OBSAH: Úvodník Ing. Bohumil Kujal Str. 1
Slovo předsedy ČKAIT Ing. Pavel Křeček - předseda ČKAIT Str. 2
Odborné akce konané v roce 2008 Str. 3
Příspěvky z profesní činnosti členů ČSVH Zvýšení retence na vodním díle Lipno Ing. Jiří Baloun, Ing. Ondřej Hrazdira - Povodí Vltavy, státní podnik Str. 4
Zkušenosti Jihočeského vodárenského svazu s přípravou a realizací bezvýkopových technologií Ing. Vladimír Fürth - Jihočeský vodárenský svaz Str. 8
Modernizace měrných profilů hlásné povodňové služby v oblasti Horní Vltavy Ing. Jiří Baloun, Ing. Petr Hovorka – Povodí Vltavy, státní podnik Str. 13
Strojní odvodnění kalu na úpravně vody Plav Ing. Jan Jindra, CSc – VAK JČ Vodovody a kanalizace Jižní Čechy, a.s. Str. 14
UV zářiče na některých vodojemech vodárenské soustavy Jižních Čech Ing.Bohumil Kujal Str. 15
Seznam členů Str. 17
Slovo předsedy ČKAIT Nově vzniklá ČSVH sdružuje odborníky dvou oblastí činnosti - staveb vodního hospodářství a jejich provozu. Vodohospodářské stavby jsou náplní oboru autorizace ve výstavbě s názvem: Stavby vodního hospodářství a krajinného hospodářství a proto je podstatná část členů této společnosti též členy České komory autorizovaných inženýrů a techniků. Často je mi pokládána otázka, zda zde nedochází k duplicitě v působnosti těchto dvou organizací a tedy, zda činnosti jedné z nich není zbytečná. Odpověď na tuto otázku je prostá. ČKAIT je organizace vzniklá ze zákona (č. 362/92 Sb. ve znění pozdějších předpisů). Zákon definuje podmínky výkonu činnosti, práva a povinnosti osob autorizovaných osob a současně ukládá Komoře vést jejich evidenci, což v podstatě znamená povinné členství v Komoře. Úkolem autorizace je delegace určitých pravomocí státu na jednotlivé fyzické osoby z důvodů ochrany veřejných zájmů. Naproti tomu nemůže Komora sdružovat osoby bez udělené autorizace, ač působí v daném oboru a vykonávají jinou činnost než stanoví zákon a taktéž nemůže Komora vyvíjet aktivity, které nejsou v zákoně uvedeny. Snadno zjistíme, že se zde nachází velký prostor pro veřejné působení pro osoby autorizované a zejména pro odborníky, kteří nejsou sdruženi v Komoře. Jde zejména o spolkovou činnost jako tvůrčí stavovské výběrové a neziskové sdružení. Společné aktivity v ČSVH a Komory zahrnují rozsáhlou oblast působnosti. Jde zejména o legislativní činnost, kde stavařská veřejnost nemá své zastoupení v ústředních orgánech a společný postup více profesních organizací poskytuje podstatně významnější váhu při navrhování a projednávání právních předpisů. Stejně významné je společné působení při řešení oblastních či místních otázek z daného oboru, jako jsou např. územní plány obcí a oblastí. Zvláště významná je vzájemná spolupráce v rámci odborného vzdělávání svých členů v jednotlivých oblastech. Na rozdíl od Prahy či Brna, kde je soustředěn velký počet odborníků jedné profese, je v ostatních oblastech nezbytné tyto odborníky sdružovat. Česká vodohospodářská společnost jako organizace s právní subjektivitou může též poskytovat Komoře odborné služby v rámci své působnosti, což je významné pro osoby s konkrétní odbornou specializací. Oblastní výbor ČKAIT v Českých Budějovicích vítá proto ustavení ČSVH, očekává přínosnou spolupráci a přeje proto ČSVH hodně úspěchů v její činnost. Ing. Pavel Křeček, předseda ČKAIT 2
Odborné akce konané v r. 2008 31.3.2008 „Vodohospodářské soustavy“ přednáška pro studenty magisterského studia ČVUT Fakulty stavební, katedry zdravotního a ekologického inženýrství v Praze (garant: Ing.Jiří Kubeš) 17.4.2008 „Vodní hospodářství obcí“ přednáška pro studenty magisterského studia ČVUT fakulty stavební, katedry zdravotního a ekologického inženýrství v Praze (garant: Ing.Jiří Kubeš) 12.5.2008 „Financování rekonstrukcí, odbahňování, stavby nových rybníků a revitalizace toků“ (garant:Ing.Jana Máchová) 15.5.2008 „Provozování a údržba vodohospodářských zařízení – Pitná voda“ (garant: doc.Ing.Iva Čiháková CSc.) 29.5.2008 „Občanský a obchodní zákoník a jeho aplikace pro stavební praxi“ (garant: Ing.Jiří Kubeš) 5.6.2008 „Stavební zákon č.183/2006 Sb. a jeho prováděcí předpisy“ (Ing.Jiří Kubeš) 20.6.2008 „Čištění vod v malých obcích“ Pod záštitou Krajského úřadu Jihočeského kraje. (garant: Ing.Josef Smažík) 23.7.2008 „Provozování a údržba VH zařízení – Odpadní voda“ (garant: Ing.Jan Jindra , CSc.) 17.9.2008 „Technologické procesy ÚV a OV“ (garant Ing.Jan Jindra , CSc.) 30.9.2008 „Zkušenosti a aplikace stavebního zákona 183/2006 Sb.ve vodním hospodářství“ Pod záštitou Krajského úřadu Jihočeského kraje. (garant: Ing.Jiří Kubeš) 22.10.2008 „Zdroje pitné vody pro malé obce“ Pod záštitou Krajského úřadu Jihočeského kraje. (garant: Ing.Jan Jindra , CSc.)
3
Zvýšení retence na vodním díle Lipno I Po povodňových událostech v srpnu 2002 se výrazně zvýšila společenská poptávka na hledání dalších retenčních prostorů, které by umožňovaly efektivně transformovat povodňové průtoky. Jedním z existujících vodních děl, kde je reálné uvažovat o zvýšení retenčního prostoru je právě vodní dílo Lipno I. Již při zpracovávání projektu tohoto vodního díla byla zohledněna myšlenka moci v budoucnu zvýšit celkový objem nádrže, tehdy ještě bez rozvrhu jeho konkrétního účelového rozdělení. V zájmu prověření reálnosti zvýšení retenčního prostoru na vodním díle Lipno I byla vypracována komplexní studie „VD Lipno – studie zvýšení retence“ (Vodní díla – TBD a.s., prosinec 2004) i další dílčí studie řešící konkrétní hydrotechnickou problematiku „VD Lipno I – stanovení mezní bezpečné hladiny vody v nádrži“ (Vodní díla – TBD a.s., březen 2004) a „Studie odtokových poměrů úseku Vltavy mezi VD Lipno I a Lipno II“ (DHI Hydroinform a.s., říjen 2004). V rámci komplexní studie „VD Lipno – studie zvýšení retence“ byly posuzovány 4 základní varianty zvýšení retence. Varianta I. - snížení zásobního prostoru V této variantě bylo předpokládáno, že dojde ke snížení zásobního prostoru na jednotnou letní i zimní kótu 724,35 m n.m. Kóta současného max. letního zásobního prostoru se sníží o 1m a kóta max. zimního zásobního prostoru se sníží o 0,55 m. nový zásobní prostor bude o objemu 251,6043 mil m3 nový retenční prostor bude o objemu 57,8972 mil m3 celoroční průměrné snížení zásobního prostoru 36,9791 mil m3 celoroční průměrné zvýšení retenčního prostoru 36,9791 mil m3 celkový objem nádrže – nezměněn Varianta II. – zvýšení retenčního prostoru zvýšením maximální hladiny vody v nádrži V této variantě bylo předpokládáno, že dojde ke zvýšení retenčního prostoru zvýšením maximální hladiny vody v nádrži o 0,4 m na kótu 726,00 m n.m. Zásobní prostor zůstane beze změny včetně rozlišení na letní a zimní. nový retenční prostor bude v celoročním průměru 40,6504 mil m3 zvýšení retenčního prostoru o celkový objem nádrže bude zvýšen o
19,7323 mil m3 19,7323 mil m3
Varianta III. – zvýšení retenčního prostoru zvýšením maximální hladiny vody v nádrži a sjednocení letního a zimního zásobního prostoru V této variantě bylo předpokládáno, že dojde ke snížení zásobního prostoru sjednocením na jednotnou kótu odpovídající současné zimní 724,90 m n.m. Kóta současného max. letního zásobního prostoru se tedy sníží o 0,45 m. Dále se předpokládá zvýšení retenčního prostoru zvýšením maximální hladiny vody v nádrži o 0,4 m na kótu 726,00 m n.m. nový zásobní prostor bude o objemu 276,3452 mil m3 nový retenční prostor bude o objemu 52,8886 mil m3 celoroční průměrné snížení zásobního prostoru 12,2382 mil m3 celoroční průměrné zvýšení retenčního prostoru 31,9705 mil m3 celkový objem nádrže bude zvýšen o 19,7323 mil m3 Varianta IV. – maximální - zvýšení retenčního prostoru zvýšením maximální hladiny vody v nádrži a snížením zásobního prostoru V této variantě bylo předpokládáno, že dojde ke snížení zásobního prostoru na jednotnou letní i zimní kótu 724,35 m n.m. Kóta současného max. letního zásobního prostoru se sníží o 1m a kóta max. zimního zásobního prostoru se sníží o 0,55 m. Dále se předpokládá zvýšení retenčního prostoru zvýšením maximální hladiny vody v nádrži o 0,4 m na kótu 726,00 m n.m. nový zásobní prostor bude o objemu nový retenční prostor bude o objemu celoroční průměrné snížení zásobního prostoru celoroční průměrné zvýšení retenčního prostoru celkový objem nádrže bude zvýšen o
251,6043 mil m3 77,6295 mil m3 36,9791 mil m3 56,7114 mil m3 19,7323 mil m3
4
Na základě důkladného posouzení jednotlivých variant byla jako optimální z hlediska přínosů a negativních vlivů vyhodnocena varianta III. Tato varianta pak byla dále rozpracována, zejména z hlediska nutných strukturálních opatření, jejichž realizací je zvýšení retence na vodním díle Lipno I podmíněno. V rámci těchto prací byl proveden i výpočet maximálního možného odtoku z VD Lipno I při dosažení nové maximální hladiny. Maximální možný odtok byl vyhodnocen ve výši 366 m3.s-1, z toho 192 m3.s-1 představuje přepad přes plně sklopené klapky a 174 m3.s-1 je výtok spodními výpustmi. Bylo provedeno také posouzení vlastního tělesa hráze na nový zátěžový stav. Současné konstrukční uspořádání a technický stav zemní části hráze i betonové gravitační části hráze vyhovují navrhovanému zvýšení maximální hladiny vody v nádrži. Zvýšenému zatížení vyhovují také spodní výpusti i bezpečnostní přelivy hrazené ocelovými klapkami. Samostatnému posouzení byl podroben vývar a odpadní koryto pod hrází. Parametry stávajícího vývaru umožní vznik vzdutého vodního skoku jak při dosažení plné kapacity spodních výpustí, tak při dosažení maximálního možného odtoku přelivy. Při kombinaci maximálního odtoku spodními výpustmi i přelivy současně se nepodařilo zcela jednoznačně prokázat vznik vzdutého vodního skoku. Případné porušení závěru vývaru, případně odpadního koryta, však nebylo vyhodnoceno jako jev, který by mohl vést k ohrožení bezpečnosti vodního díla. Vlastní odpadní koryto bylo vyhodnoceno jako kapacitní i pro nově stanovený maximální možný odtok. V zájmu zabránění případného poškození břehů při jejich extrémním zatížení byla v úseku bezprostředně pod vodním dílem navržena opatření ke zvýšení odolnosti břehového opevnění odpadního koryta. Realizace těchto opatření byla provedena v roce 2005. Pro novou maximální hladinu vody v nádrži byla orientačně stanovena i nová zátopová čára. Podkladem byly letecké měřické snímky ve formě ortofotomap v měřítku 1 : 2 000 se soutiskem katastrálních map a výškopisných údajů zpracované firmou GEFOS a.s. Ke konstrukci záplavové čáry na kótě 726,00 m n.m. Balt p.v. bylo využito digitálního modelu terénu pořízeného z leteckého snímkování. Nad takto stanovenou čárou maximální záplavy byla provedena analýza vlivu opatření na stavební objekty, inženýrské sítě a dopravní stavby v blízkosti nádrže. Z ní vyplynula nutná vyvolaná opatření na ČOV v Černé v Pošumaví a na několika místech železniční tratě. Rozsah vyvolaných opatření na ČOV v Černé v Pošumaví bude teprve konkretizován v samostatné studii. Zjištění rozsahu dopadu zvýšení hladiny na železniční trať České Budějovice – Volary a návrh nutných strukturálních opatření na dotčených úsecích této trati bylo zadáno firmě SUDOP BRNO, spol. s r.o. Studie dopadu je v současné době již zpracována a projednávána s drážními organizacemi. Studií byly stanoveny úseky dotčené zvýšenou maximální hladinou na vodním díle Lipno I na základě kritéria daného drážními předpisy. Jde o úseky, kde maximální hladina s bezpečnostní rezervou 0,5 m (726,50 m n.m. B.p.v.) zasahuje na těleso železniční trati. V těchto úsecích (v celkové délce cca. 2,70 km) byla navržena následující technická opatření: - vybudování vlnolamů z drátokamenných konstrukcí pro eliminaci působení větrových vln v místech, kde by muselo dojít ke zvýšení nivelety vlastní koleje (pláň železničního spodku musí být dle drážních předpisů min. 0,5 m nad úrovní výběhu vlny), - úprava svahů železničního spodku v místech dotčených zvýšením hladiny a možnými účinky větrových vln, a to dle vzorového listu železničního spodku Ž6: předpokládá se při sklonech svahů do 1:2 kamenný zához, nad 1:2 drátokamenné matrace, - úprava konstrukcí dotčených čtyř propustků skrz drážní těleso, tj. úprava čel nebo celkové přestavby, - nutný zdvih nivelety koleje v délce trati cca 750 m, a to v nejníže položeném úseku trati vystaveném účinku vln. Zdvih nivelety si vyžádá stavební úpravy železničního svršku, stavební úpravy železniční zastávky Žlábek, železničního mostu a přejezdu polní cesty, které se nacházejí v dotčeném úseku trati. Nutno uvést, že studií bylo zjištěno, že pro některé z úseků železniční trati nevyhovuje výškové uspořádání drážního tělesa již pro současnou maximální hladinu retenčního prostoru na kótě 725,60 m n.m. B.p.v. V současné době připravuje Správa železniční dopravní cesty s.o., Stavební správa Plzeň akci „Revitalizace trati České Budějovice – Volary“. Tato akce je ve fázi zpracovávání přípravné dokumentace stavby s předpokladem realizace v letech 2009 – 2010. Navržená technická řešení byla při zpracování Studie dopadu zvýšení hladiny vodního díla Lipno I při povodňových stavech na těleso železniční trati České Budějovice – Volary projednávána s investorem revitalizace trati a v současné době je projednáváno rozdělení jednotlivých opatření na trati mezi investory obou akcí vzhledem k jejich termínům provádění.
5
Ze studií, které byly na téma zvýšení retence na vodním díle Lipno I zpracovány vyplynuly tři zásadní návrhy, jejichž realizace by přispěla k významnému zlepšení transformačních účinků tohoto vodního díla na povodňové průtoky: 1. sjednocení maximální hladiny zimního a letního zásobního prostoru na kótě 724,90 m n.m. (Balt p.v.) přínos: v měsících květen až listopad včetně bude k dispozici o 21,1 mil.m3 větší retenční prostor 2. zvýšení maximálního neškodného odtoku z vodního díla z 60 m3/s na 90 m3/s přínos: umožnění efektivnější využití volného prostoru nádrže 3. zvýšení maximální hladiny retenčního prostoru (maximální povolené hladiny v nádrži) o 40 cm, tj. na kótu 726,00 m n.m. (Balt p.v.) přínos: celoroční zvětšení retenčního prostoru o dalších 19,7 mil.m3 První dvě opatření se dotýkají pouze státního území České republiky a jejich realizace byla vyhodnocena jako možná v rámci existujícího platného nakládání s vodami pro vodní dílo Lipno I. Povodí Vltavy, státní podnik požádal vodoprávní úřad, kterým v tomto případě je Krajský úřad – Jihočeský kraj, o schválení příslušné změny manipulačního řádu vodního díla Lipno. Vodoprávní řízení proběhlo s pozitivním výsledkem a navrhovaná změna byla schválena rozhodnutím Krajského úřadu – Jihočeského kraje č.j. KUJCK 23544/2005 OZZL/Zah ze dne 23.11.2005. Toto rozhodnutí nabylo právní moci dne 26.1.2006 a obě opatření jsou již prakticky uplatňována. Třetí opatření, tj. zvýšení maximální hladiny retenčního prostoru o 40 cm, tj. na kótu 726,00 m n.m. (Balt p.v.) již není možné realizovat v rámci existujícího platného nakládání s vodami pro vodní dílo Lipno I. Ke zvýšení maximální hladiny v nádrži je nutné získat vodoprávní povolení. Příslušným vodoprávním úřadem je Krajský úřad – Jihočeský kraj. Nově získaný retenční prostor mezi kótami 725,60 a 726,00 m n.m. (Balt p.v.) se předpokládá využívat pouze při povodňové situaci s dobou opakování větší než 100 let nebo při nepříznivém souběhu několika po sobě jdoucích povodňových vln, jako tomu bylo v srpnu 2002. Při běžném provozu vodního díla nebude tento prostor využíván. Z praktického hlediska je možno přistupovat k takovému prostoru jako k záplavovému území nebo suchým nádržím. Konkrétní technické údaje o využívání nového retenčního prostoru ukazuje následující tabulka: Povodňová vlna
Maximální přítok do nádrže
Maximální dosažená hladina [Balt p. v.]
Maximální doba využití 40 cm navýšení retenčního prostoru
PV 100
359 m3/s
725,31 m n.m.
nevyužito
PV 500
470 m3/s
725,80 m n.m.
cca 78 hodin
1. vlna - 264 m3/s PV srpen 2002 725,94 m n.m. 2. vlna - 470 m3/s
cca 150 hodin
Třetí opatření se dotýká nejen území České republiky, ale také státního území Rakouska, konkrétně země Horní Rakousy. K zatápění rakouského státního území může docházet již nyní a to po kótu 725,60 m n.m. Balt p.v. Toto zatápění je řešeno dohodami z roku 1958: - Dohoda mezi vládou Československé republiky a spolkovou vládou republiky Rakousko o označení hranic v souvislosti s provozem vltavské elektrárny u Lipna z 22. října 1958 - Dohoda o zřízení věcného břemene mezi vlastníkem dotčených pozemků na rakouském státním území a československým investorem stavby vodního díla Lipno z 19. září 1958. Věcné břemeno zatápění je zřízeno k pozemkům o celkové výměře 3,0880 ha. Uvažované zvýšení maximální hladiny o 40 cm se projeví v úseku státních hranic mezi hraničními znaky I/64-6 až I/66-2. Na základě dostupných mapových podkladů byla orientačně stanovena nově zatápěná plocha na 4,1 ha. Jedná se o nárůst zaplavovaného území oproti původnímu stavu o zhruba 1 ha. Rakouská strana byla se záměrem české strany seznámena oficielní cestou při jednání vládních zmocněnců pro hraniční vody ve Vídni ve dnech 15. – 16. prosince 2004. Dále byla tato záležitost projednávána na zasedáních Česko-rakouské komise pro hraniční vody v letech 2005, 2006, 2007 a 2008.
6
V rámci vnitrostátního projednávání na rakouské straně bylo zjištěno, že pozemky, které by měly být nově občasně zatápěny, se nacházejí v chráněném přírodním území Bayerische Au. Rakouská strana si proto vyžádala u Spolkového výzkumného a vzdělávacího centra pro lesnictví, přírodní rizika a krajinu specializovaný posudek o možných vlivech českého záměru na chráněnou lokalitu. Expertní posudek vyhodnotil možné ovlivnění rakouského chráněného území jako nevýznamné. Rakouské správní úřady proto nevedly ve věci žádné vodoprávní řízení, ani řízení na úseku ochrany přírody. Souhlasné stanovisko rakouské strany bylo české straně vydáno v rámci 14. zasedání Česko-rakouské komise pro hraniční vody v roce 2006. Rakouský souhlas je podmíněn uzavřením dohody o užívání rakouských pozemků s jejich vlastníkem včetně odškodnění a realizací monitorovacího programu v souladu s posudkem Spolkového výzkumného a vzdělávacího centra pro les, přírodní rizika a krajinu ve Vídni. Technické podrobnosti monitorovacího programu byly vyřešeny usnesením Česko – rakouské komise pro hraniční vody na jejím 15. zasedání v dubnu 2007. Realizaci tohoto programu bude zajišťovat rakouská strana. Náklady spojené s realizací tohoto programu budou připsány k tíži české strany v celkové mezistátní bilanci vyúčtovaných prací na česko-rakouských hraničních vodách. V roce 2008 se podařilo úspěšně uzavřít smlouvu s vlastníkem dotčených rakouských pozemků (Premonstrátský klášter Schlägl), která rozšiřuje stávajícího věcné břemeno zatápění rakouských pozemků až na kótu 726,00 m n.m. (Balt p.v.). Většina plochy, která bude zaplavována při dosažení nově navrhované maximální hladiny se nachází na území České republiky. Orientační vymezení dotčených pozemků bylo provedeno v rámci studie zvýšení retence. Většinou se jedná o pozemky patřící k vodní ploše nádrže, jejichž vlastníkem je Česká republika s právem hospodaření pro Povodí Vltavy, státní podnik. V řadě případů však budou dotčeny i pozemky jiných vlastníků. Pro přesnou identifikaci těchto pozemků bylo provedeno geodetické zaměření nové zátopové čáry v terénu a zpracování geometrických plánů. Následným krokem bude získání práv k takto definovaným pozemkům a to buď jejich výkupem nebo zřízením věcného břemene na právo zatápění. Ing. Jiří Baloun, Ing. Ondřej Hrazdira Povodí Vltavy, státní podnik
PROFIL STÁTNÍHO PODNIKU Hlavní poslání státního podniku Povodí Vltavy stanoví zákon č. 305/2000 Sb., o povodních, zakládací listina, statut, zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) ve znění pozdějších předpisů a další právní předpisy. Na území o celkové rozloze 28 708 km2 pečuje Povodí Vltavy o 4 867 km vodních toků v hydrologickém povodí řeky Vltavy a v dalších vymezených hydrologických povodích, z toho vodohospodářsky významných je 4 745 km, 18 vodních děl první a druhé kategorie, 18 plavebních komor na deseti stupních vltavské vodní cesty, 46 pohyblivých a 292 pevných jezů a 15 malých vodních elektráren.
Povodí Vltavy, státní podnik, Holečkova 8, 150 24 Praha 5 závod Horní Vltava, Litvínovická 5, 371 21 České Budějovice 7
Zkušenosti Jihočeského vodárenského svazu s přípravou a realizací bezvýkopových technologií Jihočeský vodárenský svaz je majitelem Vodárenské soustavy Jižní Čechy. Zkušenosti JVS jsou proto zkušenostmi z pohledu investora, nikoli provozovatele. JVS vlastní dálkové řady DN 300 – 1 400 mm, cca 200 km je materiálem ocel, z toho 30 % je nechráněno vnitřní izolací (asfaltový nátěr) dle tehdejšího požadavku hygienika. Řady byly vybudovány v 80.letech minulého století, jejich stáří je tedy cca 25- 20 let. Dalších cca 45 km řadů je z asbestocementu DN 400 a 300 mm, stáří těchto řadů je největší, cca 35 let. Specifickým problémem JVS je provozování cca 32 km vodovodních řadů DN 400 – 600 mm na Písecku a Strakonicku z devadesátých let Materiálem těchto řadů je Sarplast. Problém s provozem zde nespočívá v kvalitě vody, ale v poruchovosti potrubí. Dálkové řady jsou uloženy převážně (z 80 %) v extravilánu, 20 % prochází intravilánem, ale vodovod zpravidla není uložen klasicky v městských komunikacích s obvyklým prostorovým uspořádáním dle ČSN. A. POZNATKY Z PŘÍPRAVY STAVBY Pilotní projekt pro sanaci ocelových řadů JVS dlouhodobě připravoval projekt Zajištění standardů EU ve vodárenské soustavě Jižní Čechy. Jedním z podprojektů byla i sanace ocelového potrubí bezvýkopovou metodou z důvodu zhoršené kvality vody – vysoký obsah Fe. Vlivem prodloužení pobytu vody v potrubí bez vnitřní ochrany proti korozi dochází ke zvýšení obsahu železa v dopravované vodě nad normované limity. Po vyhodnocení kvality vody v jednotlivých úsecích dálkových řadů bylo v r. 2000 rozhodnuto zaměřit se na úsek řadů VDJ Zdoba-Týn/Vltavou- Bechyně-VDJ Hodušín. Důvody byly: - renovace postihuje úsek nejvíce postižený druhotným zaželezením s největším počtem stížností - úsek tvoří ocelové potrubí, část potrubí má vnitřního povrch chráněn značně poškozeným bitumenovým ná těrem („prorůstání koroze“) část je zcela bez ochrany - v oblasti je napojeno jedenáct obcí o celkovém počtu 21 700 zásobených obyvatel, dále se zde nachází 7 průmyslových odběratelů, 2 klíčoví zákazníci (Vltavotýnská teplárenská, 1.JVS), zvláštní péči vyžaduje dodávka vody pro jadernou elektrárnu Temelín - ocelové potrubí je ze statického hlediska plně funkční, vnější povrch není poškozen korozí,potrubí je chráněno aktivní katodovou ochranou - investiční náklady na realizaci projektu jsou pro majitele zařízení ekonomicky přijatelné - jednorázová investice nebude do výhledu vyžadovat další nárůst provozních nákladů - projekt je v souladu se strategickým plánem obnovy sítí JVS, a jako takový byl schválen představenstvem JVS - výběr řešení je v souladu se závěry výzkumného projektu Ministerstva zemědělství ČR „Výzkum možnosti ekologické a ekonomické úpravy a dopravy pitných vod EPO 90006655“. Pro řádnou přípravu projektu sanace tak dlouhého úseku bylo třeba získat praktické zkušenosti. JVS proto realizoval v r.2002 zkušební úsek renovace řadu ČS Sudoměřice – VDJ Hodušín, ocel DN 300 mm. Pro sanaci řadu, který má neporušenou statickou funkci, byla posuzována metoda epoxidace nebo cemetace. Po důkladném rozboru, kde byla použita i hodnotová analýza a posudky CzSTT , byla jako převažující metoda sanace zvolena cementace. Na základě rozborů vody bylo zjištěno, že v potrubí vlivem provozních opatření ke zvýšení tvrdosti a PH byly vytvořeny příznivé podmínky pro aplikaci cementace. Epoxidace byla posléze z důvodu vyšší ceny, nároku na čištění, rizikové aplikaci při tenké vrstvě potahu na nerovné potrubí shledána méně vhodnou. Pro výběr vhodné technologie jsme v r. 2002 a 2003 spolupracovali s ČsTT ,která provedla rešerši technologií používaných v té době firmamy v ČR. Ve spolupráci s katedrou zdravotního inženýrství stavební, fakulty ČVUT pod vedením Doc. Šrytra , jsme nechali zpracovat studii: Posouzení technologií pro bezvýkopovou obnovu přivaděcích vodovodních řadů VDJ Zdoba-VDJ Hodušín, Praha 2003. Účelem studie bylo zvolit optimální variantu sanace z hlediska provozního a nákladového. Součástí studie byla hodnotová analýza možných technologií. Účelem pilotního projektu bylo získat praktické zkušenosti v oblasti: příprava odstávky provozu kontrola kvality provedených prací měření kvality vod před provedením sanace a po něm porovnání hodnot a vyhodnocení. Práce byly 100% hrazeny z vlastních prostředků JVS. Sanace byla provedena v délce cca 1,8 km pomocí cementace, v délce cca 0,25 km vložením laminátového rukávce meto8
dou Phoenix. Cementaci prováděla firma REPO, hadicový relining realizovala firma RABMER. Náklady cementace činily celkem 5 003 tis. Kč, tj. 2 780 Kč/m potrubí. Náklady sanace laminátovým rukávcem činily 2 126 tis. Kč, tj. 8 504 tis. Kč/m potrubí. Praktické provádění potvrdilo nelehkou úlohu investora při volbě metody sanace a prováděcí stavební firmy. Při provádění cementace bylo nutno opakovaně sanovat úsek v délce cca 100 m, kde materiál v potrubí odpadl. Vznikly tak pochybnosti o kvalitě díla. Provádění sanace laminátovým rukávcem proběhlo bezproblémově. U obou technologií byl na sanovaném potrubí vsazen mezikus, který byl po v r. 2003, tedy po 12 měsících provozu vyjmut a byl podroben testům vlastností sanovaného povrchu . Testy cementového povrchu prováděl Kloknerův ústav ČVUT v únoru 2004. Výsledky testů prokázaly dobrou odolnost povrchů proti vlivu vody. V r. 2003 byly provedeny kontrolní výřezy potrubí jak cementovaného úseku, tak úseku s textilním rukávcem. Úsek sanovaný textilním rukávcem vykazoval kvalitní povrch, bezvadné přilnutí rukávce k podkladu a hladkost. Při biologické analýze se však na tomto povrchu projevilo nečekaně nežádoucí oživení, proti úseku cementovanému, kde vzhledem k chemickému působení cementu toto oživení nebylo pozorováno. Oživení bylo důsledkem toho, že řad nebyl dlouho provozován, po zahájení provozu v něm byl minimální průtok. Na základě vyhodnocení pilotního projektu byl dopracován projekt sanace celého řadu. Výsledkem doporučení zmíněných odborníků bylo úseky řadu do provozního přetlaku 6 bar sanovat vnitřní cementovou výstelkou a úseky s tlakem vyšším v délce 7 km sanovat tkaninovým rukávcem. Důvodem pro volbu tkaninového rukávce u vyšších provozních přetlaků byly především mechanické efekty ocelového potrubí v okolí kolen způsobené tlakovými rázy. Materiál sanovaných trub – ocel – je materiál pružný, který se v místech s vyšším provozním přetlakem roztahuje a smršťuje. Tyto pohyby jsou natolik velké, že by sanace cementací nebyla dlouhodobě spolehlivá – došlo by k popraskání cementové vrstvy a jejímu odplavení. Z tohoto důvodu byl zvolen tkaninový rukávec, který je pevně spojen s vnitřní stěnou sanovaného potrubí a i po vytvrzení zůstává pružný – pracuje spolu s potrubím bez rizika jeho popraskání. Dalším důvodem pro volbu tkaninového rukávce byly shybky. V těchto místech pod řekami existoval předpoklad netěsnosti potrubí, které cementace není schopna spolehlivě překlenout. B. POZNATKY Z REALIZACE STAVBY ZAJIŠTĚNÍ STANDARDŮ EU VE VODÁRENSKÉ SOUSTAVĚ JIŽNÍ ČECHY. 1. Technický popis stavby V r. 2004 JVS získal příspěvek EU z fondu ISPA (nyní Fond soudržnosti) na realizaci stavby z důvodu zlepšení kvality pitné vody v řadu. Jednalo se o ocelové řady: řad VDJ Zdoba - VDJ Malá Varta DN 300 mm, dl. 11 km řad VDJ M.Varta – ČS Sudoměřice DN 300 mm, dl. 10 km řad ČS Sudoměřice – VDJ Hodušín, DN 400 mm, dl. 20 km, celkem 41 km Výše zmíněné zásobní řady byly zbudovány v letech 1985 až 1986 z ocelových trub bez vnitřní ochrany proti korozi. Provozní přetlak místně dosahuje až 24 barů. Potrubí je uloženo ve volném terénu – v polích a lesích, a podchází také tři vodní toky: řeku Vltavu v Týně nad Vltavou, řeku Lužnici a Židovu strouhu poblíž Bechyně. Pro sanaci nejvíce exponovaných úseků v celkové délce 7,4 km nabídlo Sdružení metodu starline®HPL-W, což je metoda určená k sanaci dálkových zásobních vodovodních řadů z kovových materiálů. Metoda starline®HPL-W spočívá ve vyvložkování stávajícího potrubí kruhově a bezešvě tkaným polyesterovým rukávcem potaženým vrstvou polyethylenu, který je se stěnou sanovaného potrubí pevně spojen pomocí vinylesterových pryskyřic neobsahujících styren vytvrzovaných za studena. Všechny tři vrstvy sanace, tedy polyethylenová vrstva, tkaninový rukávec i používané lepidlo jsou testovány pro styk s pitnou vodou Institutem pro testování a certifikaci ve Zlíně. Metoda umožňuje sanaci potrubí do provozního přetlaku 40 bar, v úsecích dlouhých až 600m, navíc bez nutnosti rukávec v potrubí zajišťovat mechanicky pomocí rozvěrných kroužků a spon nebo přivíráním do přírubových spojů. Při provádění se jako problém ukázal stav potrubí v chráničkách protlaků pod komunikacemi. Ocelové potrubí je katodicky chráněno, chráničky však byly zkratovány a tak KAO působila spíše zvětšenou korozi. Proto bylo dodatečně rozhodnuto potrubí v místě podchodů pod komunikacemi vyměnit za nové, neprovádět sanaci. Rozhodnutí sanovat shybky rukávcem se tak ukázalo jako správné.
9
2. Inženýrská příprava a dozor stavby Stavba byla situována v extravilánu. Při projednávání stavebního povolení se projevil rozdílný přístup stavebních úřadů ke stavbě. Při provádění obdobné stavby Sanace řadu J.Hradec – úpravna vody Hamr, realizované VaK JČ bylo jednání s VH úřadem města J.Hradec bezproblémové. Úřad souhlasil s ohlášením stavby jako opravy stávajícího řadu s tím, že investor si zajišťoval operativně jednání s uživateli pozemků. VH úřad příslušný pro stavbu JVS požadoval vydání stavebního povolení s přesným určením startovacích jam a projednáním prací s majiteli pozemků, i když se z technického hlediska trasa potrubí ani další technické parametry u zkolaudovaného řadu nemění. V průběhu výstavby docházelo ke změnám v umístění startovacích jam, což vyvolávalo jednání s dalšími majiteli pozemků. Předpoklad čisté bezvýkopové technologie v podmínkách extravilánu a nezpevněných povrchů se ukazuje poněkud idealistický. Stavební stroje se musí nějak ke startovacím jamám dostat, vznikají prakticky stejné pojezdové pruhy podél trasy řadu, jako při provádění otevřeného výkopu. Není sice prováděno shrnování ornice, nejvrchnější vrstva půdy – objektivně vzato – je poškozována. Zemědělské pozemky jsou tak dotčeny výstavbou více, než projekt předpokládal, z toho vyplývají pro investora vícenáklady na úhradu škod a dokonce v omezené míře i biologické rekultivace. Dle našeho názoru se však jedná o dotčení práv uživatelů, nikoli majitelů pozemku. Při provádění této stavby bylo velkou specifickou výhodou, že rozhodující spotřebiště (město Milevsko) bylo zásobováno z jiného řadu a nebylo tak nutno organizovat náhradní zásobení většího rozsahu. 3. Provádění a výsledná kvalita díla V r. 2005 byla zahájena vlastní realizace stavby. Zhotovitelem bylo sdružení firem Hochtief VSB-Brochier s.r.o. (cementace) - Karl Weiss GmbH Berlin (tkaninový rukávec).
Potrubí po cementaci – firma Brochier s.r.o.
Provádění tkaninového rukávce – firma Karl Weiss GmbH
Při provádění sanace jak cementací, tak pomocí rukávce bylo výrazným problémem čištění potrubí. V některých úsecích (zvláště u shybek) se v potrubí kromě kamenů a menších předmětů objevilo řezivo. Průřez hranolů byl 100/100 mm, délka 1 000 – 3 000 mm. Jednalo se pravděpodobně o podkladníky potrubí používané při původní stavbě, které se záhadným způsobem dostaly do potrubí … Dřevo trámů bylo za 25 let provozu zuhelnatělé.
Hranoly vytažené z původního potrubí při stavbě
10
3.1. Sanace cementací Během provádění sanace cementací úseků v celkové délce 33 km se neprojevily závažnější problémy. Pouze u jednoho úseku došlo ke sporu mezi investorem a zhotovitelem. Investor na základě kamerové zkoušky provedeného úseku usoudil, že krátký úsek potrubí (proužek cca 5 cm) nebyl cementován, zhotovitel tvrdil, že se jedná o refrakci světla kamery. Protože se však uvedený tmavý proužek na potrubí při pohybu kamery nepohyboval, trval investor na svém. A měl pravdu, dodavatel předmětné místo opravil.
3.2. Sanace tkaninovým rukávcem
Při sanaci tkaninovým rukávcem bylo nutno řešit několik problémů: 3.2.1. Délka úseku Při provádění stavby zhotovitel nebyl schopen dodržet avizovanou délku sanovaného úseku – dle PD až 600 m na potrubí DN 400 mm. V praxi vlivem většího tření povrchu potrubí při zatahování a v důledku nemožnosti zcela dokonalého vyčištění bylo možno provádět úseky o délce 150 m. To mělo vliv na majetkoprávní vypořádání pozemků, které nebyly podchyceny v projektové dokumentaci. 3.2.2. Problémy v lomech potrubí Zhotovitel garantoval bezproblémové provádění rukávce v lomových bodech potrubí tam, kde potrubí bylo uloženo pod úhlem menším nebo rovným 22°. Reálné provádění však přineslo dva problémy: lomové body na potrubí měly v některých místech i 45° problémy s vrásněním rukávce se objevovaly už u lomů s úhlem přes 15°
Vrásnění tkaninového rukávce v lomu potrubí
Rozpor mezi projektem (garancemi zhotovitele) a skutečností lze považovat v těchto dvou případech za obecný jev, který by měl varovat investory při přípravě sanací těmito metodami. 3.2.3. Špatné přilnutí rukávce V průběhu sanace se opakovaně vyskytly vady provádění. Tkaninový rukávec v některých místech nepřilnul k potrubí a tvořily se podélné vzduchové bubliny. Zhotovitel vysvětloval vadu zeslabením tkaninového rukávce. Pro zjištění příčiny vady byly provedeny dva výřezy potrubí a byl proveden test specializovaným institutem pro aplikovaný výzkum polymerů. Nepodařilo se však zjistit příčinu vady. Zhotovitel přijal jako opatření změnu výroby rukávců na specializovaných tkalcovských stavech a jeho zesílení o 25 %. Opatření však byla neúčinná, celý cyklus výzkumu se opakoval. Příčinou vady byla ve skutečnosti nedostatečná ovalita potrubí. Ocelové trouby vyráběné v osmdesátých letech mají profil poněkud jiný, než kruhový. Použitý rukávec měl příliš malou pružnost a nebyl schopen uvedenou anomálii eliminovat. Nevyhovující úseky tak musely být sanovány znovu. 3.2.4. Předčasné vytvrdnutí lepidla V jednom případě došlo vlivem vysokých venkovních teplot k předčasnému vytvrdnutí rukávce a nebylo možno jej do potrubí zatáhnout. Příčinou byl špatný odhad doby tvrdnutí lepidla. Na základě této zkušenosti zhotovitel doplnil technologický předpis pro provádění, vada se již neopakovala. 11
C. DOPORUČENÍ JVS K BEZVÝKOPOVÝM TECHNOLOGIÍM Doporučení JVS pro rozhodování, přípravu a realizaci staveb BT v extravilánu. Na základě našich zkušeností můžeme pro provádění staveb pomocí BT v extravilánu doporučit tyto zásady: 1. Volba způsobu opravy - BT x OV: - ověřit, zda vyhovuje stávající vedení trasy a nevznikne požadavek na její změnu z hlediska územního plánování (v blízkosti aglomerací, velké liniové stavby - dálnice, železnice). V případě požadavku na změnu trasy ve větší části řadu volit OV. - ověřit, zda se nejedná o zvláště chráněné území, kde úřady nepovolí opětovný otevřený výkop – biotopy, přírodní rezervace – volit BT. - pokud možno ověřit, i pomocí výřezů, stav potrubí, jeho koroze, prognózovat postup koroze podle výsledků měření KAO. Pokud je potrubí napadeno korozí v pokročilém stadiu, bylo by nutno volit pro BT nosnou vložku . Při dnešních cenových relacích, v případě přísných požadavků VH úřadů na provádění BT je náročnost projednání skoro stejná, jako u OV, BT se nevyplatí, volit OV. - ověřit možnost náhradního zásobení. U páteřních řadů se jedná i o zásobení desítek tisíc obyvatel, náhradní zásobení je velmi obtížné a velmi zdražuje provádění stavby pomocí BT. V tomto případě volit OV – riziko – pokud bude pokládán nový řad podél stávajícího, může být požadavek VH úřadu na nové územní rozhodnutí. 2. Volba BT technologie - ověřit chemické vlastnosti vody a prognózovat změnu chemického složení do budoucnosti a zlepšení vlastností vody (zda nebude v budoucnu použito ztvrzování, ozonizace, desinfekce vody UV zářením místo chlorových produktů). - ověřit tlakové poměry v řadu . Při inertním složení , současném či prognozovaném vyšším PH , malé korozi a provozním tlaku do 6 bar lze doporučit cementaci . - při nesplnění jedné z výše uvedených podmínek (mimo nízké koroze) použít tkaninový rukávec – nižší cena, než nosné vložky - při vysokém stupni koroze provádění BT v extravilánu nedoporučujeme, zejména pro jejich vysokou cenu. Výjimkou jsou úseky, kde jinak opravu provést nelze – VH úřad nepovolí provádět OV. 3. Realizace stavby pomocí BT. - provést výměnu všech armatur a opravy objektů – šachet na řadu, aby bylo dosaženo komplexní prodloužení životnosti řadu a dodržení přísnějších požadavků BOZ - od zhotovitelů požadovat podrobné reference z předchozích staveb potvrzené investory a důkazy proveditelnosti technologických patrametrů pro konkrétní připravovanou stavbu (délky sanovaných úseků , lomy potrubí) - zajistit kvalitní stavební dozor, dbát zejména na bezvadné vyčištění potrubí před sanací - počítat s tím, že se při provádění v extravilánu jedná o činnost na zemědělských pozemcích, rozsáhlá činnost inženýringu, nutnost jednání s uživateli i majiteli pozemků, potřeba nákladů na uvedení pozemků do původního stavu a úhradu škod 4. Co by investorům do BT v extravilánu nejvíce pomohlo …. V ČR by měla být platná jednotná metodika pro uplatňování stavebního zákona při provádění BT, např. formou Směrnice MZe pro VH úřady a hlavně úřady stavební (ale to by byo zase MMR ???). Směrnice by stanovila, zda se jedná o stavbu na ohlášení, na stavební povolení nebo dokonce stavbu vyžadující územní rozhodnutí, s tendencí, aby co nejvíce staveb bylo na ohlášení. Nový stavební zákon do celé záležitosti zavlekl ještě větší zmatek, a výklady stavebních úřadů se liší případ od případu ve škále požadavků na územní souhlas až po mlčení …..
Ing.Vladimír Fürth, Jihočeský vodárenský svaz, S. K. Neumanna 19 370 01 České Budějovice
12
Modernizace měrných profilů hlásné povodňové služby v oblasti povodí Horní Vltavy Systém měrných profilů na vodních tocích zapojených do hlásné povodňové služby je v České republice definován metodickým pokynem odboru ochrany vod ministerstva životního prostředí č. 15 ze září 2005. Z hlediska zajišťování informací o vývoji hydrologické situace za povodní pro povodňové orgány krajů a obcí hrají klíčovou roli hlásné profily kategorie A a B. V oblasti povodí Horní Vltavy o rozloze 12 198 km2 existuje 33 základních hlásných profilů - kategorie A (profesionálně provozovány ČHMÚ nebo Povodím Vltavy, s.p.) a 24 doplňkových hlásných profilů - kategorie B (provozovány různými subjekty). Praktické zkušenosti s průběhem povodňových událostí v roce 2006 ukázaly, že minimální předepsaný standard vybavení stanic kategorie B (vodočetná lať s měrnou křivkou) neposkytuje dostatek aktuálních informací o vývoji hydrologické situace za povodní. Absence těchto aktuálních informací byla významným prvkem, který ztěžoval výkon povodňové služby a včasného varování obyvatelstva. Oblastní vodohospodářský dispečink Povodí Vltavy, státní podnik v Českých Budějovicích provedl rozbor stavu hlásných profilů v oblasti povodí Horní Vltavy a následně zpracoval návrh na přístrojové dovybavení stávajících hlásných profilů a na další zahuštění sítě profilů kategorie B včetně jejich vybavení. Jako technický standard bylo navrženo vybavení automatickými měrnými stanicemi, funkčně shodnými s již existujícím vybavením profilů kategorie A. Většina návrhů se týkala území Jihočeského kraje. Při následných jednáních mezi vedením státního podniku Povodí Vltavy a představiteli Jihočeského kraje bylo dohodnuto, že Jihočeský kraj poskytne finanční prostředky nutné k realizaci záměru a Povodí Vltavy, státní podnik bude plnit roli investora i následného provozovatele nově vzniklých hlásných profilů. Díky této spolupráci bylo v letech 2007 a 2008 nákladem převyšujícím 1,5 milionu Kč zcela nově vybudováno nebo přístrojově vystrojeno 9 hlásných profilů. Konkrétně se jednalo o tyto hlásné profily: Chvalšiny na Chvalšinském potoce, Brloh na Křemžském potoce, Borovany na Stropnici, Tučapy na Černovickém potoce, Novosedly na Polečnici, Netolice na Bezdrevském potoce, Milevsko na Milevském potoce, Božetice na Smutné a Zadní Poříčí na Skalici. Všechny tyto hlásné profily jsou vybaveny automatickými měrnými stanicemi s tlakovými sondami sledujícími vodní stav. Ve třech vhodných případech jsou tyto stanice doplněny také automatickými srážkoměry. Stanice zajišťují dálkový přenos dat na vodohospodářský dispečink Povodí Vltavy, státní podnik, odkud jsou tato data dále předávána Českému hydrometeorologickému ústavu. Pro povodňové orgány a veřejnost jsou údaje o vodních stavech a průtocích prezentovány na internetových stránkách Povodí Vltavy, státní podnik – www.pvl.cz. Stanice dále v případě překročení některého z limitů stupňů povodňové aktivity rozesílají předem definovanému okruhu příjemců podílejících se na výkonu povodňové služby varovné SMS zprávy. Ing. Jiří Baloun, Ing. Petr Hovorka, Povodí Vltavy, státní podnik
státní hranice
CZ
hranice Jihoþeského kraje
Zadní PoĜíþí
oblast povodí horní Vltavy Milevsko
Božetice
Varvažov
Blatná Dolní Ostrovec
Rataje Kolinec
Sušice
Klenovice
Písek Strakonice
Katovice
Rejštejn
NemČtice
HeĜmaĖ
Tuþapy
BechynČ
Rodvínov
Bavorov
Hamr
StodĤlky Bohumilice Modrava
Netolice Husinec
Frahelž
Hracholusky Kazdovna
Podedvory Lenora Chlum
Lásenice
ýeské BudČjovice Brloh
BĜezí
Blanický mlýn
PilaĜ Roudné
Borovany
Klikov
ěímov
D
ýerný KĜíž
Chvalšiny
Novosedly
Pašínovice Nová Ves ýeský Krumlov – Poleþnice Humenice ýeský Krumlov – Spolí PoĜešín ZátoĖ Líþov Kaplice
limnigraf Povodí Vltavy Kategorie A limnigraf Povodí Vltavy Kategorie B
Vyšší Brod
limnigraf ýHMU Kategorie A
A
limnigraf ýHMU Kategorie B
Mapa limnigrafu v Jihočeském kraji
Limnigraf Borovany
13
Strojní odvodnění kalu na úpravně vody Plav Extenzivní způsoby likvidace kalů odpadajících z úpravy vody jsou postupně nahrazovány strojním odvodněním s cílem snížit nároky na plochu i na manipulaci s velkými objemy materiálu. Dále je uveden příklad intenzifikace kalového hospodářství pro ÚV Plav. Základní údaje Jihočeskou vodárenskou soustavu tvoří centrální zdroj, kterým je úpravna vody Plav a rozvodné řady o celkové délce cca 400km, které dnes propojují prakticky všechna rozhodující spotřebiště v kraji včetně okresních měst a zásobují pitnou vodou cca 450 000 lidí. Úpravna vody Plav vyrábí v současné době 50 000 m3/d s okamžitým výkonem 600 l/s. Zdrojem surové vody je údolní nádrž Římov. Voda se upravuje čiřením síranem železitým s dvoustupňovou separací v usazovacích nádržích a filtrech Z technologické linky úpravny odpadají železité kaly z odkalování usazovacích nádrží, prací vody z filtrů a zbytky vápna. Dříve byly veškeré technologické kaly včetně zbytků vápna likvidovány na kalových lagunách a kalových polích. Zahuštěný kal v množství 6 500 m3/ rok o průměrné sušině cca 9% byl odvážen v kontejnerech k technické rekultivaci kalojemů Olešník (dříve součást zpracovny uranu MAPE). Intenzifikace kalového hospodářství V období od října 2005 do listopadu 2006 bylo na ÚV Plav dle návrhu VaK JČ a projektu Hydroprojektu Č.Budějovice realizováno nové kalové hospodářství se strojním odvodněním kalu. Technologická linka strojního odvodnění zahrnuje (viz schéma): • nádrže na zachycení prací vody (část prací vody se vrací zpět do procesu úpravy) a kalů z odkalování sedimentačních nádrží • sedimentační nádrž pro odsazení • zahušťovací nádrže a homogenizační nádrže • soubory pro dávkování vápna a pomocného organického flokulalantu • komorový kalolis se 110 plachetkami o filtrační ploše 265 m2 a provozním tlaku 1,5 MPa Investorem zařízení byl Jihočeský vodárenský svaz,náklady akce byly cca 40mil Kč. Zkušební provoz zař ízení byl ukončen v X/2007. Provoz zařízení Během zkušebního provozu byly ověřeny různé varianty uspořádání, různé typy a dávky organických polymerních flokulantů a vápna.Výsledkem je současný provoz, kdy je dávkován polymerní flokulant před zahušťovací nádrže a před lis a vápno je dávkováno pouze při likvidaci kalů z čištění usazovacích nádrží. Základní bilanční údaje jsou v tabulce: množství kalu (t/rok) sušina kalu (%) způsob likvidace
před realizací
po realizaci
6 500
2 000
9,2
30
technická rekultivace
kompostování
Závěr Realizací nového způsobu odvodnění technologických kalů vznikajících na ÚV Plav se objem kalu snížil na 1/3 v porovnání s předchozím stavem.Vysoká sušina a konzistence kalu (rypný stav)umožňuje jeho další zpracování např.kompostováním.Náklady obou technologií jsou srovnatelné. Ne úplně dořešeným problémem zůstává likvidace filtrátu z kalolisu, který obsahuje vysoké koncentrace organických i suspendovaných látek.Zlepšení kvality filtrátu bude řešeno v dalších etapách modernizace technologie ÚV Plav. Ing. Jan Jindra CSc.,VaK JČ a.s.
14
UV zářiče na některých vodojemech vodárenské soustavy Jižní Čechy Úvod Návrh osazení UV záření za účelem dezinfekce pitné vody na některé vodojemy (VDJ) Jihočeské vodárenské soustavy Jižní Čechy je ověřovacího charakteru. Tento druh dezinfekce pitné vody by měl vést k minimalizaci dávek chemických činidel na bázi chloru a tím ke snižování obsahu nežádoucích a škodlivých “vedlejších produktů dezinfekce“v pitné vodě. K rozhodnutí zabudovat UV záření do několika vodojemů dospěl Jihočeský vodárenský svaz spolu s provozovatelem vodovodů a kanalizací VAK JČ po dlouhodobé úvaze a zjišťování zkušeností s tímto zařízením na úpravnách vody Severočeských vodovodů a kanalizací a.s. a zkušenostech s těmito zařízeními v zahraničí . Návštěva u Severočeských vodovodů a kanalizací a.s. v roce 2007 na ÚV Litvínov-Bílý potok (240 l/s) a ÚV III. Mlýn (2x150 l/s) byla pro tyto úvahy konečným impulsem. Kromě těchto ÚV mají Severočeské vodovody a kanalizace zabudovány UV záření na dalších 4 úpravnách vody a připravuje se umístění dalších UV reaktorů na ÚV Meziboří (800 l/s) a na ÚV Hradiště (750 l/s) a ÚV Zahrádky (150 l/s). Úvahy o odzkoušení technologie UV záření s umístěním na vodojemech vycházely z toho, že Vodárenská soustava Jižní Čechy má jako hlavní zdroj pitné vody Úpravnu vody Plav a odtud ke spotřebiteli je (s výjimkou Č.Budějovic) příliš daleko. Záměr byl veden snahou přiblížit UV záření spotřebišti a tím maximálně eliminovat možnost sekundární kontaminace pitné vody, proto bylo zvoleno jejich umístění na vodojemech. UV záření je možné dát buď na přítok, nebo na odtok z VDJ. S ohledem na to, že i ve vlastním VDJ je reálná možnost sekundární kontaminace vody, bylo dohodnuto instalovat UV zářiče na odtocích. Osazování UV záření u vodojemů má určité komplikace, kterými je nutno se zabývat. Je to především nerovnoměrný odtok do spotřebiště a malý hydraulický tlak v UV reaktoru se kterým souvisí nebezpečí zavzdušování. Výběr lokality kam UV záření osadit, vyústil do konečného návrhu pro vodojemy: „Šibeniční vrch II (zásobení části Prachatic), Dubina (zásobení Blatné) a Domoradice (zásobení části Českého Krumlova). S ohledem na poměrně dobrou kvalitu dezinfikované vody a hlavně z ekonomických důvodů byly uvažovány pouze nízkotlaké monochromatické UV zářiče. Dle skutečných odběrů byla dohodnuta tato průtoková množství: VDJ Šibeniční vrch II 50 l/s, VDJ Dubina 20 l/s, VDJ Domoradice směr ul.Nádražní 80 l/s a směr sídliště Mír 16 l/s. Dodávku UV záření pro VDJ Domoradice bude zajišťovat firma „DISA Brno“ a pro další dva vodojemy firma „LIT-technology“. Nejdříve bude instalováno UV záření na VDJ Šibeniční vrch II a po jeho vyhodnocení bude pokračováno na VDJ Dubina a Domoradice. Je zpracovaná projektová dokumentace a realizace pro všechny 3 vodojemy bude v roce 2009. Dezinfekce pitné vody UV zářením – rozbor problematiky Dezinfekci pitné vody lze zajišťovat různými způsoby jako např.sloučeninami chlóru, stříbra, ozónem nebo také UV zářením. Metoda dezinfekce vody UV zářením je v podstatě vodárenským pracovníkům známá, i když praktické použití je zatím velmi sporadické. Pokud se UV záření u nás použilo na dezinfekci pitné vody, pak bylo toto zařízení umísťováno v převážné většině na úpravnách vody (s výjimkou spotřebitelů čerpajících pitnou vodu z vlastních studní). Proč vlastně dochází ke zvyšování zájmu o dezinfekci pitné vody UV zářením ? Pitná voda je nejdůležitější potravinou člověka a má podstatný vliv na jeho zdravotní stav. Nejdůležitější požadavky na kvalitu pitné vody lze zjednodušeně specifikovat tak, že nesmí mít žádné škodlivé účinky na zdraví člověka a nesmí obsahovat patogenní mikroorganizmy. Proto je třeba pitnou vodu dezinfikovat. Do současné doby se dezinfekce pitné vody děje převážně chemickými činidly na bázi chloru. Chlor jako silné oxidační činidlo inhibuje mikroorganizmy - bakterie, streptokoky, stafylokoky, plísně, či jiné. Surová voda používaná pro úpravu pitné vody však obsahuje rozpuštěné organické i anorganické látky, které se vyskytují jak v povrchové tak podzemní vodě. V povrchových vodách bývá rozpuštěných organických látek více. Pocházejí z rozkladu organické hmoty, převážně rostlinného původu, což platí zejména pro oblasti s výskytem rašelinišť. V tomto případě se z organické hmoty tvoří látky humínové, což jsou látky prakticky nerozložitelné a běžnými úpravárenskými postupy neodstranitelné. Působením chloru na humínové látky dochází k jejich částečnému rozkladu za vzniku THM (trihalogenmethanu) v němž převažuje chloroform (až 95%). Obecně lze konstatovat, že chlorací vznikají sloučeniny nazývané „vedlejší produkty dezinfekce“ (VPD). Vznik VPD je podmíněn přítomností organických látek jak přírodní (humínové kyseliny, fulvokyseliny), tak i antropogenní povahy (chlorované uhlovodíky, polychlorované bifenily, fenoly, pesticidy apod.). VPD mají negativní vliv na lidské zdraví a to neurotoxický, kancerogenní, mutagenní, hepatotoxický a další. Je známo, že odolnost některých nebezpečných mikroorganizmů vůči chemickým činidlům je příliš vysoká (Cryptosporidium parvum, Legionella pneumophila, Giardia aj.), avšak UV záření je ničí. Kromě uvedených nepříznivých vlastností chloru je potřeba zmínit i jeho vysokou toxicitu a životu nebezpečnou manipulaci s nim. Alternativně lze dezinfikovat vodu ozonizací což má kromě pozitivních oxidačně inhibičních vlastností, i určité nedostatky (pomineme-li špatnou ekonomiku a zdravotní nebezpečí). O3 oxiduje organické látky na štěpné produkty (aldehydy, ketony, alkoholy), které jsou živnou půdou pro mikroorganizmy a tak dochází bohužel k opětné kontaminaci vody. Ultrafialové záření je elektromagnetické záření v oblasti vlnových délek 200 až 400 nm. Je součástí elektromagnetického zářivého spektra v rozhraní mezi rentgenovým zářením a oblastí viditelného světla. V životním prostředí se vyskytuje ve slunečním záření, avšak na zem dopadá pouze jeho malá část v důsledku jeho absorpce v ozonosféře. Spektrum UV záření lze získat uměle ze zdrojů rtuťových, vodíkových, heliových výbojek nebo wolframových obloukových lamp. Na základě opakovaných experimentálních pokusů bylo před mnoha lety zjištěno,že nejvýznamnější baktericidní a viricidní účinek UV záření je při vlnové délce 253,7 nm . Inhibiční účinek je i vůči plísním, kvasinkám a protozoím. UV záření jako dezinfekční proces má oproti „klasickým“ způsobům dezinfekce vody řadu výhod. Není třeba doprava, skladování a dávkování. Účinek UV záření je okamžitý a manipulace je jednoduchá - spočívá v zapnutí nebo vypnutí elektrického.proudu. Provoz je spolehlivý a nenáročný na obsluhu. Podstatnou vlastností tohoto způsobu dezinfekce vody je, že se jeho vlivem nemění minerální 15
složení látek ve vodě, jsou zachovány senzorické (chuťové i čichové) vlastnosti a ve vodě se nevytvářejí škodlivé sloučeniny. Nemůže dojít k předávkování. Musí se ale dodržovat příslušné podmínky použití a provozu . UV záření má také své nevýhody. Při zážehu UV lampy není k dispozici okamžitě požadované záření a není ihned kontrola účinnosti záření příslušné vlnové délky (startovací doba). Týká se to především nízkotlakých monochromatických UV lamp. Obvykle se proti dezinfekci pitné vody UV zářením namítá, že po ozáření není vyloučena sekundární kontaminace. To však platí jak pro UV záření tak pro chemická chlorová činidla, kde navíc přistupuje problém s tvorbou vedlejších produktů dezinfekce. Lze říci, že použití UV záření na dezinfekci pitné vody vyvolává zvýšený požadavek zabývat se sekundární kontaminací a to v celé trase dopravy pitné vody od úpravny vody, až ke spotřebiteli. S tím souvisí důsledné dodržování technologické kázně při odkalování, proplachování a čištění vodárenských zařízení , vodovodních řadů, vodojemů a rozvodné sítě. K tomu patří pravidelná kontrola uzavíracích orgánů, kalniků, vzdušníků, hydrantů apod. Jak provozovat vodárenská zařízení je uvedeno v Manipulačních a Provozních řádech. Aplikace UV záření na vodojemech má svá specifika se kterými je nutno se vypořádat. VDJ jsou obvykle mimo spotřebiště a bývají to místa převážně odlehlá, hůře přístupná a osamocená. Nutno počítat s tím, že obsluhující personál navštěvuje VDJ (dle jeho velikosti a významu) třebas jednou týdně nebo i řidčeji. Proto je nutná naprostá spolehlivost technologických zařízení a jejich automatizované dálkové ovládání. Je potřebné se zabývat i zabezpečením proti přístupu nepovolaných osob . Nutno důrazně připomenout, že většina VDJ nemá řešené zavzdušování a odvzdušování akumulačního prostoru, filtrace vzduchu chybí a cirkulace vody ve VDJ má také své nedostatky (nedochází k pravidelné výměně celého objemu vody, jsou tu mrtvé kouty apod.). Další problém je v údržbě vnitřních povrchů stěn, dna , stropů a tvorbě plísní. S tím souvisí kvalita stavebního provedení vodojemů a vhodnost používaných materiálů. Vlastní strojně technologické umístění UV záření ve vodojemech je náročná záležitost. Dochází ke změnám v systému potrubí, poloh armatur, snímaných veličin apod. VDJ jsou různého stáří (převažují stáří nad 30 roků), kde nikdy nebyl dostatek prostoru v armaturních komorách pro další trubní rozvody a uzavírací armatury, natož pro UV záření. Proto při následné instalaci UV záření je třeba navrhovat zařízení malých rozměrů, čemuž nejvíce vyhovují středotlaké UV zářiče. Položíme-li si otázku zda použít UV záření nízkotlaké – monochromatické, nebo středotlaké- polychromatické, stává se rozhodující hlavně otázka ekonomická. Pro stejné množství ozařované vody je spotřeba elektrického proudu téměř o řád vyšší u středotlakých UV zářičů, než u nízkotlakých, což je pro úpravu pitné vody rozhodující . Nízkotlaký UV zářič produkuje 4045% požadovaného baktericidního záření (UV-C), oproti 6 – 10% u středotlakých UV zářičů. S tím koresponduje průvodní nadměrná vysoká teplota. U středotlakých UV zářičů se přeměňuje až 77% z celkového příkonu zářiče na teplo.Podobně je to s životností UV zářičů. Nízkotlaké zářiče některých současných výrobců dosahují životnosti až 16.000 provozních hodin, zatímco středotlaké UV zářiče mají garantovanou životnost max.4.000 provozních hodin. Tyto skutečnosti vedly k tomu, že při rozhodování o zabudování UV zářičů na VDJ nebyly středotlaké zářiče uvažovány. Závěr Dodatečná instalace UV záření do vodojemů je záležitost složitá a neobejde se v některých případech bez stavebních úprav armaturních komor. Toto se rovněž podstatně dotkne strojně technologického zařízení a automatizovaného systému ovládání. Proto by se u nových vodojemů mělo uvažovat s možností instalace UV záření. Do budoucna zasluhuje pozornosti otázka umístění a lokalizace UV záření ve Vodárenské soustavě Jižní Čechy jako celku. V případě samostatné úpravny pitné vody pro jedno spotřebiště je umístění UV záření prosté. Zařízení na dezinfekci pitné vody je na závěr upravovacího procesu. U vodárenské soustavy Jižní Čechy je situace jiná, neboť se jedná o soustavu s centrálním zdrojem pitné vody a na tuto soustavu je napojeno několik menších úpraven vody a rezervních zdrojů pitné vody. K tomu přistupuje celá řada vodárenských objektů (VDJ, čerpací stanice, dálkové řady aj.) které prodlužují dobu dopravy vody a ovlivňují kvalitu pitné vody. Pro výhledové kvalitativní řešení dezinfekce pitné vody UV zářením by bylo vhodné zabývat se tímto komplexně v souvislosti se všemi zdroji pitné vody, a všemi objekty vodárenské soustavy. Jako klíčovou záležitostí je Úpravna vody Plav a vodojemy zásobující České Budějovice. Následovat by měla řešení dalších částí vodárenské soustavy.
16
Ing.Bohumil Kujal
SEZNAM ČLENŮ ČSVH Ing. Jiří Baloun - tel. 387 203 609 - České Budějovice Ing. Iva Barabášová - tel. 607 726 197 - České Budějovice Ing. Jiří Beneš - tel. 606 736 574, 545 223 041 - Brno Ing. Hana Bicanová - tel. 385 345 008, 606 688 839 - České Budějovice Doc.Ing. Iva Čiháková,CSc. - tel. 602 849 143, 224 354 602 – Praha 4 Ing. Miroslav Dvořák - Jindřichův Hradec Ing. Radim Farkač - tel. 607 565 089, 389 132 440 - Veselí nad Lužnicí Ing. Jiří Fišer - tel. 603 830 541, 381 498 322 - Tábor Ing. Vladimír Fürth - tel. 386 351 942, 386 102 440 - České Budějovice Ing. Jana Hatáková - tel. 602 484 034, 386 102 430 - České Budějovice Ing. Jiří Heřman - tel. 387 761 221 - České Budějovice Ing. Jan Hošek - tel. 602 427 318, 383 356 012 - Strakonice Ing. Václav Houška - tel. 728 929 300, 387 311 398 - České Budějovice Ing. Karel Janowiak - tel. 606 632 809, 389 132 130 - Lipí Ing. Petr Jerhot - tel. 386 356 321- České Budějovice Ing. Jan Jindra, CSc. - tel. 606 654 660 - České Budějovice Doc.Ing. Jan Kouřil, PhD. - tel. 602 390 633, 602 390 633 - České Budějovice Ing. Bc. Miroslav Krejča - tel. 724 432 857, 387 842 143 - Písek Ing. Pavel Kubašta - tel. 384 781 356, 384 750 848 - Suchdol nad Lužnicí Ing. Jiří Kubeš - tel. 606 607 577, 721 817 563 - Tábor Ing. František Kubík, CSc. - tel. 602 690 459, 387 715 312 - Hluboká nad Vltavou Ing. Bohumil Kujal - tel. 385 513 616, 721 817 568 - České Budějovice Ing. Jiří Lipold - tel. 606 607 404, 387 761 239 - České Budějovice Ing. Jana Máchová - tel. 723 736 141 - České Budějovice Ing.arch. Martin Malec - tel. 387 331 547 - České Budějovice Ing. Radek Mára - tel. 385 342 526, 387 761 238 - České Budějovice Ing. Pavel Peroutka - tel. 380 331 062, 389 132 191 - Velešín Ing. Jiří Pudil - tel. 385 725 109, 389 132 305 - Hluboká nad Vltavou Ing. Vladimír Rohlík - tel. 724 275 401, 387 683 140 - České Budějovice Ing. Kateřina Slavíčková, Ph.D. - tel. 721 420 046, 224 353 878 - Poříčí nad Sázavou Ing. Josef Smažík - tel. 385 755 111 - České Budějovice Ing. Jiří Stara - tel. 385 511 240, 602 491 411 - České Budějovice Ing. Bohumír Strnad - tel. 602 455 051- České Budějovice Ing. Miloslav Šír, CSc. - tel. 603 929 643 - České Budějovice Ing. Zdeněk Šmitmajer - tel. 724 610 210, 387 792 114 - Vodňany Ing. Olga Štíchová - tel. 606 331 715 - Jindřichův Hradec Ing. Lubomír Štros - tel. 604 483 860 - České Budějovice Ing. Lubor Tomanec - tel. 387 761 226 - Tábor Ing. Daniel Vaclík - tel. 387 426 085, 395 775 143 - České Budějovice Ing. Karel Vávře - tel. 603 330 624, 374 721 525 - Lomnice nad Lužnicí Ing. Ladislav Vondrák - tel. 382212007, 382 204 711 - Písek Ing. Zdeněk Zídek - tel. 602 443 266, 387 203 635 - Lipno nad Vltavou Ing. Vlasta Žáčková - tel. 386 720 731 - Velešín
Přidružení členové: Jiří Švagr - 724 521 322 - Č. Budějovice Ing. Jiří Otrusina - tel. 723 262 446 - Olomouc VAK JČ a.s. - Č. Budějovice Adresa ČSVH: Novohradská 1, 370 01 České Budějovice IČO: 75122031, účet: ČSOB 218395308 / 0300 www.csvh.cz, e-mail:
[email protected] předseda: Ing. Bohumil Kujal,
[email protected] mistopředseda: Ing. Jiří Kubeš,
[email protected] tajemník: Ing. arch. Martin Malec,
[email protected] Redakční rada: Ing. Bohumil Kujal, Ing. Jana Máchová, Ing. arch. Martin Malec Foto: Ing. Jan Jindra, CSc. Grafická úprava: Ing. arch. Martin Malec Vydání: listopad 2008 Bulletin vydala jako jednorázový výtisk Česká vodohospodářská společnost ČSSI 17
