Automatyczne raporty o działce, których ostatnio sporo pojawiło się w sieci, w zasadzie nakładają na siebie warstwy danych ze źródeł ogólnodostępnych i zwracają ocenę w kilka minut. Są szybkie, rzetelne i tanie. Po co więc osobno robić analizę hydrologiczną działki inwestycyjnej?
Analiza hydrologiczna pozwala zweryfikować i właściwie zinterpretować dane z ogólnodostępnych danych, do tego uwzględnić lokalne uwarunkowania, a przede wszystkim ocenić rzeczywiste ryzyko i możliwości zagospodarowania działki, czego automatyczny raport nie gwarantuje.
Analizę hydrologiczną działki inwestycyjnej zaczynamy w HydroBIM od pytania o problemy, które stoją przed inwestorem. Zakres obliczeń dobieramy do tego, co ma zostać rozstrzygnięte.
Przed zakupem działki
Na tym etapie inwestor potrzebuje czterech ważnych informacji – jaka powierzchnia zlewni, wyrażona w hektarach, odprowadza wodę w kierunku działki, którędy przebiegają główne drogi spływu, gdzie znajdują się lokalne obniżenia terenu sprzyjające gromadzeniu wody oraz z których terenów sąsiednich może ona napływać.
Mapy zagrożenia powodziowego obejmują powodzie rzeczne i od strony morza – szerzej pisaliśmy o tym w artykule „Mapy zagrożenia powodziowego a decyzja inwestycyjna”. Nie uwzględniają jednak wszystkich zagrożeń lokalnych, jak spływ powierzchniowy, niewielkie cieki, rowy melioracyjne czy napływ wody z sąsiednich działek. Mogą one spowodować zalanie terenu, który na MZP nie jest wskazany jako zagrożony.
W takiej sytuacji pierwszym krokiem powinien być screening hydrologiczno-przestrzenny oparty na ogólnodostępnych danych, takich jak numeryczny model terenu (NMT), mapa zasadnicza i dane opadowe. Wynik screeningu pozwala ocenić, czy działka wymaga wykonania szczegółowych obliczeń przed podpisaniem umowy przez inwestora, a uzyskana informacja może stanowić element due diligence i podstawę negocjacji ceny.
Przed zamknięciem masterplanu
Na tym etapie o sposobie odpływu wód opadowych w dużej mierze decyduje układ funkcjonalno-przestrzenny, czyli rozmieszczenie zabudowy, dróg i parkingów. Układ ten określa powierzchnię uszczelnioną oraz współczynnik spływu, a w konsekwencji także przepływ obliczeniowy, wyrażony w m³/s, odprowadzany z terenu po jego zagospodarowaniu. Trzeba jednak pamiętać, że istniejąca rzeźba terenu wyznacza naturalne kierunki spływu, a ich przecięcie przez projektowaną infrastrukturę może skierować wodę w inne miejsce lub spowodować jej lokalne spiętrzenie.
Zlewnię, kierunki spływu i miejsca gromadzenia wody wstępnie rozpoznajemy np. w programach SCALGO i QGIS. W przypadku bardziej złożonego układu przechodzimy do modelowania hydrologicznego w HEC-HMS oraz hydraulicznego w HEC-RAS. Wynik analizy pozwala wskazać obiekty znajdujące się na drodze spływu, określić przyrost odpływu po zabudowie oraz zidentyfikować elementy koncepcji, które najsilniej obciążają system gospodarowania wodami opadowymi.
To dobry moment na zmianę układu inwestycji, ponieważ przesunięcie obiektu na etapie masterplanu jest znacznie mniej kosztowne niż korekta gotowego projektu lub tym bardziej przebudowa zrealizowanej infrastruktury.
Przed ustaleniem niwelety
Na tym etapie o sposobie odpływu wód opadowych głównie decydują rzędne projektowanego terenu. Zmiana jego ukształtowania może przebudować lokalny układ spływu, nawet jeśli rozmieszczenie obiektów pozostaje bez zmian.
Nasyp może przeciąć naturalną drogę spływu, a wyrównanie zagłębienia ograniczyć istniejącą retencję powierzchniową. Droga lub plac mogą skierować wodę na sąsiednią nieruchomość albo do miejsca, w którym projektant nie przewidział jej gromadzenia ani odpływu.
Dlatego przy większych inwestycjach porównujemy numerycznie rzędne terenu istniejącego i projektowanego. Analizujemy kierunki przepływu, zmiany zlewni, objętość wody gromadzącej się w obniżeniach oraz zmianę odpływu na granicy inwestycji.
Przy zmianach niwelety sięgających około metra, zwłaszcza na terenie o zróżnicowanej rzeźbie, takie porównanie pozwala wykryć zmiany, których nie widać na samym rysunku zagospodarowania terenu.
Przed projektem odwodnienia i retencji
Na tym etapie projektant powinien otrzymać gotowe dane wejściowe:
- granice zlewni cząstkowych,
- przepływy obliczeniowe w m³/s dla przyjętego prawdopodobieństwa wystąpienia,
- porównanie odpływu w stanie istniejącym i projektowanym,
- warunki odprowadzenia wód.
Jeżeli inwestycja wymaga retencji, należy określić również wymaganą objętość zbiornika.
Przepływ obliczeniowy jest wynikiem analizy hydrologicznej i określa ilość wody dopływającej do danego przekroju lub punktu odpływu w przyjętych warunkach obliczeniowych. Sama jego wartość nie przesądza jednak o tym, czy woda przejdzie przez przepust, czy spiętrzy się i rozleje po placu lub odpłynie na sąsiednią działkę. Odpowiedzi na te pytania dostarcza model hydrauliczny, który jest potrzebny między innymi tam, gdzie przez teren przebiega ciek, występuje przepust, odbiornik powoduje podpiętrzenie odpływu albo woda przepływa po powierzchni szerokim frontem.
Modele hydrologiczne budujemy w HEC-HMS, a modele hydrauliczne — w HEC-RAS, także w wariancie dwuwymiarowym. Model 2D pozwala określić przestrzenny rozkład głębokości, rzędnej zwierciadła i prędkości przepływu w poszczególnych komórkach obliczeniowych, a nie tylko w pojedynczym przekroju lub punkcie odpływu.
Zakres analizy zależy od decyzji
Analiza wykonywana przed zakupem działki ma inny zakres niż model przygotowywany dla rozwiniętej koncepcji zagospodarowania. Screening, którego wykonanie zwykle zajmuje kilka dni, odpowiada przede wszystkim na pytanie o poziom ryzyka, natomiast pełny model 2D, w zależności od uwarunkowań, może wymagać pomiarów terenowych i dostarczać danych numerycznych wykorzystywanych na dalszych etapach projektowania.
W HydroBIM analizujemy wody powierzchniowe – sprawdzamy, skąd napływają na działkę, gdzie mogą się gromadzić oraz jak zmieni się ich odpływ po zabudowie. Poziom wód gruntowych, warunki gruntowe i nośność podłoża oceniają geotechnik lub geolog, zgodnie z zakresem wymaganych badań.
Im wcześniej zostanie wykonana analiza hydrologiczna działki inwestycyjnej, tym więcej możliwości optymalizacji ma inwestor – zarówno w zakresie układu zagospodarowania, jak i projektowanych rzędnych terenu.
Jeżeli planujesz zakup działki albo zamykasz koncepcję zagospodarowania, napisz do nas. Ustalimy zakres analizy odpowiadający decyzji, przed którą stoisz.
HydroBIM specjalizuje się w hydrotechnice dla infrastruktury liniowej – od obliczeń hydrologiczno-hydraulicznych po kompleksową dokumentację projektową. Zespół zdobywał doświadczenie przy największych inwestycjach w Polsce, w tym przy Programie Ochrony Przeciwpowodziowej Górnej Wisły i Odry oraz projektach kolejowych CPK. Zapraszamy do kontaktu.
