Ποσοτική εκτίμηση της συμβολής των οικολογικών μεθόδων στη διαχείριση ομβρίων σε αστικές περιοχές: Διερεύνηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών της απορροής
Creators: name: Μπασδέκη, Αικατερίνη Ν.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020

description: Τα αποχετευτικά δίκτυα των ομβρίων υδάτων και των οικιακών λυμάτων είναι αναπόσπαστο κομμάτι της αστικής υποδομής. Παρόλα αυτά σήμερα στις αναπτυγμένες χώρες τα δίκτυα αυτά μπορεί να αποτύχουν να προστατέψουν πλήρως όλα τα μέρη των αστικών περιοχών σε περίπτωση έντονων καιρικών φαινομένων. Σε αυτές τις περιπτώσεις το νερό συσσωρεύεται στην επιφάνεια των δρόμων και στα πεζοδρόμια θέτοντας τη ζωή των πεζών, καθώς και την ασφάλεια των οδηγών σε κίνδυνο. Τέτοιου είδους προβλήματα μπορούν να περιορισθούν με την εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου συστήματος διαχείρισης ομβρίων. Αυτό μπορεί να συνδυάσει αποχετευτικά δίκτυα με σύγχρονες μεθόδους οικολογικής διαχείρισης, όπως είναι οι κήποι βροχής, τα πράσινα δώματα και τα υδροπερατά πεζοδρόμια. Ο συνδυασμός τους μπορεί να επιφέρει καθαρό οικονομικό όφελος, εξαιτίας της μείωσης των δαπανών για επέκταση και συντήρηση των δικτύων αποχέτευσης, καθώς και του περιορισμού του κόστους λειτουργίας των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων. Όλα αυτά έχουν ως στόχο: α) τη μείωση της συνολικής απορροής β) τη μείωση της μέγιστης απορροής γ) την αξιοποίηση του νερού της βροχής σε δευτερεύουσες χρήσεις, όπου δεν απαιτείται νερό καλών ποιοτικών χαρακτηριστικών δ) τη βελτίωση του αστικού περιβάλλοντος, ε) τη βελτίωση της ποιότητας της απορροής και κυρίως τη μείωση της ζημίας ή της όχλησης που δημιουργείται από την ανεπάρκεια του αποχετευτικού δικτύου. Τα κριτήρια χωροθέτησης των κήπων βροχής, ο σχεδιασμός, η κατασκευή, η συντήρηση το κόστος τους, καθώς και η συνεισφορά τους στη διαχείριση των ομβρίων υδάτων εξετάστηκαν διεξοδικά και παρουσιάστηκαν μέσω δύο παραδειγμάτων εφαρμογής, που αφορούσαν στις περιοχές Σαράντα Εκκλησιές και Τούμπα στη Θεσσαλονίκη. Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι το υπάρχον αποχετευτικό δίκτυο είναι ανεπαρκές και η κατασκευή των κήπων βροχής μπορεί να μετριάσει σημαντικά το πρόβλημα των πλημμυρών που δημιουργείται κατά τη διάρκεια γεγονότων βροχόπτωσης στη Θεσσαλονίκη. Στη συνέχεια έγινε διερεύνηση της επιφανειακής απορροής ομβρίων στην οδό Εθνικής Αμύνης, στο κέντρο της Θεσσαλονίκης, που παρουσιάζει πολλά προβλήματα κατά τη διάρκεια βροχοπτώσεων. Το οδικό δίκτυο της περιοχής θεωρήθηκε ανάλογο με δίκτυο ανοικτών αγωγών, με κεντρικό υδατόρρευμα την οδό Εθνικής Αμύνης, και η απορροή της βροχής προσομοιώθηκε μέσω του προγράμματος Hec-Hms. Εξετάσθηκαν τρία σενάρια, σε σχέση με τη λειτουργία του αποχετευτικού δικτύου και την πιθανή συμβολή κήπων βροχής: Στο πρώτο σενάριο έγινε η υπόθεση ότι δύο από τα φρεάτια υδροσυλλογής ήταν βουλωμένα, όπως συνέβαινε κατά την επιτόπια εξέταση που έγινε στις 6/3/2020. Στο δεύτερο σενάριο έγινε η υπόθεση ότι λειτουργούν κανονικά όλα τα φρεάτια, ενώ στο τρίτο συνυπολογίστηκε η μείωση της απορροής που θα προέκυπτε από την κατασκευή πέντε κήπων βροχής στην περιοχή της εξεταζόμενης οδού. Η διερεύνηση της ποιότητας του νερού της απορροής καθώς και η σύνδεσή της με την ποιότητα του υπογείου νερού θεωρήθηκε επιτακτική ανάγκη. Γι’ αυτό τον λόγο πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες και μετρήσεις φυσικοχημικών και μικροβιολογικών παραμέτρων στο νερό της βροχής στο ΑΠΘ και στο κέντρο της Θεσσαλονίκης, καθώς και στα υπόγεια νερά της Πολυτεχνικής Σχολής και της Κεντρικής Βιβλιοθήκης του Α.Π.Θ. Τα δείγματα έδειξαν ότι με την απορροή του νερού της βροχής στο έδαφος, αυτό επιβαρύνεται με έντονο μικροβιολογικό φορτίο. Η γνώμη των πολιτών για τις οικολογικές μεθόδους διαχείρισης ομβρίων εξετάστηκε με την εφαρμογή ερωτηματολογίου, το οποίο αφορούσε το κεντρικό κομμάτι της Θεσσαλονίκης. Τα αποτελέσματα του ερωτηματολογίου έδειξαν ότι: α) το 91% των ερωτηθέντων αναγνωρίζει ότι υπάρχει σοβαρό πρόβλημα κατά τη διάρκεια βροχοπτώσεων μέτριας έντασης, β) οι περισσότεροι από τους ερωτηθέντες (95%) είναι θετικοί για τη χρήση κήπων βροχής και άλλων οικολογικών μεθόδων διαχείρισης, οι οποίες μπορούν να μετριάσουν τα προβλήματα σε δρόμους και πεζοδρόμια σε περιόδους βροχόπτωσης και γ) 76% των ερωτηθέντων δεν είναι διατεθειμένοι να πληρώσουν κανένα χρηματικό ποσό για την κατασκευή των νέων οικολογικών υποδομών, ώστε να περιορίσουν τον κίνδυνο. Μόνο το 3% προτίθεται να πληρώσει 1€ περισσότερο στους λογαριασμούς τους στην ΕΥΑΘ Α.Ε, 6% να πληρώσει 5€, 4% να πληρώσει 10€ και 10% να πληρώσει 20€ και παραπάνω. Συμπερασματικά, καταδείχθηκε η σπουδαιότητα του ρόλου των οικολογικών μεθόδων διαχείρισης ομβρίων υδάτων και ιδίως των κήπων βροχής στον μετριασμό των προβλημάτων που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια γεγονότων βροχόπτωσης και διερευνήθηκαν βασικές πτυχές της εφαρμογής τους.
description: The sewer systems of rain runoff and household sewages is an integral part of urban infrastructure. However, nowadays in the developed countries these networks can fail to fully protect all the parts of the urban areas during intense weather conditions. In these cases, the water is accumulated on street ’s surface and on the sidewalks making the use of the pedestrians a challenge, risking driver’s safety. A completed system of rain runoff management is necessary and can give solution in these problems. That can combine sewer systems with ecological management methods as for example the rain gardens, green roofs and permeable pavements. This combination can bring economic benefit because of cost reduction for the expansion and maintenance of sewer systems as well as operating cost restriction of sewage treatment plants. All these aims at:1) reduction of total rain water runoff 2) reduction of rain water runoff peak 3) rain water utilization in secondary uses where high quality water is not required 4) the improvement of urban environment 5) the improvement of run off quality and mainly the reduction of damage or nuisance that created from sewer system inefficiency. Last decades the inundation is more frequent and quality of life is affected notably in urban areas as damages are caused in infrastructures and is affected the economic activity too. Most cities can not sufficiently handle to inundation management problems that are due to climate change. The positive impact of rain gardens, the design, the construction, the maintenance and their cost in the rain runoff management examined in detail and is presented with two applications in the following areas: Saranta Ekklhsies and Toumpa in Thessaloniki. The calculations showed that the current sewer system is insufficient and rain gardens constructions could efficiently mitigate the inundation problem that created during rain water events in Thessaloniki. Rain off water quality investigation and its connection with the quality of underground water it was considered an urgent need. For this reason, samplings of physicochemical and microbiological parameters were performed in rainwater in Aristotle University of Thessaloniki (AUTH) and in center of Thessaloniki as well as in the underground water of Engineering Department and in Central Library. The samples showed that when the rainwater is deposited on the ground, that is charged by intense microbiological load. Subsequently investigated the rain runoff in street with the most problems during rain events, in Ethnikis Aminis street in Thessaloniki center. Simulation of streets network was performed with the Hec-Hms program with central watercress Ethnikis Aminis street and examining the system as an open piping system. The examination of three scenarios is following based on rainwater runoff that ends in Ethnikis Aminis street. First scenario examines the flow rate that ends in Ethnikis Aminis, namely the current situation that with on-site monitoring there were two clogged wells. Second scenario examines the possibility that all wells are operating normally and the last one the relief it will offer the application of five rain gardens in study area of Ethnikis Aminis. The valuation of rain runoff urban management in the consciousness of the citizens is examined with the application of a questionnaire that was about the central part of Thessaloniki. The questionnaire results showed that a) ninety-one (91%) percent the respondents acknowledged that there is serious problem caused even by medium rain events, b) most responders (95%) are positive about the use of rain gardens and other ecological techniques, which mitigate the nuisance caused by inundation of streets and sidewalks during rain events and c) 76% of the responders are not disposed to pay anything for new ecological rainwater management infrastructure to reduce the hazard, while 3% are disposed to pay 1E more in their accounts for the Thessaloniki Water Supply and Sewerage Co. S.A., 6% to pay 5E, 4% to pay 10E and 10% to pay 20E or more.