Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích

Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích Metodická příručka

2010

STÁTNÍ

FOND ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ

NÁZEV ÚKOLU: METODICKÁ PŘÍRUČKA POSUZOVÁNÍ DEŠŤOVÝCH ODDĚLOVAČŦ JEDNOTNÝCH STOKOVÝCH SYSTÉMŦ V URBANIZOVANÝCH ÚZEMÍCH

ZADAVATEL: STÁTNÍ FOND ŢIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ

ZPRACOVATEL: ČESKÁ VĚDECKOTECHNICKÁ VODOHOSPODÁŘSKÁ SPOLEČNOST

ODPOVĚDNÝ ŘEŠITEL: DR. ING. IVANA KABELKOVÁ

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra zdravotního a ekologického inženýrství

SPOLUPRACOVNÍCI: DOC. ING. VLADIMÍR HAVLÍK, CSC.

HYDROPROJEKT CZ, a.s.

ING. PETR KUBA

HYDROPROJEKT CZ, a.s.

ING. PETR SÝKORA

Pražské vodovody a kanalizace, a.s.

ODEVZDÁNÍ ÚKOLU: Listopad 2010

Příručka je v digitální podobě ke staţení ze stránek OPŢP na adrese: http://www.opzp.cz/soubor-ke-stazeni/40/12023-03022011_prirucka.pdf nebo http://www.opzp.cz/sekce/252/specificke-predpisy/ Metodická příručka byla zpracována s vyuţitím informací získaných v rámci Výzkumného záměru č. MSM 6840770002.

Metodická příručka Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích

Obsah 1

ÚVOD

1.1 CÍLE A ZAMĚŘENÍ PŘÍRUČKY 1.2 LEGISLATIVNÍ RÁMEC 1.3 ROZSAH PLATNOSTI 2

VLIV DEŠŤOVÝCH ODDĚLOVAČŦ NA VODNÍ TOKY

3

OCHRANA RECIPIENTŦ Z EMISNÍHO HLEDISKA

3.1 EMISNÍ KRITÉRIA 3.1.1 KRITÉRIA PRO CELÉ URBANIZOVANÉ POVODÍ 3.1.2 KRITÉRIA PRO JEDNOTLIVÉ DEŠŤOVÉ ODDĚLOVAČE 3.2 VÝPOČET SKUTEČNÉ ÚČINNOSTI ODVÁDĚNÍ LÁTEK 3.3 OPATŘENÍ PRO SPLNĚNÍ EMISNÍCH KRITÉRIÍ 4

OCHRANA RECIPIENTŦ Z IMISNÍHO HLEDISKA

4.1 HYDRAULICKÉ NARUŠENÍ 4.1.1 IMISNÍ KRITÉRIA 4.1.2 VÝPOČET HYDRAULICKÉHO NARUŠENÍ 4.1.3 OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ HYDRAULICKÉHO NARUŠENÍ 4.2 AKUTNÍ TOXICITA AMONIAKU 4.2.1 IMISNÍ KRITÉRIA 4.2.2 VÝPOČET KONCENTRACÍ AMONIAKU 4.2.3 OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ AKUTNÍ TOXICITY AMONIAKU 4.3 DEFICIT KYSLÍKU 4.3.1 IMISNÍ KRITÉRIUM 4.3.2 OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ DEFICITU KYSLÍKU 4.4 NEROZPUŠTĚNÉ LÁTKY 4.4.1 IMISNÍ KRITÉRIA 4.4.2 OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ ZATÍŢENÍ NEROZPUŠTĚNÝMI LÁTKAMI 4.5 HYGIENICKÉ ZNEČIŠTĚNÍ 4.5.1 OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ HYGIENICKÉHO ZNEČIŠTĚNÍ 4.6 ESTETICKÉ NARUŠENÍ 4.6.1 OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ ESTETICKÉHO NARUŠENÍ

5 5 6 7 8 11 11 11 12 12 13 14 14 14 15 17 17 17 17 26 26 26 27 27 27 28 28 29 29 29

5

KONTROLA ÚČINNOSTI OPATŘENÍ

30

6

PROSTŘEDKY A METODY

31

6.1 SIMULAČNÍ MODELY 6.2 BIOLOGICKO-EKOLOGICKÝ PRŦZKUM VODNÍHO TOKU 6.2.1 VIDITELNÉ PROJEVY NARUŠENÍ VODNÍHO TOKU 6.2.2 JAKOST VODY 6.2.3 MORFOLOGIE A POTENCIÁL ZNOVUOSÍDLENÍ VODNÍHO TOKU 6.2.4 SPOLEČENSTVO MAKROZOOBENTOSU

31 31 31 33 33 34

7

DOPORUČENÍ PRO POSTUP PRACÍ A STANOVENÍ PRIORIT OPATŘENÍ

37

8

UKÁZKY PŘÍPADOVÝCH STUDIÍ

40

8.1 PŘÍPADOVÁ STUDIE A

40 3


8.1.1 STUDOVANÉ POVODÍ 8.1.2 POSOUZENÍ SPLNĚNÍ EMISNÍCH KRITÉRIÍ 8.1.3 POSOUZENÍ SPLNĚNÍ IMISNÍCH KRITÉRIÍ 8.1.4 SOUHRNNÉ VYHODNOCENÍ 8.1.5 NÁVRH OPATŘENÍ 8.2 PŘÍPADOVÁ STUDIE B 8.2.1 STUDOVANÉ POVODÍ 8.2.2 BIOLOGICKO-EKOLOGICKÝ PRŦZKUM 8.2.3 VYHODNOCENÍ A NÁVRH OPATŘENÍ

40 42 43 49 50 53 53 53 58

9

59

LITERATURA

10 PŘÍLOHY

61

10.1 STANOVENÍ POTENCIÁLU ZNOVUOSÍDLENÍ DLE BWK-MERKBLATT 3 (2001) 10.2 KONTROLNÍ SEZNAM POŢADAVKŦ PŘI POSUZOVÁNÍ DEŠŤOVÝCH ODDĚLOVAČŦ

61 66

TERMÍNY A DEFINICE

67

SEZNAM SYMBOLŦ A ZKRATEK

72

4


1

Úvod

1.1 Cíle a zaměření příručky Cílem předkládané Metodické příručky Posuzování dešťových oddělovačŧ jednotných stokových systémŧ v urbanizovaných územích (PDO) je slouţit jako pomoc při administraci Operačního programu Ţivotní prostředí (OPŢP). Jednou z priorit tohoto programu je zlepšování vodohospodářské infrastruktury, která je podporována v prioritní ose 1, v oblasti podpory 1.1. Globálním cílem oblasti podpory 1.1 – Snížení znečištění vod je zlepšení stavu povrchových a podzemních vod, specifickým cílem je pak významné sníţení znečištění a eutrofizace povrchových vod. Podporovány jsou výstavby, rekonstrukce a dostavby stokových systémŧ, a to převáţně v aglomeracích nad 2000 EO, ale i v aglomeracích do 2000 EO, pokud leţí v územích vyţadujících zvláštní ochranu, tj. národní parky a chráněné krajinné oblasti včetně jejich ochranných pásem, lokality soustavy Natura 2000, ochranná pásma vodních zdrojŧ, ochranná pásma přírodních léčivých zdrojŧ a zdrojŧ přírodních minerálních vod, chráněné oblasti přirozené akumulace vod (CHOPAV) a v povodí vodního díla Nové Mlýny. Mezi zpŧsobilé výdaje patří jak stavba a rekonstrukce oddílné stokové sítě, tak i stavba a rekonstrukce jednotné stokové sítě. Při posuzování kvality projektu ze strany Státního fondu ţivotního prostředí ČR, který je zprostředkujícím subjektem OPŢP, je kladen dŧraz mj. na efektivnost a hospodárnost zvoleného řešení, míru sníţení vypouštěného znečištění v souladu s platnou legislativou a dlouhodobou udrţitelnost kanalizačního systému. Příručka má poskytnout podporu při přípravě a administraci předloţených projektŧ výstavby, rekonstrukce a dostavby stokových systémŧ v rámci OPŢP. Poskytuje rovněţ podklad pro investory při zadávání a kontrole zpracování koncepcí odvodnění pro následné krátkodobé i dlouhodobé investiční plány obnovy a dostavby stokových systémŧ včetně posouzení priorit opatření. Zároveň je pomŧckou pro zajišťování a posuzování dotačních zdrojŧ pro tyto účely. Podobně má slouţit i zpracovatelŧm generelŧm odvodnění. Vodoprávním orgánŧm dává vodítko pro posouzení poţadované funkce dešťových oddělovačŧ. Dešťovými oddělovači (téţ nazývanými oddělovací či odlehčovací komory; běţně pouţívána zkratka OK), které jsou na jednotné stokové síti budovány z technických a vodohospodářských dŧvodŧ za účelem omezení přítoku na čistírnu odpadních vod (ČOV) za deště, je do vodních tokŧ (tzv. recipientŧ) nárazově odváděno značné mnoţství směsi odpadní a dešťové vody a v nich obsaţeného znečištění. Tím jsou recipienty velmi zatěţovány a je ovlivňován jejich ekologický stav. Cílem nakládání s odtokem jednotnou stokovou sítí za deště je udrţet nárazové ovlivnění recipientŧ přepady z OK ve vodohospodářsky udrţitelných mezích. Zároveň je nutno obecně minimalizovat celkové emise z OK a ČOV. Metodická příručka se zaměřuje na emisní i imisní ochranu recipientu, tj. na jednotná emisní kritéria i jejich případné zpřísnění na základě místně specifických podmínek (tzv. sdruţený či kombinovaný přístup). Příručka vychází ze současného stavu znalostí v oboru městského odvodnění a z přístupŧ aplikovaných v zahraničí (Havlík a kol., 2007), zejména v Rakousku (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007) a Německu (BWK-Merkblatt 3, 2001). Metodický přístup je zaloţen na skutečnosti, ţe simulace srážkoodtokových procesů v urbanizovaném povodí se staly současným stavem znalostí v oboru městského odvodnění. Minimální nároky na nakládání s dešťovým odtokem v jednotné kanalizaci proto jiţ nevycházejí z poţadavkŧ na konstrukci oddělovacích objektŧ, ale z cíle, ţe určitý podíl znečisťujících látek v tomto odtoku musí být v ročním prŧměru odváděn za deště na biologický stupeň ČOV. Příručka dává i podklady k identifikaci kritických případů narušení vodních toků v dŧsledku přepadŧ z dešťových oddělovačŧ. Uváděné postupy se zaměřují na jednoduché 5


posouzení pomocí základních relevantních klíčových ukazatelů a obsahují určitou bezpečnost (postihují moţný nejnepříznivější stav). V některých případech je uváděno více moţností provedení výpočetního posouzení s tím, ţe nejprve se provádí posouzení co nejjednodušším zpŧsobem, s malými nároky na data a výpočet. Teprve kdyţ při tomto posouzení nejsou splněny cílové hodnoty kritických ukazatelŧ (imisní kritéria), přistupuje se k přesnějšímu, ale i náročnějšímu výpočetnímu posouzení imisí. Návrh opatření by po případném zjištění určitého problému měl být prováděn aţ na základě podrobného posouzení, nejlépe ve spojení s biologicko-ekologickým prŧzkumem vodního toku, aby investice byly vynaloţeny účelně.

1.2 Legislativní rámec Metodická příručka respektuje právní rámec České republiky a zpřesňuje podmínky týkající se ochrany recipientŧ před vlivy městského odvodnění za deště. Právní rámec Evropské unie v oblasti vodního hospodářství a ţivotního prostředí je dán Rámcovou směrnicí 2000/60/ES o vodní politice Společenství, jeţ předepisuje všem členským zemím ES, aby omezily vnos znečištění do vodních útvarů z difúzních i bodových zdrojů a aby byl do r. 2015 dosažen dobrý chemický a ekologický stav všech vodních útvarů, kde je to ekonomicky a společensky únosné. Rámcová směrnice uvádí také hlavní znečisťující látky, jejichţ vnos je nutno omezit či mu zcela zabránit. Dešťové oddělovače jsou zdrojem řady těchto látek (např. nerozpuštěných látek, látek přispívající k eutrofizaci či látek, které mají nepříznivý vliv na kyslíkovou rovnováhu). Pro regulování vypouštění z bodových a difúzních zdrojŧ znečišťování do povrchových vod vyţaduje směrnice tzv. sdružený přístup s vyuţitím omezování znečistění u zdroje stanovením hodnot emisních limitŧ a standardŧ environmentální kvality. Dalšími relevantními směrnicemi ES jsou Směrnice 2006/7/ES o řízení jakosti vod ke koupání a Směrnice Rady 91/271/EHS o čištění městských odpadních vod. České harmonizované právo v oblasti vodního hospodářství vychází ze zákona č. 254/2001 Sb., o vodách (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisŧ (novela z r. 2010), a ze zákona č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích, ve znění pozdějších předpisŧ. Podle vodního zákona (§ 5, odst.3) jsou při provádění staveb nebo jejich změn nebo změn jejich uţívání stavebníci povinni: „zajistit vsakování nebo zadržování a odvádění povrchových vod vzniklých dopadem atmosférických srážek na tyto stavby (dále jen „srážkové vody“) v souladu se stavebním zákonem“ (zákon ze dne 14. března 2006 o územním plánování a stavebním řádu, ve znění pozdějších předpisŧ). Blíţe tyto poţadavky upřesňuje prováděcí vyhláška stavebního zákona č. 501/2006 Sb., o obecných poţadavcích na vyuţívání území, ve znění pozdějších předpisŧ (změna ze dne 12. srpna 2009 (§ 20 odst. 5)), kde jsou dány priority nakládání se sráţkovými vodami: “Stavební pozemek se vždy vymezuje tak, aby na něm bylo vyřešeno vsakování nebo odvádění srážkových vod ze zastavěných ploch nebo zpevněných ploch, pokud se neplánuje jejich jiné využití; přitom musí být řešeno 1. přednostně jejich vsakování, v případě jejich možného smísení se závadnými látkami umístění zařízení k jejich zachycení, není-li možné vsakování, 2. jejich zadržování a regulované odvádění oddílnou kanalizací k odvádění srážkových vod do vod povrchových, v případě jejich možného smísení se závadnými látkami umístění zařízení k jejich zachycení, nebo 3. není-li možné oddělené odvádění do vod povrchových, pak jejich regulované vypouštění do jednotné kanalizace.“

6


Podle vodního zákona (§ 38, odst.2) a podle nařízení vlády č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náleţitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech, ve znění nařízení č. 229/2007 Sb., dále platí, ţe „Za odpadní vody se dále nepovažují srážkové vody z dešťových oddělovačů, pokud oddělovač splňuje podmínky, které stanoví vodoprávní úřad v povolení.“ Vodoprávní úřady však nemají k dispozici ţádný metodický pokyn, kterým by se mohly řídit. Mohou se pouze opírat o ČSN EN 752 (75 6110) Odvodňovací systémy vně budov (2008), která zdŧrazňuje respektování místních podmínek při posuzování přípustných vyústění a vlivu oddělovacích komor na vodní recipient a uvádí: „Je třeba brát v úvahu situování oddělovacích komor, zatížení znečištěním, dobu trvání a četnost přepadů, koncentraci znečištění a hydrobiologický stres.… Hlavním cílem návrhu oddělovacích komor je proto ochrana vodního recipientu, aniž by tím bylo způsobeno hydraulické přetížení stokového systému nebo snížený výkon čištění následně zařazené čistírny.“ Přestoţe normy mají pouze omezenou závaznost, jejich doporučení jsou respektována odbornou veřejností a na základě smluvní dohody se v konkrétním případě mohou stát závaznými. Hlavním cílem předkládané metodické příručky PDO je sjednocení přístupů k posuzování dešťových oddělovačů a zavedení jejich posuzovaní kombinovaným přístupem, obdobně jako je tomu dnes u ČOV. Vzhledem ke kontinuálnímu vývoji znalostí v oboru a souvisejících právních předpisŧ by příručka měla být v pravidelných intervalech aktualizována (cca 1x za 3 aţ 5 let). Sjednocena by také měla být terminologie pouţívaná v oboru (např. dešťové oddělovače/oddělovací komory/odlehčovací komory, sráţkové vody/dešťové vody, sráţkový odtok/dešťový odtok, oddělená voda/odlehčená voda).

1.3 Rozsah platnosti Metodická příručka „Posuzování dešťových oddělovačŧ jednotných stokových systémŧ v urbanizovaných územích“ navazuje na metodickou příručku „Posouzení stokových systémŧ urbanizovaných povodí“ (2009). Podrobněji rozpracovává základní vodohospodářskou úlohu řešení ovlivnění recipientu přepady z oddělovačŧ za deště. Příručka je zaměřena na jednotné stokové systémy a zabývá se všemi objekty na jednotné stokové síti s přepadem do vodního toku (tj. oddělovacími komorami, dešťovými nádrţemi, retenčními stokami atd.). V oblasti ovlivnění hydrologického reţimu vodních tokŧ se příručka dotýká i problematiky oddílných systémŧ. Návrh a posouzení nutné retence se však týká pouze ekologických aspektŧ, nikoliv ochrany před povodněmi.

7


2 Vliv dešťových oddělovačů na vodní toky Přepady směsi odpadní a dešťové vody z dešťových oddělovačŧ jsou významnými narušeními vodních tokŧ a ohroţují jak jejich ekologický stav, tak nároky na jejich uţívání. Ekologický stav toku (tj. stav jeho biologických komponent, jimiţ jsou řasy, vyšší rostliny, bezobratlí a ryby) je ohroţen v dŧsledku látkových a fyzikálních narušení, která jsou velmi komplexní a často pŧsobí současně. Látková narušení jsou zapříčiněna celou řadou substancí rŧzného pŧvodu, protoţe přepadající voda je směsí znečištěného povrchového odtoku, splaškových i prŧmyslových odpadních vod, resuspendovaných usazenin a erodovaného biofilmu ze stokové sítě. Lehce rozloţitelné organické látky jsou rozkládány heterotrofními bakteriemi za současné spotřeby ve vodě rozpuštěného kyslíku. Kyslík ubývá nejen ve vodě, ale u drobných vodních tokŧ zejména v dnovém sedimentu. Nedostatek kyslíku ohroţuje především citlivé druhy ryb. Při opakovaném vnosu organického znečištění dochází k posunu trofie ekosystému z autotrofního na heterotrofní, ke zvýraznění rozkladných procesŧ a dalšímu úbytku kyslíku. Mění se sloţení potravních skupin společenstva, z dříve rozmanité biocenózy se stává biocenóza monotónní, skládající se z několika destruentŧ tolerantních vŧči koncentracím kyslíku (Krejci et al., 2004). Živiny (dusík a fosfor) vnesené do recipientŧ prostřednictvím dešťových oddělovačŧ mohou přispívat k eutrofizaci úsekŧ pomalu proudících vod a nádrţí a k s ní spojenému deficitu kyslíku v noci. V celkové bilanci ţivin v povodí jsou oddělovací komory sice někdy zatím méně významným zdrojem neţ plošné zdroje (zejména splachy z polí), difúzní zdroje (zpravidla zaústění splaškových vod z menších obcí bez kanalizace) a odtoky z ČOV, avšak se zvyšujícím se počtem ČOV, na nichţ jsou ţiviny odstraňovány, i se vzrŧstající účinností těchto procesŧ, stejně tak se zlepšující se zemědělskou praxí význam oddělovacích komor jako zdroje ţivin stále více stoupá (zejména ve velkých aglomeracích). Závaţné problémy pŧsobí převaţující forma dusíku v odpadních vodách, jíţ jsou amonné ionty (NH4+), které v recipientu při vyšší teplotě a pH disociují na toxický amoniak (NH3), ohroţující zejména ryby v niţších vývojových stádiích. V přepadech OK je obsaţeno značné mnoţství nerozpuštěných látek organického i minerálního pŧvodu, které mají na akvatickou biocenózu řadu rŧzných negativních účinkŧ (BWK-Materialien 1, 2003; Krejci et al., 2004). Suspendované látky pŧsobí zákal vody, sniţují prostupnost světla pro rostliny a vyvíjejí fyziologický stres pro ryby. Sedimentující látky vedou k zabahnění a kolmataci dna, která omezuje výměnné procesy mezi tekoucí vodou a vodou v pórech sedimentu, coţ se negativně projevuje sníţením zásobování říčního dna kyslíkem. Rozklad organického podílu nerozpuštěných látek ve dně je příčinou dalšího úbytku kyslíku či dokonce anaerobních poměrŧ. Na nerozpuštěné látky jsou adsorbovány těţké kovy a organické polutanty, které se kumulují v pomalu proudících úsecích, pŧsobí škodlivě na organizmy, které jsou s nimi v kontaktu, a dostávají se do potravního řetězce. Nejvíce ohroţeny jsou bentické organizmy, u nichţ dochází ke sniţování rozmanitosti druhŧ i počtu individuí. Fyzikální narušení vedou ke změně ţivotního prostoru ve vodním toku, coţ mŧţe ve svém dŧsledku vést aţ k vymizení určitých druhŧ akvatického společenstva. Nejdŧleţitějším fyzikálním narušením je hydraulický (nazývaný téţ hydrobiologický) stres, v menší míře pak i krátkodobá změna teplotního reţimu. Nárazové zaústění dešťové vody z kanalizace změní zejména v drobných vodních tocích ve velmi krátké době hydraulické poměry. Vysoká rychlost proudění vede k odnosu vodních organizmŧ z jejich ţivotních prostor. V extrémním případě dochází k velkoplošnému pohybu 8


dna a transportu sedimentŧ a k rozsáhlému odplavení, poškození nebo úhynu značné části populace. Objemy povodňových vln zpŧsobených odtokem z urbanizovaných území a jejich prŧtoková maxima a četnost jsou výrazně zvýšeny oproti dřívějším odtokŧm z přirozeného povodí, na něţ byly akvatické organizmy adaptovány. Příliš četné populační ztráty posléze vedou k významnému nespecifickému ochuzení akvatické fauny (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007). Na druhou stranu jsou však při zvýšených prŧtocích odplavovány jemné sedimenty a dochází tak k dekolmataci dna a ke sníţení chronických účinkŧ látek adsorbovaných na sediment (Krejci et al., 2004). Krátkodobé zvýšení teploty v dŧsledku zaústění teplého dešťového odtoku v létě má význam u málovodných drobných vodních tokŧ, kde mŧţe zpŧsobit sníţení rozpustnosti kyslíku ve vodě a urychlení mikrobiálních procesŧ vedoucí k dalšímu úbytku kyslíku. Zvýšení teploty také zesiluje toxicitu některých látek (např. polyaromatických uhlovodíkŧ a těţkých kovŧ) (Krejci et al., 2004). Narušení některých nárokŧ na uţívání vodního toku souvisejí s narušením jeho ekologického stavu, protoţe jsou jím podmíněna (např. rybářství). Dále dochází často k narušení estetického stavu předměty obsaţenými v odpadní vodě (např. toaletní papír, hygienické potřeby) a k hygienickému narušení patogenními organizmy, která ohroţují uţití toku jako zdroje pitné vody a místa pro koupání (Krejčí a kol., 2002). Narušení vodních tokŧ přepady z OK mají rozdílnou dobu pŧsobení (Krejčí a kol., 2002). Krátkodobé (akutní) vlivy zvýšené koncentrace toxických látek (zejména amoniaku), deficitu kyslíku, zákalu, zvýšení teploty a hydraulického stresu se vyskytují během přepadu aţ několik hodin po něm a mají často vzájemně se zesilující (tzv. synergické) účinky (Borchardt, 1992). Opožděné účinky se projevují několik dní aţ týdnŧ po přepadu a patří k nim zejména deficit kyslíku ve vodě a v dnovém sedimentu a narušení hygienického stavu patogenními organizmy. Dlouhodobé (chronické) účinky přepadŧ z OK (měsíce aţ roky) jsou výsledkem kumulativních efektŧ řady událostí. Řadí se k nim kolmatace dna nerozpuštěnými látkami, deficit kyslíku v sedimentu, chronická toxicita těţkých kovŧ a organických polutantŧ, eutrofizace ţivinami a změny morfologické struktury toku v dŧsledku eroze. Potenciál ohroţení vodních tokŧ se liší v závislosti na velikosti povodí a typu toku. Obecně více ohroţeny jsou drobné vodní toky, kde je poměr zaústěné vody z kanalizace za deště k prŧtoku v toku podstatně větší neţ u tokŧ dostatečně vodných. U drobných vodních tokŧ ve středních polohách jsou hydraulická narušení závaţnější neţ látková, protoţe vzhledem k velkému sklonu dna těchto tokŧ mŧţe jiţ při malém zvýšení prŧtoku nastat odnos organizmŧ či eroze. Oproti tomu níţinné a vzduté toky mají malou rychlost proudění, a proto hydraulické vlivy ustupují před látkovými (BWK-Materialien 1, 2003). Rychlost proudění v toku má velký vliv na dobu pŧsobení znečištění a na sedimentaci nerozpuštěných látek. Čím pomaleji voda proudí, tím déle mohou na biocenózu pŧsobit negativní vlivy vnosu znečištění. V rychle tekoucích a chladných vodách ve středních polohách jsou účinky organického znečištění niţší neţ v níţinných tocích, protoţe látky jsou jednak rychleji transportovány, jednak provzdušňování a doplňování kyslíku přes vodní hladinu probíhá díky zvýšené turbulenci rychleji. Kritický deficit kyslíku nenastává bezprostředně pod výustí OK, ale níţe po toku, zejména v úsecích s nízkou reaerací. V drobných vodních tocích jsou sice nerozpuštěné látky transportovány rychle po proudu, ale mŧţe dojít k lokální kolmataci dna. V pomalu tekoucích úsecích dochází k významné sedimentaci jemných částic a organických nerozpuštěných látek z OK, coţ mŧţe mít za následek anaerobní poměry ve dně spojené s uvolňováním ţivin a eutrofizací, případně remobilizací těţkých kovŧ. Toxicitou amoniaku jsou ohroţeny toky s vápenatým podloţím nebo úseky se zvýšenou teplotou v dŧsledku chybějícího zastínění či pomalu tekoucí eutrofizované úseky tokŧ v níţinách se zvýšeným pH (BWK-Materialien 1, 2003). 9


Významnou roli v souvislosti s narušeními vodního toku přepady z OK hraje jeho morfologický stav a dlouhodobá jakost vody, na nichţ závisí prŧběh transportních a transformačních procesŧ. Vzdálenost pŧsobení hydraulického narušení je dána transformací povodňové vlny zpŧsobené přepadem a její event. superpozicí s povodňovou vlnou z přirozeného povodí či výše leţícího zaústění. Vzdálenost pŧsobení látkového narušení je rozdílná pro rŧzné sloţky znečištění a záleţí na transportu látek advekcí a disperzí a na samočisticích procesech v toku (a opět na event. překryvu se zatíţením z výše leţící OK). Morfologicky kvalitní tok má velký potenciál znovuosídlení narušených úsekŧ organizmy z výše leţících nepoškozených úsekŧ toku či z ochranných prostor v místě narušení, a je proto schopen vlivy přepadŧ z OK poměrně rychle kompenzovat. Se ztrátou propojení s nepostiţenými úseky toku nebo dalšími vodními toky a se ztrátou heterogenních habitatŧ, slouţících jako ochranné prostory, se potenciál znovuosídlení sniţuje (Krejčí a kol., 2002).

10


3 Ochrana recipientů z emisního hlediska 3.1 Emisní kritéria Cílem ochrany recipientŧ z emisního hlediska je to, aby určitý podíl znečištění obsaţeného ve směsi odpadní a dešťové vody odtékající jednotnou stokovou sítí byl v prŧměrné roční bilanci odváděn na biologický stupeň ČOV. Tím jsou recipienty chráněny především před kumulujícím se znečištěním a jeho dlouhodobými účinky (zejména ţiviny, organické znečištění a nerozpuštěné látky vč. na ně vázaných polutantŧ). Emisní kritéria jsou stanovena jak pro celé urbanizované povodí odkanalizované jednotnou stokovou soustavou, tak i pro jednotlivé oddělovací komory. Zatímco emisní kritéria pro celé urbanizované povodí jsou směrodatná, kritéria pro jednotlivé objekty jsou pouze doporučená. Tento přístup umoţňuje, ţe jednotlivé objekty nemusí být rekonstruovány, pokud je v povodí splněn předepsaný podíl odvádění znečisťujících látek a pokud vyhoví rovněţ imisním kritériím.

3.1.1 Kritéria pro celé urbanizované povodí V prŧměrné roční bilanci musí být za deště odváděny na biologický stupeň ČOV minimální podíly dešťového odtoku a v něm obsaţeného rozpuštěného znečištění a nerozpuštěných látek odtékající jednotnou stokovou sítí uvedené v Tab. 1. Za rozpuštěné znečištění je povaţován např. N-NH4 a významný podíl CHSK, BSK5, Ncelk a Pcelk. Tyto tzv. minimální účinnosti odvádění látek se netýkají jednotlivých objektŧ, ale celého povodí jednotné kanalizace bez ohledu na to, zda jsou emise zaústěny do jednoho či více recipientŧ. Tab. 3.1: Minimální účinnosti (procentní podíly) odvádění dešťového odtoku (tj. rozpuštěného znečištění) a nerozpuštěných látek z povodí jednotné kanalizace na ČOV

Dešťový odtok (rozpuštěné znečištění) Nerozpuštěné látky

≤10 000 50%

Kategorie ČOV (EO) 10 001-100 000 55%

≥100 001 60%

65%

70%

75%

Diferenciací emisního kritéria pro rŧzné velikostní kategorie ČOV je zohledněna jednak účinnost odstraňování znečisťujících látek na ČOV, jednak hustota obyvatel napojených na stokovou síť v urbanizovaném povodí. Pro větší ČOV je Nařízením vlády č.61/2003 Sb. v platném znění předepsána vyšší účinnost odstraňování znečisťujících látek, a proto má smysl na ně odvádět vyšší podíly znečištění. Větší hustota obyvatel (vztaţeno na redukovanou plochu) je zpravidla v povodí velkých ČOV neţ malých ČOV. Niţší poţadovanou účinností odvádění látek na malé ČOV je zabráněno neúměrně velkým specifickým retenčním objemŧm v územích s řídkou zástavbou a niţší účinností čištění odpadních vod. Je-li na jednotnou stokovou síť napojeno dílčí povodí odvodněné oddílnou splaškovou kanalizací, koncentrace bezdeštného odtoku, a tudíţ i odtoku jednotnou kanalizací za deště, jsou vyšší. Proto se zvyšují minimální poţadované účinnosti odvádění látek z Tab. 3.1 v závislosti na poměru počtu obyvatel (EO) napojených na splaškovou kanalizaci a na jednotnou kanalizaci o 5*EOoddílná/EOjednotná (%), ale maximálně na 65% pro rozpuštěné látky a na 80% pro nerozpuštěné látky.

11


3.1.2 Kritéria pro jednotlivé dešťové oddělovače U jednotlivých dešťových oddělovačŧ doporučuje ČSN EN 752 (2008) splnit pěti až osminásobné zředění bezdeštného odtoku před oddělením vod (poměr ředění 1 : 5 aţ 1 : 8). Není však specifikováno, zda poměr ředění je vztahován k prŧměrnému dennímu prŧtoku či k maximálnímu hodinovému prŧtoku ve stokové síti. V naší vodohospodářské praxi se ředění vztahuje zpravidla k maximálnímu hodinovému prŧtoku (odpadních vod včetně balastních vod). Vhodné je uvádět oba poměry ředění.

3.2 Výpočet skutečné účinnosti odvádění látek Výpočet skutečných účinností odvádění dešťového odtoku a znečisťujících látek stokovou sítí na ČOV se provádí dlouhodobou simulací sráţkoodtokových procesŧ v povodí pomocí zkalibrovaného hydrologického nebo hydrodynamického modelu zatíţeného víceletou (nejlépe min. 10 letou) dešťovou řadou. Aritmetický prŧměr vypočtených účinností odvádění za uvaţované víceleté období musí dosahovat nebo překračovat hodnoty poţadované v Tab. 3.1. Při výpočtu se předpokládá úplné promíchání bezdeštného a dešťového odtoku ve stokové síti a v čase konstantní koncentrace. Účinnost odvádění látek na ČOV za deště lze pak vypočítat jako:



VJK  Vbezd .c JK  VOK .cOK V .c  VOK .cOK .100  dest JK .100 VJK  Vbezd .c JK Vdest .c JK

 VJK Vbezd Vdest VOK cJK cOK

R. 1

účinnost odvádění látek na ČOV (%) roční mnoţství celkového odtoku odváděného jednotnou kanalizací (m³/rok) roční mnoţství bezdeštného odtoku odváděného jednotnou kanalizací (m³/rok) roční mnoţství dešťového odtoku přitékající do jednotné kanalizace (m³/rok) roční mnoţství vody odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu (m³/rok) koncentrace v odtoku jednotnou kanalizací (mg/l) koncentrace ve vodě odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu (mg/l)

Účinnost odvádění rozpuštěných látek (N-NH4, BSK5, CHSK, Ncelk, Pcelk) odpovídá vypočtené účinnosti odvádění dešťového odtoku destna ČOV, protoţe cJK = cOK. Takţe:

dest   N  NH 4   BSK 5  CHSK   Ncelk   Pcelk  dest 

Vdest  VOK .100 Vdest

dest

účinnost odvádění dešťového odtoku a rozpuštěných látek na ČOV (%)

R. 2 R. 3

Účinnost odvádění nerozpuštěných látek závisí na sedimentační či separační účinnosti objektu na stokové síti sed (Tab. 3.2). Zatímco pro oddělovací komory se zpravidla uvaţuje stejná účinnost odvádění dešťového odtoku a nerozpuštěných látek, ve stokové síti s dešťovými nádrţemi či vírovými separátory je účinnost odvádění nerozpuštěných látek vyšší.

12


V

OK ,DN , j

 NL   dest 

. sed , j

R. 4

j

Vdest

NL dest sed,j

účinnost odvádění nerozpuštěných látek na ČOV (%) účinnost odvádění dešťového odtoku a rozpuštěných látek na ČOV (%) sedimentační účinnost prŧtočné nádrţe j nebo separační účinnost objektu j (%) VOK,DN,jroční mnoţství vody odváděné do recipientu přes prŧtočnou nádrţ nebo jiný objekt se separačními účinky j (m³/rok) Vdest roční mnoţství dešťového odtoku přitékající do jednotné kanalizace (m³/rok) Tab. 3.2: Sedimentační a separační účinnosti pro nerozpuštěné látky (NL) v závislosti na retenčním objemu (mezilehlé hodnoty se lineárně interpolují)(ÖWAV-Regelblatt 19, 2007) 3

1

Specifický retenční objem (m /hared dílčího povodí) Vírový separátor Průtočná nádrž Retenční stoka s OK 0 0 0 3 5 10 7 10 20 >10 >15 >30

Účinnost sed (%) zadržení NL 0 20 35 50

Hodnoty Tab. 3.2 lze pouţít i pro záchytné nádrţe. Ty by však měly být navrhovány jen při dobách dotoku stokovou sítí menších neţ 20 minut, kdy je pravděpodobný výskyt prvního splachu. Při výpočtu se zjednodušeně povaţují koncentrace nerozpuštěných látek za konstantní v čase i podél stokové sítě a účinnosti v Tab. 3.2 za roční prŧměr. Přípustná je rovněţ dynamická simulace koncentrací nerozpuštěných látek v odtoku jednotnou kanalizací (např. zahrnutí denní variability koncentrace v bezdeštném odtoku), pak se však hodnoty účinnosti z Tab. 3.2 vztahují k aktuální koncentraci nerozpuštěných látek v objektu. V případě pouţití jiných hodnot neţ v Tab. 3.2 je nutno separační účinnost objektu pro nerozpuštěné látky doloţit (např. měřením).

3.3 Opatření pro splnění emisních kritérií Účinnost odvádění látek za deště na ČOV lze zvýšit pomocí rŧznorodých opatření, která umoţňují značnou flexibilitu v plánování. Patří sem např.:

Vsakování sráţkového odtoku Retence Zvýšení přítoku na ČOV Řízení odtoku stokovou sítí v reálném čase Mechanické předčištění vody odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu

Nejúčinnější zpŧsob redukce celkových emisí ze stokové sítě pomocí jednoho či kombinace více opatření a optimální poměr uţitku a s ním spojených nákladŧ je v konkrétním případě nutno hledat pomocí dlouhodobé simulace sráţkoodtokového procesu v urbanizovaném povodí (kap. 6.1). 1

Do plochy dílčího povodí se započítává veškerá plocha povodí nad objektem se separačními či sedimentačními účinky (i kdyţ se ve výše leţícím povodí vyskytují dešťové oddělovače). 13


4

Ochrana recipientů z imisního hlediska

Ve specifických případech je nutno obecná emisní kritéria zpřísnit na základě skutečného pŧsobení přepadŧ z dešťových oddělovačŧ v recipientu neboli imisí. Imisní ochrana recipientu zohledňuje parametry konkrétního vodního toku a soustřeďuje se na hydraulické narušení recipientu, akutní toxicitu amoniaku, deficit kyslíku a na nerozpuštěné látky. Pro tyto klíčové ukazatele jsou definovány cílové hodnoty v recipientu za deště (imisní kritéria). Imisní ochrana zahrnuje i hygienické znečištění a estetické narušení recipientu vlivem přepadŧ z oddělovačŧ, pro něţ však klíčové ukazatele nemají za deště cílové hodnoty. Účelem metodické příručky je bezpečná identifikace kritických případů pŧsobení jednotlivých oddělovacích komor na vodní tok či spolupŧsobení více objektŧ za sebou a jejich odlišení od těch situací, kdy při dodrţení emisních kritérií nejsou očekávány ţádné negativní účinky. Metodická příručka uvádí i moţná problémově orientovaná opatření pro dodrţení imisních kritérií, avšak konkrétní návrh je nutno provést při zohlednění místních podmínek. Postup posouzení splnění imisních kritérií je dokumentován v případové studii (kap. 8.1).

4.1 Hydraulické narušení 4.1.1 Imisní kritéria Přepady z OK nesmí mít významné negativní hydraulické účinky na biocenózu vodního toku. Jejich pŧsobení závisí na morfologii vodního toku, především na mnoţství ochranných prostor a na stabilitě dna. Negativní ekologické dŧsledky lze očekávat, kdyţ se počet událostí eroze dna v dŧsledku zvýšených přítokŧ dešťových vod více neţ zdvojnásobí oproti přirozenému stavu; u tokŧ s narušenou morfologií (málo ochranných prostor a omezené znovuosídlení) mŧţe narušení pŧsobit i menší počet událostí. Maximální srážkový odtok z výustí oddělovacích komor a dešťové kanalizace s dobou opakování 1 rok (n = 1) by neměl překročit 10-50% přirozeného neovlivněného jednoletého průtoku v toku nad zaústěním: Qpřep,1 ≤ x Q1 Qpřep,1 x Q1 Q2

R. 5

jednoletý prŧtok z výustí oddělovacích komor a dešťové kanalizace (m3/s) 0,1 aţ 0,5 nebo maximálně (Q2/Q1 - 1) jednoletý prŧtok ve vodním toku (m3/s) dvouletý prŧtok ve vodním toku (m3/s)

Z dŧvodu vyšší bezpečnosti posouzení se uvaţuje zaústění přepadŧ do Q1 v toku neboli současnost jednoleté povodně v přirozeném i urbanizovaném povodí. Maximální přípustný prŧtok v toku pod výustí jedné či více OK nebo dešťové kanalizace tedy je: Qtok ≤ (1,1 aţ 1,5) Q1 Qtok

nebo

Qtok ≤ (1,1Q1 aţ Q2)

R. 6

prŧtok ve vodním toku pod výustí; Qtok = Qpřep,1 + Q1 (m3/s)

14


Přípustný násobek překročení jednoletého prŧtoku Q1 v toku se orientuje zhruba na dvouletou povodeň Q2, která je povaţována za korytotvornou. Podhorské toky se štěrkovým dnem mají poměr Q2/Q1 zpravidla vyšší neţ toky níţinné s jemnozrnným sedimentem. Zároveň je však nutno přihlíţet k případné úpravě vodního toku, a tím sníţení potenciálu znovuosídlení úsekŧ narušených sráţkovým odtokem z urbanizovaného území. Niţší hodnota přípustného násobku jednoletého prŧtoku (1,1Q1) platí pro toky s písčito-jílovým dnem, malou variabilitou šířky koryta a nízkým potenciálem znovuosídlení narušených úsekŧ vodními organizmy z výše leţících úsekŧ toku či jeho přítokŧ, vyšší hodnota (1,5Q1 nebo maximálně Q2) pro toky se štěrkovým dnem, velkou variabilitou koryta a velkým potenciálem znovuosídlení. Mezilehlé hodnoty se stanoví na základě morfologického stavu toku a potenciálu znovuosídlení (viz kap. 6.2.3). Vzhledem k tomu, ţe zvýšené hydraulické narušení toku mohou pŧsobit nejen přepady z oddělovacích komor, ale i výtoky z oddílné dešťové kanalizace či dešťových nádrţí, je nutno zahrnout do posouzení v konkrétní lokalitě celý systém městského odvodnění. Pokud dojde k překročení imisního kritéria, je nutné detailnější posouzení (u stávajících zaústění nejlépe biologickým prŧzkumem) a zváţení případných opatření.

4.1.2 Výpočet hydraulického narušení Sráţkový odtok z oddělovacích komor a dešťových výustí se zjistí dlouhodobou simulací urbanizovaného povodí hydrologickým nebo hydraulickým modelem pro historickou řadu dešťŧ (min. 10 letou) (podrobněji o modelech viz příručka PSSUP, AČE ČR, 2009). Vyhodnocení hydraulického narušení závisí na komplexnosti stokové sítě (počtu výustí dešťových oddělovačŧ či dešťové kanalizace). Pro jeden oddělovač: Pro jeden oddělovač je moţno provést přímé vyhodnocení Qpřep,1. Pro více oddělovačŧ: V případě stokové sítě s více výustmi se vlivy jednotlivých výustí v recipientu mohou překrývat. Toto spolupŧsobení závisí na době dotoku stokovou sítí mezi jednotlivými objekty a na době dotoku mezi jejich výustmi v recipientu. Pro zjištění maximálního sráţkového odtoku se proto při více výustech doporučuje postupovat v následujících úrovních se zvyšující se podrobností posouzení: 1. Posuzuje se součet všech Qpřep,1 z výustí, jejichţ odtoky mohou ve vodním toku spolupŧsobit. Před vlastním posouzením je proto nutno ohraničit oblast nebo oblasti moţného spolupŧsobení. Orientační vzdálenosti pŧsobení přepadŧ ve vodním toku je moţno s velkou bezpečností vzít z Tab. 4.2 (z praktických dŧvodŧ stejné jako při posuzování toxicity amoniaku). Pokud se na vodním toku vyskytuje nádrţ s delší dobou zdrţení vody, začíná pod nádrţí další posuzovaná oblast. Při soutoku s dalším tokem v dosahu pŧsobení se posuzuje i místo před soutokem. 2. Při posouzení se zohledňuje translační pohyb vody v korytě mezi jednotlivými výústmi při prŧtoku Q1 v toku. Simulované řady přepadŧ z jednotlivých OK se posunou o příslušné doby dotoku ve vodním toku a sečtou se. Pak se teprve vyhodnocuje Qpřep,1.

15


3. Detailnější zohlednění translačního pohybu vody a retence ve vodním toku je moţno provést simulací odtoku v urbanizovaném povodí včetně vodního toku. Vyhodnocuje se prŧtok v toku pod výustmi Qtok. Posouzení na úrovni podrobnosti 1 je nejjednodušší a obsahuje nejvyšší bezpečnost, a proto je-li splněno imisní kritérium, není třeba přistupovat k dalším krokŧm. Pouţití podrobnosti 2 či 3 do značné míry závisí na tom, zda je moţno do modelu urbanizovaného povodí zahrnout kromě stokové sítě i vodní tok či nikoliv. Přímé modelování odtoku ve vodním toku mŧţe být snazší neţ dopočet dob dotoku. Nutné modely a data pro jednotlivé míry podrobnosti posouzení jsou v Tab. 4.1. Tab. 4.1: Modely a data pro jednotlivé míry podrobnosti posouzení hydraulického zatížení vodního toku Vždy (podrobnost 1) Hydrologický nebo hydrodynamický model stokové sítě Dešťová řada (min. 10 let) Q1, Q2 ve vodním toku nad urbanizovaným územím Morfologický stav vodního toku pro diferenciaci jeho zatíţitelnosti

Navíc podrobnost 2

Navíc podrobnost 3

Doby dotoku mezi výustmi ve vodním toku při Q1

Data vodního toku pro zahrnutí do modelu (šířka, sklon, drsnost, vzdálenosti resp. umístění výustí)

Vyhodnocení splnění či překročení imisního kritéria Pro vyhodnocení maximálního odtoku s dobou opakování 1 rok jsou nutné následující kroky: 1. Seřazení hodnot kulminačních přepadových prŧtokŧ kaţdé dešťové události nebo prŧtokŧ ve vodním toku sestupně podle velikosti. 2. Vytvoření výběru prvkŧ pro vyhodnocení. Počet prvkŧ výběru L má být roven 2 aţ 3 násobku počtu let M, pro něţ byla prováděna simulace (bez případných mezer). 3. Přiřazení pořadí k jednotlivým prvkŧm výběru (1 aţ L). 4. Výpočet doby opakování T pro jednotlivé prvky podle R. 7. 5. Stanovení Qpřep,1 odečtením pro T = 1 rok nebo interpolací z přilehlých dob opakování. T 

T M L k

L1 M . k L

R. 7

doba opakování (roky) délka simulace (počet let) počet prvkŧ výběru (počet) pořadí prvku výběru (počet)

16


4.1.3 Opatření ke snížení hydraulického narušení Vhodná opatření ke sníţení hydraulického narušení vodních tokŧ přepady z OK a dešťovým odtokem z oddílné stokové sítě jsou:  Redukce dešťového odtoku v urbanizovaném povodí sníţením ploch nepropustných povrchŧ výměnou za povrchy propustné nebo jejich odpojením od stokové sítě a retencí a zasakováním dešťových vod pokud moţno v místě vzniku.  Retence dešťového odtoku ve stokové síti nebo dešťových nádrţích, event. doplněná o řízení odtoku ve stokové síti k optimalizaci vyuţití retenčních prostor a rovnoměrnému vyuţití kapacity ČOV.  Redukce tečného napětí přímo ve vodním toku – např. rozšířením koryta. Rozšíření koryta musí být stanoveno vzhledem k hloubce tak, aby nebyl narušen ekologický stav vodního toku. Je nutno přezkoumat případná negativní pŧsobení změny morfologie toku (např. moţnost zvýšené sedimentace nerozpuštěných látek).

4.2 Akutní toxicita amoniaku 4.2.1 Imisní kritéria Splašková voda obsahuje vysoké koncentrace amoniakálního dusíku, který se oddělovači dostává do recipientu. Nedisociovaný amoniak NH3 vzniká z amonných iontŧ NH4+ při vyšších hodnotách pH a teploty a je toxický zejména pro ryby v niţších vývojových stadiích. Čím delší je pŧsobení amoniaku, tím niţší koncentrace jsou pro ryby únosné. Pro vyloučení akutní toxicity amoniaku nesmí být ani krátkodobě (po dobu 1 hodiny) překročena koncentrace ve vodním toku N-NH3 0,1 mg/l u lososových vod2 a 0,2 mg/l u kaprových vod2 (max. přípustná doba opakování 1 rok).

4.2.2 Výpočet koncentrací amoniaku Koncentrace amoniaku ve vodním toku pod výustí oddělovače se vypočtou ve 2 krocích: I.

výpočet koncentrací N-NH4

II.

výpočet koncentrací N-NH3 z koncentrací N-NH4 a hodnot pH a teploty v toku

I. Výpočet N-NH4 ve vodním toku: Pro jeden oddělovač: Koncentrace N-NH4 v recipientu v dŧsledku přepadŧ v povodí s jednou oddělovací komorou nebo s více oddělovači, jejichţ vlivy se ve vodním toku nepřekrývají (Tab. 4.2), lze vypočítat pomocí 2 směšovacích rovnic: a) Směšovací rovnicí pro bezdeštný prŧtok v kanalizaci a dešťový přítok z povodí lze zjistit koncentrace ve vodě přepadající z OK: Qbezd .cbezd  Qdest .cdest  QOK .cOK  Qpokr .cOK

R. 8

Z toho: 2

Rybné vody jsou vymezeny Nařízením vlády č. 71/20003 Sb., ve znění nařízení č. 169/2006 Sb. 17


cOK  Resp. cOK 

Qbezd .cbezd  Qdest .cdest QOK  Q pokr

R. 9

Qbezd .cbezd  QOK  Q pokr  Qbezd .cdest

Qbezd cbezd Qdest cdest QOK cOK Qpokr

R. 10

QOK  Q pokr

bezdeštný odtok (m3/s) N-NH4 koncentrace v bezdeštném odtoku (mg/l) dešťový odtok v povodí (m3/s) N-NH4 koncentrace v dešťovém odtoku (mg/l) oddělený prŧtok do recipientu (m3/s) koncentrace N-NH4 v oddělené vodě i v odtoku škrticí tratí (mg/l) odtok škrticí tratí směrem na ČOV (m3/s)

b) Směšovací rovnicí pro oddělenou vodu přepadající z OK a recipient se vypočtou koncentrace v recipientu pod OK: QR,nad .c R,nad  QOK .cOK  QR,nad  QOK .c R, pod

R. 11

Z toho: c R , pod 

QR ,nad .c R ,nad  QOK .cOK

R. 12

QR ,nad  QOK

Resp. po dosazení a úpravě: QR ,nad .cR ,nad  Qbezd .cbezd cR , pod 

QOK QOK  Q pokr  QOK  Qbezd .cdest . Q pokr  QOK Q pokr  QOK QR ,nad  QOK

R. 13

QR,nad prŧtok ve vodním toku nad zaústěním OK (m3/s) cR,nad N-NH4 koncentrace ve vodním toku nad zaústěním OK (mg/l) cR,pod N-NH4 koncentrace ve vodním toku pod zaústěním OK (mg/l) Z dŧvodu vyšší bezpečnosti posouzení se přepady při výpočtu zaúsťují do nízkých prŧtokŧ v toku, tj. QR,nad = Q347 (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007; VSA, 2007). Posouzení se opět doporučuje provést ve více úrovních se zvyšující se mírou náročnosti a podrobnosti: 1. Nejjednodušší je nejprve provést orientační výpočet koncentrace N-NH4 v toku podle R. 13 pro rŧzné realistické oddělené prŧtoky a prŧtok v recipientu a zjistit, zda v recipientu mŧţe nastat kritická situace (v tomto případě se sleduje překročení koncentrací N-NH4 1,5 mg/l, resp. 3,0 mg/l – viz níţe). Je nutné mít na zřeteli, ţe koncentrace v recipientu má charakteristický prŧběh s maximem při určitém dešťovém 18


odtoku v povodí a z něj plynoucím poměru ředění oddělené vody a vody v recipientu (Obr. 4.1).

N-NH4 v toku pod OK (mg/l)

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Q v toku pod OK (l/s)

Obr. 4.1: Průběh koncentrace amoniakálního dusíku ve vodním toku pod OK pro různé dešťové přítoky z urbanizovaného povodí, a tudíž různý výsledný průtok ve vodním toku 2. Dynamický prŧběh prŧtokŧ při přepadu lze získat simulací odtoku z urbanizovaného povodí hydrologickým nebo hydraulickým modelem zatíţeným historickou řadou dešťŧ. Model nemusí umoţňovat simulaci transportu látek a vodní tok nemusí být zahrnut v modelu. Koncentrace N-NH4 v recipientu lze dopočítat v tabulkovém kalkulátoru, např. v Excelu, pomocí R. 13. 3. Pokud model umoţňuje simulaci odtoku z urbanizovaného povodí i ve vodním toku včetně transportu látek, je moţno přímo získat koncentrace N-NH4 v recipientu. Pokud je orientačním posouzením 1 splněno imisní kritérium (koncentrace N-NH4 1,5 mg/l, resp. 3,0 mg/l), není třeba přistupovat k dalším krokŧm. Pouţití podrobnosti 2 či 3 do značné míry závisí na tom, zda je moţno do modelu urbanizovaného povodí zahrnout i vodní tok či nikoliv a zda model umoţňuje simulaci transportu látek. Přímé modelování koncentrací ve vodním toku mŧţe být snazší neţ jejich dopočet. Pro více oddělovačŧ: Při posuzování rozsáhlejších systémŧ s více OK je nutno ve směšovací rovnici ještě zohlednit (časově proměnný) přítok škrticí tratí z výše leţícího dílčího povodí: Qbezd .cbezd  Qdest .cdest  Qpokr,nad .cOK ,nad  QOK .cOK  Qpokr .cOK

Qpokr,nad cOK,nad

R. 14

odtok škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí (m3/s) koncentrace N-NH4 v odtoku škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí (mg/l)

V povodí s více oddělovacími komorami lze očekávat spolupŧsobení látkového zatíţení z OK ve vodním toku, pokud jsou jejich výusti vzdáleny méně neţ hodnoty v Tab. 4.2. Na rozdíl od posuzování maximálního moţného hydraulického zatíţení však při výpočtu maximální 19


koncentrace N-NH4 v recipientu není vţdy na straně bezpečnosti postupovat tak, ţe se sečtené látkové toky ze všech OK zaústí v jednom bodě do recipientu. Nejvyšší koncentrace N-NH4 ve vodním toku totiţ nastávají při přepadu málo deštěm ředěného bezdeštného odtoku do nízkých prŧtokŧ v toku (viz téţ Obr. 4.1). Ve sloţitějších systémech však naopak vyšší prŧtoky při přepadech z některých oddělovačŧ mohou vést k opětovnému sníţení koncentrací N-NH4 v toku. V případě, ţe není k dispozici simulační model obsahující transport látek ve stokové síti i vodním toku, je proto na straně bezpečnosti posuzovat splnění imisního kritéria variantně bez i s překrýváním vlivŧ více OK. Tab. 4.2: Maximální vzdálenost působení přepadů z OK ve vodním toku vzhledem k akutnímu zatížení NH3 a deficitu kyslíku při nízkých průtocích (Q347). Pro zvýšení bezpečnosti se doporučuje hodnoty násobit faktorem 0,4 (podle BWK-Merkblatt 3, 2001).

Průměrná hloubka (m)

Průměrná rychlost proudění (m/s) ≤0,1

≤0,5

>0,5

≤0,1

<4 km

4 km

-

≤0,5

5 km

7 km

10 km

>0,5

10 km

12 km

-

Moţné postupy při posuzování sloţitějších systémŧ se zvyšující se podrobností jsou: 1. Pomocí hydrologického nebo hydraulického modelu urbanizovaného povodí (bez vodního toku) doplněného o model transportu látek se dlouhodobou simulací pro řadu dešťŧ vypočtou emise N-NH4 z jednotlivých oddělovačŧ. Koncentrace ve vodním toku pod oddělovači se dopočtou pro pozaďovou koncentraci cR,nad a prŧtok Q347 pomocí tabulkového kalkulátoru ve dvou variantách: a. bez uvaţování spolupŧsobení přepadŧ ve vodním toku, b. při uvaţování spolupŧsobení přepadŧ ve vodním toku postupně po proudu, tj. po sečtení emisí z OK v oblasti ohraničené vzdálenostmi z Tab. 4.2. 2. Pouţití hydrologického nebo hydraulického modelu odtoku z urbanizovaného povodí včetně vodního toku a transportu látek umoţňuje přímý výpočet koncentrací v toku pod jednotlivými výustmi při zohlednění translace (případně i disperze) v korytě a překrývání pŧsobení jednotlivých OK.

II. Výpočet N-NH3 ve vodním toku: Podíl amoniaku NH3 na koncentraci celkového amoniakálního dusíku NH4+ + NH3 se vypočte v závislosti na disociační rovnováze NH4+ a NH3 dané hodnotou pH a teplotou vody (Emerson et al., 1975): 1 N  NH 3  N  NH 4  NH 3  R. 15 pKa pH 1  10 N-NH3 N-(NH4++NH3)

koncentrace amoniaku ve vodě (mg/l) koncentrace celkového amoniakálního dusíku ve vodě (mg/l)

20


disociační konstanta, p Ka  0,09018 

pKa

2729,92 , T (°C) T  273,16

Disociační rovnováha je ovlivněna především hodnotami pH (Obr. 4.2). Tyto hodnoty jsou v prvé řadě dány geologickým pozadím vodního toku (toky s vápnitým podloţím mají pH vyšší neţ toky s křemitým podloţím). Mohou však být značně ovlivněny i fotosyntézou (zvýšení pH) a procesy rozkladu organických látek (sníţení pH), coţ mŧţe vést k jejich značnému kolísání během jednoho dne. Modelování pH je velmi obtíţné a spojené s řadou nejistot. Proto se zpravidla počítá pH směsi vod ve vodním toku pod oddělovací komorou pro nejnepříznivější situaci, nikoliv jeho denní prŧběh či vývoj podél vodního toku. 100

% NH3

80

60

40

0°C 15°C 30°C

20

0 6

7

8

9

10

11

pH

Obr. 4.2: Podíl amoniaku NH3 v závislosti na pH a teplotě vodě Pro výpočet pH směsi vod se pouţívá postup podle Jordana (1989), který vychází z informací o pH a celkové alkalitě (kyselinové neutralizační kapacitě – KNK4,5) jednotlivých druhŧ vod a z předpokladŧ, ţe výměna CO2 s atmosférou mŧţe být zanedbána a ţe celková alkalita závisí převáţně na obsahu hydrogenuhličitanových iontŧ. Pak platí vztah:

 10  pH  cT  alk  6,3  1  10  alk cT

R. 16

celková alkalita (mmol/l) koncentrace veškerého oxidu uhličitého (mmol/l)

Pomocí R. 16 lze vypočítat jednak koncentrace veškerého oxidu uhličitého cT pro známé hodnoty pH a alkality jednotlivých druhŧ vod, jednak hodnotu pH směsi vod pro hodnoty alkality a koncentrace veškerého oxidu uhličitého cT získané ze směšovací rovnice:

 10 6,3.cT  10 6,3.alk   pH   log alk  

R. 17

Doporučené podrobnosti výpočtu při posuzování jsou: 1. V nejjednodušším případě lze předpokládat, ţe po smíšení oddělené vody s vodou v recipientu bude pH=8,25 a T=20°C. Vyšší hodnoty pH a teploty se během přepadu z OK zpravidla neočekávají, protoţe jednak oddělená voda má poměrně nízké pH, a pŧsobí tak pokles pH ve vodním toku, jednak při pokrytí oblohy mraky za deště a 21


zvýšeném zákalu vody dochází ke sníţení fotosyntézy. Při pH=8,25 a T=20°C činí podíl N-NH3 na N-(NH4 + NH3+) 0,066. Kritickým koncentracím N-NH3 0,1 mg/l, resp. 0,2 mg/l pak odpovídají koncentrace N-NH4 1,5 mg/l, resp. 3 mg/l, jejichţ překročení je moţno přímo posuzovat. 2. Přesnější je dopočet pH v toku na základě směšování oddělené vody a vody v toku. Výpočet vychází ze známých hodnot pH a celkové alkality obou druhŧ vod a směšovacích rovnic pro koncentrace veškerého oxidu uhličitého a alkalitu. pH a alkalita oddělené vody jsou považovány za konstantní. Postup obsahuje tyto kroky: a) Výpočet cT pro oba druhy vod (oddělenou vodu a vodu v recipientu nad OK) podle R. 16, b) Výpočet cT v recipientu pod OK směšovací rovnicí pro cT oddělené vody a cT vody v recipientu nad OK (analogicky R. 12), c) Výpočet alk v recipientu pod OK směšovací rovnicí pro alk oddělené vody a alk vody v recipientu nad OK (analogicky R. 12), d) Výpočet pH v toku pod OK na základě vypočtených hodnot cT a alk podle R. 17, e) Výpočet N-NH3 podle R. 15. Výpočet je moţno provést v tabulkovém kalkulátoru zároveň s dopočtem koncentrací N-NH4 v toku z emisí z OK. Implementován je jen ve specializovaných programech pro posuzování akutní toxicity amoniaku (např. REBEKA, Rauch et al, 2000). Protoţe k většině přepadŧ dochází v letním období, je na straně bezpečnosti pracovat s maximální měřenou teplotou vody ve vodním toku či se standardní teplotou 20°C. 3. Nejpodrobnější je dopočet pH na základě směšování nejprve povrchového odtoku a bezdeštného odtoku stokovou sítí a potom oddělené vody s vodou v toku (2 směšovací rovnice). Tento zpŧsob je vhodný při pouţití hydrologického nebo hydraulického modelu odtoku z urbanizovaného povodí včetně vodního toku s modelováním transportu látek, do něhoţ se koncentrace látek (tj. v tomto případě alk a cT) zadávají pro jednotlivé druhy vod. Výsledné pH ve vodním toku pod OK se pak dopočte podle R. 17 a koncentrace N-NH3 podle R. 15. Za teplotu vody ve vodním toku se dosazuje maximální měřená hodnota či standardní hodnota 20°C.

22


Tab. 4.3: Přehled základních charakteristik různých podrobností výpočtů NH4 a NH3 a jejich smysluplné kombinace Podrobnost 1

NH4

přepočet z NH4 faktorem 0,066

NH3 Podrobnost 2

směšování přepadů s konst. pH a alk. a vody v recipientu

Podrobnost 3

směšování bezdeštného a dešťového odtoku a vody v recipientu

Podrobnost 1

hydrologický nebo hydrodynamický model s transportem látek dešťová řada jen urbanizované povodí (emise z OK) tabulkový kalkulátor (imise v recipientu)

X

X

Podrobnost 2

hydrologický nebo hydrodynamický model s transportem látek dešťová řada urbanizované povodí i vodní tok (imise v recipientu)

X

Nutná data Většina dat pro posouzení je běţně dostupných, ať uţ z Generelu odvodnění či kanalizace, od ČHMÚ, podnikŧ Povodí či provozovatele ČOV. Některá data je však nutno doměřit. Zdroje dat a případné doporučené hodnoty uvádí Tab. 4.4. Pracuje se zpravidla s prŧměrným bezdeštným průtokem ve stokové síti a konstantní koncentrací N-NH4 v něm. Rovněţ odtok škrticí tratí při přepadu se povaţuje za konstantní. Detailnější modelování za pouţití časově proměnlivých hodnot je téţ moţné. Alkalita v bezdeštném odtoku nebývá měřena, jako orientační hodnotu lze pouţít informaci o alkalitě pitné vody, kterou lze získat od vodárenské společnosti. Alkalita bezdeštného prŧtoku stokovou sítí se však mírně liší od alkality pitné vody, protoţe jednak ji zvyšují některých látky přítomné v odpadní vodě (např. prací a čisticí prostředky, zbytky jídel), jednak ji sniţují balastní vody. Lze očekávat hodnoty 3-6 mmol/l (Borchardt, 1992). Vlastní měření poskytne přesnější informace. Rovněţ pH bezdeštného odtoku je většinou nutno změřit (pokud nejsou informace z nátoku na ČOV). Hodnota se pohybuje zpravidla kolem pH=8, při významném podílu balastních vod je niţší (Rauch et al., 2000). Pro údaje o jakosti dešťového odtoku se doporučuje uvaţovat hodnoty z literatury. Koncentrace N-NH4 značně kolísají, běţně se pracuje s hodnotou 1 mg/l (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007). Pufrování dešťového odtoku závisí na charakteru území a na převaţujících površích v povodí. Alkalita mŧţe být cca 0,1-1 mmol/l (Eawag et al., 2005a, b), pH cca 6,78,1 (Rossi, 1998). Pokud nejsou pro posuzované povodí přesnější informace, doporučuje se pouţít hodnoty alk=0,4 mmol/l a pH=7,4. pH a alkalita v odtoku jednotnou kanalizací za deště klesají v závislosti na ředění bezdeštného odtoku dešťovou vodou. Pokud je pro oddělenou vodu nutno zadat konstantní hodnoty, je na straně bezpečnosti posouzení pouţití stejných hodnot jako pro bezdeštný odtok (Rauch et al., 2000).

23


Tab. 4.4: Data pro výpočet N-NH4 a N-NH3 (šedě podloženo) ve vodním toku Veličina

Jednotka Popis

Bezdeštný odtok a stoková síť: 3 Qbezd m /s bezdeštný odtok ve stokové síti (včetně balastních vod) cbezd

mg/l

Qpokr

m /s

Qpokr,nad

koncentrace N-NH4 v bezdeštném odtoku

3

odtok škrticí tratí

m /s

3

odtok škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí

cOK,nad

mg/l

pHbezd

-

koncentrace N-NH4 v odtoku škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí pH v bezdeštném odtoku

alkbezd

mmol/l

Dešťový odtok: 3 Qdest m /s cdest

mg/l

pHdest

-

alkdest

mmol/l

Oddělená voda: pHOK

alkOK

mmol/l

celková alkalita v bezdeštném odtoku

Zdroj

Měření Výpočet Generel odvodnění Měření Provozovatel ČOV Generel odvodnění Simulace Simulace

Doporučená hodnota

zpravidla průměrná hodnota

cca 20-50

zpravidla průměrná hodnota během přepadu zpravidla konstantní hodnota během přepadu zpravidla konstantní hodnota; jinak časově proměnlivá časově proměnlivá hodnota

Simulace Měření Provozovatel ČOV Měření

Poznámka

cca 8

konstantní hodnota Podrobnost 3

cca 3-6


dešťový odtok v povodí

Simulace

koncentrace N-NH4 v dešťovém odtoku pH v dešťovém odtoku

Literatura

cca 1

Literatura

cca 7,4 (6,8-7,8)

časově proměnlivá hodnota zpravidla konstantní hodnota konstantní hodnota Podrobnost 3

celková alkalita v dešťovém odtoku

Literatura

cca 0,4 (0,4-1,0)


pH v oddělené vodě

(Měření)


celková alkalita v oddělené vodě

Literatura (Měření)

cca 8 (jako bezdeštný odtok) (7,4-8) cca 3 (1-3)


24


Tab. 4.4 – pokrač.: Data pro výpočet N-NH4 a N-NH3 (šedě podloženo) ve vodním toku Veličina

Jednotka Popis

Recipient: 3 QR,nad m /s

cR,nad

mg/l

Doporučená hodnota

Zdroj

průtok Q347 ve vodním toku nad zaústěním urbanizovaného povodí (nejvýše poloţené OK) koncentrace N-NH4 ve vodním toku nad zaústěním urbanizovaného povodí

ČHMÚ

Měření ISVS IS ARROW

zpravidla konstantní hodnota 0,03 lososové vody 0,16 kaprové vody maximum

NV61/2003

pH ve vodním toku nad OK

pHR,nad alkR,nad

mmol/l

pHR,pod

T

°C

Poznámka

Měření ISVS IS ARROW celková alkalita ve Měření vodním toku nad OK Tab. 4.5 pH v toku pod OK Literatura Výpočet Simulace teplota v toku pod OK Literatura Měření Data o vodním toku pro Měření výpočet transportu látek Generel (šířka, sklon, drsnost, odvodnění vzdálenosti resp. umístění Literatura výustí, příp. součinitel disperze …)

pro studium budoucích scénářů

Podrobnost 2, 3

Podrobnost 2, 3 8,25

20 maximum

Podrobnost 1 Podrobnost 2 Podrobnost 3 Podrobnost 1, 2, 3 V závislosti na pouţitém modelu Podrobnost 3

Přepady z OK se při výpočtu z dŧvodu vyšší bezpečnosti posouzení zaúsťují do nízkých prŧtokŧ ve vodním toku, tj. Q347 (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007; VSA, 2007), které lze obdrţet od ČHMÚ. Koncentrace N-NH4 ve vodních tocích lze pro monitorované profily získat na portálech ISVS (http://www.voda.gov.cz/portal/cz/) nebo IS ARROW (http://hydro.chmi.cz/isarrow/index.php), případně přímo od správce příslušné monitorovací sítě. Pro nemonitorované profily je nutno je změřit. Pokud koncentrace N-NH4 v recipientu nad urbanizovaným povodím překračují maximální přípustné hodnoty pro rybné vody dle Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. v platném znění, pak je vhodné posoudit i budoucí variantu ovlivnění recipientu přepady po jejich splnění. Pro hodnoty pH a alkality ve vodních tocích se opět mohou pouţít data z ISVS nebo IS ARROW, jsou-li k dispozici. Při chybějících informacích o alkalitě je moţno orientačně pracovat se smysluplnými kombinacemi pH a alkality dle Tab. 4.5. Nejlepší je provést vlastní měření pH, a to za slunného letního dne brzy odpoledne, kdy se vyskytují nejvyšší hodnoty. Zároveň se měří i teplota vody a odebírá vzorek pro laboratorní stanovení alkality. Tab. 4.5: Smysluplné hodnoty alkality ve vodních tocích v závislosti na pH (BWK-Merkblatt3, 2001) pH (-) Alkalita (mmol/l)

6,5 1

7 2

7,5 3

8 4

8,5 5

9 6

9,5 7

25


Vyhodnocení splnění či překročení imisního kritéria Nejsnáze lze splnění či překročení imisního kritéria vyhodnotit opticky ze simulovaného prŧběhu koncentrací N-NH4 či N-NH3 v toku pod kaţdou OK.

4.2.3 Opatření ke snížení akutní toxicity amoniaku Jako opatření ke sníţení akutní toxicity amoniaku ve vodním toku připadá v úvahu:  Retence splaškových vod a řízené vypouštění do kanalizace.  Zvýšení škrceného odtoku směrem na ČOV (niţší koncentrace N-NH4 v oddělené vodě) a zvětšení retenčního objemu ve stokové síti (sníţení četnosti a trvání přepadŧ, moţnost zachycení nárazových zatíţení). Případně mŧţe být doplněno o řízení odtoku ve stokové síti pro optimalizaci vyuţití retenčních prostor a ČOV.  Předčištění oddělené vody, např. zaústěním do zemního filtru (ve formě nepropustné nádrţe). Toto opatření je však vzhledem ke značné prostorové náročnosti omezeno zpravidla jen na málo urbanizovaná území.  Zastínění toku přirozenou vegetací, které vede ke sníţení teploty a kolísání pH ve vodním toku. Tím se ovlivní disociační rovnováha amoniakálního dusíku a zmenší podíl toxického nedisociovaného amoniaku na celkovém amoniakálním dusíku.

4.3 Deficit kyslíku 4.3.1 Imisní kritérium Vnos organických látek přepady z OK a jejich následný rozklad mŧţe vést ke značnému deficitu kyslíku ve vodním toku či jeho sedimentech. Nejcitlivější na nedostatek kyslíku jsou lososové ryby (pstruzi). Pro dostatečnou ochranu biocenózy nesmí koncentrace kyslíku v říční vodě v dŧsledku přepadŧ z oddělovacích komor klesnout pod 5 mg/l. Při této koncentraci se předpokládá, ţe nenastanou anaerobní poměry ani ve svrchní vrstvě sedimentu. Výpočet koncentrací kyslíku v recipientu po oddělení je i při pouţití simulačních programŧ zatíţen značnými nejistotami. Deficit kyslíku ve vodním toku je totiţ zpravidla zapříčiněn spolupŧsobením organického zatíţení za bezdeštné situace, eutrofizace a přepadŧ z OK. Doporučuje se proto prŧzkum toku a měření koncentrací rozpuštěného kyslíku. Nejniţší hodnoty se vyskytují v noci a v časných ranních hodinách, kdy ještě nedochází k fotosyntetické produkci kyslíku. Měření by proto mělo být provedeno nejlépe brzy ráno. Dŧleţitou orientační pomŧckou pro zjištění případného deficitu kyslíku v malých vodních tocích je také černé zbarvení spodních stran kamenŧ ve dně (skvrny sirníku ţeleznatého), které je známkou redukčních procesŧ. Koncentrace kyslíku ve vodě neklesnou pravděpodobně pod 5 mg/l, kdyţ:  Nevyskytují se anaerobní podmínky ve svrchní vrstvě sedimentu,  Nedochází k význačnému deficitu kyslíku za bezdeštné situace,  Sklon toku je > (3 aţ 5) m/km.

26


4.3.2 Opatření ke snížení deficitu kyslíku Ke zlepšení stavu je většinou nutná kombinace opatření se zváţením jejich efektivity. Moţná opatření pro sníţení deficitu kyslíku jsou:  Redukce jiných zdrojů látkového zatížení vodních tokŧ neţ jsou OK (především trvalých, jako jsou plošné a difúzní zdroje nebo odtoky z ČOV). Tyto zdroje mají často rozhodující význam, protoţe podmiňují mnoţství biomasy řas a baktérií ve vodním toku (a tím jeho kyslíkový reţim) i mnoţství remobilizovatelných sedimentŧ. Opatření ke sníţení mnoţství organických látek a ţivin vypouštěných do vodních tokŧ v bezdeštném období je základem i ke sníţení negativních účinkŧ přepadŧ z OK na kyslíkový reţim vodních tokŧ.  Redukce počtu přepadů a vnosu znečištění z OK opatřeními v povodí a ve stokové síti, např.: o Zvětšení retenčního objemu především ve formě prŧtočných nádrţí, které kromě retenčního účinku mají i sedimentační účinek na nerozpuštěné látky anorganického i organického pŧvodu. Vyuţití retenčních prostor je moţno zvýšit řízením odtoku ve stokové síti. o Redukce nepropustných ploch v povodí napojených na stokovou síť. o Zvýšení odtoku na ČOV. o Častější odstraňování sedimentŧ ve stokové síti.  Předčištění oddělené vody (např. zemní filtr).  Opatření ve vodním toku: zvýšením zastínění toku vegetací se sníţí kolísání koncentrací kyslíku zpŧsobeného eutrofizací, zlepšením morfologie toku se zvýší turbulence a tím rychlosti reaerace (doplňování kyslíku přes vodní hladinu). Velký význam má i bezpečnost provozování stokové sítě a ČOV. Za řadu kritických situací ve vodním toku za deště spjatých s toxicitou amoniaku a akutním deficitem kyslíku mohou poruchy na technických zařízeních na stokové síti (např. výpadek čerpadel či ucpání škrticí trati) nebo na ČOV (Merz et al., 1997; Harremoës, 2002; Fenz, 2002).

4.4 Nerozpuštěné látky 4.4.1 Imisní kritéria Vnos nerozpuštěných látek z oddělovačŧ do vodního toku mŧţe mít za následek krátkodobá i dlouhodobá narušení (zákal, kolmatace dna, deficit kyslíku ve dně, atd.). Stanovení imisních kriterií pro oddělené vody není dosud při současném stavu znalostí moţné (BWK-Merkblatt 3, 2001). Orientační hodnotou imisního kritéria pro zjištění kritických případŧ je koncentrace nerozpuštěných látek ve vodním toku po přepadu z oddělovače 50 mg/l (ATV, 1993). Jako vodítko pro překročení této hodnoty slouţí poměr mezi počtem obyvatel v povodí (EO) a Q347 ve vodním toku. Překročení je pravděpodobné při EO/Q347 > 25 EO/(l/s), příp. při EO/ Q347 > 15 EO/(l/s), vyskytují-li se ve stokách usazeniny. Při překročení doporučených poměrŧ je nutno provést prŧzkum na místě a příp. navrhnout opatření pro zadrţení nerozpuštěných látek.

27


4.4.2 Opatření ke snížení zatížení nerozpuštěnými látkami Vhodná opatření ke sníţení zatíţení nerozpuštěnými látkami jsou částečně totoţná s opatřeními ke sníţení deficitu kyslíku:  Redukce počtu přepadů a vnosu znečištění z OK opatřeními v povodí a ve stokové síti, zejména pravidelné čištění kanalizace v úsecích v malém sklonu.  Předčištění oddělené vody (např. zemní filtr).

4.5 Hygienické znečištění Přepady z OK obsahují značné mnoţství patogenních mikroorganizmŧ (baktérií, virŧ) pŧsobících hygienické znečištění recipientŧ ohroţující jejich rekreační uţívání. Jako indikační organizmy fekálního znečištění se sledují zpravidla Escherichia coli a střevní enterokoky. V oddělené vodě lze očekávat koncentrace 104-107 KTJ/100 ml Escherichia coli (BWK-Merkblatt 7, 2008). I kdyţ se patogenní mikroorganizmy ve vodách dále nerozmnoţují a naopak poměrně rychle odumírají, po několik dní po přepadu mohou být překročeny cílové hodnoty jakosti vod ke koupání předepsané Směrnicí 2006/7/ES (Tab. 4.6). Tab. 4.6: Klasifikace jakosti vod ke koupání dle Směrnice 2006/7/ES Ukazatel

Výborná jakost

Dobrá jakost

Přijatelná jakost

1

Střevní enterokoky (KTJ/100 ml)

200 (*)

400 (*)

330 (**)

2

Escherichia coli (KTJ/100 ml)

500 (*)

1000 (*)

900 (**)

(*) Na základě vyhodnocení 95. percentilu (**) Na základě vyhodnocení 90. percentilu

Příliš četné přepady mohou vést i k tomu, ţe ve vodním toku určeném ke koupání nejsou dodrţeny celoroční prŧměrné koncentrace mikrobiologických ukazatelŧ poţadované Nařízením vlády č. 61/2003 Sb. v platném znění (Tab. 4.7). Tab. 4.7: Imisní standardy ukazatelů přípustného znečištění povrchových vod dle Nařízení vlády č. 61/2003 Sb.

Ukazatel

31. Koliformní bakterie 32. Escherichia coli 33. Termotolerantní (fekální) koliformní bakterie 34. Intestinální (střevní) enterokoky

Požadavky pro užívání vody (celoroční průměr) Značka Obecné vodárenské lososové kaprové požadavky nebo Jednotka koupání účely vody vody zkratka (C90) (§ 34 (§ 31 (§ 35 (§ 35 zákona) zákona) zákona) zákona) Mikrobiologické ukazatele KOLI KTJ/ml 22 200 ESCO KTJ/ml 3 FKOLI

KTJ/ml

9

ENT

KTJ/ml

4

40 1

20

28


4.5.1 Opatření ke snížení hygienického znečištění Do vod ke koupání by nemělo docházet k vypouštění vod z oddělovačŧ nebo by alespoň měla být co nejvíce snížena jejich četnost. Eventuelním řešením mŧţe být i dočasný zákaz koupání.

4.6 Estetické narušení Odpadky a předměty pocházející ze stokové sítě (např. hygienické potřeby, které se zachycují na vegetaci) jsou dlouho viditelné i po přepadu z dešťového oddělovače. Jakost vody však zpravidla nenarušují. Pro estetické narušení není stanoven ţádný limit. Ze zkušenosti vyplývá, ţe OK s max. četností přepadu 5-10x/rok pŧsobí zpravidla jen malé estetické problémy (VSA, 2007).

4.6.1 Opatření ke snížení estetického narušení U tokŧ se zvýšenými poţadavky na ochranu před estetickým narušením se pro zachycení unášených předmětŧ doporučuje:  Instalace česlí a sít v oddělovacích objektech. U česlí se doporučuje šířka mezer 4 mm a u sít více neţ 1 mm. Měly by být strojně čištěny, aby se zabránilo jejich ucpání po dlouhotrvajícím bezdeštném období a následnému zvýšenému vnosu znečištění.  Osazení norných stěn. Ty jsou však pro zadrţení unášených předmětŧ účinnější u čelních přelivŧ neţ u bočních přelivŧ (ATV-A 166, 1999).  Výstavba průtočných nádrží i při krátkých dobách dotoku v povodí. Prŧtočné nádrţe jsou v tomto případě vhodnější neţ jinak obecně doporučované záchytné nádrţe zadrţující první splach, po jejichţ naplnění je další odtok směsi bezdeštného a dešťového odtoku jednotnou kanalizací odkloněn před nádrţí jiţ přímo do recipientu. Prŧtočnou nádrţí je naproti tomu převáděn veškerý přepadající odtok, který je mechanicky předčištěn a hrubé znečištění zachyceno.  Výstavba vírových separátorů se speciální ochranou přelivné hrany síty, které dokáţou nejen zachytit plovoucí a unášené předměty, ale po dešťové události zajistit rovněţ i jejich automatické čištění. Spolu s technickými opatřeními musí být vyřešen i zpŧsob vyklízení a odstranění zachycených nečistot při zachování všech předpisŧ s tím souvisejících (např. bezpečnost a ochrana zdraví při práci).

29


5 Kontrola účinnosti opatření Účinnost přijatých opatření je nutno kontrolovat, a to jak z hlediska emisí ze stokového systému, tak imisí a jejich pŧsobení v recipientu. Po realizaci opatření by měl být na základě měření znovu zkalibrován simulační model a provedeno numerické posouzení splnění emisních a imisních kritérií. Kontrola se provádí i prŧzkumem v terénu. Po zavedení opatření se doporučuje získat podrobné informace, pravidelnou kontrolu je moţno provádět jednoduššími metodami. Pro dokumentaci funkce a provozu objektŧ s přepadem do vodního toku (nádrţí, oddělovačŧ, vírových separátorŧ aj.) a pro verifikaci předpokladŧ výpočtu je vhodné kontinuálně měřit na nejdŧleţitějších objektech, příp. vypočítat následující údaje:    

Četnost naplnění nádrţe, četnost přepadu Délka trvání naplnění objemu nádrţe, délka trvání přepadu Odtok škrticí tratí za oddělovačem či vírovým separátorem Provozní doby strojních zařízení

Při imisní kontrole se provádí fyzikálně-chemický a biologicko-ekologický prŧzkum vodního toku v úsecích nad a pod zaústěním oddělovacích komor (včetně moţných sedimentačních zón). Prioritu má jednoduchá kontrola viditelných projevŧ narušení (kap. 6.2.1). Při významných zaústěních se pouţívá i posouzení ekologického stavu toku na základě struktury společenstva makrozoobentosu (kap. 6.2.4), případně rozsivek. Prŧzkum se provádí při normálním prŧtoku a indikuje zpravidla dlouhodobé účinky zaústění. Pro stanovení bezprostředních efektŧ je nutné měření chemických a hygienických ukazatelŧ. Vzhledem k jeho náročnosti se provádí zpravidla jen pro zdroje pitné vody a koupací vody.

30


6 Prostředky a metody 6.1 Simulační modely Posouzení vlivu oddělovačŧ na recipienty by mělo být běţnou součástí projektŧ typu Generel odvodnění. Proto by jiţ před započetím prací mělo být rozhodnuto o pouţitých simulační prostředcích s ohledem na jednotlivé úlohy, míru schematizace urbanizovaného povodí a dostupná data. Posouzení splnění emisních kritérií lze provést z výstupŧ dlouhodobé simulace sráţkoodtokového procesu modelem urbanizovaného povodí běţně prováděné v rámci Generelu odvodnění (zpravidla hydrodynamickým modelem s detailní schematizací urbanizovaného povodí a stokové sítě, ale lze pouţít i hydrologický model s hrubou schematizací na úrovni dílčích povodí napojených k jednotlivým oddělovačŧm či jiným objektŧm s přepadem do recipientu). Pomocí stejné simulace lze provést i posouzení hydraulického narušení recipientu. Při posuzování toxicity amoniaku je nutno pouţít model, který obsahuje transport látek. Z dŧvodŧ rychlosti výpočtu a operativnosti při posuzování variant je vhodnější hydrologický model s hrubou schematizací urbanizovaného povodí. Moţnost zohlednění vodního toku v modelu je výhodou, protoţe odpadají dopočty v tabulkovém kalkulátoru. Pro posouzení ostatních imisních kritérií není potřeba simulovat sráţkoodtokový proces v urbanizovaném povodí. Modely musí být kalibrovány a verifikovány. Doporučuje se téţ provést citlivostní analýzu výsledkŧ výpočtu na nejvíce nejistá vstupní data. Podrobnější informace o modelech a jejich správném pouţívání jsou uvedeny v příručce PSSUP (AČE ČR, 2009).

6.2 Biologicko-ekologický průzkum vodního toku Nejpřesnější informace o aktuálním narušení ekosystému vodního toku městským odvodněním se zjistí jeho biologicko-ekologickým prŧzkumem. Posouzení biologickoekologickým prŧzkumem je smysluplné u stávajících zaústění (zejména těch, pro něţ bylo numerickým posouzením identifikováno překročení některého z imisních kritérií) nebo jako kontrola účinnosti přijatých opatření. Prŧzkum zahrnuje posouzení viditelných projevŧ narušení vodního toku a společenstva bentických bezobratlých (makrozoobentosu). Jeho nezbytnou součástí je posouzení jakosti vody a hydromorfologického stavu vodního toku, které podmiňují jeho biologický stav.

6.2.1 Viditelné projevy narušení vodního toku Posouzení viditelných projevŧ narušení vodního toku slouţí jednak samostatně k rychlému orientačnímu zhodnocení stavu vodního toku, jednak poskytuje řadu pomocných informací při vyhodnocování jeho celkového ekologického stavu. Provádí se spolu s posouzením morfologického stavu vodního toku v úsecích nad a pod zaústěním oddělovačŧ. Pochŧzka by se měla uskutečnit několik dní po zvýšených prŧtocích ve vodním toku. Sledují se následující ukazatele:

31


rostlinný porost – hojná přítomnost zejména vláknitých řas a makrofyt indikuje monotónní hydrologický reţim či chybějící zastínění vodního toku, heterotrofní nárosty (houby, bakterie, protozoa) – hojně se vyskytují při vysokém organickém znečištění (Obr. 6.1), přítomnost sulfidu (sirníku) železnatého – jeho černé skvrny na spodní straně kamenŧ či v měkkém dnovém podkladu jsou ukazatelem nedostatku kyslíku (Obr. 6.2), kal – je dŧsledkem přímého vnosu nerozpuštěných látek z ČOV nebo OK, nánosy vznikají i při intenzivním rozkladu silného organického znečištění či velkých nárostŧ řas, pěna – indikuje přítomnost detergentŧ z odpadní vody, avšak mŧţe být i přirozeného pŧvodu (např. látky vylučované při rozkladu listí a řas), zákal – vyskytuje se při zvýšené koncentraci jemných nerozpuštěných látek pocházejících z odpadní vody nebo ze stavební činnosti; nutno odlišit od přirozeného zákalu (výtok z nádrţe), zbarvení vody – je ukazatelem přítomnosti odpadní vody nebo stavební činnosti; nutno odlišit od přirozeného zbarvení (výtok z nádrţe, z rašeliniště...), zápach – indikuje organické znečištění (nutno odlišit pŧvod z odpadní vody či přirozený – např. při rozkladu listí), kolmatace (ucpání pórŧ sedimentu jemnými částečkami) – je dŧsledkem zvýšené přítomnosti jemných nerozpuštěných látek nebo změněného (monotónního) hydrologického reţimu, přítomnost pevných látek a odpadků – ukazuje na činnost OK (toaletní papír, vloţky atd.); nutno odlišovat od jiných odpadkŧ (obaly, láhve atd.) majících pŧvod téţ v lidské činnosti, známky eroze břehŧ nebo dna – vypovídají o zvýšených prŧtocích ze systému městského odvodnění

Obr. 6.1: Heterotrofní nárosty (Sphaerotillus natans) pod zaústěním splaškové vody (Foto I. Kabelková)

32


Obr. 6.2: Skvrny sirníku železnatého na spodní straně kamenů a v měkkém dnovém podkladu vodního toku (Foto A. Frutiger a I. Kabelková)

6.2.2 Jakost vody Údaje o dlouhodobé jakosti vody ve vodním toku slouţí jako doplňující informace pro posouzení jeho biologického stavu a pro posouzení splnění imisních kritérií oddělovacích komor. Doporučený rozsah ukazatelŧ je: rozpuštěný kyslík, teplota, pH vody, BSK5, CHSK, NL, N-NH4, N-NO2, N-NO3, Ncelk, Pcelk, TOC, KNK4,5. (silně – nutno pro posouzení imisních kritérií). Hodnoty základních ukazatelŧ jakosti vody lze získat na Vodohospodářském informačním portálu ISVS VODA (http://www.voda.gov.cz/portal/cz/) nebo IS ARROW (http://hydro.chmi.cz/isarrow/index.php) či přímo od správce příslušné monitorovací sítě (ČHMÚ, podniky Povodí). Pokud je nutno provést vlastní monitoring, doporučuje se pH ve vodním toku měřit v období květen-říjen za slunného letního dne brzy odpoledne, kdy se vyskytují nejvyšší hodnoty. Při měření pH se měří i teplota vody a odebírá vzorek pro laboratorní stanovení alkality (KNK4,5) a případně i dalších ukazatelŧ. Rozpuštěný kyslík je naopak vhodné měřit v noci nebo brzkých ranních hodinách, kdy jsou jeho koncentrace nejniţší. Měření a odběr vzorkŧ pro laboratorní analýzy se provádí 2-3 krát za sledované období.

6.2.3 Morfologie a potenciál znovuosídlení vodního toku Posouzení morfologického stavu vodního toku a potenciálu znovuosídlení narušených úsekŧ poskytuje dŧleţité podpŧrné informace pro posouzení struktury společenstva makrozoobentosu, protoţe umoţňuje odlišení vlivŧ degradované morfologie toku na biologický stav toku od vlivŧ dešťových oddělovačŧ. Slouţí také pro diferenciaci hydraulické zatíţitelnosti vodního toku (nastavení přípustného násobku překročení Q1). Cílem posouzení morfologického stavu je zjištění míry jeho odchýlení od přirozeného stavu. Hodnotí se proměnlivost hloubky a šířky koryta toku včetně charakteristik proudění, charakter a diverzita substrátu (podkladu) dna toku a jeho struktury, charakter břehŧ, šířka a struktura příbřeţní zóny a podélná prŧchodnost (tzv. kontinuita) toku daná přítomností překáţek v toku. Pro posouzení a klasifikaci morfologického stavu vodních tokŧ existuje řada metodik, ve kterých se hlavní aspekty hodnotí s rŧznou mírou podrobnosti. Metodika doporučovaná Mze (Langhammer, 2008) je pro účely předkládané metodické příručky příliš podrobná, a tudíţ náročná. Jednodušší metodikou je např. BUWAL (1998).

33


Potenciál znovuosídlení zahrnuje jednak osídlení z přilehlých úsekŧ, zejména nad místem narušení, jednak osídlení z ochranných prostor narušeného místa. Čím menší je potenciál znovuosídlení, tím větší je pravděpodobnost, ţe vysoká četnost narušení bude mít na biocenózu trvalé účinky. Potenciál znovuosídlení se stanoví na základě morfologického stavu toku nad a pod zaústěním s přihlédnutím k přítokŧm a podélné prŧchodnosti toku. K faktorŧm, které sniţují potenciál znovuosídlení, patří písčitý či bahnitý dnový podklad, zpevněné dno nebo jiný charakter podkladu s malou diverzitou, nízký či ţádný výskyt dnových struktur a makrofyt, chybějící pobřeţní zóna (např. vysekaná tráva aţ ke břehu nebo zdi), absence přirozených přítokŧ a výskyt významných překáţek v podélné prŧchodnosti toku po nebo proti proudu (vysoké stupně, zatrubnění > 80 m bez sedimentu, vzdutí či tišiny). Stav toku nad zaústěním má vyšší váhu neţ pod ním. Pro kvantifikaci potenciálu znovuosídlení lze pouţít např. metodiku BWK-Merkblatt 3 (2001), kdy se potenciál znovuosídlení posuzuje v úsecích 300 m nad a 300 m pod zaústěním na základě bodového sytému. Metodika je blíţe popsána v příloze 10.1.

6.2.4 Společenstvo makrozoobentosu Společenstvo bentických bezobratlých (makrozoobentos) je vhodným indikátorem narušení drobných vodních tokŧ městským odvodněním. V dŧsledku přepadŧ z oddělovačŧ dochází ke změně struktury společenstva změnou počtu druhŧ i jedincŧ, vymizením citlivých druhŧ a naopak rozvojem druhŧ tolerantních a rychle kolonizujících, mění se i funkční sloţení biocenózy (potravní preference, preference habitatu, preference proudění apod.). Cílem posouzení společenstva makrozoobentosu je identifikace narušení vodního toku a klasifikace jeho ekologického stavu ve smyslu Směrnice 2000/60/ES. Pokud je vodní tok pod oddělovací komorou mírně narušen oproti referenci, ale jeho ekologický stav je dobrý, není nutno přistupovat k ţádným opatřením. Vzorky makrozoobentosu se odebírají několik dní po přepadu, nikoliv bezprostředně po něm, aby bylo postiţeno dlouhodobé narušení toku vlivem OK. Vhodné je proto tyto odběry provádět v prŧběhu monitoringu dešťŧ a prŧtokŧ pro Generel odvodnění. Vzorky se neodebírají těsně pod výustí OK, ale ve vzdálenosti rovné třicetinásobku druhé odmocniny šířky vodního toku b (30 b1/2). Další vzorky se pro zachycení dosahu narušení odebírají ve vzdálenostech 50 b1/2, 100 b1/2, 200 b1/2 a 500 b1/2 a nad místem narušení jako reference (neovlivněný profil). Odběr se provádí metodou kopaného vzorku nebo pomocí rámového odběráku (surber sampler) v úsecích dlouhých 20-50 m, aby byly podchyceny charakteristické habitaty (Kokeš a Němejcová, 2006). Ve vzorcích se stanoví:      

Změna počtu taxonŧ vzhledem k referenci Chybějící taxony / dominance Změna abundance (počtu jedincŧ) Změna funkčního sloţení společenstva Ohroţené taxony Saprobní index

Za významné narušení ve srovnání s referenčním profilem je díky přirozené variabilitě prostředí a s ní spojené nerovnoměrné distribuci organizmŧ povaţován rozdíl v abundanci větší neţ 30% nebo rozdíl v počtu taxonŧ větší neţ 20% nebo případ, kde se nepřekrývá 3 a více taxonŧ s minimálně střední abundancí nebo jeden vysoce abundantní taxon, či je-li rozdíl v saprobním indexu ΔSi ≥ 0,3 v níţině a ΔSi ≥ 0,2 ve středohoří (BWK-Materialien 1, 2003). 34


Vodítkem pro interpretaci výsledkŧ biologického posouzení (pozorovaných efektŧ) ve vztahu k příčinám narušení společenstva makrozoobentosu je Tab. 6.1. Metodika pro klasifikaci ekologického stavu vodních tokŧ je v České republice v současnosti ve stadiu dokončování (projekt ARROW). Toky lze zatím pouze zařadit do tříd jakosti vody dle ČSN 75 7221 podle saprobního indexu, charakterizujícího organické zatíţení a deficit kyslíku.

35


Tab. 6.1: Vztah pozorovaných efektů pod OK a příčin narušení společenstva makrozoobentosu (BWK-Materialien 1, 2003) ** *

= velmi významný vliv = významný vliv

?

Efekt chemické zatížení * *

= ţádný nebo bezvýznamný vliv = vliv nejistý Příčina zatížení nerozp. látkami ** * *

hydraulické zatížení ** **

Rychlost znovuosídlení

Přírůstek celkového počtu jedinců Úbytek celkového počtu jedinců Úbytek počtu taxonů Přírůstek nespecifických ** * * (tolerantních) taxonů Přírůstek podílu sběračů a ** filtrátorů ** Úbytek podílu drtičů - kouskovačů Úbytek podílu spásačů a * * seškrabávačů Úbytek limno aţ rheophilních (LR) ** taxonů Přírůstek rheophilních (RP) a ** rheobiontních (RB) taxonů Přírůstek preference habitatu pelál ** a partikulárního organického materiálu (POM) Přírůstek preference habitatů litál ** a akál Přírůstek Dugesia gonocephala ** * nízká Úbytek Ancylus fluviatilis *? * nízká ** Přírůstek Oligochaeta vysoká * ** Úbytek Oligochaeta vysoká Úbytek Gammarus sp. * * * vysoká Úbytek Baetis rhodani -? * * vysoká Úbytek Rhithrogena semicolorata * ** vysoká Úbytek Leuctra sp. ? * * střední ? * * Úbytek Nemouridae střední Úbytek Elmis sp. *? -? *? nízká? Úbytek Rhyacophila fasciata ** nízká Úbytek Sericostoma personatum * ** nízká Úbytek Silo pallipes ** nízká ** Úbytek Simuliidae vysoká * ** Úbytek Chironomidae vysoká ** Přírůstek Chironomidae vysoká Vysvětlivky: sběrači - ţiví se zbytky rostlin a ţivočichů na dně, hojně se vyskytují v oblastech s jemným sedimentem filtrátoři - vyskytují se v oblastech se značnými sedimenty a zachytávají potravu rozptýlenou ve vodě spásači a seškrabávači - seškrabávají částice rostlinného původu z povrchů a zachycují zbytky z proudu drtiči-kouskovači - ţiví se většími částicemi organického materiálu a drtí organickou hmotu limno- aţ rheophilní (LR) - objevují se ve stojatých vodách a v pomalu tekoucích tocích rheophilní (RP) - nacházejí se v tocích v zónách se středními rychlostmi proudění rheobiontní (RB) - nacházejí se v tocích v oblastech s vysokými rychlostmi proudění pelál - bláto o zrnitosti < 0,063 mm POM - částice organického materiálu (např. kusy dřeva a odumřelé rostliny) litál - hrubý štěrk, kameny a valouny o zrnitosti > 2 cm akál - jemný aţ střední štěrk o zrnitosti 0,2-2 cm 36


7 Doporučení pro postup prací a stanovení priorit opatření Nejprve se posuzuje splnění emisních kritérií (kap. 3). Návrh opatření při případném nedodrţení předepsaných minimálních účinností odvádění rozpuštěného a nerozpuštěného znečištění na ČOV se však provádí aţ po posouzení imisí ve vodním toku, aby případná opatření byla koordinována. Opatření navrţená pro splnění imisních kritérií (kap. 4) jen na základě numerického posouzení však vzhledem k obsaţeným bezpečnostem posouzení nemusejí být i při pouţití podrobnějších úrovní výpočtu ekonomicky únosná, a proto se doporučuje provést biologickoekologické posouzení vodního toku (kap. 6.2), které umoţní je cíleněji orientovat (Obr. 7.1). S biologicko-ekologickým prŧzkumem a s kontinuálním měřením na objektech identifikovaných jako kritických se doporučuje začít po zjištění skutečného stavu ještě před realizací navrţených opatření. Biologicko-ekologickým posouzením se zjistí jednak ekologický stav vodního toku v referenčním profilu nad posuzovaným urbanizovaným povodím nebo zaústěními městského odvodnění, jednak se blíţe identifikují příčiny, míra a vzdálenosti narušení. Pokud je ekologický stav vodního toku pod oddělovací komorou dobrý (Směrnice 2000/60/ES), není ani při mírném narušení oproti referenci nutno přistupovat k ţádným opatřením (neočekává-li se ve výhledu výrazná změna zatíţení).

Numerické posouzení OK

imisní kritéria splněna?

žádná opatření v městském odvodnění

ano

ne

ano

ano

emisní kritéria splněna? ne

opatření v městském odvodnění ekonomicky únosná?

ne

Biologicko-ekologické posouzení vodního toku

žádná opatření ke zlepšení hydromorfologie a/nebo jakosti vody ve vodním toku nad urbanizovaným povodím

ano

ekologický stav nad urbanizovaným povodím dobrý? ne

opatření ke zlepšení hydromorfologie a/nebo jakosti vody ve vodním toku nad urbanizovaným povodím

ekologický stav pod OK dobrý?

ano

ne

opatření v městském odvodnění

Obr. 7.1: Schéma postupu prací při posuzování vlivu dešťových oddělovačů a návrhu opatření 37


Konkrétní návrh opatření je nutno provést po zjištění příčin problému a při zohlednění místních podmínek. Opatření mohou být přijata v urbanizovaném povodí, ve stokové síti či v přirozeném povodí a vodním toku a musí být zaměřena na specifický problém (Tab. 7.1). Prioritu před nápravnými opatřeními, která pouze potlačují dŧsledky, mají opatření u zdroje čili v urbanizovaném povodí, směřující k odstranění příčiny problému. K opatřením preferovaným v české legislativě (kap. 1.2) patří hospodaření se sráţkovými vodami v urbanizovaném povodí (jejich retence a zasakování co nejblíţe místa vzniku), případně jejich regulované odvádění oddílnou kanalizací do recipientu. Při identifikaci jednoho druhu narušení se volí opatření z úzkého spektra (např. česle při estetickém narušení), zatímco při komplexním narušení jsou nejvhodnější opatření s širokým spektrem účinnosti (např. retenční nádrţ či zemní filtr). V případě zvýšení odtoku směrem na ČOV je nutno prokázat dostatečnou kapacitu ČOV. Tab. 7.1: Příklady opatření zaměřených na specifické problémy související s dešťovými oddělovači MÍSTO PROJEVU

PROBLÉM A MOŽNÉ PŮSOBENÍ

MOŽNÉ PŘÍČINY

PŘÍKLADY MOŽNÝCH OPATŘENÍ V URBANIZOVANÉM POVODÍ

VE STOKOVÉ SÍTI

V PŘIROZENÉM POVODÍ A TOKU

Velké přepadající průtoky s vysokou četností, četná eroze dna toku Vnos toxických a lehce rozloţitelných látek, nepřirozeně nízký průtok, vysoké pH a vysoká teplota v toku

Redukce nepropustných ploch; Hospodaření se sráţkovou vodou (zasakování, retence atd.) Retence splaškových vod

Retence, Řízení odtoku, Přeloţení zaústění

Úprava profilu, zlepšení dnového podkladu (zvýšení potenciálu znovuosídlení)

Retence, Zvýšení škrceného odtoku, Řízení odtoku, Předčištění přepadů, Přeloţení zaústění

Zastínění toku vegetací, Zlepšení hydrologického reţimu, Sníţení zatíţení ţivinami a organickými látkami z plošných a difúzních zdrojů (hnojení, odpadní vody)

Vnos těţkých kovů, pesticidů, látek s hormonálním účinkem atd. Vnos ţivin

Prevence vniku do stokového systému

Předčištění přepadů (zemní filtr, fyz.chem. metody)

Sníţení pouţívání fosforu (detergenty)

Retence, Řízení odtoku

Kolmatace dna: Deficit kyslíku ve dně

Vnos NL, Vnos rozloţitelných organických látek

Prevence vniku do stokového systému (čištění ulic atd.)

Hygienická narušení: Infekční onemocnění

Vnos baktérií

Redukce usazování NL v kanalizaci, čištění stok Předčištění přepadů (průtočná nádrţ, vírový separátor), Optimalizace provozu Přeloţení zaústění

Estetická narušení: Lidé se necítí dobře

Vnos hrubých látek a odpadků, zápach, zbarvení

Hydraulické zatížení: Odnos a úhyn organizmů

Akutní problémy (toxicita, amoniak, kyslík): Poškození nebo úhyn organizmů

Chronická toxicita: Poškození organizmů VODNÍ TOK Eutrofizace vodních toků: Poškození organizmů

Retence splaškových vod

Zastínění toku vegetací, Sníţení zatíţení ţivinami z plošných a difúzních zdrojů

Varování, dočasný zákaz koupání

Předčištění přepadů (česle nebo síta, průtočná nádrţ, vírový separátor)

38


U morfologicky degradovaných vodních tokŧ (ekologický stav nad urbanizovaným povodím dle Směrnice 2000/60/ES poškozený nebo zničený) je nutno téţ zváţit moţnost jejich revitalizace, která mŧţe být pro zlepšení jejich biologického stavu účinnější neţ opatření v systému městského odvodnění (Krejčí a kol., 2002; BWK-Merkblatt 7, 2008). Obdobně u tokŧ s velmi nízkou jakostí vody nad urbanizovaným povodím je současně s opatřeními v městském odvodnění nutno sníţit vnos znečištění ve výše položeném území. Postup při volbě opatření zahrnuje nejprve výběr vhodných opatření k bliţšímu prŧzkumu, zjištění nákladŧ a účinnosti (opětovné posouzení splnění emisních a imisních kritérií) a následně přihlédnutí k dalším kritériím jako jsou nejistoty, provozní spolehlivost atd. Opatření se řadí podle priorit plynoucích z návaznosti na opatření ve výše leţícím povodím (Plán hlavních povodí) a ze závaţnosti narušení vodního toku městským odvodněním. Ve výhledu se předpokládá dobrý ekologický stav vodního toku nebo dobrý ekologický potenciál (u silně ovlivněných vodních útvarŧ) (Směrnice 2000/60/ES) nad posuzovaným urbanizovaným povodím.

39


8

Ukázky případových studií

8.1 Případová studie A Cílem případové studie A je podrobně dokumentovat jednotlivé kroky posouzení splnění emisních a imisních kritérií. Je téţ diskutována účinnost přijatých opatření.

8.1.1 Studované povodí Systém odvodnění Město A je odvodňováno jednotnou kanalizační soustavou s 3 hlavními sběrači. V současnosti je na kanalizaci napojeno 14 315 obyvatel, odvodňovaná plocha činí 394 ha, z toho redukovaná plocha 122 ha. Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod (ČOV) má kapacitu 7370 m3/d. Dešťové vody jsou oddělovány 7 dešťovými oddělovači (OK) do potoka X. OK2 a OK6 mají společnou výust s odtokem z ČOV (V2), takţe do potoka X je zavedeno celkem 6 výustí (Obr. 8.1). Vzdálenost první a poslední výusti dešťových oddělovačŧ do potoka je 1,75 km. Základní charakteristiky povodí jednotlivých oddělovacích komor jsou uvedeny v Tab. 8.1. Obr. 8.1 Situace zaústění dešťových oddělovačů do potoka X Tab. 8.1: Základní charakteristiky povodí jednotlivých oddělovacích komor Jednotky

OK5

OK4

ha

34,18

14,47

8,23

283

2366

2793

Redukovaná plocha povodí Ared Počet EO

-

OK3

OK7

OK1

Součet

OK2

OK6

1,44

38,62

16,63

8,26

121,83

0

5132

1435

2306

14315

Vodní tok Potok X je vodohospodářsky významným tokem s lososovou vodou a podloţím křemitého typu, vodní tok neslouţí pro koupání. Prŧtokové charakteristiky jsou uvedeny v Tab. 8.2. Tab. 8.2: N-leté a M-denní průtoky v toku X k profilu města A (plocha povodí 22,07 km2) N (rok) 3 -1 QN (m s ) M (den) -1 QM (l s )

1 5,9 30 210

2 8,3 60 148

5 12,0 90 116

10 15,0 120 95

20 18,2 150 79

50 22,8 180 66

100 26,5 210 56

240 47

270 39

300 31

330 23

347 17

355 14

364 8

Potok X lze rozdělit na 3 části s přibliţně stejným ekomorfologickým charakterem. Nad V5 aţ po V3 je tok poměrně přirozený, místy s parkovou úpravou okolí toku, dno je zpočátku spíše bahnité, pak převaţuje písek a středně velké kameny. Mezi výustmi V3 a V2 je koryto napřímené se dnem zpevněným betonovými polopropustnými tvárnicemi a nánosy písku a 40


řasami, bez břehového porostu a zastínění. Pod V2 má koryto přírodní vzhled a meandruje, na dně převaţuje písek, místy jsou jemné kameny a bahno, které mŧţe pocházet z výustí dešťových oddělovačŧ. V korytě se vykytují dva vyšší stupně ve dně: 50 cm vysoký stupeň mezi V5 a V4 a 2 m vysoký stupeň pod V1. Pod výustmi V5 a V4 je patrná eroze břehŧ. Pouţité simulační prostředky a schematizace povodí Pro simulační výpočty byl pouţit program EPA SWMM3. EPA SWMM je dynamický simulační model odtoku z povodí a proudění v odvodňovacím systému pouţívaný pro jednorázovou nebo dlouhodobou (kontinuální) simulaci odtokových mnoţství a kvality vody především z urbanizovaných území. Do modelu je moţno zadat uzavřené i otevřené příčné profily, tedy i úseky vodního toku. Simulace je moţno provést kinematickou nebo dynamickou vlnou. Zde vzhledem k hrubé schematizaci systému byla zvolena kinematická vlna. Údaje o jakosti vody se zadávají pro dešťový odtok, bezdeštný odtok i recipient. Pro posuzování byla k dispozici odvozená řada dešťŧ z let 1996-2005 ze stanice A. Pro výpočet současného stavu odvodňovaného území byl sestaven schematizovaný model (Obr. 8.2) obsahující:      

7 OK, 6 výustí (včetně na ČOV) 30 uzlŧ (šachet), 41 úsekŧ (potrubí) propojujících jednotlivé uzly dle uspořádání kanalizačního systému, 7 povodí k jednotlivým OK vodní tok (7 úsekŧ, jednoduchý lichoběţníkový příčný profil)

Obr. 8.2: Schéma systému v simulačním modelu

3

Program je ke staţení na adrese http://www.epa.gov/ednnrmrl/models/swmm/ 41


8.1.2 Posouzení splnění emisních kritérií Emisní kritéria pro celé urbanizované povodí: V současnosti by dle Tab. 3.1 mělo být ve městě A odváděno na ČOV min. 55% dešťového odtoku a v něm obsaţených rozpuštěných látek a 70% nerozpuštěných látek. Nejprve byla provedena dlouhodobá simulace sráţkoodtokových procesŧ ve městě A za pouţití 10-leté řady dešťŧ z let 1996-2005. Simulované prŧměrné roční emise vody z jednotlivých oddělovačŧ jsou uvedeny v Tab. 8.3. Tab. 8.3: Simulované emise vody z dešťových oddělovačů ve městě A Jednotky

OK5

OK4

OK3

OK7

OK2

OK6

Průměrný roční ks 31 66 53 40 31 64 4 počet přepadů Průměrný roční 3 22 170 79 398 12 190 216 989 120 778 82 573 m objem přepadů VOK Průměrný roční objem dešťového 3 m přítoku do kanalizace Vdest Pozn.: Celoroční bezdeštný odtok z ČOV je pro srovnání 2 239 056 m3.

OK1 32

Součet —

9 186 543 284

700 783

Skutečné účinnosti odvádění látek na ČOV jsou tedy na základě Tab. 8.3: Rozpuštěné látky:

 dest 

Vdest  VOK 700783  543284 .100 .100  22,5 % Vdest 700783

dest Vdest VOK

účinnost odvádění látek na ČOV (%) roční mnoţství dešťového odtoku přitékající do jednotné kanalizace (m³/rok) roční mnoţství vody odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu (m³/rok)

Nerozpuštěné látky: Podíl odváděných nerozpuštěných látek je totoţný s podílem odváděné dešťové vody, protoţe na stokové síti se nevyskytuje ţádné zařízení na předčištění oddělené vody.

V

OK , DN , j


j

Vdest

. sed , j  22,5  0  22,5 %

NL

účinnost odvádění nerozpuštěných látek na ČOV (%) VOK,DN,jroční mnoţství vody odváděné do recipientu přes prŧtočnou nádrţ j (m³/rok) Vyhodnocení: Ve městě A nejsou pro stávající stav městského odvodnění splněny předepsané minimální účinnosti odvádění rozpuštěných a nerozpuštěných látek na ČOV. Podíl rozpuštěných i nerozpuštěných látek odváděných na ČOV je 22,5 %, zatímco emisní kritéria předepisují 55%, resp. 70%. 4

Přepad (událost) je definován prŧtokem přes přelivnou hranu (respektive ve výusti z OK) min. 1 l/s po dobu min. 5 minut, mezera mezi událostmi max. 1 hod. 42


Emisní kritéria pro jednotlivé oddělovače: Dle obvyklých poţadavkŧ vodoprávního orgánu mají být splněny minimální poměry ředění u jednotlivých oddělovačŧ 1:5 (vztaţeno ke Qh,max). Vypočtené poměry ředění k maximálnímu hodinovému i prŧměrnému bezdeštnému odtoku jsou uvedeny v Tab. 8.4. Tab. 8.4: Vypočtené poměry ředění pro jednotlivé dešťové oddělovače ve městě A Průměrný bezdeštný průtok 5 Qbezd z dílčího povodí Průměrný bezdeštný průtok Qbezd k OK Maximální bezdeštný průtok Qh,max k OK (vč. balast. vod) Odtok škrticí tratí Qpokr ke Qh,max Poměr ředění k Qbezd

Jednotky

OK5

OK4

OK3

OK7

OK2

OK6

OK1

m /s

3

0,008

0,006

0,017

0,001

0,031

0,002

0,006

m /s

3

0,008

0,014

0,031

0,071

0,039

0,002

0,006

m /s

3

0,009

0,016

0,035

0,085

0,049

0,003

0,009

3

0,133 13,8 15,6

0,465 28,1 32,2

0,323 8,2 9,4

0,493 4,8 5,9

0,388 6,9 8,9

0,026 7,7 12,0

0,070 6,8 10,7

m /s m

Poměr ředění se vypočte např. pro OK5 pro Qh,max ze vzorce6: Q pokr 0,133 Q pokr  m.Qh,max  (1  n).Q h  m  1   1  13,8 Qh,max 0,009 Vyhodnocení: Předepsanému poměru ředění 1:5 nevyhoví jen OK7, kde je poměr ředění k maximálnímu bezdeštnému prŧtoku Qh,max 1:4,8. Pokud by pro posouzení byl pouţit prŧměrný bezdeštný prŧtok Qbezd, všechny dešťové oddělovače vyhoví emisnímu kritériu.

8.1.3 Posouzení splnění imisních kritérií Hydraulické narušení Imisní kritéria hydraulického narušení byla stanovena na základě charakteru toku pod jednotlivými výustmi OK (Tab. 8.5). Tab. 8.5: Imisní kritéria hydraulického narušení v jednotlivých úsecích toku X Charakter dna pod výustí

Variabilita šířky vodní hladiny Potenciál znovuosídlení Přípustný faktor zvýšení Q1

V5 přirozené, bahnité

V4 přirozené, písek, štěrk

V3 zpevněné, písek

V7 zpevněné , písek ţádná

V2 přirozené, písek, štěrk, bahno omezená

V1 přirozené, písek, štěrk, bahno velká

ţádná

velká

ţádná

nízký

střední

nízký

nízký

střední

vysoký

1,1

1,3

1,1

1,1

1,3

1,4

5

Rozdělení podílu balastních vod v jednotlivých dílčích povodích bylo rovnoměrné.

6

TNV 75 6262 Odlehčovací komory a separátory (květen 2003), kapitola 6.2.6.1

7

Z poměru Q2/Q1 = 8,3/5,9 = 1,41

7

43


Kulminační přepadající prŧtoky z jednotlivých OK zjištěné dlouhodobou simulací sráţkoodtokových procesŧ ve městě A byly statisticky zpracovány dle kap. 4.1.2 a pro kaţdou OK byl s pouţitím rovnice R. 7 vyhodnocen prŧtok Qpřep,1 (Tab. 8.6). Délka pouţité dešťové řady byla 10 let, takţe M = 10 a počet prvkŧ ve výběru L = 2*M = 20.

T  T M L k

L1 M . k L

R. 7

doba opakování (roky) délka simulace (počet let) počet prvkŧ výběru (počet) pořadí prvku výběru (počet)

Tab. 8.6: Ukázka statistického vyhodnocení simulovaných kulminačních průtoků a stanovení Qpřep,1 pro OK5 Pořadí prvku k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Datum události 26.6.1997 2.6.2004 20.3.2002 3.7.2002 23.6.2001 8.4.2001 16.10.2004 17.8.1997 27.5.2002 31.8.2001 11.6.1996

Délka události [hod] 1 1.3 0.8 1.1 0.8 0.8 0.7 1.6 1.2 1.2 1.2

Max. průtok 3 [m /s] 4.974 4.447 3.349 3.329 3.325 3.017 2.786 2.62 2.394 2.374 2.354

8

T

Qpřep,1

[roky] 10.333 5.167 3.444 2.583 2.067 1.722 1.476 1.292 1.148 1.033 0.939

[m /s]

3

2.367

Vzhledem k tomu, ţe všechny dešťové oddělovače jsou do vodního toku X zaústěny v úseku dlouhém 1,75 km, vlivy všech přepadŧ se mohou překrývat. Prŧtoky Qpřep,1 byly tedy sčítány postupně od shora a spolu s Q1 v recipientu k jednotlivým profilŧm výustí a s hodnotami maximálních přípustných prŧtokŧ v toku max Qtok, odvozenými z Tab. 8.5, zpracovány do Tab. 8.7, kde je uveden také součet Qpřep,1 s Q1 (Qtok) a v dalším řádku tabulky pak vypočten skutečný násobek překročení Q1. Po zaústění součtu všech přepadŧ Qpřep,1 = 10,375 m3/s do vodního toku by byl při Q1 pod městem A (V1) prŧtok Qtok = 16,088 m3/s, který 2,1 krát překračuje maximální přípustnou hodnotu hydraulického zatíţení max Qtok = 7,998 m3/s. K překročení přípustné hodnoty dochází jiţ pod V5.

8

Interpolovaný prŧtok pro T = 1 rok 44


Tab. 8.7: Posouzení hydraulického zatížení vodního toku X přepady z OK Jednotky Přípustné zatížení Skutečné zatížení stávající stav

Apřir 9 Q1 max Qpřep,1 max Qtok Qpřep,1 suma Qpřep,1 Qtok Qtok/Q1 Vyhodnocení

2

km 3 m /s 3 m /s 3 m /s 3 m /s 3 m /s 3 m /s 10 N/V

OK5 (V5) 19,76 4,742 0,474 5,216 2,367 2,367 7,109 1,5 N

OK4 (V4) 20,96 5,030 1,509 6,539 1,543 3,910 8,940 1,8 N

OK3 (V3) 22,38 5,259 0,526 5,785 0,565 4,475 9,734 1,9 N

OK7 (V7) 22,98 5,400 0,540 5,940 0,554 5,029 10,429 1,9 N

OK6 (V2) — — — — — — — — —

OK2 (V2) 23,16 5,443 1,633 7,076 4,800 9,829 15,272 2,8 N

OK1 (V1) 24,84 5,713 2,285 7,998 0,546 10,375 16,088 2,8 N

Imisní kritéria hydraulického narušení nebyla splněna, proto bylo provedeno i detailnější posouzení se zahrnutím vodního toku do simulačního modelu a zohledněním translace ve vodním toku. Vyhodnocen byl přímo Qtok pod jednotlivými výustmi z OK (Tab. 8.8). I s uvaţováním translace vln zpŧsobených přepady ve vodním toku nejsou imisní kritéria splněna pod ţádnou výustí OK. Tab. 8.8: Posouzení hydraulického zatížení vodního toku X přepady z OK se zahrnutím translace vln v toku Jednotky Stávající stav

Qtok Qtok/Q1 Vyhodnocení

3

m /s N/V

OK5 (V5) 7,001 1,5 N

OK4 (V4) 8,453 1,7 N

OK3 (V3) 8,983 1,7 N

OK7 (V2) 9,048 1,7 N

OK6 (OK2) — — —

OK2 (V2) 10,861 2,0 N

OK1 (OK1) 10,255 1,8 N

Akutní toxicita amoniaku V potoce X jakoţto lososové vodě musí být sledováno překročení hodnoty N-NH4 1,5 mg/l, resp. N-NH3 0,1 mg/l. Výpočet N-NH4: Nejprve byl proveden výpočet koncentrací N-NH4 simulačním modelem pro 10-leté období dešťové řady 1996-2005. Byly sledovány přímo koncentrace N-NH4 pod jednotlivými výustmi ve vodním toku X, protoţe ten jiţ byl zadán v modelu při předchozím posouzení hydraulického narušení. Pro výpočet slouţily vstupní údaje z Tab. 8.9. Vzhledem k tomu, ţe podíl balastních vod byl srovnatelný ve všech dílčích povodích, bylo pouţity stejné koncentrace znečištění na úrovni dlouhodobého prŧměru nátoku na ČOV. Tab. 8.9: Vstupní hodnoty koncentrací N-NH4 Ukazatel N-NH4 [mg/l] 9

Bezdeštný průtok 41,40

11

Dešťové vody 1,00

12

Recipient 0,03

Q1 k jednotlivým profilŧm výustí stanovena podle poměrŧ ploch povodí.

10

N – nevyhovuje, V - vyhovuje

11

V případě rŧzných podílŧ balastních vod je vhodnější pouţit údaje pro kaţdé dílčí povodí OK.

12

Doporučená hodnota z literatury, viz . Tab. 4.3 45


Výsledky simulace byly vyneseny do grafu (Obr. 8.3). (Pro vyhodnocení je moţno pouţít tabulkový procesor (např. MS Excel) nebo databázový program (např. MS Access). Výběr událostí se provede ručně nebo pomocí maker (programŧ).) Překročení 10 toxických událostí13 za 10-let (tj. v prŧměru 1 krát za rok) je hodnoceno jako nesplnění imisního kritéria.

Obr. 8.3: Graf koncentrace N-NH4 s vyznačením hodnoty imisního kritéria 1,5 mg/l (ukázka pro rok 1996 v profilu toku X pod výustí V7).

Imisnímu kritériu N-NH4 nevyhovují úseky pod V4, V3, V7, V2 a V1 (Tab. 8.10), kde dochází k výraznému překročení počtu 10 přípustných toxických událostí za 10 let. Tab. 8.10: Vyhodnocení posouzení akutní toxicity amoniaku na základě N-NH4 (celkový počet událostí za simulované 10-let období, kdy bylo překročeno imisní kritérium) Současný stav

Ukazatel N-NH4 Vyhodnocení

Jedn. počet V/N

V5 0 V

V4 703 N

V3 532 N

V7 264 N

V2 242 N

V1 210 N

Imisní kritérium N-NH4 nebylo splněno, proto bylo přikročeno k podrobnějšímu výpočtu koncentrací N-NH3 ve vodním toku po smísení s oddělenou vodou.

13

Toxická událost je definována jako událost překračující koncentraci N-NH4 min 1,5 mg/l (resp. N-NH3 min 0,1 mg/l) po dobu min. 1 hodiny. Interval mezi 2 událostmi je min. 1 hodina (při době 1:01 hod je hodnoceno jako 2 události). 46


Výpočet N-NH3: Pro výpočet koncentrací N-NH3 je nezbytné do simulačního modelu zadat hodnoty celkové alkality (KNK4.5) a koncentrace veškerého oxidu uhličitého (cT) jednotlivých druhŧ vod (Tab. 8.11). Tab. 8.11: Vstupní hodnoty ukazatelů jakosti vody pro výpočet N-NH3 Ukazatel N-NH4 [mg/l] pH KNK4,5 (alk) [mmol/l] cT [mmol/l]

Bezdeštný průtok 41,40 7,53 4,50 4,76

14

Dešťové vody 1,00 7,40 0,40 0,43

15

Recipient 0,03 7,74 2,20 2,28

cT se vypočte např. pro bezdeštný prŧtok dle rovnice (R.16):

 10  pH   10 7 ,53  cT  alk  6 ,3  1  4,5 6 ,3  1  4,76 mmol / l  10   10  Výstupem modelu jsou kromě koncentrací N-NH4 také hodnoty alkality a cT pod jednotlivými výustmi v recipientu, z nichţ je v tabulkovém kalkulátoru nutno dopočítat pH (R. 17) a NNH3 (R. 15) ve vodním toku (Tab. 8.12).

 10 6,3.cT  10 6,3.alk   pH   log alk   N  NH 3 

R. 17

1 N  NH 4  NH 3  pKa pH 1  10

R. 15

Tab. 8.12: Výpočet N-NH3 pro posouzení akutní toxicity amoniaku v profilu pod V7 (OK7) Datum

N-NH4

alk

cT

pH

N-NH3

[mg/l]

[mmol/l]

[mg/l]

[-]

[mg/l]

1.1.1996 12:20

4,186

2,120

2,215

7,65

0,1063

1.1.1996 12:25

6,134

2,054

2,150

7,63

0,1215

1.1.1996 12:30

7,308

2,012

2,108

7,62

0,1282

1.1.1996 12:35

7,866

1,989

2,085

7,62

0,1316

1.1.1996 12:40

8,169

1,982

2,078

7,61

0,1342

1.1.1996 12:45

8,358

1,984

2,081

7,61

0,1341

Vypočtené koncentrace N-NH3 byly pro vyhodnocení splnění imisního kritéria opět vyneseny do grafu (Obr. 8.4).

14

V případě rŧzných podílŧ balastních vod je vhodnější pouţit údaje pro kaţdé dílčí povodí OK.

15

Doporučená hodnota z literatury, viz . Tab. 4.3 47


Obr. 8.4: Graf koncentrace N-NH3 s vyznačením hodnoty imisního kritéria 0,1 mg/l (ukázka pro rok 1996 v profilu toku pod výustí V7) Vzhledem k tomu, ţe pH vody v potoce X je i po smíšení s vodou z dešťových oddělovačŧ poměrně nízké, dává posouzení koncentrací N-NH3 podstatně příznivější výsledky neţ posouzení koncentrací N-NH4. Zvýšená náročnost posouzení se tedy v tomto případě vyplatila. Imisnímu kritériu N-NH3 nevyhoví pouze profil toku pod výustí V7 (Tab. 8.13). Tab. 8.13: Vyhodnocení posouzení akutní toxicity amoniaku na základě N-NH3 (celkový počet událostí za simulované 10-let období, kdy bylo překročeno imisní kritérium) Současný stav


Jedn. počet V/N

V5 0 V

V4

V3 0 V

0 V

V7 16 N

V2

V1 0 V

0 V

Deficit kyslíku Maximální deficit kyslíku zjištěný měřením v terénu činil 20%. Jiné příznaky nebyly pozorovány. Imisní kritérium 5 mg/l pravděpodobně není překročeno v celém sledovaném úseku vodního toku. Nerozpuštěné látky Posouzení nerozpuštěných látek je orientační, přesto se doporučuje kritérium sledovat. Ve stokové síti města X nebylo zjištěno nadměrné usazování sedimentŧ. Imisní kritérium NL má tedy hodnotu 25 EO/(l/s). Poměry EO/Q347 vypočtené pro jednotlivá zaústění OK postupně od shora jsou v Tab. 8.14. Pro zaústění pod ČOV je ke Q347 přičten prŧměrný odtok z ČOV. Imisní kritérium pro nerozpuštěné látky je splněno pouze v profilu pod výustí V5 (Tab. 8.14). 48


Tab. 8.14: Vstupní data a posouzení zatížení vodního toku X nerozpuštěnými látkami z OK

Stávající stav

Q347 EO suma EO suma EO/Q347 Vyhodnocení

OK5 (V5) 17 283 283 17 V

l/s

V/N

OK4 (V4) 17 2366 2649 156 N

OK3 (V3) 17 2793 5442 320 N

OK7 (V7) 17 0 14315 842 N

OK2 (V2) 90 5132 8873 99 N

OK6 (V2) 90 1435 1435 -

OK1 (V1) 90 2306 2306 26 N

Hygienické znečištění V této studii se nejedná o recipient vhodný pro koupání, a proto posouzení hygienického znečištění nebylo provedeno. Estetické narušení Podél vodního toku X se předpokládá pohyb osob, a proto je nezbytné posouzení moţného estetického narušení přepady z OK. Vzhledem k tomu, ţe ani jedna OK nemá opatření na zamezení vnosu estetického znečištění do vodního toku a počty přepadŧ jsou velmi vysoké (Tab. 8.3), jsou všechny OK hodnoceny jako nevyhovující.

8.1.4 Souhrnné vyhodnocení Souhrnné vyhodnocení splnění emisních a imisních kritérií je uvedeno v Tab. 8.15, kde zvýrazněné hodnoty nevyhovují příslušnému kritériu a červeně zvýrazněné hodnoty jsou kritické. Stav vodního toku X je značně ovlivněný přepady z dešťových oddělovačŧ. Vodní tok X je silně narušen především hydraulicky, a to pod všemi výustmi oddělovačŧ. Značně zatíţen je nerozpuštěnými látkami a pod výustí V7 je téţ ohroţen akutní toxicitou amoniaku. Vzhledem k poloze vodního toku v rámci městského systému hraje roli i narušení z hlediska estetického. Stav vodního toku vyhovuje pouze z hlediska deficitu kyslíku, protoţe kritérium minimální koncentrace kyslíku bylo splněno ve všech profilech.

Imisní kritéria

Emisní kritéria

Tab. 8.15: Souhrnné vyhodnocení splnění emisních a imisních kritérií

Jednotlivé OK Účinnost odvádění RL Účinnost odvádění NL Hydraulické narušení Akutní toxicita NH3 Deficit O2 Nerozp. látky Hygienické znečištění Estetické narušení

Přípustná hodnota

OK5

1:5

13,8 15,6

OK4 28,1 32,2

OK3 8,2 9,4

OK7 4,8 5,9

55%

22,5

70%

22,5

1,1 - 1,4 10 událostí /10 let 5 mg/l 25 EO/(l/s)

OK2 6,9 8,9

OK6

OK1

7,7 12,0

6,8 10,7

1,7

1,7

1,7

—

2,0

1,8

0

0

0

16

—

0

0

V 17

V 156

V 320

V 842

— —

V 99

V 26

1,5

Nesledováno, nejedná se o koupací vody N

N

N

N

—

N

N

49


8.1.5 Návrh opatření Dle výše uvedeného vyhodnocení (Tab. 8.15) je zapotřebí navrhnout opatření pro zvýšení podílu odvádění dešťové vody a nerozpuštěných látek na biologický stupeň ČOV pro splnění emisních kritérií a z hlediska imisí prioritně opatření na OK7. Je nutno téţ zváţit moţná opatření pro sníţení hydraulického zatíţení recipientu X. Vzhledem ke komplexnosti problematiky je vhodné navrhnout opatření se širokým spektrem účinnosti. Proto je jako základní opatření navrţena na výusti z OK7 prŧtočná nádrţ o objemu 1800 m3, z níţ jsou po skončení deště vody přečerpávány zpět na ČOV. Na ostatních oddělovacích komorách je nezbytné udělat menší technická opatření, která spočívají v úpravě škrticí trati (a event. následujících úsekŧ) a doplnění předčisticího zařízení (česle) na odtoku do toku. Opětovným posouzením bylo ověřeno, zda po návrhu opatření jsou splněna emisní a imisní kritéria. Emisní kritéria pro celé urbanizované povodí: Tab. 8.16: Simulované emise vody z dešťových oddělovačů po návrhu opatření OK5

Jednotky Průměrný roční počet přepadů Průměrný roční objem přepadů VOK Průměrný roční objem dešťového přítoku do kanalizace Vdest

m

3

m

3

OK4

OK3

OK7

OK2

OK6

OK1

19

36

37

8

15

38

26

13490

45627

896

90309

95998

59723

8973

Součet — 315 016

700 783

Skutečné účinnosti odvádění látek na ČOV po návrhu opatření jsou: Rozpuštěné látky:

 dest 

Vdest  VOK 700783  315016 .100 .100  55,0 % Vdest 700783

Nerozpuštěné látky: Podíl odváděných nerozpuštěných látek není totoţný s podílem odváděné dešťové vody, protoţe na stokové síti je navrţena prŧtočná nádrţ na výusti z OK7. Specifický retenční objem nádrţe vztaţený na redukovanou plochu dílčího povodí, kterým je v tomto případě celé povodí (122 hared), je 1800/122 = 15 m3/hared, čemuţ dle Tab. 3.2 odpovídá sedimentační účinnost sed = 50%. Nárŧst objemu přepadu z OK7 je zapříčiněn převedením vod z výše poloţených dešťových oddělovačŧ.

V

OK , DN , j


j

Vdest

. sed , j  55,0 

280315.50  75 % 700783

Poţadované účinnosti odvádění látek na ČOV jsou po návrhu opatření dodrţeny.

50


Emisní kritéria pro jednotlivé oddělovače: Tab. 8.17: Vypočtené poměry ředění pro jednotlivé dešťové oddělovače po návrhu opatření Průměrný bezdeštný průtok Qbezd z dílčího povodí Průměrný bezdeštný průtok Qbezd k OK Maximální bezdeštný průtok Qh,max k OK (vč. balast. vod) Odtok škrticí tratí Qpokr ke Qh,max Poměr ředění k Qbezd

Jednotky

OK5

OK4

OK3

OK7

OK2

OK6

OK1

3

m /s

0,008

0,006

0,017

0,001

0,031

0,002

0,006

m /s

3

0,008

0,014

0,031

0,071

0,039

0,002

0,006

m /s

3

0,009

0,016

0,035

0,085

0,049

0,003

0,009

3

0,200 21,2 24,0

0,500 30,3 34,7

0,400 10,4 11,9

0,510 5,0 6,2

0,400 7,2 9,3

0,050 15,7 24,0

0,090 9,0 14,0

m /s m

Poţadovaný poměr ředění je po návrhu opatření splněn. Imisní kritéria - Hydraulické narušení Tab. 8.18: Posouzení hydraulického zatížení vodního toku X přepady z OK po návrhu opatření (s uvažováním translace vlny v toku) Jednotky Skutečné zatížení návrhový stav

Qpřep,1 suma Qpřep,1 Qtok Qtok/Q1 Vyhodnocení

3

m /s 3 m /s 3 m /s — N/V

OK5 (V5) 1,908 1,908 6,549 1,4

OK4 (V4) 1,472 3,380 7,952 1,6

OK3 (V3) 0,507 3,863 8,418 1,6

OK7 (V7) 0,490 4,353 8,462 1,6

N

N

N

N

OK6 (V2) — — — —

OK2 (V2) 4,200 8,553 9,954 1,8

OK1 (V1) 0,452 9,005 9,382 1,6

N

N

Doporučené poměry jsou i přes přijatá opatření stále významně překročeny a lze i nadále očekávat hydraulické narušení vodního toku. Sníţení hydraulického zatíţení vodního toku X by mohla přinést opatření v dílčích povodích OK5 a OK2, zejména odpojení části nepropustných ploch od jednotné stokové sítě a zasakování či retence dešťových vod s prodlouţením jejich doby dotoku do kanalizace. Prozkoumána by téţ měla být moţnost případné revitalizace části koryta vodního toku X mezi V3 a V2 pro zvýšení přípustného faktoru zvýšení Q1. Imisní kritéria - Akutní toxicita amoniaku Tab. 8.19: Vyhodnocení posouzení akutní toxicity amoniaku na základě N-NH3 po návrhu opatření (celkový počet událostí za simulované 10-let období, kdy bylo překročeno imisní kritérium) Návrhový stav


Jedn. počet V/N

V5 0 V

V4

V3 0 V

V7 0 V

V2 0 V

V1 0 V

0 V

Díky nádrţi se podstatně sníţil počet přepadŧ z OK7 a imisní kritérium akutní toxicity amoniaku je i zde splněno.

51


Imisní kritéria - Nerozpuštěné látky Orientační kritérium pro zatíţení vodního toku nerozpuštěnými látkami neumoţňuje zohlednit přijatá opatření, a proto nemá smysl ho vyhodnocovat. Vzhledem k výrazně vyššímu podílu nerozpuštěných látek, které díky přijatým opatřením budou za deště odváděny na ČOV, bude i zatíţení toku podstatně niţší neţ ve stávajícím stavu. Souhrnné vyhodnocení Návrh opatření na odvodňovacím systému je dostatečný pro splnění emisních kritérií a imisního kritéria pro akutní toxicitu amoniaku. Není však splněno imisní kritérium hydraulického narušení vodního toku, a proto je pro bliţší identifikaci míry narušení doporučen biologicko-ekologický prŧzkum vodního toku včetně odběru vzorkŧ makrozoobentosu. Prŧzkum a odběry by měly být prováděny souběţně s monitoringem dešťŧ a měřením na OK5 (V5) a OK2 a OK6 (V2), které umoţní jejich lepší interpretaci. Tyto práce by měly pokračovat i po přijetí navrţených opatření. V případě zjištění, ţe vodní tok X je i nadále významně hydraulicky narušen přepady z OK, by se další opatření měla zaměřit na moţnosti hospodaření se sráţkovými vodami v urbanizovaném povodí.

52


8.2 Případová studie B Tato ukázka případové studie se soustředí na biologicko-ekologický prŧzkum vodního toku Y a posouzení vlivŧ oddělovací komory OK3.

8.2.1 Studované povodí Zájmovým územím je část města B odvodněná do drobného vodního toku Y, do něhoţ jsou zaústěny přepady ze 3 oddělovacích komor (OK1 aţ OK3) na km 2,68 aţ 1,00. Mezi OK2 a OK3 se na km 1,21 nachází rybník o objemu 5000 m3 s plochou zátopy 0,5 ha, který odděluje vlivy přepadŧ z oddělovacích komor nad a pod ním. Město B leţí v rovinatém území, a proto se v jeho stokové síti vyskytuje značné mnoţství sedimentŧ. Problémy s nerozpuštěnými látkami indikovalo i numerické posouzení imisí, kdy kritický poměr EO/Q347 = 15 EO(l/s) je vysoce překročen (39,4). Ostatní imisní kritéria hydraulického i látkového zatíţení jsou splněna. Vodní tok Y je tok níţinný s křemitým podloţím a je zařazen mezi kaprové vody.

8.2.2 Biologicko-ekologický průzkum Jakost vody Ve vodním toku byl prováděn standardní monitoring podnikem Povodí, s.p. Jakost vody je ve sledovaných ukazatelích na úrovni I.-II. třídy dle ČSN 75 7221. Hydromorfologie Hodnocení morfologického stavu toku bylo provedeno podle švýcarské metodiky (BUWAL, 1998), kdy je sledována variabilita šířky vodní hladiny, charakter dna koryta, charakter svahŧ koryta, šířka a charakter břehŧ a přítomnost překáţek v toku. Míra jejich odchýlení od přirozeného stavu se hodnotí bodově. Podle součtu bodŧ jsou úseky toku zařazeny do tříd I (stav blízký přírodnímu), II (málo ovlivněný stav), III (silně ovlivněný stav) či IV (umělý stav). Vodní tok Y po vstupu do města B zpočátku protéká chráněným biokoridorem a má téměř přírodní charakter s velkou variabilitou dnového podkladu, tvořeného balvany, kameny, štěrkem i pískem, a dostatečným břehovým pásmem (morfologická třída I). I po prŧchodu rybníkem aţ po OK3 je morfologie ještě málo narušena (morfologická třída II). Pod OK3 byla v minulosti realizována úprava koryta do tvaru jednoduchého lichoběţníka, a proto je tok monotónní, variabilita šířky vodní hladiny a proudění je malá aţ ţádná, břehy jsou opevněny kamenným záhozem, na dně jsou štěrk, písek a bahno, na břehu keře a vysekaná tráva. Břehové pásmo tvořené keři je nesouvislé a místy v delších úsecích chybí. Tok je na hranici morfologických tříd III a IV. Teprve 650 m pod OK3 se morfologie toku díky diverzifikovanému substrátu (kameny, hrubý štěrk, štěrk, písek a bahno) a větší variabilitě proudění mírně zlepšuje na hranici tříd II-III. Tab. 8.20: Formuláře morfologického hodnocení Úseky vodního toku Vodní tok (název, ev. číslo) Zpracovatel Datum Číslo úseku Začátek úseku (km od ústí) Konec úseku (km od ústí) Střední šířka (m) Zatrubnění (0 - ne, 1 - ano) Velký počet přirozených stupňů (0 - ne, 1 - ano)

Vodní tok Y 5.9.2009 0_1 0_2 0_3 0_4 0_5 0_6 0_7 0_8 0_9 0,365 0,690 0,985 1,208 1,320 1,955 1,980 2,470 2,665 0,690 0,985 1,208 1,320 1,955 1,980 2,470 2,665 3,000 2,9 2,9 3,0 3,5 3,0 2,7 2,8 3,0 3,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

53


Úseky vodního toku Vodní tok (název, ev. číslo) Zpracovatel Datum Číslo úseku Variabilita vodní hladiny 1 - výrazná 2 - omezená 3 - žádná Zpevnění dna 1 - žádné 2 - < 10 % 3 - 10 - 30 % 4 - 30 - 60 % 5 - > 60 % 6 - v celém úseku Materiál zpevnění dna 1 - přirozený kámen 2 - dřevo 3 - zatravňovací dlaždice 4 - nepropustné (beton) 5 - ostatní nepropustné Zpevnění břehů 1 - žádné 2 - < 10 % 3 - 10 - 30 % 4 - 30 - 60 % 5 - > 60 % 6 - v celém úseku Materiál zpevnění břehů

Vodní tok Y 5.9.2009 0_5 0_6 1 1

0_1 3

0_2 3

0_3 3

0_4 3

1

2

1

3

1

-

1

-

4

pravý levý

3 3

4 4

3 3

pravý levý

1 1

2 1

4 4 3 3

4 1 2 2

1 - propustný 2 - nepropustný Střední šířka břehového pásma (m) pravý levý Porost břehového pásma pravý levý 1 - odpovídající typu vod. toku 2 - neodpovídající typu vod. toku 3 - umělý porost

0_7 1

0_8 2

0_9 1

1

1

1

1

-

-

-

-

-

3 3

1 1

1 5

1 1

1 1

1 1

1 2

2 2

1 -

2

-

-

-

3 10 2 2

10 10 1 1

4 25 1 1

15 0 1 3

15 6 1 1

25 30 1 1

18 30 1 1

Stupně Vodní tok (název, ev. číslo) Zpracovatel Číslo úseku Datum Číslo objektu Vzdálenost od začátku úseku (m)

Vodní tok Y

0_4 5.9. 1 0

0_4 5.9. 2 110

2

2

Materiál stupně

3

3

0 - přirozený 1 - dřevo 2 - kámen (skála) 3 - beton (kamenné zdivo) 4 - jiný výška stupně (cm)

80

30

Typ stupně 0 - nepoznatelný 1 - přirozený 2 - umělý

54


Vyhodnocení pochůzky Vodní tok (název, ev. číslo) Zpracovatel Datum Číslo úseku Začátek úseku (km od ústí) Konec úseku (km od ústí) Variabilita 0 výrazná 2 omezená 3 ţádná Stupeň zpevnění dna 0 ţádné 1 <10 % 2 10-30 % 2 >30 % 3 > 30% Stupeň zpevnění břehů 0 <10% 0 <10% 0,5 10-30 % 1 10-30 % 1,5 30-60% 2 30-60% 2,5 >60% 3 >60% Šířka a porost břehového pásma 0 dostatečná 1,5 3 2 nedostateč. 3 3 3 ţádné Celkem

Vodní tok Y

5.9.2009 0_1 0_2 0_3 0_4 0_5 0_6 0_7 0_8 0_9 0,365 0,690 0,985 1,208 1,320 1,955 1,980 2,470 2,665 0,690 0,985 1,208 1,320 1,955 1,980 2,470 2,665 3,000 3 3 3 3 0 3 0 2 0

0

1

0

2

0

0

0

0

0

1

2

1

3

0

3

0

0

0

1,5

3

1

1,5

1,5

2

0

0

0

5,5

9

5

9,5

0

8

0

2

0

5,5

9

5

9,5

1,5

8

0

2

0

kam.zához kam.zához kam.zához jiný materiál propustné nepropustné propustné nepropustné propustné nepropustné propustné nepropustné přirozený nepřirozený umělý přirozený nepřirozený umělý

Vyhodnocení

Počet bodů (součet) 0–1

přírodní stav nebo stav blízký stavu přírodnímu

I.

2–5

málo ovlivněný stav

II.

6–9

silně ovlivněný stav

III.

10 – 12

umělý stav

IV.

Slovní označení stavu

Označení stavu

Barevné označení stavu

55


OK3_650

OK3_200

OK3_60

OK2

OK3_nad

OK1_nad

OK1

OK3

Obr. 8.5: Morfologický stav vodního toku Y (barevné značení tříd viz Tab. 8.20) a odběrné lokality makrozoobentosu Potenciál znovuosídlení Potenciál znovuosídlení úseku narušeného vlivem oddělovací komory OK3 byl posouzen pomocí metodiky BWK-Merkblatt 3 (2001) (Příloha 10.1). Kvantifikován byl jako ţádný aţ nízký (Tab. 8.21). Tab. 8.21: Vyhodnocení potenciálu znovuosídlení vodního toku Y pod OK3 Ukazatel Substrát a jeho diverzita Struktury ve dně Přítoky Mezisoučet Překáţky v průchodnosti Mezisoučet Celkem Potenciál znovuosídlení

Úsek 300 m nad OK3 4 2 0 6 -0,1 5,9

Úsek 300 m pod OK3 1 0 0 1 0 1

6,9 ţádný aţ nízký

Výpočet redukce počtu bodŧ za rybník (překáţka po i proti proudu, intenzita překáţky 300  220   6 * 3  0,1 vysoká, vzdálenost 220 m nad OK3): 300 * 3 Viditelné projevy narušení vodního toku Nebyly pozorovány ţádné viditelné projevy narušení vodního toku. Makrozoobentos Vzorkování a posouzení společenstva makrozoobentosu probíhalo dle metod popsaných v kap. 6.2.4. Odběrné lokality jsou naObr. 8.5. Pro výpočet ekologického profilu společenstva (preference proudění, mikrohabitatu a potravní skupiny) byl pouţit program Asterics ze systému AQEM (AQEM consortium, 2002). Podpŧrné informace o charakteru a variabilitě dnového podkladu a rychlosti proudění byly zjištěny při odběru vzorkŧ makrozoobentosu (Tab. 8.22). 56


Tab. 8.22: Charakter odběrných úseků makrozoobentosu ve vodním toku Y Odběrný úsek OK1_nad OK3_nad OK3_60 OK3_200 OK3_650

Podklad a habitaty Štěrk, hrubý štěrk, kameny Balvany, kameny, štěrk i písek Hrubý štěrk, štěrk, písek Hrubý štěrk málo, štěrk a bahno Kameny, hrubý štěrk, štěrk, bahno

Rychlost proudění: 5 peřeje 4 rychlé

3 střední

Proudění rychlost diverzita střední 4 aţ velká

Průměrná hloubka (cm) 24

4

střední

25

3

střední

19

2

malá

38

3-4

střední

29

2 klidné

1 stojí

Počet taxonŧ makrozoobentosu v toku Y (Tab. 8.23) nad OK3 byl stejný jako nad nejvýše poloţenou komorou OK1 i sloţení společenstva je obdobné, coţ potvrzuje, ţe vlivy mezilehlých oddělovačŧ sem nedosahují. Pod OK3 však počet taxonŧ poklesl velmi výrazně – ze 30 nejprve na 16 v profilu OK3_60 (o 47%), potom aţ na 14 v profilu OK3_200 (o 53%), coţ je klasifikováno jako významné narušení (pokles o více neţ 20%). Ze struktury společenstva makrozoobentosu (Obr. 8.6) je patrné narušení toku nerozpuštěnými látkami (přírŧstek preference mikrohabitatŧ pelál a POM, nárŧst podílu sběračŧ a filtrátorŧ, úbytek aţ vymizení zástupcŧ čeledi Simuliidae) i pŧsobení dalších chemických stresorŧ (vymizení Rhyacophila sp.). Čistě hydraulické zatíţení nebylo identifikováno. Na změně struktury společenstva se podílí téţ degradace morfologického stavu, která se projevuje úbytkem taxonŧ preferujících hrubozrnné mikrohabitaty (litál + akál) a taxonŧ preferujících rychlejší proudění (RP + RB) a zároveň nárŧstem podílu taxonŧ indiferentních vŧči proudění (IN) i nárŧstem podílu preference ostatních druhŧ mikrohabitatŧ. V profilu OK3_650 se díky mírnému zlepšení morfologie toku sice zvýšil počet nalezených taxonŧ makrozoobentosu na 33, avšak z jeho struktury je stále patrné značné narušení oproti referenci. Nejniţší saprobní index (Si) byl zaznamenán pod rybníkem v profilu OK3_nad (1,44). V dŧsledku zatíţení organickým materiálem stoupl pod OK3 aţ na 2,15 v profilu OK3_200 (významné narušení, protoţe ΔSi ≥ 0,3 oproti OK3_nad i OK1_nad) (Tab. 8.23). Podle ČSN 75 7221 se profil OK3_nad řadí svým Si do I. třídy a ostatní profily do II. třídy jakosti vody. Systém AQEM klasifikuje ekologický stav vzorkovaných lokalit toku Y podle Si jako velmi dobrý aţ dobrý kromě profilu OK3_200, kde je střední. Tab. 8.23: Vyhodnocení narušení společenstva makrozoobentosu ve vodním toku Y (vysvětlivky viz Tab. 6.1) Ukazatel Základní charakteristiky

Proudění

Počet jedinců Počet druhů Počet citlivých druhů Saprobní index Limno- aţ rheophilní taxony (LR) Rheophilní (RP) a rheobiontní (RB) taxony

Jednotka

OK1_ nad 7390 30 4 1,76

OK3_ nad 3028 30 4 1,44

OK3_ 60 897 16 3 1,83

OK3_ 200 980 14 2 2,15

OK3_ 650 680 33 4 1,76

%

0,1

0,0

1,3

0,8

1,2

%

46,1

74,4

37,9

6,1

65,3

57


Ukazatel Indiferentní taxony (IN) Pelál + POM Litál + akál Ostatní Sběrači a filtrátoři Drtiči Spásači Oligochaeta Chironomidae Ancylus fluviatilis Baetis sp. Rhyacophila sp. Simuliidae Nerozpuštěné látky Chemické + hydraul. zatíţení Nerozpuštěné látky + hydraul. zatíţení Chemické zatíţení Hydraulické zatíţení Morfologická degradace

Mikrohabitaty Potravní skupiny

Specifické druhy

Stresory

Jednotka % % % % % % %

OK1_ nad 15,1 10,8 48,6 2,1 40,2 7,3 46,0 25 790 25 2440 40 75

OK3_ nad 5,7 7,3 59,0 1,1 31,6 9,8 50,3 24 144 4 332 60 12

50

30

30

10

-10

-30

Celkový počet taxonů

Rozdíl oproti referenci (%)


OK3_ 200 23,7 12,9 6,9 5,1 38,8 31,2 16,5 12 188 0 56 0 0 ++

OK3_ 650 29,6 26,2 30,8 7,3 39 10,6 28,1 3 177 0 56 2 0 ++

++

+

++

+ +++ +

++ +++ ++

+ ++ ++

PREFERENCE PROUDĚNÍ

TAXONY 50

-50

OK3_ 60 8,8 12,4 40,2 2,1 41,4 7,7 41,0 2 75 0 316 0 4 +++

10

-10

-30

LR RP+RB IN

-50

Počet citlivých taxonů -70

-70

OK3_60

OK3_200

OK3_650

OK3_60

50

30

30

10

-10

-30

Pelál + POM Litál + akál Ostatní

-50

OK3_650

POTRAVNÍ SKUPINY

50

-70



PREFERENCE MIKROHABITATŮ

OK3_200

10

-10

-30

Sběrači a filtrátoři Drtiči Spásači

-50

-70

OK3_60

OK3_200

OK3_650

OK3_60

OK3_200

OK3_650

Obr. 8.6: Rozdíly ve složení společenstva makrozoobentosu ve vodním toku Y pod oddělovačem OK3 vůči referenci OK3_nad (vysvětlivky viz Tab. 6.1)

8.2.3 Vyhodnocení a návrh opatření Narušení vodního toku Y vlivem přepadŧ z oddělovací komory OK3 je významné a jeho ekologický stav v části podélného profilu pod jejím zaústěním není dobrý, jak vyţaduje Směrnice 2000/60/ES. Je proto nutno přistoupit jednak k opatřením pro zlepšení hydromorfologického stavu vodního toku (revitalizace toku), jednak k opatřením pro sníţení jeho zatíţení nerozpuštěnými látkami (kap. 4.4.2). 58


9 Literatura AČE ČR (2009): Metodická příručka Posouzení stokových systémŧ urbanizovaných povodí (PSSUP, http://www.opzp.cz/soubor-ke-stazeni/17/5237-metodicka_prirucka_stokovy_system_090604.pdf )

AQEM Consortium (2002): AQEM – Manual for the Application of the AQEM System. ATV - A 166 (1999): Bauwerke der zentralen Regenwasserbehandlung und –rückhaltung. Borchardt D. (1992): Wirkungen stossartiger hydraulischer und stofflicher Belastungen auf ausgewählte Fliessgewässerorganismen. Schriftenreihe Universität Kassel. Bd. 10. BUWAL (1998). Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewasser: Ökomorphologie Stufe F, Mitteilungen zum Gewässerschutz Nr. 27. Bern. BUWAL (1998): Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer in der Schweiz: Modul-Stufen-Konzept. Mitteilungen zum Gewässerschutz, Nr. 26. Bern. BUWAL (2007): Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer. Äusserer Aspekt. Umwelt-Vollzug Nr. 0701. Bundesamt für Umwelt, Bern. 43 S. BWK-Materialien 1 (2003): Begleitband zu dem BWK-Merkblatt 3. BWK-Merkblatt 3 (2001): Ableitung von immissionsorientierten Anforderungen an Mischund Niederschlagswassereinleitungen unter Berücksichtigung örtlicher Verhältnisse. 2. Auflage. BWK-Merkblatt 7 (2008). Leitfaden zur detaillierten Nachweisführung immissionsorientierter Anforderungen an Misch- und Niederschlagswassereinleitungen gemäss BWK-Merkblatt 3. ČSN 75 7221 (1998): Jakost vod. Klasifikace jakosti povrchových vod ČSN EN 752 (75 6110) (2008): Odvodňovací systémy vně budov EAWAG, Berner Fachhochschule, GSA und BUWAL (2005a): Wasser- und Materialflüsse bei der Entwässerung von Metall-, Ziegel,- Kies und Gründächern. Schlussbericht des Forchungsprojektes. EAWAG, Berner Fachhochschule, GSA und BUWAL (2005b): Schadstoffe im Strassenabwasser einer stark befahrenen Strasse und deren Retention mit neuartigen Filterpaketen aus Geotextil und Adsorbermaterial. Schlussbericht des Forchungsprojektes. Emerson, K.R., R.C. Russo, R.E. Lund, and R.V. Thurston (1975): Aqueous ammonia equilibrium calculations: effect of pH and temperature. Journal of Fisheries Research Board of Canada 32, pp.2379-2383. Fenz, R. (2001): Gewässerschutz bei Mischwasserentlastungen – Emissions- und Imissionsanforderungen. Wiener Mitteilungen Wasser-Abwasser-Gewässer, Bd. 168, M1-32. Harremoës, P. (2002): Integrated urban drainage, status and perspectives. Water Science and Technology, 45(3), 1-10. Havlík, V., Kabelková, I. a Haloun, R. (2007): Rešerše problematiky interakce odlehčovacích komor s recipienty, Závěrečná zpráva, MZe – ČVTVHS. Jordan, C. (1989): The mean pH of mixed fresh waters. Wat. Res. 23(10), pp. 1331-1334. Kabelková, I. a Štastná, G. (2008): Ověřování metodik vlivu oddělovačŧ na recipienty. Zpráva 1. etapy, MŢP. Kabelková, I. a Štastná, G. (2009): Ověřování metodik vlivu oddělovačŧ na recipienty. Zpráva 2. etapy, MŢP. 59


Kokeš J. a Němejcová, D. (2006): Metodiky odběru a zpracování vzorku makrozoobentosu tekoucích vod metodou PERLA. Krejci,V., Frutiger, A., Kreikenbaum, S., Rossi, L. (2004): Gewässerbelastungen durch Abwasser aus Kanalisationenbei Regenwetter, Projekt STORM: Abwassereinleitungen aus Kanalisationen bei Regenwetter, EAWAG und BUWAL. Krejčí a kol. (2002): Odvodnění urbanizovaných území – koncepční přístup (Eds. P. Hlavínek a E. Zeman), NOEL 2000, Brno. Langhammer, J. (2008): Hydroekologický monitoring - Metodika pro monitoring hydromorfologických ukazatelŧ ekologické kvality vodních tokŧ. Merz, P. und Gujer, W. (1997): Fliessgewässer und Siedlungsentwässerung. Gas-Wasser-Abwasser 77(3), 181-197.

die

Einwirkungen

der

Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových a odpadních vod, náleţitostech k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech, ve znění nařízení č. 229/2007 Sb. Nařízení vlády č. 71/2003 Sb. o stanovení povrchových vod vhodných pro ţivot a reprodukci pŧvodních druhŧ ryb a dalších vodních ţivočichŧ a o zjišťování a hodnocení stavu jakosti těchto vod, ve znění nařízení č. 169/2006 Sb. ÖWAW-Regelblatt 19 (2007): Richtlinien für die Bemessung von Regenentlastungen in Mischwasserkanälen. Rauch, W., Krejci, V. und Gujer, W. (2000): REBEKA: Ein Simulationsprogramm zur Abschätzung der Beeinträchtigung der Fliessgewässer durch Abwassereinleitungen aus der Siedlungsentwässerung bei Regenwetter. Schriftenreihe der EAWAG, Nr. 16. Rossi, L. (1998): Qualite des eaux de ruisselement urbaines. These No 1789 EPFL Lausanne. Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze dne 23. října 2000, ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky. Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2006/7/ES ze dne 15. února 2006, o řízení jakosti vod ke koupání a o zrušení směrnice 76/160/EHS. Směrnice Rady 91/271/EHS ze dne 21. května 1991, o čištění městských odpadních vod. TNV 75 6262 Odlehčovací komory a separátory (květen 2003) VSA (2007): Abwassereinleitungen aus Kanalisationen bei Regenwetter: Richtlinie „STORM“ für die konzeptuelle Planung von Massnahmen. VSA, Zürich. Vyhláška č. 501/2006 Sb., o obecných poţadavcích na vyuţívání území Zabel, T., Milne, I. and McKay, G. (2001): Approaches adopted by the European Union and selected Member States for the control of urban pollution. Urban Water (3), pp. 25-32. Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonŧ (vodní zákon). Zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonŧ (zákon o vodovodech a kanalizacích). Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon).

60


10 Přílohy 10.1 Stanovení potenciálu znovuosídlení dle BWK-Merkblatt 3 (2001) Potenciál znovuosídlení se stanovuje na základě bodového hodnocení přirozenosti koryta a relevantních struktur včetně překáţek prŧchodnosti pro biocenózu. Posuzují se tři 100 m úseky nad a pod jednotlivými zaústěními dešťových oddělovačŧ nebo oddílné dešťové kanalizace, jejichţ bodové hodnocení se následně prŧměruje. Pro kaţdý 100 m úsek a se zjišťuje: typ substrátu, zpevnění dna, diverzita podloţí, zvláštní struktury ve dně (výmoly, zpětné vzdutí, tišiny, tŧně, kaskády apod.) a makrofyta (ponořené a plovoucí rostliny) v korytě. Je téţ nutno zjistit polohu a přirozenost případných přítokŧ v úsecích 300 m nad a pod výustí. Kromě toho se nad posuzovanou výustí musí zohlednit výše leţící zaústění dešťových vod a překáţky prŧchodnosti s odstupem menším neţ 600 m a stanovit jejich typ a intenzitu. Výpočet potenciálu znovuosídlení se provádí pro 300 m úseky toku nad (So) a pod (Su) výustí v následujících krocích: 1. Stanovení počtu bodŧ pro typ substrátu, dna a diverzitu substrátu (Tab. 10.1). 2. Stanovení počtu bodŧ pro zvláštní dnové struktury a makrofyta (Tab. 10.2). 3. Stanovení počtu bodŧ pro boční přítoky (Tab. 10.3). 4. Stanovení počtu bodŧ pro úseky nad a pod výustí: a. Součet bodŧ z Tab. 10.1 - Tab. 10.3 pro So a Su (Po a Pu) b. Redukce počtu bodŧ Po pro další zaústění dešťových vod v úseku So ve vzdálenosti více neţ 300 m a méně neţ 600 m (SE1,E2): Po( red ) 

S E 1,E 2  300 So

* Po

(Po(red) = redukované Po); 300 m < SE1,E2 <600 m; (v případě, ţe vzdálenost dalšího zaústění je menší neţ 300 m, je Po(red) = 0.) 5. Redukce počtu bodŧ v rámci So a Su pro překáţky prŧchodnosti: a. Klasifikace překáţek prŧchodnosti podle typu a intenzity (Tab. 10.4 a Tab. 10.5), b. Redukce počtu bodŧ za překáţky prŧchodnosti (Pab) (Tab. 10.6). Překáţky po proudu jsou vţdy i překáţky pro pohyb proti proudu. 6. Stanovení celkového součtu bodŧ (Pges = (Po + Pu) - Pab). 7. Klasifikace potenciálu znovuosídlení na základě celkového počtu bodŧ Pges (Tab. 10.7). 61


Tab. 10.1: Typ substrátu, zpevnění dna a diverzita substrátu Typ substrátu, zpevnění dna a diverzita substrátu (ta zahrnuje i spadané listí a dřevo) Jeden z následujících typů substrátu ve dně převaţuje: Bahno a usazeniny Hlína/ hlinitá půda/ jíl Písek Rostlá rašelina nebo Zpevnění dna bez sedimentu a (o) nebo (+) diverzita substrátu

Body So

Su

0

0

2

1

4

2

6

3

Jeden z následujících typů substrátu ve dně převaţuje: Bahno a usazeniny Hlína/ hlinitá půda/ jíl Písek Rostlá rašelina nebo Zpevnění dna se sedimentem a (++) aţ (++++) diverzita substrátu nebo Jeden z následujících typů substrátu ve dně převaţuje: Hrubý písek/ štěrk Štěrk Štěrk/ kámen Kameny/ balvany/ rostlá skála (rozpukaná) a (o) nebo (+) diverzita substrátu Jeden z následujících typů substrátu ve dně převaţuje: Hrubý písek/ štěrk Štěrk Štěrk/ kámen Kameny/ balvany/ rostlá skála (rozpukaná) a (++) diverzita substrátu Jeden z následujících typů substrátu ve dně převaţuje: Hrubý písek/ štěrk Štěrk Štěrk/ kámen Kameny/ balvany/ rostlá skála (rozpukaná) a (+++) aţ (++++ ) diverzita substrátu

Kvantifikace diverzity: (o) (+) (++) (+++) (++++)

Ţádná Malá Střední Velká Velmi velká

62


Tab. 10.2: Zvláštní struktury ve dně a makrofyta v korytě toku Body

Zvláštní struktury ve dně a makrofyta v korytě toku Ţádné struktury dna nebo naplaveniny a (0) aţ (+) makrofyt v korytě Ţádné struktury dna nebo naplaveniny a (++) makrofyt nebo

So

Su

0

0

2

1

4

2

6

3

1 aţ 2 struktury (na 100 m) a (o) aţ (+) makrofyt Ţádné struktury dna nebo naplaveniny a (+++) makrofyt nebo 1 aţ 2 struktury (na 100 m) a (++) makrofyt nebo více struktur a (o) aţ (+) makrofyt 1 aţ 2 struktury (na 100 m) a (+++) makrofyt nebo více struktur a (++) makrofyt nebo mnoho struktur a (o) aţ (+++) makrofyt Kvantifikace výskytu makrofyt: (o) (+) (++) (+++)

Ţádný Malý Střední Velký

63


Tab. 10.3: Soutok s dalšími přítoky Body

Soutok s dalšími přítoky So

Su

Ţádný soutok, případně pouze s přítokem se zcela narušenou morfologií (se zcela umělým charakterem)

0

0

Soutok s přítokem s podstatně narušenou morfologií (se značně umělým charakterem)

2

1

Soutok s jedním nebo více přítoky omezeně přírodního charakteru

4

2

Soutok s jedním nebo více přítoky převáţně či úplně přírodního charakteru

6

3

Tab. 10.4: Účinnost překážek průchodnosti proti proudu Intenzita překážky

Typ překážky

Velká

Vysoké a velmi vysoké stupně, zatrubnění > 80m bez sedimentu, tišiny v hlavním proudu

Střední

Stupeň s rybím přechodem, hladký skluz, zatrubnění < 80 m bez sedimentu, zatrubnění se sedimentem, zuţující se propustky a/nebo bez sedimentu., stavby s mírným aţ velkým vzdutím

Malá

Stupeň s obtokem, hrubé skluzy, malé stupně, propustky se sedimentem, stavby s malým vzdutím

Tab. 10.5: Účinnost překážek průchodnosti proti a po proudu Intenzita překážky

Typ překážky

Velká

Tišiny v hlavním proudu

Střední

Stavby s mírným aţ velkým vzdutím

Malá

Stavby s malým vzdutím

64


Tab. 10.6: Překážky průchodnosti Typ překážky

Místo překážky

Intenzita překážky

Vzorce pro stanovení redukce počtu bodů (Pab)

Žádná překážka

-

-

-

( S o  S o( E ,H ) )  Po * 3 Po a proti proudu

So * 3

Vysoká

So


So * 3

Střední

So


So * 3

Malá

So

( S u  S u( E ,H )1 )  Po * 3 S u( E ,H )2 * Pu * 1 * 3 Po a proti proudu

Su * 3

Vysoká

Su

+

Su * 3 * 3


Su * 3

Střední

Su

+

Su * 3 * 3


Su * 3

Malá

Su

+

Su * 3 * 3

S u( E ,H )2 * Pu * 1 * 3 Proti proudu

Su * 3 * 3

Vysoká

Su


Su * 3 * 3

Střední

Su


Malá

Su

Su * 3 * 3

So(E,H) vzdálenost mezi překáţkou prŧchodnosti a výustí v úseku So Su(E,H)1 vzdálenost mezi výustí a další překáţkou prŧchodnosti v úseku Su So(E,H)2 vzdálenost mezi výustí a nejspodnější překáţkou prŧchodnosti v úseku Su

Tab. 10.7: Vyhodnocení potenciálu znovuosídlení Součet bodů (Pges = (Po + Pu) - Pab)

Potenciál znovuosídlení

0-7

ţádný aţ malý

8 - 17

střední

18 - 30

vysoký

65


10.2 Kontrolní seznam oddělovačů

požadavků

při

posuzování

dešťových

Numerické posouzení dešťových oddělovačů

5 6 7

Kritérium Kalibrován a verifikován pomocí měření? Pro celé povodí účinnost odvádění látek Rozpuštěné Nerozpuštěné Pro jednotlivé dešťové oddělovače – poměr ředění Hydraulické narušení jako součet přepadů translace vlny v toku Akutní toxicita amoniaku jako N-NH4 jako N-NH3 Deficit kyslíku Nerozpuštěné látky Hygienické znečištění

8

Estetické narušení

Krok 0

Simulační model Emise

1

2

Imise

3

4

Odkaz 6.1

Povinné Ano

Provedeno Ano / Ne

3.1.1 3.2

Ano

Ano / Ne

3.1.2

Ano

4.1

Ano / Ne

Vyhoví

Opatření

Ano / Ne Ano / Ne Ano / Ne


Ano / Ne Ano / Ne

Ne

Ano / Ne

rybné vody Ano Ne Ano Ano koupací vody Ano Ano

4.2

4.3 4.4 4.5

4.6

Ano / Ne

Ano

Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne


Ano / Ne Ano / Ne Ano / Ne Ano / Ne


Ano / Ne

Ano / Ne

Ano / Ne

Biologicko-ekologické posouzení vodního toku Krok 1 2

3

4

Část Viditelné projevy narušení pod OK Jakost vody nad urb. povodím pod OK Morfologie nad urb. povodím pod OK Makrozoobentos nad urb. povodím pod OK

Odkaz 6.2.1

Povinné Ne

6.2.2

Ano

6.2.3

6.2.4

Provedeno Ano / Ne

Vyhoví Ano / Ne

Opatření Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano / Ne Ano / Ne

Ano

Ne

Poznámky k vybraným sloupcům: Odkaz

číslo kapitoly příručky s detailním popisem kritéria

Povinné

Ano – posouzení se musí provést vţdy Ne – posouzení se musí provést pouze, pokud nebylo splněno imisní kritérium při niţší podrobnosti posouzení

Vyhoví

Ano - kritérium bylo splněno Ne - kritérium nebylo splněno

Opatření

Ano – návrh opatření pro splnění kritéria byl proveden Ne – návrh opatření nebyl proveden

66


Termíny a definice Pro pouţívání tohoto dokumentu platí následující termíny a definice: Abundance Adsorpce Advekce Akál Akutní toxicita

Akvatický Alkalita (celková), kapacita KNK4,5

též

kyselinová

Amoniak Amoniakální dusík (celkový)

Anaerobní podmínky Autotrofní

BAT Bentos, bentický Bezdeštný odtok Biocenóza

Biologický stav

Biotop Citlivostní analýza Deficit kyslíku

neutralizační

Počet jedinců, hojnost. Navázání látek molekulárními silami na pevné povrchy (např. částice). Přemístění dané veličiny prouděním (usměrněným pohybem spojitého prostředí). Jemný aţ střední štěrk o zrnitosti 0,2-2 cm. Smrtelný nebo jiný závaţný účinek na organizmy nastává při krátkodobém působení zpravidla vysokých koncentrací látky (hodiny-dny). Vodní. Míra stability vody vůči změnám pH při okyselení. Látkové mnoţství silné jednosytné kyseliny v mmol, které spotřebuje 1 litr vody k dosaţení hodnoty pH 4,5. NH3. Plyn, rozpustný ve vodě. Má toxické účinky, zejména na ryby. + NH3+NH4 . Převaţující forma dusíku ve splaškových odpadních vodách. Míra disociace závisí na hodnotě pH a teplotě vody. Toxický účinek má nedisociovaná + molekula NH3, nikoli iont NH4 . Amoniakální dusík je ve vodách za oxických podmínek nestálý a velmi snadno pomocí nitrifikačních bakterií podléhá biochemické oxidaci na dusitany a následně na dusičnany (nitrifikace). Stav bez přítomnosti rozpuštěného kyslíku, dusičnanů, dusitanů a síranů. Organizmus nebo systém nezávislý na vnějších zdrojích organických látek, je schopen sám organické látky vytvářet z látek anorganických. Nejlepší dostupné technologie. Obvykle je tento termín uváděn pro technologie čištění odpadních vod (ČOV) Biocenóza zahrnující všechny ţivočišné (zoobentos) a rostlinné (fytobentos) organizmy obývající břeh a dno vod Odtok jednotnou stokovou sítí neovlivněný dešťovými sráţkami nebo táním sněhu. Soubor populací všech druhů rostlin, ţivočichů, hub a mikroorganizmů, které ţijí v určitém ţivotním prostoru (biotopu), existují mezi nimi určité vztahy. Stav prvků biologické kvality vodních ekosystémů (u vodních toků: vodní flora, fauna bentických bezobratlých, rybí fauna). Oblast s jednotnými podmínkami. Analýza účinku moţných změn vstupních dat či okrajových podmínek na výsledek výpočtu. Rozdíl mezi skutečnou a rovnováţnou 67


Dekolmatace

Destruenti Dešťový oddělovač Dešťový odtok Difúzní zdroje znečištění Disperze (hydrodynamická) Dominance Drtiči-kouskovači Ekologický potenciál - dobrý

Ekologický stav -

dobrý

-

střední

-

poškozený

-

zničený

Ekvivalentní obyvatel

koncentrací rozpuštěného kyslíku ve vodě. Odnos jemných částic nerozpuštěných látek z říčního dna, obnova původní pórovitosti dna. Organizmy, které rozkládají mrtvou hmotu. Objekt nebo zařízení, které odděluje nadměrné průtoky při dešťovém odtoku v jednotném stokovém systému. Sráţky, které z povrchu odtékají do odvodňovacího systému nebo vodního recipientu. Drobné rozptýlené zdroje znečištění. Příčný a podélný rozptyl rozpuštěné látky při proudění. Převládání, převaha. Makrozoobentos ţivící se většími částicemi organického materiálu a drtící organickou hmotu. Stav silně ovlivněného nebo umělého vodního útvaru. Hodnoty příslušných sloţek biologické kvality jsou slabě změněny oproti hodnotám přiřazeným nejbliţšímu typu útvaru povrchové vody při daných fyzikálních podmínkách, které vyplývají z umělých nebo silně ovlivněných charakteristik vodního útvaru. Vyjádření kvality struktury a funkce vodních ekosystémů spojených s povrchovými vodami. Hodnoty biologických kvalitativních sloţek vykazují mírnou úroveň narušení vzniklého lidskou činností, avšak odlišují se pouze málo od těch, které se obvykle vyskytují u tohoto typu vodního útvaru v nenarušených podmínkách. Hodnoty biologických kvalitativních sloţek daného typu útvaru povrchové vody se středně odlišují od těch, které se obvykle vyskytují u tohoto typu útvaru povrchové vody v nenarušených podmínkách. Hodnoty vykazují střední známky narušení vyvolaného lidskou činností a jsou významně více ovlivněny neţ u dobrého stavu. Vody, jeţ vykazují známky velkých změn hodnot sloţek biologické kvality pro daný typ útvaru povrchové vody a ve kterých se odpovídající biologická společenstva podstatně liší od společenstev vyskytujících se v tomto typu útvaru povrchové vody za nenarušených podmínek. Vody, jeţ vykazují známky těţkých změn hodnot sloţek biologické kvality pro daný typ útvaru povrchové vody a ve kterých se nevyskytuje velká část odpovídajících biologických společenstev obvykle ţijících v tomto typu útvaru povrchové vody za nenarušených podmínek. Fiktivní počet obyvatel zohledňující i 68


Emise Emisní ochrana (přístup) Estetické znečištění (narušení)

Eutrofizace Fekální znečištění Filtrátoři

Habitat Heterotrofní

Hydraulický (hydrobiologický) stres Hygienické znečištění (narušení) Chronická toxicita

Imise Imisní ochrana (přístup)

Kalibrace modelu

Klíčový ukazatel

Kolmatace Kombinovaný přístup Kyselinová neutralizační kapacita Limnophilní Litál

produkci znečištění jinými neţ splaškovými vodami. Vypouštění látky do ţivotního prostředí. Přístup stanovující limity vypouštění vod z dešťových oddělovačů do recipientů bez ohledu na charakteristiky recipientu. Znečištění viditelné nebo čichem poznatelné, např. plovoucí látky, olejové skvrny, odpadky na březích. Obohacování vod o ţiviny, zejména dusík a fosfor. Znečištění mikroorganizmy z nečištěných lidských splašků a výkalů hospodářských zvířat. Makrozoobentos vyskytující se v oblastech se značnými sedimenty a zachytávající potravu rozptýlenou ve vodě. Místo výskytu určitého organizmu, biotop, ţivotní prostor. Organizmus nebo systém vyţadující energeticky bohaté organické molekuly, není schopen jejich samostatné výroby a proto je závislý na přísunu těchto látek zvenčí. Škodlivé vlivy na vodní flóru a faunu způsobené vysokými průtočnými rychlostmi a unášecími silami. Znečištění recipientů patogenními mikroorganizmy ohroţující jejich uţívání k rekreaci a pro vodárenské účely. Smrtelný nebo jiný závaţný účinek na organizmus je vyvolán dlouhodobým systematickým nebo opakovaným působení látky. Přijímání látky v ţivotním prostředí. Je důsledkem emise. Přístup stanovující limity vypouštění vod z dešťových oddělovačů do recipientů s ohledem na charakteristiky recipientu. Stanovení takových sad parametrů modelu, které povedou k nejmenším odchylkám mezi výsledky simulace a měřenými daty, a tím k redukci nejistot. Pro identifikaci optimální sady parametrů můţe být pouţita metoda „pokusů a omylů― nebo matematické optimalizační techniky. Ukazatel charakterizující funkci systému městského odvodnění. Můţe mu být přiřazena konkrétní poţadovaná hodnota (cílová hodnota), např. emisní či imisní kritérium. Sníţení propustnosti dna vodního toku zanášením dna jemnými částicemi. Způsob stanovení emisních limitů při současném dodrţení emisních a imisních kritérií (standardů). Viz alkalita. Makrozoobentos objevující se ve stojatých vodách. Hrubý štěrk, kameny a valouny o zrnitosti > 2 cm. 69


Makrofyta Makrozoobentos Morfologický stav

Morfologie (hydromorfologie) Nestacionární Oddělená voda

Oddělovací komora Odlehčovací komora Partikulární organický materiál Patogenní organizmy Pelál Plošné zdroje znečištění Poměr ředění

Potenciál znovuosídlení První splach Pufrování Reaerace Remobilizace Rheobiontní Rheophilní Saprobní index

Sběrači Sdružený přístup Silně ovlivněný vodní útvar

Vyšší zelené rostliny. Bezobratlí ţivočichové obývající břeh a dno vod, snadno viditelní prostým okem (> 5mm). Proměnlivost hloubky a šířky koryta vodního toku, charakter substrátu dna, struktura příbřeţní zóny a podélná průchodnost toku. Soubor vlastností struktur vodního toku a jeho blízkého okolí. Okrajové podmínky a hledané stavové veličiny jsou závislé na čase. Směs bezdeštného a dešťového odtoku v jednotné stokové síti přepadající přes přelivnou hranu dešťového oddělovače do recipientu. Viz dešťový oddělovač Viz dešťový oddělovač Částice organického materiálu (např. kusy dřeva a odumřelé rostliny). Organizmy (viry, baktérie, protozoa, červi) způsobující onemocnění. Bláto o zrnitosti < 0,063 mm. Znečištění vzniklé atmosférickou depozicí nebo splachy z ploch. Podíl bezdeštného průtoku ve stokové síti (průměrného denního průtoku nebo maximálního hodinového průtoku) k průtoku deštěm zředěných vod. Schopnost osídlení narušeného úseku vodního toku z přilehlých úseků nebo z ochranných prostor narušeného místa. Nejvíce znečištěný dešťový odtok na počátku deště. Odolnost vody vůči změnám pH. Je dána především obsahem hydrogenuhličitanů. Provzdušňování, doplňování rozpuštěného kyslíku do vody přes vodní hladinu. Opětovné uvolnění vázaných nebo adsorbovaných látek (např. těţkých kovů) do vodního proudu. Makrozoobentos nacházející se v tocích v oblastech s vysokými rychlostmi proudění. Makrozoobentos nacházející se v tocích v zónách se středními rychlostmi proudění. Index, který charakterizuje míru znečištění povrchových vod rozloţitelnými organickými látkami. Různému stupni znečištění odpovídají různé vodní biocenózy, které jsou tvořeny různě odolnými organizmy. Pro stanovení indexu se pouţívá převáţně rozbor společenstva makrozoobentosu. Makrozoobentos ţivící se zbytky rostlin a ţivočichů na dně, hojně se vyskytuje v oblastech s jemným sedimentem. Viz kombinovaný přístup. Útvar povrchové vody, který v důsledku fyzických změn způsobených lidskou činností má podstatně změněný charakter. 70


Spásači, seškrabávači Standard environmentální kvality

Substrát Superpozice Synergický účinek Taxon

Translace, translační pohyb Transport látky Trofická struktura Trofická úroveň

Trofie Účinnost odvádění

Urbanizované povodí Verifikace modelu

Vodní recipient

Makrozoobentos seškrabávají částice rostlinného původu z povrchů a zachycující zbytky z proudu. Koncentrace určité znečišťující látky nebo skupiny látek ve vodě, sedimentech nebo ţivých organismech, která nemá být překročena z důvodu ochrany lidského zdraví a ţivotního prostředí. Dnový podklad. Skládání, překrývání. Zesilující se účinek více efektů. Obecné označení systematických skupin rostlin a ţivočichů (třída, čeleď, rod, druh ....). Počet taxonů vyjadřuje počet skupin organizmů determinovaných do různé taxonomické úrovně (např. některých jedinců do čeledi, jiných do rodu či druhu). Oproti tomu počet druhů vyjadřuje počet skupin determinovaných do nejniţší taxonomické úrovně (druhu). Posuvný pohyb, při němţ všechny body tělesa mají stejnou rychlost a stejné zrychlení. Přenos látky ve vodě advekcí a disperzí. Organizace společenstva charakteristická tokem energie jeho různými trofickými úrovněmi. Umístění v potravinovém řetězci, vyjádřené počtem stupňů přenosu energie potřebných k dosáhnutí dané trofické úrovně. Výţiva organizmů. Podíl mnoţství sledované veličiny odváděného jednotnou kanalizací na ČOV k mnoţství sledované veličiny na přítoku do jednotné kanalizace. Povodí, kde stavební činností byly změněny přirozené odtokové podmínky. Přezkoušení modelu pro jiná období a zatíţení systému neţ při kalibraci. Výpočty při verifikaci se provádějí s jinou sadou měřených vstupních dat a kalibrovanými parametry modelu a porovnává se výsledek simulace s měřenými daty. Kaţdý vodní útvar, do kterého jsou vody nebo odpadní vody vypouštěny.

71


Seznam symbolů a zkratek  dest NL sed,j

účinnost odvádění látek na ČOV (%) účinnost odvádění dešťového odtoku a rozpuštěných látek na ČOV (%) účinnost odvádění nerozpuštěných látek na ČOV (%) sedimentační účinnost prŧtočné nádrţe j nebo separační účinnost objektu j (%) alk celková alkalita (mmol/l) Apřir plocha přirozeného povodí recipientu k profilu výusti městského odvodnění (km2) Ared redukovaná plocha k profilu oddělovací komory (ha) BAT nejlepší dostupné technologie BSK5 biochemická spotřeba kyslíku pětidenní cbezd koncentrace N-NH4 v bezdeštném odtoku (mg/l) cdest koncentrace N-NH4 v dešťovém odtoku (mg/l) cJK koncentrace v odtoku jednotnou kanalizací (mg/l) cOK koncentrace N-NH4 v oddělené vodě i v odtoku škrticí tratí (mg/l) cOK koncentrace ve vodě odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu (mg/l) cOK,nad koncentrace N-NH4 v odtoku škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí (mg/l) cR,nad koncentrace N-NH4 ve vodním toku nad zaústěním OK (mg/l) cR,pod koncentrace N-NH4 ve vodním toku pod zaústěním OK (mg/l) cT koncentrace veškerého oxidu uhličitého (mmol/l) ČOV čistírna odpadních vod EO ekvivalentní obyvatel CHSK chemická spotřeba kyslíku k pořadí prvku výběru (počet) KNK4,5 kyselinová neutralizační kapacita do pH 4,5 L počet prvkŧ výběru (počet) M délka simulace (počet let) N-(NH4++NH3)koncentrace celkového amoniakálního dusíku ve vodě (mg/l) Ncelk celkový dusík NL nerozpuštěné látky N-NH3 koncentrace amoniaku ve vodě (mg/l) N-NH4 amonné ionty N-NO2 dusitanový dusík N-NO3 dusičnanový dusík OK oddělovací komora, dešťový oddělovač Pcelk celkový fosfor PDO Metodická příručka Posuzování dešťových oddělovačŧ jednotných stokových systémŧ v urbanizovaných územích pH záporný dekadický logaritmus koncentrace vodíkových kationtŧ ve zředěném vodném roztoku 2729,92 pKa disociační konstanta, p Ka  0,09018  , T (°C) T  273,16 PSSUP Metodická příručka posuzování stokových systémŧ urbanizovaných povodí Q1 jednoletá povodeň; jednoletý prŧtok ve vodním toku (m3/s) Q2 dvouletá povodeň; dvouletý prŧtok ve vodním toku (m3/s) Q347 prŧtok v recipientu, který je v dlouhodobém prŧměru dosaţen nebo překročen 347 dní v roce (m3/s) Qbezd bezdeštný odtok, tzn. splaškové + prŧmyslové + balastní vody apod. (m3/s) Qdest dešťový odtok v povodí (m3/s) 72


QOK Qpokr Qpokr,nad Qpřep,1 QR,nad Qtok T TOC Vbezd Vdest Vdest VJK VOK VOK,DN,j x

oddělený prŧtok do recipientu (m3/s) odtok škrticí tratí směrem na ČOV (m3/s) odtok škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí (m3/s) jednoletý prŧtok z výustí oddělovacích komor a dešťové kanalizace (m3/s) prŧtok ve vodním toku nad zaústěním OK (m3/s) prŧtok ve vodním toku pod výustí (m3/s) doba opakování (roky) celkový organický uhlík roční mnoţství bezdeštného odtoku odváděného jednotnou kanalizací (m³/rok) roční mnoţství dešťového odtoku přitékající do jednotné kanalizace (m³/rok) roční mnoţství dešťového odtoku přitékající do jednotné kanalizace (m³/rok) roční mnoţství celkového odtoku odváděného jednotnou kanalizací (m³/rok) roční mnoţství vody odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu (m³/rok) roční mnoţství vody odváděné do recipientu přes prŧtočnou nádrţ nebo jiný objekt se separačními účinky j (m³/rok) faktor zvýšení Qpřep,1

73

Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích

Recommend Documents