Ekologické hospodaření se srážkovými vodami ve městech: Postupy a inspirace

Rychlá a účinná absorpce srážek a velmi efektivní hospodaření s vodou v případě sucha. Takto fungují houby, které jsou považovány za ukázkové příklady přizpůsobení se klimatickým změnám, k jejichž projevům patří stále delší období bez srážek, nebo naopak frekventovanější přívalové deště. Právě systém hub je inspirací pro některé inženýry, jak přistupovat k proměně středoevropských měst - využívanou například v některých německých městech.

I s ohledem na stoupající teploty a vyšší výpar, srážkové deficity a celkově náročnější klima již města nemohou usilovat pouze o vytvoření „ostrůvků mikroklimatu“, ale přehodnotit celkové plánování. Inženýři, architekti nebo zástupci technických profesí si musejí velmi rychle osvojit nové postupy a opatření směřující k zadržení vody v (městské) krajině.

„I průběh letošního roku dokládá, jak důležitá je voda v urbanizovaném prostředí. Neobejde se bez ní ani nová zeleň, která byla hojně sázena v předchozích letech. Vidíme na mnoha případech po celé republice, že především mladé stromy zažívají srážkový stres. Je třeba vybírat jinou, odolnější skladbu zeleně a soustavně myslet na možnosti vsakování srážkové vody,“ konstatuje Ing. Adam Vokurka, Ph.D., předseda Autorizační rady České komory autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě (ČKAIT) a prezident Českého svazu stavebních inženýrů.

Voda ve městě je průsečíkem zájmů a odborných činností řady inženýrských a technických profesí. Na jedné straně spektra stojí voda jako měřítko kvality veřejných prostor. Na straně druhé pak vliv vlhkosti na stavby či geotechniku. Vidíme navíc již řadu drobnějších, funkčních opatření, která nastiňují možné trendy přínosu stavebních inženýrů při zacházení a hospodaření s vodou,“ říká doc. Ing. František Kuda, CSc., předseda Vědecké rady konference a předseda Profesního aktivu ČKAIT pro městské inženýrství.

Použité přirovnání měst k houbám, co se týká nakládání s vodou, má i svou odvrácenou stránku. Pokud voda chybí, houby nerostou - a města také ne. Ostatně i v České republice najdeme mnoho příkladů, kdy hromadné ani individuální bydlení nemůže získat povolení k výstavbě buď z důvodu nedostatečné kapacity zásobovacího systému pitné vody, anebo naopak stokové sítě a místní čistírny odpadních vod. V nich končí nejen splašky, ale rovněž srážková voda.

Čtěte také: České supermarkety a bio

Není už pochyb, že srážkovou vodu je třeba v urbanizovaném území řízeně zadržet (tzv. retardace povrchového odtoku), a to formou snadno udržitelných povrchových vsakovacích a retenčních zařízení doplněných zelení, případně též výměnou nepropustných zpevněných povrchů za propustné.

„Těmito způsoby pak lze nejen řízeně zadržovat srážkovou vodu v území, ale také zvyšovat objem podzemních vod a zabezpečit tak kvalitnější a udržitelné prostředí, které dokáže meteorologickým extrémům odolávat. Proces hospodaření se srážkovými vodami v rámci urbanistické koncepce tedy lze označit jako problematiku řízení městských srážkových vod,“ shrnuje Ing. Marek Teichmann, Ph.D., garant FAST VŠB-TU Ostrava a zástupce ČKAIT.

Jednu z cest nabízí německá obec Kürnach, kde se podařilo již před 20 lety v kanalizaci oddělit splaškovou a dešťovou vodu. Srážky se na území obce se zhruba 5 000 obyvateli zadržují, aby se vsakovaly a následně odpařovaly. Oddělený systém kanalizace je uplatňovaný u veškeré výstavby v obci. V některých případech na tuto dualitu navazují i sami stavebníci, kteří v rámci svých staveb zachycují srážkovou vodu a využívají ji například na splachování, zalévání zahrad apod.

Jde často o náročnější technické řešení či zařízení, kdy je třeba dešťovou vodu v obcích a městech filtrovat - i s ohledem na obsažené soli nebo další nečistoty. Opak by mohl znamenat kontaminaci zeleně. Vidět je to například v případě vsakovacích loží s čisticí technologií u zatravněných pásů vedení tramvajových tratí.

V České republice zaujal laické i odborné publikum projekt Obec v zahradě, vypracovaný pro obec Lichoceves na severozápad od Prahy. Nová plánovaná zástavba je v krajině doprovázena prvky zelených pásů, cest, remízů, deštných záhonů a dalších krajinných prvků umožňujících rekreaci obyvatel a zároveň zlepšení funkčnosti ekosystémů a zadržení srážkové vody v krajině. Vedle deštných záhonů, které lze v městském inženýrství a architektuře stále vnímat jako novinku, pracují autoři studie s novým přístupem založených stromořadí na bázi krycí zeleně, průlehy (svejly) a retenčními vodními plochami s hrázkami.

Čtěte také: Jak podporovat projekty

Reálně pozorovatelné projevy klimatických změn ve střední Evropě se prezentují i opačnými extrémy, mezi které patří bleskové povodně od přívalových srážek. Jejich četnost a intenzita neustále sílí. Snahou státních institucí, krajů i obcí v současné době je zahájit proces efektivního hospodaření s dešťovými vodami (HDV). HDV představuje soubor opatření doplňujících stávající systémy odvodnění urbanizovaných území, jež napodobují přirozený hydrologický režim povodí a zpomalují povrchový odtok srážkových vod zejména prostřednictvím decentrálních objektů, které srážkovou vodu zadržují, zasakují, vypařují nebo ji po její dezinfekci využívají v bezprostředním okolí jejího dopadu.

HDV je tak podporováno a motivováno veřejnými organizacemi různými dotačními programy. O problematiku HDV se stále více zajímají i právnické a fyzické osoby. Zakomponování opatření prvků HDV do projektů může být také jednou z podmínek pro získání dotací u velkých investičních projektů.

Například Brněnské vodárny a kanalizace povolují maximální odtok dešťových vod do kanalizace pro nové a rekonstruované stavby podle územněplánovací dokumentace 10 l·s-1·ha-1 při návrhové srážce. Při překročení této hodnoty je tak nutné navrhnout technická opatření pro zpomalení odtoku do kanalizace - retenční nádrž (RN) nebo opatření pro HDV.

V případě budování zařízení v oblastech hydrogeologicky vhodných pro aplikaci zasakování srážkových vod do vod podzemních je vhodné se opírat o technický předpis ČSN 75 9010 Návrh, výstavba a provoz vsakovacích zařízení srážkových vod [4]. V případě dimenzování objektů HDV, které jsou součástí malých a jednoduchých systémů odvodnění, je možno použít výpočet srážkového odtoku a jeho transformace s využitím jednoduchých statistických a empirických metod.

Hydraulická spolehlivost systémů HDV je odvozována od návrhových okrajových podmínek, které jsou platné pro posuzovanou oblast a odpovídají návrhovým parametrům (návrhové hydraulické spolehlivosti). V podmínkách ČR se v současnosti vychází z návrhu zasakovacích odvodňovacích systémů na srážkovou ­periodicitu p = 0,2 rok-1 (tedy pětiletou návrhovou srážku).

Čtěte také: Dávkování lignohumátu v ekologickém zemědělství

Lehké kamenivo Liapor je kamenivo na bázi expandovaných jílů (angl. expanded clay aggregate - ECA), vyráběné výpalem při teplotě cca 1 200 °C, v ČR dříve známé jako keramzit. Toto kamenivo je vhodné v oblasti úpravy vody, zejména její filtrace, a za tímto účelem se používá napříč evropským a americkým kontinentem (například expandované kamenivo na bázi expandovaného jílu s obchodním názvem Filtralite, LECA atd.). Díky své porézní struktuře umožňuje zlepšenou účinnost filtru a oddaluje časy zpětných proplachů, což znamená sníženou spotřebu energie a vody i vyšší produkci vody a to následně snižuje provozní náklady. Dále také poskytuje díky svému velkému měrnému povrchu možnost mikrobiálního růstu u biologické filtrace [5].

Tvarové a materiálové provedení kameniva umožňuje v projektech uvažovat s jeho akumulační schopností odpovídající až 25 % mezerovitosti. Retenčně zpožďovací objekty se využívají v oblastech, které nejsou vhodné pro zasakování (špatné hydrogeologické podmínky, nedostatek místa, těsný kontakt s podsklepenými prostorami atd.).

Akumulační objekty se využívají pro zachytávání vody pro jejich další využití, např. pro doplňkovou závlahu. Opět se jedná o vodotěsné objekty, tentokrát z důvodu zachycení srážkových vod a jejich využití. Nejčastější formou tohoto využití je v současnosti doplňková závlaha veřejné zeleně či použití v oblasti komunálních služeb, tedy ochlazování ovzduší ve městě, očista vozovek a cest atd.

V článku jsou uvedeny příklady konstrukcí tří nejpoužívanějších variant řešení HDV v České republice s využitím lehkého kameniva Liapor. Zemní akumulační nádrže z kameniva Liapor mohou nabídnout řadu výhod, ke kterým se řadí prakticky neomezená životnost stavby, hydraulická spolehlivost proti přetížení či spolupůsobení přirozených čistírenských procesů na srážkovou vodu, kterou nabízí filtrace a biologický rozklad látek v přirozeně zkrápěných, pomalých biofiltrech, jež jsou součástí navrženého systému.

Objekty HDV lze z materiálu Liapor postavit ve srovnatelných cenových relacích jako další konstrukční řešení na trhu, nebo v případě vhodných prostorových a výškových podmínek pro výstavbu dokonce levněji. Mezi nevýhody použití výplňového kameniva je nutno počítat požadavky na větší trvalý zábor a objemové požadavky v rámci retenčních objemů.

U kusových objektů se jedná o údržbu zařízení a výměnu sorbentu. V případě objektů s kamenivem Liapor je nutno pečovat o zeleň v zatravněném průlehu a v prostoru nad objektem.

Předmětem pomůcky je představení problematiky hospodaření se srážkovou vodou v urbanizovaném území lidských sídel. Pomůcka se v rámci první kapitoly zaměřuje na obecný výskyt vody na Zemi a její vliv a význam pro lidstvo, faunu, flóru, ale také pro stavitelství, architekturu a urbanizované území lidských sídel, přičemž pojednává rovněž o legislativním ukotvení problematiky hospodaření se srážkovými vodami v tuzemské legislativě z pohledu plánování na jednotlivých územních úrovních.

Druhá kapitola pak pojednává nejen o samotné problematice hospodaření se srážkovou vodu v urbanizovaném území, přičemž uvádí nejen důvody nutnosti řešení, ale rovněž obecné předpoklady a technická řešení jednotlivých dílčích opatření v podobě modrozelené infrastruktury, a v neposlední řadě se věnuje také současnému stavu a aktuálním trendům a řešením dané problematiky.

Městská vodohospodářská infrastruktura, tedy činnosti spojené s hospodařením s vodou na území obcí a měst, je jedním ze základních technicko - provozních činností zajišťující nejen funkčnost lidských sídel, ale také jejich obyvatelnost, vytváří základní standardy hygienické, sociální, environmentální, či estetické. Městská vodohospodářská infrastruktura tradičně zahrnuje systémy zásobování pitnou vodou a systémy pro odkanalizování urbanizovaného území. V posledních letech se však lze stále častěji setkat s třetí oblastí, kterou tvoří systémy pro hospodaření se srážkovými vodami v rámci zastavěného území sídel.

Urbanizované území si lze jen těžko představit bez vody v jakékoliv podobě. Tento fakt je dán zejména skutečností, že voda samotná je nepostradatelnou součástí života lidí, zvířat, i rostlinstva na planetě Zemi. Voda se tak stala historicky součástí lidstva, které ji od pradávna vyhledávalo a užívalo. Díky tomu byly již historicky první osady, či města budovány v blízkosti vodních zdrojů. S postupem času a vývoje historických měst, vývoje evolučního i technologického získávala voda vedle svého hlavního využití, jakožto základní složka života, další a nepostradatelné využití v průmyslu, zemědělství, či dopravě.

V rámci této pomůcky jsou jednotlivá odvětví vodohospodářských infrastruktur definována, je zde popsána jejich funkčnost a provozní vlastnosti s přesahem do veřejného prostoru sídel a jeho udržitelného rozvoje. Samotné uplatnění principů udržitelného rozvoje zasahuje do nejrůznějších sfér lidského života. Zpravidla je v rámci urbanizovaného území sídel věnována pozornost především problematice bydlení či dopravy, ale také ochraně zdraví, emisním limitům a dalším ekologickým zátěžím.

Právě z těchto důvodů je velmi často opomíjena, či upozaděna, problematika udržitelnosti vodohospodářský infrastruktur, které jsou v převážné většině skryty pod povrchem. Většina provozovatelů a vlastníků technického vybavení v poslední době zaznamenává navýšení intenzity poruch svého majetku, který je způsoben v převážné většině vyčerpanou teoretickou i fyzickou životností použitého materiálu a následnou nutností tuto situaci adekvátně řešit. Stejně tak je již zřejmé, že potřeba řešení problematiky hospodaření se srážkovými vodami je významnou součástí vodohospodářských infrastruktur a je tak potřeba i tuto oblast řešit.

Tato pomůcka představuje několik rovin řešení problematiky městských vodohospodářských infrastruktur. Počátky řešení je potřeba hledat v úplném jádru celé problematiky a je zapotřebí jednotlivé systémy náležitě popsat, seznámit se s jejich jednotlivými součástmi a vzájemnými vazbami (proces identifikace).

Pakliže je znám systém a jeho technické parametry, je potřeba přejít analýze jeho provozu, tedy hledání možných způsobů pro zvýšení jeho efektivity, definování jasných procesů a postupů správy, údržby a obnovy jednotlivých částí systémů. Samotné procesy zefektivnění však lze vnímat jako manažerské procesy vyžadující maximální využití sofistikovaných nástrojů a přístupů zakládajících se zejména na kvalitních vstupních a provozních datech. Teprve na takovémto základu lze vystavět kýžená zlepšení a optimalizace systémů vodohospodářské infrastruktury.

Obecně lze říci, že tento hydrologický cyklus znázorněný na Obr. 1. 1. a Obr. 1. 2. Koloběh vody na Zemi, označovaný také jako „velký koloběh vody“ je přirozený cyklus vody na planetě Zemi. Jedná se o nepřetržitý proces, při kterém dochází k odpařování vody z vodních ploch a zemských pevninských ploch do ovzduší. Vlivem tohoto přirozeného výparu dochází ke stavu, kdy je vzdušný prostor plně nasycen a dochází k procesu kondenzace, tedy vysrážení vzdušné vlhkosti, která se mění na drobné kapky vody. Tyto kapky pak v podobě srážek padají na zemský povrch (déšť, sníh, kroupy, rosa, mlha).

Tyto srážky pak padají zpátky na Zemi, přičemž při dopadu do vodních ploch se stávají součástí těchto vodních ploch. V případě dopadu na pevninu pak dochází k jejich částečnému vsaku do podloží a dále k povrchovému odtoku. Obr. 1. 1. Tento koloběh je pro život na Zemi zásadní.

Koloběh vody je tedy potřeba chápat jako zásadní způsob dodávky vody na Zemi, přičemž se prostřednictvím srážek kumuluje voda ve vodních plochách, či vodních tocích, srážky doplňují hladiny podzemních vod a také dodávají potřebnou vodu a závlahu fauně a flóře.

Přesto, že oběh vody na Zemi je nepostradatelný, přináší s sebou také mnoho problémů. Mezi ty základní patří dva přírodní extrémy - sucho a přívalové srážky (často doprovázené bleskovými povodněmi či záplavami), přičemž tyto problémy způsobuje nerovnoměrné rozložení vody na Zemi.

Koloběh vody v urbanizovaném území, označovaný jako tzv. „malý koloběh vody“ je člověkem vytvořený, tedy umělý, cyklus zajišťující řízené vedení vody v urbanizovaném území měst a obcí. Tento koloběh zahrnuje především objekty vodohospodářské infrastruktury, které zajišťují funkčnost celého cyklu. V rámci tohoto koloběhu, jehož grafické znázornění je vyobrazeno na Obr. 1. 2., lze shledat jednotlivé procesy v několika krocích.

Na počátku procesu je jímání vody z přírodních zdrojů, odtud je voda dopravena do urbanizovaného území k jejímu upotřebení. Po použití vody v sídlech je voda odvedena stokovou sítí k jejímu vyčištění a následně odvedena zpět do přírodních vodních toků. Tento cyklus lze dále rozšířit o odvádění srážkových vod z urbanizovaného území.

Voda tvoří neodmyslitelnou součást každého urbanizovaného území, ve kterém zastává nejen mnoho podob, ale také mnoho funkcí. Bez vody by obce a města byly zcela neobyvatelné. Tento fakt je znám již z historického hlediska sahajícího až do dob před naším letopočtem, kdy již tehdejší města disponovala rozvinutou vodárenskou infrastrukturou, která zahrnovala nejen systémy pro zásobování vodou, například v podobě akvaduktů, ale i systémy pro odvádění odpadních vod mimo zastavěné území.

Voda představuje nepostradatelnou složku lidského života, na které jsou lidské životy přímo závislé. Přísun vody je pro organismus člověka nutný, obvykle člověk vydrží bez vody maximálně 7 až 10 dní, poté dochází k silným zdravotním komplikacím, jejichž poslední fází je smrt. I přesto, že člověk by měl denně vypít 2 až 3 litry tekutin, ne vždy je toto množství splnitelné a to zejména z důvodů nerovnoměrného rozložení vody na Zemi.

Na světě tak existují oblasti, kde je vody nedostatek a lidé si v takovýchto lokalitách musí vystačit s výrazně omezenějším množstvím vody. Podle WHO nemá v dnešní době až 17 % obyvatel Země přístup k pitné vodě, což je způsobeno buďto zcela chybějící vodohospodářskou infrastrukturou anebo pouze základním technickým vybavením.

Problematika vody v obecném pojetí je dnes celosvětově preferovaným tématem, ne-li fenoménem, a jinak tomu není ani v oblasti vodohospodářské infrastruktury, která zajišťuje koloběh vody v rámci urbanizovaného území. Voda a město k sobě jednoznačně patří, tento fakt je dán již historicky, kdy se lidská sídla budovala v blízkosti řek.

Právě vodní toky měly pro historická města významnou funkci, města se k vodním tokům stavěla zády a recipienty plnily funkci hlavního přísunu vody pro fungování města, funkci pro likvidaci odpadů a zároveň funkci obrannou. Postupem času se role vodních toků měnila a s postupným růstem měst se voda stala jedním z hlavních městotvorných prvků tak, jak je tomu dnes, viz Obr. 1. 3. Obr. 1. 3.

Ačkoliv města bez přístupu k vodě byla již historicky neudržitelná, přináší voda také negativní účinky, které jsou nyní navíc umocněny stupněm urbanizace. Růst měst s vazbou na vodní toky s sebou přinášel také mnoho vedlejších účinků, mezi které lze řadit nejen přírodní katastrofy, jako povodně či záplavy, ale také problémy hygienické či zdravotní.

V dnešní době se postoj k vodě změnil, voda je brána jako významný městotvorný prvek, který je využíván k rekreaci a relaxaci, zkvalitňuje klima města (reguluje tzv. tepelné ostrovy, zvyšuje vzdušnou vlhkost), často tvoří dominantu, plní estetickou funkci a napomáhá vytvářet image města. I přesto se však v dnešní době stále můžeme setkat s negativními dopady působení vody, nejčastěji to jsou extrémní situace jako povodně a záplavy.

Dnešní sídla, která byla historicky vystavěna v blízkosti vodních toků, již díky stupni urbanizace tyto vodní prvky pohltila a voda se tak stala součástí urbanistické koncepce měst. S postupným nárůstem obyvatel a zvyšujícím se stupněm urbanizace byl vodní tok městem úplně pohlcen, městská zástavba se začala rozrůstat po obou stranách vodního toku a ten se tak stal plnohodnotnou součástí zastavěného území.

Zásadním rozdílem je v tomto případě charakter prostoru, ve kterém se při plánování a realizaci úprav vodních prvků pracuje. Obecně pak lze říci, že v rámci urbanizovaného území se veškeré realizace odvíjejí od prostoru omezeného přilehlou zástavbou a dále pak vymezenými vlastnickými právy.

V urbanizovaném území obcí a měst se lze nejčastěji setkat s vodními toky (řeky, potoky, slepá ramena, vodní kanály apod.), které často tvoří významný urbanistický prvek daného území. Tato významnost je dána především v závislosti na velikosti vodního toku, která se odvíjí od základních parametrů, jako je množství vody, velikost průtoku, šířka koryta, apod.

Obecně se však v prostoru obcí a měst lze setkat s různými postoji k vodnímu toku, přičemž nejčastěji je vodní tok situován vůči území tak, aby byl přístupný z veřejných ploch, čímž je zajištěno provádění údržby břehů a koryt, ale zároveň je vodní tok zpřístupněn veřejnosti a může tak plnit funkci rekreační či relaxační. V praxi se často okolí vodních toků pojato formou parkové úpravy, v níž voda tvoří estetický a relaxační prvek tohoto prostoru, jehož součástí je nezbytný doplňující mobiliář.

V současné době se do popředí zájmu zástupců místních samospráv, investorů i samotných občanů dostávají otázky související s HDV. Efektivní přístupy k HDV poskytují řadu benefitů, které zlepšují stav ekosystému a mají pozitivní vliv na člověka.

Možné je však zaznamenat bariéry a limity v prosazování nových přístupů k HDV, které v podmínkách ČR naráží z pohledu rozvoje na ekonomické, sociální a legislativní aspekty (např. Vítek a kol., 2015; Stránský a kol., 2021; Kopp a kol., 2020; CZWA, 2019). Současné zkušenosti s následky opakovaného sucha a extrémních srážkových úhrnů na druhé straně vedou k potřebě inovativních přístupů a v praxi plošně zaváděných opatření, která přispějí k eliminaci nedostatků vodních zdrojů a omezení rizik zrychleného odtoku.

Jako pilotní lokalita pro demonstrační zpracování bylo vybráno město Beroun, které se nachází na soutoku řek Berounky a Litavky. Žije zde přes 20 tisíc obyvatel, přičemž je počítáno s dalším nárustem počtu obyvatel v důsledku koncepce územního plánu a vysokých požadavků na další výstavbu. Beroun je považován za město průmyslu, kultury, školství a sportu. V rámci města Beroun byla pro efektivní HDV vytipována rozvojová lokalita funkčního typu bydlení individuálního, která má sloužit jako víceúčelová plocha k vytvoření obytného prostředí, tedy bydlení v izolovaných domech (Obr. 1).

Zpracovaný variantní návrhy opatření HDV vychází ze strategických cílů na národní, regionální (kraj, SO ORP), tak městské úrovni (Zásady pro spolupráci s investory, Manuál výstavby, Obecné zásady pro přijetí nově budované infrastruktury do majetku města Beroun, aj.). Návrh HDV je vždy ovlivněn zájmy města, definovanými s ohledem na místní environmentální, sociální, technické, ekonomické a politické podmínky rozvoje města.

Volba opatření pro efektivní HDV je posuzována ve vazbě na různé scénáře N-letosti intenzity srážek, ekonomickou náročnost uvažovaných opatření, i s ohledem na přínosy vázanými na zvýšení pobytové funkce v řešeném území.

tags: #ekologicke #hospodareni #se #srazkovymi #vodami #ve

Oblíbené příspěvky:

• Životní cesta Leony Machálkové
• Chytré nákupní tašky – recenze
• Odpad v ČR
• Svoz odpadu: Novinky a kontakty
• Moje Odpadky s.r.o. a MESOH – Recenze