Vodohospodářské stavby_přednášky

ody přímo k rostlinám (po kapkách),
pozvolným výtokem nebo postřikem
- z hlediska konstrukčního uspořádání se dělí do 3 skupin:
< závlaha kapková – dodávající vodu z potrubí o malém průměru po kapkách
< závlaha bodová – zavlažující plynulým malým výtokem z výtokových zařízení
< mikropostřik – mikropostřikovači a rozstřikovači
Závlaha brázdovým podmokem:
- pro závlahu okopáním – cukrovky, krmné řepy, brambor, kukuřice, ovocných sadů a vinic a spočívá v
rovnoměrném rozdělování vody do závlažných brázd a její následné infiltraci do půdy
- rozchod a délka závlahových brázd závisí na půdním druhu a hydraulické vodivosti půdy
(propustnosti půdy)
Závlaha pásovým přeronem:
- navlažování půdy infiltrací vodou, která v tenké vrstvě protéká po pásu vymezeném dvěma malými
hrázkami
- optimální sklon brázd a přeronových pásů je 0,2 – 2%, šířka pásů od 2 – 12m, délka brázd a
přeronových pásů 150 – 350 m (druh půdy, kvalitě urovnávky a sklonu pozemku)
Závlaha výtopou:
- výjimečně – při závlaze okalovými vodami lučních a lesních kultur a při dočištění odpadních vod na
filtračních polích
- v zahraničí – při závlaze rýže
- zavlažovací plocha (výtopová nádrž) se napustí vodou na střední výšku 0,10 – 0,25 m, závlaha se
přeruší a nechá vsáknout
Podpovrchová závlaha
Závlaha odpadními vodami
Závlaha speciálních kultur a sídlištní (městské) zeleně
ODVODNĚNÍ:
ODVODNĚNÍ PŮD
- nadbytek vody v půdě + neupravený vodní režim = znehodnocení půdy
- dochází k poškozování a znehodnocování půd, znemožněním růstu polních plodin, zeleniny, sadů,
parků a lesních dřevin
- obtížné zakládání a výstavba liniových a dopravních staveb – vyšší náklady
- narušení humifikačních pochodů v půdě, vznik kyselého humusu
- narušení absorpčního komplexu půdy, vznik anaerobních rozkladových pochodů
- kulturní rostliny hynou
- nadbytek vody charakterizují mokřadní rostliny (sitiny, šáchory, ostřice, pryskyřník prudký, podběl
obecný, ocún)
Hlavní odvodňovací stavby:
- do skupiny hlavních odvodňovacích zařízení patří záchytné a odlehčovací kanály, jejichž úkolem je
zachytit a neškodně odvést, příp. převést vodu, ochranné nádrže na zachycení části, nebo celých
povodňových průtoků, ochranné hráze na ochranu objektů a zařízení před velkými vodami,
závlahové čerpací stanice a hlavní odvodňovací kanály
OCHRANA A ORGANIZACE POVODÍ
- ochrana vody a půdy před působením nepříznivých vlivů
- ochrana a tvorba ŽP
- povrch země neustále "tvarován" působením vody, ledu a větru
Eroze:
= rozrušování půdy -> transport uvolněných částic, následuje ukládání (náplavy, sutě)
- přirozený proces, který se podílí na vytváření zemského reliéfu
- druhy (dělení podle intenzity):
prevence je vždy ekonomicky výhodnější
- zásady PEO:
1. trvalá ochrana půdního povrchu před přímým účinkem (dopadem) děšťových kapek – TTP,
vhodné kultury
2. zamezení soustřeďování povrchového odtoku (nepřekročení přípustné délky svahu
návrhem liniových prvků – prulehy, meze, ale i biokoridory)
3. zajištění míst přirozeného soustřeďování povrchového odtoku (zatravněné údolnice)
- druhy PEO:
< organizační
< agrotechnická
< biotechnická
< technická
Organizační opatření:
- chrání půdu před přímým dopadem dešťových kapek, podporují vsak ( snižují objem přímého
odtoku, kořenový systém zpevňuje půdu
- lze je docílit úpravou a tvarem pozemku
- deliminaci kultur – vhodné prostorové rozmístění kultur v rámci povodí (rozvodí se stabilizují lesními
porosty, které zachytí a převedou podstatnou část vody do půdy)
- protierozní rozmisťování plodin (v závislosti na erozní ohroženosti a sklonu území)
- do 4° – širokořádkové kultury, do 7° – úzkořádkové plodiny, 7° - 12° - úzkořádkové plodiny ve
speciálních osevních postupech, nad 12° - zatravnění
- největší protierozní účinek – trvale travní porosty (jetel, obilovina, slunečnice, brambory, kukuřice)
Agrotechnická opatření:
- zlepšení vsakovací schopnosti půdy, zvýšení odolnosti proti erozi a ochrana povrchu půdy
- jedná se o:
- vrstevnicové obdělávání
- výsev do ochranné plodiny (svazenka, žito svatojánské), strniště, nebo ponechávání
posklizňových zbytků
- hrázkování, důlkování, mulčování
POZEMKOVÉ ÚPRAVY
- pozemkové úpravy (zákonem č. 139/2002 Sb. – tento rok novela) uspořádávají vlastnická práva k
pozemkům, zabezpečuje se jimi přístupnost a využití pozemků
- současně se jimi zajišťují podmínky pro zlepšení životního prostředí, ochranu a zúrodnění půdního
fondu, vodní hospodářství a zvýšení ekologické stability krajiny
- naplnění těchto cílů:
- opatření sloužící ke zpřístupnění pozemků
- protierozní opatření pro ochranu půdního fondu
- vodohospodářská opatření
- opatření k ochraně životního prostředí
Návrh vodohospodářských úprav:
- důležitou součástí KPÚ – návrh, revitalizace a rekonstrukce stávajících vodohospodářských úprav
- hlavní pozornost – opatření ke zvýšení retenční schopnosti krajiny, úpravě hydrografické sítě,
neškodnému odvedení velkých vod, návrhu, rekonstrukci a revitalizaci kanálů, vodních toků a
malých vodních nádrží
- KPÚ musí respektovat – zásady ochrany vodních zdrojů (pásma hygienické ochrany – PHO)
- citlivé řešení KPÚ na plochách s protierozními opatřeními (větrolamy, terasy, záchytné kanály apod.)
7 PŘ
JÍMÁNÍ A OCHRANA VODNÍCH ZDROJŮ
Vodní hospodářství obcí:
- jímání vody a ochrana zdrojů
- doprava vody
- úprava vody
- stokování a čištění odpadních vod
- balneotechnika – lázeňství
Druhy vod:
< voda z vodovodu – pitná – dle vyhlášky 252/2004 Sb. (voda z kohoutku)
< voda balená:
- voda pitná (balená pitná voda z vodovodu)
- voda pramenitá (dříve stolní) – bez přidaných chem. úprav
- voda kojenecká – dusičnany < 10mg/l (blue-babies syndrom), pouze UV
- přírodní minerální voda – dříve cca 1g RL/litr, český inspektorát lázní
- přírodní léčivá voda – prokazatelně léčivé účinky
< voda destilovaná – dle ČSN (technické účely, není pitná)
- rozhodnutí: vodovod x studna x balená
Nonsensy:
- křišťálová voda, magnetizovaná
- reverzní osmóza
- sycené vody CO2
VODNÍ ZDROJE:
- povrchová nebo podzemní voda, kterou lze využít k požadovaným potřebám
- voda je strategická surovina
- bezpečnostní výzkum MVČR 2010 – 2013 (terorismus)
- kritická infrastruktura
- nouzové zásobování pitnou vodou
- záložní zdroje (1. den 4l/osobu, 2. a další den min. 15l/osobu)
- při nedostatku vody:
- narušení zásobování pitnou vodou – rezerva 2-3 dny
- citlivý odběratelé – nemocnice, LDN
- průmysl, zemědělství – zastavení výroby
- městská kanalizace – kolaps (zápach, ucpání, nemoci)
- zákon o vodách 254/2001 Sb.
- chráněné oblasti přirozené akumulace vod – omezení některých činností (odvodňování,
těžba dřeva a nerostů, důlní činnost, atd.)
- území chráněná pro akumulaci povrchových vod – chráněné profily, v ÚP – omezení
výstavby
Druhy vodních zdrojů:
- povrchové 4 891 mil m3/rokodběr 395 mil m3/rok
- podzemní 1 353 mil m3/rokodběr 348 mil m3/rok
- zdroje pro účely zásobování pitnou vodou cca 50/50 – mírná převaha povrchových
Podzemní vodní zdroje:
- dle zákona o vodách:
- prioritně určeny k zásobování pitnou vodou
- velký odběr vždy povoluje vodoprávní úřad
- kdo poškodí zdroj, ten platí škodu všem poškozeným, kteří mají povolení k odběru
(domácnosti – septiky, zemědělci, průmysl)
- kdo najde vydatný pramen, musí to ohlásit a nechat jej prověřit
- voda patří všem!
Výskyt podzemní vody:
- aquifer (zvodeň) – geologická formace – obsahuje vodu a za běžných podmínek umožňuje pohyb vody skrze ni, obvykle písky a štěrky, zvodně se vyskytují s volnou nebo napjatou hladinou
< s napjatou hladinou – shora i zdola ohraničena nepropustnou vrstvou (jíly, hlíny), voda je
zde pod tlakem (artézská studna – voda vyvěrá nad terén bez čerpání)
< s volnou hladinou – chybí horní nepropustná vrstva, voda opouští aquifer přerozenou
cestou (pramen, vodní tok, vytéká do jezer) nebo umělou cestou (studna, zářez a jinými
jímacími objekty)
Pásma v horninovém prostředí:
Čerpání podzemní vody – depresní křivka:
Podzemní vodní zdroje:
- mělké zdroje – srážky
- hlubinné zdroje – juvenilní voda
- vlastnosti:
- stabilní vydatnost
- stabilní teplota a jakost
- hluboké zdroje – vyšší obsah železa a manganu
- mělké zdroje – vyšší obsah dusíku (kolísání)
- jednoduchá úprava
Jímání podzemní vody:
- vertikální jímací objekty – šachtové studny, trubní studny (vrty)
- horizontální jímací objekty – štoly a galerie, jímací zářezy
- plošné jímací objekty – pramenní jímky
- platí ČSN 75 5115 "Jímání podzemní vody"
Vertikální jímací objekty:
- jímací studna kopaná (vystrojená betonovými skružemi)
- výhodou – velký objem, takže slouží zároveň k akumulaci vody
- hloubka 15 m, voda proudí dovnitř studny vtokovými otvory
na jejím plášti
- studny mohou být buď kopané, nebo spouštěné
- větší význam mají pro soukromé zásobování vodou
- jímací studna vrtaná
- větší hloubky
- výstavba vrtáním strojně
- bez omezení geologií podloží
- krátká doba výstavby, levné
- DN od 220 mm
- sesunutí stěn studny při výstavbě zabraňuje plnostěnná trouba –
výpažnice
- do ní se vkládá perforovaná trouba zárubnice (ocel, plast)
- volný prostor se vyplní obsypem
- vystrojení vrtané studny – zárubnice:
Odběr vody z podzemních zdrojů:
- ponornými vertikálními čerpadly z každé studně jednotlivě
- horizontálním čerpadlem se společným sacím potrubím
Horizontální jímací objekty:
- jímací zářezy
- ústí do sběrné jímky
- pro mělké vody s malou kapacitou pod povrch
- perforované kameninové trouby – drénů (v dolní polovině plnostěnné a v horní děrované)
- jímací galerie
- jímání většího množství vody
-razí se v místech, kde na zemský povrch proniká zvodnělá vrstva
Plošné jímací objekty:
- zachycení pramenů
1 – sklaní masív
2 – nádrž
3 – odlehčovací přeliv
4 – odběrné potrubí
5 – vstup do armaturní šachty
6 – zásyp
7 – odpadní potrubí
8 – větrací šachta
Znečištění podzemních vod:
- znečištění podzemní vody x kontaminace podzemních vod
- hlavní zdroje znečištění vod jsou:
- odpadní vody (úniky z kanalizace nebo čistírenských objektů)
- škodlivé látky (havárie cisteren s ropnými látkami, nadměrné hnojení atd.)
- průsaky vod ze skládek, odkališť apod. (nedostatečně zabezpečené podloží)
- znečištění povrchové vody
Povrchové vodní zdroje:
- hlavní část vodních zdrojů v ČR
- využití této vody je však limitováno její jakostí
- více proměnlivá teplota a koncentrace organických látek různého původu, koncentrace O2 a CO2
Druhy povrchové vody:
- vody tekoucí (povrchové toky)
- vody stojaté – akumulovaní v nádržích
- jakost povrchové vody:
- hodnocení jakosti pomocí fyzikálních, chemických a biologických charakteristik
- ČSN 75 7521 Klasifikace jakosti povrchových vod
- vyhláška č. 428/2001 Sb.
- nejvyšší přípustné hodnoty ukazatelů jakosti vod
Objekty k jímání povrchové vody:
- musí zabezpečit hygienicky nezávadný, technicky účelný, bezpečný a hospodárný odběr
- jímadla se z toho důvodu musí přizpůsobit hydraulickým, hydrochemickým a geologickým poměrům
Jímání ve dně koryta:
- navrhují se jen výjimečně, jsou vhodná pro toky bystřinného charakteru, nesmí se umisťovat do míst
snížené rychlosti vody, kde dochází k usazování suspendovaných látek
- objekt nesmí zmenšovat průtočný profil řeky a nesmí vyvolávat vzdutí vody s ohledem na nežádoucí
ukládání sedimentů
1 – jímadlo
2 – odběr
3 – armaturní šachtice
Jímací objekty údolních nádrží:
- jímadla věžová
- jímadla nade dnem řečiště
- jímadla břehová
Jímadla břehová:
- budují se v tocích se stabilními břehy, které výškově umožňují vystavění objektu se zaručením
odběru i při minimální hladině vody v toku
- vyhovují tomu zejména střední a dolní tratě vodních toků v místech s minimálním hromaděním
splavenin (vrchol oblouku řečiště)
1 – vodní tok
2 – česle
3 – norná stěna
4 – měrný práh
5 – šachta
6 – stavidlo
7 – hráz
8 – odběr vody potrubím
Jímadla věžová:
- mohou stát samostatně v prostoru nádrže, nebo jsou stavebně spojeny s tělesem hráze
- je nutné navrhnout odběrné otvory tak, aby bylo možné regulovat hloubku odběru a tím volit
nejoptimálnější kvalitu odebírané vody z hlediska její další úpravy
1 – údolní hráz
2 – vodárenské odběry (jednotlivé etáže)
3 – spodní výpust
4 – tížní přehrada
5 – štola
6 – potrubí
Jímadla nade dnem:
- tento typ jímadel se používá pouze tam, kde se jedná o nádrž s čistou vodou, u nichž nedochází u
dna nádrže k hromadění sedimentů a možného anaerobního rozkládání organických látek
Břehová jímadla:
- je vhodné navrhovat pro jímání vody z mělkých nádrží, jejichž hladina kolísá v malém rozsahu
- výškové umístění vtokových otvorů musí být zaručen požadovaný odběr vody při nejnižší hladině a
aby bylo zabráněno víření a nasávání kalu
Umělé jímání vody:
- akumulace – podzemní stěny
- břehová infiltrace – zemní filtrace, písek, dráha 50 – 200 m
- umělá infiltrace – bez zákalu, dešťová voda
Ochranná pásma vodních zdrojů:
- stanovuje zákon 254/2001 Sb. – respektive vodoprávní úřad
- ochrana jakosti a vydatnosti podzemních i povrchových zdrojů
- odběr > 10 000 m3/rok nebo voda kojenecká či pramenitá
- ochranné pásmo I. stupně:
- ochrana zdroje před mechanickým poškozením, zhoršení kvality či vydatnosti
- bezprostředně kolem nádrže
- v řece 200 m od odběru proti proudu
- 10 m od odběrného zařízení podzemní vody
- ochranné pásmo II. stupně:
- vně OP I. stupně
- ochrana jímacího území (povodí)
- zákaz vstupu i vjezdu do OP I a II. stupně
- zákaz činností vyjmenovaných zákonem
8 PŘ
ZÁSOBOVÁNÍ PITNOU VODOU
- platná legislativa (Ministerstvo zemědělství)
- Zákon o vodovodech a kanalizacích – č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou
potřebu a o změně některých zákonů
+ vyhláška č. 428/2001 Sb.
+ vyhláška č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou vodu a rozsah
kontroly
- Zákon o ochraně veřejného zdraví – č. 258/2000 Sb., (MZdr)
Vodovody:
- v roce 2009 bylo v ČR zásobováno z vodovodů 9,73 mil. obyvatel, tj. 92,8% z celkového počtu obyvatel
- 239 provozovatelů vodovodů a kanalizací (podniky VaK)
- 1034 obcí, které si samy zajišťují provozování VaK
- celková délka vodovodních řadů 72 866 km
- počet vodovodních přípojek 1 923 798 ks
- počet osazených vodoměrů 1 934 920 ks
- jednosložkové x dvousložkové vodné
- v UK paušálně
- vodné + stočné … 27 + 23 = 50 kč/m3
Typy provozních společností:
- provozní společnost – provozuje cizí majetek
- smíšená společnost – provozuje svůj majetek
Koncepce zásobování pitnou vodou:
- koncepce je ovlivněna řadou faktorů – topologie spotřebiště, charakter zástavby, lokalizace
vhodných zdrojů vody, investiční a provozní náklady, dodavatelské možnosti
- historický vývoj od místních vodovodů přes skupinové k vodovodům oblastním, některá spotřebiště
soustavy mohou být zásobována z více než 1 zdroje
- vodárenské soustavy sestávají ze 2 úrovní:
- nadřazená soustava – objekty + potrubí umožňující dopravit vodu z jednotlivých zdrojů do
vodojemů
- místní soustava – doprava vody z vodojemů nadřazené soustavy do spotřebišť a pro rozvod
vody přímo ve spotřebišti
Návrh koncepce zásobování pitnou vodou:
- nalezení vodních zdrojů – návrh na způsob získání potřebného množství vody
…..
Výpočet potřeby vody:
- potřeba vody – teoretická potřeba, výhled
- spotřeba vody – skutečně změřený údaj, historie
- dle směrnice č. 9 (z roku 1973) nebo dle návrhu
- celková potřeba vody =
voda pro obyvatelstvo (bytový fond, občanská vybavenost)
voda pro průmysl (pro pracovníky, pro provoz)
voda pro zemědělství (živočišnou výrobu, pracovníky, závlahy)
voda pro požární účely
Potřeba vody pro obyvatelstvo:
< Qp … průměrná denní potřeba P.O. x qSPEC [m3/den]
- 80 – 150 l/os/den
- průměr ČR 92,5 l/os/den (fakturované množství)
- potřeba včetně ztrát a obč. vybavenosti 126 l/os/den
< Qm … maximálnní denní spotřeba Qp x kd [m3/den]
- kd … součinitel denní nerovnoměrnosti
počet obyvatel
koeficient denní nerovnoměrnosti
do 1 000
1,5
1 000 – 5 000
1,4
5 000 – 20 000
1,35
20 000 – 100 000
1,25
< Qh … maximální hodinová potřebaQm x kh [m3/den]
- kh … součinitel hodinové nerovnoměrnosti (1,8 – 2,1)
Průběh spotřeby vody během dne:
Struktura vodovodního systému:
Vodojemy:
- zajištění tlakových poměrů
- vyrovnání nerovnoměrnosti přítoku a odtoku
- akumulace požární vody
- rezerva pro případ poruchy
- zemní vodojem:- věžový vodojem:

- využitelný objem vodojemu – hladiny ve VDJ
- typizované objekty podle objemu akumulační nádrže
Vodovodní síť:
- návrh rozvodných řádů vodovodní sítě:větvené x okruhové
- stanovení průměru potrubí:
< větvená síť – rozdělení odběrů, návrhová rychlost v = 1,0 m.s-1, minimální DN 100 (80), posouzení na Qh, na požární odběr – rychlostní tlaky
< okruhová síť – optimalizované dimenzování (matematické modely – software)
- požadavky dle ČSN 75 5401:
- rychlosti 0,5 až 1,0 m/s
- tlaky minimálně 0,25 MPa (0,15), maximálně 0,60 MPa
Zásady při navrhování a výstavbě vodovodního potrubí:
- prostorová norma ČSN 73 6005
- umístění potrubí v min sklonu 0,3% (DN >250 0,1%)
- hloubka uložení 1,2 až 1,6 (nezámrzná hloubka)
- tlaková zkouška na 1,5 násobek maximálního provozního tlaku (před uvedením vodovodu do
provozu)
- ochranné pásmo 2m od líce potrubí
Trubní materiály:
- litina – tvárná, šedá
- ocel – nerez, ocel s bitumenovou ochranou
- azbestocement
- sklolaminát
- plasty – PE, PVC, PP
- spoje:
< hrdlové
< přírubové
< svařované
Výrobní řady:
- normalizované výrobní řady – DN (Diameter Nominal)
- kovy: DN = vnitřní profil potrubí, řada DN: 80, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200
- plasty:De = vnější průměr potrubí
SDR = De/ tloušťka stěny
Armatury na vodovodní síti:
- umožňují ovládání sítě – změna průtoku či tlaku
- odkalení, odvzdušnění, uzavření
- typy:
< uzavírací armatury, hydranty, vzdušníky, regulační ventily, navrtávací pasy, vodoměry
Uzavírací armatury:
< šoupě – přírubové, měkce těsnící, pryžové srdce, těžká antikorozní ochrana (epoxidový prášek RAL)
Odvzdušňovací ventil:
- odvzdušnění / zavzdušnění řadu
- plně automatický, vždy na šachty
9 PŘ
ÚPRAVA VODY
- cílem je zlepšení jakosti vody s ohledem na její další využití (voda pitná, užitková, technologická
atd.)
- prioritou je zásobování obyvatelstva zdravotně nezávadnou pitnou vodou v odpovídajícím množství
a kvalitě
- vlastnosti takovéto vody definuje vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 252/2004 Sb.
- zdrojem pitné vody je obvykle podzemní nebo povrchová voda
Kategorizace surové vody:
- výběr zdroje pro zásobování obyvatelstva pitnou vodou se řídí ČSN 75 7214 Surová voda pro úpravu
na pitnou vodu a z hlediska upravitelnosti jsou zařazeny vody do 4 kategorií:
< A – surová voda vyžadující pouze dezinfekci popř. prostou pískovou filtraci a chemické
odkyselení nebo mechanické odkyselení či odstranění plynných složek provzdušňováním