Základy zdravotního inženýrství Ing. Jaroslav Pollert, Ph.D. D1079 Konzultace Středa 13:00-15:00
č.: 1 2
3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
datum obsah výuky 2.III Úvod – obory zájmu, zásobování vodou i kanalizace, obecná rizika a potřeba 9.III Pitná voda, zdroje vody, způsoby jímání, úprava vody Koncepce zásobování spotřebišť vodou, vodárenské soustavy, vodovody místní skupinové, oblastní, gravitační vodovod, výtlačný vodovod 16.III Výpočet potřeby vody, vodojemy, rozvodné vodovodní sítě, základy návrhu vodovodní sítě, funkce požárního vodovodu, základy hydrauliky rozvodných sítí, ztráty vody, kontrolní činnost, právní předpisy
Program výuky
23.III Vodárna exkurze Stokové sítě, koncepce odkanalizování sídlištních celků, soustavy a systémy 30.III stokových sítí, výpočet množství odpadních vod Výpočtové metody navrhování stokových sítí, směrové a výškové řešení, základy 6.IV hydrauliky stok, čerpací stanice na stokách,Stavba a zakládání stok, kontrola, revize, průzkum a měření na stokové síti, základní právní předpisy 13.IV Velikonoce Materiál a konstrukce stok, objekty na stokové síti – šachty, spadiště, skluzy, 20.IV odlehčovací komory a separátory 27.IV Exkurze stoka 4.V Historie číštění odpadních vod, možnosti čištění 11.V Malé ČOV, přírodní způsoby čištění 18.V Velké ČOV 25.V Nakládání s kaly a kalové hospodářství 1.VI Exkurze ČOV
1
Doporučená litreratura • V. Krejčí a kol.: Odvodnění urbanizovaných území. NOEL 2000, ISBN 80-86020-39-8, 2002 • Bém.J.: Vodohospodářské inženýrství. Skriptum ČVUT FSv, 1990 • Kolář, V., Patočka, C., Bém,J.: Hydraulika. SNTL Praha 1983 • Městské inženýrství I,II Petr Šrytr a kol. Academia 1999
• Broža, V a kol.: Vodohospodářské stavby (ČVUT 1999) • Hlavínek, P. a kol: Příručka stokování a čištění (NOEL 2002)
Zdravotní inženýrství • Obor zabývající se oběhem vody mimo přirozený tok
2
Voda
Sumární vzorec
H2O
Molární hmotnost
18,175 905 g/mol
Teplota tání
0 °C
Teplota varu
100 °C
Kritická teplota
374 °C
Kritický tlak
22,14 MPa
Měrná tepelná kapacita
4217 J/kg.K
Hustota
0,999 97 g/cm (4 °C)
3
Disociační konstanta pK 14,0
Kde je vodovod, má být i řádná kanalizace • VODOVOD – technické zařízení pro rozvod vody, kde se voda (obvykle pitná) přirozeně nevyskytuje. Nejstarší český vodovod – Plzeň, asi kolem 1300, dřevěný • KANALIZACE - technické zařízení pro spolehlivé, hospodárné a zdravotně neškodné odvádění odpadních vod. Nejstarší v ČR – počátek 14. století, otevřené uliční rigoly v dnešní Nerudově ulici (Ostruhová)
3
Hydrologický a látkový cyklus v urbanizovaném území
ČR a vodovody • Celková délka vodovodních sítí – 48 900 km, podíl zásobených obyvatel vodou – 91,6 % • Počet úpraven vody – 1823 • Současná spotřeba – 164 l/os/den • Celková délka vodovodních přípojek 12900 km • Stáří více jak 20 % 60 a více let a asi 30 % přes 50 let • Stavební rozvoj výstavby – třicátá léta minulého století a pak koncem 70 let minulého století. • 90 léta – změna režimu, zdražení vody, zastavení extenzivní výstavby, změna pohledu ke kvalitě
4
Připojení na kanalizaci v ČR •V
roce 2004 žilo v CR v domech připojených na kanalizaci pro veřejnou potřebu celkově 78,8 % obyvatelstva, což je o 6,8 % více než v roce 1991, kdy bylo připojeno 72 %. • Nejvyšší podíl obyvatel připojených na kanalizaci v roce 2004 vykazovalo hlavní město Praha (99,5 %), nejnižší podíl byl zaznamenán ve Středočeském kraji (61,6 %).
Podíl obyvatel zásobovaných vodou a napojených na kanalizaci pro veřejnou potřebu v roce 2004
100
99,9
91,8
90
99,5
78,8
80
92,3 88,4
82,7
97,8
91,4
96,1
80,9 77,3
96,3
90,8
88,4 81,2
95,7 87,7
87,2 82
81,6
79,4
75,5
74,1
72,7
67,5
68,8
70
94,1 88,7
61,6
60
%
50 40 30 20 10
ý
ý sk lez os
ý
sk ín
ck ou om
av sk
Ol
or m
M
or
Ji
ho
Zl
ý sk
a
av
č in
ý so
ic k ub
ec
rd
hr vé Kr á lo
Pa
ad
er L ib
Vy
ký
ký ec
ck
ý
ký rs
s te Ú
ký
va
sk ý
ňs
r lo Ka
ze Pl
ý sk
če ho
ah
če
Pr
do ře
to ěs .m Hl
St
b li pu re sk á Če
Ji
a
ka
0
Obyvatelé zásobovaní vodou z vodovodů - Population supplied with water from water supply systems Obyvatelé bydlící v domech napojených na kanalizaci - Population living in houses connected to sewerage systems
5
Vybrané problémy minulosti i současnosti • • • • • •
„klasické“ havárie Terorismus Změna plánování Přistoupení k EU Změna vlastnictví Vzdělávání nové generace
„Klasické“ havarie
6
Vodovody a jejich problémy. Havarie střed Prahy, Sokolská ul.
Havarie Vodičkova ul.
7
Problémy stokové sítě
Novodobé problémy - terorismus
8
Zásobování vodou a terorismus Příklad z jugoslávské války Srbská armáda Srbské armády dělostřelectvo
Hlavní vodojem Zadar
Úpravna vody cca 60 km • Obléhání – 3 roky • 2x vpuštěny pesticidy do systému • omezení dodávek (3x v týdnu 50%) •80 000 obyvatel
NATO Workshop: Security of Water Supply Systems: from Source to Tap Zničené armatury dělostřelectvem u hlavního zadarského vodojemu
9
Schematický diagram „Integrated Water Quality System“, aplikován pro bezpečnost zimních Olympijských her 2002 Salt Lake City
Architektura SW PipelineNet
10
Změna plánování „vodní“ politiky
"Evropská vodní charta“ uzavřená 1968 ve Strasbourgu 1. Bez vody není života. Voda je drahocenná a pro člověka ničím nenahraditelná surovina. Voda nezná hranic, jako společný zdroj vyžaduje mezinárodní spolupráci. 2. Zásoby sladké vody nejsou nevyčerpatelné. Je proto nezbytné tyto udržovat, chránit a podle možnosti rozhojňovat. 3. Znečišťování vody způsobuje škody člověku a ostatním živým organismům, závislým na vodě. 4. Jakost vody musí odpovídat požadavkům pro různé způsoby jejího využití, zejména musí odpovídat normám lidského zdraví. 5. Po vrácení použité vody do zdroje nesmí tato zabránit dalšímu jeho použití pro veřejné i soukromé účely. 6. Pro zachování vodních zdrojů má zásadní význam rostlinstvo, především les. 7. Vodní zdroje musí být zachovány. 8. Příslušné orgány musí plánovat účelné hospodaření s vodními zdroji. 9. Ochrana vody vyžaduje zintenzivnění vědeckého výzkumu, výchovu odborníků a informování veřejnosti. 10. Voda je společným majetkem, jehož hodnota musí být všemi uznávána. 11. Povinností každého je užívat vodu účelně a ekonomicky. 12. Hospodaření s vodními zdroji by se mělo provádět v rámci přirozených povodí a ne v rámci politických a správních hranic.
11
Vodohospodářské plánování v ČR Využívání vodních zdrojů k různým účelům má více než pětitisíciletou tradici, nemluvě o pití vody, které je staré jako lidstvo samo. První doložený vodohospodářský plán byl zpracován ve staré Babylonii pred více než 3 700 lety. Vodohospodářské plánování má také v českých zemích dlouholetou tradici. Státní vodohospodářský plán republiky Československé (SVP 1949 1953) SVP zpracovaný v letech 1949 – 1953 se stal prvním soustavným přehledem možností využití vodního bohatství našeho státu. Směrný vodohospodářský plán ČSR (SVP 1975) Druhé vydání SVP bylo zpracováno v letech 1970 – 1975; SVP 1975 je s řadou přijatých změn a doplnků v doprovodných publikacích platný dodnes. Plánování ve vodním hospodářství po roce 1989 Novým impulsem pro vodohospodářské plánování byla příprava nové úpravy vodního práva a implementace Rámcové směrnice pro vodní politiku EU. Ve vodním zákoně č. 254/2001 Sb., ve znění zákona c. 20/2004 Sb. založeno plánování v oblasti vod. Zcela novými prvky v tomto procesu je zapojení široké veřejnosti a schvalování plánu vymezených oblastí samosprávou (v pípade CR krajskými zastupitelstvy).
Časový plán Rámcové smernice 2000/60/EU a uplatnění v ČR 2003 transposice Rámcové směrnice do české legislativy – do vodního zákona c. 254/2001 Sb., ve znění zákona c. 20/2004 Sb. 2004 analýzy charakteristik, tlaku a dopadu v oblastech povodí.ČR o provedené analýze podala v březnu 2005 Evropské komisi příslušnou zprávu. 2006 – příprava, ustavení a zahájení programu sledování stavu vod (monitoring) 2007 – zpřístupnění předběžného přehledu významných problémů v jednotlivých povodích 2008 – zpřístupnění návrhu prvních plánů oblastí povodí k projednání s veřejností 2009 – přijetí a zveřejnění plánů povodí s příslušnými programy opatření 2010 – zavést cenovou politiku k efektivnímu využívání vodních zdrojů 2012 – realizace programu opatření 2015 – dosažení požadovaného zlepšení stavu vod (tzv. „dobrý stav“) 2015 a 2021 – k těmto rokům vyhodnocení opatření a dosaženého stavu povodí, aktualizace příslušných plánů povodí a programu opatření 2018 a 2024 – implementace programu opatření pro druhý a třetí plánovací cyklus 2027 – nejzazší termín pro definitivní dosažení cílů Rámcové směrnice
12
Proces výrazného zlepšení evropských vod
Změna vlastnictví
13
Institucionální uspořádání zásobování vodou (výběr) Země
Veřejné Vlastnictví Provoz. zásobování infrastruk. systému
Cenový regulátor
Environment. regulátor
Rakousko Samospr. , obce
Veřejné
Veřejné
Samospr. , obce
Vláda
ČR
Samospr., obce
Veřejné
Veřejné + privátní
Vláda
Vláda
Německo
Sdružení obcí
Veřejné + privátní
Veřejné + privátní
Veřejné, regionální
Regiony
Veřejné
Veřejné + privátní
Vláda
Vláda
Privátní
Nezávislé- Nezávisléregionální regionální agentury agentury
Španělsko Samospr., obce Velká Britanie
Regionální Privátní
Vlastnické a provozní vztahy • ZÁKON ze dne 10. července 2001 o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu – 274/2001 „Zákon o vodovodech a kanalizacích“
• Tento zákon upravuje některé vztahy vznikající při rozvoji, výstavbě a provozu vodovodů a kanalizací sloužících veřejné potřebě. • Stanovuje práva a povinnosti vlastníka i provozovatele vodovodu nebo kanalizace.
14
PRAHA PRAHA Hlavní rozdíly mezi nájemní a koncesní smlouvou Koncesní smlouva: (vodovody a kanalizace)
100% Společnost s vodohospodářským majetkem
Město
Odpovědnost zúčastněných subjektů
Města a obce
• struktura tarifu • regulační rámec • schvalování a financování kapitálových výdajů • vlastnictví vodohospodářského majetku (vodovody, kanalizace)
Půjčovatelé (např. EIB: 20 let) Soukromý provozovatel
Nájemní smlouva Soukromý provozovatel
Spotřebitelé (tarif) • plánování kapitálových výdajů • dohled nad výstavbou • údržba • řízení provozu • marketing • kvalita vody
Noví velcí vlastníci vodovodů a kanalizací (výběr) – rok 2004 • 4,3 miliony zásobovaných obyvatel pitnou vodou • 11 mld Kč obratu • 301 mil m3 vyrobené vody • 327 mil m3 vyčištěné vody • 18 128 km - délka vodovodních sítí • 10 347 km kanalizace • 191 úpraven • 400 ČOV
• 1,6 milionu zásobovaných obyvatel pitnou vodou • 1,2 milionu obyvatel napojených na kanalizaci • 4 mld Kč obratu
15
