Za malé zdroje podzemní vody jsou pro účely této přednášky považovány zdroje zásobující 50 – 5 000 obyvatel, pokud jejich umístění, konstrukce, stav v povodí, způsob provozování, apod. mohou vést ke vzniku rizikových situací, ať již z hlediska množství nebo jakosti vody. V ČR je z těchto zdrojů několik tisíc a zásobováno je z nich přibližně 2 mil. obyvatel. Článek rámcově komentuje důvody, které ke vzniku rizikových situací vedou nebo mohou vést, zvláštní pozornost je však věnována rizikům plynoucím z narušování tzv. přirozené hydrogeologické stratifikace horninového souboru, tedy té části území, kde se podzemní voda tvoří a postupně akumuluje v množství umožňující její odběr.
Obecné příčiny vzniku rizikových situací
Pan doktor Kožíšek v časopise Vodní hospodářství 6/2011 uveřejnil článek „Problematika malých zdrojů pitné vody“, který popisuje nepříliš lichotivý stav u malých zdrojů zásobování pitnou vodou a konstatuje, že tento stav je výsledkem kombinovaného působení řady příčin a ve svém demonstrativním výčtu jich uvádí osm. Na prvním místě jmenuje nízkou úroveň právní regulace projevující se nedostatečnou ochranou vodního zdroje, následuje nízká povinná četnost rozborů vody. Za další příčinu považuje neexistující legislativní požadavky na „správnou výrobní praxi“, která by zahrnovala periodickou kontrolu klíčových článků systému vodárenského zásobování, jejich průběžné zhodnocení z hlediska rizik a přijímání nápravných opatření. Průvodním jevem těchto malých vodovodů je i zpravidla velmi jednoduchá technologie úpravy vody a mnoho zdrojů je provozována prakticky bez jakékoliv úpravy, což je sice teoreticky možné, ale musí být splněna celá řada podmínek k zajištění bezpečnosti dodávané vody. A samostatným, dle mého názoru zcela zásadním problémem rizikovosti malých zdrojů je potom nedostatek odborných znalostí, odborného zázemí, politické pozornosti a z toho plynoucí nedostatek finančních zdrojů jak pro provozní, tak pro investiční činnost. Dovolím si tento výčet doplnit o jednu významnou, dovolím si říci iniciační příčinu, za kterou považuji vlastní konstrukci malých zdrojů vody, která často nerespektuje přirozené podmínky vodního režimu podzemních vod v konkrétním jímací oblasti.
Vše začíná u Adama
Jak to tedy s tvorbou a oběhem podzemní vody v horninovém prostředí, skrytých našemu přímému pozorování, vlastně je. Všechna naše podzemní voda používaná k zásobování obyvatelstva pitnou vodou, ať již pro malé nebo velké zdroje, pochází z atmosférických srážek. Ty se po dopadu na zemský povrch z větší části vypaří nebo jsou spotřebovány rostlinstvem, část odteče po povrchu do vodotečí a pouze malá část vsákne do půdní vrstvy, pronikne až k hladině podzemní vody a zúčastní se jejího podzemního oběhu. Jestliže tak průměrný úhrn srážek činí přibližně 700 – 800 mm/rok a specifický odtok podzemní vody cca 2 – 3 l/s/km2, zúčastní se podzemního odtoku zhruba 10% celkového srážkového úhrnu. Lhostejno, je-li tato vody dále využívána malým nebo velkým zdrojem.
Vsáklá srážková voda nejprve prochází ve směru gravitace nesaturovanou zónou, kde volné póry a dutiny jsou vyplněny převážně vzduchem a při tomto průsaku se voda více či méně přečišťuje. V hloubce několika metrů až několika desítek metrů svislého průsaku pronikne vsáklá srážková voda k hladině podzemní vody a vcedí se do ní. V níže ležící zóně saturace, kde jsou všechny volné póry a dutiny vyplněny vodou, převažuje boční pohyb podzemní vody ve směru k místu přírodní či umělé drenáže. Kromě přečišťování dochází navíc k postupné přeměně původní málo mineralizované srážkové vody na vodu podstatně více mineralizovanou. Lhostejno, je-li tato vody dále využívána malým nebo velkým zdrojem. V místě svého oběhu či akumulace je potom podzemní voda jímána malými nebo velkými zdroji. Ty s větším či menším průnikem procházejí zvodněným horninovým prostředím a umožňují odběr podzemní vody, zpravidla pomocí čerpadel. Lhostejno, jedná-li o zdroj malý nebo velký.
Jak je z výše uvedeného schematizovaného popisu tvorby a jímání podzemní vody zřejmé, přírodní podmínky tvorby, akumulace a jímání podzemní vody jsou pro velké i malé zdroje podzemní vody srovnatelné a neměly by vést k výrazně odlišné jakosti vody. To, že mají malé zdroje podzemní vody často podstatně horší jakost vody, než zdroje velké, bývá kromě nesporných příčin komentovaných doktorem Kožíškem způsobeno i nevhodnou konstrukcí malých zdrojů vody, nerespektující přirozenou hydrogeologickou stratifikaci horninového prostředí. Co se pod tímto cize znějícím souslovím skrývá? V podstatě to, že horninové prostředí je směrem do hloubky proměnlivé, pod půdní vrstvou se zpravidla nacházejí propustné nezpevněné sedimenty, pod nimi méně propustné skalní podloží, a v něm se vyskytují propustnější a méně propustné polohy. Propustné polohy tvoří tzv. kolektory podzemní vody, jimiž voda prosakuje a méně propustné polohy, tzv. izolátory, na kterých se pohyb podzemní vody téměř zastavuje. Tento soubor nad sebou ležících kolektorů a izolátorů vytváří přírodní soubor vrstev různého hydrogeologického významu, kterému se zkráceně říká přirozená hydrogeologická stratifikace. V každém kolektoru je specifické proudění podzemní vody, odlišná je délka kontaktu vody s horninovým prostředím a to se obvykle projevuje i na jakosti vody. Proto by měla být vždy uplatňována základní hydrogeologická zásada, a to že v jednom jímacím objektu by měl být „otevřen“ pouze jeden kolektor.
U velkých zdrojů vody je jímání zpravidla zaměřeno na podchycení vody z nejvydatnějšího kolektoru a ostatní zvodnělé vrstvy jsou v jímacím objektu zaplášťově odtěsněny. Jakost vody je proto zpravidla stálá a objevuje-li se tam nějaká závadná složka, je voda technologicky upravována. Malé zdroje jsou zpravidla charakteristické tím, že výrazně zvodnělý kolektor se zde nevyvinul a ve vertikálním směru se nachází několik dílčích kolektorů s omezeným přítokem vody proměnlivé jakosti. Jímací objekty jsou pak v dobré víře konstruovány tak, ať je pokud možno zachycena všechna voda s jednoduchým zdůvodněním, musí jí být dostatek. Zcela podružná zůstává otázka jakosti vody a zpravidla se nehledí nato, že některé zvodnělé polohy mohou mít nejenom výrazně zhoršenou jakost (připovrchové kolektory mívají vodu mikrobiologicky znečištěnou, hlubší kolektory mohou obsahovat těžké kovy, radon, apod.), ale, a to je pro případnou úpravu vody nejsložitější, tato jakost se v průběhu roku výrazně mění. V deštivém období jsou mělké kolektory výrazně nasyceny vodou a aktuální jakost vody je odrazem tohoto stavu (mikrobiologické znečištění, huminové látky, apod.), v době útlumu odtokového procesu se naopak uplatňují především přítoky vody z hlouběji uložených kolektorů a ve vodě stoupají koncentrace prvků hlubších kolektorů (železo, mangan, apod.). Jakost vody je tak v průběhu roku kolísavá a v případě malých zdrojů vody, takto nehodně konstruovaných, bývá periodicky nebo epizodicky nevyhovující. Jsou případy, kdy si sice projektant nebezpečí propojování různých kolektorů v novém jímacím objektu uvědomuje, technické parametry malého zdroje vody (rozuměj co nejlevnějšího, aby šance na získání zakázky v tržním prostředí byla co největší) však funkční oddělení jednotlivých kolektorů ani neumožňují.
Všichni kdo se pohybujeme v reálném terénu tak stojíme před situací, která je alarmující a musí dojít k nápravě. Postihován je ten, kdo vyveze dvě kolečka odpadu do rokle nebo ten, komu uteče hnojivo z děravé nádrže do řeky nebo do rybníka, přičemž v obou případech sice dojde k ohrožení, případně i k poškození přírodního prostředí, ale i když nepomůže člověk, sama příroda se s tím za nějakou dobu vypořádá. Když však někdo svou neznalostí, neodborností nebo dokonce s vidinou snadného výdělku poruší přirozenou hydrogeologickou stratifikaci horninového prostředí, narušil něco, s čím si příroda neporadí a její poškození je trvalé. A postih?
Řešení je přitom známé. Projektovat a provádět studny může jenom ten, kdo je schopen rozpoznat přirozenou hydrogeologickou stratifikaci horninového prostředí, tedy hydrogeolog, a parametry zdrojů vody, ale i jiných objektů ohrožujících přirozenou hydrogeologickou stratifikaci prostředí (průzkumné a monitorovací vrty, sanační vrty, vrty pro tepelná čerpadla, aj.), musí být navrhovány, tak, aby oddělení jednotlivých zvodněných kolektorů bylo funkční a trvalé a pokud objekt přestane být využíván, musí být tamponován tak, aby byl vůči svému okolí intaktní. Současný stav, kdy ročně vzniká několik tisíc „děr“ do země, bez geologického dozoru a dokumentace a bez potřebných technických parametrů vede k situaci, kdy je nejenom nevratně poškozováno přírodní horninové prostředí ale bohatství, které nám příroda ve formě vody nejrůznější jakosti postupně mizí. Člověk snadno chápe, že dělat do sebe díry propojující žíly, nervy a žlučník by nepřežil, dělat stejné díry do kvartérního štěrkopískového kolektoru a podložního kolektoru v pískovcích mu tak nějak nepřijde, i když pro přírodu je to stejně smrtelné, byť na první pohled neviditelné.
Jak budovat nové zdroje podzemní vody
Pokud tedy nechceme naší přírodu mrzačit, pamatujme si:
- studny a vrty zasahující do půdní vrstvy a horninového prostředí musí primárně navrhovat nebo posuzovat osoba s odbornou způsobilostí v hydrogeologii a povolující orgán musí obdržet takový návrh prací, z kterého je zřejmé, že žadatel zná místní hydrogeologickou stratifikaci a návrh na provedení studny kalkuluje s využitím pouze jedné zvodně. Technické parametry navrhovaného díla jsou přitom takové, že odtěsnění ostatních zvodní je reálně proveditelné;
- protože však do země nevidíme a příroda nám průběžně přináší nejrůznější překvapení (např. posuny horninových vrstev, jejich vykliňování nebo naopak rozvětvování, aj.), práce musí vždy probíhat pod přímým dozorem hydrogeologa, který pak má šanci na případnou změnu geologických podmínek reagovat změnou technických parametrů hloubeného díla. Legislativa nám v tomto smyslu nabízí institut doplňkového hydrogeologického průzkumu, který se provádí především v průběhu výstavby studny nebo vrtu. Jeho výsledkem je m.j. dokumentace tohoto průzkumu z které vyplývá, jak dílo reálně vypadá a jaká voda je studnou či vrtem jímána;
- jestliže se v průběhu prací narazí na problém, který by vedl k porušení přirozené hydrogeologické stratifikace a v důsledku technických parametrů díla nebo použité technologie není reálné propojování jednotlivých zvodní zabránit, musí být dílo tamponováno, tj. v celém profilu zatěsněno tak, aby jeho prostřednictvím nedocházelo ke komunikaci mezi jednotlivými zvodněmi.
Jak postupovat při údržbě a obnově současných zdrojů podzemní vody
Většina současných zdrojů vody pro malé vodovody má za sebou minimálně desítky let provozu a neobvyklé nejsou ani zdroje se stářím 100 a více let. Tyto zdroje vyžadují pravidelnou údržbu a v případě poruchy jímacích objektů jejich obnovu či doplnění. Postup prací se bude lišit místo od místa, ale zásady pro údržbu a obnovu jímacích objektů podzemní vody pro malé vodovody jsou obdobné.
Zcela zásadní je dokumentace současného stavu jímacích objektů. Znamená to provést jejich technickou prohlídku (přímým pozorováním nebo pomocí TV kamery), v případě vrtaných studní je vhodné využít i tzv. karotážního měření, což je změření významných fyzikálních veličin jak vlastního zdroje, tak blízké přívrtové zóny. Součástí těchto pasportizačních prací by mělo být i ověření množství vody ve zdroji formou hydrodynamické zkoušky, dále jakosti vody v celém rozsahu vyhlášky č. 252/2004 Sb., případně i vyhlášky č. 307/2002 Sb., ale i ověření právních náležitostí (povolení k odběru vody, rozhodnutí, případně opatření obecné povahy stanovující ochranná pásma vodního zdroje, apod.) a průzkum terénu v území tvorby a oběhu podzemní vody. Všechny výše uvedené práce by měly být shrnuty ve zprávě s názvem „Dokumentace jímacího objektu podzemní vody – stav ke dni….. “. Její součástí by měl být i návrh operativních nápravných opatření, zahrnujících jak technická řešení na zdroji vody (například vyčištění zdroje, jeho případné převystrojení, obnova zaplášťového těsnění, aj.), tak řešení administrativně-správní (např. revize ochranných pásem, změna povolení k nakládání s vodami, je-li potřebná, iniciace nápravných opatření proti zdrojům znečištění v povodí, apod.), tak návrh opatření systémových.
Neméně důležitá je pak část navazující na tento úvodní pasport současného stavu jímacích objektů, tj. trvalá aplikace opatření systémových. V praxi se stále více osvědčuje postup, kdy je zpracován Jímací řád v intencích § 37 zákona č. 254/2001 Sb., tedy jakési „kuchařky“ jak o zdroj pro lidskou spotřebu a o jeho povodí pečovat. Ten je vodítkem pro systematické práce na zdroji podzemní vody.
Pokud se nám podaří tyto postupy, jak při budování nových zdrojů podzemní vody, tak při údržbě a obnově stávajících zdrojů vody plnit, nebude tak markantní rozdíl jakosti vody mezi malými a velkými zdroji vody. Zadarmo to ale nebude, což si musí uvědomit současná i budoucí politická representace. Neb rozumná alternativa není.
Článek z konference
Obnova vodohospodářské infrastruktury 2018
Žďár nad Sázavou
RNDr. Svatopluk Šeda
FINGEO s.r.o.
