9.3 MĂSURI DE ADAPTARE ÎNAINTE ŞI ÎN TIMPUL INUNDAŢIILOR
Cunoaşterea indicatorilor schimbărilor climatice şi furnizarea de informaţii privind condiţiile meteorologice curente din zona respectivă reprezintă aspecte fundamentale ale strategiilor de protecţie a sistemelor de canalizare împotriva ploilor torenţiale şi inundaţiilor. Ele permit un răspuns corespunzător al managementului UWWTP la schimbările climatice local, indicând creşterea incidenţei ploilor sau reducerea perioadelor dintre ploile torenţiale şi prevenind suprasolicitarea sistemelor sanitare.
Potenţiala vulnerabilitate a sistemului în timpul ploilor torenţiale şi inundaţiilor este asociată variabilităţii geografice a schimbării condiţiilor hidrologice, tipului sistemului de drenaj sau de canalizare (combinate sau separate), tipul proceselor tehnologice aplicate în tratarea apelor uzate (biologice, fizico-chimice), şi de asemenea structurii zonei drenate (sisteme centralizate, sisteme locale descentralizate). Măsurile de adaptare trebuie dezvoltate şi implementate în mod specific, în funcţie de punctele slabe ale respectivei reţele.
9.3.1 Sisteme centralizate de drenaj / canalizare şi staţii de tratare a apelor uzate urbane – măsuri preventive
Sistemele centralizate sunt adesea caracterizate de o zonă mare de drenaj, cu o concentraţie mare a construcţiilor, deservite de o UWWTP centrală cu un rol dominant şi eventual câteva facilităţi mai mici situate la marginea oraşului. Vulnerabilitatea sistemelor centralizate poate fi observată în funcţie de UWWTP central. Atunci când apare o situaţie de urgenţă şi UWWTP central se defectează, toate apele uzate din zona respectivă sunt deversate în apa receptoare fără tratare. Această situaţie nefavorabilă poate avea un impact semnificativ asupra calităţii apelor de suprafaţă.
Reţelele de canalizare urbane centralizare au fost adesea construite etapizat de-a lungul istoriei oraşului şi astfel sau format sisteme de canalizare combinate. Apa de ploaie din zonele construite (drumuri, pavaje etc.) este drenată împreună cu apa uzată din locuinţe şi industrie. Acest tip de sistem combinat a funcţionat satisfăcător până la apariţia unei ploi torenţiale, când capacitatea hidraulică a sistemului a devenit insuficientă. Datorită concentraţiilor mari ale poluării din prima ploaie torenţială, deversările din sistemul combinat pot reprezenta o potenţială sursă de poluare pentru apele de suprafaţă receptoare. Această problemă poate fi depăşită prin instalarea unui rezervor de reţinere pentru apele scurse, care pot fi tratate în UWWTP după terminarea furtunii.
În aşezările moderne sau în zonele urbane în care nu a mai existat în trecut un sistem de canalizare, sunt instalate sisteme de drenaj separate. Sistemele de drenaj separate au două magistrale, una pentru apa casnică sanitară care transportă conţinutul la UWWTP şi una pentru apa de suprafaţă (apa de ploaie) care este deversată direct în apa receptoare. Acest tip de sistem de canalizare este eficient pentru controlul fluxurilor către UWWTP. Pot apare probleme în cazul racordurilor greşite şi de asemenea în cazul poluării ridicate a apelor de suprafaţă de la prima ploaie torenţială.
Pentru adaptarea la schimbările climatice, manifestate prin sporirea incidenţei ploilor torenţiale sau inundaţiilor, pregătirea şi reacţia imediată a managementului canalizării şi UWWTP joacă un rol important în prevenirea inundării sistemelor. Vechimea facilităţilor urbane poate avea un cuvânt greu de spus. Parametrii structurali ai reţelei se pot dovedi insuficienţi pentru adaptarea fără probleme la variaţia sarcinilor hidraulice şi chimice. Ajustarea întregii capacităţi hidraulice a sistemului poate fi nefiabilă economic. În aceste cazuri riscul de inundare a sistemului poate fi diminuat, însă nu eliminat în totalitate.
Cea mai mare capacitate hidraulică posibilă a sistemelor de canalizare existente poate fi obţinută în special prin lucrări periodice de întreţinere preventivă a sistemului şi a nodurilor sale principale, inclusiv prin curăţarea conductelor şi fitingurilor conductelor de drenaj / canalizare pentru a preveni suprasolicitarea sau înfundarea sistemului. În plus, ţevile trebuie menţinute etanşe şi impermeabile pentru a preveni infiltrarea apelor uzate în apa subterană şi pentru a preveni infiltrarea apei exterioare în canalizare în timpul inundaţiilor. Maşinile şi componentele electrice ale staţiilor de pompare trebuie controlate şi întreţinute în mod regulat. Cu excepţia echipamentelor electro-mecanice obişnuite, trebuie să fie disponibile pompe de rezervă pentru cazuri de urgenţă. De asemenea trebuie pregătite surse alternative de electricitate, întrucât în timpul incendiilor pot apare pene de curent.
Se recomandă ca managementul UWWTP să dezvolte şi să actualizeze regulat planuri de întreţinere, de criză şi de urgenţă pentru sistemul de canalizare pentru ambele situaţii extreme (secetă şi inundaţie), oferind personalului şi angajaţilor regulamente şi nivelele stabilite pentru parametrii critici, astfel încât aceştia să poată identifica riscul, şi să reacţioneze corespunzător. În special în cazul sistemelor de canalizare urbane de mari dimensiuni, întreţinerea drumurilor şi a reţelelor de canalizare şi drenaj este executată de obicei de mai multe companii, astfel încât trebuie întocmit un plan comun valabil pentru toate companiile.
O premisă fundamentală pentru un plan de criză bine întocmit îl reprezintă cunoaşterea detaliată şi cartografierea amănunţită a sistemului. Cea mai bună metodă este utilizarea planului detaliat în format GIS. Modelarea situaţiilor de urgenţă pentru condiţiile meteo curente ca şi pentru condiţiile preconizate pentru viitor permite identificarea punctelor slabe ale sistemului şi propunerea unor măsuri eficiente în procedura de planificare. Utilizarea modelelor de simulare a scurgeri apei de ploaie în reţelele complexe a crescut recent datorită accesibilităţii şi fiabilităţii. Trebuie menţionat că precizia situaţiilor simulate depinde în special de cunoaşterea detaliată a reţelei, de precizia calibrării modelului pe baza datelor măsurate şi de capacitatea personalului tehnic calificat de a interpreta rezultatele (a se vedea capitolul XX - cerinţe).
Condiţia precedentă a unei situaţii de urgenţă gestionată corespunzător este personalul calificat capabil să recunoască pericolul, să analizeze riscul şi să reacţioneze în mod adecvat. Personalul facilităţii trebuie să aibă experienţa necesară iar sistemul trebuie testat regulat pentru situaţii de urgenţă. Printre alte aspecte importante se numără o bună comunicare între toate părţile implicate, operatorii sistemului, proprietarii, administraţia publică, autorităţile bazinelor hidrografice, managementul sistemului oficial de salvare şi alţii.
9.3.2 Sisteme de canalizare descentralizate şi comunitare – măsuri preventive
Câteva probleme aferente sistemelor de canalizare centralizate menţionate mai sus pot fi luate în coşi la abordarea sistemelor descentralizate şi comunitare. Totuşi, în acest caz situaţia este diferită:
Sistemele descentralizate sunt caracterizate de reţele de mici dimensiuni şi facilităţi cu buget limitat;
Echipamentul acestor reţele şi facilităţi de mici dimensiuni nu este în general de cel mai înalt nivel tehnologic şi astfel în timpul situaţiilor de urgenţă este mai puţin operativ şi eficient;
Utilizarea modelelor de simulare şi telemetrie nu este posibilă, şi astfel experienţa şi cunoştinţele reţelei şi ale întregului echipament şi reacţia sa la evenimente critice în trecut devin mai importante (studii periodice, înregistrarea situaţiilor critice în timpul fenomenelor meteorologice extreme, etc.);
De obicei fenomenele meteorologice extreme nu culminează adesea într-o zonă restrânsă, deşi atunci când se întâmplă acest lucru, ele pot afecta o mate parte a sistemului. Răspunsul la impact este astfel mai puţin flexibil în ceea ce priveşte capacitatea operaţională, hidraulică şi de tratare.
Impactul apei pluviale asupra sistemelor descentralizate poate creşte substanţial fluctuaţia fluxurilor de apă în timpul ploilor, astfel încât se recomandă cu tărie implementarea măsurilor care diminuează admisia apei în UWWTP, de ex. separarea între reţelele de canalizare şi cele de drenaj al apei pluviale, lucru posibil dacă sunt disponibile ape naturale adecvate pentru recepţia deversărilor de ape pluviale.
Operatorii sistemelor descentralizate trebuie să coopereze îndeaproape cu autorităţile publice de mediu şi cu operatorii principalelor sisteme centralizate de canalizare, pentru a utiliza echipamentele şi experienţa acestor organizaţii (se recomandă semnarea acordurilor de cooperare în situaţii de urgenţă).
Mai multe aşezări rurale nu sunt dotate cu canalizare şi UWWTP. Eliminarea apelor uzare din locuinţe sa realizează cu mici WWTP individuale sau fose septice. Atunci când eliminarea apelor uzate se realizează cu WWTP individuale, trebuie să se ţină cont de amplasarea locuinţelor în zonele predispuse la inundaţii.
9.3.3 Sisteme de drenaj / canalizare şi UWWTPcentralizate – măsuri de protecţie în timpul inundaţiilor
Chiar dacă în prezent prognozele meteo sunt detaliate şi precise, evaluarea furturilor şi a impactului lor asupra sistemului de canalizare nu pot fi prezise. Acest lucru este valabil în special pentru sistemele de canalizare combinate, de mari dimensiuni. Inundaţia nu înseamnă doar o creştere temporară a nivelului râurilor sau a altor ape de suprafaţă în timpul cărora zonele învecinate albiei sunt inundate. Daunele pot fi provocate şi de apele care nu se pot scurge natural din zona respectivă sau de volumele de apă pluvială care depăşesc capacitatea sistemului de drenare pentru o lungă perioadă de timp.
În râurile lungi, cu fluctuaţii mari, valurile de inundaţie generate de ploile torenţiale se pot propaga cu rapiditate, cu potenţiale efecte periculoase asupra sistemelor de canalizare de-a lungul râului ca şi a zonelor din aval care u sunt afectate direct de furtună. În timpul inundaţiilor, apa de suprafaţă din râu poate pătrunde în canalizare prin legăturile hidraulice dintre râu şi canalizare, de ex. prin acţiunea combinată a scurgerii canalizării, deversării, etc. UWWTP poate fi de asemenea inundată direct din râu sau din fluxul de retur din zonele învecinate.
Printre motivele care conduc la inundarea UWWTP se numără protecţia insuficientă anti-inundaţie, defectarea sistemului sau magnitudinea inundaţiei. Daunele pot fi provocate de asemenea de factorul uman atunci când anumite îndatoriri prezentate în planurile pentru situaţiile de urgenţă au fost omise. Astfel un bun sistem de canalizare necesită cunoştinţe aprofundate despre regimul hidrologic al apelor de suprafaţă învecinate. Operatorii trebuie să dezvolte o bună comunicare cu autorităţile riverane, cu operatorii barajelor şi ecluzelor, autorităţile de protecţie împotriva inundaţiilor de-a lungul râului şi trebuie să fie gata să instaleze imediat componente ale reducerii daunelor inundaţiei şi sistemului de protecţie (pereţi de mobili protecţie la inundaţie, dispozitive de pompare etc.).
Inundaţia acoperă întotdeauna întreaga capacitate hidraulică a sistemului de drenaj. Deversarea gravitaţională naturală din sistemul de drenaj sau din UWWTP este treptat dezactivată şi este nevoie să se înceapă operarea staţiilor de pompare de rezervă. Din acest motiv trebuie asigurată funcţionalitatea completă a echipamentelor electromecanice obişnuite ca şi a celor pentru situaţiile de urgenţă (pompe de inundaţie) din sistemul sanitar. În plus generatoarele electrice trebuie să fie în regim stand-by deoarece penele de curent sunt frecvente iar personalul calificat trebuie să fie gata să îndeplinească toate îndatoririle menţionate în planul de criză şi pentru situaţii de urgenţă. Vulnerabilitatea sistemului este apoi puternic influenţată de numărul de staţii de pompare disponibile pentru pomparea apelor în exces înapoi în apa receptoare. UWWTP amplasate pe teren plat sunt mai vulnerabile decât cele conectare la sistemul de canalizare gravitaţională. O deosebită atenţie şi echipamente speciale sunt necesare pentru UWWTP aflate pe zonele de coastă aflate în pericol de inundaţie în timpul furtunilor maritime.
Trebuie asigurate lucrări complete de service pentru UWWTP şi pentru staţiile de pompare atât cât este posibil prin controlul / întreţinerea continuă a facilităţilor electromecanice cât şi a compartimentului structural al sistemului. Activităţile principale de întreţinere din cadrul sistemelor sunt evacuarea deşeurilor solide şi curăţarea conductelor de canalizare, a rezervoarelor pentru ape pluviale şi a altor obiecte în vederea menţinerii capacităţii hidraulice maxime a sistemului.
Pentru sistemele mari, o unitate funcţională centrală trebuie însărcinată cu supravegherea răspunsului întregii reţele, conducând echipele de întreţinere speciale şi eventual alertând publicul şi apte părţi implicate de riscul asupra siguranţei publice (inundarea pe returul canalizării a zonelor urbane, eventuala contaminare a zonelor sensibile cu apă uzată, poluarea apelor de suprafaţă şi a surselor de apă subterane, etc.).
Modelele de simulare pot fi aplicate pentru definirea măsurilor operative adecvate în cadrul reţelei specifice în timpul evenimentului extrem în timp real. Epicentrul evenimentelor de ploaie torenţială se limitează în general la o zonă restrânsă, astfel încât este posibilă utilizarea capacităţii hidraulice reziduale a reţelelor de drenaj / canalizare prin reglarea fluxului sau redistribuirea apelor pluviale spre ramificaţiile mai puţin afectate. Acest tip de măsură necesită interconectări între diverse părţi ale reţelei de canalizare, instalarea şi menţinerea corespunzătoare a elementelor sistemului de control automat în cadrul sistemului, şi un sistem centralizat calibrat corespunzător de control în timp real (RTC).
Protecţia UWWTP trebuie să se bazeze pe evaluarea nivelelor reale ale riscurilor astfel încât operarea UWWTP să fie păstrată, iar inundarea echipamentelor vitale şi poluării apelor de suprafaţă prin asimilarea diverselor substanţe chimice prevenită. Există câteva sfaturi practice privind modalitatea de protecţie a UWWTP împotriva inundaţiilor:
Structura digurilor de protecţie anti-inundaţie în jurul UWWTP şi a facilităţilor de canalizare, eventual construcţia unor ziduri mobile de protecţie anti-inundaţie;
Închiderea dispozitivelor de prevenire a fluxului de retur (valve, stăvilare, ecluze etc.) şi utilizarea staţiilor de pompare pentru protejarea sistemelor împotriva fluxului de retur de la recipient;
Amplasarea componentelor esenţiale ale UWWTP deasupra nivelului de inundare cu perioade lungi de revenire (implementarea acestei soluţii este mai costisitoare, deoarece întreaga admisie trebuie ridicată prin pompare chiar şi în timpul perioadelor secetoase);
Utilizarea principiului de “control” –tehnologiile cruciale şi echipamentele electro-tehnice sunt amplasate într-un container de oţel sau beton asigurând operarea în siguranţă a facilităţilor respective în timpul inundaţiei;
Scoaterea şi depozitarea în condiţii de siguranţă a echipamentelor demontabile ale UWWTP şi ale sistemului de canalizare pentru a preveni deteriorarea acestora;
Îndepărtarea tuturor substanţelor chimice şi a altor contaminanţi periculoşi din zona UWWTP şi a sistemului de canalizare pentru a preveni poluarea suplimentară a apelor de suprafaţă şi subterane.
În timpul inundaţiei UWWTP trebuie menţinută în stare de funcţionare cât mai mult timp posibil, chiar şi dacă cea mai mare parte a apei uzate este supusă doar unei tratări parţiale. Capacitatea mare de diluare a apei receptoare permite menţinerea unei calităţi acceptabile a calităţii apei, chiar dacă numai o parte din apa de admisie în UWWTP este tratată complet.
În cazul în care protecţia anti-inundaţie este depăşită iar situaţia nu mai permite utilizarea în continuare a UWWTP, mai întâi dispozitivele electrice (pompele, compresoarele, în general dispozitivele electrice necesare pentru repunerea în funcţiune a staţiei de tratare trebuie îndepărtate pentru a evita daunele provocate de creşterea apelor.
Studiu de caz: Scenarii pentru apa care pătrunde în zona UWWTP în timpul inundaţiei din 2002 din Republica Cehă.
În timpul marii inundaţii din 2002 din Republica Cehă, câteva zeci de UWWTP de mari dimensiuni au fost inundate. Scenariile au fost diferite şi ele pot fi împărţite în patru categorii:
Depăşirea digurilor de protecţie anti-inundaţie datorită creşterii apelor râurilor (de ex. UWWTP centrală din Praga);
Inundarea staţiei de tratare a apelor uzate din zona inundată datorită protecţiei anti-inundaţie insuficientă din amonte (de ex. UWWTP din České Budějovice);
Inundarea WWTP datorită unei admisii prea mari a apei din râu care a pătruns în sistemele de drenaj şi canalizare prin dispozitivele cu protecţie insuficientă împotriva fluxului de retur (de ex. UWWTP din Teplice, UWWTP din Ústí nad Labem);
Inundare provocată de apa din fluxul de retur provenită din amonte.
9.3.4 Sisteme de canalizare descentralizate şi comunitare – măsuri de protecţie în timpul inundaţiilor
Foarte adesea operatorii sistemelor de canalizare descentralizate nu sunt pregătiţi suficient pentru gestionarea situaţiilor de urgenţă fără ajutorul profesioniştilor, în special datorită lipsei tehnologiei de rezervă (pompe de rezervă, autocisterne etc.) şi uneori şi datorită experienţei insuficiente a personalului. O bună cooperare cu administraţia publică şi cu operatorii UWWTP centrale sau cu alte organizaţii care deţin echipamentele necesare pentru situaţii de urgenţă poate contribui la rezolvarea acestei probleme.
Activităţile ce trebuie executate în timpul şi după inundaţie (până la recuperarea integrală a sistemului) sunt:
Evitarea deversării apelor contaminate şi în special a nămolului contaminat din fose septice în apele de suprafaţă şi subterane;
Protejarea resurselor de apă potabilă, a puţurilor împotriva contaminării cu apa poluată din inundaţie;
Păstrarea sistemului de canalizare în funcţiune cât mai mult timp posibil;
Dacă este necesar, îndepărtarea tuturor dispozitivelor electrice din staţiile de pompare şi WWTP individuale periclitate de inundaţie astfel încât să poată fi utilizate pentru repunerea eficientă în funcţiune a sistemului după inundaţie;
După inundaţie, eliminarea nămolului din puţuri de decantare şi fose septice, tratarea lui în cel mai apropiat UWWTP şi repunerea lor în funcţiune cât mai rapid posibil;
Clătirea canalizării inundate cu apă sub presiune dacă este cazul şi resetarea funcţionării sistemului local de canalizare şi a UWWTP cât mai curând posibil.
În zonele rurale este foarte important să se respecte cerinţele minime pentru igienă: prevenirea deversărilor masive de bacterii periculoase în apele de suprafaţă şi subterane şi menţinerea sistemului de canalizare în stare funcţională cât mai mult timp posibil, sau într-o stare din care să poată fi repus rapid în funcţiune.
