Vodní nádrže a jejich ekologický význam

Vodní energie je důležitý zdroj zelené elektřiny, který má pevné místo i v České republice. Její popularita je dána dlouholetou tradicí i postupným přechodem k udržitelnosti a snaze o snížení uhlíkové stopy. Jak vodní energie funguje a jaké má využití u nás i ve světě?

Jak funguje vodní energie

Vodní energii využíváme již od středověku. Síla vodních toků usnadňovala přesun lidí i materiálu, později s pomocí vodního kola sloužila k pohonu mlýnů nebo pil. Z vody získáváme potenciální nebo kinetickou energii.

• Kinetická energie využívá pohyb vody a závisí na rychlosti proudu
• Potenciální energie využívá působení gravitace a závisí na výškovém rozdílu hladin

Dnes pro přeměnu vodní energie na elektrickou využíváme účinnější turbíny připojené na generátor. Rovnotlaké turbíny využívají pouze kinetickou, zatímco přetlakové také potenciální energii. Nejdéle používaná je Francisova turbína, jejíž výhodou je možnost využití také jako čerpadlo v přečerpávacích elektrárnách. Další rozšířené typy jsou Kaplanova, Peltonova a Bánkiho turbína. Každá je vhodná pro jiný spád i princip vodní elektrárny.

Výhody a nevýhody vodní energie

Hlavní výhodou vodní energie je bez pochyb obnovitelnost zdrojů a eliminace emisí skleníkových plynů při produkci. V České republice nejsou podmínky pro její získání ideální, přesto tvoří velkou část tzv. zelené elektřiny. Voda má vysokou hustotu a malý proud zajistí velké množství energie, zejména v porovnání například s větrnou elektrárnou. Dokáže také produkovat elektřinu téměř okamžitě.

Velký potenciál v sobě ukrývá možnost využití mořského vlnění či střídání přílivu s odlivem. Vodní elektrárny lze využít také k akumulování energie z jiných zdrojů, například solární energie. Nevýhodou je určitý dopad na životní prostředí, především na vodní živočichy a rostliny. Jejich stavba i údržba je velmi nákladná a životnost turbín samozřejmě není nekonečná, což s sebou přináší další ekologickou stopu. Kontroverzní je také riziko protržení přehrady.

Čtěte také: Základní pojmy environmentální chemie

Vodní elektrárny ve světě a v ČR

Největší producenti vodní energie jsou Čína, Kanada, Brazílie a USA. V Číně stojí čtyři z deseti největších vodních elektráren na světě. Ta nejrozsáhlejší má hráz dlouhou přes dva kilometry a rozloha vodní plochy je dvakrát větší než Praha.

Dnes vodní energie dodává asi 16 % celkového množství elektřiny ve světě. V některých zemích je ale poměr mnohem vyšší. Například v Norsku vodní energie tvoří celých 99 %, ve Švýcarsku i v Kanadě 60 %.

Poměr vodní energie v České republice na celkové spotřebě tvoří pouze 5 %, přesto jsou vodní elektrárny důležité. Po celé zemi najdeme průtočné vodní elektrárny na řekách, přehrady s akumulačními elektrárnami i přečerpávací elektrárny. Přečerpávací vodní elektrárny využívají dvě vodní nádrže položené v různé výšce. S jejich pomocí je možné uchovat přebytek vyrobené elektrické energie na později. Často proto doplňují větrné či solární elektrárny, u kterých nelze ovlivnit kdy a kolik energie vytvoří. Největší elektrárna v Česku je přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně, která je oblíbeným turistickým cílem v Jeseníkách.

Dopad malých vodních elektráren na říční ekosystémy

Malé vodní elektrárny (MVE) spolu s jezy představují významný negativní antropogenní tlak na vodní toky. Mezi nejzásadnější dopady patří ztráta kontinuity toků, změny hydromorfologických podmínek a dopady na biologické oživení. Důsledkem fragmentace toků jsou často slabé, oddělené populace. Při provozu hydroenergetiky dochází navíc často k přímému zraňování, poškozování či usmrcování jedinců.

Na jezech s malými vodními elektrárnami se střetávají dva zájmy: zvyšování kapacity obnovitelných zdrojů energie a obnova ekosystémů. Asociace hydroenergetiků ČR eviduje 1572 malých vodních elektráren s výkonem od jednoho kilowattu do deseti megawattů. Celkový instalovaný výkon dosahuje podle Energetického regulačního úřadu hodnoty 348 MW, ročně MVE vyrobí okolo jedné terawatthodiny elektrické energie.

Čtěte také: Přehrady a Bezpečnost

Podle Komory obnovitelných zdrojů energie a Cechu provozovatelů malých vodních elektráren je v Česku potenciál pro stovky malých vodních elektráren. Člen cechu Miroslav Tůma považuje za zásadní problém pro rozvoj stávajících elektráren „nepřátelskou atmosféru směrem k oboru MVE“.

Rybí přechody jako řešení

Vodní elektrárna se dnes bez rybího přechodu nesmí postavit. Rybí přechod je v podstatě členitá kamenitá strouha, kterou ryby mohou plout po proudu i proti němu. Mezery mezi jednotlivými balvany se často zanášejí naplaveninami, takže je nutné rybochod čistit.

Odborníci z branže se shodují, že Planá patří v Česku mezi vodní díla se šetrnějším provozem a právem se honosí přívlastkem „fish-friendly“. Má totiž Archimédovu turbínu, známou také jako šroubovou či šnekovou, kterou by ryby měly proplouvat nezraněné. Podle publikace Migrace ryb a migrační prostupnost vodních toků Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích se většina rybích přechodů v tuzemsku buduje v souvislosti s obnovou či výstavbou nových malých vodních elektráren, tedy bezkoncepčně a v podstatě nahodile. Migrace ryb je přitom pro říční ekosystém klíčová.

Vliv turbín na ryby

Tým výzkumníků německého Leibnizova institutu sladkovodní ekologie a vnitrozemského rybolovu v roce 2022 zveřejnil v časopise Conservation Biology první globální analýzu 122 vodních elektráren různých velikostí. V průměru 22,3 procenta všech ryb procházejících turbínami bylo zabito nebo vykazovalo vážná, potenciálně smrtelná zranění.

Výhodou Archimédových šroubů je podle Petra Dvořáka jejich pomalejší pohyb. „Kaplanovy turbíny mají třeba 300 otáček za minutu, ryby nemají šanci bez úhony proplout. V Německu jsou v tomhle obecně dál. Tam není výjimka, že se elektrárna dohodne s ochránci a třeba pro lososa na týden vypne provoz,“ říká Dvořák.

Čtěte také: Kompost a zahrada

Výrobní podpora a nutná změna přístupu

V současné době je hydroenergetika podporována přímo v podobě plateb na obnovitelné zdroje energie (OZE) spotřebiteli v ceně za odebranou el. energii. Výše vybíraných plateb stanovuje každoročně Energetický regulační úřad (ERU). Pro jednotlivé výrobny (MVE, provozovny) = zdroje, byly při jejich výstavbě, nebo obnově, vzhledem k nastaveným energetickým charakteristikám MVE, např. instalovanému výkonu, k danému datu uvedení do provozu, předem jasné dlouhodobé „dotační podmínky = podpora“.

Budoucnost vodní energie a sucho v roce 2018

Neutichají diskuze ohledně dopadu vodních elektráren na životní prostředí i jejich vysoké ceny. Technologie se ale neustále vyvíjí, proto očekáváme vyšší efektivitu, nižší náklady na provoz i ekologičtější přístup. Podobně jako v letech 2014 až 2017 bylo i v roce 2018 sucho. V každém roce je průběh srážek a vývoj průtoků jiný. Pokud jsou srážky rovnoměrně rozložené po celý rok, nenastane ani povodeň ani sucho. Čím jsou odchylky od rovnoměrnosti větší, tím narůstá pravděpodobnost extrémních průtoků - povodní počínaje a suchem konče. K eliminaci těchto extrémů využíváme údolních nádrží.

Nádrže jsou prostory určené k zadržení vody v době, kdy je jí nadbytek, a k jejímu upouštění v době, kdy je jí málo. Fungují jako takový tlumič extrémních situací. A o to jde. Nejen, že využíváme vodu z nádrží pro zásobování obyvatel, pro průmysl, zemědělství a rekreaci, ale vždy jí zbyde ještě takové množství, aby se mohl navýšit v době sucha průtok ve vodním toku.

Tím i příroda, která je na vodě závislá, získá z nádrží mnoho. V srpnu 2018 byl průtok na řece Ohři vlivem nádrží navýšen více než 6krát, krátkodobě v extrému i více než 10krát. Vliv nádrží v daném povodí pomohl výraznému zlepšení průtokové situace nejen v řece Ohři, ale také v Labi.

Specifikem hydrologického roku 2018 bylo, že nádrže začaly plnit svou funkci již krátce po ukončení tání sněhové pokrývky a prázdnily se prakticky po celé zbylé období.

Revitalizace vodních nádrží

Vodní nádrže, ať už jde o malé zahradní jezírko nebo rozlehlý rybník, časem ztrácejí svou přirozenou funkčnost. Zanášejí se sedimenty, zarůstají nežádoucí vegetací a jejich ekologická rovnováha se narušuje. Revitalizace vodních nádrží je klíčovým procesem, který tyto problémy řeší a vrací vodním plochám jejich původní zdraví a funkčnost.

Revitalizace pomáhá obnovit schopnost retenčních nádrží zadržovat vodu, což je zásadní v boji proti suchu a povodním. Zlepšuje kvalitu vody, která je pak vhodnější pro živočichy i okolní přírodu. Také výrazně podporuje biodiverzitu, protože revitalizované rybníky a jezírka přitahují větší množství ptáků, obojživelníků a dalších druhů, které závisí na zdravém vodním prostředí. Tento proces je důležitý nejen pro přírodu, ale i pro lidi, kteří mohou těžit z estetiky a funkčnosti obnovených vodních ploch.

Jak probíhá obnova rybníků a jezírek?

Obnova vodních nádrží je složitý proces, který zahrnuje několik klíčových kroků:

1. Analýza stávajícího stavu: Prvním krokem je zjištění, v jakém stavu se nádrž nachází. Provádí se průzkum sedimentu, analýza kvality vody a hodnocení vegetace.
2. Odstranění sedimentu a čištění dna: Nánosy sedimentu se odstraňují pomocí bagrů nebo sacích zařízení. Tento krok je klíčový pro obnovení hloubky a kvality vody.
3. Úprava břehů a vegetace: Břehy se stabilizují a osazují vhodnými druhy rostlin, které podporují biodiverzitu a brání erozi.
4. Zavedení ekologických opatření: Do nádrže se mohou přidat ostrůvky pro ptáky, tůňky nebo úkryty pro ryby a obojživelníky.

Ekologické přínosy revitalizace vodních nádrží

Revitalizace vodních nádrží přináší mnoho zásadních ekologických výhod, které mají pozitivní dopad na přírodu i okolní prostředí:

• Podpora biodiverzity: Obnovené rybníky a jezírka se stávají domovem pro mnoho druhů rostlin a živočichů, včetně ptáků, obojživelníků a hmyzu.
• Zlepšení kvality vody: Odstranění sedimentů, obnovení přirozeného proudění a zavedení ekologických opatření zajišťují čistší a průhlednější vodu.
• Zachycení dešťové vody: Revitalizované nádrže zadržují dešťovou vodu, což pomáhá snižovat riziko povodní a zároveň zvyšuje dostupnost vody v období sucha.

Revitalizace jako krok k udržitelnosti

Revitalizace vodních nádrží dnes není jen o obnově jejich funkce, ale také o jejich přizpůsobení požadavkům na udržitelnost. Moderní přístupy kladou důraz na využití přírodních materiálů, minimalizaci zásahů do ekosystému a zapojení ekologických postupů, které přinášejí dlouhodobé výsledky.

Jak revitalizovat jezírko na vlastní zahradě?

Pokud máte na zahradě jezírko, jeho revitalizace může být skvělým způsobem, jak obnovit jeho krásu a funkčnost. Zde jsou praktické tipy, jak na to:

• Odstranění bahna: Postupně odstraňte nánosy bahna, které se nahromadily na dně jezírka.
• Osázení břehů: Břehy jezírka osázejte rostlinami, které jsou vhodné pro místní podmínky.
• Zajištění čistoty vody: Instalujte filtrační systém, který pomůže odstranit nečistoty a udržet vodu čistou.

Příklady úspěšných revitalizací v Česku

V České republice najdeme řadu úspěšných příkladů revitalizace rybníků a vodních ploch, které ukazují, jak velký přínos může mít tento proces pro přírodu i místní komunitu. Jedním z nich je Třeboňský rybník, který prošel důkladným odbahněním a zavedením ekologických opatření.

Revitalizace vodních nádrží je více než jen technický zásah - je to návrat k harmonii s přírodou. Obnovené rybníky a jezírka jsou nejen krásné na pohled, ale také přínosné pro životní prostředí.

tags: #vodní #nádrže #ekologie

Oblíbené příspěvky:

• Komunální odpad: Jak to dělají v Doloplazech?
• O ostrovní biogeografii
• Česká environmentální politika
• Česká legislativa o odpadech
• Požadavky a Zkoušky pro Environmentální Geology