Voda a ţivotní prostředí Moravskoslezského kraje 2010

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologická fakulta Institut environmentálního inţenýrství

Vojtěch Václavík a kolektiv

Výukové texty k soutěţi

Voda a ţivotní prostředí Moravskoslezského kraje 2010

„Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky“

Vojtěch Václavík a kolektiv

Výukové texty k soutěţi

Voda a ţivotní prostředí Moravskoslezského kraje 2010

„Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky“

Výukové texty k soutěţi: Voda a ŢP Moravskoslezského kraje

Seznam autorů a spolupracovníků prof. Dr. Ing. Miroslav Kyncl Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava

Doc. Dr. Ing. Radmila Kučerová Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava

Ing. Vojtěch Václavík, Ph.D. – vedoucí autorského týmu, editor Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava

Ing. Silvie Heviánková, Ph.D. Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava

Ing. Iva Bestová, Ph.D. Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava

Ing. Pavla Nábělková Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava


Ing. Tomáš Dvorský Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava

Ing. Martin Šťastný Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava

Ing. Jitka Rampáčková Insitut environmentálního inženýrství, Hornicko-geologická fakulta, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Tř. 17. Listopadu, 708 33 Ostrava


Obsah 1. Voda, zásoba vody na zemi, dělení vody, sráţková voda ........................................... 1 1.1 Voda............................................................................................................................ 1 1.2 Zásoby vody na Zemi .................................................................................................. 1 1.3 Dělení vody dle jejího výskytu..................................................................................... 2 1.4 Dělení vody dle jejího pouţití ...................................................................................... 2 1.5 Atmosférické sráţky .................................................................................................... 2 1.6 Sráţková bilance.......................................................................................................... 3 1.7 Sráţková voda a její vyuţití ......................................................................................... 3 1.7.1 Moţnosti vyuţití zachycené sráţkové vody............................................................... 5 2. Spotřeba vody, cena vody ............................................................................................ 7 2.1 Spotřeba vody.............................................................................................................. 7 2.1.1 Spotřeba vody ve světě ............................................................................................. 7 2.1.2 Spotřeba vody v České republice .............................................................................. 8 2.1.3 Spotřeba vody při kaţdodenních činnostech v domácnosti ........................................ 8 2.2 Cena vody ................................................................................................................. 11 2.2.1 Vodné ..................................................................................................................... 11 2.2.2 Stočné..................................................................................................................... 11 2.3 Základní výpočty a jednotky ...................................................................................... 12 3. Správní údaje vodního toku: povodí, plocha povodí, katastrální území, lesnatost, řád toku, charakteristika povodí, odtok, průtok .......................................................... 14 3.1 Správní údaje toku ..................................................................................................... 14 3.1.1 Povodí .................................................................................................................... 14 3.1.2 Správce toku ........................................................................................................... 14 3.1.3 Plocha povodí ......................................................................................................... 15 3.1.4 Katastrální území .................................................................................................... 15 3.1.5 Lesnatost ................................................................................................................ 15 3.1.6 Řád toku ................................................................................................................. 16 3.1.7 Charakteristika povodí ............................................................................................ 16 3.1.8 Odtok ..................................................................................................................... 18 3.1.9 Průtok ..................................................................................................................... 19 4. Přírodní charakteristiky vodního toku: geologické charakteristiky vodního toku, klimatické charakteristiky vodních toků, hydrologické a pedologické poměry vodních toků ................................................................................................................................ 22 4.1 Geologické charakteristiky vodního toku ................................................................... 22 4.2 Klimatické charakteristiky vodních toků .................................................................... 23


4.2.1 Teplota ................................................................................................................... 23 4.2.2 Sráţky .................................................................................................................... 23 4.3 Hydrologické pedologické poměry vodního toku ....................................................... 24 4.3.1 Hydrologické pořadí ............................................................................................... 24 5. Zhodnocení stavajího stavu: extravilán, intravilán, rozměry vodního toku, charakter trasy, přítoky, odběry, objekty na toku, stav břehů a dna ......................... 27 5.1 Extravilán, intravilán ................................................................................................. 27 5.2 Rozměry vodního toku .............................................................................................. 27 5.2.1 Délka toku .............................................................................................................. 27 5.3 Charakter trasy .......................................................................................................... 27 5.4 Přítoky....................................................................................................................... 29 5.5 Odběry ...................................................................................................................... 29 5.6 Objekty na toku ......................................................................................................... 29 5.6.1 Koncentrační stavby – účel, rozdělení. .................................................................... 29 5.6.2 Prahy ...................................................................................................................... 30 5.6.3 Stupně .................................................................................................................... 30 5.6.4 Balvanité skluzy ..................................................................................................... 30 5.7 Stav břehů a dna ........................................................................................................ 31 5.7.1 Základní typy dnových útvarů ................................................................................. 31 5.7.2 Kvalita vody ........................................................................................................... 32 6. Obecné zásady návrhu trasy koryta ......................................................................... 33 6.1 Přímé úseky ............................................................................................................... 34 6.1.1 Křivky pouţívané při návrhu trasy .......................................................................... 34 7. Vodohospodářské stavby: funkce přehrady, dělení hrází, příčný profil homogenní a nehomogenní hráze........................................................................................................ 38 7.1 Vodní díla .................................................................................................................. 38 7.1.1 Zemní (sypané) přehrady ........................................................................................ 39 7.1.2 Kamenité a balvanité hráze ..................................................................................... 42 7.1.3 Tíţné (gravitační) přehrady ..................................................................................... 42 8. Vodohospodářské s tavby: funkce jezů, dělení jezů – pevné, pohyblivé jezy .......... 44 8.1 Pevné jezy ................................................................................................................. 45 8.1.1 Dočasné a trvalé dřevěné jezy ................................................................................. 45 8.1.2 Betonové jezy ......................................................................................................... 46 8.2 Pohyblivé jezy ........................................................................................................... 47 8.2.1 Stavidlové jezy ....................................................................................................... 47


8.2.2 Tabulové jezy ......................................................................................................... 48 8.2.3 Segmentový jezy .................................................................................................... 49 8.2.4 Jezové uzávěry z plastických hmot – vakový jez ..................................................... 49 9. Vzorový popis vodních děl ........................................................................................ 51 9.1 Vodní dílo Janov ....................................................................................................... 51 9.2 Vodní dílo Přísečnice ................................................................................................. 53 9.3 Jez Hučák v Hradci Králové ...................................................................................... 54 10. Zásobování pitnou vodou ........................................................................................ 57 10.1 Současný stav zásobování pitnou vodou a odkanalizování odpadních vod ................ 57 10.2 Povrchové zdroje ..................................................................................................... 58 10.2.1 Ostravský oblastní vodovod .................................................................................. 58 10.3 Zdroje podzemních vod ........................................................................................... 60 11. Úprava vody: postupy úpravy vody – předčištění vody, odstraňování suspendovaných látek, odstraňované látky, zdravotní zabezpečení vody. Klasifikace látek obsaţených ve vodě. Průmyslové vody ................................................................ 63 11.1 Předčištění vody ...................................................................................................... 63 11.2 Odstraňování suspendovaných látek ........................................................................ 64 11.3 Odstraňované látky .................................................................................................. 64 11.4 Zdravotní zabezpečení vody .................................................................................... 66 11.5 Kalové hospodářství úpraven vody .......................................................................... 67 11.6 Úprava vody na pitné účely v horninovém prostředí (in situ) ................................... 67 11.7 Klasifikace látek obsaţených ve vodě ...................................................................... 67 11.8 Průmyslové vody ..................................................................................................... 69 11.8.1 Význam čištění průmyslových odpadních vod ...................................................... 69 11.8.2 Sloţky průmyslových odpadních vod .................................................................... 70 11.9 Kvalita průmyslových odpadních vod ...................................................................... 71 11.9.1 Podmínky pro vypouštění odpadních vod do veřejné kanalizace ........................... 72 11.9.2 Podmínky pro vypouštění odpadních vod do vodních recipientů ........................... 73 11.10 Způsoby čištění průmyslových odpadních vod ....................................................... 73 12. Stokování: klasická a moderní koncepce odvodnění, soustavy stok, systémy uspořádání gravitačních stokových sítí, kanalizační řád. ............................................ 77 12.1 Klasická koncepce odvodnění .................................................................................. 77 12.2 Moderní koncepce odvodnění .................................................................................. 77 12.3 Kanalizace ............................................................................................................... 78 12.4 Soustavy stokových sítí ........................................................................................... 79


12.4.1 Jednotná stoková soustava .................................................................................... 79 12.4.2 Oddílná stoková soustava ...................................................................................... 81 12.4.3 Modifikovaná stoková soustava ............................................................................ 81 12.5 Způsob dopravy OV ................................................................................................ 81 12.6 Systémy uspořádání gravitačních stokových sítí ...................................................... 83 13. Technologie čištění odpadních vod: druhy odpadních vod, fyzikální, chemický rozbor odpadních vod, základní procesy v technologii čištění vod.............................. 85 13. 1 Odpadní vody ......................................................................................................... 85 13.2 Druhy odpadních vod .............................................................................................. 85 13.2.1 Splaškové odpadní vody ....................................................................................... 85 13.2.2 Infekční vody........................................................................................................ 86 13.2.3 Průmyslové odpadní vody ..................................................................................... 86 13.2.4 Odpadní vody ze zemědělství a zemědělské výroby (kejda) .................................. 86 13.2.5 Dešťové vody (včetně vod z tání sněhu a ledu) ..................................................... 86 13.2.6 Ostatní odpadní vody ............................................................................................ 86 13.3 Rozbory odpadních vod ........................................................................................... 86 13.3.1 Fyzikální rozbor odpadních vod ............................................................................ 86 13.3.2 Chemický rozbor odpadních vod ........................................................................... 87 13.3.3 Bakteriologický rozbor odpadních vod .................................................................. 87 13.4 Způsoby čištění odpadních vod: ............................................................................... 88 14. Technologie čištění odpadních vod: technologické schéma mechanicko-biologické čistírny odpadních vod a popis jednotlivých objektů ................................................... 89 14.1 Ochranná část čistírny .............................................................................................. 90 14.1.1 Čerpadla surové vody ........................................................................................... 90 14.1.2 Česle..................................................................................................................... 90 14.1.3 Filtry na surovou vodu .......................................................................................... 92 14.1.4 Lapače písku ......................................................................................................... 92 14.1.5 Lapáky tuků a olejů .............................................................................................. 93 14.2 Mechanické čištění odpadních vod........................................................................... 93 14.2.1 Sedimentační nádrţe: ............................................................................................ 93 14.3 Biologické čištění odpadních vod ............................................................................ 94 14.3.1 Biologické filtry.................................................................................................... 94 14.3.2 Biologické disky ................................................................................................... 95 14.3.3 Aktivace ............................................................................................................... 95 14.3.4 Dosazování ........................................................................................................... 96 14.3.5 Dočišťování .......................................................................................................... 96 14.4 Kalové hospodářství ČOV ....................................................................................... 97


Seznam obrázků............................................................................................................ 102 Seznam tabulek............................................................................................................. 104 Seznam grafů................................................................................................................ 104


1. Voda, zásoba vody na zemi, dělení vody, sráţková voda 1.1 Voda Voda je nezbytnou součástí ţivota a společně se vzduchem tvoří základní podmínky pro existenci a vývoj všech ţivotních forem na zemi. Voda je za normálních poměrů bezbarvá kapalina, bez chuti a bez zápachu. Je velmi málo stlačitelná a je špatným vodičem tepla. Voda je zřejmě nejrozšířenější látkou na zemi. V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích: v pevném – led, v kapalném – voda a v plynném – vodní pára. Přechod ze skupenství tuhého do kapalného se nazývá tání, z kapalného do plynného (vypařování), z tuhého skupenství do plynného (sublimace) a z plynného do kapalného skupenství (kondenzace). Voda je výjimečná také pro svou tzv. anomálii vody. Voda má nejvyšší hustotu a nejmenší objem při cca 4°C. Při zvyšování teploty nad 4°C se zvětšuje její objem. Při sniţování teploty se její objem sniţuje asi o 0,2 %. Tato anomálie vody má velký význam pro vodní nádrţe a vodní toky s větší hloubkou. V zimě tak u dna nezamrzají, coţ umoţňuje přetrvávání ţivota ve vodě.

1.2 Zásoby vody na Zemi Planeta Země bývá často označována jako „modrá planeta“. Je to tím, ţe více neţ 3/4 jejího povrchu zaujímá voda. Přes 97 % této vody je vázáno ve světovém oceánu, na sladkou vodu pak připadá necelých 3 %. Největší mnoţství sladké vody je pak vázáno v ledovcích.

Obr. 1: Rozdělení zásob vody

1


1.3 Dělení vody dle jejího výskytu -

atmosférická voda – veškerá voda v zemském ovzduší, bez ohledu na její skupenství

-

povrchová voda – voda na zemském povrchu ve formě různých vodních útvarů

-

podpovrchová voda – voda v zemské kůře ve všech skupenstvích

1.4 Dělení vody dle jejího pouţití -

pitná voda – zdravotně nezávadná voda, která ani při trvalém poţívání nevyvolá onemocnění nebo poruchy zdraví

-

uţitková voda – zdravotně nezávadná voda, která však není určena k pití a vaření

-

provozní voda – voda pro různé provozní účely (chlazení, mytí, apod.)

-

odpadní voda – voda pouţitá mimo vodní zdroj, jejíţ vlastnosti byly lidskou činností změněny a vody z atmosférických sráţek odváděné stokovou sítí.

1.5 Atmosférické sráţky Atmosférické sráţky jsou vodní kapky nebo ledové částice vzniklé následkem kondenzace nebo desublimace vodní páry v ovzduší. Jde o všechnu atmosférickou vodu v kapalném nebo tuhém skupenství, vypadávající z různých druhů oblaků.

Dělení atmosférických sráţek Atmosférické sráţky můţeme dělit podle: a) skupenství: sráţky kapalné, tuhé a smíšené b) původu: padající a usazené sráţky c) výskytu: sráţky trvalé, občasné a přeháňky d) příčin vzniku: konvekční, cyklonální a orografické e) místa vzniku: horizontální (rosa, jinovatka…) a vertikální (déšť, sníh..)

2


1.6 Sráţková bilance Velká část vody, která dopadne na povrch se vypaří a vrací se zpět do atmosféry. Další část stéká po zemském povrchu do potoků a řek a postupně se dostane do moře. Zbytek se vsákne do půdy, kde slouţí jako výţiva rostlin a napájení pramenů. Mezi faktory, které tento poměr ovlivňují samozřejmě patří roční doba či teplota a relativní vlhkost vzduchu. V posledních desetiletích stále více do tohoto koloběhu zasahuje člověk. Odebírá vodu z řek, která by jinak byla určena k odtoku do moře, a v podobě závlah ji vrací na pole a do zahrad, kde se opět vsákne do půdy, případně část se odpaří.

Obr. 2 : Schéma sráţkové bilance

1.7 Sráţková voda a její vyuţití Přes 97 % vody na Zemi je voda slaná. Pouhé 3 % zásob vody je voda sladká, která je vázána v ledovcích a horách. Pouze velmi malé mnoţství vody tvoří volně pouţitelný podíl veškeré vodní zásoby. Sráţky proto znamenají nezanedbatelný zdroj vody, jenţ můţe výrazně přispět k řešení problematiky zásobování vodou v některých oblastech. Sráţkové vody mohou být doplňkovým zdrojem vody, zejména pro vody uţitkové.

3


Při představě způsobu vyuţití sráţkových vod je potřeba mít alespoň základní představu o mnoţství sráţek během roku na dané lokalitě (obr.3). Sráţkové úhrny jsou na území České republiky vzhledem k její velké vertikální členitosti velmi proměnlivé v čase a prostoru. Roční sráţkové úhrny kolísají na území ČR od 410 mm (v Ţatecké pánvi, kde se projevuje závětří Krušných hor) po více neţ 1700 mm v Jizerských horách. Na více neţ 60 % území potom roční úhrn sráţek dosahuje 600-800 mm. Nejsušší oblasti České republiky jsou Kladenská tabule, Ţatecká pánev, Řípská tabule, Drnholecká a Jaroslavická pahorkatina, kde jsou sráţkové úhrny niţší neţ 500 mm. Výrazně nízké sráţkové úhrny jsou v celé západní polovině Čech, kde spadne průměrně ročně méně neţ 550 mm. Směrem k východu sráţkové úhrny rostou, na Českomoravské vrchovině jsou průměrné sráţkové úhrny okolo 700 mm, v pohraničních horách pak mohou dosahovat i více neţ 1400 mm. [3]

Obr. 3: Mapa sráţkových úhrnů ČR

Průměrná spotřeba pitné vody na jednoho obyvatele činí necelých 100 litrů vody denně. Ale na přibliţně 50 % z této spotřeby není nutné mít kvalitní pitnou vodu, proto můţe být dešťová voda pouţita jako náhrada.

4


Graf 1: Nahraditelnosti pitné vody

Výhody sráţkových vod -

cena pitné vody se neustále zvyšuje, proto vyuţívání dešťových vod je ekonomické;

-

neobsahují chlor ani jiné látky, proto jsou vhodné pro zalévání rostlin;

-

jsou „měkké“ a nezpůsobují usazování vodního kamene v potrubí jako upravená pitná voda.

1.7.1 Moţnosti vyuţití zachycené sráţkové vody Zavlažování Dešťová voda je chudá na soli, proto nedochází k zasolování půdy. Navíc neobsahuje chlor. Existují dokonce rostliny, které jinou neţ dešťovou vodu nesnášejí, např. kanadské borůvky. Kromě toho je pitná voda příliš cenná na to, abychom s ní zalévali zahradu.

Praní Zachycená sráţková voda se vyuţívá s výhodou jako uţitková voda na praní a to zejména v oblastech, kde je jiná dostupná voda (podzemní nebo i upravená) na praní příliš tvrdá nebo obsahuje vyšší podíl ţeleza, manganu apod. Při pouţití na praní se příznivě projeví měkkost dešťové vody, která podstatně lépe rozpouští prací prášky, čímţ sníţí jejich spotřebu, nemá tendence se usazovat a tvořit vodní kámen a proto není tak nutné pouţívat drahé změkčovače.

5


Splachování WC Při splachování WC se spotřebuje společně se sprchováním nejvíce vody v domácnosti a vzhledem k tomu, ţe nevyţaduje vodu vysoké kvality, je pouţívání pitné vody zbytečným plýtváním. Pro splachování WC je tedy dešťová voda také výhodná, jelikoţ je měkká a nedochází tedy k usazování vodního kamene.

Umývání, úklid Pro WC a instalace (přívodní potrubí, odpady) je dešťová voda také výhodná, jelikoţ je měkká a nedochází tedy k usazování vodního kamene. Splachování WC navíc spotřebuje společně se sprchováním nejvíce vody v domácnosti a vzhledem k tomu, ţe nevyţaduje vodu vysoké kvality, je pouţívání pitné vody zbytečným plýtváním.

6


2. Spotřeba vody, cena vody 2.1 Spotřeba vody Voda je jednou z nejvzácnějších surovin na zemi. Ačkoliv spotřeba vody v České republice klesá, ceny za vodu stále rostou. Na čem je tedy cena vody závislá? Jaká je naše spotřeba vody v domácnosti a kolik můţeme ušetřit, kdyţ vyměníme například kapající kohoutek? Spotřebou vody rozumíme mnoţství vody skutečně odebrané z vodovodního zařízení za určité časové období.

2.1.1 Spotřeba vody ve světě Význam vody v celosvětovém měřítku se stále více dostává do popředí zájmu. Současné světová lidská populace uţívá 54 % všech dostupných zásob sladké vody a do roku 2025 se tento podíl má zvýšit jen růstem populace aţ na 70 %.

Obr. 4: Spotřeba vody ve světě

V celosvětovém měřítku je v současné době téměř 70 % uţívané vody spotřebováno v zemědělství, zejména k závlahám, průmysl spotřebovává 23 % vody, domácnosti 8 %. Struktura spotřeby je ovšem rozdílná v jednotlivých regionech, v Evropě je největším spotřebitelem průmysl s 54 %, zemědělství spotřebovává 33 % a domácnosti 13 % vody.

7


2.1.2 Spotřeba vody v České republice V minulosti docházelo k nárustu spotřeby vody pro obyvatelstvo, průmysl i zemědělství. Po roce 1990 došlo k poklesu spotřeby vody vlivem zvýšení ceny vody, poklesu výroby a vlivem rozvoje modernějších techmologií v průmyslu a zemědělství. Spotřeba vody pro závlahy je závislá na typu a rozsahu zemědělské produkce, klimatických faktorech a cenových relacích. Po roce 1990 došlo také k poklesu spotřeby vody v domácnostech hlavně kvůli růstu cen vody a také kvůli úspornějším spotřebičům. Ke změně došlo v roce 2007, kdy došlo k nárustu spotřeby vody v domácnostech asi o zhruba 1,5% na 342,4 milionu m³. Průměrná denní spotřeba pitné vody na jednoho člena domácností vzrostla tedy z 97,5 litru v roce 2006 na 98,5 litru. Hlavním důvodem této spotřeby bylo zvýšení počtu obyvatel, kteří jsou připojení na vodovod.

Graf 2: Vývoj spotřeby vody v ČR

2.1.3 Spotřeba vody při kaţdodenních činnostech v domácnosti Význam vody v celosvětovém měřítku se stále více dostává do popředí našeho zájmu. Světová lidská populace uţívá aţ 54 % všech dostupných zásob sladké vody. Vlivem rostoucí populace by spotřeba vody mohla v budoucnu dosáhnout aţ 70 % zásob sladké vody.

8


Šetření vody není tudíţ pouze otázkou ekonomickou, ale v současné době také otázkou ekologickou.

Otázka: Jak alespoň trochu přispět ke zlepšení současné situace? Podle některých uvedených údajů se počítá s průměrnou spotřebou čtyřčlenné rodiny okolo 150 aţ 200 tisíc litrů vody za rok. Mnoţství spotřebované vody samozřejmě závisí na návycích kaţdého člena rodiny.

Otázka: Kde se dá tedy v naší domácnosti ušetřit? Největší podíl vody se v domácnostech spotřebuje v koupelnách a toaletách. Jde aţ o neuvěřitelných 70 %. Zbytek vody spotřebujeme při vaření a dalších činnostech jako je například mytí nádobí. Spotřeba vody se samozřejmě řídí způsobem, jaký je při mytí preferován. Pokud se upřednostňuje koupel ve vaně, spotřebuje se při jednom koupání aţ 100 litrů vody. Přitom při sprchování je pouze třetinová spotřeba. Nemělo by se podceňovat ani splachování toalety. Spotřeba vody u starých toalet můţe být aţ 10 litrů vody. Novější mísy mají většinou dvojí splachování (3 nebo 6 litrů), čímţ se za rok ušetří poměrně velké mnoţství vody.

Graf 3: Průměrná spotřeba vody v domácnosti

9


Tipy na šetření vodou: -

nainstalovat šetřiče vody (úsporné baterie, perleátory)

-

při mytí nádobí a čištění zubů nenechávat téct vodu

-

nainstalovat úsporný splachovací systém

-

trávník zalévat vţdy ráno nebo večer, ať se zabrání vypařování vody

-

vyměnit kapající kohoutek i při nepatrné frekvenci deseti kapek za minutu (aţ 160 litrů měsíčně)

-

sprchování spotřebuje oproti koupeli ve vaně pouhou třetinu vody, coţ vede k úspoře aţ 400 litrů na osobu za týden

-

úsporná myčka nádobí ušetří aţ 60 % vody

Spotřeba vody a její analýza Bilanční analýzu spotřeby vody zpracovává zpravidla provozovatel vodovodu a vyhodnocuje skutečné spotřeby vody za určitý časový úsek (rok, měsíc..). Pro bilanční analýzu spotřeby vody platí:

VVR VFC VNF VFD VFOO ZV VS

… … … … … … …

VVR = VFC + VNF

(1)

VFC = VFD + VFOO

(2)

VNF = ZV + VS

(3)

voda vyrobená k realizaci (dodaná do distribučního systému) voda fakturovaná celkem voda nefakturovaná voda fakturovaná domácnostem (obyvatelstvu) voda fakturovaná ostatním odběratelům (průmysl, zemědělství) ztráta vody vlastní spotřeba

10


2.2 Cena vody Celková cena vody je tvořena dvěma sloţkami – vodným a stočným.

2.2.1 Vodné Úhrada za odběr vody z veřejné vodovodní sítě, jinými slovy je vodné vyjádřením „ceny vody“. Vodné zahrnuje především platbu za odebranou pitnou nebo uţitkovou vodu a nájem měřícího zařízení. Jako podklad pro účtování vodného slouţí údaj o spotřebovaném mnoţství vody, který se získává pomocí měřícího zařízení, nejčastěji se pouţívá vodoměr.

2.2.2 Stočné Úplata za vodu odváděnou veřejnou kanalizací, tj. za odvedení (odkanalizování) odpadní vody a její čištění. Cena za sluţbu spojenou s odváděním a čištěním, případně zneškodňováním odpadních vod. Právo na stočné vzniká okamţikem vtoku odpadních a sráţkových vod do kanalizace. Mezi poloţky, které se výrazně promítají do ceny vodného a stočného, patří především náklady související s provozovaným majetkem – opravy, odpisy majetku, případně nájemné vlastníkům vodárenské infrastruktury. Z těchto poloţek vychází více neţ 40 % z celkové ceny. Zastaralé a doţité vodovodní a kanalizační řady bohuţel napovídají, ţe uvedené náklady v příštích letech spíše ještě porostou. Vodné a stočné není cenou, kterou by reguloval trh. Její výše se stanoví kalkulací v souladu s obecně závaznými právními předpisy. Do ceny mohou být promítnuty jen oprávněné náklady a přiměřený zisk, je tedy mylná představa, ţe provozovatel si můţe sám zcela libovolně určit cenu vodného a stočného.

Poloţky cen pro vodné a stočné Tab. 1: Tabulka poloţek pro vodné a stočné

11


ÚNV

…

úplné vlastní náklady

Graf 4: Vývoj cen vodného a stočného v ČR

2.3 Základní výpočty a jednotky -

základní měrnou jednotkou je 1 litr ve vodárenství se voda měří na metry krychlové (m3), 1 m3 = 1 000 litrů vody

Zapamatuj si:

1 decimetr krychlový je 1 litr (1 dm3 = 1 l) 1 centimetr krychlový je 1 mililitr (1 cm3 = 1 ml)

1 m3 1 dm3 1 cm3

= 1 000 dm3 = 1 000 cm3 = 1 000 mm3

hektolitr decilitr mililitr

1 hl 1 dl 1 ml

= = =

100 l 0,1 l 0,001 l

Autotest a) Převeď následující hodnoty 128,5 m3.s-1 = 765,2 m3.rok-1 = 55600 dm3.hod-1 = 67,7 ml.s-1 = -1 51,2 ml.hod =

Řešení: dm3.s-1 l.s-1 m3.hod-1 m3.den-1 dm3.rok-1

(128500) (0,024) (55,6) (5,85) (448,51)

12


b) Výpočet spotřeby vody Zadání: V domácnosti si změřte spotřebu vody na dané úkony pro jednu osobu. Mnoţství spotřebované vody převeďte na uvedené jednotky. Zjistěte, jaká by byla Vaše spotřeba vody při správném uţívání (tzn. např. starší způsob splachování x úsporné splachování) a zjistěte, kolik by se dalo ušetřit za rok.

13


3. Správní údaje vodního toku: povodí, plocha povodí, katastrální území, lesnatost, řád toku, charakteristika povodí, odtok, průtok

3.1 Správní údaje toku

3.1.1 Povodí Povodí je oblast, ze které voda odtéká do jedné konkrétní řeky či jezera. Hranice mezi dvěma povodími se nazývá rozvodí. Všechna povodí konkrétního moře či oceánu pak nazýváme úmoří. Povodí je základní jednotkou pro vyhodnocování toků látek v přírodě. Většina prvků je totiţ svými biogeochemickými cykly navázána na vodu, a tak při vyhodnocování toků lze vycházet ze základní hydrologické bilance povodí, která je dána sráţkami a průtokem na konci povodí. Podobně i správa a údrţba toků včetně veškerých protipovodňových opatření se provádí podle jednotlivých povodí. V ČR je 5 povodí: povodí Labe, povodí Moravy, povodí Ohře, povodí Vltavy a povodí Odry.

Obr. 5: Povodí

3.1.2 Správce toku Úkolem správce toků je vykonávání správy vodních toků podle příslušných právních předpisů. Pracovními činnostmi jsou - návrhy nutných opatření včetně finančních potřeb podle stavu vodotečí a základních prostředků na nich, podle poţadavků dotčených osob a poţadavků orgánů státní správy - zajišťování vykonávání inţenýrské a investorské činnosti

14


na akcích hrazení bystřin a hospodaření v břehových prostorech podle speciálních hospodářských plánů - spolupráce na přípravě podkladů k uzavírání hospodářských smluv s podnikatelskými subjekty - vedení technickoprovozní evidence základních prostředků a pozemků souvisejících se spravovanými toky - zajišťování majetkoprávních vypořádání s dotčenými osobami po stavebních úpravách na tocích - zabezpečování povodňových plánů povodí spravovaných toků - předkládání návrhů na zápisy změn v evidenci nemovitostí na katastrální úřady a na změny vyznačování změn ve spisových a mapových agendách - zajišťování mapových podkladů pro projektové přípravy prací hrazení bystřin a strţí.

3.1.3 Plocha povodí Plocha povodí je dána geologickou rozvodnicí a profilem toku. Rozvodnice je čára, která ohraničuje výškově území, jehoţ vody odtékají určitou vodotečí a jeţ je tudíţ rozvodnicí odděleno od povodí sousedního.

3.1.4 Katastrální území V České republice je podle § 27 písm. h) katastrálního zákona č. 344/1992 Sb. „technická jednotka, kterou tvoří místopisně uzavřený a v katastru nemovitostí společně evidovaný soubor nemovitostí“;

3.1.5 Lesnatost Procentuální podíl lesních ploch z celkové rozlohy určitého regionu. V ČR obecně mají vyšší l. okrajové horské oblasti, v níţinách původní les značně ustoupil rozšiřování zemědělské půdy.

Obr. 6: Lesnatost v ČR – LES/NELES

15


3.1.6 Řád toku Absolutní – počet postupných zaústění do moře, toky I. řádu ústí do moří a oceánů; Relativní – Strahler (1957) – nehodnotí toky, ale úseky mezi soutoky, soutoky I. řádu jsou pramenné úseky toků; Relativní – Shreve (1966) – magnitudo – tok je rozčleněn na elementy, obdobně, jako u Strahlera, element I. řádu je tok od pramene pro první soutok, magnitudo úseku udává celkový počet elementů prvního řádu na výše poloţených úsecích;

Obr. 7: Princip stanovení řádu podle Strahlera

3.1.7 Charakteristika povodí Popis zájmového území: plocha/lesnatost 2, průměrné roční sráţky, rozdíl sráţek a odtoku, odtok, průtok, průměrná roční teplota. K charakteristice povodí lze i přiřadit geologické, pedologické a hydrologické informace (podklady), aj..

Příklad: Charakteristika povodí Ohře Podélný tvar severozápadních Čech je rozdělen řekou Labe na západní a východní část. Přirozenou osou západní části, kde se zájmové území nalézá, je řeka Ohře. Celé správní území obce s rozšířenou působností se nachází v povodí této řeky. Řeka Ohře pramení v Bavorsku u města Wiesenstadt na svazích Schneebergu ve výšce 752 m. n.m. a vlévá se do řeky Labe ve městě Litoměřice. Celková délka toku na území ČR je 300,2 km a plocha jejího povodí je 5.613,7 km2, z toho na území správního území obce s rozšířenou působností má Ohře délku 32 km. Řeka protéká Chebskou a Sokolovskou pánví. Ve své horní a střední části toku je sevřena Krušnými horami z levé strany, Slavkovským lesem a Doupovskými vrchy ze strany pravé. Ohře se vyznačuje velkou rozkolísaností průtoků, jeho rychlými změnami a velkým transportem splavenin a plavenin. Také zimní reţim toku se vyznačuje častými nepříznivými ledovými jevy. V povodí Ohře je na teritoriu správního území obce s rozšířenou působností několik, z hlediska povodňové ochrany, významných vodohospodářských soustav - na řece Ohři

16


(nádrţ Skalka), na řece Odravě (nádrţ Jesenice) a nádrţ Horka na Libockém potoce. Do řeky Ohře se vlévají tyto Levostranné přítoky - Libocký potok, Lesní potok, Stříţovský potok, Slatinný potok, Doubský potok, Plesná, Sázek a další bezejmenné drobné vodní toky. Zprava do Ohře ústí Výhledský potok, Břehnický potok, Maškovský potok, Odrava a drobné bezejmenné toky.

a) Průměrné roční sráţky Úhrn sráţek udává mnoţství vody spadlé na vodorovnou plochu v daném místě za určitý časový interval, v našem případě za 1 rok. Vyjadřuje se výškou vodního sloupce v mm (1 mm sráţek odpovídá 1 litru vody spadlé na plochu 1 m2). K určování mnoţství sráţek se pouţívá sráţkoměr (hyetometr). Pro registraci úhrnu a časového průběhu sráţek slouţí ombrografy (hyetografy).

Obr. 8: Průměrný roční úhrn sráţek v milimetrech

b) Rozdíl sráţek a odtoku Srážky - jsou pojem zahrnující velkou část hydrometeorů. Jedná se o částice vody, vzniklé kondenzací vodní páry, které padají z oblohy či kondenzují přímo na zemském povrchu. Sráţky jsou jednou z hlavních částí koloběhu vody v přírodě. Průměrné mnoţství a frekvence sráţek jsou důleţitou charakteristikou zeměpisných oblastí a rozhodujícím faktorem pro úspěšné provozování zemědělství.

17


Obr. 9: Koloběh vody

3.1.8 Odtok Odtok je hydrologický pojem vyjadřující objem vody, která odteče za určité časové období z povodí. Odtok je tvořen několika sloţkami, jejichţ součet se označuje jako celkový odtok. Odtok se zahrnuje do hydrologické bilance. Specifický odtok vyjadřuje, jaké mnoţství vody odtéká za jednotku času z jednotky plochy povodí, udává se v l.s-1km-2 (litr za sekundu na kilometr čtvereční).

Sloţky odtoku -

povrchový odtok – voda odteklá po povrchu terénu z míst, kde vznikly podmínky pro tvorbu odtoku (sráţky převaţovaly nad ztrátami); podpovrchový (hypodermický) odtok – voda infiltrovaná do půdy, která před odtokem z povodí nadosáhla hladiny podzemní vody; základní odtok – odtok podzemní vody.

Přímý odtok je souhrnné označení povrchového a hypodermického odtoku.

18


Obr. 10: Průměrný roční specifický odtok

Tabulka 2: Bilance oběhu vody v povodích

Povodí Labe Odra Morava Česko

Sráţky/rok 106 m3 mm 33 945 659 5 158 825 13 529 641 52 631 668

Odtok/rok 106 m3 mm 10 055 194 1 953 313 3 140 149 15 148 192

q l.s .km-2 6,2 9,9 4,7 6,1 -1

f % 29,6 37,9 23,2 28,8

3.1.9 Průtok Je základní hydrologickou veličinou, vyjadřuje objem vody, který proteče daným profilem vodního toku za jednotku času. Obvykle se udává v m3s-1 nebo v l.s-1. Odlišným pojmem je odtok, který označuje proces odtékání vody z povodí a udává se v jednotkách objemu za dané časové období. Obecně se průtok proudění v: Q =

Q spočítá

jako součin průtočné plochy

S

a průměrné rychlosti

S.v

Jako hydrogram se označuje graficky znázorněná závislost průtoku na čase. Časové řady průtoku, resp. hydrogramy jsou podkladem k vyhodnocení hydrologických vlastností příslušných povodí, sestavování vodní bilance a slouţí jako pozorovaná výstupní veličina pro hydrologické modelování.

19


a) Maximální a minimální průtoky Průměrný průtok se spočítá jako aritmetický průměr průtoků za určité období (den, měsíc či rok vztaţený ke konkrétnímu letopočtu, např. průměrný průtok v lednu 2010). Naproti tomu pojem dlouhodobý průtok znamená průměrný průtok v daném období vypočtený z dlouhodobé časové řady (např. průměrný roční průtok, průměrný průtok v červnu). Maximální průtok je nejvyšší průtok za dané období, odpovídá vrcholu (kulminaci) průtokové vlny. Zjišťování a analýza maximálních průtoků jsou důleţitou součástí vyhodnocení sráţkoodtokových událostí, zvláště povodní. N-letý maximální průtok (N-letý průtok, N-letá voda) představuje takový maximální průtok, který je dlouhodobě dosaţen nebo překročen jednou za N let. Pravděpodobnost výskytu (označovaná také jako doba opakování či perioda) N-letého průtoku je tedy 1 / N. Pro odvození N-letých průtoků se vychází z čáry překročení maximálních ročních průtoků, která je získána pozorováním. Tato čára je nahrazena teoretickým rozdělením pravděpodobnosti, pouţívá se zpravidla logaritmicko-normální rozdělení, a z něho jsou následně zjišťovány hodnoty pro poţadované doby opakování. V případě profilů bez pozorování průtoků lze uplatnit regresní vztahy nebo vyuţít sráţkoodtokové modelování. Zásadní význam mají N-leté průtoky při navrhování staveb vodních děl, ta jsou dimenzována na bezpečné převedení návrhového průtoku s určitou N-letostí. V ČR se zajišťuje ochrana před povodněmi u sídel nejčastěji na 100letou vod, u přehrad aţ na 10 000letou vodu. K záplavovým územím stanoveným pro průtoky s různou dobou opakování se přihlíţí při činnostech jako územní plánování nebo pojišťování nemovitostí. N-letý minimální průtok je definován jako nejmenší průměrný denní průtok, který je dlouhodobě dosaţen nebo podkročen jednou za N let. M-denní průtok je průměrný denní průtok, který je dosaţen nebo překročen během M dní v roce. Udává se buď pro konkrétní rok, nebo pro dlouhodobé průměrné denní či měsíční průtoky. Oblast minimálních průtoků je důleţitá pro uţívání vod i pro zajištění ekologické funkce vodního toku. Podle vodního zákona stanovuje v ČR vodoprávní úřad minimální zůstatkový průtok, tím většinou bývá určitý M-denní průtok.

b) Měření průtoku Základní metodou je hydrometrování, kdy se pomocí počtu otáček hydrometrické vrtule zjišťují bodové rychlosti proudění v jednotlivých místech příčného profilu, a to v různých vzdálenostech od břehu a v různých hloubkách. Z měření ve stejných vzdálenostech pro různé hloubky se vypočítají průměrné svislicové rychlosti. Dílčí průtok se pro kaţdou svislici vypočítá vynásobením průměrné svislicové rychlosti příslušnou průtočnou plochou. Celkový průtok toku je pak součtem všech průtoků dílčích (odvozených od jednotlivých svislic).

20


Malé průtoky se dají přesněji měřit přímo zachycením celého průtoku do nádoby známého objemu a změřením času potřebného k jejímu naplnění. Venturimetrem se průtok určí na základě rozdílu tlakových výšek vody proudící v běţném a zúţeném profilu. Počátkem 21. století se začala pro větší toky vyuţívat zařízení ADCP, která vyuţívají Dopplerova jevu. Na plováku je umístěno čidlo vysílající ultrazvuk, z odraţeného signálu je zjišťován tvar koryta a měřeny rychlosti proudění.

c) Průměrná roční teplota Veličina, která vyjadřuje teplotu naměřenou za určité časové období, v tomto případě za 1 rok.

21


4. Přírodní charakteristiky vodního toku: geologické charakteristiky vodního toku, klimatické charakteristiky vodních toků, hydrologické a pedologické poměry vodních toků 4.1 Geologické charakteristiky vodního toku Důleţitou částí inţenýrsko-geologického průzkumu je sledování hydrogeologických poměrů na lokalitě. Voda má výrazný vliv na inţenýrsko-geologické stavby jak z pohledu krátkodobého, tak dlouhodobého aţ trvalého. Negativní účinky podzemní vody se obzvláště projevují na fyzikálně-mechanických vlastnostech zemin a hornin (pevnost, konzistence aj.), na základových poměrech (zatopené stavební jámy, stabilita svahů aj.), na základech staveb (agresivita aj.) atd. V inţenýrské geologii je důleţitým úkolem popsat a vyhodnotit jednotlivé vlastnosti podzemní a povrchové vody (chod hladin, směr proudění, typ zvodnění aj.) s ohledem na případná rizika pro sledovanou stavbu. Úkolem hydrogeologického průzkumu je stanovit výšku hladiny podzemní vody a její případné změny. Do map se zaznamenávají všechny potoky, prameny, vývěry, zamokřená místa i deprese bez odtoku. Sesuvné pohyby mění odtokové poměry povrchových vod i reţim vod podzemních. Smykové plochy se projevují jako specifický kolektor s nepropustnou bází a tam, kde se přibliţují k povrchu, vznikají nové prameny a mokřadla. Hladinu podzemní vody lze sledovat ve vrtu pomocí hladinoměru.

Obr. 11: Ukázky hladinoměrů

22


4.2 Klimatické charakteristiky vodních toků 4.2.1 Teplota Je charakteristika tepelného stavu hmoty. V obecném významu je to vlastnost předmětů a okolí, kterou je člověk schopen vnímat a přiřadit jí pocity studeného, teplého či horkého. V přírodních a technických vědách a jejich aplikacích je to skalární intenzivní veličina, která je vzhledem ke svému pravděpodobnostnímu charakteru vhodná k popisu stavu ustálených makroskopických systémů. Teplota souvisí s kinetickou energií částic látky. Teplota je základní fyzikální veličinou soustavy SI s jednotkou kelvin (K) a vedlejší jednotkou stupeň Celsia (°C). Nejniţší moţnou teplotou je teplota absolutní nuly (0 K; -273,15 °C), ke které se lze libovolně přiblíţit, avšak nelze jí dosáhnout. K měření teploty se pouţívají teploměry. Teplota je ústředním pojmem termiky a klíčovou veličinou pro popis tepelných jevů. Projevuje se i v mnoha dalších fyzikálních jevech a závisí na ní mnohé makroskopické mechanické, elektromagnetické i chemické vlastnosti látek. Její význam zasahuje do širokého spektra oborů lidské činnosti, je důleţitým pojmem např. v průmyslových aplikacích, lékařství a ekologii. Symbol veličiny: , přičemţ velké symboly se zpravidla pouţívají pro absolutní (termodynamickou) teplotu Jednotkou v soustavě SI (a zároveň základní jednotkou této soustavy) je 1 kelvin, značka K. Jeden Kelvin (1 K) je 273,16-tá část termodynamické teploty trojného bodu vody. Dalšími pouţívanými jednotkami jsou: -

stupeň Celsia; 1 °C = 1 K

-

stupeň Fahrenheita; 1 °F = 5/9 °C (pouţívaný v USA)

Oba výše uvedené vztahy platí pro jednotky teplotního rozdílu; pro vyjádření teploty se však tyto jednotky pouţívají v odlišných stupnicích s jinak nastaveným nulovým bodem.

4.2.2 Sráţky Sráţky jsou pojem zahrnující velkou část hydrometeorů. Jedná se o částice vody, vzniklé kondenzací vodní páry, které padají z oblohy či kondenzují přímo na zemském povrchu. Sráţky jsou jednou z hlavních částí koloběhu vody v přírodě. Průměrné mnoţství

23


a frekvence sráţek jsou důleţitou charakteristikou zeměpisných oblastí a rozhodujícím faktorem pro úspěšné provozování zemědělství.

a) Vznik sráţek Orografické srážky- vynucený výstup vzduchu na horských překáţkách. Konvektivní srážky - výstup vzduchu v důsledku konvence. Konvece vzniká při nerovnoměrném zahřívání zemského povrchu. Bublina zahřátého vzduchu, který má menší hustotu, vystupuje nahoru, stoupá podut, pokud je teplejší neţ okolní vzduch. Při dosaţení hladiny kondenzace vzniknou kupovité oblaky. Při intenzivní konvenci se oblaka vyvíjí vertikálně do podoby bouřkového oblaku.(typické v létě) Cyklonální srážky- výstup při pohybu vzduchových hmot.

b) Vertikální sráţky Déšť, mrznoucí déšť, mrholení, mrznoucí mrholení, sníh, sněhové krupky, sněhová zrna, krupky, zmrzlý déšť, kroupy, ledové jehličky.

c) Horizontální sráţky Rosa, jinovatka, námraza, ledovka.

d) Skupenské dělení Kapalné srážky - déšť, mrholení, rosa. Tuhé srážky - mrznoucí déšť, mrznoucí mrholení, sníh, sněhové krupky, sněhová zrna, zmrzlý déšť, krupky, kroupy, ledové jehličky, zmrzlá rosa, jíní, námraza, ledovka. Srážky smíšené - při teplotách okolo 0 °C.

4.3 Hydrologické pedologické poměry vodního toku Hydrologické pořadí, údaje o průtocích (M-denní, N-leté, Qa).

4.3.1 Hydrologické pořadí Hydrologické pořadí nebo téţ hydrologické číslo je identifikací jednotlivých vodních toků podle příslušností povodí moří. Osmimístné číslo je sestaveno do čtyř skupin (X-XX-XX-XXX): -

jednomístné číslo určuje hlavní povodí (I. řádu), tj. povodí hlavního toku

24


-

dvoumístné číslo určuje dílčí povodí hlavního toku (II. řádu)

-

další dvoumístné číslo určuje základní povodí (III. řádu)

-

trojčíslí určuje povodí IV. Řádu

Hydrologické pořadí v Česku - hlavní povodí: Labe – 1, Odra – 2, Dunaj – Hydrologické pořadí na Slovensku - hlavní povodí: Visla – 3, Dunaj – 4

Dle normy ČSN 75 1400 se hydrologické údaje povrchových vod rozdělují na standardní a nestandardní. Standardní hydrologické údaje jsou poskytovány pro libovolný profil v síti vodních toků: -

základní hydrologické údaje,

-

dlouhodobé průměrné průtoky určitých měsíců nebo hydrologických sezón,

-

funkce překročení průměrných měsíčních, sezónních a ročních průtoků za víceleté období,

-

reálné nebo odvozené řady průměrných měsíčních, sezónních a ročních průtoků,

-

N-leté povodňové vlny neovlivněné vodními díly určené kulminačním průtokem s dobou opakování N ≤ 100 let.

V rámci standardních údajů jsou nejčastěji pouţívané a poskytované základní hydrologické údaje: -

plocha povodí A,

-

dlouhodobá průměrná roční výška sráţek na povodí P a,

-

dlouhodobý průměrný průtok Qa,

-

M-denní QMd (nebo p-procentní denní Qp%d) průtoky,

-

N-leté (maximální) průtoky QN (pro rozsah doby opakování N = 1 aţ 100 let).

Nestandardní hydrologické údaje jsou: -

všechny údaje o průtocích ve vodních tocích neuvedené ve standardních údajích, např. N-leté maximální průtoky mimo rozsah stupnice pro základní hydrologické údaje, N-leté minimální průtoky daného trvání nebo charakteristiky nedostatkových objemů,

-

údaje o průtocích v umělých vodních tocích a údaje bezprostředně závislé na provozu vodohospodářských děl,

25


-

umělé průtokové řady,

-

údaje o všech ostatních hydrologických prvcích.

26


5. Zhodnocení stavajího stavu: extravilán, intravilán, rozměry vodního toku, charakter trasy, přítoky, odběry, objekty na toku, stav břehů a dna 5.1 Extravilán, intravilán Extravilán je souhrnné označení pro nezastavěnou část obce, resp. nezastavěnou část jejího katastrálního území. Do extravilánu se většinou počítají i osamělé budovy mimo intravilán. Extravilán obvykle vytváří souvislý pás kolem intravilánu a bývá také plošně větší. Vnější hranicí extravilánu bývá katastrální hranice dané obce. Do intravilánu zpravidla patří lesy, pole, louky, pastviny atd. Intravilán je souhrnné označení pro zastavěné plochy obcí, popřípadě pro zastavěné plochy a plochy určené k zástavbě. Intravilánem se někdy rozumí část území obce (resp. jejího katastrálního území), která je z větší části zastavěna. Zahrnuje samotné zastavěné plochy a k nim přiléhající plochy – zahrady, pozemní komunikace, soukromou a veřejnou zeleň, toky a vodní plochy. V takovém případě je hranice mezi intravilánem a extravilánem obvykle vedena po společném vnějším obvodu zastavěných a přiléhajících ploch. Do intravilánu obvykle nejsou zahrnovány osamělé budovy, menší osady, osamocené průmyslové a zemědělské budovy či areály. Intravilán zpravidla vyplňuje střed katastrálního území dané obce, extravilán pak zbytek, většinou po obvodu katastrální hranice.

5.2 Rozměry vodního toku

5.2.1 Délka toku Vzdálenost pramene od ústí, měřená po střednici toku, není to stálá veličina, zvětšení - zpětná eroze, meandrování, zkrácení - vyloučením oblouků.

5.3 Charakter trasy Tvar koryta, kudy tok protéká, jeho okolí atd.

a) Přímá koryta -

netvoří vlnovku;

-

v přírodě vzácná, tok můţe mít relativně přímé břehy, ale hlavní proudnice (případně spojnice max. rychlostí) je obvykle zakřivená;

27


-

pro rozlišení přímého a meandrujícího toku se pouţívá VLNOVITOST - poměr mezi délkou spojnice největších hloubek (úţlabnicí) a délkou údolí (údolnicí), tu lze nahradit přímou vzdáleností.

b) Rozvětvená koryta Široké, s obtíţně definovatelnými břehy. Je charakterizováno strmými a mělkými tratěmi s několikanásobně členěným korytem rozděleným aluviálními ostrovy (středovými splaveninovými lavicemi) Příčiny, které vyvolávají rozvětvená koryta: -

přesycení proudu splaveninami;

-

strmé sklony šikmých a mělkých koryt

c) Vlnící se trasa koryta (meandrování) -

skládá se ze střídajících se zákrutů, jejichţ tvar nelze převáţně definovat kvůli měnícímu se přírodnímu prostředí, jímţ koryto prochází;

-

skládá se ze série výmolů v obloucích (tůní) a z mělkých brodů (krátké přímé úseky spojující meandry).

d) Aradační valy -

charakteristické pro staré říční systémy;

-

jsou to přirozené přírodní pobřeţní hráze;

-

z hrubších materiálů, snadněji se usazují při rozlivech do inundačního území;

-

za nimi vznikají bezodtoková baţinatá území.

Obr. 12: Meandrující tok řeky Odry

28


5.4 Přítoky Přítoky rozumíme veškeré vody přitékající do toku (přírodní (soutoky řek), umělé přítoky, splaškové vody atd.)

Obr. 13: Soutok Ostravice a Odry v Hrušově

Obr. 14:Soutok Ostravice a Lučiny

5.5 Odběry Mohou být pro zahrádkářské účely, pro provoz podniků, odběry na provoz rybích líhní a sádek, rybníků a nádrţí pro chov ryb, poţární účely, odběr okalových vod pro zemědělskou nebo lesnickou výrobu a povolený odběr pro vyrovnání vláhového deficitu zemědělských plodin a pro řadu dalších účelů, pak mohou být odběry tzv. černé (nezákonné).

5.6 Objekty na toku Koncentrační stavby (spádové stupně, náhon), prahy přehrady, hráze, rybí přechody, zaústění přítoků, stupně ve dně a balvanité skluzy, objekty vyvolané úpravou toku, vyuţití odstavených ramen vodních toků, ekologické objekty, ochranné hráze.

5.6.1 Koncentrační stavby – účel, rozdělení. Pouţívají se na větších tocích s velkým pohybem splavenin. Soustřeďují proud do uţšího koryta tak, aby se vlivem zvýšené rychlosti a šroubovitého proudění postupně prohlubovalo a zanášeli se jeho odstavené části. Koncentrační stavby umoţňují aby si tok s vyuţitím vlastní síly formoval koryto. Podle situačního umístění rozdělujeme koncentrační stavby na: a) příčné: výhony,traverzy,příčky; b) podélné.

29


Pouţití jednotlivých druhů staveb závisí na: - cíli, který sledujeme jejich vybudováním, - charakteru vlastního toku, - ekonomickém hledisku. 5.6.2 Prahy Stabilizační ţebra zapuštěná pod úroveň nivelety dna a prodlouţena do svahu nebo aţ za břehovou hranu. Pouţívané materiály: kámen, dřevo, beton.

5.6.3 Stupně Objekty na toku, které stabilizují výškový rozdíl v niveletě dna koryta, a zároveň zajišťují stabilitu a sklon říční tratě nad stupněm. Přispívají k lepšímu provzdušňování a tím podporují samočistící schopnost toku. Maximální výška stupně je 60 (80)cm. Hlavní konstrukční části stupňů:vlastní těleso stupně, zavázání tělesa stupně do obou břehů koryta, opevněný vývar ve dně Pouţívané materiály:dřevěné hranoly, kulatina, kámen, drátoštěrkové koše a matrace.

5.6.4 Balvanité skluzy -

nevyţadují kvalifikovanou pracovní sílu; jsou levnější; způsobí menší zásah do přírodního prostředí; jsou vytvořeny z kamenů o průměru 0,5 - 1,2 m, sklon 1:16 - 1:5; drsný povrch skluzu způsobuje značné tření, tím dochází k účinnému tlumení kinetické energie; kámen se ukládá sypáním z nákladního auta přímo na místě skluzu, pouze povrch je urovnáván do poţadovaného sklonu; při poškození lze skluz snadno opravit dosypáním; koruna skluzu je vytvořena jako široká nájezdová rampa, vydláţděná velkými balvany; rampa zároveň slouţí jako opěra pro těleso skluzu; půdorysný tvar přelivné hrany (koruny skluzu): přímý - u prvních stupňů, s jednotným sklonem skluzové plochy; kruhově zakřivené - sklon od 1:10 - 1:7,5 v ose toku; kruhově zakřivené s mušlovitou přelivnou plochou-průtok je koncentrován do středu koryta a tím se zabrání vzniku svislých válců u břehů a erozi břehů;

30


-

-

balvanitý skluz nekončí v patě skluzové plochy, ale opevnění dna se prodluţuje z kamenů, které byly pouţity v tělese stupně, přechod mezi tímto těţkým opevněním a neopevněným dnem se provádí z hrubého štěrku v délce 3 - 5 m; zpevnění dna se ukončuje v oblouku.

Obr. 15 : Přehrada

Obr. 16: Rybí přechod

Obr. 17: Balvanitý skluz

5.7 Stav břehů a dna

5.7.1 Základní typy dnových útvarů a) Rovné dno na počátku pohybu splavenin; b) Vrásky; c) Duny, antiduny (stojaté, rozpadající se); d) Rovné dno s intenzivním chodem splavenin; e) Slapy a tůně.

31


5.7.2 Kvalita vody ČSN 75 7221 z roku 1998 určuje pět tříd jakosti podle 46 kritérií: -

velmi čistá voda čistá voda znečištěná voda silně znečištěna voda velmi silně znečištěná voda

32


6. Obecné zásady návrhu trasy koryta K návrhu směrového vedení trasy je třeba přistupovat s ohledem na to, jak bude nové koryto toku plnit základní hydrologickou funkci recipientu povrchového odtoku. Z toho vyplývají poţadavky na kaţdý tok: -

poţadavek přijatelného reţimu průtoků a vodních stavů;

-

poţadavek relativní stability koryta, směrové i tvarové;

-

speciální poţadavky - odstranění hygienických závad a zamezení vzniku sterilních nánosů.

Při návrhu trasy se musí přihlíţet k: -

současným i plánovaným vodním dílům;

-

chráněným oblastem;

-

kříţením s komunikacemi a inţenýrskými sítěmi;

-

různým přírodním překáţkám ovlivňujícím odtokové poměry v údolní nivě.

Navrhujeme několik variant trasy: -

ty se mohou lišit jen v některých úsecích;

-

vybere se ta varianta, která optimálně splňuje poţadavky: technické, provozní, biologické, ekonomické, estetické, moţnosti provedení úpravy a její údrţby;

-

některé hledisko můţe být pro danou oblast důleţitější a trasa se vybírá podle něj (biologické a estetické  technicky obtíţnější a náročnější na údrţbu; důleţité společenské nebo národohospodářské zájmy  ustoupí ekologické poţadavky).

Navrhovaná trasa: -

má procházet nejniţšími místy údolí, vyuţívat současné koryto;

-

vyloučit ostré meandry, kde mohou vznikat břehové nátrţe, ledové bariéry;

-

nemá komplikovat zemědělské obhospodařování;

-

kříţení s komunikacemi kolmo nebo minimálně pod úhlem 60°;

-

má vyuţít břehové porosty konkávního břehu jako stabilizační prvek;

-

má být plynulá, střídat oblouky;

-

jako model můţe slouţit stabilizovaný zákrut neupraveného koryta.

Zvolíme-li správně tvar a délku oblouků pak: -

konkávní břeh tvoří oporu proudnici;

-

výmoly se vytváří tam, kde je očekáváme;

-

stačí vhodný způsob stabilizace břehů, někdy není potřebné ani opevnění.

33


6.1 Přímé úseky -

co nejvíce omezit - proudnice je nestabilní;

-

jsou nutné v zastavěném území, při kříţení s komunikacemi;

-

při volbě trasy z jednoduchých kruţnicových oblouků tvoří přechodné úseky.

Tvar, křivost, délky oblouků by měly odpovídat (podobat se) tvaru, křivosti a délce oblouků stabilizovaného přirozeného toku. V inflexních bodech (brody)  = 1/r = 0, po vodě křivost stoupá, ve vrcholu oblouku  = max.

6.1.1 Křivky pouţívané při návrhu trasy a) Jednoduchý kruţnicový oblouk



1 r

Křivost se mění skokem, od začátku oblouku je křivost konstantní aţ na konec oblouku. Je nutné vkládat přímé úseky, které mají funkci přechodnic. Délky přímých úseků se navrhují v rozmezí L = 2 aţ 4B, kde B - šířka koryta v hladině břehového průtoku, L - délka přímého úseku.

b) Sloţený kruţnicový oblouk Oblouky jsou vytvořeny pomocí kruţnic s různými poloměry. Křivost se mění stupňovitě v závislosti na délce obloku. Na začátku i konci oblouku je křivost nejmenší, směrem k vrcholu oblouku se stupňovitě zvětšuje. Můţe být souměrný nebo nesouměrný, s pouţitím dvou a více poloměrů křivosti. Nevýhoda: pracný při výpočtech, vytyčování, přetrţitá změna křivosti, nenulová křivost na začátku a konci oblouku. Poloměry kruţnic mají být ve vhodném matematickém vztahu, např. pro 3 různé poloměry můţeme volit r3-r2=r2-r1 nebo r1:r2:r3=1:2:3 apod. Stupňovitá změna křivosti je vyváţena jednoduchostí křivky.

t



A

cos 2 - 90 



34


c) Oblouky s proměnnou křivostí Kvadratická parabola Má po délce proměnnou křivost, nenulovou křivost v počátku a konci oblouku. Kromě ostrých vnitřních úhlů tečnového polygonu příliš nesplňuje poţadavek přechodnicové křivky, protoţe je poměrně plochá a poloměry ve vrcholu oblouků má relativně velké.

Obecná sinusoida Daná rovnicí

y = a.sin nx

kde,

a

… vzepětí půlvlny, umoţňuje volit libovolně štíhlý oblouk trasy v daném oboru tečnového úhlu

n

… na základní sinusoidě má význam frekvence, tj. počtu celých vln připadajících na jednu periodu (2)

Patří mezi nejvhodnější stabilizovaným přirozeným tokům.

křivky,

protoţe

průběhem

křivosti

odpovídá

V běţné praxi se příliš nepouţívá pro relativně sloţitější výpočty, a protoţe nejsou k dispozici vhodné vytyčovací tabulky.

Klotoida Jednoparametrická křivka, mění křivost spojitě úměrně délce oblouku. V kaţdém bodě křivky je součin poloměru křivosti a délky oblouku konstantní. Křivka je známá a pouţívaná zejména v dopravních stavbách.

Lemniskátové oblouky Pro úpravy toků se u nás nejvíce pouţívá Bernoulliho lemniskáta, mění křivost úměrně změně délky průvodiče uvaţovaného bodu oblouku. Je to jednoparametrická křivka, kde konstantou úměrnosti je délka poloosy a. Nemá tak pozvolný vývoj křivosti v celém rozsahu jako klotoida, ale má jednoduché početní rovnice k určování hlavních prvků oblouku a existují dostatečné vytyčovací tabulky. Problémy s výpočtem délky oblouků. Hlavní předností lemniskáty je vhodná plynulá změna křivosti z =0 do max. Pro lemniskátový oblouk trasy pouţíváme pouze určitou část s, střed lemniskáty s křivostí =0 klademe do počátku oblouku Z a z křivky pouţijeme takový díl, který odpovídá danému 35


vnitřnímu úhlu tečen (popř. jeho polovině). U souměrných oblouků je tento díl omezen vrcholem oblouku, jehoţ tečna je kolmá na osu tečnového úhlu 2.

 a    2  2,0   stálý součin vzdáleností Lemniskáta má od dvou pevných bodů    rovný a2/2.

x

Lemniskáta má rovnici

2

 y2



2



 a x2  y2



l 2  a 2 cos 2

V polárním tvaru

l - polární délková souřadnice (průvodič)  - polární úhlová souřadnice (odchylka průvodiče)

Jestliţe úhel mezi normálou v libovolném bodě počáteční tečnou označíme , pak platí: 3  45  a

Úhel mezi normálou a průvodičem bodu P

  2 Pro poloměr v libovolném bodě P platí

r

a 1 a2 1  k 3 cos 2 3l l

Souměrný lemniskátový oblouk Vznikne pouţitím dvou stejných částí lemniskáty. Čárkovaná část lemniskátového oblouku je zrcadlovým obrazem jeho plné části. U souměrného oblouku vyplyne z trojúhelníku ZSV ze sinové věty rovnice t l

sin 2 s sin 2  a cos  s sin  sin 

Vzdálenost středu oblouku S od vrcholu tečnového polygonu V

36


sin 45   s  sin 

SV  a cos 2 s

Nesouměrný lemniskátový oblouk Pro vytvoření nesouměrného oblouku v trase úpravy lze pouţít určitou část lemniskáty od jejího počátku po určitý bod lemniskáty Ks´, daný délkou počáteční tečny t z a vrcholovým úhlem tečnového polygonu s. Bod O je počátkem oblouku, bod S lemniskáty je koncovým bodem Ks´, průsečík tečny t z a tečny v bodě lemniskáty S  Ks´ je vrcholem tečnového polygonu (úhel těchto dvou tečen je s). Délky tečen pro nesouměrný oblouk určíme z výrazů





sin 45    s cos  sin 90   2 s t z  a cos 2 i  2t k cos 45    s sin  s t k  a cos 2 s









37


7. Vodohospodářské stavby: funkce přehrady, dělení hrází, příčný profil homogenní a nehomogenní hráze Voda je nutnou podmínkou ţivota a lidské činnosti. Pro hospodářskou činnost je daleko důleţitější neţ ostatní základní hmoty, neboť je nenahraditelná. Tvoří podstatnou část těl rostlin i ţivočichů, je téměř univerzálním rozpouštědlem. To, ţe snadno přechází ze skupenství kapalného do plynného, umoţňuje koloběh vody na Zemi. Vodní hospodářství je souhrn způsobů hospodaření s vodou ve všech jejích funkcích uţitečných, škodlivých i indiferentních. Systémy vodního hospodářství nejsou ve všech státech stejné, neboť kaţdý stát má své specifické vodohospodářské potřeby i moţnosti. U nás má vodní hospodářství tyto úkoly: -

Péči o vodní zdroje, Zásobování obyvatel, průmyslu vodou jak pitnou, tak i uţitkovou, Vyuţití vodní energie, Hospodaření vodou v zemědělství, Péči o čistotu toků, Ochranu před povodněmi, Stokování měst a obcí, Rybníkářství, Ochranu léčivých pramenů, Vyuţití rašelinišť, Ochranu vodních rezervací.

7.1 Vodní díla Výstavba vodních děl vycházela vţdy z hospodářských a společenských potřeb aktuálního historického období. Údolní nádrţe (přehrady) jsou víceúčelová vodní díla. Naplňují zároveň vţdy několik účelů v určitém podle priorit stanoveném pořadí. K základním účelům, pro něţ jsou přehrady budovány, patří: - protipovodňová ochrana; - zásobování vodou; - zajištění minimálních průtoků v tocích pod nimi; - výroba elektrické energie; - moţnosti rekreace, chov ryb apod.

38


Základní rozdělení přehrad

Přehrady - Zemní (sypané)

- Tíţné (gravitační)

- homogenní - nehomogenní - klenbové - kupolové - členěné (pilířové)

- zvláštní konstrukce

-

deskové klenbové kupolové předpjaté z dílců

7.1.1 Zemní (sypané) přehrady Přehrady zemní (sypané) se budují převáţně z místních zemin nebo nespojovaného kamene. Podle toho se dělí na přehrady zemní, kamenité a balvanité. Zemní hráze jsou nejrozšířenějším a nejstarším typem přehrad. Budují se nejen k vytvoření nádrţí, ale i k jiným vodohospodářským účelům. Lze je budovat z materiálů, které jsou na místě stavby, nejsou náročné na základovou půdu, snesou i nerovnoměrné sedání základu, a proto je lze stavět i v seizmických oblastech. Materiál, z něhoţ jsou zhotoveny, nepodléhá únavě, je odolný proti agresivním účinkům, nevětrá, takţe přehrady mají prakticky neomezenou ţivotnost. Aţ do začátku 20. Století se udrţoval názor, ţe zemní hráze nelze budovat na větší výšky. Rozvoj mechaniky zemin umoţňuje dnes navrhnout zemní hráze vyšší neţ 100 m.

Části zemních hrází Zemní hráz musí být schopna spolehlivě přenést napětí vyvozená vodním tlakem do podloţí, musí být prakticky vodotěsná a nesmí být ohroţována vnějšími vlivy. Tyto funkce plní jednotlivé části hráze.

Stabilizační část Stabilizační (konstrukční, nosná) část hráze zprostředkuje přenesení napětí do podloţí hráze, zajišťuje stabilitu přehradního tělesa. Má tedy být zhotovena ze zeminy, která má velkou objemovou hmotnost, velký úhel vnitřního tření, malou stlačitelnost a dostatečnou objemovou stálost.

39


Těsnící část Těsnící část zabraňuje pronikání vody hrází. Zemina pouţitá na tuto část musí mít malý koeficient propustnosti. Těsnění hrází se provede z jílu, hlíny, zdiva, betonu, ţelezobetonu, asfaltu, dřeva, oceli nebo plastických hmot, popř. se tyto hmoty vhodně kombinují. Těsnění je umístěno buď u návodního líce, nebo uprostřed hráze. Výhodou prvního způsobu je, ţe se promáčí menší část hráze, těsnění umístěné uprostřed hráze je zase chráněno před poškozením. Nejčastějším těsnícím materiálem je jíl nebo hlína s malým koeficientem propustnosti. Těsnící jádro se zapustí aţ do nepropustného podloţí hráze, pokud je ve snadno dosaţitelné hloubce.

Ochranná část Ochranná část chrání přehradní těleso proti účinku vody v nádrţi, zejména proti účinkům vlnobití, proti vymílání dešťovou vodou stékající po vzdušním svahu a proti větrné erozi. Návodní svah je ohroţován pohybem vody v nádrţi, vlnobitím. Ochrana svahu musí být taková, aby těmto vlivům odolávala. Nejčastěji pouţijeme k opevnění návodního svahu betonovou dlaţbu, a to buď z desek na místě betonovaných, opatřených dilatačními spárami, nebo z betonových dlaţdic. Vzdušní svah zemních hrází se vesměs opevňuje osetím. Svahy hráze bývají přerušeny lavicemi (bermami), a to jednak z důvodu stability, jednak proto, aby voda stékající po vzdušním svahu byla na lavici zachycena a neškodně odvedena.

Rozdělení zemních hrází podle sloţení Homogenní hráze lze budovat z materiálu, který musí mít malý součinitel propustnosti a současně velký úhel vnitřního tření, aby mohl zastávat funkci jak těsnící, tak i stabilizační části. Vhodnou zeminou pro tento typ je směs hlín, písků a štěrků.

Obr. 18: Příčný profil homogenní hrází

40


1) 2) 3) 4) 5) 6)

Návodní líc (NL) Vzdušní líc (VL) Koruna hráze Opevnění NL Opevnění VL Průsaková křivka hráze

7) 8) 9) 10) 11)

Patní drén Návodní pata Vzdušní pata Těsnící a stabilizační část Vodní hladina

Těsnící a stabilizační část nehomogenní hráze je sloţena z několika různorodých zemin. Zeminy jsou v průřezu hráze odstupňovány podle propustnosti buď tak, ţe nejméně propustná zemina je u návodního líce a propustnější zeminy se ukládají postupně ke vzdušnímu líci, nebo vodotěsná zemina vytváří jádro a k návodnímu a vzdušnímu líci se řadí ostatní zeminy.

Obr. 19: Příčný profil nehomogenní hrází

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10)

Návodní líc (NL) Vzdušní líc (VL) Koruna hráze Opevnění NL Opevnění VL Přetěţovací lavice Ochranný filtr jádra Těsnící jádro Průsaková křivka Patní drén

11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19)

Injektáţní štola Injektáţní vrty Nepropustné podloţí Návodní pata hráze Vzdušní pata hráze Vodní hladina Návodní stavební část Vzdušní stavební část Zábradlí

41


7.1.2 Kamenité a balvanité hráze Kamenité hráze se stavějí buď z volně sypaného kamene, nebo z kamene rovnaného. Ke stavbě balvanitých hrází se pouţívá velkých kamenů, 0,05 aţ 0,5 m3, výjimečně aţ 5 m3. Kámen pouţitý na stavbu je buď z přirozených nalezišť, nebo se láme. Kámen musí být zdravý, vodotěsný, odolný proti větrání a velmi pevný v tlaku. Sedání kamenitých hrází je značné. Pohybuje se v mezích 0,3 aţ 5 % výšky hráze. Omezit je lze jen pečlivým rovnáním a vyklínováním balvanů. Sklony boků kamenitých hrází jsou všeobecně strmější neţ u hrází zemních. Návodní líc se nejčastěji dělá ve sklonu 1:1, vzdušní líc 1:1,3 aţ 1:1,6.

7.1.3 Tíţné (gravitační) přehrady Průřez tíţné hráze musí být navrţen tak, aby bezpečně odolával účinkům všech vnějších i vnitřních sil. Tíţná přehrada má tedy základní trojúhelníkový průřez. V přehradní zdi je jedna nebo několik revizních chodeb, do nichţ zaúsťuje svislá drenáţ, odvodňující návodní líc přehrady. Revizní chodby mají 1 m široké a 2 m vysoké. Někdy je zřízena ještě injektáţní štola v dolní části průřezu, která má takové rozměry, aby se v ní dala instalovat vrtací a injektáţní souprava. Z revizní chodby jsou přístupné revizní šachty, které jsou na kaţdé dilatační spáře a sahají od základové spáry aţ po korunu hráze. Přehradou prochází základová výpust, slouţící k úplnému vyprázdnění nádrţe a k regulaci odtoku. Do přehrady je vloţeno i potrubí pro odebírání vody k vyuţití její energie nebo k jiným účelům. Před vtokem do výpusti a odběru jsou umístěny česle. Kaţdá přehrada má zařízení pro převedení velkých vod. Nejčastěji jsou to korunové přelivy. Pod přelivy a pod základnou výpustí je vývar pro tlumení energie přepadající, resp. vytékající vody.

Obr. 20: Příčný profil tíţnou hrází

42


1) 2) 3) 4) 5) 6)

Základová výpust Tabulový uzávěr Segmentový uzávěr Zavzdušovací potrubí Česle Dráţka pro provizorní hrazení

7) 8) 9) 10) 11) 12)

Revizní šachta Revizní chodba Vývar Rozráţeče Strojovna uzávěru Strojovna tabulového uzávěru

43


8. Vodohospodářské s tavby: funkce jezů, dělení jezů – pevné, pohyblivé jezy Jezy - stavby umístěny napříč toku, která buď trvale, nebo dočasně vzdouvají vodu k různým vodohospodářským účelům; je to např.: -

vyuţití vodní energie k výrobě elektrické energie, vyuţití vodní energie k přímému pohonu strojů, zvětšení hloubky vody pro zajištění minimální plavební hloubky, zvýšení hladiny podzemní vody pro přilehlé zemědělské pozemky, zvětšení infiltrace vody do okolního území, umoţnění odběru vody pro závlahy, umoţnění odběru vody pro zásobování obcí a průmyslu vodou.

Základní rozdělení jezů

Jezy

- Podle způsobu stavby

- Pevné jezy - Pohyblivé jezy

-

hradidlové hradlové stavidlové tabulové

- klapkové - segmentové - jiné - Smíšené jezy - Podle půdorysného tvaru

-

přímé lomené zakřivené částečné

- Podle způsobu přepadu

- dokonalé - nedokonalé

- Podle stavební konstrukce

- dočasné - trvalé

44


8.1 Pevné jezy Budujeme je tehdy, můţe-li hladina vzduté vody kolísat podle průtočného mnoţství vody. Stavějí se ze dřeva, kamene, haťových prvků, drátokamene, z betonu i ţelezobetonu; materiály můţeme i kombinovat. Pevné jezy jsou levnější neţ jezy pohyblivé, a to jak v nákladech pořizovacích, tak i pokud jde o náklady provozní a udrţovací.

8.1.1 Dočasné a trvalé dřevěné jezy Dočasné dřevěné jezy se budují jen pro dočasné vzdutí menší výšky. Tyto jezy jsou levné, avšak propustné. Hradící těleso takovéhoto jezu můţe být tvořeno řadou dřevěných pilot zaberaněných těsně vedle sebe. Stěnu pilot prodlouţíme aţ do břehů. Z obou stran je hradící stěna chráněna kamenným záhozem.

Obr. 21: Dočasné dřevěné jezy: 1 – kamenný zához, 2 – dřevěné piloty, 3 – dřevěné kuláče

Dřevěné jezy patřily v minulosti mezi nejčastěji pouţívané typy pevných jezů na našich tocích. Těleso dřevěného jezu s výplní (obr. 22) se obvykle skládá ze dvou štětových stěn, umístěných na návodní a vzdušní straně jezu, a z několika řad pilot, na které jsou načepovány vodorovné trámce. Prostor mezi štětovými stěnami a pilotami je vyplněn jílem, hlínou, štěrkem nebo kamenem. Výplň jezu je kryta buď bedněním z fošen, nebo obkladem z kamenných kvádrů. Podjezí chráníme kamenným záhozem, který nahrazuje vývar.

45


Obr. 22: Dřevěný jez s výplní: 1 – štětové stěny, 2 – piloty, 3 – jílové těsnění, 4 – ţulové kvádry, 5 – kamenný zához.

Je moţné se v praxi setkat i s dřevěnými jezy s výplní, srubovými jezy, kamennými, drátokamennými a v poslední řadě s jezy betonovými.

8.1.2 Betonové jezy Jezové těleso a podjezí musí vyhovovat statickým i hydraulickým podmínkám. Proti účinkům energie vody přepadající přes jez musí být podjezí dostatečně opevněno. K tlumení vodní energie se pouţívají jezy s vývarem. Při přepadu vody přes korunu jezu se paprsek vody oddálí od vzdušního líce a volně padá do vývaru. V dnešní době se jezy budují se zakřivenou přepadovou plochou z důvodu sníţení hydraulických ztrát (obr. 23).

Podélný řez pevným betonovým jezem

Obr. 23: Řez pevným betonovým jezem

46


1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)

Horní voda Dolní voda Spád Koruna jezu Přepadová hrana Návodní stěna Vzdušní stěna Vodní válec Vývar

10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18)

Kameninový zához Jezové těleso Štětovnice Nepropustné podloţí Přepadová výška Podjezí Náplavy Nadjezí Jílová výplň

8.2 Pohyblivé jezy Pohyblivé jezy se mohou buď úplně, nebo částečně vyhradit, takţe jimi můţeme regulovat hladinu vzduté vody a při jejich vyhrazené poloze propouštět velké vody i se splaveninami. Kaţdý pohyblivý jez musí být zkonstruován tak, aby jej bylo moţno vyhradit v době co nejkratší. Hradící konstrukci můţeme vyhradit buď zdviţením nad hladinu velké vody, nebo spuštěním do spodní jezové stavby. Pohyblivé jezy mohou být dřevěné, ocelové, ţelezobetonové nebo kombinované. V dnešní době je moţné pouţít i jako hradící těleso plastickou hmotu. Podle konstrukce hradících těles dělíme pohyblivé jezy takto:

- hradidlové jezy,

-

segmentové jezy,

- hradlové jezy,

-

válcové jezy,

- stavidlové jezy,

-

hydrostatické jezy,

- tabulové jezy,

-

mostové jezy.

- poklopové jezy,

8.2.1 Stavidlové jezy Hradící stěnu stavidlových jezů tvoří stavidla. Jsou to svislé nebo mírně skloněné desky, které se posouvají v dráţkách pilířů. Při větší světlosti hrazeného otvoru pouţíváme několik stavidel vedle sebe. Je-li vyšší vzdutí, pouţijeme několik niţších stavidel nad sebou.

47


Obr. 24: Stavidlový jez

Stavidla jsou obvykle dřevěná. Bývají z fošen, které spojujeme na péro a dráţku a pro větší těsnost stahujeme šrouby. Stavidla uţíváme pro rozpětí 1 aţ 6 m a pro výšku vzdutí 0,5 aţ 2,5 m. Pro větší rozpětí jsou vhodnější stavidla ocelová.

8.2.2 Tabulové jezy

Obr. 25: Tabulový jez s dutou klapkou

Hradící konstrukcí tabulových jezů jsou tabule. Hradí plochu mezi jezovými pilíři, kterými je říční profil rozdělen na několik polí. Tabule jsou mohutná, těţká tělesa, která vyţadují silné ovládací mechanismy a bezpečné zavěšení. Jez musí mít důkladnou spodní jezovou stavbu a účinný vývar k tlumení kinetické energie přepadající vody.

48


8.2.3 Segmentový jezy Jezové pole je hrazeno segmentovým hradícím tělesem – segmentem. Hradící těleso je otočné kolem vodorovné osy čepů, umístěných na koncích ramen segmentu.

Obr. 26: Segmentový jez zdviţný

Obr. 27: Segmentový jez spustný

Segment je tvořen dvěma, třemi i více plnostěnnými či příhradovými vodorovnými nosníky. Hradící stěna segmentu je z ocelového plechu, který přenáší tlak vody na hlavní nosnou konstrukci. Ramena segmentu bývají příhradová a jsou otočně připojena v čepech na jezové pilíře. K pohybu hradicího tělesa uţíváme ocelová lana, cévovou tyč nebo Gallovy řetězy.

8.2.4 Jezové uzávěry z plastických hmot – vakový jez Na koruně nízkého betonového stupně je kovovou lištou upevněn přes celou šířku toku vak ze silné gumy vyztuţené textilní tkaninou tak, ţe tvoří kapkovitý profil, který svou spodní stranou leţí na betonové ploše.

Obr. 28: Vakový jez: 1 – hradící těleso, 2 – tlaková voda, 3 – vak ve sklopené poloze, 4 – kotvení vaku.

49


Okraje vaku jsou šikmými lištami upevněny i k bočním stěnám. Tak je vak uzavřen. Vnitřní prostor vaku je vyplněn vodou a je ho moţno potrubím podle potřeby spojit s vodou v nadjezí nebo ve vývaru. Tímto způsobem se vak podle potřeby naplňuje nebo vyprazdňuje. Jeho naplněním na určitý objem lze velmi přesně regulovat jak výšku hladiny v nadjezí, tak i přepadající mnoţství vody přes jez. Tvar přirozeně vzniklého profilu, jaký vodou naplněný vak má, je přes korunu rovnoměrně přetékán. Hladký povrch a oblý tvar nezachycuje nečistoty. Za povodně lze snadno a rychle vak vypustit. Můţe k tomu dojít i samovolně váhou rychle proudící vody tlačící na korunu. Splasklý vak klade velké vodě minimální odpor a tak se rozlití řeky nad jezem i zachycení nečistot na jezu ve srovnání s jezy pevnými minimalizuje. Trvale vlhká guma má díky téměř konstantní teplotě velmi dobrou ţivotnost. Bohuţel přes veškeré technické výhody, které tento typ jezu, má je pouţíván poměrně málo. Důvodem je jeho časté poškozování. Lepení a opravy vaku jsou nákladné.

50


9. Vzorový popis vodních děl 9.1 Vodní dílo Janov Vodní dílo Janov, které je často označováno jako Hamerská přehrada nebo Mostecká přehrada, se nachází poblíţ města Litvínov, nad osadou Kříţatky v okrese Most, v Ústeckém kraji. Leţí na soutoku Loupnice a Klínovského potoka.

Obr. 29: Situační umístění VD Janov

Toto vodní dílo je součástí vodohospodářské soustavy v oblasti severočeské hnědouhelné pánve a mezi další nádrţe této soustavy patří vodní dílo Fláje, Jezeří, Jirkov, Kamenička, Křímov a Přísečnice. Účelem vodního díla Janov byla akumulace vody pro zásobení severočeské hnědouhelné oblasti pitnou vodou, zajištění minimálního průtoku v toku Loupnice v profilu limnigrafu Janov – odtok a sníţení povodňových průtoků v Loupnici a také částečná ochrana území pod hrází před povodněmi.

Obr. 30: Letecký snímek VD Janov

Obr. 31: Pohled na korunu hráze

51


Základní technické údaje

Povodí nádrţe Délka hráze v koruně Max. výška hráze objem nádrţe

Zatopená plocha Zaručený odtok

8,4 km2 225 m 45,45 m celkový zásobní retenční stálý 10,08 ha 12 l.s-1

1,67 mil. m3 1,53 mil. m3 0,071mil. m3 0,028 mil. m3

Obr. 32: Příčný řez VD Janov

Hráz přehrady je tíţná, zděná z lomového kamene a vyklenutá proti vodě. Patří k nejvyšším zděným hrázím v České republice. Přehrada je chráněnou technickou památkou. Svým retenčním účinkem sníţí nádrţ Janov při plném zásobním prostoru kulminační průtok stoleté povodňové vlny z hodnoty 21,4 m3.s-1 na hodnotu 18 m3.s-1. V roce 2003 začala generální oprava vzdušního líce, kdy došlo k jeho vyčištění a opravě spárování ze spárového kamene, dále pak došlo ke statickému zajištění vodního díla a k opravě přístupové komunikaci k přehradě, která byla následovně napuštěna. Od roku 2006 je však Janovská přehrada opět vypuštěna. Tato přehrada jiţ nebude vyuţívána pro vodárenské účely. Hlavním účelem tohoto díla bude ochrana před povodněmi. Tento účel byl do současnosti oproti zásobování vodou druhořadý, ne však nevýznamný. Ochranná funkce po dokončení rekonstrukce hráze, odtokového koryta a po vybudování další spodní výpusti významně vzroste.

52


9.2 Vodní dílo Přísečnice Vodní dílo Přísečnice se nachází na stejnojmenném toku v blízkosti obce Kryštofovy Hamry. Vodní dílo vzniklo v letech 1969-1976 na místě kde stála obec Horní Přísečnice, zmiňovaná v písemných pramenech jiţ v roce 1335. Jelikoţ se severočeská oblast se stále více se rozvíjecím průmyslem a těţbou uhlí potýkala se zvyšujícím se nedostatkem vody, bylo rozhodnuto o výstavbě zdejší nádrţe.

Obr. 33: situační umístění VD Přísečnice

Nádrţ slouţí k zásobování měst v podkrušnohorské pánvi pitnou vodou. Přehradu napájí Přísečnický potok a přívodní štolu vedený potok Černá voda. Zajišťuje minimální průtok v toku Přísečnice, odtok a sníţení povodňových průtoků v toku a částečná ochrana území podhrází před povodněmi. Odtok z přehrady pokračuje na německé území a vlévá se do říčky Zschopau.

Obr. 34: Letecký snímek VD Přísečnice

Obr. 35: VD Přísečnice

Dalšími účely jsou energetické vyuţití vodárenských odběrů vodní elektrárnou Hradiště, rybné hospodářství pod nádrţí vyuţívající minimálního průtoku a kompenzační

53


nadlepšování průtoku v Průmyslovém přivaděči vody (PPV) prostřednictvím Hradišťského potoka v mnoţství max. 500 l/s.

Základní technické údaje

Povodí nádrţe Délka hráze v koruně Max. výška hráze Objem nádrţe

Zatopená plocha Zaručený odtok

46,2 km2 469,7 m 47,2 m celkový zásobní retenční stálý 362 ha 80 l.s-1

54, 690 mil. m3 46, 670 mil. m3 4,26 mil. m3 2,840 mil. m3

Obr. 36: Příčný profil VD Přísečnice

Hráz vodní nádrţe je přímá, sypaná, kamenitá se středním zemním těsněním. VD Přísečnice je vodárenskou nádrţí se stanoveným ochranným pásmem. Hráz přehrady není volně přístupná a také komunikace a prostory v blízkosti vodní nádrţe jsou trvale uzavřeny i pro pěší.

9.3 Jez Hučák v Hradci Králové Jez Hučák se nalézá na řece Labe v centru města Hradec Králové. Byl vybudován v letech 1908 aţ 1911 na říčním kilometru 158,4 v rámci regulace toku Labe v Hradci Králové. Vzdouvá vodu do maximální výše 3,3 m a prochází přes něj frekventovaná cesta pro pěší do Jiráskových sadů.

54


Současně s jezem byla na levém břehu postavena i malá vodní elektrárna. Oba objekty jsou architektonicky navrţeny v secesním slohu a tvoří jednu z nejkrásnějších historických dominant města. Účelem vodního díla je stabilizace spádových poměrů, zlepšení odtokových poměrů, vyuţití vodní energie a zajištění odběru povrchové vody pro průmysl a zemědělství.

Obr. 37: Pohled na jez Hučák v HK

Obr. 38: Pohled na malou VE

Hydrologické a technické údaje -

umístění jezu v r. km Labe 268,444 km (od st. hranice), plocha povodí 2123,9 km2, průměrné roční sráţky 819 mm, průměrný dlouhodobý roční průtok 23,8 m3/s, stoletý průtok 499 m3/s, délka zdrţe 5,87 km, světlost polí 2 x 18 m, celková hrazená výška 3,3 m, hrazení segmentem 2,55 m, kóta nominální hladiny 229,50 m n.n. (Jadran).

Obr. 39: Příčný řez jezu Hučák

Obr. 40: Půdorys jezu Hučák

55


Jedná se o pohyblivý jez o dvou polích, hrazených spustnými i zdviţnými segmenty oboustranně zavěšenými na Gallových řetězech. Pootočením excentru dochází k odtěsnění hradící konstrukce od prahu spodní stavby, po kterém následuje zdvihání či spouštění segmentu. V pravém jezovém pilíři je umístěn rybí přechod, který byl vybudován současně při stavbě jezu. Malá vodní elektrárna uvedena do provozu v roce 1912 je vybavena třemi Francisovými turbínami umístěnými v betonových kašnách. Výkon kaţdé turbíny je 250 kW při hltnosti 10 m3.s-1 (celkový výkon 750 kW). Na vtoku do přivaděče jsou na ţelezobetonové lávce připevněny hrubé česle, před vtokem do turbínových kašen česle jemné. Na objekt vlastní elektrárny navazuje provozní budova, ve které je umístěno zařízení distribučních rozvoden a transformátory.

56


10. Zásobování pitnou vodou 10.1 Současný stav zásobování pitnou vodou a odkanalizování odpadních vod Česká republika patří z hlediska zásobování obyvatelstva pitnou vodou k lépe vybaveným zemím. I z hlediska jakosti dodávané pitné vody je situace srovnatelná s úrovní nejvyspělejších evropských států. Větší rozdíl je v čištění odpadních vod. Zatímco ve většině zemí EU se míra napojení na čistírny odpadních vod blíţí 100 % (vykazováno jako dostupnost napojení a nikoliv skutečně napojení obyvatelé) v přistupujících zemích napojení nepřekračuje 70 – 80 %. Česká republika dosáhla v roce 2007 80,0 % skutečně napojených obyvatel na kanalizaci a 75 % obyvatel je skutečně napojeno na kanalizaci s čistírnou. V růstu výstavby čistíren odpadních vod v období od roku 1990 patří mezi nejúspěšnější. Stav vodohospodářské infrastruktury a rozsah provozování charakterizuje několik základních údajů za rok 2007: -

-

Z celkového počtu 6 254 obcí je vodovod pro veřejnou potřebu vybudován v 5 100 obcích a kanalizace pro veřejnou potřebu je vybudována ve 3 450 obcích; koncovou čistírnou odpadních vod (ČOV) je vybaveno 1 800 obcí. V roce 2007 bylo v České republice zásobováno z vodovodu 9,52 mil. obyvatel, tj. 92,4 % z celkového počtu obyvatel v ČR. Ve všech vodovodech bylo vyrobeno celkem 682 mil.m3 pitné vody. Za úplatu bylo dodáno (fakturováno) 531 mil.m3 pitné vody, z toho pro domácnosti 337,4 mil.m3 pitné vody.

Tab. 3: Přehled zásobování vodou z vodovodu v letech 1989 a 2001 aţ 2007 Měrná jednotka

Ukazatel Obyvatelé (střední stav) Obyv.skutečně zásobovaní vodovodů Voda vyrobená z vodovodů

tis.obyv. vodou

z

tis.obyv. mil.m3/rok

Rok 1989 10 364 8 537

Voda fakturovaná celkem

mil.m3/rok

Specifická potřeba z vody vyrobené

l/os.den

Specifické mnoţství vody fakturované celkem Specifické mnoţství vody fakturované pro domácnost

l/os.den

1 251 929,4 401 298

l/os.den

171

2001 10 287 8 981

2003 10 201 9 179

754 535,6 231 164

751 547,2 224 163

104

103

2005 10 234 9 376

2007 10 323 9 525

699 531,6 204 155

682 531,7 196 153

98,9

98,5

V roce 2006 ţilo v domech připojených na kanalizaci 8,215 mil. obyvatel, tj. 80,0 % z celkového počtu obyvatel v České republice. Do kanalizací bylo vypuštěno celkem 542,0 mil. m3 odpadních vod. Z tohoto mnoţství bylo čištěno 94,2 % odpadních vod (bez zahrnutí vod sráţkových), coţ představuje 510,3 mil. m3. V posledních letech se kaţdoročně zvyšuje počet obyvatel napojených na stokové sítě i počet obyvatel napojených na kanalizace zakončené čistírnou odpadních vod.

57


Odpovídá to výstavbě a rozšiřování veřejných kanalizací. Klesá však mnoţství čištěných odpadních vod (bez vod sráţkových), coţ odpovídá dlouhodobému trendu poklesu odběru pitné vody.

10.2 Povrchové zdroje

10.2.1 Ostravský oblastní vodovod Ostravský oblastní vodovod je základním systémem výroby a distribuce pitné vody v severní části Moravskoslezského kraje. Tento páteřní distribuční systém je nedílnou součástí kapacit vlastněných a provozovaných společností Severomoravské vodovody a kanalizace Ostrava a.s. Tento systém vznikal postupně od padesátých let minulého století. Nejprve jako vodovod pro „zajištění rozvoje Ostravska a jeho průmyslu“, jak je uvedeno v Usnesení vlády ČSR z 13.31954. První dodávka vody začala 8.12.1958 přívodem vody z úpravny vody Podhradí do vodojemů Krásné Pole jako vodu pro právě budované sídliště Ostrava – Poruba. Za dobu existence se systém rozrostl na soustavu zásobující více neţ 1 mil. obyvatel a celou řadu průmyslových podniků.

Obr. 41 : Schéma distribuce pitné vody

Vodárenský systém Ostravského oblastního vodovodu se dělí geograficky na dvě části a to na Beskydský skupinový vodovod (BSV) se zdroji vodní dílo Morávka s úpravnou vody Vyšní Lhoty o kapacitě 450 l.s -1 a vodní dílo Šance s úpravnou vody Nová Ves u Frýdlantu n.O. o kapacitě 2 200 l.s-1, na Kruţberský skupinový vodovod (KSV) se zdrojem vodní dílo Kruţberk (s nadřazenou nádrţí Slezská Harta) s úpravnou vody Podhradí o kapacitě 2 200 l.s-1. Vodárenský systém OOV je realizován jako gravitační skupinový vodovod, coţ je jedna velká strategická výhoda. Významnější oblasti, kde dochází k přečerpávání pitné vody, je pak čerpání do VDJ Čeladná pro přivaděč Nová 58


Ves – Čeladná – Červený Kámen a dále pro oblast skupinového vodovodu Vítkov. Rozsah distribuce pitné vody v systému OOV je zřejmý z uvedeného schématu. Zdroje Ostravského oblastního vodovodu byly budovány postupně. Nejprve úpravna vody v Podhradí, jejíţ současná kapacita je 2 200 l.s -1. Technologie úpravny je jednostupňová koagulační filtrace s koagulantem síranem hlinitým. Je zde 26 otevřených pískových rychlofiltrů, které tvoří jádro úpravny. Povrchová voda z nádrţe Kruţberk je přiváděna štolou do úpravny. Průtok úpravnou je gravitační, po nadávkování chemikálií a flokulací je voda filtrována, poté je filtrovaná voda upravovaná alkalizací a dezinfikována oxidem chloričitým. Úpravna je koncepčně velice dobře řešena. Veškerá zařízená jsou pod jednou střechou a k výhodám projekčního řešení patří, ţe v případě poruch mohou pracovat samostatně obě poloviny úpravny.

Tab. 4: Základní technické údaje Ostravského oblastního vodovodu

Ukazatel Délka vodovodní sítě Počet vodojemů Kapacita (objem) vodojemů Kapacita úpraven vod Roční výroba vody (2006)

MJ km počet m3 l.s-1 tis.m3

496 124 299 510 4 850 76 000

Pro dopravu vody z úpravny slouţí dva štolové přivaděče. Byly vybudovány proto, aby voda do spotřebišť mohla být dopravována gravitačně a překonávají masiv Nízkého Jeseníku. Starší přivaděč vede z Podhradí do Domoradovic a odtud vedou dvě větve ocelových trubních řadů DN 1000 severním směrem kolem Opavy a končí ve vodojemech Krásné Pole. Odtud je dál voda vedena třemi směry. Zásobovacím řadem Krásné Pole – Poruba (DN 700) je dodávána do sítě Ostravy – Poruby. Dalším přivaděčem Krásné Pole – Záhumenice – Butovice (DN 900, 400, 300) lze dopravit vodu do Ostravy – Poruby, Bílovce, Studénky a dalších obcí v okrese Nový Jičín. Třetí řad z Krásného Pole vede směrem Doubrava – Karviná (DN 1000, 900, 800, 700) dodává vodu pro centrum Ostravy, Hlučínsko Bohumín, Orlovou a zásobuje dolní tlakové pásmo v Karviné. Cesta vody z Podhradí do Karviné je 72 km. Druhý štolový přivaděč z Podhradí budovaný v osmdesátých letech minulého století vede do Dolejších Kunčic, odtud vede přivaděč do Bílova a Krmelína. První část tohoto přivaděče je o profilu DN 1600 mm, coţ je největší profil vodovodního potrubí vybudovaný na území dnešní České republiky. Tímto přivaděčem je zásobována jiţní část města Ostravy a obce po této trase. V Fulneku je odbočka směrem do Hranic (DN 500), kterým je dodávána pitná voda do okresu Přerov. Druhým zdrojem je úpravna vody Vyšní Lhoty. Její kapacita je 450 l.s -1. Technologie je prakticky shodná jako v úpravně Podhradí. Je v provozu od roku 1961. Z této lokality

59


vedoucí přivaděče směr Český Těšín (DN 600) a na Třinecko přivaděčem Vyšní Lhoty – Třinec – Nebory (DN 600). Z této úpravny je také zásobován pivovar Nošovice a přes Dobrou je moţno zásobovat Frýdek-Místek. Třetí zdroj je úpravna vody Nová Ves u Frýdlant n.O., která je v provozu od roku 1972. její kapacita je 2 200 l.s-1. Technologie je shodná jako v předchozích úpravnách. tj. koagulační filtrace za pomocí síranu hlinitého. Hlavní přívodní řad z této úpravny vede přes Bašku do Bruzovic (DN 1200) a zásobuje Frýdecko a Frýdlant n.O. a okolí. Z tohoto přivaděče je v Nových Dvorech u Frýdku odbočka do vodojemu Bludovice. Odtud je zásobován Havířov a vede další trasa aţ do Karviné. Karviná je tak zásobována jak ze severu, tak i z jihu. Jediná významnější čerpání je z úpravny vody do Čeladné na vodojem Červený kámen, odtud pak je voda gravitačně dopravována do Frenštátu a Kopřivnice. Z Bruzovic vede přivaděč DN 900 do Krmelína. Umoţňuje to zásobovat Ostravu jak ze zdroje Podhradí, tak ze zdroje Nová Ves u Frýdlant n.O. Na tomto přivaděči je v Lískovci vybudována velká havarijní čerpací stanice, která můţe zpětně vodu z vodojemu Krmelín přečerpat do vodojemu Bruzovice. Tím je beskydská i jesenická část systému propojena, coţ ve vysoké míře zabezpečuje plynulost dodávky vody při případných poruchách. Zde se projevuje výhoda oblastního vodovodu, kdy síť přivaděčů vzájemně propojených pokrývá velkou plochu území a tím zabezpečuje plynulost dodávky pitné vody.

10.3 Zdroje podzemních vod Úpravna vody Ostrava – Nová Ves je dodnes největší a nejvýznamnější úpravnou vody na území města Ostravy. Historie jímání v lokalitě dnešní úpravny vody sahá podle prvních zmínek aţ do roku 1885. První jímání podzemní vody v lokalitě bylo realizováno za pomoci jímacích zářezů. Tento způsob jímání byl počátkem 20. století nahrazen jímáním pomocí vybudovaných studen, které byly napojeny na tzv. násoskový systém (jímání pomocí podtlaku v potrubí vytvářeného vývěvou). Přímá předchůdkyně dnešní úpravny vody byla uvedena do provozu roku 1908. Posléze byl několikrát rekonstruován jak jímací systém na prameništi, tak i technologické vybavení úpravny. V dnešní podobě je podzemní voda k úpravě dodávána ze dvou pramenišť – Dubí a Nová Ves. Úpravna vody na této úpravně je vícestupňová z důvodu zvýšeného obsahu ţeleza, manganu a amonných iontů v surové vodě. Úpravna vody zásobuje hlavně centrální část Ostravy, Maríánské Hory, Přívoz, dolní tlakové pásmo Slezské Ostravy, Hrušov, dolní část Heřmanic a Muglinov. Roční produkce pitné vody z podzemních zdrojů se pohybuje okolo 8 - 10 mil. m vody. Zbývající objem dodávané pitné vody je smluvně zajištěn se společností SmVaK Ostrava a.s. Jedná se o vodu pitnou, získanou úpravou povrchových vod z nádrţí Kruţberk a Šance. 3

60


Vodohospodářská soustava povodí Odry Významná vodní díla jsou propojena do vodohospodářské soustavy. Značný nárůst obyvatelstva vyţadoval znásobení kapacit dodavatelů pitné vody. Proto patří vodohospodářská soustava v povodí Odry v České republice k nejrozsáhlejším, nejrozvinutějším, ale i nejsloţitějším a nejsloţitěji udrţovatelným, jak ukázaly např. povodně v roce 1997. Z vodohospodářského hlediska je soustava v povodí Odry vodohospodářskou soustavou s nádrţemi. Taková soustava se uţ sama o sobě podstatným způsobem podílí na změně přirozených průtokových reţimů a vlastnostech vod.

Obr. 42: Letecký pohled na VD Morávka

Obr. 43: Letecký snímek VD Slezská Harta

Obr. 44: Letecký snímek VD Šance

Obr. 45: Letecký snímek VD Ţermanice

61


Blokové schéma vodohospodářské soustavy povodí Odry

62


11. Úprava vody: postupy úpravy vody – předčištění vody, odstraňování suspendovaných látek, odstraňované látky, zdravotní zabezpečení vody. Klasifikace látek obsaţených ve vodě. Průmyslové vody Voda odebíraná z vodních zdrojů často nevyhovuje svými fyzikálními, chemickými a bakteriologickými vlastnostmi potřebám a poţadavkům jednotlivých spotřebitelů. Nevyhovující technické vlastnosti vody se upravují různými technologickými, mechanickými, chemickými a biologickými procesy a postupy, které se označují pojmem úprava vody. Tyto procesy se při úpravě vody pouţívají buď samostatně, nebo postupně za sebou v různých kombinacích. Objekt, ve kterém se technologické postupy úpravy vody uskutečňují, se nazývá úpravna vody. Mechanickými postupy se z vody odstraňují tuhé látky a plyny. Chemickými postupy se obvykle mění chemické sloţení vody pro zjednodušení její další úpravy, nebo se jimi přímo odstraňují neţádoucí látky z vody a zabezpečuje se zdravotně – dezinfikuje se. Biologicky se voda upravuje tak, ţe se vyuţívá činnost různých ţivých mikroorganismů – bakterií. Návrh úpravny vody a jeho technické řešení závisí na mnoha faktorech: -

poţadovaný výkon a doba provozu úpravny, vlastnosti upravované vody, poţadavky na kvalitu upravované vody podle jednotlivých spotřebitelů, náklady na úpravu vody.

Úpravny vody se obvykle skládají z 9 základních technologických a provozních částí: provzdušňování vody, chemické hospodářství, usazovací nádrţe, filtrace, strojovna, energetická zařízení (transformační stanice), akumulační nádrţe, kalové hospodářství, pomocné provozy.

11.1 Předčištění vody Ze surové vody, bez ohledu na účel pouţití, je třeba odstranit hrubé nečistoty uţ v místě odběru, aby se zabezpečila ochrana čerpacích zařízení před mechanickým poškozením a potrubí před zanesením. Voda odebíraná z povrchových vod, tekoucích nebo stojatých, obsahuje plovoucí látky, hrubé suspenze, písek apod., které by při úpravě vody mohly způsobit provozní problémy. Podzemní vody a vody získané infiltrací předčištění nevyţadují. Dispergované částice různého tvaru a velikosti se z vody odstraňují mechanicky. Mechanické procesy se pouţívají tam, kde nejsou velké poţadavky na kvalitu vody (průmysl, zemědělství). Nejčastěji ale tvoří první stupeň před dalšími stupni úpravy vody. 63


-

Odstranění plovoucích látek (česle, síta, pásové filtry).

-

Odstranění hrubých suspendovaných látek (lapáky písku, usazovací nádrţe, pískové filtry, mikrofiltry apod.).

Při úpravě vody se pouţívají česle podobné konstrukce jako v čistírnách OV: -

hrubé – mezery mezi kovovými tyčemi asi 100 mm, čistí se ručně,

-

střední – mezery 25 – 50 mm, strojní čištění,

-

jemné – štěrbiny 2 nebo 5 mm, strojní stírání.

Dokonalejším zařízením jsou pevná síta z děrovaných plechů nebo pletiva. Velikosti otvorů bývají do 20 mm. Při větším odběru povrchové vody, zvláště pro průmyslové účely a elektrárny, se na předčištění pouţívají různé typy pohyblivých sít. Před síta se umísťují lapáky písku a štěrku. Aby se zamezilo zalepování sít plovoucími oleji a tuky, pouţívají se předřazené ponorné stěny. Shrabky zachycené na česlích a sítech se likvidují kompostováním, skládkováním, spalováním, lisováním apod.

11.2 Odstraňování suspendovaných látek Základním poţadavkem odběratelů na kvalitu vody je, aby neobsahovala suspendované usaditelné nebo neusaditelné částice. Lehce usaditelné suspendované částice obvykle anorganického původu se odstraňují sedimentací (usazovací nádrţe – odstranění 80 – 90 % rozptýlených látek). Jemně dispergované částice, rozptýlené ve vodě, které se sedimentací neodstranily, můţeme z vody separovat filtrací (plošná nebo objemová) nebo čířením (chemická úprava vody). Pomocí koagulačních činidel (chlorid ţelezitý, síran hlinitý, hlinitan sodný, síran ţelezitý a síran ţeleznatý) v procesu číření se z vody odstraňují nejjemnější neusaditelné suspenze a látky koloidního charakteru (aţ 90 %), které není moţné odstranit ani usazováním ani filtrací (způsobují hlavně zákal a barvu vody). Znečišťující látky přecházejí do vloček, které lze z vody odstranit mechanicky. Čířením se také sniţuje počet bakterií ve vodě.

11.3 Odstraňované látky Síran vápenatý (kotelní kámen), hydrogenuhličitany, síran sodný, chlorid sodný, oxid křemičitý (kotelní kámen - desilikace), organické látky, vápník, hořčík. 64


Při odstraňování neţádoucích sloţek z vody se velmi často vyuţívá aplikace ionexů.

Odstranění vápníku a hořčíku z vody:

Částečné

- sráţení vápnem, - rozklad kyselinou, - rozklad varem.

Úplné

- vápnem a sodou, - hydroxidem sodným a sodou, - samotným hydroxidem sodným, - samotnou sodou, - fosforečnany.

Deionizace vody = odstranění všech iontů. Demineralizace vody = svým sloţením se blíţí chemicky čisté vodě. Destilace = odpařování vody a zpětná kondenzace páry. Vymrazování = destilace při nízké teplotě. Membránové procesy

- elektrodialýza, - obrácená osmóza, - ultrafiltrace.

Odplyňování a odkyselování vody: Z plynů, které jsou ve vodě rozpuštěny, jsou některé, např. CO 2, O2, H2S, neţádoucí, jelikoţ způsobují korozi kovových i betonových částí vodohospodářských zařízení. Velmi nepříznivě působí agresivní CO2 – způsobuje rozpouštění některých prvků z potrubí (Pb, Zn, Cu) – zdravotní potíţe. Odkyselování mechanické, chemické.

65


Odstraňování ţeleza a manganu: Sloučeniny ţeleza a manganu přítomné v uţitkové a provozní vodě jsou příčinou různých technologických problémů. Pitné vodě navíc dodávají neţádoucí chuťové vlastnosti. Odstraňují se aerací (někdy se vyţaduje kombinace s dávkováním chloru a vápna), sráţením vápnem, čířením nebo ionexy. Dále je třeba z vody odstraňovat zápach a příchuť. Podle normy pitná a uţitková voda nemá svým vzhledem, pachem a chutí vzbuzovat odpor u spotřebitelů.

11.4 Zdravotní zabezpečení vody Při tomto technologickém procesu úpravy vody se zneškodňují zárodky ohroţující lidské zdraví. Pro člověka jsou nebezpečné patogenní bakterie. Sterilizace vody = zničení všech ţivých organismů ve vodě. Určitá část neţádoucích mikroorganismů se odstraňuje uţ při některých postupech úpravy vody. Největší účinek má pomalá filtrace, při které se na biologickém filtru zachytí a zničí aţ 95 % všech zárodků. Před dodáním spotřebiteli se voda musí ještě dezinfikovat. Pouţívají se: -

oxidační procesy zaloţené na působení chloru a jeho sloučenin, ozonu a jiných oxidačních činidel (KMnO4, H2O2),

-

účinky některých kovů (Ag, Cu),

-

účinky ultrafialového záření,

-

dezinfekce teplem – zahřátí vody nad 70 °C při nárazové úpravě malého mnoţství vody.

Dosud nejpouţívanější a nejlevnější dezinfekční prostředky jsou chlor a jeho sloučeniny. Jeho dávkování a kontrola jsou jednoduché. Chlor je dobře rozpustný ve vodě a spolehlivě dezinfikuje v kyselé i neutrální oblasti pH. Pro dokonalý účinek musí být kontakt s vodou aţ 2 hodiny. Účinnost odstranění choroboplodných zárodků je aţ 99,9 %. Dávkuje se 0,2 aţ 5 mg chloru na litr. Mnoţství chloru závisí na vlastnostech vody, hlavně pH, teplotě, obsahu organických látek atd. Kromě plynného chloru při dezinfekci vody se pouţívá chlor kapalný, chlornany, chloraminy a chlordioxid.

66


11.5 Kalové hospodářství úpraven vody Kal z úpravny vody = usaditelné látky ze surové vody a vločky a usazeniny, které vznikly při číření nebo sráţení látek koloidního charakteru. Na rozdíl od kalu z ČOV tento kal obsahuje většinou látky anorganického původu, které nemají prakticky ţádné vyuţití. Musí se skladovat jako bezcenný odpad. Pouze výjimečně se z nich regenerují původní chemická sráţedla. Kaly se musí: -

zahustit (zahušťovací nádrţe – statické, průtokové),

-

odvodnit (kalová pole, k. laguny, kalolisy, filtry, odstředivky).

11.6 Úprava vody na pitné účely v horninovém prostředí (in situ) -

Odmanganování a odţelezování podzemních vod

-

Denitrifikace

-

Eliminace cizorodých látek, hlavně chlorovaných uhlovodíků a ropných látek

-

Odstraňování neţádoucích mikroorganismů

11.7 Klasifikace látek obsaţených ve vodě Chemicky čistá je pouze voda destilovaná. Voda vyskytující se v přírodě je „znečištěná“ a můţeme ji povaţovat za roztok různých plynů a anorganických i organických látek. Z chemického hlediska rozdělujeme látky obsaţené ve vodách na organické a anorganické. Z fyzikálního hlediska mohou být tyto látky přítomny jako iontově rozpuštěné (elektrolyty) nebo neelektrolyty, popř. jako nerozpuštěné (NL).

Látky přítomné ve vodě (z f – ch hlediska) Sodík: 1 – 100 mg/l v podzemních a povrchových vodách, v minerálních vodách v g/l. Zvýšení obsahu Na+ mohou způsobit i některé průmyslové odpadní vody (např. z neutralizace). Vápník: 2 – 200 mg/l. Louţením z vápenců, dolomitů, sádrovce atd. Umělým zdrojem jsou průmyslové odpadní vody (odkyselování vody, neutralizace kyselin). Kotelní kámen. Hořčík: 10 – 50 mg/l. V mořské vodě aţ 5x více neţ Ca. Kotelní kámen. 250 mg/l – hořká chuť. Velké mnoţství – projímadlo (Šaratica).

67


Křemík: SiO2, 1 – 100 mg/l. OV anorg. prům. (sklářský, keram.), fluoridace pitné vody. Kotelní kámen. Chloridy: 10 – 100 mg/l, mořská voda i více neţ 30 g/l NaCl. Průmyslové vody (neutralizace vod), splaškové OV (moč, výkaly). Vyšší mnoţství = indikátor fekálního znečištění. Sírany: Vysoké koncentrace síry ve vodách ovlivňují senzorické vlastnosti vody a působí agresivně na beton.

Rozpustné: Tab. 5: Klasifikace látek obsaţených ve vodě > 5 mg/l

Na, Ca, Mg, Si, HCO3-, Cl-, SO42-, org. l.

2. třída

> 0,1 mg/l

K, Fe, B, F-, N–NH4+, NO3-

3. třída

> 0,01 mg/ l

Al, Mn, Cu, Zn, Pb, As, Ba, Br -, PO43-

< 0,01 mg/l

Cd, Cr, Co, Ni, Hg, CN-

1. třída

4. třída 5. třída

látky přítomné v mnoţstvích

ve stopových mnmoţstvích

přechodné sloţky vznikající ve vodném prostředí při narušení rovnováhy: biologické cykly (oběh C, O2, N2, S), radionuklidy

Nerozpustné: 1. látky neusaditelné, usaditelné a vznášivé (sedimentace) 2. mikroorganismy (řasy, bakterie, houby, viry)

Znečišťující látky ve vodách je moţné dělit dále podle biologických vlastností. Hydrobiologické metody posuzování dopadu vypouštěných OV jsou zaloţeny na mikroskopickém rozboru vzorků vody a nárostů tvořících se na smáčeném povrchu kamenů, rostlin atd. Všechny látky ve vodách se dají také rozdělit podle časového a prostorového vlivu na ŢP: Látky s akutním vlivem na ŽP. Znečišťující látky vyvolávají v toku okamţitou odezvu, nebo se jejich účinek projeví po velmi krátkém časovém období (minuty, hodiny, max. dny). Typickým projevem akutního znečištění je kyslíkový deficit toku, jehoţ následkem je úhyn některých ţivočichů. Látky se zpožděně – akutním vlivem. Způsobují efekty, které se projevují a trvají po dobu několika dnů. Většinou způsobují sníţení koncentrace rozpuštěného kyslíku a vyvolají onemocnění některých ţivočichů. 68


Látky s kumulativními účinky. Dlouhotrvající efekty. Patří mezi ně látky, které způsobují chronické ekotoxikologické změny v recipientu. Jejich výskyt se projevuje trvalým střádáním a postupným zvyšováním koncentrace.

11.8 Průmyslové vody 11.8.1 Význam čištění průmyslových odpadních vod Studentům, kteří účastní tohoto projektu, by měl níţe uvedený text rozšířit přehled moţností uplatnění absolventů oboru „Technologie a hospodaření s vodou“ v praxi. Cílem je upozornit na skutečnost, ţe se v naší společnosti setkáváme nejen s vodami pitnými, povrchovými či splaškovými, ale také s vodami, které jsou produkovány průmyslovými podniky a jejichţ sloţení můţe být velmi specifické, coţ vyţaduje aplikaci speciálních postupů při jejich čištění. Vzrůstající koncentrace průmyslu a osídlení na straně jedné a omezené zásoby relativně čisté vody na straně druhé nutí k řešením, směřujícím k co největší míře opakovaného uţívání vody. S přihlédnutím k potřebám trvale udrţitelného rozvoje průmyslu a ţivotní úrovně je tedy nutné provozovat průmyslové technologie, které vodou co nejvíce šetří, odpadní vody dokonale čistí a v co největší míře uzavírají vodní okruhy recirkulací vody vyčištěné. Vodohospodářské zákony, vyhlášky a nařízení vlády ČR ukládají průmyslovým subjektům v souvislosti s odběrem, čištěním a vypouštěním vod řadu povinností, které tyto subjekty nutí pomocí ekonomických nástrojů a sankcí dodrţovat technologickou kázeň při stávajícím provozu a současně zajišťovat výzkum a vývoj v oblasti modernizace technologií stávajících a zavádění technologií s niţší spotřebou vody, s niţším stupněm znečištění a vyšší účinností čistírenských procesů. Voda ve výrobním procesu je základní surovinou, stává-li se součástí výrobku (potraviny), pomocnou surovinou (voda pro chlazení strojů, voda oplachová), nebo můţe být zdrojem energie (transportní medium). Mnoţství a látkové sloţení jednotlivých druhů odpadních vod jsou velmi variabilní. Závisí na technologii výroby, pouţitých surovinách a přísadách a řadě dalších faktorů, coţ znamená, ţe kaţdé průmyslové odvětví má své charakteristické odpadní vody s převaţujícím znečištěním: -

mechanickým (anorganické znečištění z výroby a úpravy kovů, atd.)

-

chemickým (chemická výroba, farmacie, barvy a laky, atd.)

-

organickým (potravinářství, zpracování ropy, dehtu, atd.)

69


Charakter znečišťujících látek v jednotlivých druzích průmyslových odpadních vod můţe být: -

znečištění fyzikální (tuhé látky rozptýlené ve vodě, oddělitelné sedimentačními a jinými fyzikálními procesy)

-

znečištění chemické (rozpuštěné organické a anorganické látky, oddělitelné fyzikálně-chemickými a chemickými procesy)

-

znečištění biologické (antropogenní a biogenní látky, oddělitelné biologickými metodami čištění)

Mnoţství průmyslových odpadních vod se udává obyčejně jako specifický ukazatel vztaţený na měrnou jednotku suroviny nebo výrobku, např. m3.t-1. Znečištění průmyslových odpadních vod lze vyjádřit především dvěma způsoby, a to koncentrací znečišťujících látek (např. mg.dm-3, mol.dm-3) nebo bilančně, tj. mnoţství vyprodukovaného znečištění v čase (kg.d-1, t.rok-1). Znečišťující látky ve vodách obecně (tedy i ve vodách průmyslových) můţeme dále specifikovat (podle Přílohy 1 k „vodnímu zákonu): a) látky zvlášť nebezpečné (např. Hg, Cd, organohalogeny, kyanidy, organofosfáty, aj.) b) látky nebezpečné (metaloidy a kovy: As, B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Te, Ti, Tl, U, V, Zn) c) biocidy a jejich deriváty neuvedené ad 1. d) látky se škodlivými senzorickými vlastnostmi pro výrobu produktů lidské spotřeby e) toxické nebo persistentní organické sloučeniny křemíku f) anorganické sloučeniny fosforu nebo elementární fosfor g) nepersistentní minerální oleje a uhlovodíky ropného původu h) fluoridy i) látky s nepříznivým účinkem na kyslíkovou rovnováhu (amonné soli a dusičnany) j) siláţní šťávy, průmyslová a statková hnojiva a jejich tekuté sloţky

11.8.2 Sloţky průmyslových odpadních vod Z průmyslových závodů a výroben jsou vypouštěny průmyslové odpadní vody, které obsahují: a) Odpadní vody od zaměstnanců závodu, včetně odpadních vod ze závodních kuchyní, jídelen a podobných zařízení. Jsou to v podstatě vody splaškové.

70


b) Odpadní vody sráţkové, odváděné z areálu závodu. Tyto jsou zpravidla na rozdíl od ostatních sráţkových vod odváděných veřejnou kanalizací zpoplatněné a tedy měřené (většinou nepřímou metodou z rozlohy závodu, kvality povrchu a průměrné intenzity ročních sráţek). Jejich kvalita je dána stupněm znečistění povrchu areálu závodu a charakterem sráţky (intenzitou, dobou trvání). c) Odpadní vody chladící. Tvoří často významný podíl z celkového objemu odpadní vody vypouštěné z průmyslového závodu. Jsou jen málo znečistěné, a proto je snaha o jejich opětovné vyuţití v závodě (recirkulace). d) Odpadní vody technologické, odpadající přímo z technologických procesů. V mnoha případech tvoří látky v nich obsaţené svým mnoţstvím i charakterem nejvýznamnější sloţku z celkového znečistění. Lze k nim přiřadit i odpadní vody z úpravy napájecích vod (bývají značně zasolené) a dopravní vody (příp. odluh z jejich recirkulace), pouţívané k transportu surovin materiálu i odpadů (popele, řepy, brambor aj.).

Průmyslové odpadní vody ze závodů, včleněných do sídlištní výstavby, se zpravidla čistí společně s vodami splaškovými, které jsou na městskou ČOV přiváděny kanalizační sítí.

11.9 Kvalita průmyslových odpadních vod Vedle nepominutelných podmínek vyplývajících z ustanovení kanalizačního řádu je v jednotlivých případech sanace průmyslové odpadní vody nutno posoudit další okolnosti, jako je technologická a ekonomická výhodnost společného čištění s městskými odpadními vodami. Platí obecná zásada, ţe odstranění jednotkového bilančního mnoţství je tím snadnější i levnější, čím je koncentrace této látky ve vodě vyšší. Naproti tomu dle jiné zásady klesá ekonomická náročnost čištění s růstem velikosti ČOV a z tohoto hlediska je vhodnější čištění na společné ČOV neţ v jednotlivých zdrojích. Moţným kompromisem je někdy částečné čištění vysoce koncentrovaných průmyslových odpadních vod v místě jejich produkce a jejich dočištění na městské ČOV. Lokalizace průmyslového závodu někdy neumoţuje společné čištění s městskými odpadními vodami. V některých případech je však tento způsob ţádoucí i z technologického hlediska. Např. splašková voda můţe být zdrojem dotace nutričních prvků při biologickém čištění průmyslové odpadní vody na tyto prvky deficitní, nebo biologické čištění směsi můţe i z jiných důvodů probíhat lépe neţ čištění samotné průmyslové vody. Nezbytné je ovšem odstranění škodlivých látek v průmyslové odpadní vodě na míru povolenou KŘ. V uvedeném případě je často vhodné a někdy i nezbytné čištění těchto technologických vod v místě jejich vzniku před smísením s dalšími odpadními vodami závodu.

71


11.9.1 Podmínky pro vypouštění odpadních vod do veřejné kanalizace Tyto podmínky stanovuje kanalizační řád, který vypracuje a jeho dodrţování kontroluje správce veřejné kanalizace a schvaluje vodohospodářský orgán.

Kanalizační řád obsahuje: I. Nejvyšší přípustné množství odpadních vod a znečistění, které smí být závodem vypuštěno do veřejné kanalizace, konkrétně: a) průtokové mnoţství je limitováno v m3.r -1, m3.d-1, příp. i l.s-1. b) vypouštěné znečistění je limitováno v bilančních hodnotách v t.r v koncentračních hodnotách v mg.l-1 (g.m-3 ).

-1

a kg.d-1 a také

c) četnost kontroly dodrţování stanovených limitů Z ukazatelů znečistění jsou běţně limitovány: BSK5,CHSKCr, neropuštěné látky a další látky podle druhu výroby, např. nepolární extrahovatelné látky, tuky, těţké kovy jednotlivě, kyanidy aj..

II. Seznam látek, které nejsou odpadními vodami a které nesmí vniknout do veřejné kanalizace. Jsou to látky: a) Radioaktivní, infekční aj., ohroţující zdraví nebo bezpečnost obsluhovatelů stokové sítě a ČOV, i obyvatel v širším smyslu, příp. způsobujících nadměrný zápach b) narušující materiál stokové sítě nebo ČOV c) způsobující provozní závady nebo poruchy v průtoku stokové sítě nebo ohroţující provoz ČOV d) hořlavé, výbušné. popř. látky, které smísením se vzduchem nebo vodou tvoří výbušné, dusivé nebo otravné směsi e) jinak nezávadné, ale které smísením s jinými látkami v kanalizaci vyvíjejí jedovaté produkty f) pesticidy, jedy, omamné látky, ţíraviny

Tento seznam musí být v KŘ uveden, přestoţe není kvantifikován. V odpadních vodách vypouštěných do veřejné kanalizace, které výše uvedené látky obsahují, musí být tyto limitovány povolenými koncentracemi.

72


III. Opatření při poruchách a haváriích veřejné kanalizace. Je třeba, aby správce veřejné kanalizace znal a v plánu kanalizace měl zakresleny moţné zdroje havarijního znečistění. V případě havarijní situace musí mít předem stanoven postup operativní kontroly s cílem zjištění pachatele. Dále musí být v KŘ popsány činnosti, které se při havárii provedou na ČOV (např. odstavení biologické části z provozu, stanovení způsobu zachycení nadměrného mnoţství plovoucích látek, jako je ropa, tuky aj.).

11.9.2 Podmínky pro vypouštění odpadních vod do vodních recipientů Tyto podmínky jsou stanoveny ve vodohospodářském rozhodnutí, které vydává pro kaţdou veřejnou kanalizaci i průmyslový závod, vypouštějící své odpadní vody přímo do vodního recipientu, příslušný vodohospodářský orgán a patří sem: Ukazatele I - jsou uvedeny v koncentračních hodnotách pro splaškové i průmyslové odpadní vody diferencovaně pro jednotlivé druhy výrob. Limity těchto ukazatelů jsou pro vodohospodářský orgán závazné, moţnosti výjimek jsou omezeny, např. při haváriích, nezbytných rekonstrukcích kanalizace a ČOV a pod. Ukazatele I se vztahují ke kvalitě vypouštěných odpadních vod (emisní princip). Ukazatele II a III se vztahují ke kvalitě vody ve vodním recipientu a je jimi definován stav, který nemá být vypouštěním odpadních vod narušen (imisní princip). Ukazatele II nejsou aţ na výjimky kvantifikovány a vyslovují poţadavek na určitý biologický stav v recipientu, vyjádřený indexem saprobility a ţivotem ryb (pstruhovitých ve vodárenských tocích a kaprovitých v ostatních tocích). Dále se poţaduje, aby nedošlo k narušení samočistící schopnosti, vyvolání eutrofizace, ke změnám organoleptických vlastností vody (pach, barva), ke tvorbě pokryvu hladiny pěnou, tuky nebo oleji a k zasaţení ionizujícím zářením. Ukazatele III jsou většinou koncentrační limity látek, které nemají být ve vodním recipientu překročeny. Jsou stanoveny zvláště pro vodárenské toky, tj. toky, jejichţ voda je uţívána po úpravě k zásobení obyvatel pitnou vodou a pro ostatní povrchové vody. Limity stanovené pro vodárenské toky jsou v řadě případů stejně přísné jako limity pro pitnou vodu. Limity pro ostatní toky jsou přísné méně.

11.10 Způsoby čištění průmyslových odpadních vod Pro čištění průmyslových odpadních vod se v souladu s jejich rozmanitostí pouţívají různé způsoby, jejichţ vhodnost je závislá na látce, kterou je třeba odstranit i na celkovém sloţení vody a v neposlední řadě i na ekonomii provozu. Některé postupy jsou shodné nebo podobné s čištěním splaškových resp. městských odpadních vod, jiné jsou diametrálně odlišné. Suspendované částice velikosti nad cca 40 mm lze separovat z vodné disperze sedimentací, pokud je jejich hustota dostatečně velká, při čemţ gravitační zrychlení lze zvýšit v hydrocyklonech nebo odstředivkách. Realizace procesu v usazovacích nádrţích je podobná s čištěním městských odpadních vod, separovaná 73


suspenze můţe však mít zcela odlišné vlastnosti a z toho vyplývají i rozdílné provozní parametry. U průmyslových odpadních vod se také uplatňuje zvláštní typ usazovacích nádrţí se zvýšenou účinností – nádrţe lamelové. Pro oddělení částic výše uvedené velikosti, ale s hustotou menší neţ je hustota vody lze pouţít převaţující síly vztlaku vůči síle gravitační a intenzifikaci tohoto procesu lze dosáhnout flotací, při níţ je vytvořen trojfázový systém, ve kterém jsou částice obaleny mikrobublinami plynu, obvykle vzduchovými. Jinou metodou pro separaci suspendovaných částic nezávislou na jejich hustotě je jejich zachycení na filtrační přepáţce, která můţe mít různou velikost štěrbin příp. pórů aţ do cca 10 mm resp. aţ 1 mm, tedy do velikosti na hranici koloidních disperzí. Částice ještě menší, velikosti do 0,1 mm, odpovídající makromolekulám, lze oddělit mikrofiltrací. Pod touto hranicí je oblast uplatnění polopropustných membrán při pouţití tlaku s rozdělením na ultrafiltry pro separaci koloidních látek do cca 10 nm a reverzní osmózu pro oddělení částic rozpuštěných, velikosti aţ v desetinách nm. Mezi těmito dvěma procesy je nanofiltrace, pouţitelná pro zachycení částic v rozsahu 1 aţ 10 nm. Na membránové separaci je zaloţena i dialýza, která na rozdíl od výše uvedených tlakových procesů vyuţívá k průchodu částic membránou koncentrační spád. U elektrodialýzy, vyţadující aplikaci speciálních ionexových membrán je hnací silou vloţené elektrické napětí a lze jí oddělit elektricky nabité částice - ionty.

Agregaci menších částic na větší, oddělitelné sedimentací nebo filtrací, lze docílit koagulací, zpravidla přídavkem látek, zvaných koagulanty. Tyto destabilizují diperzní systém, obvykle tvorbou koloidní disperze a posléze suspenze koagulantu příp. produktu jeho hydrolytické reakce s vodou, které elektrostatickými a van der Waalsovými silami, příp. jinými mechanizmy váţí na sebe koloidní částice vodného prostředí. Některé disperzní systémy, např. stabilizované olejové emulze, mají vysokou stabilitu a jejich koagulace probíhá neuspokojivě. Proto je třeba před vlastní koagulací pouţít speciálních postupů, které vedou k jejich destabilizaci. Pro separaci látek koloidní velikosti ale i větších molekul analytické disperze je vhodná adsorpce. Adsorpce je jev, ke kterému dochází na styku kapalné anebo plynné fáze s fází tuhou. Některé látky z výše uvedeného prostředí jsou přitahovány k povrchu tuhé fáze, při čemţ se na jeho povrchu hromadí. Tento děj nazýváme adsorpce. Adsorbované látky se nazývají adsorbát a adsorbující látka adsorbent. Koncentrace adsorbátu na povrchu adsorbentu je po proběhnutí adsorpce mnohonásobně větší neţ v prostředí, z něhoţ je látka adsorbována. Některé rozpuštěné látky lze z vody odstranit jejich pomocí sráţení s následnou sedimentací nebo filtrací. Takto lze vysráţet řadu iontů vytvořením podmínek, při nichţ dochází k překročení součinu rozpustnosti sloučeniny ve vhodné kombinaci kationtů s anionty. Při tomto postupu je odstraněný ion nahrazen ve vodném roztoku iontem méně škodlivým nebo neškodným.

74


Na principu výměny iontů spočívají postupy iontové výměny na ionexech, při nichţ odstraňovaný ion netvoří sraţeninu jako u postupů uvedených výše, ale zůstává vázán na tuhé fázi ionexu, z něhoţ se uvolní ekvivalentní mnoţství vyměněného iontu (tak zvaného protiiontu) do vodného prostředí.

Extrakční postupy separace látek spočívají na jejich rozdílné rozpustnosti ve vodě a v extrahovadle. Stripováním lze vytěsnit z vodného roztoku těkavé látky, tedy látky s nízkou tenzí par, které přecházejí do plynné fáze (vzduchu, nebo vodní páry) proháněné čištěnou vodou.

Pro úpravu pH kyselých a alkalických vod, tedy sníţení koncentrace iontů H + nebo OH-, se pouţívají postupy neutralizační.

Oxidačními chemickými postupy lze rozloţit některé vysoce toxické sloučeniny (kyanidy, sulfidy aj.), biologicky resistentní organické látky aj..

Redukční procesy se pouţívají pro odstranění oxidovadel, aplikovaných v přebytku v oxidačních procesech, mohou však být vyuţity i pro sníţení oxidačního čísla prvků s cílem převedení na snadněji odstranitelnou a méně toxickou formu (např. redukce Cr-VI na Cr -III) aj.

Termické způsoby lze pouţít jednak k zakoncentrování vodných roztoků před jejich následnou likvidací jednak ke spálení látek, coţ je v podstatě oxidace molekulárním kyslíkem za zvýšené teploty, příp. i tlaku. Spálením lze částečně nebo úplně odstranit především organické látky.

Pro čištění průmyslových odpadních vod lze v mnoha případech pouţít, stejně jako při čištění městských odpadních vod, metody biologické, rozdělované na anaerobní a aerobní podle podmínek v nichţ probíhají. Nositelem těchto dějů je směsná mikroflora s rozhodujícím významem bakterií, odlišná nejen podle zásadních, výše uvedených kritérií, na anaerobní bezkyslíkaté prostředí a aerobní prostředí s přítomností rozpuštěného (molekulárního) kyslíku, ale i podle dalších provozních parametrů, jako je teplota, zatíţení hydraulické a látkové atd.. Podstatou procesů biologického čištění odpadních vod je především biochemický rozklad organických látek, resp. jejich biologicky rozloţitelné části. Je provázen tvorbou biologického kalu, coţ je biomasa mikroorganizmů s vysoce sorpčními účinky, zvláště u aerobních postupů. Proto se při biologickém aerobním čištění

75


uplatují výrazně také adsorpční procesy, jimiţ jsou odstraňovány z vody i látky biologicky nerozloţitelné, např. těţké kovy, koloidní inertní částice aj.. Při biologickém čištění probíhá nejen proces adsorpce látek různého charakteru a biochemický rozklad látek organických, ale za vhodných podmínek i další biochemické procesy, jako je oxidace amoniaku na dusitany a dusičnany působením nitrifikačních bakterií v aerobních podmínkách, redukce dusičnanů a dusitanů na dusík, podmíněná metabolickými procesy bakterií v anoxických podmínkách aj..

Značná časová proměnlivost mnoţství a kvality průmyslových odpadních vod vyvolává často nutnost vyrovnání těchto časových změn, coţ se děje jejich egalizací před nebo někdy i za čistícím zařízením.

Produktem čištění odpadní vody je v mnoha případech kalová suspenze, vznikající zejména v procesech sedimentace, flotace, čiření, biologického čištění aj.. Kal představuje zpravidla odpad, který je nutno zneškodnit. Při tom je snahou zmenšit především jeho objemové mnoţství zahuštěním a odvodněním, to je sníţením obsahu vody. Následující finální etapa jeho zpracování spočívá na vyuţití ke hnojivých účelům nebo skládkování s event. předchozím spálením organického podílu. Mezičlánkem při vyuţívání kalu můţe být jeho hygienizace. Nabízí se i některé další moţnosti zpracování kalu, jako je jeho zapracování do stavebních materiálů. Kal z čištění průmyslových odpadních vod má oproti kalu z městských ČOV často odlišné fyzikální vlastnosti a chemické sloţení, coţ je dáno jednak odlišným sloţením odpadních vod jednak technologií jejich čištění.

76


12. Stokování: klasická a moderní koncepce odvodnění, soustavy stok, systémy uspořádání gravitačních stokových sítí, kanalizační řád. Současný rozvoj městského odvodnění se opírá o stále intenzivnější úsilí lidského rodu zabezpečit si trvale hospodářský růst při zachování nebo dokonce vylepšení ţivotních podmínek na Zemi. Tuto myšlenku dnes jiţ přijala pod názvem „trvale udržitelný rozvoj“ politická reprezentace všech hospodářsky vyspělých států. V dnešní době narůstá potřeba rekonstrukcí kanalizačních systémů ve velkých městech, s přihlédnutím na jejich stáří a limitovanou schopnost hygienicky a hydraulicky bezpečně transportovat poţadované mnoţství produkovaných odpadních vod. Zejména množství dešťových odpadních vod, které vlivem rozšiřování ploch s malou infiltrační a evapotranspirační schopností v urbanizovaných povodích roste.

12.1 Klasická koncepce odvodnění Cílem klasické koncepce odvodnění je úplné napojení a co nejrychlejší odvedení veškerých odpadních vod z městského povodí. K odpadním vodám patří: 

splaškové vody z domácností,



odpadní vody z průmyslu,



dešťový odtok,



tající sníh,



drenáţní voda,



přepady z vodojemů do kanalizace,



napojené podzemní a povrchové vody bez ohledu na jejich mnoţství a stupeň znečištění.

Klasická koncepce se v podstatě zaměřuje pouze na návrh jmenovité světlosti potrubí stokové sítě. Využívají se jednoduché výpočtové metody, které neumoţňují popsat nerovnoměrnost a dynamiku jevů ve stokové síti. Nejsou zohledněny ekologické dopady sytému na životní prostředí.

12.2 Moderní koncepce odvodnění Základní odlišností moderní koncepce odvodnění oproti klasické spočívá v komplexním posouzení vlivu urbanizace na životní prostředí, zejména na povrchové a

77


podzemní vody. Systém městského odvodnění je chápán jako integrovaný kanalizační systém. Tři nejdůleţitější komponenty integrovaného kanalizačního systému jsou: a)

stoková síť,

b)

čistírna odpadních vod,

c)

recipient.

V klasické koncepci odvodnění jsou výše uvedené prvky integrovaného kanalizačního systému navrhovány a provozovány odděleně, přičemţ stokové síti a čistírně odpadních vod bývá věnována větší pozornost neţ recipientu. Při integrovaném přístupu k řešení problematiky se postupuje tak, že návrh a provoz jednotlivých částí zohledňuje a hodnotí vzájemné vazby a ovlivnění dílčích prvků systému. Základní principy moderní koncepce odvodnění je moţno řešit pomocí emisní nebo imisní strategie. Emisní strategie – jedná se o stanovení jednotlivých limitů pro vypouštění vod z výustí stokového systému a čistírny odpadních vod bez ohledu na stav recipientu. Imisní strategie – podstata spočívá ve stanovení podmínek pro vypouštění vod do recipientu na základě znalostí konkrétních místních podmínek v recipientu a širších ekologických souvislostí.

12.3 Kanalizace Představuje soubor zařízení: -

umožňující neškodné odvádění dešťových, splaškových a průmyslových odpadních vod z urbanizovaného území, letišť, závodů, komunikací apod.

-

a jejich čištění na takovou míru, aby byla dodrţena hospodářská hodnota vodních toků pro zásobování obyvatelstva pitnou vodou, zásobování průmyslu uţitkovou vodou a moţnost rekreace.

Obor zabývající se navrhováním, výstavbou a provozem stokových sítí a objektů na nich se jmenuje stokování. Navrhování, stavba a provoz objektů k čištění odpadních vod je obsahem oboru čištění odpadních vod.

78


12.4 Soustavy stokových sítí Podle způsobu odvádění odpadních vod se vyvinuly následující odlišné soustavy stokových sítí: a)

jednotná;

b)

oddílná;

c)

modifikovaná.

12.4.1 Jednotná stoková soustava Schéma jednotné stokové soustavy je znázorněno na obr. 46.

Obr. 46: Schéma jednotné stokové soustavy: 1 – ČOV, 2 – Výpusť vyčištěné odpadní vody, 3 – Výpusť odlehčovací stoky, 4 – Odlehčovací komora, 5 – Kmenová stoka.

V jednotné stokové soustavě se odvádějí všechny druhy odpadních vod i vody dešťové společně. Množství srážkových vod je však nepoměrně větší nežli součet všech odpadních vod. Vzhledem k tomu, ţe stokovou sítí se dopravují splaškové vody, je nutné zatrubnění stok. Stoky musí mít dostatečný spád, aby se při malé rychlosti vody neusazovaly znečišťující látky ve stokové síti, tedy dříve neţli se dostanou na čistírnu odpadních vod. Ze správně navrţené stokové sítě by měly přitékat odpadní vody do čistírny odpadních vod (dále jen ČOV) v čerstvém stavu, aby v čistírenských procesech nenastaly závady. Projektant mnohdy stojí pře rozhodnutím, zda má navrhnout jednotnou nebo oddílnou stokovou soustavu.

79


U nás se doposud ve městech a obcích navrhovalo a navrhuje odvodnění a odkanalizování území společně, tj. jednotnou stokou sítí. Návrh oddílné soustavy je vzácnou výjimkou. Všeobecně lze říci, že u měst a větších obcí jsou u nás doposud příznivější předpoklady pro navrhování stokové sítě jednotné. Rozhodujícím motivem pro toto řešení jsou stavební náklady. Je-li projektant při volbě sokové sítě na pochybách musí prostudovat, porovnat a zhodnotit dva základní činitele: a)

hledisko investičních a udrţovacích nákladů;

b)

hledisko hygienické (rozhodují místní poměry).

Ad a) Je-li k dispozici recipient (většinou řeka) s dostatečnou samočisticí schopností, takţe se do něho můţe za deště vypouštět větší část zředěných odpadních vod přes odlehčovací komory. Je vhodné tedy navrhnout stokovou síť jednotnou. Jestliže recipient protéká např. v dlouhé trati hustě osídleným územím a nemá dostatečně velkou samočisticí schopnost, ze zdravotního hlediska nelze připustit, aby se do něj vypouštěly za dešťů zředěné odpadní vody. Rovněž nepříznivé výškové uložení sběračů vůči recipientu někdy nedovoluje odpouštět zředěné odpadní vody v libovolném místě, ač recipient by takové odlehčení snesl. Ve výše uvedených případech nelze zmenšovat profil stok, coţ normálně odlehčovací komory umoţňují, projektant musí provést podrobné porovnání investičních nákladů mezi stokovou soustavou jednotnou a oddílnou.

Ad b) Z hlediska hygienického jsou oddílné soustavy výhodnější neţli soustavy jednotné. Jednotná stoková síť by měla být navržena na průtok, který je součtem všech druhů odpadních vod. Mezi odpadními vodami jsou vody takové, které mají stály průtok a minimálními výkyvy např. splašky, a naopak vody, které mají velkou nerovnoměrnost, např. dešťové vody. Z výše uvedeného platí zásada: tam, kde největší bezdeštný průtok přesahuje 10 % návrhového průtoku dešťových vod se stoky dimenzují na celkový největší průtok všech odváděných odpadních vod.

80


12.4.2 Oddílná stoková soustava Schéma oddílné stokové soustavy je znárodněno na obr. 47.

Obr. 47: Schéma oddílné stokové soustavy: 1 – ČOV, 2 – výusť vyčištěné odpadní vody, 3 – výusť dešťových odpadních vod, 4 – kmenová stoka, ____ stoky městských odpadních vod, _ _ _ stoky dešťové

Oddílná soustava odvádí různé druhy odpadních vod samostatnými trasami stokové sítě. Nejčastěji se jedná o dvě stokové soustavy, z nichţ jeden systém odvádí vody splaškové (případně i vody z drobných průmyslových provozoven) a druhý systém odděleně odvádí vody srážkové. Avšak v současné době není možné ani dešťové vody považovat ve vztahu k recipientu za hygienicky nezávadné. Mohou být znečištěny splachy minerální a organické povahy, úkapy pohonných hmot a jiných látek, a není vyloučena ani přítomnost fekálního znečištění. Znečištění dešťových vod je závislé na době trvání deště – s dobou trvání deště většinou klesá.

12.4.3 Modifikovaná stoková soustava Modifikovaná stoková soustava vzniká například kombinací jednotné a oddílné stokové soustavy v rámci soustavného odvodnění jednoho urbanizovaného celku.

12.5 Způsob dopravy OV Způsob dopravy odpadních vod je závislý na mnoha faktorech, zejména však na morfologii terénu a použité soustavě odkanalizování.

81


Dopravu odpadních vod můţeme rozdělit na: 

Tradiční způsob dopravy vod – zde patří jednotné či oddílné soustavy s gravitační dopravou odpadních vod. Důraz je kladen na jednoduchost a spolehlivost provozování.



Alternativní způsoby odvádění odpadních vod – tyto způsoby dopravy se vyuţívají u oblastí malých sídelních celků s velmi roztroušenou zástavbou, nebo u příměstských oblastí s plochým či zvlněným reliéfem terénu. Alternativní způsoby odkanalizování je moţno lenit na: 

kanalizaci tlakovou,



kanalizaci podtlakovou, vakuovou,



kanalizaci gravitační maloprofilovou;



kanalizace pneumatická.

Výhody alternativního způsobu odvádění odpadních vod: 

rozptýlená zástavba (venkovského či vilového typu);



konfigurace terénu;



zájmové území s několika samostatnými povodími a společnou ČOV;



terasovitá zástavba, či široké ulice, kde by situace vyţadovala souběh dvou gravitačních stok;



oblasti s nepříznivými podmínkami pro zakládání stok (vysoká hladina podzemních vod s agresivitou na konstrukční materiál, sklaní podloţí v malé hloubce, oblasti věčně zmrzlé půdy, poddolovaná území apod.)

Nevýhody alternativního způsobu odvádění odpadních vod: 

absence dlouhodobých zkušeností provozováním v podmínkách ČR;



provozní náročnost systému;



vyšší nároky na provozní energie;



kratší ţivotnost a vyšší četnost provozních poruch;



systémy nejsou vhodné pro odvádění dešťových odpadních vod.

82


12.6 Systémy uspořádání gravitačních stokových sítí Systematické uspořádání gravitačních stok za účelem odvedení odpadních vod a jejich soustředění do nejniţšího místa, ČOV, musí být provedeno s ohledem na: 

konfiguraci terénu,



na způsob zástavby,



dispozici recipientu,



případně další podmínky.

Obecně platí, ţe stoky jsou navrţeny tak, aby jimi byly odpadní vody nejvýhodnější trasou dopraveny na ČOV. V zásadě rozeznáváme následující systémy stok: 

radiální,



větevný,



úchytný,



pásmový.

Radiální systém – (obr. 48) bývá aplikován při odvodnění uzavřených kotlin bez přímého spojení k recipientu. Voda se stahuje stokovou sítí do nejnižšího území a z tohoto místa je přečerpávána přes rozvodí nebo odváděna štolou samospádem do čistírny odpadních vod.

Větevný systém - (obr. 49) se navrhuje v členitém území s nepravidelnou zástavbou. Stoky se vedou nejkratším směrem do hlavní kmenové stoky, která prochází nejniţším místem odvodňovaného území a ústí do čistírny odpadních vod.

Úchytný systém – (obr. 50) se navrhuje v plochých říčních údolích s mírným sklonem odvodňovaného území k vodnímu toku. Kmenová stoka je vedena podél vodního toku a do ní ústí sběrače vedené napříč údolím (ulicemi města). Na kmenové stoce jsou zařazeny odlehčovací komory, které umoţňují sníţená stavebních nákladů na výstavbu stoky jednotné soustavy.

83


Recipient musí být dostatečně hluboký, aby bylo moţné odlehčení kmenové stoky i za vyšších stavů (průtoků) v korytě.

Pásmový systém – (obr. 51) se navrhuje při odvodnění rozsáhlejšího území s většími výškovými rozdíly. Stoková síť je rozčleněna na několik výškových pásem, v rámci kterých můţe být jakékoliv uspořádání sítě. Odpadní vody z jednotlivých pásem se odvádějí stokami nižších řádů do tzv. pásmových sběračů. Pásmový systém umoţňuje odvodňovat jednotlivá pásma samostatně gravitačně a přečerpávat pouze odpadní vody připadající na nejniţší pásmo.

Obr. 48: Radiální systém stokové sítě

Obr. 50: Úchytný systém stokové sítě

Obr. 49: Větevný systém stokové sítě

Obr. 51: Pásmový systém stokové sítě

84


13. Technologie čištění odpadních vod: druhy odpadních vod, fyzikální, chemický rozbor odpadních vod, základní procesy v technologii čištění vod. 13. 1 Odpadní vody Za odpadní vodu (OV) je považována jakákoliv voda, která po použití změní své vlastnosti – fyzikální (teplota, …), chemické (pH, …), zejména pokud můţe ovlivnit jakost povrchových nebo podzemních vod. Odpadními vodami jsou: -

všechny druhy vod odváděné stokovou sítí (ať se tam dostali jakkoli);

-

odčerpávané vody podzemní z hydraulické ochrany u průmyslových objektů – rafinérie, sklady ropných látek, odkaliště z rudných, energetických nebo chemických výrob, průzkumy těţební činnosti;

-

vody z drenážních systémů jako součástí zařízení k odvodnění podzemních staveb;

-

vody jakkoliv znečištěné z výrobního provozu příp. v důsledku vlhkosti suroviny;

-

tekuté odpady (např. kejda).

13.2 Druhy odpadních vod

13.2.1 Splaškové odpadní vody Splašky z kuchyní, koupelen, prádelen, WC, technické občanské vybavenosti. Nečistoty jsou hrubě dispergované, jemně rozptýlené, koloidní a rozpuštěné. Orientační sloţení splaškových vod je uvedeno v tab. 5.

Tab. 6: Orientační sloţení splaškových odpadních vod pH sediment po 1 hod. NL (nerozpuštěné látky) z toho usaditelné neusaditelné rozpuštěné látky BSK5 CHSK-Cr Ncelk. NH4+ Pcelk.

6,5 aţ 8,5 3 mg·l-1 aţ 4,5 mg·l-1 200 mg·l-1 aţ 700 mg·l-1 73 % 27 % -1 600 mg·l aţ 800 mg·l-1 100 mg·l-1 aţ 400 mg·l-1 250 mg·l-1 aţ 800 mg·l-1 30 mg·l-1 aţ 70 mg·l-1 20 mg·l-1 aţ 45 mg·l-1 5 mg·l-1 aţ 15 mg·l-1

85


13.2.2 Infekční vody Odpadní vody z infekčních oddělení nemocnic, z tuberkulózních sanatorií, z mikrobiologických laboratoří, z výroben očkovacích látek z infikovaných zvířat, z přidruţených provozů apod. Tyto odpadní vody obsahují choroboplodné zárodky takového druhu a v takové míře, ţe vyţadují zvláštní opatření před vypouštěním do stokové sítě. Zásady pro odvádění odpadních vod ze zdravotnických zařízení uvádí ČSN 75 6406.

13.2.3 Průmyslové odpadní vody Jsou vody, které byly použity při výrobním procesu v průmyslových závodech. Jejich znečištění je nejrůznějšího druhu podle technologie výroby.

13.2.4 Odpadní vody ze zemědělství a zemědělské výroby (kejda)

13.2.5 Dešťové vody (včetně vod z tání sněhu a ledu) Dešťové vody při styku s povrchem mohou být: -

Znečištěné – odtékají-li ze znečištěných povrchů a silničních komunikací (podle ČSN 73 6100 [5]), průmyslových a zemědělských areálů, ale jen po dobu oplachu. Neznečištěné – odtékají z pěších zón, parků a zahrad, silničních komunikací s nízkou intenzitou provozu, pokud tyto neslouţí jako parkoviště nebo odstavné plochy.

13.2.6 Ostatní odpadní vody Odpadní vody, které nelze zařadit do některé z předchozích skupin nebo které se dostaly do stokové sítě za nepředvídaných okolností (balastní vody).

13.3 Rozbory odpadních vod Při rozborech se zjišťují fyzikální, chemické a bakteriologické vlastnosti odpadních vod. Rozbor odpadních vod je důleţitým podkladem pro navrhování rozsahu a způsobu čištění městských odpadních vod.

13.3.1 Fyzikální rozbor odpadních vod Při tomto druhu rozboru se určuje:

86


a)

Teplota odpadní vody i ovzduší: tento parametr je velmi důleţitý zejména pro biologické čištění odpadních vod.

b)

Barva: čerstvé normální splašky jsou šedé, zahnívající jsou tmavé aţ černé.

c)

Zákal popř. průhlednost: zpravidla odpovídá stupni znečištění.

d)

Zápach: čerstvé splašky jsou téměř bez zápachu; zapáchá pouze kal usazující se z odpadní vody – odpadní vody ponechané delší dobu páchnou po sirovodíku.

e)

Specifická váha a elektrická vodivost: specifická váha souvisí s mnoţstvím obsaţených nečistot; podle stupně elektrické vodivosti lze usuzovat na obsah solí.

13.3.2 Chemický rozbor odpadních vod a)

Hodnota pH: normální městské odpadní vody mají pH = 7 aţ 7,6, coţ nejlépe vyhovuje biologickým procesům. Výkyvy pH svědčí zpravidla o vlivu průmyslových odpadních vod. Hodnoty pod 5,5 a nad 8,5 způsobují při čištění obtíţe.

b)

Množství nečistot:

c)

d)

e) f) g) h) i) j)

-

veškerých znečišťujících látek, a to organických a minerálních (uvádí se samostatně);

-

látek rozptýlených a plovoucích čili (suspendovaných), jedná se o látky organické i minerální, při čemţ se rozlišují usaditelné a neusaditelné – koloidní a rozpuštěné);

-

látek rozpuštěných (organických a minerálních).

Biochemická spotřeba kyslíku (BSK): je mnoţství kyslíku spotřebovaného mikroorganismy při biochemických pochodech, na rozklad organických látek ve vodě při aerobních podmínkách. Chemická spotřeba kyslíku (CHSK): je definována jako mnoţství kyslíku, které se za přesně vymezených podmínek potřebuje na oxidaci organických látek ve vodě silným oxidačním činidlem. Fosfor Dusíkaté sloučeniny: celkový dusík organický, celkový dusík čpavkový (volný čpavek), celkový dusík nitritový (dusitany), celkový dusík nitrátový (dusičnany). Stanovení obsahu tuků Alkalita (kyselinová neutralizační kapacita) Acidita (zásadová neutralizační kapacita) Chloridy a sulfidy

13.3.3 Bakteriologický rozbor odpadních vod -

zjišťuje se počet bakterií;

87


provádí se kvantitativní zkouška (zkouška na bacterium escherichia coli).

-

13.4 Způsoby čištění odpadních vod: a) Mechanické – pouţívají se síta, lapače, sedimentační nádrţe, pískové filtry, odstředivky. b) Chemické – vyuţívají se sráţecí reakce, neutralizace kyselin a zásad, extrakce, adsorpční procesy a jiné, podle chemických vlastností látek, které je nutné odstranit. c) Biologické – organické látky se odbourávají činností různých druhů speciálně pěstovaných baktérií. Bakterie mohou být: 

aerobní (berou si kyslík ze vzduchu nebo vody),



anaerobní (kyslík získávají redukcí kyslíkatých látek).

Biologickému čištění vţdy předchází mechanické nebo chemické čištění, nebo obojí. Nejdokonalejší způsob biologického dočišťování odpadních vod je postup zaloţený na pouţití oţiveného kalu. Zásady při čištění odpadních vod: -

Silně znečištěné vody nemíchat s vodami méně znečištěnými, protoţe kaţdý čistící proces je výhodné provádět s co nejmenším objemem vody. Před kaţdý čistící proces zařadit hrubou filtraci nebo sedimentaci, aby hlavním čistícím procesem neprocházely hrubé nečistoty.

88


14. Technologie čištění odpadních vod: technologické schéma mechanicko-biologické čistírny odpadních vod a popis jednotlivých objektů Blokové schéma čistírny odpadních vod (ČOV)

89


14.1 Ochranná část čistírny Slouţí k odstranění těch látek, které by narušovaly svým mnoţstvím nebo velikostí proces mechanického nebo biologického čištění odpadních vod. Jde tedy především o zředěné odpadní vody z dešťových přívalů, dále pak o nejhrubší nečistoty a také o snadno sedimentující anorganické látky (písek) spláchnuté do kanalizace. Objekty k tomu určené se souhrnně označují jako ochranná část čistírny nebo hrubé předčištění odpadních vod. Na kaţdé ČOV musí být součástí tohoto systému dešťový oddělovač, česle a lapák písku, na lépe vybavených ČOV, nebo v důsledku místní nezbytné potřeby, jsou instalovány lapače štěrku, lapače plovoucích nečistot, měrné objekty a dešťové zdrţe.

14.1.1 Čerpadla surové vody Na vtoku do ČOV jsou obvykle instalována vysoce výkonná čerpadla. Odpadní voda pak můţe ostatními objekty ČOV protékat samospádem a neprovádí se přečerpávání uvnitř ČOV. Čerpadla musí mít vysoký výkon, řazena jsou paralelně, aby při okamţité špičce přítoku nedocházelo k hromadění vody v přítokové kanalizaci. Musí být odolná vůči větším nečistotám a tedy schopná čerpat i velmi různorodé směsi látek.

14.1.2 Česle Česle musí být v kaţdé čistírně OV – chrání čerpadla a jiná technologická zařízení. Jsou to rošty z ocelových prutů ponořené šikmo do OV. Podle mezer mezi pruty mohou být hrubé (> 6 cm) nebo jemné (< 4 cm). Podle způsobu stírání rozeznáváme česle ručně stírané a strojně stírané. Ručně stírané česle (obr. 52) mají mít sklon asi 45º, aby shrabky (nečistoty zachycené na česlích) při vyhrabávání nepadaly zpět do vody. Měly by být vyrobeny tak, aby se daly celé vytáhnout. Jsou vhodné jen pro malé čistírny OV, nebo jako hrubé, předřazené před jemnými. Strojně stírané česle (obr. 53) mají sklon větší (asi 60º). Chráníme je vhodnou stavební úpravou – nutno zajistit větrání – zdraví škodlivý prostor (mikrobiální znečištění ovzduší, vysoká vlhkost). Sbírání shrabků se ovládá automaticky (podle výšky hladiny na přítoku, tzn. podle zanesení česlí).

90


Obr. 52: Ručně stírané česle (1 – ţlab na shrabky, 2 – česle)

Obr. 53: Strojně stírané česle

Obr. 54: Hrubé česle

Obr. 55: Jemné česle

91


V čistírnách průmyslových a zemědělských OV se na plovoucí nečistoty osvědčila síta. Umísťují se buď místo česel, nebo společně s nimi. Mají různou konstrukci. Nejčastěji se pouţívají pásová a bubnová.

14.1.3 Filtry na surovou vodu Dalšími typy zařízení pouţívanými k odstranění drobných nečistot z vody jsou sítové filtry, otočné bubnové filtry a mikrofiltry (mikrosíta), pouţívané u menších a průmyslových ČOV.

14.1.4 Lapače písku Nejjednodušší lapák písku (LP) s horizontálním průtokem se skládá ze dvou nebo více úzkých a mělkých ţlabů. Dvoukomorový lapák, ve kterém přitékající odpadní voda můţe být pomocí stavítek podle potřeby rozdělena bud' do jedné nebo obou komor, je obvyklou variantou. Je-li komora zaplněna pískem, uzavřou se stavítka, otevře se drenáţní systém, písek se odvodní a vyklidí. U velkých čistíren bývají lapáky stírány strojně. Mnoţství zachycených látek závisí na druhu OV a stokové sítě. Podle směru průtoku rozeznáváme LP horizontální (komorový (obr. 3), komorový kontrolovaný, štěrbinový a strojový), vertikální (šachta, malé ČOV, nenáročné, malá zastavěná plocha), s příčnou cirkulací (vírový a provzdušňovaný).

Obr. 56: Komorový lapač písku (1 – přítok, 2 – odtok, 3 – stavidlo, 4 – filtrační materiál, 5 – drenáţ)

92


Obr. 57: Lapač písku

14.1.5 Lapáky tuků a olejů Princip odlučovačů pro látky lehčí neţ voda je stejný jako při separaci látek těţších neţ voda v usazovacích nádrţích. Odpadní voda se do odlučovače přivádí ke dnu separační nádrţe, při sníţené průtokové rychlosti stoupají látky lehčí neţ voda ke hladině, kde se hromadí a jsou stírány ručně nebo strojně do sběrného ţlabu. Tyto nádrţe stačí stavět mělké (kolem 1 m), neboť na rozdíl od usazovacích nádrţí odpadá u nich usazovací prostor. Odlučovač látek lehčích neţ voda se hodí pro malé provozovny (garáţe, lakovny atd.). Látky těţší neţ voda se usazují na skloněném dnu, po kterém se sesouvají do nádoby na konci lapáku, která se občas vyprazdňuje.

14.2 Mechanické čištění odpadních vod Mechanický stupeň ČOV slouţí k odstranění znečišťujících látek, které jsou za normálních podmínek schopny sedimentovat, popřípadě k sedimentaci látek, které vznikly jako produkty procesu chemického sráţení odpadních vod.

14.2.1 Sedimentační nádrţe: Primární – na začátku technologické linky, za hrubým předčištěním. Sekundární – za biologickým čištěním, nemají shrabovák plovoucích nečistot. Podle způsobu protékání odpadní vody sedimentační nádrţí je lze rozdělit na horizontální (d : š = 3 : 1 a více, š : h = 1 – 2,25 : 1), radiální (obr. 4) a vertikální (vhodné pro menší ČOV, nevyţadují zařízení na shrabování kalu).

93


Obr. 58: Radiální sedimentační nádrţ (1 – přítok, 2 – odtok, 3 – kal, 4 – česle, 5 – pohyblivý most, 6 – sběrný ţlab, 7 – ponořená stěna, 8 – shrabovač kalu, 9 – shrabovač plovoucích látek, 10 – šachta na plovoucí látky, 11 – pohyb mostu)

14.3 Biologické čištění odpadních vod Slouţí k odstranění znečišťujících látek, které jsou rozpuštěny nebo rozptýleny v odpadních vodách tak, ţe nejsou schopny sedimentace. Principem je biologická kultura mikroorganismů, která tyto látky z vody, v rámci svých ţivotních procesů, získává jako stavební látky a zdroj energie a která je od vyčištěné odpadní vody oddělitelná jednoduchým fyzikálním postupem (obvykle sedimentací). Technologické postupy biologického čištění odpadních vod na čistírnách dělíme obecně na technologie s biologickou kulturou přisedlou na pevném povrchu (biologické filtry) a na technologie s biologickou kulturou ve vznosu (aktivační nádrţe).

14.3.1 Biologické filtry Biologické filtry (biofiltry) jsou nádrţe vyplněné kusovým materiálem, který je zkrápěn mechanicky předčištěnou odpadní vodou. Po určité době zapracování se na náplni vytvoří slizovitý povlak mikroorganismů. Princip čištění je biologický, nejedná se tedy v pravém slova smyslu o filtraci. Ke skrápění se nejčastěji pouţívá tzv. Segnerovo kolo. (Na duté ose je osazena děrovaná roura, ze které je voda rozdělována stejnoměrně po celém povrchu biofiltru). Náplní biofiltru můţe být jakýkoliv materiál, který dostatečně vzdoruje mechanickému otírání, vlivu vlhkosti, chemickým vlivům a má drsný povrch. Jako náplň se nejčastěji pouţívá štěrk, vápenec, struska a nyní 94iníci94ím umělé hmoty. Velikost zrna má být

94


v průměru 5 – 10 cm. Výška filtrační vrstvy bývá 1,5 aţ 4 m. Ve stěně filtru musí být větrací otvory, aby byl zajištěn dostatečný přísun kyslíku pro aerobní biochemické pochody probíhající ve slizovitém povlaku náplně. Proudění vzduchu v biofiltru vzniká v důsledku rozdílu vnější teploty (teploty vzduchu) a teploty odpadní vody. Biologicky vyčištěná voda je z biologických filtrů odváděna na dosazovací nádrţe.

14.3.2 Biologické disky Biologickými disky je označováno zařízení skládající se z kotoučů osazených v několika centimetrových vzdálenostech na pomalu se otáčejícím hřídeli. Kotouče jsou z plastických hmot. Při otáčení zasahují přibliţně jednou polovinou do odpadní vody. Na biologickém povlaku vytvořeném na povrchu kotoučů dochází ke stejným pochodům jako na náplni biologických filtrů. Za biologickými disky musí být vţdy zařazena dosazovací nádrţ, v níţ se oddělí biologický povlak uvolněný z disků od vyčištěné vody. Biologické disky se pouţívají k čištění odpadních vod z malých aglomerací.

14.3.3 Aktivace Aktivace je jedním z nejčastěji pouţívaných způsobů biologického čištění jak městských, tak i průmyslových odpadních vod. Při tomto druhu čištění je odpadní voda směšována s tzv. aktivovaným kalem za dostatečného provzdušňování. Aktivovaný kal je tvořen mikroorganismy, převáţně bakteriemi, které se vyskytují zejména ve formě zoogleí. Kromě bakterií jsou z vyšších organismů přítomni prvoci, 95iníci, hlístice aj. Je tedy směsnou kulturou mikroorganismů. Od čistých kultur se liší také tím, ţe je schopen se oddělovat od kapalné fáze prostou sedimentací, protoţe má vločkovitý charakter. Tato jeho vlastnost je nezbytná pro úspěšné biologické čištění. Po dostatečně dlouhé době styku odpadní vody s aktivovaným kalem v aktivační nádrţi se vede směs do dosazovací nádrţe, kde se oddělí vločky aktivovaného kalu od vyčištěné odpadní vody. Během aktivace mnoţství kalu neustále přibývá. Tvoří se nová biomasa, jejíţ část, tzv. přebytečný kal, se z dosazovací nádrţe odvádí mimo proces k samostatnému zneškodnění a část se vrací (recirkuluje) zpět do procesu (vracený kal).

95


Obr. 59: Aktivační nádrţe

14.3.4 Dosazování Z konstrukčního hlediska není mezi usazovacími a dosazovacími nádrţemi podstatný rozdíl, v obou se provádí separace suspendovaných látek od kapalné fáze. Dosazovacími nádrţemi označujeme nádrţe, ve kterých je separován biologický kal za biologickými filtry nebo za aktivací.

Obr. 60: Dosazovací nádrţe

14.3.5 Dočišťování Třetí stupeň čištění je navrhován tam, kde běţnými postupy nelze dosáhnout ţádoucího (obvykle mimořádného) efektu, tzn. na vodohospodářsky nebo z hlediska ochrany přírody jinak důleţitých lokalitách.

96


14.4 Kalové hospodářství ČOV Anaerobní biologické procesy slouţí v technologii vody ke zneškodnění organických kalů, a to zejména kalů z primárních usazovacích nádrţí, a přebytečného aktivovaného kalu. Čistírenský kal obsahuje mnoho organických látek, které podléhají snadno hnilobnému rozkladu za tvorby páchnoucích látek. Proto je zapotřebí u kalu sníţit obsah těchto snadno biologicky rozloţitelných látek. Lze to provést bud' aerobní stabilizací, nebo anaerobním procesem. Kromě toho lze anaerobní procesy vyuţít při čištění některých koncentrovaných odpadních vod. Hlavními anaerobními procesy jsou kyselé a metanové kvašení. V některých případech probíhá také kvašení sirné. Uvedené pochody bývají v technologii označovány souhrnným pojmem metanizace. V průběhu metanizace probíhá nejprve rozklad (hydrolýza) vysokomolekulárních látek, přítomných v kalu, působením bakterií, které produkují enzymy. Tak např. hydrolýzou vzniká ze škrobu a celulózy glukóza, z tuků glycerin a vyšší mastné kyseliny, z bílkovin aminokyseliny. Konečnými produkty hydrolýzy jsou tedy monosacharidy (jednoduché cukry), glycerin, vyšší alifatické kyseliny a aminokyseliny. Po hydrolýze následuje další rozklad, který vede převáţně ke vzniku niţších alifatických kyselin (kyselina mravenčí, octová atd.) a alkoholů. Tato část metanizace se nazývá kyselé kvašení. Produkty kyselého kvašení jsou transformovány metanovými bakteriemi především na metan a oxid uhličitý. Tvoří se tzv. kalový plyn (bioplyn). Metanizaci kalu (tedy proces stabilizace kalu a výroby bioplynu) ovlivňuje celá řada faktorů. Nejdůleţitějšími jsou teplota, pH, sloţení kalu, resp. odpadní vody, míchání, zatíţení, doba zdrţení atd. Vliv teploty: Spodní hranicí pro metanizaci je 6 C. Při této teplotě se proces prakticky zastavuje. Vyšší teplota příznivě ovlivňuje rychlost anaerobních pochodů. Podle zvolené teploty se rozlišuje methanizace: 1. Kryofilní - do teploty 20 C. 2. Mezofilní - při teplotách cca 27 - 37 C. 3. Termofilní - při teplotách cca 45 - 60 C.

Potřebná doba zdrţení kalu, resp. odpadní vody, se pohybuje u kryofilní metanizace od 1,5 do 3 měsíců, u mezofilní od 20 do 30 dnů a u termofilní přibliţně 15 dnů. V praxi se nejčastěji pouţívá metanizace mezofilní, která je méně citlivá na dodrţování provozních podmínek neţ termofilní. Vliv pH: Metanizace je velmi citlivá na chemickou reakci prostředí. Negativně je ovlivňována nejen náhlými změnami pH, ale také hodnotami mimo optimální rozmezí 6,5 7,5. Váţné poruchy v procesu metanizace vyvolává nadměrná tvorba (během kyselého kvašení) organických kyselin, spojená s poklesem pH v nádrţi. Poruchám tohoto

97


charakteru lze předcházet pravidelnou kontrolou pH a přidáváním hydroxidu vápenatého v případě jeho poklesu. Vliv sloţení kalů, resp. vody: Průběh metanizačního procesu je příznivě ovlivňován přítomností některých iontů, jako např. NH4+, PO43-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+ aj. Nepříznivě působí vyšší koncentrace solí těţkých kovů (Cu, Cr, Ni, Zn aj.), dále sulfidů, siřičitanů, kyanidů a dalších. Z organických látek inhibují metanizaci fenoly, pesticidy, některé tenzidy, rozpouštědla a řada dalších látek. Vliv míchání: Míchání zajišťuje rovnoměrné rozdělení ţivin po celé metanizační nádrţi, a tím dobrý kontakt mikroorganismů s ţivinami. Dále zabraňuje místnímu nahromadění toxických produktů anaerobního rozkladu, udrţuje konstantní teplotu v celém objemu nádrţe a zabraňuje tvorbě plovoucí vrstvy na hladině kalu. Míchání můţe být mechanické, pouţívá se však také promíchávání recirkulací kalu nebo kalového plynu (bioplynu). Vliv zatíţení: Objemové zatíţení metanizační nádrţe vyjadřuje mnoţství organické sušiny přivedené na jednotkový objem nádrţe za den. Podle hodnoty zatíţení se rozlišuje metanizace normální a vysokozatíţená. Hlavním produktem rozkladu organických látek při metanizaci je kalový plyn (bioplyn). Obsahuje zhruba 65 – 75 % CH4, 25 – 35 % CO2 a malá mnoţství H2, N2, případně H2S. Nejvíce plynů se tvoří z tuků a mýdel (cca 1,1 - 1,5 m3/kg), méně ze sacharidů (0,79 - 0,87 m3/kg) a bílkovin (0,58 - 0,75 m3/kg). Má značný energetický význam. Jeho výhřevnost činí 21 000 – 30 000 kJ/m3. Nalézá uplatnění při vyhřívání metanizačních nádrţí, vytápění objektů čistírny nebo výrobě elektrického proudu. Lze jej mísit se svítiplynem, potřebuje však při hoření více vzduchu. Kapalina, která se oddělí od stabilizovaného kalu, se nazývá kalová voda. Její BSK5 se pohybuje od 500 - 2000 mg/l, proto se musí vracet zpět na čistírnu a dodatečně čistit aerobně, nelze ji tedy vypouštět do toku. Součástí kalového hospodářství je dále uskladňovací nádrţ vyhnilého kalu se sedimentací (doba zdrţení cca 1 den), přičemţ kal je před metanizací zahušťován v jiné sedimentační nádrţi nebo jímce, a dále zařízení k odvodnění kalu. Kal můţe být odvodňován na odstředivkách nebo na kalolisech, vakuových kalových filtrech, sítových kalolisech. Cílem odvodnění kalu je zvýšit obsah sušiny v kalu z cca 1 % aţ na 7, ale spíše 5 %, a tím zlepšit moţnosti manipulace s kalem a co nejvíce sníţit jeho objem. Vedle strojového odvodnění kalu je moţné kal vysoušet i na kalových polích, kde se vysouší kal v tenké, cca 20 cm vysoké vrstvě dlouhodobě za běţných atmosférických podmínek. Tento nejjednodušší postup má ovšem velké nároky na plochu a jeho rychlost závisí na atmosférických podmínkách (v zimě a za deště se rychlost vysychání kalu na kalových polích výrazně zpomaluje), a proto se pouţívá jen jako náhradní řešení nebo u velmi malých ČOV.

98


Stabilizovaný a odvodněný kal se skládkuje, nebo můţe být kompostován a v optimálním případě pak pouţit v zemědělství.

Obr. 61: Vyhnívací nádrţe

Obr. 62: Odvodněný kal

99


Literatura: [1]

NEUWIRTH, A.: Úvod do vodního hospodářství. 1.vyd. Ostrava : VŠB - Technická univerzita Ostrava, 1996. 171 s. : il. ISBN 80-7078-317-6

[2]

MALÝ, J.; MALÁ J.: Chemie a technologie vody. 2.dopl. vyd. Brno : Ardec, 2006. 329 s. ISBN 80-86020-50-9

[3]

Martoň, J. a kol. Získavanie, úprava, čistenie a ochrana vôd. Bratislava: ALFA. 1990.

[4]

Hlavínek, P.; Mičín, J.; Prax, P. Stokování a čištění odpadních vod. Brno: NOEL 2000 s.r.o. 2001.

[5]

Dohányos, M.; Koller, J.; Strnadová, N. Čištění odpadních vod. Praha: VŠCHT. 1994.

[6]

Jáglová, V.; Šnajdr, M. a kol. Zneškodňování odpadních vod v obcích do 2 000 ekvivalentních obyvatel. Praha: MŢP ČR. 2009.

[7]

NYPL, V., SYNÁČKOVÁ, M.: Zdravotně inţenýrské stavby 30. Skriptum ČVUT, Praha, 1998, 149s.

[8]

FIALA, J., KAURA, J., SÁDLO, J.: Stavby vodní a meliorační, SNTL Praha, 1980, 312s.

[9]

KYNCL, M.: Hydrotechnická vybavenost. Skriptum VŠB-TU Ostrava, Ostrava 2008, 118s, ISBN 978-80-248-1685-2

[10]

BROSCH OTTO: Povodí Odry, Anagram 2005, 323s

[11]

MALÝ, J., HLAVÍNEK, P.: Čištění průmyslových odpadních vod, 1.vyd., NOEL 2000 s.r.o., Brno 1996, 255 stran, ISBN 80-86020-05-3

[12]

HONSOVÁ, M.: Sráţkové poměry v České republice [online].[cit 2010-02-22]. Dostupné na WWW : <www.priroda.cz/clanky.php?detail=650>.

[13]

STŘEŠTÍK, J.: Srážková bilance a průtoky vody ve Vltavě za dvě století [online].[cit 2010-02-19]. Dostupnéna WWW: <www.chmi.cz/meteo/CBKS/sbornik02/Strestik.pdf >.

[14]

TUHOVČÁK, L. a kol.: Vodárenství, Brno : VUT v Brně, 2006.

[15]

Atmosférické sráţky [online].[cit 2010-02-22]. Dostupné na WWW : <www. meteocentrum.cz/encyklopedie/atmosfericke-srazky.php>.

100


[16]

Nádrţe (jímky) na dešťovou vodu [online].[cit 2010-02-17]. Dostupné na WWW : < www.beren.cz/nadrze-jimky-na-destovou-vodu>.

[17]

Vodné [online].[cit 2010-02-23]. Dostupné na WWW: <www.vitejtenazemi.cz/slovnik/index.php?article=51>.

[18]

Stočné [online].[cit 2010-02-23]. Dostupné na WWW: <www.vitejtenazemi.cz/slovnik/index.php?article=47>.

[19]

Rozdělení zásob vody ve světě [online]. [cit 2010-02-16]. Dostupné na WWW: .

[20]

ADAMEC, P.: Vodní reţim krajiny [online]. [cit 2010-02-19]. Dostupné na WWW: < www.humanitas.cz/storage_edutexts/vodni_rezim_krajiny.pdf >.

[21]

Normály ročních sráţkových úhrnů 1961-90 [online]. [cit 2010-02-19]. Dostupné na WWW: < http://www.chmu.cz/meteo/ok/nsrz6190.jpg>.

[22]

Nádrţe (jímky) na dešťovou vodu [online].[cit 2010-02-17]. Dostupné na WWW: < www.beren.cz/nadrze-jimky-na-destovou-vodu>.

[23]

Spotřeba vody ve světě [online]. [cit 2010-02-15]. Dostupné na WWW: <www.gymkh.cz >.

[24]

PUNČOCHÁŘ, P.: Změna klimatu a vodní zdroje ČR [online].[cit 2010-02-13]. Dostupné na WWW: < www.casopisstavebnictvi.cz/clanek.php?detail=133>.

[25]

Povodí Labe, dostupné na WWW: <www.pla.cz>.

[26]

Povodí Odry, dostupné na WWW: <www.povodiodry.cz>.

[27]

Povodí Ohře, dostupné na WWW: <www.poh.cz>.

101


Seznam obrázků Obr. 1: Rozdělení zásob vody ............................................................................................ 1 Obr. 2 : Schéma sráţkové bilance ...................................................................................... 3 Obr. 3: Mapa sráţkových úhrnů ČR ................................................................................... 4 Obr. 4: Spotřeba vody ve světě .......................................................................................... 7 Obr. 5: Povodí ................................................................................................................. 14 Obr. 6: Lesnatost v ČR – LES/NELES ............................................................................ 15 Obr. 7: Princip stanovení řádu podle Strahlera ................................................................. 16 Obr. 8: Průměrný roční úhrn sráţek v milimetrech........................................................... 17 Obr. 9: Koloběh vody ..................................................................................................... 18 Obr. 10: Průměrný roční specifický odtok ....................................................................... 19 Obr. 12: Meandrující tok řeky Odry................................................................................. 28 Obr. 13: Soutok Ostravice a Odry v Hrušově ................................................................... 29 Obr. 14:Soutok Ostravice a Lučiny .................................................................................. 29 Obr. 15 : Přehrada ........................................................................................................... 31 Obr. 16: Rybí přechod ..................................................................................................... 31 Obr. 17: Balvanitý skluz .................................................................................................. 31 Obr. 18: Příčný profil homogenní hrází .......................................................................... 40 Obr. 19: Příčný profil nehomogenní hrází ........................................................................ 41 Obr. 20: Příčný profil tíţnou hrází ................................................................................... 42 Obr. 21: Dočasné dřevěné jezy ........................................................................................ 45 Obr. 22: Dřevěný jez s výplní. ......................................................................................... 46 Obr. 23: Řez pevným betonovým jezem .......................................................................... 46 Obr. 24: Stavidlový jez .................................................................................................... 48 Obr. 25: Tabulový jez s dutou klapkou ............................................................................ 48 Obr. 26: Segmentový jez zdviţný .................................................................................... 49 Obr. 27: Segmentový jez spustný..................................................................................... 49 Obr. 28: Vakový jez. ....................................................................................................... 49 Obr. 29: Situační umístění VD Janov ............................................................................... 51 Obr. 30: Letecký snímek VD Janov ................................................................................. 51

102


Obr. 31: Pohled na korunu hráze ..................................................................................... 51 Obr. 32: Příčný řez VD Janov .......................................................................................... 52 Obr. 33: situační umístění VD Přísečnice ........................................................................ 53 Obr. 34: Letecký snímek VD Přísečnice .......................................................................... 53 Obr. 35: VD Přísečnice .................................................................................................... 53 Obr. 36: Příčný profil VD Přísečnice ............................................................................... 54 Obr. 37: Pohled na jez Hučák v HK ................................................................................. 55 Obr. 38: Pohled na malou VE .......................................................................................... 55 Obr. 39: Příčný řez jezu Hučák ........................................................................................ 55 Obr. 40: Půdorys jezu Hučák ........................................................................................... 55 Obr. 41 : Schéma distribuce pitné vody ........................................................................... 58 Obr. 42: Letecký pohled na VD Morávka ........................................................................ 61 Obr. 43: Letecký snímek VD Slezská Harta ..................................................................... 61 Obr. 44: Letecký snímek VD Šance ................................................................................. 61 Obr. 45: Letecký snímek VD Ţermanice.......................................................................... 61 Obr. 46: Schéma jednotné stokové soustavy. ................................................................... 79 Obr. 47: Schéma oddílné stokové soustavy ...................................................................... 81 Obr. 48: Radiální systém stokové sítě .............................................................................. 84 Obr. 49: Větevný systém stokové sítě .............................................................................. 84 Obr. 50: Úchytný systém stokové sítě .............................................................................. 84 Obr. 51: Pásmový systém stokové sítě ............................................................................. 84 Obr. 52: Ručně stírané česle ........................................................................................... 91 Obr. 53: Strojně stírané česle ........................................................................................... 91 Obr. 54: Hrubé česle ........................................................................................................ 91 Obr. 55: Jemné česle ....................................................................................................... 91 Obr. 56: Komorový lapač písku ...................................................................................... 92 Obr. 57: Lapač písku ....................................................................................................... 93 Obr. 58: Radiální sedimentační nádrţ ............................................................................. 94 Obr. 59: Aktivační nádrţe................................................................................................ 96 Obr. 60: Dosazovací nádrţe ............................................................................................. 96 Obr. 61: Vyhnívací nádrţe ............................................................................................... 99 103


Obr. 62: Odvodněný kal .................................................................................................. 99

Seznam tabulek Tab. 1: Tabulka poloţek pro vodné a stočné .................................................................... 11 Tab. 2: Bilance oběhu vody v povodích ........................................................................... 19 Tab. 3: Přehled zásobování vodou z vodovodu v letech 1989 a 2001 aţ 2007 .................. 57 Tab. 4: Základní technické údaje Ostravského oblastního vodovodu................................ 59 Tab. 5: Klasifikace látek obsaţených ve vodě .................................................................. 68 Tab. 6: Orientační sloţení splaškových odpadních vod .................................................... 85

Seznam grafů Graf 1: Nahraditelnosti pitné vody ..................................................................................... 5 Graf 2: Vývoj spotřeby vody v ČR .................................................................................... 8 Graf 3: Průměrná spotřeba vody v domácnosti................................................................... 9 Graf 4: Vývoj cen vodného a stočného v ČR ................................................................... 12

104

Voda a ţivotní prostředí Moravskoslezského kraje 2010

Recommend Documents