T. Halier

Tomaž HALLER*

- 16 - VODNOGOSPODARSTVO

IN AVTOCESTE

VLOGA HIDRAVLIČNE STROKE PRI PRESOn ELEMENTOV ZA ZAŠČITO VODNEGA OKOLJA PRED NEGATIVNIM

VPLIVOM AVTOCEST

POVZETEK

S pričetkom izvajanja programa za izgradnjo slovenskega avtocestnega omrežja so se intenzivneje pojavila tudi vprašanja zaščite okolja pred negativnim vplivom avtocest. Okolje kot celota vključuje tudi vodno okolje.

Želja, da posledice negativnih vplivov zmanjšamo na Predlagane rešitve problema onesnaženja temeljijo zadrževalnikov vode in plavin.

minimum, je stalno prisotna. na izgradnj; različnih tipov

Eden pomembnejših objektov za zaščito pred negativnimi posledicami izpranega onesnaženja z avtocest je sedimentacijski bazen z lovilcem olj . Objekt ni enostaven in za njegovo pravilno obratovanje je odločilna vloga hidravlike. Prispevek podaja optimizacijo sedimentacijskega bazena z lovilcem olj na podlagi rezultatov hidravlične modelne raziskave.

UVOD

Cesta kot rezultat človekovega poseganja v naravo povzroča negativne vplive tudi na vodno okolje. Snovalci avtocest se zavedajo, da je potrebno vodno okolje, s tem pa tudi srce tega okolja samo vodo, kolikor se le da zaščititi pred onesnaženjem. Med zaščito

vodnega okolja spada predvsem zaščita vodnega režima in kvalitete vode. Kot bistveni element za odpravljanje oziroma zmanjševanje kvarnih vplivov avtocest na vodno okolje je bila predlagana izgradnja zadrževalniških "verig". Celotna "veriga" je sestavljena iz elementov, katerih pravilno delovanje je močno povezano s pravilnim hidravličnim

oblikovanjem. Eden izmed elementov te verige, ki je bistvenega pomena pri zaščiti vode pred onesnaženjem z avtocest, je sedimentacijski bazen z lovilcem olj .

POGOJI ZA POSTAVITEV SEDIMENTACIJSKEGA BAZENA

Po navodilih za izdelavo tehnične dokumentacije za odvajanje meteornih vod z avtoceste je potrebno zgraditi sedimentacijski bazen z lovilcem olj za vodozbirna območja, kjer je recipient krovna plast nad podtalnico s prepustnostjo K > 10-4 mis in če je debelina krovnega sloja d < 2 m. Pod posebni režim zaščite spadajo vodozbirna obmOČja 1. in II. obmOČja varstvenega pasu.

Pogoji za pravilno dimenzioniranje bazenov so sposobnost prestreči q krit = 15 l/sha, imeti mora min. 20 m3 rezerviranega prostora za olja in sposobnost sprejemati obremenitev 10 m3/m2h

* Tomaž HALLER. dipl. ing. gradb .. Inštitut za hid ravlične raziskave. Ljubljana

MiŠiČEV VODARSKI DAN '95

· 17 .

T. Hal/er

VODNOGOSPODARSTVO IN AVTOCESTE

(v = 10 mih). V primeru, da je kanalizacija dimenzionirana na večjo intenziteto (p = 1, P = 20 itd.), se pred lovi I cem olj izvede razbremenilnik za odvajanje vod večjih od qkrit

15 l/sha. Različnim velikostim prispevnega območja se prilagaja tudi velikost posameznega objekta.

Glede na pogoje in vzore iz tuje literature, kjer to problematiko obravnavajo in raziskujejo že dalj časa, je projektant izdelal idejno zasnovo, ki je bila predmet hidravlične modelne raziskave.

SEDIMENTACIJSKI BAZEN Z LOVILCEM OLJ

Fizični model sedimentacijskega bazena z lovilcem olja je bil zgrajen iz pleksi stekla v model nem merilu 1 : 7.

Gre za delno vkopan A8 objekt sestavljen iz 4 funkcionalnih con. V prvo cono (glej sliko 1, cona "A") priteče curek vodne mešanice iz dovod nega kanala in se razbije ob potopni steni, ki ločuje coni "A" in "8". Spodnji del cone " A" je poglobljen in oblikovan v dve sedimentacijski komori z minimalnim volumnom 5 m3. Na desnem boku je bočni preliv, ki služi za odvajanje vod, ki se pojavijo ob večji intenziteti padavin (> qkrit = 15 l/sha).

Cona "8" (glej sliko 1) je prostor med dvema potopnima stenama, kjer se usede večina sedimentnih delcev in ujame olje prvega naliva. Cona "C", slika 1, je gorvodno omejena s spodnjo potopno steno cone "8" in s dolvodno prelivno steno. Prelivna stena je v spodnjem delu perforirana, odprtina pa zagotavlja predpisano obremenitev recipienta. Cono "O" (glej sliko 1) pa predstavlja dovodni in odvodni kanal, ki prepušča količine

vodne mešanice, ki so večje od qkrit = 15 llsha.

HIDRAVLIČNE MODELNE BAZENA Z LOVILCEM OLJ.

RAZISKAVE SEDIMENTACIJSKEGA

Na fizičnem modelu so bile raziskane naslednje hidravlične karakteristike bazena.

Izmerjene so bile pretočne sposobnosti dušilk v coni "C" , konzumpcija prelivne stene v coni" C" in opazovane hitrosti v coni "8" za vse režime obratovanja. Opravljena je bila tudi simulacija usedanja plavin v usedalniku.

Ugotovljeno je bilo, da dušilke zaradi hidravličnega fenomena prepuscaJo več vode kot je predpisano, zato smo spremenili vrednost pretočnega koeficienta in s tem dimenzije dušilk.

Pri prelivanjU preko prelivnega roba se v coni "8" pojavljajo ob dnu večje hitrosti od predpisnih. Zato je potrebno verjetnost prelivanja zmanjšati, kolikor je mogoče oz. naj do njega ne prihaja.

Na podlagi vizuelnega opazovanja je bila opravljena tudi poenostavitev geometrije konstrukcije dotočnega in iztočnega dela kanala - cona "D". Omenjena sprememba je prikazana na sliki 2. S to spremembo se je poenostavila konstrukcij::t usedalnika ter se pridobilo na ekonomičnosti ob izgradnji.

S pomočjo opazovanja simulacije usedanja sedimentov v modelu v coni "A" in "8" je bilo ugotovljeno, da se usedli material v sedimentacijskih komorah - cona "A" - ob večkratni

ponovitvi simulacije izpiranja cestišča izpere in v njih praktično ni usedlih delcev. Vzrok

MiŠiČEV VODARSKI DAN '95

- 18 -

T, Halier

VODNOGOSPODARSTVO IN AVTOCESTE

za to je vrtinčni tok, ki ga je moč opaziti v coni "A", Ta tok vzdiguje material in ga preko bočnega preliva, ker je bazen poln, odnaša v recipient.

Na podlagi opazovanja na fizičnem modelu je bila nato predlagana sprememba pozicije sedimentacijskih komor. Sprememba položaja je prikazana na sliki 2.

Na podlagi opazovanja je bilo ugotovljeno tudi, da je bazen precej bogato dimenzioniran. Na tej točki so dosedanje raziskave obstale.

ZAKLJUČKI

Fizični model je pokazal nekatere slabosti projektiranega predhodno predvidel zato je sproti s pomočjo spoznanj odpravljal slabosti, vendar ne vseh, ker za to ob dinamiki ni bilo časa .

objekta. To je projektant tudi hidravlične modelne raziskave izgradnje objektov na avtocest

Ker problem onesnaženja recipienta v primeru sunkovitega onesnaženja ni dokončno

rešen bomo s kvalitativno simulacijo na fizičnem modelu preizkusil tudi katastrofalno razlitje polutanta pri polnem sedimentacijskem bazenu. Dodatno pa bo potrebno raziskati natočni del cone "D", kjer je po predvidevanjih raziskovalca še možno narediti izboljšave.

S tem primerom modelne raziskave, ki sicer še ni zaključen , smo želeli pokazati kako pomembno je, še posebej ob danem tempu izgradnje avtocest, sodelovanje strokovno usposobljenih z različnih ekspertnih področij, pa čeprav se je v tem primeru celotna problematika odvijala le v okviru sodelovanja v okviru hidravlične stroke.

LITERATURA

1. L. C. van Rijn: Sediment Transport by Current and Waves, Delft Hydraulics 1989,

2. 1. Horvath: Hydraulics in Water and Waste-Water Treatment Technology, John Wiley and Sans 1994

3. Inštitut za zdravstveno hidrotehnika in Vodnogospodarski inštitut: Strokovna izhodišča za določitev potrebnih ukrepov za zaščito vod pred negativnimi vplivi avtocest

4. V. Stavin, A. Saul: Sedimentation in Storage Tank Structures, University of Sheffield, UK 1993

5. U. Bretscher, P. Krebs, W. Hager: Improvement of Flow in Final Settling Tanks, Journal of Environmental

6. R. Fazarinc: Vplivi načrtovanih daljinskih cest na vodno okolje; Portorož 1994

MiŠiČEV VODARSKI DAN '95

T, Halier

r l

.r-;:: be> .r.1

-iU- '1' « 6 z T,_ -o--u

'co ~ N .

« z o u

I I

u

'<:

k . « z 1 o u

'"

N W et:::

U

I I I I I I I I

rJ I I

m -

,---I I I

,<C

MiŠiČEV VODARSKI DAN '95

- 19 -

.. I I

h -"'- o N

li o ..,

b N . « z o u

N W et:::

I «

I u

o ..,

1 r

* L I

'''' 1... r

D i

VODNOGOSPODARSTVO IN AVTOCESTE

oo

1 1 1 J

N W et:::

m

~

r-+-,

T. Halier

1 N

1

$--l <{

+ Z ~

u

hJ . ~~ <{ Z O u

r- -

I

u

~ 1 . <{ ,..

LI

o rl ....

'-%-'

n N W o:::

u

~r

m ,

1 « ,. I

I I

li I li

~ I I II

O I .... li

~ I I li

I I li

I I II

I I li

I I

" I I

" I I

" I I

" I I

" I I II I

ID )------j li O

I

" r------' I ---- ~I

I I I I I I

TI I I I I I

"---I ~ I I

O -r - .. I «

l-

l

MiŠiČEV VODARSKI DAN '95

'1

I I

u

i r

! r

- 20 -

I o N

o ....

N w o:::

«

o ....

.~

$ L I ..

~1

~r 1..,. JW ., L r

l

B [ l.

VODNOGOSPODARSTVO IN AVTOCESTE

C\J ~ ..y

CI)

1

,..

i J

N W o:::

m

-

., I ~

-

J

~J ., ...

., -