Management of rainwater as a barrier for the development of the City of Warsaw

• Autorzy: Sobieraj Janusz , Bryx Marek , Metelski Dominik

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2022.143047

Warianty tytułu

PL

Gospodarowanie wodami opadowymi jako bariera rozwoju miasta stołecznego Warszawy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The implementation of construction projects in Warsaw is associated with increasing difficulties in preparation, obtaining the relevant building permits and licences, partly due to the lack of water and sewage infrastructure and the inadequate management of rainwater in the city. All this leads to an increase in the cost of the construction projects undertaken. To illustrate a number of issues related to stormwater management in the city and the resulting problems, the study provides a number of different case studies, stylised facts and abductive conclusions to develop the best explanation for the existing problems. Specifically, the study presents the barriers to stormwater management in the city of Warsaw through an analysis of a hypothetical investment process (related to the Wawer Canal). The case studies analysed concern the deterioration of the “Bernardine Water” reservoir and the lack of appropriate investments in the Slużewiecki Stream catchment, as well as a number of conflicting conditions in stormwater management in Warsaw. In contrast, examples of successful investments in stormwater management are also shown, e.g. Radex Park Marywilska, Stegny Południe settlement, Fort Bema settlement in Bemowo. In this way it is shown that with the right approach it is possible to carry out construction investments in water and wastewater infrastructure in an appropriate way, thus avoiding many stormwater management problems. The main conclusion of the study is that insufficient consideration of stormwater drainage issues in spatial planning will lead to further flooding and increasing water management problems.

PL

Realizacja inwestycji budowlanych w Warszawie wiąże się z coraz większymi trudnościami w przygotowaniu, uzyskaniu odpowiednich pozwoleń i zgód budowlanych, częściowo z powodu braku infrastruktury wodno-kanalizacyjnej oraz niewłaściwego zagospodarowania wód opadowych w mieście. Wszystko to prowadzi do wzrostu kosztów podejmowanych przedsięwzięć budowlanych. Aby zilustrować szereg kwestii związanych z gospodarką wodną w mieście i wynikającymi z niej problemami, w opracowaniu przedstawiono szereg różnych studiów przypadków, stylizowanych faktów i abdukcyjnych wniosków w celu opracowania najlepszego wyjaśnienia istniejących problemów. Bardziej szczegółowo, badanie przedstawia bariery w gospodarce wodami opadowymi w mieście Warszawa poprzez analizę hipotetycznego procesu inwestycyjnego Kanału Wawerskiego. Analizowane studia przypadków dotyczą: degradacji zbiornika wodnego Bernardyńska oraz braku odpowiednich inwestycji w zlewni potoku Służewieckiego, a także szeregu wewnętrznie sprzecznych uwarunkowań w gospodarce wodami opadowymi w Warszawie. Dla kontrastu pokazano również przykłady udanych inwestycji w gospodarkę burzową, np. Radex Park Marywilska, osiedle Stegny Południe, osiedle Fort Bema na Bemowie. W ten sposób wykazano, że przy odpowiednim podejściu można w odpowiedni sposób realizować inwestycje budowlane w zakresie infrastruktury wodno-ściekowej, co pozwoli uniknąć wielu problemów związanych z gospodarką wodami opadowymi. Głównym wnioskiem z badania jest to, że niedostateczne uwzględnienie w planowaniu przestrzennym zagadnień związanych z kanalizacją deszczową będzie prowadzić do dalszych powodzi i narastania problemów związanych z gospodarką wodną.

Słowa kluczowe

EN

water and wastewater infrastructure; development barriers; Warsaw; urban flood; urbanization; stormwater management; rainfall runoff; land use

PL

infrastruktura wodno-ściekowa; bariera rozwoju; Warszawa; podtopienie; urbanizacja; zarządzanie wodami; woda opadowa; zagospodarowanie przestrzenne

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 68, nr 4
• Strony: 419--443
• Opis fizyczny: Bibliogr. 60 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Sobieraj Janusz

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0819-7384

autor

Bryx Marek

• Warsaw School of Economics, Department of Innovative City, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0768-4786

autor

Metelski Dominik

• University of Granada, Faculty of Economics and Business Sciences, Granada, Spain

• https://orcid.org/0000-0003-0195-0342

Bibliografia

• [1] J. Sobieraj, Wpływ Polityki Gospodarczej, Środowiskowej i Prawnej na Zarządzanie Procesem Inwestycyjnym w Budownictwie Przemysłowym. Radom, Poland: ITE-PIB, 2019.
• [2] J. Sobieraj, Investment Project Management on the Housing Construction Market. Madrid, Spain: Universitas Aurum Grupo Hespérides, 2020.
• [3] J. Sobieraj, M. Bryx, D. Metelski, “Stormwater Management in the City of Warsaw: A Review and Evaluation of Technical Solutions and Strategies to Improve the Capacity of the Combined Sewer System”, Water, 2022, vol. 14, pp. 1-41; DOI: 10.3390/w14132109.
• [4] J. Sobieraj, “Impact of spatial planning on the pre-investment phase of the development process in the residential construction field”, Archives of Civil Engineering, 2017, vol. 63, no. 2, pp. 113-130; DOI: 10.1515/ace-2017-0020.
• [5] A.F. Vasconcelos, A.P. Barbassa, M.F. dos Santos, M.A. Imani, “Barriers to sustainable urban stormwater management in developing countries: the case of Brazil”, Land Use Policy, 2022, vol. 112, art. ID 105821; DOI: 10.1016/j.landusepol.2021.105821.
• [6] Miasto Stołeczne Warszawa, “Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Warszawy wraz z późniejszymi zmianami”. [Online]. Available: https://architektura.um.warszawa.pl/studium2006. [Accessed: 10 Apr. 2022].
• [7] M. Zdancewicz, The Spacial Policy Of Warsaw; Office of Architecture and Spatial Planning of the Capital City of Warsaw. Warsaw, Poland: City Hall, 2007.
• [8] A. Kassenberg, W. Szymalski, L. Drogosz, M. Bugaj, I. Jakubczak, Strategia adaptacji do zmian klimatu dla miasta stołecznego Warszawy do roku 2030 z perspektywą do roku 2050. Warsaw, Poland: Instytut na Rzecz Ekorozwoju/Urząd m.st. Warszawy, 2019.
• [9] M.St. Warszawa, Charakterystyka i ocena funkcjonowania układu hydrograficznego, ze szczególnym uwzględnieniem systemów melioracyjnych na obszarze m.st. Warszawy wraz z zaleceniami do Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania m.st. Warszawy i planów miejscowych. Warsaw, Poland: Biuro Architektury i Planowania Przestrzennego Urzędu m.st. Warszawy, 2015.
• [10] Portal Funduszy Europejskich, “Nowy zbiornik retencyjny dla Warszawy”. [Online]. Available: https://www. funduszeeuropejskie.gov.pl/strony/wiadomosci/nowy-zbiornik-retencyjny-dla-warszawy/. [Accessed: 21 Apr. 2022].
• [11] J.A. Oleszkiewicz, E. Kalinowska, P. Dold, et al., “Feasibility studies and pre-design simulation of Warsaw’s new wastewater treatment plant”, Environmental Technology, 2004, vol. 25, pp. 1405-1411; DOI: 10.1080/09593332508618472.
• [12] G. Paul, “Approaches to abductive reasoning: an overview”, Artificial Intelligence Review, 1993, vol. 7, pp. 109-152; DOI: 10.1007/BF00849080.
• [13] R.K. Yin, “Validity and generalization in future case study evaluations”, Evaluation, 2013, vol. 19, no. 3, pp. 321-332; DOI: 10.1177/1356389013497081.
• [14] K. Dąbrowska, Ł. Trybułowski, M. Butkiewicz, et al., “Zarządzanie krajową gospodarką wodną od 2018 roku”, Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 2018, vol. 9, pp. 109-115.
• [15] Internetowy System Aktów Prawnych, Ustawa Prawo wodne z dnia 20 lipca 2017 roku (Dz. U. 2017 poz. 1566, 2180). [Online]. Available: https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/ByKeyword.xsp?key=wodne{%}20prawo. [Accessed: 24 Apr. 2022].
• [16] I. Kabzińska, “The dying of Czerniakowskie Lake, the dying of quiet. From a hi-fi to a lo-fi soundscape”, Etnografia Polska, 2019, vol. 63, no. 1-2, pp. 113-132; DOI: 10.23858/EP63.2019.007.
• [17] J. Kregiel, Prognoza Oddziaływania na Środowisko Projektu Miejscowego Planu Zagospodarowania Przestrzennego Sadyby Północnej. Warsaw, Poland: Pracownia Urbanistyczno-Architektoniczna ANNELI, 2008.
• [18] PF Projekt, Retention Tanks at the Czajka Wastewater Treatment Plant. [Online]. Available: https://www. pfprojekt.pl/en/czajka.html. [Accessed: 25 Apr. 2022].
• [19] J. Koszewska, Ł. Kuzak, “Exogenous NaHS Treatment Alleviated Cd-induced Stress in Ocimum basilicum Plants through Modulation of Antioxidant Defense System”, Journal of Water and Land Development, 2021, vol. 50, pp. 1-9; DOI: 10.24425/jwld.2021.137688.
• [20] K. Guranowska-Gruszecka, M. Kordek, “Port Praski in Warsaw-Plans and Reality”, Studia KPZK, 2018, vol. 188.
• [21] D.E. Zając, A water tram stop at the Prague Port in Warsaw. Warsaw, Poland: Warsaw University of Technology (Faculty of Architecture), 2021.
• [22] Miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego Parku Dolina Służewska. [Online]. Available: http://www.siskom.waw.pl/zagospodarowanie/park-dolina-sluzewska/uchwalenie/mpzp_DolinaSluzew_tekst.pdf. [Accessed: 21 Apr. 2022].
• [23] J. Sobieraj, D. Metelski, “Project Risk in the Context of Construction Schedules - Combined Monte Carlo Simulation and Time at Risk (TaR) Approach: Insights from the Fort Bema Housing Estate Complex”, Applied Sciences, 2022, vol. 12, no. 3, art. ID 1044; DOI: 10.3390/app12031044.
• [24] D. Blesinger, D. Krawczyk, F. Linnebacher, et al., Revitalisation and Refurbishment in Construction. Warsaw, Poland: Civil Engineering Faculty of Warsaw University of Technology, 2017, pp. 111-122.
• [25] AC Alsima Construction, “Stegny - Zbiornik retencyjno-odparowujący”. [Online]. Available: http://www. alisma.pl/alisma/idm,623,stegny-zbiornik-retencyjno-odparowujacy.html. [Accessed: 25 Apr. 2022].
• [26] D. Anderson, Effects of urban development on floods in northern Virginia. Washington, D.C., USA: US Government Printing Office, 1970.
• [27] J.F. Bailey, W.O. Thomas, K.L. Wetzel, T.J. Ross, Estimation of flood-frequency characteristics and the effects of urban-ization for streams in the Philadelphia, Pennsylvania area. U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 87-4194. Harrisburg, Pennsylvania, USA: Philadelphia Water Department, 1989.
• [28] A.H. Roy, S.J. Wenger, T.D. Fletcher, et al., “Impediments and solutions to sustainable, watershed-scale urban stormwater management: lessons from Australia and the United States”, Environmental Management, 2008, vol. 42, pp. 344-359; DOI: 10.1007/s00267-008-9119-1.
• [29] C.P. Konrad, Effects of urban development on floods. Tacoma (WA), USA: U.S. Geological Survey-Water Resources, 2003.
• [30] Z. Xu, G. Zhao, “Impact of urbanization on rainfall-runoff processes: case study in the Liangshui River Basin in Beijing, China”, Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 2016, vol. 373, pp. 7-12; DOI: 10.5194/piahs-373-7-2016.
• [31] B. Kaźmierczak, A. Kotowski, A. Dancewicz, ”Weryfikacja metod wymiarowania kanalizacji deszczowej za pomocą modelu hydrodynamicznego (SWMM) w warunkach wrocławskich”, Ochrona Środowiska, 2012, vol. 34, pp. 25-31.
• [32] J. Hakiel, “Designing drainage systems-possible application of advanced calculations and hydrodynamical modeling”, PhD Interdisciplinary Journal, 2015, vol. 1, pp. 167-174.
• [33] M. Hajdukiewicz, D. Kowalski, “Porównanie metod obliczeniowych do wymiarowania kanalizacji deszczowej”, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2018, vol. 1, pp. 9-11.
• [34] A. Kotowski, M. Nowakowska, “Standards for the dimensioning and assessment of reliable operations of area drainage systems under conditions of climate change”, Technical Transactions, 2018, vol. 1, pp. 125-139; DOI: 10.4467/2353737XCT.18.010.7961.
• [35] J. Kanclerz, S. Murat-Błażejewska, K. Dragon, S. Birk, “Wpływ urbanizacji w strefie podmiejskiej na stosunki wodne w zlewniach małych cieków”, Inżynieria Ekologiczna, 2016, vol. 46, pp. 94-99; DOI: 10.12912/23920629/61470.
• [36] M. Nowakowska, A. Kotowski, Metodyka i zasady modelowania odwodnień terenów zurbanizowanych. Wrocław, Poland: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2017.
• [37] W. Błaszczyk, “Spływy deszczowe w sieci kanalizacyjnej (wytyczne do normatywu)”, Gaz,Woda i Technika Sanitarna, 1954, vol. 9, pp. 262-271.
• [38] W. Błaszczyk, M. Roman, H. Stamatello, Kanalizacja, vol. I. Warsaw, Poland: Arkady, 1974.
• [39] P. Błaszczyk, D. Igielski, B. Osmulska-Mróz, Zasady planowania i projektowania systemów kanalizacyjnych w aglomeracjach miejsko-przemysłowych i dużych miastach. Warsaw, Poland: Wyd. Instytut Kształtowania Środowiska, 1983.
• [40] A. Kotowski, “Wybrane aspekty wymiarowania i sprawdzania przepustowości kanałów deszczowych i ogólnospławnych”, Forum Eksploatatora, 2006, vol. 1, pp. 18-25.
• [41] A. Kotowski, Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. Warsaw, Poland: Wydawnictwo Seidel-Przywecki, 2015.
• [42] Z. Bartosik, “Zagrożenie powodzią na terenie Warszawy”, presented at Conference of the Parliamentary Group for the Development of Waterways entitled “Warsaw’s comeback to the Vistula River”, Warsaw, Poland, 9 October 2017.
• [43] A. Magnuszewski, M. Gutry-Korycka, Z. Mikulski, “Historyczne i współczesne warunki przepływu wód wielkich Wisły w Warszawie. Cześć I”, Gospodarka Wodna, 2012, vol. 1, pp. 9-18.
• [44] M. Miętus, M. Marosz, J. Filipiak, et al., Klimat Polski 2020. Warsaw, Poland: IMGW-PIB, 2021.
• [45] D. Booth, C. Jackson, “Urbanization of aquatic systems - degradation thresholds, stormwater detention, and the limits of mitigation”, Journal of the American Water Resources Association, 1997, vol. 33, no. 5, pp. 1077-1090; DOI: 10.1111/j.1752-1688.1997.tb04126.x.
• [46] C. Arnold, C. Gibbons, “Impervious surface coverage - the emergence of a key environmental indicator”, Journal of the American Planning Association, 1996, vol. 62, pp. 243-258; DOI: 10.1080/01944369608975688.
• [47] T.T. Nguyen, H.H. Ngo, W. Guo, et al., “Implementation of a specific urban water management-Sponge City”, Science of the Total Environment, 2019, vol. 652, pp. 147-162; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.10.168.
• [48] H. Li, L. Ding, M. Ren, C. Li, H. Wang, “Sponge city construction in China: A survey of the challenges and opportunities”, Water, 2017, vol. 9, no. 9, art. ID 594; DOI: 10.3390/w9090594.
• [49] H. Jia, Z. Wang, X. Zhen, M. Clar, S.L. Yu, “China’s sponge city construction: A discussion on technical approaches”, Frontiers of Environmental Science & Engineering, 2017, vol. 11, pp. 1-11; DOI: 10.1007/s11783-017-0984-9.
• [50] I. Godyń, A. Grela, D. Stajno, P. Tokarska, “Sustainable rainwater management concept in a housing estate with a financial feasibility assessment and motivational rainwater fee system efficiency analysis”, Water, 2020, vol. 12, no. 1, pp. 151; DOI: 10.3390/w12010151.
• [51] M.P. Barszcz, “Influence of applying infiltration and retention objects to the rainwater runoff on a plot and catchment scale-case study of Służewiecki Stream subcatchment in Warsaw”, Polish Journal of Environmental Studies, 2015, vol. 24, pp. 57-65; DOI: 10.15244/pjoes/29197.
• [52] T.P. Sobol, Urban Waterscape. Architecture’s Response to Changing Water Levels on the Example of Siekierki Area in Warsaw. Warsaw, Poland: Warsaw University of Technology, 2018.
• [53] M. Wojnowska-Heciak, M. Suchocka, B. Grzebulska, M. Warmińska, “Use of structural soil as a method for increasing flood resilience in Praga Północ in Warsaw”, Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW. Horticulture and Landscape Architecture, 2019, vol. 40, pp. 15-28; DOI: 10.22630/AHLA.2019.40.2.
• [54] A. Bus, A. Szelągowska, “Green water from green roofs - the ecological and economic effects”, Sustainability, 2021, vol. 13, no. 4; DOI: 10.3390/su13042403.
• [55] M. Marzuchowska, M. Żebrowski, “Miasto Gąbka - Czyli Jak Wycisnąc Więcej Korzyści z Naszych Miast?”. [Online]. Available: https://obserwatorium.miasta.pl/miasto-gabka-czyli-jak-wycisnac-wiecej-korzysci-znaszych-miast/, [Accessed: 5 Aug. 2022].
• [56] MPWiK, “Inteligentny System Sterowania Siecią Kanalizacyjną w Stolicy”. [Online]. Available: https:// www.mpwik.com.pl/view/inteligentny-system-sterowania-sieci-kanalizacyjn-w-stolicy. [Accessed: 5 Aug. 2022].
• [57] M. Juszczyk, “Analysis of labour efficiency supported by the ensembles of neural networks on the example of steel reinforcement works”, Archives of Civil Engineering, 2020, vol. 66, no. 1, pp. 97-111; DOI: 10.24425/ace.2020.131777.
• [58] N.A. Jasim, S.M. Maruf, H.S. Aljumaily, F. Al-Zwainy, “Predicting index to complete schedule performance indicator in highway projects using artificial neural network model”, Archives of Civil Engineering, 2020, vol. 66, no. 3, pp. 541-554; DOI: 10.24425/ace.2020.134412.
• [59] J. Sobieraj, D. Metelski, “Private Renting vs. Mortgage Home Buying: Case of British Housing Market - A Bayesian Network and Directed Acyclic Graphs Approach”, Buildings, 2022, vol. 12, no. 2; DOI: 10.3390/buildings12020189.
• [60] G. Straż, A. Borowiec, “Evaluation of the unit weight of organic soils from a CPTM using an Artificial Neural Networks”, Archives of Civil Engineering, 2021, vol. 67, no. 3, pp. 259-281; DOI: 10.24425/ace.2021.138055.