Pomiary przepływu wód deszczowych i monitoring przelewów burzowych

Coraz częstsze występowanie nawalnych opadów atmosferycznych skutkuje znacznym zwiększeniem ilości wód opadowych, które wymagają odpowiedniego odprowadzenia w sposób niezagrażający ludziom oraz środowisku naturalnemu. Zadanie to znacznie ułatwiają nowoczesne urządzenia pomiarowe, umożliwiające precyzyjny pomiar deszczu na danym obszarze oraz monitoring przelewów burzowych i zarządzanie zrzutami ścieków do środowiska zgodnie z obowiązującymi przepisami.

Pomiar deszczu – podstawowe informacje

Zgodnie z przyjętą w Polsce klasyfikacją rodzajów opadów atmosferycznych, deszcz to opad złożony z kropel wody o średnicy przekraczającej 0,5 mm. Pomiar opadu deszczu wykonuje się przy użyciu dedykowanych urządzeń pomiarowych – deszczomierzy, określanych także jako pluwiometry. Uzyskane wyniki wyrażane są grubością warstwy wody, która pojawiłaby się na powierzchni ziemi o polu 1 m2 w przypadku, gdyby woda opadowa nie spływała, nie wsiąkała w podłoże ani nie parowała.

Można czasem spotkać się z informacjami o opadach deszczu wyrażonymi w litrach na metr kwadratowy. Aby przeliczyć tak podaną wartość, należy przyjąć, że 1 litr/m2 to 1 mm opadu.

Opady deszczu – pomiar

Pomiar deszczu przy użyciu deszczomierza dotyczy konkretnego obszaru, co wynika nie tylko ze specyfiki samego urządzenia pomiarowego (pojedynczy pluwiometr mierzy opady deszczu punktowo), ale również z faktu, że opady atmosferyczne mają określony zasięg i zróżnicowaną intensywność nawet w obrębie tej samej chmury deszczowej. Pomimo tych ograniczeń, deszczomierze pełnią bardzo ważną funkcję w monitoringu wód opadowych, ponieważ pozwalają na dość precyzyjny pomiar ilości deszczu na danym obszarze oraz obliczenie objętości wód opadowych odprowadzanych do systemów kanalizacyjnych. Na podstawie pomiaru opadu deszczu można także określić prawdopodobieństwo aktywacji przelewów burzowych.

W tym kontekście warto dodać, że monitorowanie przepływu wód opadowych jest istotnym elementem oceny wydajności systemów kanalizacji oraz ich zdolności do efektywnego i bezpiecznego odprowadzania wód opadowych. Pomiary deszczu w dużym stopniu ułatwiają analizę faktycznego obciążenia systemu kanalizacji (przy zastosowaniu odpowiednich rozwiązań nawet w czasie rzeczywistym), co z kolei przekłada się na skuteczniejsze zarządzanie ryzykiem w zakresie potencjalnego zanieczyszczenia wód powierzchniowych w następstwie zrzutów z przelewów burzowych oraz możliwości wystąpienia zalań bądź podtopień.

Jak prawidłowo umiejscowić urządzenie do pomiaru opadów deszczu?

Lokalizacja oraz sposób montażu deszczomierza ma zasadnicze znaczenie dla rzetelności oraz reprezentatywności wykonywanych pomiarów, dlatego Światowa Organizacja Meteorologiczna (World Meteorological Organization, WMO) określiła ścisłe wytyczne w tym zakresie. Zalecenia te należy stosować podczas umiejscowienia i montażu każdego deszczomierza, niezależnie od jego typu.

Zgodnie z wytycznymi WMO, należy spełnić następujące wymogi:

• montaż deszczomierza na otwartej przestrzeni – konieczne jest zachowanie odpowiedniej odległości od występujących w okolicy przeszkód (drzewa, wysokie budynki itp.). Przyjmuje się, że najdokładniejsze pomiary można uzyskać, jeśli odległość deszczomierza od najbliższej przeszkody jest równa czterokrotności wysokości tej przeszkody (bezwzględne minimum to dwukrotność wysokości przeszkody);
• wlot deszczomierza na wysokości 1 m od powierzchni gruntu – co ważne, ta wysokość dotyczy pomiaru deszczu na terenach położonych na wysokości do 500 m n.p.m. Przy terenach położonych wyżej, wlot deszczomierza musi znaleźć się na wysokości 1,5 metra od powierzchni gruntu. W przypadku montażu deszczomierzy na dachach budynków należy dodatkowo uwzględnić błąd pomiarowy;
• montaż deszczomierza na terenie możliwie płaskim – dopuszczalne maksymalne nachylenie terenu to 19º;
• montaż deszczomierza ściśle według wytycznych producenta – zawsze należy stosować się do instrukcji dostarczonej przez producenta, zwłaszcza w zakresie sposobu poziomowania urządzenia oraz stabilności podłoża;
• unikanie montażu na terenie o stałej ekspozycji na wiatr – występujące silne prądy powietrza bądź turbulencje poważnie wpływają na prawidłowość pomiaru, dlatego należy stosować dedykowane osłony przeciwwiatrowe, jeśli jest to konieczne;
• unikanie potencjalnych źródeł zanieczyszczeń – dotyczy to szczególnie liści, gałęzi, pyłków kwiatów, piasku, owadów itp. W razie konieczności należy zastosować odpowiednią osłonę wlotu deszczomierza.

Deszczomierz objętościowy 674 firmy TELEDYNE ISCO

Przelew burzowy – podstawowe informacje

Przelewy burzowe to urządzenia wodne stosowane w systemach komunalnej kanalizacji ogólnospławnej (zbierającej ścieki sanitarne i wodę z odwodnienia placów, ulic i dachów), uruchamiające się samoczynnie w trakcie intensywnych opadów deszczu. Każdy przelew burzowy po aktywacji odprowadza bezpośrednio do odbiornika nadmiar płynącej w sieci kanalizacyjnej mieszaniny wód opadowych i ścieków. Z tego względu każdy zrzut z przelewu burzowego uznaje się za ściek, a główne zadania przelewów burzowych to:

• ochrona miast przed zalaniem ściekami w następstwie nawalnych opadów atmosferycznych;
• redukcja obciążenia oczyszczalni ścieków przed nadmiernym obciążeniem (przeciążeniem) hydraulicznym i wynikającym z niego zaburzeniem pracy oczyszczalni.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z dnia 12 lipca 2019 r. w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego oraz warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków, a także przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do wód lub do urządzeń wodnych (Dz. U. z 2019 r. poz. 1311) stanowi, że odbiornikiem zrzutów z przelewów burzowych mogą być:

• śródlądowe wody powierzchniowe płynące,
• wody przybrzeżne,
• wody przejściowe.

Pomiar ilości deszczu i monitoring przepływów burzowych w kontekście obowiązujących przepisów

Przywołane już wcześniej rozporządzenie dotyczące odprowadzania wód opadowych stanowi, że zrzut ścieków z przelewów burzowych komunalnej kanalizacji ogólnospławnej jest dozwolony pod warunkiem, że średnia roczna liczba takich zrzutów z poszczególnych przelewów nie jest większa niż 10.

Co w tym kontekście istotne, każdy zrzut z przelewu burzowego jest liczony jako oddzielny – niezależnie od tego, jaka była objętość zrzuconych jednorazowo ścieków ani jak długo trwał zrzut. W praktyce oznacza to, że w kontekście obowiązujących przepisów prawa tak samo jest traktowany zrzut o objętości 10 m3, jak zrzut o objętości 300 000 m3.

To z kolei oznacza, że pomiary z deszczomierzy lub sieci deszczomierzy w połączeniu z danymi pomiarowymi uzyskanymi z przepływomierzy oraz rejestratorów umieszczonych w poszczególnych przelewach burzowych mogą się okazać bardzo przydatne do określenia charakterystyki (zwłaszcza intensywności oraz czasu trwania) opadu atmosferycznego, który aktywuje dany przelew burzowy. Posiadając takie dane można podjąć odpowiednie działania w celu zapobieżenia aktywacji przelewu burzowego, a po ich wdrożeniu zweryfikować skuteczność przeprowadzonych działań.

W razie pytań dotyczących deszczomierzy, kolektorów opadów, czujników przelewów burzowych oraz przepływomierzy ścieków i wód dostępnych w naszej ofercie zapraszamy do kontaktu – specjaliści OMC Envag chętnie odpowiedzą na pytania i wyjaśnią wątpliwości.