Vodohospodářské stavby_přednášky

1 PŘ
ÚVOD
skripta: Vodní stavitelství – Šálek, Hlavínek, Mičín a kol., 2001
Vodohospodářské stavby – Milerski, Mičín, Veselý, 2005
OBSAH PŘEDMĚTU
- encyklopedický přehled v problematice:
< ústav vodních staveb – Vodní toky, Protipovodňová ochrana
< ústav vodního hospodářství krajiny – Vodní nádrže a rybníky, Ochrana povodí, pozemkové
úpravy, Závlahy a odvodnění
< ústav vodního hospodářství obcí – Inženýrské sítě, Zásobování pitnou vodou, Stokování a
čištění odpadních vod, Balneotechnika
STÁTNÍ SPRÁVA
- státní správa ve vodním hospodářství je organizována jako třístupňová
- výkon této správy je zákonem svěřen vodoprávním úřadům na úrovni:
< obecní – obecní úřady, pověřené obecní úřady a obecní úřady s rozšířenou působností
< krajské – krajské úřady
< ústřední – ministerstva
- v ČR platí systém tzv. sdílených kompetencí, což v praxi znamená, že působnost ústředního
správního orgánu je sdílená pěti ministerstvy:
< Ministerstvo zemědělství
- působnost – správci vodních toků, plánování v oblasti vod, vodovody a kanalizace, dotace ve
vodním hospodářství
- řízené instituce – státní podniky Povodí (Povodí Vltavy, Povodí Ohře, Povodí Labe, Povodí
Odry a Povodí Moravy)
- Zemědělská hospodářská správa (ZVHS)
- Lesy ČR, státní podnik
- 4% obce, újezdní úřady vojenských újezdů a správy národních parků
< Ministerstvo životního prostředí
- působnost – ochrana množství a jakosti povrchových a podzemních vod, ekonomické,
finanční a administrativní nástroje, tvorba legislativy a norem v oblasti ochrany vod
< Ministerstvo zdravotnictví
- působnost – kvalita pitné vody, kvalita koupacích vod
- řízené instituce – Státní zdravotní ústav (Praha)
- Zdravotní úřady
- Krajské hygienické stanice
LEGISLATIVA VE VODNÍM HOSPODÁŘSTVÍ ČR
- zákony a technické předpisy – jsou závazné (sankce)
- Evropské směrnice
- České zákony
- Prováděcí vyhlášky k zákonům
- Nařízení vlády
- technické normy – nezávazné
Zákony:
- základními zákonnými normami na úseku vodního hospodářství jsou:
< Vodní zákonč. 254/2001 Sb.
- o vodách a o změně některých zákonů
- 1.8.2010 velká novela
- upravuje tyto oblasti: Státní správa ve vodním hospodářství, Nakládání s vodami
obecně, Nakládání s vodami, ke kterému je třeba povolení, Evidence (katastr
nemovitostí), Péče o vodní zdroje a vodní toky, Vodní toky, Omezení práv
k nemovitostem při vodních tocích, Ochrana před povodněmi, Živelní události,
pohromy, katastrofy, Správní přestupky, správní delikty
- je transpoziví několika Evropských směrnic
< Zákon o vodovodech a kanalizacíchč. 274/2001 Sb.
- o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů
- upravuje: Státní správa, Vodovody, rozvody vody, Jakost a ochrana vod, Ukazatele
přípustného stupně znečištění vod, Dodávky vody (vodné a stočné), Ceny, obchodní
přirážky a srážky, Krizová situace, mimořádné opatření, záchranný systém, havarijní
plány
- je transpozicí Směrnice Rady 98/83/EC Drinking Water Directive (DWD) – rámcová
směrnice o pitné vodě
Technické normy:
- CEN – Evropský výbor pro normalizaci, ČR členem od 1997
- ČNI – český normalizační institut – zavádění EN do 6 měsíců
- ČSN – české technické normy – nezávazné, pokud není řečeno jinak (stavební povolení, SOD)
- ČSN EN – české technické normy harmonizované s EN
- dnes dostupnost online – Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví

PITNÁ VODA
- pitná x užitková
- pitnou vodou je veškerá voda v původním stavu nebo po úpravě, která je určená k pití, vaření,
přípravě jídel a nápojů, voda používaná v potravinářství, voda, která je určena k péči o tělo, k čištění
předmětů, které svým určením přicházejí do styku s potravinami nebo lidskými tělem, a k dalším
účelům lidské spotřeby, a to bez ohledu na její původ, skupenství a způsob jejího dodávání
(Směrnice Rady 98/83/ES)
- dříve – voda, která nezpůsobí zažívací obtíže
- v naší legislativě tuto definici zavádí zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví (MZdr)
stávající stav ve světě:
- za posledních 50 let se spotřeba vody ve světě více než ztrojnásobila, přestože počet obyvatel
vzrostl „pouze“ 2,3 krát
- každý šestý člověk dnes nemá stálý přístup k pitné vodě a ze stejného důvodu denně umírá 41 tisíc
dětí, problém – zdravotní nezávadnost sladké vody
- v rozvojových zemích umírají nejméně 3 milióny lidí na některou z nemocí vody
- v těchto zemích přibližně 2,4 mld. obyvatel není napojeno na dostatečný systém čištění odpadních
vod a pouze 30% odpadu se dostane na řízené skládky
- kácení lesů – eroze (vysychání zdrojů)
Evropská vodní charta:
- byla vyhlášena Evropskou radou (Council of Europe) dne 6. května 1968 ve Štrasburku
- charta = základní teze
I. Bez vody není života. Voda je drahocenná a pro člověka ničím nenahraditelná surovina.
- voda se dostává na Zemi z atmosféry ve formě srážek; přes ledovce, potoky, řeky a jezera odtéká do
moří;
- při koloběhu se zadrží část v půdě a v rostlinách; vypařováním se vrací do atmosféry;
- voda je pro lidi, zvířata a rostliny životně důležitá; lidské tělo obsahuje 2/3 vody, rostliny 9/10;
-člověk potřebuje vodu jako potravinu, v domácnosti, v hospodářství jako zdroj energie i jako
dopravní prostředek;
- dále slouží voda k zotavení, což moderní život stále více a více vyžaduje
II. Zásoby sladké vody nejsou nevyčerpatelné. Je proto nezbytné tyto udržovat, chránit a podle možnosti rozhojňovat.
- stoupající potřeba vody pro obyvatelstvo, zemědělství a průmysl způsobuje stále větší poptávku
- bude stále těžší uspokojovat tuto potřebu a zároveň zvyšovat životní úroveň, dokud každý
jednotlivec nebude zacházet s vodou šetrně jako s drahocenným zbožím
III. Znečišťování vody způsobuje škody člověku a ostatním živým organismům závislým na vodě.
IV. Jakost vody musí odpovídat požadavkům pro různé způsoby jejího využití, zejména musí odpovídat normám lidského zdraví.
V. Po vrácení použité vody do zdroje nesmí tato zabránit dalšímu jeho použití pro veřejné i soukromé účely.
VI. Pro zachování vodních zdrojů má zásadní význam rostlinstvo, především les.
VII. Vodní zdroje musí být zachovány.
- využitelné množství sladké vody je méně než 1% celkového množství vody na Zemi
- mimoto je voda velmi nerovnoměrně rozdělena
- je nezbytné znát zásoby podzemní a povrchové vody ve vztahu ke koloběhu, jakosti a využití
VIII. Příslušné orgány musí plánovat účelné hospodaření s vodními zdroji.
IX. Ochrana vody vyžaduje zintenzivnění vědeckého výzkumu, výchovu odborníků a informování veřejnosti.
X. Voda je společným majetkem, jehož hodnota musí být všemi uznávána. Povinností každého je užívat vodu účelně a ekonomicky.
XI. Hospodaření s vodními zdroji by se mělo provádět v rámci přirozených povodí a ne v rámci politických a správních hranic.
XII. Voda nezná hranic, jako společný zdroj vyžaduje mezinárodní spolupráci.
- Spolana Neratovice x Drážďany – povodně 2002
- Projekt čistá Dyje I a II.
2 PŘ
NÁZVOSLOVÍ VE VODNÍM HOSPODÁŘSTVÍ
- názvosloví je dáno legislativou a technickými normami, např. 254/2001 § 2 Vymezení pojmů
- je nutné je znát a vyjadřovat se přesně
POVRCHOVÝMI VODAMI jsou vody přirozeně se vyskytující na zemském povrchu; tento charakter
neztrácejí, protékají-li přechodně zakrytými úseky, přirozenými dutinami pod zemským povrchem
nebo v nadzemních vedeních (např. Punkva – Holštejn)
PODZEMNÍMI VODAMI jsou vody přirozeně se vyskytující pod zemským povrchem v pásmu nasycení
v přímém styku s horninami; za podzemní vody se považují též vody protékající drenážními systémy
a vody ve studních
- prioritně určeny k zásobování pitnou vodou
- za odběr vody se platí
VODNÍ TOKY jsou povrchové vody tekoucí vlastním spádem v korytě trvale nebo po převažující část
roku, a to včetně vod v nich uměle vzdutých
- jejich součástí jsou i vody ve slepých ramenech a v úsecích přechodně tekoucích
přirozenými dutinami pod zemským povrchem nebo zakrytými úseky
- při pochybnostech o tom, zda jde o vodní tok, rozhoduje vodoprávní úřad
- vodní toky jsou předmětem správy; člení se na významné vodní toky a drobné vodní toky;
seznam významných vodních toků stanoví Ministerstvo zemědělství ve spolupráci
s Ministerstvem životního prostředí vyhláškou
- Řád vodního toku – I. až IV.
SPRÁVCI VODNÍCH TOKŮ
- Podniky povodí, státní podniky – Povodí Labe, Vltavy, Ohře, Odry a Moravy
- ZVHS
- Lesy ČR
- Vojenské újezdy
- obce a další – celkem pouze 4% délky toků
DŮVODY ÚPRAV VODNÍCH TOKŮ
Výhody přítomnosti vodního toku:
- vznik prvních osad a měst, rozvoj zemědělství, obchodu a později průmyslu
- zdroj obživy, vodní doprava
- zdroj energie – vodní mlýny, MVE
- přirozená ochrana sídlišť
KORYTA PŘIROZENÝCH VODNÍCH TOKŮ
Uspořádání koryta vodního toku:
- jeho podélný profil a rozsah inundace jsou výsledkem mnoha složitých pochodů, při nichž voda
postupně vytváří a mění trasu, příčný profil, sklon, rychlost, unášecí sílu apod. – proces
Hlavním zdrojem vody je:
- povrchový přítok z dešťových srážek
- tání sněhu
- podzemní voda
POVODÍ VODNÍHO TOKU
- povodí je ohraničeno rozvodnicí, která tvoří geografickou hranici mezi povodími
- každému vodnímu toku patří sběrné povodí, z jehož plochy voda povrchově a
podzemně odtéká do vodního toku
Kvalitativní vlastnosti povodí:
- průměrná šířka povodí
- míra symetrie
- členitost obvodu
- protáhlost
- průměrná nadmořská výška
- průměrný sklon apod.
Tvorba spádové křivky a koryta toku:
- V pramen – hloubková eroze, na dně zůstávají pouze velké balvany; velké sklony dna, v období
sucha velmi malé průtoky
- U střední tok – menší sklony, převládá boční eroze, v některých místech dochází k sedimentaci, spád
řádově v promilích
- Dolní úsek toku – v nížině nebo velmi širokém údolí, převládá proces sedimentace, sklon řádově
desetiny promile, zákruty (meandry)
Pohyb splavenin:
- splaveniny – posouvají se po dně toků, > 0,2 mm
- plaveniny – vznášejí se v toku – nejsou v kontaktu se dnem
- po délce toku se zpravidla průměr částic snižuje
- vymílací rychlost – Vv, rychlost, kdy se dno dává do pohybu
- zanášecí rychlost – Vz, rychlost, kdy dochází k sedimentaci, vymílací rychlost je větší než zanášecí
- stabilita dna – nedochází ani k zanášení ani k vymílání dna
Bystřiny:
- bystřina je podle ČSN 75 2106:
- přírodní tok s malým povodím, s náhlými a výraznými změnami průtoků, se strmými
průtokovými vlnami, které prohlubují dno, průtoky odemílají svahová úpatí a tvoří nádrže břehů
- přemísťují splaveniny – štěrkové lavice – zanášení koryt
- úkolem hrazení bystřin – preventivné upravovat genezi odtoků z povodí usměrňováním hosp.
aktivit
- hrazení bystřin:
< úprava bystřin – úprava podélného sklonu bystřiny, který se upravuje na vyrovnaný sklon –
stabilita dna bystřiny
- přehrážky x stupně (0,3 až 2 m) x prahy (max. 0,3 m)
< příčný profil bystřiny – lichoběžníkový, svah se zpevňuje tuhými stavebními konstrukcemi z
kamene do betonu, polotuhými z drátoštěrkových matrací, dlažby na sucho,
haťoštěrkovými válci a především vegetačními konstrukcemi
ÚPRAVY VODNÍCH TOKŮ
- protipovodňová ochrana objektů a pozemků
- řešení odtokových poměrů a splaveninového režimu
- stabilizace břehů a dna koryta
- zajištění zaústění přítoků, odpadků a umožnění odběru vody
- úprava vodního režimu přilehlých pozemků
- případné energetické využití toku apod.
- zvýšení samočisticích procesů ve vodním toku - provzdušnění
- zvýšení estetické funkce vodního toku v krajině aj.
Vždy nutno respektovat:
- ekologická hlediska
- zástavbu intravilánu a dopravní zařízení
- inženýrské sítě
Erozivní činnost:
- hloubková
- boční
- zpětná (retrograstní)

Návrhový průtok Qa se stanoví:
- v souvislé zástavbě a průmyslových areálech Qa > Q50
- v intenzivně obhospodařovaných vinicích a chmelnicích Qa > Q20
- u orné půdy se používá Q5 až Q20
- v oblasti luk a lesů Q2 až Q5
- u složených profilů se návrhový průtok pro dimenzování kynety se volí v rozmezí třicetidenní až jednoleté vody
Soubor opatření úpravy vodních toků:
- úprava toků se netýká jen vlastního koryta, ale celého přilehlého území
- úpravy toků se chápou jako soubor opatření:
< vodohospodářských
< lesnických
< zemědělských
- včetně přítoků podle předlohy
- účel – viz. předchozí text
- na tocích se buduje řada staveb – jezy, stupně, zaústění recipientů
Příprava úpravy vodních toků:
- přípravné práce pro návrh úpravy toků spočívají:
< v podrobném průzkumu celého zájmového území
< studiu průzkumných prací realizovaných v dané oblasti
< geodetické zaměření toku a přilehlého území
- v průzkumu hydrologickém, geologickém, hydrogeologickém a hydropedologickém
- pozemky
Řešení úpravy vodních toků:
- odtokové poměry v údolní nivě
- trasa vodního toku
- podélný sklon
- niveleta dna
- příčný profil koryta vodního toku
- splaveninový režim
- vlivy zaústění
- opevnění koryta a objekty na toku
Projektová dokumentace úpravy vodních toků:
- výkres polohy s vyznačením polygonu a tras předpokládané úpravy v měřítku 1:500
- příčné profily neupraveného vodního toku v měřítku 1:50 – 1:500
- podélný profil neupraveného vodního toku a předpokládané trasy úpravy, údolní profily, zaměření
stávajících objektů, zaměření hladin, směrových a výškových bodů včetně seznamů nivelovaných
hamů a cejchů
- výzkumné práce se provádějí jen ve složitých případech
Návrh tvaru příčného řezu koryta:
- složený lichoběžník: hlubší část kyneta, pro povodňové průtoky berma
- sklon svahů 1:2 až 1:2,5 (kyneta), ostatní 1:2 až 1:3
- sklon bermy: 1:20 až 1:100
- pokud je svah velmi vysoký, rozdělit lavičkami
Návrh trasy koryta:
- trasa v navzájem protilehlých obloucích (kruhových či s proměnnou křivostí)
- využívat co nejvíce starého koryta řeky
- respektovat polohu silnic a železnic – poloměr oblouku min. 6B (B je šířka hladiny), rovný úsek 2 –
4B
Návrh nivelety dna:
- koryto by nemělo ani podmáčet ani vysoušet okolní zeminu
- návrh takový, aby dno bylo stabilní
- většinou sklon snižován stupni ve dně, skluzy (případně jezy)
- skluzy = bezvývarové tlumení energie
Opevňování koryt toku:
- proti účinkům proudící vody
- proti účinkům vlnění
- proti účinkům přívalových strážek
- proti nárazům plovoucích předmětů (ledových ker)
- ekologické, estetické, urbanistické
- hledisko převedení velkých i malých vod, vztah podzemní a povrchové vody
- kámen, štěrk, cement, beton, tráva, vegetační materiál (vrbové, olšové proutí) drátěné sítě, sítě z
umělých hmot, plachtoviny, síťoviny, textilie
Mostní profily:
- most x propustek x shybka
- často zúžení průtočné plochy
- vzdutí nad mostem
- max. hladina 0,5 m pod dolní hranou mostu (1,0 m u železnic)
- zabezpečení dna koryta proti výmolům
3 PŘ
JEZY
ODBĚRY VODY, PLAVBA
Příčné konstrukce v korytě toku:
< spádový stupeň – nevzdouvá vodu, stabilizuje koryto, snižuje podélný sklon, dochází ke sklonu,
nemusí mít vývar
< balvanitý skluz – snižuje podélný sklon, provzdušňuje vodu, nemá vývar
< přehrada – přehrada údolí, voda nepřepadá přes korunu
< jez – vzdouvá vodu, snižuje podélný sklon, vytváří zdrž, vývar vždy + rozražec
JEZY
- jez je vzdouvající zařízení vybudované v korytě toku, které v něm trvale, nebo dočasně
vzdouvá vodu k různým vodohospodářským účelům

Funkce:
< zajištění potřebné hloubky k odběru vody pro vodárenské, průmyslové, zemědělské,
protipožární účely
< jsou nezbytnou součástí splavnění vodních toků, zajišťují potřebnou plavební hloubku
< umožňují gravitační odběr vody, vytváří spád
< využitelný pro energetické účely
< regulují výšku hladiny podzemní vody v přilehlém říčním údolí v souladu s potřebou vody
zemědělských plodin a lesních kultur
< plní funkci spádového stupně, vyrovnávají spádové poměry
Navrhování jezů:
< bezpečné převedení velkých vod
< na návrhový průtok minimálně jako u koryta
< posouzení na účinek sil, (velký vztlak)
< posouzení na posunutí, překlopení, zatlačení
< dno za podjezím se chrání kamennými záhozy – zabránění tvoření výmolů
< jez se zakládá na únosné a nepropustné podloží, je-li toto podloží ve větší hloubce – pod jezem
těsnící clona z betonu, ocelových štětovnic apod. a naváže se na okolní terén
< břehová část se zajišťuje nábřežními opěrnými zdmi, zpevněnými svahy apod.
< jez ovlivňuje splaveninou režim – před jezem sedimentace, za jezem vymílání
< jezová konstrukce – tvar přelivné hrany závisí na konstrukci jezu; podjezí musí zajistit dostatečné
utlumení kinetické energie přepadající vody pomocí usměrňovačů a rozražečů
Pohyblivé jezy:
- skládají se z pevné spodní části jezu a pohyblivých hradících jezových uzávěrů různého
konstrukčního uspořádání
- horní část spodní stavby jezu bývá buď na úrovni dny, nebo mírně vyvýšená nad dnem
- pohyblivá část jezu umožňuje regulaci výšky hladiny nad jezem
- při průchodu velkých vod se hradící konstrukce buď vysune, nebo sklopí, tím umožní volný průchod
velkých vod
Typy jezů:
< Pevné jezy – dřevěné pevné jezy
- zděné, kamenné a betonové jezy
< Pohyblivé jezy – stavidlové jezy
- klapkové jezy
- segmentové jezy
- válcové jezy
- vakové jezy
< Pohyblivé podle způsobu ovládání hradící konstrukce
- ručně ovládané
- mechanicky ovládané
- hydraulicky ovládané
Pevné jezy:
- pevná hradící jezová konstrukce (dřevo, kámen, beton…)
- nelze regulovat výšku vzdutí ani vypustit
- půdorysně – přímé, šiké, zakřivené
- lze doplnit pohyblivou hradící konstrukcí
- + nepotřebuje obsluhu, údržbu, bez poruch, levné, jednoduché
- - nelze regulovat hladinu, zanášení, ledochod
- dřevěné jezy:
< srubová konstrukce se vyplní kamenem – statický účinek, jez je propustný
< přelivná hrana – vodorovný dřevěný trámec na pilotách, za jezem je kamenný zához
zabraňující podemletí
< jezovou konstrukci tvoří štětové stěny – mezi nimi je těsnící zemina
< nejstarší jezové konstrukce (malá životnost)
< převážně jako provizorní (bystřiny)
< srubové konstrukce jezů – v lesnatých + horských oblastech v korytech s balvanitým
podložím

- obr. 2 zděná pevná betonová konstrukce jezu
Pohyblivé jezy:
- spodní stavba vždy přímá
- vzdutí minimálně 2m
- + regulace hladiny i při povodni
- + možnost proplachu splavenin a ledu
- + větší zásobní prostor
- + při povodni lze vynahradit
- - technologicky náročnější, dražší
- - vyžadují obsluhu (jezný)
- - navrhovat v typizovaných rozměrech
- stavidlové jezy:
< hradící stěnou je tabule – stavidlo
< nejjednodušším jezem může být i stavidlová stěna
< přenáší tlak do opěrných pilířů – kolejový pojezd
< regulace hladiny výtokem pod i nad stavidlem
< zdvihat portálem nebo spouštět do spodní stavby
< Brněnská přehrada 3 stavidla 3x7 m
- klapkové jezy:
< hradící konstrukcí je ocelová klapka
< ložisko ve spodní stavbě