośnięte roślinnością, chyba ze z brzegów wystąpi lokalna, rzeka, strumień czy rów melioracyjny i woda spływa z okolicznych tereny.

fot. Zalany Las Młochowski, 2011r., zdjęcie archiwalne

Obszary zadrzewione, zakrzaczone jak lasy, parki i łąki mają mały współczynnik spływu – to znaczy, że  z całego deszczu, który na nie spadnie, zdecydowana większość wody wsiąka w glebę. Dla przykładu na każde 100 litrów wody deszczowej, z lasu i parku wypłynie średnio do 10 litrów, z zielonego ogrodu, gdzie rosną rośliny a trawnik nie jest głównym jego elementem od 10 do 15 litrów wody, z boisk sportowych i terenów rekreacji ok 25 litrów. Z dróg i podjazdów odpływa od 70 do 90 litrów na każde 100, które spadnie. Z dachów spływa nawet cały opad.

Ta zależność występuję także dla większych obszarów – części zlewni, gdzie dla miejscowości o charakterze Podkowy Leśnej przyjmuje się wskaźnik odpływu od 0,25 do 0,35. Generalnie, czym mniejsze są działki i czym więcej jest domów, tym w czasie deszczu spływa więcej wody. Tym też jej więcej spływa, im bardziej intensywny jest deszcz, który pada i czym większe jest nachylenie terenu.

Dlatego projektowanie urządzeń przeciwdziałającym powodziom nastręcza tak wielu kłopotów projektantom, a i trzeba pamiętać, że deszcz tak zwany 100 letni to deszcz o najwyższym natężeniu z okresu ostatnich 100 lat, a nie wielkość, którą można zaplanować.

Woda deszczowa gdzieś musi znaleźć dla siebie miejsce – normalnie spływa do rowów przy drogach, później do rowów zbiorczych, rzeczek, rzek i w końcu do morza. Po drodze przepływa pod drogami, torami kolejowymi i innymi obiektami, na których montuje się przepusty. Przepusty mają swoją wielkość, czyli wiemy jaką największą ilość wody są w stanie przepuścić. W przypadku, kiedy wody jest więcej, ta wylewa się ponad koronę rowów i rzek zalewając okoliczne tereny i mamy do czynienia z sytuacją nazywaną powodzią lub lokalnymi podtopieniami. Gdy terenem zalanym jest łąka, las i inny teren zielony nieużytkowy nie ma problemu. Woda rozlewa się na dużym obszarze powoli infiltrując do głębszych warstw i zasila zasoby wód podziemnych. Znaczna ilość wody w okresie wegetacji roślin paruje. Jednak gdy do zalania dochodzi na terenach zurbanizowanych, mamy do czynienia z realnymi stratami materialnymi.

Jak to wygląda w Podkowie?

Przepustem, który ma największą średnicę w Podkowie Leśnej jest pod ulicą Irysową (na jednym z dwu prowadzących wody opadowe z południa rowów).

fot. Przepust na ul. Irysowej. Widoczna linia zalania dwie godziny wcześniej 15.10.2020

Bez uwzględniania strat, współczynnika chropowatości, prędkości wody, obwodu zwilżonego itd. przepłynie przez niego 2,26 m³ wody, czyli więcej niż może się pomieścić wody w rowie melioracyjnym RS-11. Nasz rów zresztą ma różną przepustowość na swojej długości od mniej więcej 1,2-1,35 m³ na przeważającej długości do momentami 1,7 m³. Przepust pod ulicą Sasanek jak i ten pod stawem mają zdolność przepuszczenia 1,57 m³.

fot. Rów na posesji przy ul. Storczyków

Pod ulicą Storczyków to 1.00 m³, Kwiatową i Parkową 1,27 m³. Na jednej z posesji pracuje na długości 42 metrów jeden przepust z możliwościami na poziomie ok. 0,9 m³. Stare betonowe przepusty (już  rozebrane) w stawie miały te parametry na poziomie 1,35 m³ i 1,5 m³. Jak wynika z prostych matematycznych przeliczeń, nowy przepust pod stawem może zmieścić więcej wody niż stary. Wszystkie przedstawione dane nie uwzględniają prędkości wody płynącej w rowie, ona też ma znaczenie.

fot. Wlot do stawu w Parku Miejskim

Dodatkowo dno przepustu na ulicy Irysowej jest o 55 cm wyżej niż dno przepustów pod stawem. Nasz rów przebiegający przez Park i Podkowę Leśną w obecnej lokalizacji został wykopany w okolicach roku 1887. Na odcinku od ulicy Irysowej do torów kolejki WKD prawie nie ma spadku – to zaledwie 0,8‰, podczas gdy na terenie Żółwina i Owczarni oraz Tereni do granic naszego miasta to 2%. Spadek ma tutaj ogromne znaczenie, wody opadowe na południe od naszego miasta płyną dużo szybciej i w czasie deszczu o większym natężeniu i długo padającym docierają bardzo szybko do przepustu na ulicy Irysowej, który w czwartek rano 15 października był całkowicie pod wodą. Aby uzmysłowić sobie znaczenie tej zależności proszę sobie wyobrazić, że woda zgromadzona w rowie Rs-11 na odcinku tylko pomiędzy ulicą Sasanek i Storczyków ważyć może ponad 300 ton! To są 3 składy kolejki WKD! I ta masa płynie z prędkością  dochodzącą do 20 km na godzinę. Woda to żywioł, a hydrologia,  melioracje i retencja to wiedza i najlepiej jak tę wiedzę o sposobie jej zagospodarowania i budowy czerpie się od fachowców i ekspertów.

Tylko ostatnio przeprowadzony remont Irysowej, ułożenie nawierzchni na wyższej rzędnej zatrzymało wodę, która rozlewała się na okolicznych łąkach. Podobna sytuacja do obecnej, tylko dużo bardziej tragiczna w skutkach miała miejsce w roku 2012.

fot. Ulica Irysowa, 2012 r. zdjęcie archiwalne

W 1997 roku, w okresie zimy doszło do jeszcze większej lokalnej powodzi. Wtedy woda przez kilka dni płynęła nie tylko rowami, ale nad koronami nawierzchni ulic Sasanek, Kwiatowej i Parkowej, zalewając na szerokości ok 100 m wszystkie posesje i duży obszar parku z Pałacykiem.

Ten przepust powstrzymuje częściowo ponadnormatywną falę powodziową blokując jej wdarcie się do Podkowy, ale zalewa wtedy wszystkie działki w okolicach ulicy Lawendowej, Pochyłej i Kalinowej. Kolejnym wąskim gardłem jest przepust w ulicy Kwiatowej i Parkowej z przykrytym rowem na jednej z posesji. W ostatni czwartek wody było na tyle dużo, a nasz rów ma na tyle mały spadek, że jeszcze w sobotę 17 października, kiedy woda płynęła normalnie i pod Irysową i stawem w parku, zalany w całości był przepust pod ulicą Sasanek.

fot. Przepust na ul. Sasanek zalany powyżej światła

Tak dużej ilości wody dopływającej z Żółwina i Owczarni nie jest w stanie przejąć ani nasz rów, ani żaden z przepustów na terenie miasta. Wtedy dopłynęło do Podkowy Leśnej ok. 120-150 tys. m³ wody. Dla porównania nasz staw ma pojemność 2200 m ³, jego wielkość nie ma żadnego przeciwpowodziowego znaczenia w obecnie funkcjonującym systemie wodnym. Woda, która wypełnia rów melioracyjny do korony, zapełniłaby zbiornik wielkości stawu w niespełna 20 minut. Obszar, który zostanie zalany w parku, zanim woda przeleje się przez koronę stawu ma zdolność retencyjną ok. 3000 m³, zatem widać, że ani staw ani park  nie spełniają żadnej istotnej roli w zapobieganiu zalaniem. Taki zbiornik musiałby przyjąć tak zwaną falę wezbraniową, a ta w/g operatu hydrologicznego rowu RS -11 wykonanego w roku 2009 r wynosić może ponad 400 tys. m ³ wody. Zbiornik musiałby być wielkości 1/3 powierzchni parku i głębokości co najmniej 5 metrów. Obliczenia w operacie wykonane były dla 13% powierzchni zurbanizowanej na terenie Żółwina i Owczarni. Dzisiaj to ok. 30%, a zatem wody dopływającej do Podkowy jest dużo więcej i dopływa ona w dużo krótszym czasie.

Urbanizacja Żółwina, Tereni i Owczarni

Każde utwardzone 1000 metrów kwadratowych powierzchni wcześniej zielonej – biologicznie czynnej,  powoduje powstanie „maksymalnie średnio-rocznie” 32 m³ ścieków opadowych na dobę i utratę 250 m³ zdolności retencyjnej gruntu. A u naszych sąsiadów tereny po zabudowę w planach miejscowych w sołectwie Żółwin wynoszą ok. 90%.

fot. Owczarnia, tereny bagienne i mokradła, dzisiaj zurbanizowane, 2011, zdjęcie archiwalne

W ciągu ostatnich 30 lat, w górnej części zlewni, tuż za południową granicą naszego miasta zasypano, zabudowano i zlikwidowano prawie 20 ha stawów i naturalnych zastoisk wody. Tj. 200 tys. m² terenu mogącego retencjonować wody opadowe i rostopowe. Taka wielkość powierzchni terenu była gotowa na przyjęcie wody dla zapobiegania podtopieniom i lokalnym powodziom. Objętość tych zbiorników była ponad 100 razy większa niż stawu w parku.  W latach pięćdziesiątych i wcześniej obszar naturalnych zastoisk wody na terenie Żółwina i Owczarni mógł zretencjonować cały dzisiejszy, roczny opad tej części zlewni czyli ok. 7.000.000 m³ wody – 7 milionów metrów sześciennych wody!

fot. Żółwin – teren dzisiaj zabudowany, zdjęcie archiwalne z 2011 r.

Więcej na temat sytuacji w jakiej jesteśmy i uwarunkowań chętni znajdą w opracowaniu Racjonalna_gospodarka_wodami_opadowymi_i_powierzchniowymi,  które wykonałem w roku 2011 na potrzeby uchwalania Strategii Rozwoju Miasta Podkowa Leśna. Są tam też wyliczenia wybiegające w przyszłość a odnoszące się do dnia dzisiejszego. Ich analiza z perspektywy ostatnich 9 lat pokazuje, że opracowanie i obliczenia były właściwe, co jest dla mnie osobistą satysfakcją. Tyle, że problemu tak dużej ilości wody nie rozwiążemy sami, a mieszkańcy Podkowy, których domy są na południe od ulicy Parkowej w przypadku dużych opadów będą drżeli dalej o swoje dobytki.

Woda nie płynie pod górę  – zasada oczywista (choć nie dla wszystkich)

„Nazajutrz Gaweł jeszcze smacznie chrapie,
A tu z powały coś mu na nos kapie.
Zerwał się z łóżka i pędzi na górę.
Sztuk! puk – zamknięto. Spogląda przez dziurę
I widzi… Cóż tam? Cały pokój w wodzie,
A Paweł z wędką siedzi na komodzie.
– Co waćpan robisz? – Ryby sobie łowię.
– Ależ, mospanie, mnie kapie po głowie!”

Jak w przypadku Gawła mieszkającego na dole, zbiornik zabezpieczający podkowian powinien być zlokalizowany na terenie Żółwina i Owczarni. Zabezpieczający mieszkańców Grudowa i północnego Brwinowa w Podkowie Leśnej – gdzieś pomiędzy Orlą a trasą 719. I tak aż do morza. Tylko Paweł mieszkający na górze mógł zalać Gawła. Dlatego przepust pod stawem nie ma wpływu na zalewanie mieszkańców Sasanek i Storczyków – to wynika z fizyki i ukształtowania terenu. Korona stawu w parku jest ok. 0,7 metra poniżej ulicy Parkowej, reszta posesji w najniższym miejscu ok. 0,4-0,6 metra wyżej. Gdyby zatkać całkowicie rury pod stawem, najpierw zaleje park aż do torów WKD, włącznie z łąką przed pałacykiem oraz łąki na terenie Owczarni z okolicą ulicy Kalinowej, a do tego mam nadzieję nigdy nie dojdzie.

fot. Staw na ul. Kalinowej

Kraty zamontowane na przepuście mają chronić go przed wpłynięciem tam dużych obiektów (gałęzi, śmieci itd.), które płyną zawsze po nawalnych deszczach w zamulonej i mętnej wodzie. Od momentu ich zamontowania 3 lata temu, już kilkakrotnie były czyszczone, a teraz na jesieni duża ilość liści wymusiła stały monitoring krat i podjęcie prac przez 3 kolejne deszczowe dni. W przyszłości planujemy zmniejszenie gęstości prętów w kratach, co pozwoli na rzadsze wizyty ekipy czyszczącej w parku.

Płynące  liście powodują zmniejszenie światła przepływu wody, co było pośrednią przyczyną wystąpienia wody w najniższym punkcie korony rowu, który jest zlokalizowany na wysokości mostku przed stawem, ponad 30 cm niżej niż korona stawu.

fot. Najniżej położony punkt tuż przed „zielonym mostkiem”

W czasie dużych i długich opadów widać też w jak różny sposób zachowuje się woda na dawno wykonanych drogach, np. ulicy Kwiatowej, gdzie najniższy punkt jest przed skrzyżowaniem z ulicą Storczyków, a ulica nie ma systemu odwodnienia i retencjonowania wód opadowych (jakie mają wszystkie zaprojektowane i wybudowane po 2015 r ulice w Podkowie Leśnej). Woda deszczowa w to najniżej położone miejsce spływa Kwiatową aż od Wrzosowej, Sasanek od Storczyków, Głogów od skrzyżowania z Irysową i nieutwardzonej części Storczyków. Nowy projekt dzieli tę zlewnię na 3 części – mniejsze ilości wody do zatrzymania i zretencjonowania. Po przebudowie Sasanek i części Głogów, tak jak wcześniej po przebudowie Storczyków wody z tych odcinków dróg już nie będą zalewały ulicy Kwiatowej. Różnicę widać na ulicy Topolowej, gdzie przed przebudową wody opadowe spływały w okolice Akacjowej i zalewały domy. Topolowa retencjonuje dzisiaj wody spływające z Lipowej  z jej dwóch części. Dla rosnących tam lip jest to woda bezpowrotnie stracona (projekt Lipowej uwzględniał zatrzymanie wody) a dla rosnących przy Topolowej, woda która zatrzymana i retencjonowana utrzymuje w glebie niezbędny poziom wilgoci.

Zatrzymywanie wody w miejscu opadu, a nie odprowadzenie poniżej  – zasada obowiązująca w Podkowie

Gdybyśmy kierowali się zasadami jakie były priorytetowe w melioracji kilkadziesiąt i kilkanaście lat temu, być może próbowalibyśmy przebudować wszystkie przepustu pod drogami w Podkowie na takie o większej średnicy. Ale żeby przepuścić wodę z ostatniego tygodnia, góra przepustów wystawałaby ok. 1 metr nad powierzchnię dróg. Pozostało by nam pogłębienie rowu o około 1,5 do 2 metrów. Jak sobie łatwo wyobrazimy tego też nie zrobimy. Bo zalalibyśmy wszystkich mieszkających pod nami. Najpierw mieszkańców Grudowa w Milanówku, później mieszkańców Brwinowa, Kotowic, Błonia, Płocka i tak aż do Bałtyku. Projektowanie urządzeń wodnych zawsze musi(powinno) uwzględniać zależności i skutki w powiązaniu z innymi obiektami (nie tylko w miejscu, ale także i kilka czy kilkanaście kilometrów dalej).

fot. Przepust na Orlej zalany powyżej światła.

A dwa, bo dzisiaj wszyscy wiedzą, że wodę deszczową trzeba zatrzymywać w miejscu opadu i w miarę możliwości w całości retencjonować, I to jest jedyne możliwe działanie dobre dla środowiska naturalnego, przyszłych pokoleń i dla Podkowy Leśnej. Od kilku lat taki program w Podkowie z powodzeniem realizujemy. Lokalne podtopienia w skali mikro jak te sprzed miesiąca na ulicy Sienkiewicza i Myśliwskiej jesteśmy w stanie zminimalizować punktowo poprzez budowę krótkiego odcinka rowu czy dołożenie kilku podziemnych skrzynek rozsączających. Takie działania na terenie gminy Brwinów w górnej części zlewni rowu RS-11 nie mają miejsca, czego efekty będą widoczne zawsze po większych ulewach.

 

*Zdjęcia, z wyjątkiem archiwalnych zostały wykonane w dniach 15 i 17.10.2020