Adaptační opatření k omezení následků sucha v oboru VaK

Opakovaný výskyt sucha na našem území v letech 2014 – 2017 a výhled následků změny klimatu navodil ve vodním hospodářství nutnost vytvoření koncepčních opatření k omezení negativních následků suchých období. Výsledkem práce Mezirezortní komise VODA-SUCHO, založené v r. 2014 dohodou ministrů zemědělství a životního prostředí, je „Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky“ (dále jen Koncepce), kterou vláda schválila usnesením č. 528 ze dne 24. července 2017. V úvodní části je obsaženo shrnutí analýzy stavu a dostupnosti vodních zdrojů podle scénářů změny klimatu s výhledem až do r. 2100 a následuje výčet opatření, která je nutno postupně realizovat s cílem posílení odolnosti území ČR proti negativním následkům sucha a nedostatku vody.

RNDr. Pavel Punčochář, CSc.
Ministerstvo zemědělství
Sekce vodního hospodářství

Koncepce obsahuje dlouhodobá opatření v pěti „tematických pilířích“ :

• Vytvoření informační platformy o suchu a nedostatku vody
• Posilování odolnosti a rozvoj vodních zdrojů
• Zemědělství jako nástroj ochrany a jakosti a ochrany vody
• Zvýšení retenční a akumulační schopnosti krajiny
• Podpora principů zodpovědného hospodaření s vodou napříč sektory

Samozřejmě jsou zahrnuty aktivity z oblasti oboru vodovodů a kanalizací, neboť vodohospodářské služby obyvatelstvu patří k prioritám vodohospodářské politiky České republiky.

Následující příspěvek stručně uvádí rozhodující typy opatření, která je třeba postupně v oboru VaK uplatnit. Jsou především zaměřena na zabezpečení dostatku vody pro zásobování obyvatel a hospodářských sektorů, a tedy mají přímý vztah k řešení nedostatku vody, zatímco ochrana před následky sucha (zemědělského) směřuje k posílení retence vody v půdním profilu, ke zvýšenému výskytu vodních útvarů v krajině a k zabezpečení vodních zdrojů pro závlahy.

Vodní zdroje v České republice a jejich dostupnost

Díky vodohospodářským službám správců vodních toků (státním podnikům Povodí
a Lesy ČR) a všem subjektům zabezpečujícím vodohospodářské služby v oboru vodovodů
a kanalizací (tedy vlastníkům a provozovatelům infrastruktury) probíhá život obyvatel ČR v podstatě ve „vodním blahobytu“. A to i přes skutečnost, že zásoby vody na 1 obyvatele patří k nejmenším v Evropě (spolu s Dánskem jsme na 3. – 4. místě od konce, za námi zůstávají Kypr a Malta). Je to důsledek toho, že všechna voda z území odtéká – pokud jí nezadržíme. Naše vodní zdroje závisejí výhradně na atmosférických srážkách, které ovšem běžně kolísají meziročně v rozmezí 30% (Tab. 1).

Z uvedených důvodů byla akumulace vody na území ČR historicky realizovaná a existujících 165 významných přehradních nádrží (z toho 49 vodárenských) tak dosud umožňuje překlenout jednoroční poklesy srážek a vodních zdrojů. Samozřejmě k tomu rovněž přispělo snížení spotřeby vody na polovinu, k němuž došlo v posledních 25 letech

Scénáře změny klimatu naznačují, že výskyt suchých období se bude zvyšovat následkem růstu průměrných ročních teplot vzduchu a nerovnoměrným rozložením srážek v průběhu roku. I když roční úhrny srážek se dle průměrného scénáře změny klimatu nemají výrazně měnit, zmíněné deficity, které by se opakovaly v průběhu 2-3 po sobě jdoucích let, již zásadním způsobem ohrozí dostatečnost stávajících vodních zdrojů.

Názorně to ukazují údaje v Tab. 2, z níž vyplývá, že důsledky průměrného scénáře změny klimatu mohou způsobit nedostatek vodních zdrojů k pokrytí odběrů vody povolených v současnosti. Navíc se zvýrazní regionální rozdíly v dostupnosti vodních zdrojů a zejména následky zemědělského sucha – tedy pokles objemu vody v půdním profilu, což již nyní ohrožuje zemědělskou produkci na jižní Moravě, Rakovnicku, Žatecku.

Rok	2002	2003	2013	2015
Roční úhrn srážek (mm)	864	507	727	531
% dlouhodobého průměru	130	76	108	79
Zdroje povrchové vody (mld. m3)	6,5	3,8	6,6	3,6
Zdroje podzemní vody (mld. m3)	1,6	1,2	1,7	0,94
Celkové využití vodních zdrojů v %	22,5	40	20,5	36,8

Scénář	Povodí Vltavy s. p.	Povodí Labe s. p.	Povodí Ohře s. p.	Povodí Moravy s. p.	Povodí Odry s. p.
střední %  nezabezpečených povolených odběrů vody	53 – 63	30	45	72	0 xx)

Z uvedených důvodů je třeba v rámci předběžné opatrnosti zaměřit vodohospodářskou politiku na řešení nedostatku vodních zdrojů a dostatečně včas zahájit efektivní opatření, která nelze odkládat do doby, kdy se nedostatky naplno projeví (aktuálním příkladem podcenění kapacit vodních zdrojů je Kapské město v Jihoafrické republice).

Opatření k omezení nedostatku vody a k zabezpečení vodárenských zdrojů vody

Při volbě opatření k omezení následků sucha se obvykle v tisku i ve výrocích politiků neodlišuje tzv. „zemědělské“ sucho a nedostatek vody (=vodních zdrojů). Proto volání po zlepšení stylu zemědělského hospodaření tak, aby se zadrželo více vody v půdě (jako tomu bylo v minulosti), a rovněž v krajině, nevede k zabezpečenosti anebo k vytvoření, posílení hospodářsky využitelných vodních zdrojů a také neumožní nadlepšování průtoků v bezsrážkovém období. Tedy zvýšení podílu organické hmoty v půdě, střídání většího počtu plodin, rozčlenění velkých zemědělských ploch a správná zemědělská praxe – to jsou opatření k posílení odolnosti zemědělské produkce a také krajiny před následky sucha. Volání po obnově a výstavbě rybníků a mokřadů rovněž nepřispějí k vytváření vodních zdrojů, nicméně účinně posílí odolnost krajiny a zejména biodiversity, neboť lokálně „mikropodmínky“  u takových vodních útvarů oddálí nástup dopadů  sucha v jejich nejbližším okolí.

K tomu je třeba dodat, že rybníky nemají vytvářen „zásobní prostor“, který by sloužil k vypouštění části zadrženého objemu vody za sucha, neboť by tím byla zásadně ohrožena rybí obsádka. Tedy za sucha je i u průtočných rybníků voda zadržována, neodtéká a vodní tok pod takovými rybníky vysychá.

Proto při ochraně před následky suchých období je nutné odlišovat opatření pro zmírnění následků pro zemědělství a krajinu od řešení nedostatku vody a nedostatečnosti vodních zdrojů, což může vyřešit výhradně akumulace ve vodních (přehradních) nádržích.

Z tohoto hlediska je třeba, aby byly bedlivě vyhodnoceny stávající vodní zdroje pro vodárenské využití – jak povrchové, tak podzemní – zda mohou překlenout víceletý výskyt suchých období s nízkými a nerovnoměrnými srážkami. Tam, kde se již nyní projevuje napjatá nebo dokonce negativní vodohospodářská bilance, je nutné neprodleně zahájit přípravu řešení, tedy výstavby přehradní nádrže. K tomu je k dispozici Generel lokalit k akumulaci povrchových vod, který na 65 lokalitách zajišťuje územní hájení pro tento účel. Souběžně je ovšem nutné prověřit také možnosti propojení vodohospodářských soustav (tedy vodních zdrojů) a rovněž propojení vodárenských soustav. Vyhodnocení obnovy nebo zřízení přivaděčů a propojení vodárenských soustav právě probíhá, je ovšem nezbytné vyhodnotit dostatečnost stávajících vodních zdrojů využívaných pro tyto vodárenské soustavy a v případě nedostatečnosti jejich kapacity (se zohledněním budoucí situace po
r. 2050) ihned připravovat nezbytné zvýšení akumulace v nových nádržích.

Probíhá rovněž příprava projektů na akumulaci povrchových vod do vod podzemních, tedy metodou „umělé infiltrace“. Realizace tohoto přístupu je však omezena regionálně v závislosti jak na geologických podmínkách, tak na dostatečné vodnosti a kvalitě vody ve vodním toku, z něhož by se odběr pro infiltraci uskutečnil. Dobrým příkladem s trvalým využíváním je provoz infiltrace v údolní nivě Jizery v Sojovicích, který tvoří součást zdrojů pitné vody pro Prahu.

Zkvalitnění technologií ve vodárenství, změny v procesech čištění odpadních vod a recyklování vypouštěných vyčištěných odpadních vod

Následkem suchých období klesají průtoky ve vodních tocích (v řadě případů velmi významně – viz Tab. 3), což nepříznivě dopadá na jakost vodních zdrojů – zejména poklesem ředění vypouštěných odpadních vod. Proto je nezbytné při řešení následků sucha zahrnout také efekty na jakost vodních zdrojů i problematiku technologií úpravy jak ve vodárnách, tak v čistírnách odpadních vod.

podkročení	méně než 25% průtoku			průtok v rozmezí 25-50%
Období/s.p. Povodí	Moravy	Labex)	Vltavy	Moravy	Labex)	Vltavy
červen	7	3	0	20	8	10
červenec	10	13	1	7	16	8
srpen	11	5	3	14	12	8
září	9	5	0	19	12	6
říjen  (4.10.)	0	7	1	3	20	5

Rozvoj a podstatné zlepšení laboratorních metod i přístrojového vybavení vodohospodářských laboratoří umožnil mnohem detailnější a rozsáhlejší stanovení a sledování chemických parametrů jakosti vody jak ve zdrojích, tak v upravené pitné vodě. Ukázalo se, že narůstá koncentrace i spektrum cizorodých, obtížně rozložitelných látek označovaných za prioritní polutanty („novodobá zátěž životního prostředí“) následkem jejich masového užívání v zemědělství, zdravotnictví, kosmetickém průmyslu a v domácnostech.             

Jedná se o pesticidy, antibiotika, léčiva (zejména problematické jsou endogenní disruptory), psychotropní látky, kosmetické přípravky osobní hygieny, čistící přípravky a recentně také částečky plastů („mikroplasty“). Obecně se vyskytují ve velmi nízkých koncentracích, a jsou proto označeny jako mikropolutanty, nicméně jsou předpokládány jejich negativní účinky na biologické složky přírody, včetně lidského zdraví.

Jejich odstranění ve standardní vodárenské technologii je částečné, stejně jako v technologii čistíren odpadních vod, které je zachycují rozdílnou efektivitou. O jejich osudu v přírodě, zejména v půdě, jsou znalosti zatím velmi nedostatečné. Kromě toho se po průchodu technologiemi úpravy (a rovněž v přírodním prostředí) různě mění, transformují
a z jednotlivých účinných látek vzniká řad tzv. metabolitů, o jejichž účincích a výskytu zatím informace chybějí. Vzniká tak nepřehledný „koktejl“ miktopolutantů, o jejichž působení na lidský organismus zatím nejsou poznatky a informace, což vede k obecné opatrnosti a doporučení tyto látky zadržovat a nekontaminovat životní prostředí. O negativním vlivu mikropolutantů na některé organismy, především obojživelníky a ryby, již jsou údaje dostupné a svědčí o snížení plodnosti a přirozené reprodukce zástupců vodní fauny.

Z uvedených důvodů je třeba prioritně zavádět ve vodárenských technologiích, a postupně také v technologiích čištění odpadních vod, rozšíření procesu úpravy s cílem zabránit výskytu těchto mikropolutantů a nezatěžovat životní prostředí, zejména ekosystémy vodních toků i podzemních vod. Technologické postupy jsou známé a v řadě států (i u nás) začíná jejích zavádění, což samozřejmě představuje investiční a provozní náklady, které se promítnou do ceny vodného a stočného.

Limitní koncentrace uvedených mikropolutantů pro pitnou vodu jsou na úrovni 0,1 ug/l, ovšem nepočítá se s výskytem několika druhů a zejména metabolitů, takže uvedený limit může být běžně překročen součtem koncentrací několika těchto cizorodých látek. Pokud tedy technologie úpravy a čištění vod zatím nebudou rychle zavedeny, lze očekávat závažný dopad na organismy ve vodních tocích po poklesu průtoků za sucha.

Zároveň je zřejmé, že dokud nebudou tyto prioritní cizorodé látky v procesu čištění odpadních vod odstraněny, nelze v žádném případě doporučovat opětovné využití vypouštěných vyčištěných odpadních vod v zemědělství na závlahy.  Z uvedeného důvodu je třeba korigovat narůstající snahy o zavádění recyklace již jednou využitých vod, vypouštěných do recipientů. Toto vypouštění představuje základní (primární) recyklaci běžně využívanou ve všech státech. Pokud se tyto vody nevrátí zpět do recipientů, ale budou využity jinde (k posílení půdní vláhy a zemědělské produkce), ochudí se průtoky vodních toků v dotčeném povodí. To samozřejmě platí obecně, takže i po odstranění mikropolutantů rozšířenými technologiemi čištění odpadních vod je nutno brát vážně ochuzení průtoku v recipientech odpadních vod a ohrožení vodohospodářské bilance. Stejný vliv může mít také doporučovaná recyklace „šedých vod“, tedy vod neobsahující exkrementy a moč. Po určité úpravě by zřejmě bylo možné využití na zavlažování trávníků (golfových hřišť), ale ani v tomto případě není jisté, zda mnohé kosmetické přípravky nebudou přírodní prostředí a půdní profil negativně zatěžovat.

Průkopníkem a největším uživatelem vyčištěných splaškových vod na závlahy byl a je Izrael (cca 70% splaškových vod se recykluje, což mělo katastrofický dopad na průtoky ve vodních tocích, zejména Jordánu), kde se v posledních letech problémem kontaminace půdy a plodin začali vážně zabývat.

Nejde jen o vypouštění mikropolutantů vyčištěnou odpadní vodou do recipientů – vodních toků. Aktivovaný kal obsahuje výrazně vyšší koncentrace těchto látek, a proto se v současnosti striktně upouští od aplikace stabilizovaných kalů na zemědělskou půdu, neboť není jasný další osud těchto mikropolutantů v půdě. Jejich přestup do plodin, pěstovaných na půdě obohacené kaly již byl prokázán. V současnosti trend kalového hospodářství směřuje k energetickému využití a k těžbě sloučenin fosforu, který bude výhledově patřit k omezeným přírodním zdrojům.            

Je velmi potěšitelné, že se v ČR zvyšuje tlak na omezování aplikace pesticidních látek v zemědělství. Jde ovšem o zdlouhavý proces, takže je třeba pro účinné zachycení a odstranění pesticidů i jejich metabolitů ve vodárenské úpravě intenzifikovat a rozšířit technologie co nejdříve. V některých státech EU již s koncepčním řešením započali, a tato cesta byla také zahájena u nás a realizuje se nebo připravuje v několika úpravnách vody.

Posílení dostatečnosti stávajících vodních zdrojů snižováním spotřeby vody

Opakované nabádání k dalšímu šetření vodou a snížení její spotřeby je jistě racionální u řady velkých spotřebitelů, má však své limity – zejména u domácností, neboť ČR patří ke skupině států s nejnižší spotřebou. Proto apel na další a zásadní snižování spotřeby spíše způsobí nárůst problémů, zejména s kvalitou pitné vody zvýšením doby zdržení v rozvodné síti. Rovněž pokles množství odpadních vod vypouštěných na čistírny, který poklesl na 50%, povede dále k naddimenzovaným kapacitám čistíren, které bude vhodné upravit.

Naopak v zemědělství lze očekávat nárůst spotřeby vody na závlahy, které je třeba podpořit, neboť budou nezbytné již v letech 2030 – 2050, kdy se nepříznivý následek klimatu začne projevovat v mnohých regionech s intenzivním zemědělstvím. Od r. 1993 pokleslo využívání závlahových soustav o 60% (z původních 160 000 ha je zavlažováno 60 000 ha). Ve spotřebě vody pro zemědělství ČR významně zaostává. Zatímco odběry vody pro zemědělství dosahují celosvětově 70% využití sladkovodních zdrojů, v Evropě je to 20 – 40% (podle polohy území), spotřeba v ČR se pohybuje v rozmezí 2 – 4%.

Lze tedy nejenom podporovat, ale oprávněně očekávat nárůst zavlažovaných ploch
a počítat s růstem potřeby zdrojů pro závlahy, neboť růst letních teplot a zvýšení odparu budou stále častěji způsobovat zemědělské sucho.

Využívání srážkových vod

Dalším opatřením k omezení následků sucha a zvýšení úspor spotřeby stávajících vodních zdrojů je retardace, zachycení a využití srážkových vod. Kromě podpor fyzickým osobám na zachycení dešťové vody u rodinných domků, která zavádí Operační program životního prostředí, je třeba omezit rychlý odtok srážkových vod z pevných ploch. Ministerstvo zemědělství podporuje akumulaci a využívání srážkových vod ze střech zemědělských podniků k provozním účelům nebo jako doplňkový zdroj pro závlahy.

V urbanizovaných územích je trend vodu ze srážek zachytit a akumulovat v umělých vodních útvarech a vytvářet tak ceněná zákoutí s oživením na vodní hladině, případně vodu využít k zalévání záhonů a městské zeleně.

Volání po využití srážkových vod v domácnostech ke splachování WC přináší významné problémy, je nutné pořízení dalšího rozvodu vody v domě se striktním oddělením od rozvodu veřejného vodovodu. Vzniká i potřeba kvantifikovat, jak se navýší objem neměřené vody vypouštěné do kanalizace a jak zajistit její zpoplatnění ve stočném.

Zatímco v obcích na venkově je o využití srážkových vod vesměs postaráno aplikací na zálivku zahrad, v městské zástavbě lze více doporučit soustředění ve vodních útvarech, anebo odvedení oddílnou kanalizací do recipientů – vodních toků, ovšem bez zátěže splaškovými vodami.

Závěr

„Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky“, kterou vláda ČR schválila usnesením č. 528 ze dne 24. července 2017, vytváří strategický rámec pro realizaci opatření na omezení negativních dopadů sucha a nedostatku vody.

Je zřejmé, že zvýšení odolnosti našeho území před následky sucha a zabezpečení dostatku vodních zdrojů vyžaduje jak posílení vody v půdě a v krajině, tak zvýšení akumulace vody v přehradních nádržích. Souběžně je potřebné zvážit propojení vodohospodářských i vodárenských soustav tak, aby tato kombinace zabezpečila udržitelné užívání vodních zdrojů i po roce 2050.

Opakovaná recyklace již jednou využitých vod přináší řadu problémů s kontaminujícími látkami, a proto je primárně potřeba zvýšit objem dostupných vodních zdrojů akumulací a tak snížit zranitelnost národního hospodářství následky sucha v podmínkách, kdy roční úhrny srážek se výrazně nezmění ani v budoucnu a stačí jen vyrovnat jejich nerovnoměrné rozdělení.

Pro zavádění opatření jsou v Koncepci uvedeny příslušné plány a programy, do kterých je třeba opatření promítnout a pro financování využít jak prostředky z národních zdrojů (zejména státního rozpočtu), tak fondů EU. Za realizaci opatření odpovídají příslušná ministerstva. Informaci vládě o uskutečňování opatření bude na základě údajů jednotlivých resortů každoročně připravovat zmíněná „Meziresortní komise VODA – SUCHO“.

Finální vyhodnocení implementace opatření obsažených v Koncepci bude předloženo vládě k projednání v r. 2022, kdy řada resortních strategických programů a plánů končí určitou etapu.

Literatura

Broža, V., (2017: Úvahy o možnostech přispět k rozvoji vodních zdrojů (vodního bohatství) v ČR. Vodní hospodářství 67 (8): 24-27.

Generel vodního hospodářství krajiny České republiky. Výzkumná studie, Státní pozemkový úřad (2015) 149 s.

Hartwein, S., (2017): In der Pipeline: die vierte Reinigungstufe. Aqua PressInternational (2): 8-12.

ISO 16075 (2015): Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects. International Organisation for Standardization, Geneva, Switzerland.

Kašpárek, L., A. Vizina, R. Kožín (2017): Využití hydrologického modelu BILAN pro odhad změny schopnosti půdy zadržet vodu. Vodní hospodářství 67 (6): 6-9.

Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky. Schváleno usnesením vlády č. 528 ze dne 24. července 2017, 67 s. + Přílohy 25 s. (viz také www.eAgri.cz)

Kos, M., (2017): Termochemické zpracování čistírenských kalů. SOVAK (12): 21-23.

Liška, M., K. Soukupová, L. Kule, A. Metelková a M. Koželuh (2015): Výskyt farmak v povrchových a odpadních vodách povodí Vltavy „ve světle“ konference Water and Health, Ženeva/Annemasse 2015. Vodní hospodářství. (11): 1-5.

Liška, M., (2016): Jakost vody ve vodárenské nádrži Švihov na Želivce a jejím povodí  se zaměřením na specifické organické látky. VTEI, 58 (3): 4-11.

Petr, J., T. Kacálek (2017): Srovnání vlivu vodních nádrží, rybníků a mokřadů na hospodaření s vodou. Sb. Konference Vodní toky (Hradec Králové): 25-28.

Mackulak, T., P. Brandeburová, A. Grenčíková, L. Žemlička, J. Tichý, I. Bodík, R. Grabic, L. Kišš (2016): Možný prienik liečiv a drog zo stabilizovaného kalu priamo do rastlín. SOVAK (6): 4-5.

Memorandum regarding the protection of European rivers and watercourses in order to protect the provision of drinking water. Consortium of Water Supply Companies – IAWR, RIWA, IAWD, AWE, AWWR (2016) 27 s.

Očenášková, V., (2016): Komunální odpadní vody obsahují i drogy a léčiva. Odstraní je čistírny odpadních vod? SOVAK (11): 11-14.

Punčochář, P., (2014): Prioritní polutanty ve vodách – jak dál? SOVAK (7-8): 36-37.

Wanner, J., (2016): Terciární čištění odpadních vod s cílem jejich opětovného využívání. SOVAK (3): 4-7.