Zdravotní inženýrství

ecká – ČSN 56 78 59
• balená
• destilovaná – ČSN 68 60 63
2.1.2 Objekty k jímání podzemních vod můžeme dělit na:
• vertikální (trubní a šachtové studny)
• horizontální (zářezy, štoly, galerie, vodorovné vrty)
• plošné (pramenní jímky).
2.1.2.1 Vertikální jímací objekty
Šachtové studny: Šachtové studny mají relativně velký objem a slouží tedy i
k akumulaci vody. Hloubka šachtových studní zpravidla nepřevyšuje 15 m.
Voda proudí do studny vtokovými otvory na obvodovém plášti. Studny mohou
být kopané nebo spouštěné.
Trubkové studny: Jedná se studny malých průměrů. Praktický význam
z hlediska jímání podzemní vody je zanedbatelný, neboť odběrná množství,
která lze z těchto objektů získat, je velmi malý.
Trubní studny: Trubní studny umožňují jímání vody z větších hloubek. Hloubí
se nejčastěji vrtáním. S využitím dnes běžně dostupných mechanizačních
prostředků je lze realizovat téměř ve všech geologických útvarech.
2.1.2.2 Horizontální jímací objekty
Štoly a galerie: jímací štoly a galerie se zřizují pro jímání většího množství
vody ve vhodném prostředí; razí se zejména v těch lokalitách, kde zvodnělá
vrstva proniká - obvykle ve svažitém území - až na zemský povrch.
Jímací zářezy: mohou se použít pro jímání v mělkých podpovrchových
vrstvách s relativně malou kapacitou. Jímací zářezy ústí většinou do sběrné
jímky, odkud se jímaná voda přečerpává na úpravnu vody. Jímání v zářezech
se provádí pomocí perforovaných kameninových trub – drénů.
2.1.2.3 Plošné jímací objekty
Plošné jímací objekty (pramenní jímky) slouží především pro zachycování
pramenů a plošných vývěrů podzemních vod ze skalnatých hornin. Budují se
v ojedinělých případech, přednostně se jímá kvalitní podzemní voda z větších
hloubek. Rozhodující pro volbu jímání tímto způsobem je vydatnost pramene,
kolísání jímaného množství, dále pak stálost a kolísání jakosti jímané vody.

- 10 (10) -
2.1.3 Jímání povrchové vody
Povrchové vody můžeme obecně rozdělit na vody tekoucí (povrchové vody),
vody stojaté, akumulované v nádržích. Využití povrchových vod
k definovaným účelům je většinou limitováno její jakostí. Jakost vody se
hodnotí pomocí fyzikálních, chemických a biologických charakteristik.
Objekty pro jímání povrchových vod můžeme zjednodušeně klasifikovat na
jímadla z nádrží, jezových zdrží a jímadla v tekoucích vodách.
2.1.3.1 Objekty k jímání povrchové vody z nádrží a jezových zdrží
Věžové jímací objekty k jímání povrchové vody z nádrží: mohou stát
samostatně v prostoru nádrže nebo jsou stavebně spojeny s tělesem hráze.
Vodárenské odběry jsou umístěny etážovitě v rozdílných výškách tak, aby bylo
možné regulovat hloubku odběru v návaznosti na kvalitu vody (např.
v souvislosti se změnami kvality vody v jednotlivých ročních obdobích apod.)
Vtokové otvory musí být samostatně uzavíratelné z návodní i vnitřní strany.
Schéma odběrného objektu spojeného s tělesem hráze je na Obr.2.1.

1 - údolní nádrž
2 - vodárenské odběry
(jednotlivé etáže)
3 - spodní výpust
4 - tížní přehrada
5 - štola
6 – potrubí
Obr.2.1 Schéma odběru z vodárenské nádrže
2.1.4 Jímání vody v tekoucích vodách
Pro volbu vhodného zdroje povrchové vody v tekoucích vodách je rozhodující
režim vodního zdroje, výběr místa odběru, typ jímadla a ochrana jímadla před
zanášením plaveninami a splaveninami, před zamrzáním a vodní tříští.
Jímadla břehová: budují se v tocích se stabilními břehy, které výškově
umožňují výstavbu objektu se zaručením odběru i při minimální hladině vody
v toku. Vyhovují tomu zejména střední a dolní tratě toků v místech
s minimálním hromaděním splavenin. Schéma možného uspořádání břehového
jímadla je na Obr. 2.2. Obr.2.2 Schéma uspořádání břehového jímadla

1 - vodní tok
2 - česle
3 - norná stěna
4 - měrný práh
Vodní zdroje – jímání vody
- 11 (11) -
5 - šachta
6 - stavidlo
7 - hráz
8 - odběr vody potrubím
Jímadla ve dně koryta: navrhují se pouze vyjímečně. Jsou vhodná pro toky
bystřinného charakteru. Nelze je osazovat v místě se sníženou rychlostí vody,
kde může docházet k usazování suspendovaných látek. Jímací objekt nesmí
zmenšovat průtočný profil toku a nesmí i jinak ovlivňovat další -zejména
hydraulické- charakteristiky, např. vzdutí vody apod.
Jímací objekty umístěné nade dnem řečiště: je možné je situovat u širších
vodních toků s nestabilními břehy, s nedostatečnou hloubkou vody u břehů
v důsledku častého kolísání hladiny, nebo je-li znemožněn odběr vody ve dně
koryta toku z důvodů velkého množství sedimentů zejména jemnějšího
charakteru.
2.1.5 Ochranná pásma vodních zdrojů
Ochranná pásma vodních zdrojů jsou stanovena k ochraně vydatnosti, jakosti a
zdravotní nezávadnosti vodních zdrojů povrchových nebo podzemních vod,
které jsou určeny pro zásobování pitnou vodou. Pro stanovení ochranných
pásem platí zákonné a další legislativní podmínky. Ochranná pásma se dělí na
ochranná pásma prvního stupně – slouží k ochraně vodního zdroje
v bezprostředním okolí jímacího nebo odběrného zařízení a na ochranná pásma
druhého stupně, která slouží k ochraně vodního zdroje v územích stanovených
vodohospodářským orgánem tak, aby nemohlo dojít k ohrožení vydatnosti
zdroje, jakosti jímané či odebírané vody a k ohrožení zdravotní nezávadnosti
vody.
Dříve se rozlišovaly tři ochranná pásma, dnes rozlišujeme pouze dvě ochranná
pásma vodního zdroje (viz. Zákon)
• Vodní pásmo prvního stupně – 50 m kolem objektu, až 200 – 300 m proti
proudu, šířka 15 m
• Vodní pásmo druhého stupně – širší, ve větším povodí – 2 – 5 km
Stanovení určuje odběratel vody (na nádržích tzv. vlastník nádrže)
2.1.6 Umělé jímání vody
Při umělém jímání vody je snahou rozšířit zásobu podzemních vod.
Umělé jímání můžeme rozdělit na:
• Akumulace
Akumulací rozumíme přehrazení zvodnělého profilu za účelem vytvoření
podzemních zdrojů (betonové, kamenné, jílové stěny)
• Břehová infiltrace

- 12 (12) -
Používá se pro úpravu vody z řeky, kdy probíhá čištění říční vody pomocí tzv.
zemní filtrace. Nutno zakládat u čistých toků nebo tam, kde se odstraní
škodliviny. Nejlepší na filtraci je písek. Vliv vody břehové infiltrace a
přírůstku hladiny podzemní vody je dán rozdílem výšky hladiny v řece a
zvodnělé vrstvy. Jímadlo bývá umísťováno obvykle kolem 50 m od řeky, 100–
200 m pro odstranění chuti a zápachu (používají se vertikální i horizontální
jímadla)
• Umělá infiltrace
Předpokladem umělé infiltrace jsou dobré pedologické, hydrogeologické a
chemické vlastnosti. Voda použitá při umělé infiltraci nesmí být zakalena, má
mít co největší obsah kyslíku a neměla by obsahovat těžce odbouratelné látky.
Umělá infiltrace se dá použit například při zpracování dešťové vody. Pro
infiltraci se používají rýhy, infiltrační vrty a další.
2.2 Koncepce řešení zásobování vodou - doprava vody
Při zpracování projektové dokumentace je třeba nejdříve stanovit celkovou
koncepci systému zásobování daného spotřebiště.
2.2.1 Faktory ovlivňující koncepční řešení dopravy vody:
• topologie spotřebiště
• charakter zástavby
• lokalizace vhodných zdrojů vody
• investiční a provozní náklady
• dodavatelské možnosti.

Vývoj zásobování vodou směřoval z místních vodovodů (které sloužily pro
jedinou obec či město) přes skupinové vodovody zásobující skupiny obcí či
měst k vodovodům oblastním, které zásobují větší územní celky (OOV -
Ostravský oblastní vodovod, VOV - Vírský oblastní vodovod).
Některá spotřebiště soustavy mohou být zásobována z více než jednoho zdroje.
2.2.2 Vodárenské soustavy sestávají ze dvou úrovní:
• nadřazená soustava, zahrnující objekty a potrubí umožňující dopravit
vodu z jednotlivých zdrojů do vodojemů této soustavy
• místní soustavy (skupinové vodovody), sloužící pro dopravu vody z
vodojemů nadřazené soustavy do spotřebišť a pro rozvod vody přímo ve
spotřebišti
Vodní zdroje – jímání vody
- 13 (13) -
2.2.3 Návrh celkové koncepce zásobování vodou obsahuje:
a) návrh na způsob získání potřebného množství vody
b) návrh na umístění vodojemu, čerpací stanice a zásobovacího řadu
1) situační umístění vodojemu
2) výškové umístění vodojemu
ad 1) Situační umístění vodojemu
• Vodojem před spotřebištěm - čelní
a) výtlačný přiváděcí řad
voda je z úpravny vody čerpána výtlačným řadem do vodojemu, odtud je voda
zásobním (gravitačním) řadem přiváděna do spotřebiště
b) gravitační přiváděcí řad
voda je z úpravny vody přiváděna gravitačním přiváděcím řadem do vodojemu,
odtud je voda zásobním (gravitačním) řadem přiváděna do spotřebiště
příklad - březovské vodovody, Vírský oblastní vodovod
výhody: jednoznačné tlakové poměry, konstantní průtok v přiváděcím řadu
• Vodojem za spotřebištěm - koncový
čerpání přes spotřebiště
nevýhoda: nejednoznačné (složité) tlakové poměry ve spotřebišti
3 stavy:
Qč > Q část vody přitéká do vodojemu (nastává většinou v nočních
hodinách)
Q > Qč část spotřebiště zásobována z vodojemu, část z čerp. stanice
Qč = 0 v době energetické špičky je ČS mimo provoz
čerp. stanice by měla být v provozu 17 - 20 hodin
ad 2) výškové umístění vodojemu:
1. max. hydrostatický přetlak 0,6MPa (60 m vody)
2. min. hydrodynamický přetlak 0,25MPa (25 m vody)
(0,15MPa)
3. min. hydrodynamický přetlak na výtokové armatuře 0,05MPa
při návrhu výškového umístění vodojemu postupujeme podle ČSN 75 54 01,
ČSN 73 08 73, ČSN 73 66 55 a dalších legislativních podkladů a pokynů:

Obr. 2.3.

- 14 (14) -
Vodojem umístím v tomto rozmezí, spíše v dolní hranici rozsahu.
• při velkém rozdílu nadmořských výšek nemůžeme interval najít
• v tomto případě je nutno území rozdělit na tlaková pásma, každé pásmo
má většinou vlastní vodojem
• doporučený výškový rozdíl mezi 2 vodojemy je 20 - 25 m
2.2.4 Výpočet potřeby vody:
Dle směrnice č.9 (z roku 1973), která je stále aplikovaná po modifikaci dalšími
přístupy. Dalším postupem je návrh metodického pokynu Mze ČR pro výpočet
potřeb vody. Pro orientaci uvádíme klasickou a odbornou veřejností známou
metodu výpočtu potřeby vody dle směrnice č.9. Další viz samostudium.
2.2.4.1 Výpočet potřeby vody dle směrnice č.9
Celkovou potřebu vody pro zásobovanou oblast rozdělujeme na skupiny:
• 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
Výpočet vody pro obyvatelstvo:
Definice:
Občanská a technická vybavenost - soubor budov, objektů, ploch a jiných
zařízení, která slouží potřebám obyvatelstva (obchody, školy, kina,...)

Základní vybavenost - občanská a technická vybavenost, která slouží
pouze pro potřebu příslušného území

Vyšší vybavenost - občanská a technická vybavenost, která slouží kromě
obyvatel příslušného území též obyvatelům příslušného spádového území

Specifická občanská vybavenost - zařízení, která se vyskytují nahodile a
nedají se vyjádřit obecně platnými urbanistickými ukazateli.
Potřeba vody pro občanskou a technickou vybavenost:
a) u venkovských obcí do 1000 obyv. 20 l.os-1.den-1
b) 1 000 až 5 000 obyv. 30 l.os-1.den-1
c) 5 000 až 20 000 obyv. 70 l.os-1.den-1
d) 20 000 až 100 000 obyv. 125 l.os-1.den-1
Vodní zdroje – jímání vody
- 15 (15) -
V hodnotách pod písmenem a) a b) je obsažena potřeba vody jen pro základní
vybavenost, v hodnotách pod písmenem c) a d) je obsažena potřeba vody pro
základní i pro vyšší vybavenost.
V tab. 2.3 jsou podklady pro určení typu vybavenosti, v tab. 2.4 jsou uvedeny
specifické potřeby vody pro specifickou vybavenost obcí do 100 000 obyv.
Součtem potřeb vody pro bytový fond, základní a vyšší občansko-technickou
vybavenost a pro specifickou vybavenost dostáváme průměrnou denní potřebu
vody pro obyvatelstvo Qp [m3/den]
Maximální denní potřeba vody Qm [m3/den] [l/s] se vypočte ze vzorce:
Qm = Qp . kd
(Potřeba se mění během ročního období i během jednotlivých dní v týdnu)
kd je součinitel denní nerovnoměrnosti.
počet obyvatel koef. denní nerovnoměrnosti kd
do 1 000 1,5
1 000 až 5 000 1,4
5 000 až 20 000 1,35
20 000 až 100 000 1,25
Maximální hodinová potřeba vody Qh [l/s] se vypočte ze vzorce:
Qh = Qm . kh
kh je součinitel hodinové nerovnoměrnosti. (kh =1,8 nebo kh =2,1 pro
spotřebiště sídlištního charakteru)
Celodenní průběh potřeby vody v procentech: (orientačně jen příklad):
Hodina Součinitel kh Hodina Součinitel kh
1,8 2,1 1,8 2,1
0 - 1 1,0 1,6 12 - 13 5,0 4,6
2 - 3 0,7 1,5 14 - 15 4,0 4,6
4 - 5 2,0 3,0 16 - 17 5,0 4,6
6 - 7 5,0 5,0 18 - 19 6,5 6,5
8 - 9 4,5 5,0 20 - 21 5,0 5,0
10 - 11 5,5 4,2 22 - 23 4,0 3,2

Výpočet potřeby vody pro pracovníky v průmyslu:
a) voda pro přímou potřebu - potřeba vody pro pití a pro závodní kuchyni:
Prům. spec. potřeba l.osoba-1.směna-1
Pití 5
Závodní kuchyně 25
Celkem 30

- 16 (16) -
b) voda pro mytí a sprchování:
Provoz l.osoba-1.směna-1
Závody s horkými a současně špinavými provozy
(doly, hutě, cementárny, spalovny,...)
220
Závody s horkými nebo současně špinavými a
prašnými provozy (autoopravny, sklárny, cukrovary,...)
120
Závody s čistými provozy (výroba počítačů, ...) 50
Součtem potřeb vody pro přímou spotřebu a pro mytí za jednotlivé směny
dostaneme průměrnou denní potřebu vody Qp pro pracovníky průmyslu. Denní
potřeba vody v závodech se uvažuje rovnoměrná pro všechny pracovní dny:
Qm = Qp
Nejsou-li k dispozici podrobnější údaje, uvažuje se, že 50% hodnoty z Qp se
spotřebuje v poslední hodině směny a 50% vody se spotřebuje rovnoměrně po
celou směnu. Pro osmihodinovou směnu pak max. hodinová potřeba Qh činí:
Qh = 1/2 Qp + 1/2.1/8 Qp = 0.5625 Qp [m3/hod]
Při vícesměnném provozu porovnáme Qh jednotlivých směn a vybereme max.
hodnotu.
Voda technologická (pro provoz) se stanoví individuálně, (určí závod)
Výpočet potřeby vody pro zemědělství:
a) pro živočišnou výrobu dle tabulky:
spec. potřeba [l.kus-1.den-1]
Průměrná maximální
Dojnice 60 80
Koně 40 60
Slepice 0.35 0.75
Krůty 0.8 1
Průměrnou denní potřebu Qp získáme vynásobením počtu zvířat s příslušnou
průměrnou specifickou potřebou, maximální denní potřebu Qm vynásobením
počtu zvířat s příslušnou maximální specifickou potřebou
Pokud není znám průběh potřeby vody pro živočišnou výrobu během dne,
předpokládá se, že její průběh je stejný jako u obyvatelstva, přičemž
uvažujeme koef. Hodinové nerovnoměrnosti kh = 1.8.
Potřeba vody pro pracovníky se vypočítá stejně jako pro pracovníky
v průmyslu.
Výpočet požární vody
Viz norma ČSN 73 08 73
Celková potřeba vody:
A - obyvatelstvo (bytový fond, občanská a technická vybavenost)
B - průmysl (pro pracovníky, technologická voda)
C - zemědělství (pro pracovníky, živočišnou výrobu, závlahy)
Vodní zdroje – jímání vody
- 17 (17) -
Qp = QpA + QpB + QpC
Qm = QmA + QmB + QmC
Qh = QhA + QmB + QmC,
Qh = QmA + QhB + QmC,
Qh = QmA + QmB + QhC
Na Qm navrhujeme: zdroje vody, úpravny, ČS, přiváděcí řady, vodojemy
Na Qh navrhujeme: zásobní řad a vlastní vodovodní síť (rozvodné řady)
2.2.4.2 Metodického pokyn Mze ČR
Výpočet potřeby vody dle návrhu viz literatura.
2.2.5 Vodojemy
Objekt pro akumulaci vody, skládá se z 1 nebo více nádrží + armaturní
komory
Dvě základní funkce vodojemu jsou funkce akumulační a zajištění potřebného
tlaku
základní typy: zemní (kóta dna pod terénem – obr. 2.4.)
věžový (kóta dna na nosné konstrukci – hydroglobus obr.2.5.)

Obr. 2.4. Obr. 2.5.
2.2.5.1 využitelný objem vodojemu:
Ac = Ah + Ap + Ar
Ah - akumulace potřebná pro
vyrovnání mezi přítokem a
odběrem vody
Ap - zásoba vody pro případ
požáru
Ar - rezerva pro případ poruchy (6-18 hod) Obr. 2.6.
Ac = min 0,6 Qm

- 18 (18) -
2.2.5.2 Stavební řešení
• Monolitické nebo prefabrikované (menší objemy, typizované objekty)
• kruhové nebo krabicové (nad 10 000m3 - monolitické, krabicové)
2.2.6 Vodovodní síť
2.2.6.1 Návrh zásobního a distribučních řadů
sítě: větevné a okruhové
2.2.6.2 Stanovení průměru potrubí:
a) větevná síť
• rozdělení odběrů
• návrhová rychlost: v = 1,0 m.s-1
• min. průměr DN 100 (80)
• posouzení na Qh, na požární odběr (rychlosti, tlaky)
b) okruhová síť
• optimalizované dimenzovaní (matematické metody)
• zákony:
1) uzlová podmínka ΣQ = 0
2) okruhová podmínka Σh = 0
3) hydraulický zákon h = κ Q2, κ − odporový součinitel
Používají se iterační metody vyrovnání tlaků, průtoků a odporových součinitelů
2.2.7 Trubní materiály
ČSN 73 66 20 - vodovodní potrubí
• litina (šedá, tvárná)
• ocel
• azbestocement
• železobeton
• plasty (PVC, PE, PP)
• sklolaminát
spoje: hrdlové, přírubové, lepené, svařované
rozměry: normalizované řady pro litina a ocel: DN (Js) 80, 100, 150, 200, 250,
300, 350, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200
tlak Jt 1,0 MPa (PN 6,10,16)
plasty: rozměry: např. PE DN/d 110/87,6; 125/99,6;
140/111,6; 160/127,4
2.2.8 Objekty a armatury na vodovodní síti
Vodní zdroje – jímání vody
- 19 (19) -
ČSN 73 66 20 - vodovodní potrubí
2.2.8.1 Uzávěry: šoupátka vřetenová, třmenová
• možnost uzavřít každý úsek
• z obou stran důležité přípojky (nemocnice) Obr. 2.7.
• uzávěry nad DN 500 vlastní obtok, ovládání šoupátek pomocí
elektromotorů
2.2.8.2 Armaturní šachty
• tam kde více než dva uzávěry, pro větší
profily
• prefabrikované i monolitické
• vhodné pro umístění redukčních ventilů
2.2.8.3 Vzdušníky Obr. 2.8.
• pro odvádění vzduchu
• osazení v nejvyšších místech řadu
• před vzdušníkem vždy uzávěr
• použití nejčastěji při napouštění a vypouštění vody
2.2.8.4 Kalníky (kalosvody)
• umožňuje vypouštění vody z potrubí
• umístění v nejnižších místech
• nad DN 150 zaústění do kanalizace, toku
• vypuštění úseku potrubí do 2 hodin (dle normy)
2.2.8.5 Hydrant
• odběr vody v případě požáru
• vždy podzemní (nadzemní tam,
kde nehrozí zamrzání)
• vzdálenost od budov dle typu
zástavby (min. 5 m)
• max. vzdálenosti - rodinné
domky 200/400 m
Obr. 2.9. Obr. 2.10.
2.2.8.6 Opěrné bloky - proti posunu nebo vychýlení ze směru
• opěrné, kotevní bloky
• tam, kde změna směru

- 20 (20) -
• na odbočkách
• potrubí uložené ve velkém spádu
• na konci větve Obr. 2.11. Obr. 2.12.
2.2.8.7 Chráničky
• při křížení s komunikací, na mostech, pod tokem
• měla by přesahovat min. 1-2m překážku
• většinou o 1 profil větší
2.2.8.8 Umístění potrubí v min. sklonu a nezámrzné hloubce
• minimální sklon je 0,3%,(0,1%),nezámrzná hloubka krytí cca 1,2 až 1,6 m
• před uvedením vodovodu do provozu tlaková zkouška na 1,5 násobek
maximálního provozního tlaku
2.2.9 Koroze potrubí
2.2.9.1 Vnitřní koroze (působením plynů)
• ochrana odstraněním látek způsobujících korozi
• vnitřní ochrana potrubí (cementace)
2.2.9.2 Vnější koroze (elektrochemické reakce potrubí s půdou)
• ochrana pasivní - vhodnou izolací
• ochrana aktivní (katodová ochrana, elektrická drenáž)
2.3 Úprava vody
Úpravou vody se sleduje zlepšení jakosti vody s ohledem na její další využití
(voda pitná, užitková, technologická atd). Prioritou je zásobování obyvatelstva
zdravotně nezávadnou pitnou vodou, která ani při trvalém používání nevyvolá
onemocnění či poruchy zdraví přítomností mikroorganismů nebo jiných látek.
Vlastnosti takovéto vody definuje vyhláška Ministerstva zdravotnictví č.
376/2000 Sb. Zdrojem pitné vody je obvykle podzemní nebo povrchová voda.
2.3.1 Výběr zdroje vody a kategorizace surových vod;
Výběr zdroje pro zásobování obyvatelstva pitnou vodou se řídí ČSN 75 7214
Surová voda pro úpravu na pitnou vodu. V této normě jsou z hlediska
upravitelnosti zařazeny vody do čtyř kategorií:
Vodní zdroje – jímání vody
- 21 (21) -
2.3.1.1 K