Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov

Propojování, obnova a udržitelnost vodárenských soustav ve vazbě na problematiku sucha

Ing. Jan Cihlář, Ing. Rostislav Kasal, Ph.D., Ing. Blanka Anderlová, Ing. Štěpán Zrostlík, Ing. Jan Plechatý

Recenzovaný

Jaké jsou možnosti využití vodárenských soustav pro zmírnění dopadů sucha na zásobování obyvatel? Podívejte se na konkrétní případy ve vybraných regionech Hradecka, Náchodska, ve Středočeském kraji a v Praze.

Úvod

Cílem příspěvku je uvést možnosti využití vodárenských soustav pro zmírnění dopadů sucha na zásobování obyvatel. Součástí příspěvku je popis několika konkrétních případů ve vybraných regionech. První zmíněným regionem je Královéhradecký kraj, zejména lokality Hradecka a Náchodska. Druhým zmíněným regionem je Středočeský kraj a s ním úzce související dodávka vody do hlavního města Prahy.

Koncepce ČR v boji proti suchu

Sucho je aktuálním a v posledních letech opakovaným problémem v oblasti zásobování vodou pro mnoho obcí a měst zásobených zejména z lokální zdrojů vody. Vláda České republiky zahájila v roce 2015 kroky k realizaci opatření a naplnění cílů před jeho negativními dopady a nedostatku vody. V současnosti je v platnosti „Koncepce na ochranu před následky sucha pro území České republiky“ schválená vládou České republiky dne 24. července 2017 usnesením č. 528. Jedná se o strategický dokument, který byl zpracován na základě výstupů činnosti Mezirezortní komise VODA-SUCHO.

Koncepce se zaměřuje na strategické cíle pro ochranu před suchem a navrhuje komplex opatření, kterými je možné nepříznivé důsledky sucha a nedostatku vody zmírnit či zcela eliminovat. Je zde definováno pět základních pilířů, které jsou rozvedeny do konkrétních opatření. Opatření vedou k vytvoření jednotné komunikační platformy k suchu, k posílení nebo vytváření nových vodních zdrojů, ke zvýšení objemu vody v půdě úpravami zemědělského hospodaření, což přispěje jak k omezení zemědělského sucha, tak k zachování dostatečných průtoků ve vodních tocích po delší dobu než dosud, a obsahují zásady zodpovědného hospodaření se srážkovými vodami a šetření vodou v různých technologiích. [1]

Opatření definovaná v koncepci:

Stávající propojení vodárenské infrastruktury je potřeba identifikovat, zrekonstruovat nebo zrealizovat nová strategická propojení, která budou zajišťovat předávání vyrobené pitné vody do deficitních oblastí v případě výpadku některého z lokálních vodních zdrojů ať už z důvodů nedostatečné kapacity nebo nedostatečné jakosti. Pro operativní řízení převodů vody je třeba vypracovat manipulační řády, anebo jiné smluvní dokumenty (např. dohodu vlastníků provozně související vodárenské infrastruktury), které vymezí podmínky vzájemné spolupráce.

Systémově je třeba řešit otázku financování nákladů na budování a provoz propojení mezi sítěmi. Pokud má takové propojení sloužit jako rezerva pro případ sucha nebo jiných mimořádných situací, nemusí být za běžného stavu provozováno, a přesto budou potřeba nezbytné finanční prostředky na provoz a obnovu. Cílem opatření je vytvořit robustní vodárenskou soustavu, která zajistí spolehlivé zásobování obyvatelstva pitnou vodou i během dlouhotrvající epizody sucha a nedostatku vody. [1]

V roce 2017 byla také dokončena aktualizace PRVKÚ ČR – vodovody – sucho. Navržené koncepce v PRVKÚ ČR jsou posuzovány procesem SEA (Posuzování vlivů koncepcí na životní prostředí, oznámení 02/2017).

Příklady využití vodárenských soustav ve vybraných regionech

V následujících kapitolách jsou uvedeny příklady pro Královéhradecký a Středočeský kraj (včetně Prahy).

Královéhradecký kraj

Vodárenská soustava východní Čechy (VSVČ) zásobuje pitnou vodou podstatné části okresů Náchod, Hradec Králové, Pardubice a Chrudim. Celková délka vodovodních řadů přesahuje 4 000 km a zásobuje pitnou vodou cca 540 tis. obyvatel východních Čech. Vlastnicky se soustava dělí na čtyři části, které spravují jednotlivé vodárenské společnosti (Vak Náchod a.s., VaK Hradec Králové s provozovatelem KHP a.s., Vak Pardubice a.s. a Vak Chrudim a.s. s provozovatelem VS Chrudim a.s.). Hlavními zdroji vody v soustavě jsou podzemní zdroje lokalizované v územích označovaných jako Polická křídová pánev (část Náchod), jímací území Litá, povrchový odběr z řeky Orlice (část Hradec Králové), jímací území Hrobice, písník Oplatil, studny Nemošice, ÚV Mokošín (část Pardubice), jímací území Podlažice a odběr z elektrárenského přivaděče v Křižanovicích – ÚV Monako (část Chrudim). Prameniště podzemní vody Litá na Rychnovsku s povoleným odběrem vody 224 l/s je zpravidla každoročně, v období měsíců březen až červenec omezeno z důvodů ochrany přírody a krajiny až na kapacitu 100 l/s (NATURA 2000). Omezení zdroje Litá je kompenzováno v rámci VSVČ převodem vody z Polické pánve na Náchodsku, z SV Pardubice resp. SV Chrudim, nebo výkonem rekonstruované úpravny vody na Orlici v Hradci Králové (2015). Tato úpravna vody je již plnohodnotným zdrojem VSVČ s kapacitou až 150 l/s. Výhradně je preferováno zásobení z podzemních vodních zdrojů dané hydrogeologickými podmínkami na Náchodsku, Jičínsku a v podstatě i Rychnovsku. Povrchové vody jako zdroje pitné vody jsou především spojeny se zásobením vodou horských a podhorských částí Královéhradeckého kraje na Trutnovsku a v malé míře na Rychnovsku. V Královéhradeckém kraji je skupinovými vodovody zásobeno cca 75 % obyvatel.

Vliv klimatických změn (2015) byl v kraji zaznamenán zejména u lokálních studní u nemovitostí a vodních zdrojů menší kapacity u místních vodovodů na Jičínsku, Trutnovsku a Rychnovsku. Při dlouhodobých klimatických změnách nelze vyloučit vliv i na tvorbu zásob podzemních vodních zdrojů, které jsou dominantní v zásobení pitnou vodou celého kraje [2]. Soustava umožňuje převod přebytků pitné vody z území Náchodska a Chrudimska do území deficitních, tedy do aglomerace Pardubicka a Hradecka, a tím optimální využití stávajících zdrojů pitné vody v celé oblasti a zastupitelnost vodních zdrojů při haváriích. Deficit zdrojů vody v královéhradecké a pardubické lokalitě činí cca 20 %. [3]

VD Pěčín – předprojektová příprava:

Pro posílení zásobení Východočeské vodárenské soustavy, zejména hradecké a pardubické aglomerace, je dlouhodobě zvažováno vybudování centrálního zdroje pitné vody – nádrže Pěčín na řece Zdobnici. Základní podkladem pro návrh systému zásobování vodou z VD Pěčín zpracovaného v rámci předprojektové přípravy [3] byl projekt z roku 1988 „Vodovod z VN Pěčín – II. stavba“. Původní projekt počítal s kapacitou zdroje Pěčín 1200 l/s v roce 2000, 2400 l/s v roce 2010–2030. Nynější návrh uvažuje s maximálním výkonem úpravny vody 410 l/s.

Obr. 1 Přehledná situace VD Pěčín, předprojektová příprava [3]

Návrh systému zásobování vodou je gravitační bez potřeby čerpání s dostatečnými tlakovými poměry pro dopravu vody do všech vodojemů požadovaných k napojení. Po trase je nutné snížení maximálního přetlaku v potrubí v přerušovací komoře Holice. Jedná se o přerušovací vodojem umístěný u obce Poběžovice u Holic. V objektu přerušovací komory je možné využití přebytečného spádu vody cca 45 m pro MVE. Odhad investičních nákladů zásobování vodou Vodárenské soustavy východní Čechy z VD Pěčín je cca 3 400 mil. Kč (836 mil. Kč připadá na úpravnu vody). Investice se skládá z přiváděcích řadů z tvárné litiny DN 150–800 v celkové délce mezi 88 a 89,6 km, úpravny vody, přerušovací komory a čerpacích stanic u vodojemů Mikulovice, Kozince a Bohuslavice, umožňující zásobování Náchodska a Chrudimska.

Práce na přípravě vodní nádrže Pěčín byly v dubnu 2018 pozastaveny usnesením vlády ČR. Stavba přehrady prozatím zůstane jako záloha pro případ zhoršení situace zásobování vodou. Toto rozhodnutí bylo přijato na návrh ministerstva zemědělství vhledem k existenci alternativní možnosti, jak zajistit dostatek vody pro řešenou část území.

Alternativa k VD Pěčín – nový odběr podzemní vody:

Alternativou zásobování pitnou vodou VSVČ z VD Pěčín je možné zvýšení odběrů podzemní vody z vhodných hydrogeologických struktur. V rámci předprojektové přípravy byly zhodnoceny geologické a hydrogeologické poměry v celkem 29 hydrogeologických rajónech, které se nacházejí v dostupné vzdálenosti od městské aglomerace Pardubice – Hradec Králové a ze kterých by v případě významnějších přebytků zásob podzemní vody mohla být odebírána podzemní voda v množství stovek l/s, jako alternativa plánované přehradní nádrže Pěčín na Zdobnici. Vybrán byl Hydrogeologický rajón 4110 Polická pánev. Jímatelné přebytky mimořádně kvalitní podzemní vody, s výrazně nižší mírou zranitelnosti ve srovnání s povrchovou vodou, jsou oceněny ve výši cca 200 l/s ve srovnání se současnými odběry. Tyto přebytky lze v důsledku příznivých strukturně tektonických poměrů jímat ve dvou soustředěných okrscích, a to v oblasti skalského zlomu v severním zvodnělém systému v prostoru obce Teplice nad Metují a v oblasti soutoku Metuje, Židovky a Dřevíče v jihozápadní části jižního zvodnělého systému pod Policí nad Metují. Výhodou oblasti je již existující, byť pro uvedené množství nedostatečně kapacitní, vodovodní propojení rajónu s VSVČ. Očekávané náklady na jímání podzemní vody a její přípravu k distribuci lze odhadovat na cca 240–360 mil. Kč a náklady na napojení infrastruktury na VSVČ jsou odhadovány ve výši 420 mil. Kč. [3]

Posílení VSVČ je tedy možné z povrchových i podzemních zdrojů. Z hlediska zásob podzemní vody jsou návrh zatíženy značnou mírou nejistot v tomto stupni přípravy. Ověření výše uvedených předpokladů bude vyžadovat zpracování nezbytných průzkumů před zahájením projekčních prací.

Projektová příprava rekonstrukce přivaděče Vysoká Srbská – Náchod:

Obr. 2 Přehledná situace projektu „Posílení kapacity a zabezpečenosti Východočeské vodárenské soustavy Náchod – Hradec Králové“ DUR [4]

V lednu roku 2017 byla Vakem Náchod a.s. zahájena projektová příprava rekonstrukce přivaděče náchodské části. Jedná se o akci „Posílení kapacity a zabezpečenosti Východočeské vodárenské soustavy Náchod – Hradec Králové“ a to v rozsahu téměř 18 km od obce Vysoká Srbská až po město Náchod (stávající OC DN 500/600, nový TLT DN 600). Celková délka přiváděcího řadu „náchodské části“ VSVČ činí 44 km. Součástí projektu je také výstavba nového vodojemu v Náchodě (5 000 m³) a rozšíření stávajícího vodojemu ve Vysoké Srbské (rozšíření o 1 500 m³). Navýšení akumulací zajistí prodloužení doby nutných provozních odstávek na přivaděči a také vyšší zabezpečenost systému dodávky vody do VSVČ.

Středočeský kraj a hl. město Praha

Pitná voda je do Prahy dopravována ze zdrojů ÚV Želivka a ÚV Káraný, se záložním zdrojem ÚV Podolí ve studené rezervě režimu. Tyto zdroje, které jsou umístěny na východ od Prahy, dodávají vodu také významným odběratelům pitné vody na západ od Prahy, přes pražský distribuční systém. Úzká provázanost zásobení pitnou vodou hl. m. Prahy a centrální části Středočeského kraje, je významně ovlivňována konfigurací celého systému. Pražský distribuční systém je pak transportem vody ve směru východ–západ významně zatěžován [2]. Hlavní provozní celky Středočeského kraje tvoří skupinové vodovody Rakovnický, Kladno–Slaný–Kralupy–Mělník, Boleslavský, Nymburský, Kolínský, Praha, Berounský, Příbramský, Posázavský, Benešovský, Region JIH, přivaděč ze Želivky, Kutná Hora–Čáslav–Sázava. Menších provozních celků jsou desítky a lokálních obecních vodovodů stovky. V kraji se nachází několik oblastí, kde je v současnosti zásobování buď individuální ze studen, nebo z malých místních vodovodů, kde je problém s množstvím a někdy i s kvalitou. Jedná se o část Rakovnicka podél Berounky, dále o trojúhelník od Sedlčan na jih až k hranici kraje a část Kutnohorska.

V roce 2016 byla zpracována studie „Analýza a příprava opatření ke zmírnění negativních dopadů sucha a nedostatku vody na území Středočeského kraje“, jejímž výstupem byl návrh opatření ke snížení negativních dopadů sucha ve Středočeském kraji. Materiál řešil analýzu dopadů sucha na zásobování obyvatel pitnou vodou. Z průzkumu vyplynulo, že suchem bylo ovlivněno minimálně 130 tisíc obyvatel. Jedním ze závěrů analýzy byla nedostatečná nebo zcela chybějící akumulace (vodojemy) na odbočkách z velkých přivaděčů, které nedokáží pokrýt špičkové odběry. Na lokálních vodovodech, které nemohou být připojeny díky větší vzdálenosti od skupinových vodovodů, je opatřením zlepšení stávající úpravy či hledání nového vodního zdroje. Pro zvýšení zabezpečenosti byla také zvážena současná možnost propojení skupinových vodovodů, aby si mohly v případě potřeby vzájemně vypomoci. [5]

Příprava vodovodu podél navrhované dálnice D3:

Závěry analýzy z roku 2016 byly také promítnuty do aktualizace PRVK ČR. Jednou z koncepcí, která se již projekčně připravuje, je akce: „Dálnice D3 "Středočeská část" Praha – Nová Hospoda, rozšíření vodárenské soustavy v koridoru dálnice D3, DÚR“.

Obr. 3 Přehledná situace navrhovaného vodovodu D3 [6]

Technický návrh předpokládá připojení obcí Středočeského kraje ohrožených nedostatkem vody na kapacitní skupinové vodovody se zdrojem z úpravny vody Želivka. Jedno z míst připojení je v Týnci nad Sázavou připojení na Posázavský skupinový vodovod (PSV) a přivedení vody k dálnici pomocí čerpacích stanic přes upravený stávající vodojem Netvořice. Přivaděč je dále navržen podél dálnice jižním směrem k silničnímu přivaděči Václavická spojka přes budoucí odpočívku na dálnici. Dalším místem připojení je v Benešově ve vodojemu Červené Vršky, který je součástí Skupinového vodovodu Benešov (SVB). Připojení v tomto místě si vyžaduje zvětšení vodojemu a rekonstrukci přiváděcího řadu v Benešově. K dálnici by byla voda přiváděna novým přiváděcím řadem podél nové silnice Václavická spojka. U napojení spojky s dálnicí by byl vystavěn nový vodojem, ve kterém by byla míchána voda z PSV a SVB. Pitná voda z obou vodárenských systémů by byla dále čerpána podél dálnice po obslužných komunikacích, náspů a zářezů samotné dálnice.

Tento vodárenský systém propojující Posázavský skupinový vodovod se Skupinovým vodovodem Benešov umožní výhledové připojení až 20 000 obyvatel, 38 obcí a 203 obecních částí. Rozsah navrhované stavby je 61 km přiváděcích řadů (DN 200–300), 9 čerpacích stanic (H 100–150 m), 4 nové vodojemy (celkem 3 800 m³). Celkový odhad investičních nákladů činní 658 mil. Kč bez DPH [6].

Závěr

Vzhledem k opakovanému suchu od roku 2015 se situace v oblasti zásobován vodou nezlepšuje. Ve většině případů je jediné možné řešení připojení lokality postižené dlouhodobým suchem na dostatečně kapacitní a kvalitativní zdroj vody. Připojení na vodárenskou soustavu je dlouhodobě nejstabilnější řešení a jen výjimečně je možné posílení místních zdrojů. V duchu stanovené koncepce je nutné udržovat stávajících propojení vodárenských systémů, obnovovat a hledat způsoby, jak vybudovat nové. Nedílnou součástí je definování podmínek spolupráce mezi jednotlivými vlastníky vodárenské infrastruktury a systémové řešení financování nákladů na realizaci a provoz těchto propojení.

Literatura

Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky, usnesení vlády ČR č. 528 ze 07/2017, MŽP
Aktualizace PRVKÚ ČR – vodovody – sucho, Revize funkčnosti propojení a zajištění potenciálních možností nových propojení vodárenských soustav v období sucha Oznámení Koncepce SEA, 02/2017, SHDP +VRV +HV
Zdobnice, Pěčín, výstavba přehradní nádrže – předprojektová příprava – 1. Etapa, 11/2017, SHDP+VRV
„Posílení kapacity a zabezpečenosti Východočeské vodárenské soustavy Náchod – Hradec Králové“ DUR, 06/2017, VRV+SHDP+AQP
Analýza a příprava opatření ke zmírnění negativních dopadů sucha a nedostatku vody na území Středočeského kraje, VRV, 10/2016
Dálnice D3 „Středočeská část“ Praha – Nová Hospoda, možnosti rozšíření vodárenské soustavy v koridoru dálnice D3, studie proveditelnosti, 12/2016, VRV

English Synopsis

Interconnection, renovation and sustainability of water supply systems in context of drought

The aim of the paper is to present the possibilities of using water supply systems to mitigate the impacts of drought on the population. The paper includes a description of several specific cases in selected regions. The regions are Hradec Králové and Náchod areas, Central Bohemian Region and the closely related water supply to the city of Prague.