Voda, vzduch a evolucí vzniklá vegetace jsou příčinou rozdělení teplot, které umožnilo vznik dnešní flóry a fauny na dalších částech země. Na toto rozdělení teploty má vliv především voda, díky svým disipativním vlastnostem. Bezprostředně je disipace tepla a energie způsobena velkými tepelně transportními vlastnostmi vody, který vyrovnávají noční a denní teploty.
Právě toto vyrovnávání umožnilo vznik prvních živoucích buněk na hranici mezi vodou a vzduchem. Přitom se prosadily ty procesy a mezistavy, které nejlépe disipovaly energii, tj. ty, které nejefektivněji probíhaly v cyklech vázaných na zemi. Projdeme-li evolucí, pak vidíme, jak z buněčných shluků vznikají přes mnohá stádia rostliny. Pak přicházejí zvířata. Na místech odlišného rozdělení teplot vznikají na základě vzájemného působení různé druhy fauny a flóry.
Tak se současný život vyvinul převážně v teplotním pásmu mezi -20°C a +79°C, s některými extrémními výjimkami. Vznikly biotopy s rozdílnou autarkií, mezi jinými i ty, které existují za podmínek velmi omezené výměny s okolním světem, jak to třeba ukazují oázy v pouštích. Jsou založeny na tepelné regulaci lokálním vodním cyklem.
Existence vodního okruhu je vázána na určitý obsah vody v půdě. Aby se tento stav udržel na potřebné výši, je třeba, aby půda byla prorostlá kořenovými systémy různých rostlin. Pakliže je k dispozici dostatek půdní vody, mohou rostliny v dostatečné míře vodu odpařovat, přičemž pomocí svých listů mohou tento proces optimalizovat.
Odpařování ochlazuje biotop na teplotu, které je pro společenství příznivá. Vodní pára stoupá vzhůru, přičemž její tlak klesá. V určitém bodu, v závislosti na výšce, vodní pára kondenzuje a prší. Tento déšť pak vrací, v různé míře, biotop od biotopu vodu zpět do půdy. Ta zase vodu váže formou vlhkosti. Tak jsou vzájemně propojeny vody, mikroorganismy, živiny, rostliny a zvířata, aby byl proces efektivní. Toto označujeme jako regionální vodní okruh, v jeho rámci cyklus probíhá během jednoho nebo několika dnů.
Čtěte také: Ekologické inovace v průmyslu
Z krajiny se zdravým biotopem odtéká voda pryč, shromažďuje se řekách a jezerech a z nich teče do moří. Zdravá půda přitom zadržuje potřebné množství vody a živin. Ve velkém vodním oběhu se odpařená voda z moře dostává v dostatečném množství do zdravé krajiny. Velký vodní oběh se v tomto bodu stýká s malým vodním oběhem, přičemž jeho perioda se pohybuje v rámci týdnů až měsíců.
Odpařování snižuje teplotu v biotopu na úroveň nižší, než je mimo biotop. Tím klesá tlak vzduchu a nad biotopem vzniká relativní tlaková níže. Nad touto tlakovou níží klesají mraky a přitahují další vodu vypařenou nad mořem. Je to sama příroda, která tyto koloběhy reguluje tak, aby zůstávaly stabilními, a aby mohly udržitelně probíhat. Přirozeně bude velký vodní oběh tím efektivnější, čím se bude na něm podílet více zdravých biotopů. Za výhodných podmínek je ale možné dosáhnout určité míry globální stability rovněž pomocí malého vodního oběhu.
Poměřováno dobou lidského vývoje, měli jsme jenom krátký okamžik, trvající méně než jedno tisíciletí, neuvěřitelnou svobodu času a prostoru. Kterékoliv místo na zemi můžeme dosáhnout během jediného dne. Tuto svobodu jsme si ale koupili za cenu neobyčejného vyplenění Země. Neobnovitelné zásoby fosilních energetických zdrojů, které přírody schraňovala tisíciletí, jsme spotřebovali za krátkou dobu a své životní prostředí tou měrou zruinovali, že nás již nebude schopné déle živit a my jej nebudeme moci obývat.
Přitom jsme zničili malé - lokální, regionální a subkontinentální vodní okruhy, takže v krajině již zůstává jenom velmi málo, či dokonce žádná voda. Mýcení lesů zamezuje přirozenému chlazení. Plochy se přehřívají. K tomu ještě napřímenými řekami odvádíme mnoho živin do moří. Naše půda se vyluhuje, takže je jí možno udržovat plodnou pouze pomocí stále většího množství chemikálií. Následkem je stále větší rozšiřování pouští, ubývání úrodné plochy a sladké vody, a hromadění a zesilování špatného počasí narušením velkého vodního oběhu.
V tomto rozmezí, velice krátkém ve srovnání s historií země, jsme se vymanili z přirozeného rámce přírody. Čím dříve se rozpomeneme na přirozené přírodní procesy, tím dříve budeme mít šanci přestát nevyhnutelnou proměnu bez katastrofy. Tak se na více frontách snoubí různé pohromy. Snižující se zásoby fosilních surovin budou příčinou rychlého poklesu našich životních standardů. Změna klimatu a ničení životního prostředí nás staví do zásobovacích problémů, kdy nebude možné zaručit udržení života.
Čtěte také: Biochar: řešení pro budoucnost?
Samotné zajištění výživy vyžaduje zdravou půdu pro pěstování plodin, rozprostřenou po celé zeměkouli, která bude mít v rámci relativní autarkie potřebnou míru životaschopnosti. Na těchto plochách bude zapotřebí pomocí zemědělských, klimatických a vodohospodářských aktivit nastavit takové poměry, které pomohou zastavit nebezpečný vývoj našeho klimatu. Pouhé snižování emisí skleníkových plynů náhradou fosilních zdrojů za obnovitelné nepostačuje.
Atomová energie nevyhovuje již z těchto důvodů, nejenom proto, že produkcí tepla přispívá ke skleníkovému efektu, ale rovněž proto, že urychluje zastavení malých vodních koloběhů v jejich okolí.
Zdravá krajina může vycházet pouze ze zemědělství, když bude všechny vodní, půdní, živinové, mikrobiální, rostlinné, zvířecí a klimatické systémy opět vzájemně integrovat, tak jak učinila příroda, když umožnila život. Ač jsou všechny tyto složky našimi nejcennějšími zdroji jsou dnes zásadně ohroženy. Aby se mohlo zemědělství zhostit úkoly této obnovy, bude muset převzít mnohem větší společenskou úlohu než dnes, bude se muset stát producentem zdrojů.
Zemědělec se bude muset přeškolit na výrobce surovin a energie. Naše jediná šance spočívá v tom, vybudovat v rámci zničené přírody, klimatu mimo rovnováhu, a v rámci zhroucených společenských struktur takovou novou funkční integrovanou výrobní strukturu a to sice decentrální a na základě zdravé krajiny.
Zatímco současný ekologický zemědělec dostává peníze pouze za své ekologicky vyrobené potraviny a k tomu plní úkoly, které jeho výrobu prodražují, bude budoucí hospodář dostávat za své zemědělské produkty také peníze za zachovávání zdravého klimatu, tvorbu podmínek pro zdravou pitnou vodu a recyklaci odpadních vod. To politicky znamená, že budoucnost nepatří globalizovanému hospodářství, ale regionalizovanému.
Čtěte také: Kariéra po FŽP
Přitom dnešní člověk bude muset oželet příjemnosti současné civilizace pouze tou měrou jakou budou při výstavbě nových struktur odpadat. Abychom viděli, o jaké požehnání se může jednat, stačí pomyslet na groteskní dopravu zboží, v rámci níž se sice z hlediska ekonomiky podniku smysluplně, ale z pohledu národohospodářského nesmyslně převáží výrobky kolem celého světa tam a zase zpátky - a na to, že se takový provoz subvencujeme pomocí přímých i skrytých daní my všichni.
Nejedná se o záchranu přírody kvůli ní samé. Pakliže bude chtít civilizace přežít musí žít z výnosů kapitálu a nikoliv z něj samotného. Své zásobování potravinami musíme založit v nezávislosti na světovém trhu. Bohatství není žádnou ochranou před chaosem, který nás všechny postihne, když se naše narůžovo natřené globální hospodářství zhroutí jako domek z karet.
Z výsledků archeologického bádání můžeme rozpoznat důvody, kvůli kterým ztroskotaly zaniklé civilizace. Homo sapiens má informace z ruin ztroskotaných civilizací, aby se sám poznal, kým je: lovec železné doby, jež zůstal stát na půli cesty k inteligenci, chytrý, ale ne moudrý. Musíme se řídit prvním pravidlem přežití parazitů: nikdy nesmíš zahubit svého nositele.
Když jsme lezli po žebříku pokroku nahoru, polámali jsme pod sebou příčky Pakliže se nám nepodaří realizovat změny nyní, kdy se nám vede dobře, proměna se stěží podaří, až se nám povede hůře.
Lesní oblasti se svým kobercem dřev, mechu a spadaného listí či jehličí fungují jako veliké houby, nasávají přívaly dešťů a pomalu ji nechávají vsáknout do půdy; stromy opět vodu vysávají a pomocí svých listů ji odpařují. Kde se ale původní lesní plochy a jejich půda nechávají ničit odlesňováním, vypalováním, nadbytečným vypásáním či rozoráváním, tam holá země v suchém podnebí působením slunce ztvrdne a při vlhkém počasí se chová jako střecha.
Výsledkem jsou obrovské záplavy, které sebou často nesou značná množství písku a kameniva, které tekou po srázech jako tekutý beton. Jakmile voda ztatí svou rychlost, usadí se písek a kamenivo a dále teče široká hnědá řeka do moře. V posledních 5000 letech, podle sumerských záznamů, zanesly dvě řeky - Eufrat a Tigris - 130 kilometrů Perského zálivu. Kde dnes leží druhé největší město Iráku Basra - dnes obsazená anglickým vojskem - bylo za antiky volné moře.
Řeky vyplavují z hornin a půdy sole a odnášejí je do moře. Umělé zavlažování naproti tomu vede k hromadění vody v horních vrstvách, protože se brakická voda dostává k povrchu. Bez správného odvodnění a dlouhých period, při nichž by byla půda v klidu a za dostatečných srážek, kterými se půda propláchne, jsou zavlažované oblasti budoucími solnými pánvemi. Krajina zůstane pustá a kyselá a bílá prachem pokroku.
Proto kultura nemá větší cenu než lesy. Jediným dlouhodobým základem přežití a úspěchu každé civilizace je zdraví země, vody a lesů, které jsou strážci vody. Každý den umírá 25000 lidí pouze zamořenou vodou. Každým rok zůstává vlivem nedostatečné výživy 20 milionů dětí duševně nevyvinuto.
Obor hydrogeologie v ČR čeká s největší pravděpodobností v blízké budoucnosti významná změna. Počátkem 90. let 20. století nastal významný odklon od zajišťování zdrojů pitné vody k environmentálním problémům a sanačním pracím v souvislosti s řešením starých ekologických zátěží. Jejich podíl však nyní postupně klesá a hydrogeologie se dostává do standardní situace obdobné jiným evropským zemím. Lze očekávat významný nárůst poptávky v oblasti vodárenské hydrogeologie, která by mohla vykrýt očekávaný útlum enviromentálních projektů.
Hydrogeolog je přirozeným nejbližším spolupracovníkem vodárenských společností, které využívají zdroje podzemních vod. Hydrogeologie a vodárenství k sobě nerozlučně patří, neboť přibližně polovina vody ve vodárenských soustavách pochází ze zdrojů podzemní vody. A prostředí, kde se tato voda tvoří, akumuluje, jímá a chrání, patří k nejdůležitější části hydrogeologického řemesla. Lidé zpravidla dobře dělají to, čemu rozumí. Základem našeho konání, vodárenství a hydrogeologii nevyjímaje, proto musí být vědění, poznání.
Podíváme-li se však na tento reálný poklid trošku hlouběji a zkoumáme-li podrobněji vodní zdroje, které dnes využíváme, zjistíme, že se nacházíme v etapě postupně se vytvářející nové rovnováhy v přírodním procesu tvorby podzemní vody, kdy na jedné straně využíváme vodní zdroje, tedy masu vody starou desítky, stovky a výjimečně i tisíce let a na druhé straně zdroje recentní, řekněme vytvářející se po roce 1950, tedy v období mimořádné expanze zemědělské a průmyslové výroby a společenské potřeby. V této době vznikaly a do přírodního prostředí se postupně dostávaly zpravidla formou imisí nové látky ohrožující jakost podzemních vod, zmiňme hnojiva, ropné látky, barvy, rozpouštědla, ale také drogy, farmaka apod. Na druhé straně se měnila krajina, mnohde se dramaticky změnil odtokový proces a diverzifikovala se potřeba vody.
Zatímco v éře reálného socialismu, tedy v období rozvoje společenské spotřeby, včetně spotřeby podzemní vody, byla péče o zdroje normální, protože odborníci konali za mlčenlivého souhlasu pohlavárů, protože ti netušili, a proto se trošku báli neznáma, v éře současné tržní ekonomiky se péče o zdroje podzemní vody již nějak nevejde do schématu minimalizace nákladů.
Tak se stalo, že před 20 až 30 lety byly ty nejvýznamnější hydrogeologické struktury chráněny ochrannými pásmy a existoval například funkční systém preventivních monitorovacích systémů jakosti vody, vodních stavů a týdně se monitorovaly stovky objektů podzemní vody. Dnes, po téměř 30 letech od změny společenských poměrů, nacházíme v terénu stovky poničených tabulí, které kdysi označovaly ochranná pásma, a rezivějící a často přetékající vrty, zdánlivě nikomu nepatřící.
Pak se stane, že dva tři roky neprší a najednou všichni bijí na poplach, že máme málo vody, vydávají se poplašné zprávy, zasedají komise… Přitom máme, a troufám si říci, že budeme mít i nadále, vody pro vodárenské účely dostatek, spíše nám chybí invence a schopnosti s ní dobře nakládat a optimálně využívat přírodní, tedy permanentně se obnovující zdroje podzemní vody.
Naštěstí se objevují hydrogeologové a pracovníci ve vodárenství, kteří si kladou za cíl poklidné „vody“ trochu rozhýbat, ne však epizodicky pod vlivem akutních problémů či pseudoproblémů, ale systematickým a dlouhodobým přístupem k péči o zdroje vody a k ochraně množství a jakosti vod. Žijeme v úžasné době převratného rozvoje lidského poznání. Voda, ta podzemní zvláště, je významným střípkem v mozaice obrazu, kterému se říká udržitelná budoucnost. Její ochrana a využívání jsou především otázkou myšlení, kdy by neměly rozhodovat emoce či politická zadání, ale především exaktní informace a znalosti a ovšem také schopnost intuitivní orientace v přírodních procesech vodního ekosystému.
Je nutno promyslet každou věc, kterou děláme, je nutno si uvědomit, že naše příroda v samém středu Evropy má své limity. My ty limity musíme znát a neustále je ověřovat. Proti nám totiž stojí civilizační expanze, která limity nemá. Proto musíme být společně - odborníci v hydrogeologii a vodárenství - připraveni k řešení budoucích výzev, je to naše profesní povinnost.
Česká republika, nacházející se v samém středu Evropy, má z hlediska tvorby zdrojů podzemní vody dvě pozoruhodnosti. První vyplyne na povrch, podíváme-li se na geologickou mapu Evropy. Většina zemí je znázorněna jednou nebo dvěma barvami, naznačujícími, že v dané zemi se nachází pouze jedna či dvě geologické jednotky. Polohu České republiky i bez hranic snadno poznáme díky tomu, že se zde stýká celá paleta barev naznačujících, že u nás se nachází mnoho geologických jednotek od nejstarších prahor až po nejmladší kvartér a tyty geologické jednotky samozřejmě vytvářejí různá prostředí pro vznik a oběh podzemních vod.
Druhá pozoruhodnost vyplývá z polohy naší republiky na pomyslné střeše Evropy. Téměř nic k nám z okolních států nepřiteče, a tak si musíme vystačit s tím, co nám „spadne“ z nebe, s vědomím, že pouze malá část toho se zúčastní podzemního oběhu, tedy přemění se na podzemní vodu. Je toho málo, ale přesto díky poloze naší republiky v mírném pásmu dost na to, abychom nedostatkem podzemní vody netrpěli. Podmínka je s vodou dobře hospodařit, od regulace odtoku podzemní vody z krajiny, zachování přirozené hydrogeologické stratifikace horninového souboru a regulace činností ovlivňujících vodní režim, až po uvážlivě využívání a ochranu zdrojů podzemní vody.
Tam je pole působnosti hydrogeologie, malého multidisciplinárního oboru v tržním prostředí těžko prosazovaného, protože většina závěrů hydrogeologů je pouze pravděpodobnostní a tvrdá ekonomika tržního systému se neumí s něčím nejasně definovaným dost dobře vyrovnat. Časy se snad pomalu mění. Tak například před rokem 2000 nebyla v našem stěžejním „Vodním zákoně“ a v prováděcích vyhláškách jediná zmínka o hydrogeologii, zatím co dnes se, například v aktualizované vyhlášce č. 432/2001 Sb., o dokladech žádosti o rozhodnutí nebo vyjádření o hydrogeologii, mluví prakticky na každé stránce a pojem hydrogeolog či hydrogeologie se objevuje i v několika paragrafech vodního zákona.
Nejen to! Po téměř 30 letech byl znovu otevřen záměr státu na bilancování zásob podzemních vod a světlo světa spatřila mnoha set milionová zakázka Rebilance zásob podzemní vody, která přes řadu problémů posunula míru poznání přírodního procesu tvorby podzemní vody na cca třetině území ČR dále kupředu. A pracovníci vodárenských společností? Ti dobře vědí, jak je výhodné mít po ruce dobrého hydrogeologa, který jim kdykoliv poradí při řešení drobných provozních problémů i velkých koncepčních záměrů.
Jedním z potřebných schopností dobrého hydrogeologa, má-li rozhodnout konkrétní vodárenský problém, musí být sestavení koncepčního hydrogeologického modelu lokality či území. Znamená to vědět, v které části území se podzemní voda tvoří, jak je velké a jaké vlastnosti má území infiltrace, kolik se zde podzemní vody vytváří, kudy podzemní voda v horninovém prostředí proudí, jak a v jaké míře je proud podzemní vody na své cestě dotován jinými zdroji vody nebo naopak, kde a jakým mechanismem o část vody přichází, jaká je interakce mezi podzemní vodou a okolním horninovým prostředím, kde se podzemní voda ve významné míře akumuluje a kde dochází k její přírodní nebo umělé drenáži. Jedná se tedy o modifikaci v malém toho, co je obecný koloběh vody v přírodě.
Tolik přírodní proces. Do tohoto procesu zasahuje svými vlivy člověk. V případě podzemních vod je to především, pokud pomineme globální vlivy, zásah do podmínek infiltrace srážek do podzemí, nasycení svrchní průsakové části půdy nejrůznějšími imisními látkami škodlivými pro podzemní vodu, porušení hydrogeologické stratifikace horninového souboru a odběr vody nerespektující bilanční možnosti hydrogeologické struktury či jiné zájmy, jako jsou ochrana vodních a na vodu vázaných ekosystémů.
Toto všechno by měl hydrogeolog o daném území nejdříve vědět a teprve pak může za různým účelem do oběhu podzemní vody zasahovat. Existují dva případy: hydrogeolog má ke své práci k dispozici dostatečná data o režimu podzemních vod s potřebnou mírou spolehlivosti, a pak může navrhovat různá řešení, stavby, vodní díla a při konkrétním řešení tyto prvotní poznatky verifikovat, případně modifikovat. Anebo data s potřebnou mírou spolehlivosti nemá, pak řešení praktického úkolu musí nutně předcházet hydrogeologický průzkum.
To je důvod, proč část hydrogeologických úkolů probíhá v režimu staveb („víme“, a proto můžeme rovnou projektovat a stavět) a část v režimu průzkumných prací („nevíme“, a proto nezbytná základní data musíme teprve získat průzkumem). Hydrogeologie, na rozdíl od ostatních vědních disciplín, je trochu zvláštní tím, že oba postupy často kombinuje. Průzkum se často provádí tak, že průzkumné dílo, jsou-li výsledky průzkumu příznivé, má obvykle takové parametry, že ho lze jen s minimálními úpravami využít i jako budoucí stavbu. Týká se to především studen, ale i jiných typů prací, jako je vsakování dešťových či odpadních vod do vod podzemních prostřednictvím půdních vrstev, vrtů pro tepelná čerpadla systému země-voda či voda-voda apod.
Podívejme se nyní blíže na některé charakteristiky koncepčních hydrogeologických modelů pro jednotlivé typy hydrogeologických struktur. Pro základní rozdělení lze vyčlenit dva typy hydrogeologických struktur: jednokolektorové (pomineme-li existenci v podstatě všudypřítomného kvartérního kolektoru) a vícekolektorové.
Jednokolektorové hydrogeologické struktury se nacházejí přibližně na polovině území naší republiky především v oblasti krystalinických hornin a v místech výskytu nejstarších sedimentárních komplexů především prvohorního stáří.
Vícekolektorové systémy jsou pro hydrogeology podstatně větším oříškem. Pochopit, jaké je prostorové rozložení kolektorů, jak a kde se do nich voda dostává a jimi proudí, jak je na své cestě nabohacována nebo naopak ochuzována z hlediska množství i jakosti vody a jak ji lze efektivně využívat a chránit, to dokáží úspěšně řešit jen ti nejlepší, přičemž ještě musejí mít mimořádnou intuici a alespoň trochu „štěstí“.
Máme-li tedy jednoduše a stručně odpovědět na otázku, jaká je úloha hydrogeologů v procesu využívání zdrojů podzemní vody, odpověď je nasnadě. Vždy domyslet, co předpokládaný zásah do horninového prostředí a podzemní vody způsobí, konat podle toho a investora přesvědčit, že víme, co máme dělat a proč je daný postup (často dražší, než dělat pouhé co nejlacinější díry do země) nezbytný. Investor, především vodárenské společnosti, by se měly na hony vyhýbat „odborníkům“, kteří jsou schopni pro krátkodobý zisk nevratně ničit to, co nám příroda v naší republice dala do vínku. Úloha vodárenských společností je o to závažnější, že kromě svých aktivit by stejně kvalifikovaně měly posuzovat i práce jiných, kteří v jejich rajonech působí, neboť jim ničí předmět jejich obživy, podzemní vodu.
Současný stav jímacích objektů v České republice je výslednicí procesu, který můžeme sledovat po celou druhou polovinu 20. století až do současnosti. Procesu, kdy zdroje podzemní vody kolem roku 1960 byly využívány ve výši kolem 200 mil. m3/rok, kolem roku 1990 ve výši přes 400 mil. m3/rok a v roce 2010 ve výši cca 350 mil. m3/rok. Prudký nárůst potřeby zdrojů podzemní vody především v 70. a 80. letech minulého století vyvolal nebývalou potřebu budování nových zdrojů podzemní vody, převážně velkoprůměrových vrtaných studen. Ty byly situovány přednostně v místech našich nejvýznamnějších hydrogeologických struktur, vázaných především na permokarbonské, svrchnokřídové a pliopleistocénní sedimenty.
Většina těchto objektů měla vrtné průměry v rozmezí 500-1000 mm, výstroj vrtaných studen, zpravidla ocelová, měla minimální průměry kolem 300 mm. Stáří těchto děl se tak pohybuje v rozmezí 30-50 let a není proto divu, že stále častěji se objevují problémy plynoucí ze zanášení a případně i z destrukce výstroje, klesá jímací schopnost vrtaných studen, v důsledku poruch těsnících vrstev na plášti výstroje se zhoršuje jakost surové vody, mnohdy havarijně, data získávaná z fyzicky i morálně zastaralých objektů nedávají objektivní představu ani o tak základních údajích, jako je stav hladiny podzemní vody při čerpání a velikost čerpaného množství z jednotlivých jímacích objektů.
Nedořešena je otázka revize ochranných pásem korespondujících se současnými právními předpisy (nemluvě o jejich aktuálnosti) apod. Protože však počet dříve vybudovaných zdrojů byl větší než počet zdrojů potřebných, bylo během minulých cca 25 let zpravidla kam sáhnout, pokud vznikly někde problémy. Uvážíme-li navíc, že potřeba vody klesala, vodárenské společnosti v podstatě nic nenutilo se o svou zdrojovou základnu více a systematicky starat.
Jenomže stav minimální nebo (v tom lepším případě) omezené péče o jímací objekty podzemní vody se časem musí někde projevit. Reálně se tak již mnohde děje. Vodárenské společnosti jsou tak nuceny se postupně stavem jímacích objektů ve větším rozsahu zabývat...
tags: #uplatneni #vody #a #hornin #pri #vytvareni