Netradiční řešení sanitace pro frekventovanou městskou část

Úvod

Příspěvek navazuje na text, který popisoval postup orientačního rozhodování a výsledkem bylo subjektivní hodnocení jednotlivých variant řešení vodního hospodářství na lokalitě Líchy, které pak bylo základem zadání podrobného posouzení (viz níže).

Na lokalitě bude asi 300 obyvatel, v rodinných a bytových domech, uspořádání je zřejmé ze studie.

Postup řešení

Nejprve byla provedena SWOT analýza jednotlivých vstupů a výstupů. Přičemž některé vstupy a výstupy byly vyřazeny jako pro tuto lokalitu nevhodné, z použitelných vstupů a výstupů byly sestaveny kombinace = varianty. V prvním kroku proběhlo subjektivní hodnocení a do dalšího kola (podrobnějšího rozhodování s využitím ekonomických ukazatelů) postoupilo 7 variant.

Typické základní kombinace

Z možných kombinací vstupů, výstupů a procesů jsou vybrány a popsány varianty, které jsou předběžně racionálně realizovatelné s ohledem na místní podmínky a akceptovatelnost ze strany obyvatel (cena, komfort) v lokalitě Chytré Líchy s možností využití podzemních vod. Některé vybrané kombinace mohou být obtížně projednatelné z důvodu stávající legislativy a jejího výkladu konkrétními stakeholdery. V žádné variantě není uvažováno s vypouštěním srážkových vod do splaškové kanalizace, je respektován požadavek na dodržení zásad hospodaření se srážkovými vodami dle legislativy.

Cílem analýzy je návrh řešení vedoucího k dosažení stanoveného cíle: dosažení úspory až 50 % pitné vody spotřebované na území a případného dosažení úspory až 50 % odpadní vody odváděné z území vytvořením lokálního koloběhu vody a srovnání s obvyklým řešením v současnosti – tj. centrální řešení s veřejným vodovodem, splaškovou a dešťovou kanalizací (viz Varianta 1).

Poznámka: dále byly v konkrétním projektu pro Chytré Líchy (viz část B) zařazeny i varianty označené písmenem L, které doplňují varianty V4 a V6 o pilotní zařízení na principu extenzivních způsobů čištění (NBS) a následné zasakování vyčištěných šedých vod od cca 30 obyvatel.

Orientační rozhodování o volbě vhodných variant a procesů

Při orientačním rozhodování se vedle subjektivního hodnocení silných a slabých stránek mohou podstatně lišit názory na rizika, a to zejména v případě použití zatím netradičních řešení, kam spadá i recyklace vod, a tedy uplatnění cirkulární ekonomiky.

Abychom zvýšili objektivitu a již v přípravné fázi řešili opatření vyplývající z rizik a jejich vliv na udržitelnost (především ekonomiku) a především akceptovatelnost, tak je pro zpřesnění možné využít postupů uvedených např. v ISO normách. Pro účely posouzení rizik (určení kvalitativních, kvantitativních parametrů a vhodného managementu) je vhodná např. ČSN ISO 20426 Směrnice pro posuzování a management zdravotních rizik pro opětovné využití vody k nepitným účelům.

Pokud bychom chtěli již v přípravné fázi povést orientační ekonomické vyhodnocení, pak je možné využít například postup v ISO CD 24575 Směrnice pro provádění rozborů nákladů v oblasti projektů decentralizovaného čištění nebo opakovaného využívání odpadních vod. V podstatě jde o stanovení investičních a provozních nákladů a nákladů na financování a jejich relativizaci na celkové náklady na nakládání s 1 m³ vody.

Jednoduchý model orientačního rozhodování pro lokalitu Chytré Líchy

Na základě jednoduchých subjektivně nastavených kritérií (vyšší objektivizace daná např. počtem a různorodostí účastníků) lze rychle rozhodnout o volbě vhodných variant.

Metodika hodnocení: číselné vyjádření názoru uvedeného v textu u jednotlivých variant
Hodnocení: významně kladné = 5, významně záporné (nereálné) = 0

Předběžné hodnocení může vést k uvědomění si jednotlivých kritérií a jejich zahrnutí do rozhodování, k uvědomění si rizik a toho, co je nutné zjistit nebo projednat před pokračováním dalších prací, číselné vyjádření pak k předběžnému rozhodování o vhodných variantách, v některých případech i ke konečnému rozhodnutí, nebo alespoň k vyloučení některých variant.

Podrobnější rozhodování o volbě vhodných procesů na základě vylučujících a hodnotících kritérií

Programy s uplatněním vylučovacích a hodnotících kritérií včetně určení předpokládaných nákladů CAPEX a OPEX (jako LCA) a uhlíkové stopy a následně:

Srovnání finančních nákladů

Srovnání vybraných variant kde se uplatní měrné náklady použitelné pro výpočet orientačních nákladů na stavbu kanalizace a životní cyklus přepočtené na Kč/m³, náklady na provoz ČOV – energie, náhradní díly, likvidace kalu, přepočteno na Kč/m³, případné vyvážení jímek – Kč/m³ v závislosti na vzdálenosti odvozu nebo Kč/m kanalizace a dtto i u vodovodu, cena za vodoměrnou šachtu a ceny za objekt na přečištění šedých vod, cena za vertikální filtr – Kč/EO, cena jímacích zařízení, náklady na hygienické zabezpečení podzemních vod, energie a náklady na provoz systému, včetně administrace dodávek zahrnující odečty vodoměrů a fakturaci obyvatelům.

Srovnání ekologických parametrů

1. Uhlíková stopa – vztažená na 1 m³ vody nebo suma všech dopadů.
2. Vliv řešení trasy – čerpání, náklady na stavbu přepočtené na Kč/m³.
3. Vliv způsobu čištění – aktivace, biofiltr, extenzivní způsoby čištění na náklady.
4. Vliv recyklace živin – úspora hnojiv přepočtená na Kč/m³.

Srovnání sociálních dopadů

Většinou z hlediska nákladů na jednoho obyvatele a toho, jak je takové zatížení únosné po stránce finanční, ale také i z hlediska akceptovatelnosti.

Srovnání podpůrných kritérií

Tj. subjektivních názorů (akceptace) na základě konkrétních detailů řešení – viz odolnost řešení, hodnocení rizik a možnosti jejich eliminace, na základě jejich mentálních modelů…

Rozhodovací schéma pro Chytré Líchy – varianty k prověření po upřesnění architektonických záměrů

Postup stanovení vstupů a výstupů na základě omezujících, hodnotících a podpůrných kritérií.

Možné vstupy

Jako reálné (bez omezujících podmínek) byly vyhodnoceny následující vstupy a k nim byly navrženy postupy posouzení s využitím hodnotících kritérií.

Veřejný vodovod pitné vody

Je bez problémů dostupný, vodné je známé, je zjevně akceptovatelný občany i institucemi a legislativou (dokonce je to legislativní podmínka, dtto viz i PRVK), je proto součástí všech variant. Z hlediska udržitelnosti je vhodné prověřit, zda je vhodné použití pitné vody na činnosti, na které vyhovuje užitková voda a zda není na lokalitě efektivnější řešení s využitím podzemních nebo srážkových vod. Jako hodnotící kritérium lze použít vodné, tj. cenu za m³, kterou platí odběratel v Židlochovicích.

Podzemní vody

V lokalitě je dostupný zdroj podzemních vod a je proto vhodné posouzení využití podzemních vody jako vody užitkové (pro úpravu na pitnou vodu nejsou vhodné podmínky, nemožnost zajištění ochranných pásem atd.) a srovnání se zásobováním pitnou vodou nebo využitím srážkové vody – ideálně přes sociální dopady na odběratele, tj. provést srovnání s variantou, kdy užitková voda bude dodávána jako služba, nebo s náklady individuálního odběratele podzemních vod.

Srážkové vody

Jsou jako další možný zdroj užitkové vody zejména pro RD, proto je vhodné srovnání s dodávkou pitné vody, užitkové z podzemního zdroje – centrálního i individuálního. Z hlediska odolnosti jsou mírně nespolehlivé z důvodů prodlužujících se období sucha v letních měsících, tj. v obdobích, kdy mohou být problémy i s omezením dodávky pitné vody.

Recyklované vody

Je možné brát v tomto případě jako další zdroj a vhodné by bylo provést srovnání nákladů na recyklaci v bytových domech s náklady na vodné a stočné, případně s náklady pro případ individuálního odběru podzemních vod a stočného a pro případ využití srážkových vod a stočného (v případě menšího počtu obyvatel bytového domu). Náklady na recyklaci v RD lze vzhledem k nákladům vyloučit předem a recyklace v RD přichází na této lokalitě v úvahu jen u ekologických nadšenců.

Možné výstupy

Veřejná kanalizace

Vzhledem k umístění lokality ve městě lze předpokládat, že bude uplatněno obvyklé stočné.

Voda k recyklaci nebo k separátnímu čištění a vypouštění do vod podzemních – šedá voda

V tomto případě bude stanovení nákladů na recyklaci, a tedy výrobu užitkové vody potřebné jako podklad pro srovnání s náklady na použití srážkových, nebo podzemních vod a také ke srovnání se stočným. Srovnání se stočným pak bude provedeno jako pro použití likvidace šedých vod pro celou lokalitu, tak i pro pilotní projekt na části lokality – pro cca 30 osob.

Možné konflikty a podmínky k vypořádání

Obecně jsou asi nejčastější obavy občanů a hygienických orgánů ze zdravotních rizik, další obavy je možné očekávat z hlediska technické realizovatelnosti (rozmístění sítí, bezkonfliktního odvodnění území z hlediska výškových poměrů, ovlivnění podzemních vod), ekonomičnosti a náročnosti z hlediska praktického provozu.

Řešení možných konfliktních situací obecně

Při prosazování netradičních řešení logicky dochází ke střetu s tradičními řešeními, což je zákonitost daná tím, že jsou stakeholdeři předběžně opatrní, jsou nějak zainteresovaní v klasických řešeních nebo jednoduše nové řešení vyžaduje více energie a času na pochopení a zvládnutí změny. Důležitá je komunikace s cílem zjištění námitek a reagování na ně buď technickými nebo organizačními opatřeními, případně jejich eliminace vyjasněním obsahu. Dobrou pomůckou jsou ISO normy, které v podstatě s předpokládanými námitkami a jejich řešením pomocí hodnocení rizik uvažují a poskytují i návod, jak se racionálně s věcnými riziky vypořádat. Další možností je osvěta – odkazy na již realizované pilotní akce nebo zvyklosti, předpisy a zkušenosti v zahraničí.

Nejčastějšími námitky se objevují v souvislosti s hygienickými riziky použití recyklovaných komunálních a šedých vod. Proto je jim v následujícím textu a přílohách věnována pozornost.

Normy a postupy v nich použitelné pro posuzování zdravotních a dalších rizik

Asi nejpodrobněji se problematikou zabývají ČSN ISO 20426 a ČSN ISO 20761, které představují možnost, jak s maximální objektivitou vyhodnotit skutečná rizika, srovnat je s jinými riziky a navrhnout opatření taková, aby rizika byla maximálně eliminovaná, tj. únosná.

Další použitelné zdroje pro argumentaci – viz německá DWA-M277 (Příloha 3)

Problematika řešení recyklace šedých vod v Německu jako příklad dlouhodobě ověřených standardizovaných postupů. Viz německá směrnice… DWA-M277 je dalším použitelným materiálem pro argumentaci.

Postup stanovení ekonomických parametrů jednotlivých variant

Investiční náklady

Při stanovení výše investičních nákladů bylo uvažováno s délkou vodovodního a kanalizačního potrubí v délce 700 m, s 90 bytovými jednotkami, z toho 11 případně napojených na kanalizaci šedých vod a pilotní zařízení na čištění šedých vod pro 30 osob. Dále se v oblasti v některých variantách nacházejí čerpací stanice a případně studny na jímání užitkové vody.

Náklady jednotlivých variant byly rozděleny na náklady spojené s přípravou území (pravděpodobně náklady developera) a na náklady spojené s konkrétními domy (v případě RD by si je hradili majitelé každého domu).

Celkové investiční náklady souhrnně

Provozní náklady

Z důvodu transparentnosti byly investiční a provozní náklady, včetně očekávaných nákladů na správu veřejných rozvodů rozpočítány do nákladů na m³.

Pro srovnání provozních nákladů tříčlenné rodiny za rok bylo uvažováno obvykle s padesátiletou životností jednotlivých prvků a spotřebou vody 100 l/obyvatel/den.

Komentář k cenám – ve srovnání s cenou vodného má nižší náklady pro využití užitkové vody použití podzemních vod, a to jak individuální, tak i centrální. Výhodnost roste s počtem obyvatel v bytě, a naopak klesá s jejich menším počtem, než pro které je stanoven výpočet. Obdobně i u šedých vod a jejich recyklace – čím je počet obyvatel menší, tím jsou náklady na obyvatele větší – tj. v případě Chytrých Lích se individuální recyklace nevyplatí vzhledem k dostupnosti podzemních vod a ceně vodného. Své opodstatnění by měla pro větší bytový dům na lokalitě s nedostatkem vody. V případě čištění šedých vod za účelem jejich vypouštění by náklady byly nižší, než je cena stočného, avšak řešení pro celé sídliště je nereálné z důvodů legislativních.

Diskuse nad náklady jednotlivých variant

• V1 – veřejný vodovod a kanalizace vypadají nejlépe z hlediska investic, ale neplní zadání a zatíží více centrální řešení srážkových vod (vícenáklady oproti variantám s vsakem u budov budou více než 11 mil. Kč, a varianta pak bude srovnatelná po stránce investičních nákladů např. s variantami V2 a V3.
• Nejlépe vycházejí z pohledu investic lidí varianty s centrálním řešením užitkové vody, tj. varianta V4 a případně V6
• Z pohledu investice developera jsou nejlevnější varianty V1, V2, V3 a V4 – obsahují jen veřejný vodovod a kanalizace bez ohledu na individuální řešení, které se řeší individuálně u domů
• Celkový náklad je pak nejmenší u V4, tj. veřejný vodovod, veřejná kanalizace a veřejné zásobování užitkovou vodou z centrální studny

Další podstatná kritéria

Stabilita = nezávislost na nikom, na místním správci nebo na provozovateli veřejného vodovodu. Jednoduchá nezávislá řešení jsou nejstabilnější. V případě zásobování užitkovou vodu máme k dispozici 3 řešení. Centrální rozvod užitkové vody z centrální studny, individuální studny a využití srážkových vod. Vzhledem prodlužování bezdešťného období v létě je stabilnějším zdrojem podzemní voda. Další rozhodnutí je pak spíše na obyvatelích – zda ji budou odebírat z centrálního vodovou (menší investiční náklad) nebo z vlastních studen (nezávislost).

Další rizika – míra ovlivnění podzemních vod

V tomto případě se jedná o šedé vody. Vzhledem k odběrům podzemní vody je pochopitelné, že obyvatelé mají obavy z doplňování vyčištěných šedých vod do vod podzemních, a to i přesto, že naředění v toku podzemních vod bude značné a že v podzemí probíhá další dočištění již vyčištěných šedých vod. Řešením je umístění čistírny šedých vod tak, aby nebyly ovlivněny v sídlišti odebírané podzemní vody – tj. umístit ČOV tak, aby případné ovlivnění proběhlo mimo dosah odběrů a tím by se toto riziko minimalizovalo. Na druhé straně investice do separátního čištění šedých vod vede k snížení poplatků občanů za vypouštění odpadních vod (nevýhodné je toto řešení pro správce veřejné kanalizace, protože snižuje výnos ze stočného).

Nutnost zabezpečení provozu – tj. organizační starosti

Podstatným kritériem z hlediska developera je pak správa vodních děl. Nejjednodušší je v případech, kdy si servis a údržbu řeší lidé individuálně. V případě veřejného vodovodu je správa spojená s cenotvorbou, a pak s reálným provozem – administrativní činností, a pak i servisní a provozovatelskou činností.

S ohledem na výše uvedené je zřejmé, že jiné priority budou pro občany a jiné pro správu areálu a investory. A bude důležité je sjednotit tak, aby byly akceptovatelné druhou stranou. I mezi samotnými obyvateli budou různé názory dané jinými nároky na komfort, nebo technickou zdatností. Někteří občané budou preferovat větší nezávislost i za cenu vlastního nasazení, jiní budou ochotni si připlatit za vyšší komfort. Podstatné je, že rozhodnutí by mělo být informované a tím pak akceptované většinou.

Závěr: celkové hodnocení variant

Nejlépe hodnocené

Varianta V4

• nejkomfortnější pro obyvatele, s minimem individuálních nákladů a jen s minimálním navýšením investic pro investora (+ 4 mil. Kč), které ale bude postupně umořovat ve vodném
• nutnost zabezpečit provoz centrálního řešení dodávky užitkové vody

Varianta V6

• individuální studny zvýší celkovou investici (obyvatelům) a ti za to získají nezávislost,

Varianta V4L a V6L (s pilotním zařízením na čištění a zasakování části šedých vod)

• ke zvážení je pak doplnění těchto variant pilotním zařízení, které navýší investici developera cca o 600 tis. Kč, avšak mírně sníží životní náklady obyvatelům (v případě zabezpečení provozu při rozumném nacenění provozování)

Varianty V2 a V3

• Obdobné jako V6, ale mírně dražší a méně stabilní z hlediska zajištění vodou (nedostatek srážek ve V2) nebo náročnější na obsluhu a provoz (V3)

Varianty nevhodné pro Chytré Líchy

Nevhodnost nebo menší vhodnost je dána tím, že v blízkost této čtvrti je k dispozici veřejný vodovod a kanalizace. Varianta V5, s centrálním řešením čištění šedých vod je konfliktní jak z pohledu správce veřejné kanalizace, tak i správce povodí a v podstatě i obyvatel. Varianty V7a a V7b, bez napojení na veřejnou kanalizaci s individuálním řešením černých vod, jsou neakceptovatelné pro obyvatele z důvodu komplikací při provozu, když k dispozici je bezproblémové napojení na veřejné sítě. Z důvodů nízkých nákladů a ovlivnění okolí nutrienty má své opodstatnění v jiných podmínkách.

Poděkování DBU

Řešení lokality Líchy v Židlochovicích je podporovánu z fondu Německé spolkové nadace pro životní prostředí“. (Mitteln der Deutschen Bundesstiftung Umwelt).

Literatura

Projekt „Konzept für innovatives Wassermanagement im geplanten Wohnviertel Smart Lichy in der Stadt Zidlochovice (Groß Seelowitz), Tschechien“