Hospodaření s dešťovou vodou (HDV)

Datum: 20.4.2012
Základním principem koncepce přírodě blízkého hospodaření s dešťovými vodami (HDV) v urbanizovaném povodí je v maximální možné míře napodobit přirozené odtokové charakteristiky lokality před urbanizací. Základem HDV je tzv. decentralizovaný způsob odvodnění, jehož podstatou je zabývat se srážkovým odtokem v místě jeho vzniku a vracet ho do přirozeného koloběhu vody.

1. Vodní režim v krajině a jeho změny vlivem urbanizace

Změna kvantity povrchového odtoku

Urbanizace výrazným způsobem mění přirozený koloběh vody, a to jak z hlediska jeho množství, tak i jakosti.
Urbanizovaná území jsou specifická vysokým podílem nepropustných ploch (např. komunikace, střechy budov), který v centrech městských aglomerací dosahuje 70 i více procent. Voda dopadající za dešťové situace na povrch povodí nemůže přirozeně infiltrovat do kolektoru podzemních vod (Obr. 1). Rovněž úroveň evapotranspirace (výparu) je oproti přirozeným podmínkám snížena. Větší část objemu dešťové vody odtéká po zpevněném povrchu povodí do dešťových vpustí a stokovou sítí je odváděna z urbanizovaných povodí. Vedle objemu je podstatná i rychlost povrchového odtoku, která se projevuje sníženou schopností transformace kulminačního průtoku.

HDV

Obr. 1: V povodích s přirozeným vegetačním krytem se velká část objemu dešťové vody dopadající na povrch území infiltruje a odpaří (pouze cca 13% reprezentuje povrchový odtok). V centrálních částech městských aglomerací tvoří naopak velkou část z dešťové srážky povrchový odtok.

 Důsledkem zvýšeného objemu povrchového odtoku a jeho rychlosti je změna hydrologického režimu vodního toku, který se projevuje častějším výskytem lokálních povodní. To je významné zejména v situacích, kdy větší urbanizovaný celek leží na malém vodním toku. Negativně zde působí i morfologické změny toku (napřímení, zpevnění koryta), které snižují schopnost toku transformovat povodňovou vlnu. Vzhledem k vyšší četnosti lokálních povodní v důsledku urbanizace jsou však podstatné i dopady na vodní tok, jako jsou zejména hydraulický stres a vnos znečišťujících látek. Oba jevy následně ovlivňují vodní faunu a flóru

Dalším důsledkem může být překročení kapacity samotného stokového systému, vystoupáním vody do úrovně sklepních prostorů či přímo na terén prostřednictvím revizních šachet či uličních vpustí. Obvyklé je rovněž zahlcení uličních vpustí s následným zaplavením okolního území.

Rostoucí hodnoty intenzity a periodicity výskytu dešťů vedou k vyšší náchylnosti systémů odvodnění k jejich selhání (přetížení). V praxi to znamená, že hydraulická spolehlivost stávajících či dnes navrhovaných systémů odvodnění se bude v čase snižovat (tzn. častější výskyt výtoku odpadní vody na terén).

Kromě lokálních povodní má změna koloběhu vody v důsledku urbanizace negativní vliv i na dotaci podzemních vod, jejichž hladina se snižuje. To působí problémy v suché části roku, kdy by průtok ve vodních tocích měl být dotován právě podzemní vodou.

 Změna jakosti povrchového odtoku 

 Na nepropustných plochách se ukládá za bezdeštného období určité množství znečištění. Nejdůležitějšími znečišťujícími látkami jsou nerozpuštěné látky, organické látky, živiny a toxické sloučeniny včetně ropných látek a těžkých kovů. Úroveň znečištění v povrchovém odtoku závisí na řadě faktorů, zejména typu povodí (průmyslová oblast), délce bezdeštného období (tzn. doba, po kterou se znečištění na povrchu akumulovalo) a době trvání a intenzitě samotné dešťové srážky. V případě jednotné stokové sítě hraje roli i vyplavení sedimentů usazených ve stoce během bezdeštného období a míšení dešťové vody s vodou splaškovou.

V důsledku znečištění povrchového odtoku vzniká ve vodním toku riziko akutní a chronické toxicity pro přítomné organismy, které se prostřednictvím potravního řetězce může propagovat dále, v extrémním případě až ke člověku. Škody způsobné na ekosystému jsou individuální a mohou se plně projevit až s odstupem času. 

Přírodě blízké hospodaření s dešťovými vodami

 Základním principem koncepce přírodě blízkého hospodaření s dešťovými vodami (HDV) v urbanizovaném povodí je v maximální možné míře napodobit přirozené odtokové charakteristiky lokality před urbanizací. Základem HDV je tzv. decentralizovaný způsob odvodnění, jehož podstatou je zabývat se srážkovým odtokem v místě jeho vzniku a vracet ho do přirozeného koloběhu vody.

V nejužším slova smyslu jsou přírodě blízká opatření a zařízení HDV taková, která podporují výpar, vsakování a pomalý odtok do lokálního koloběhu vody.

V širším slova smyslu sem patří i zařízení, která alespoň určitým způsobem přispívají k zachování přirozeného koloběhu vody a k ochraně vodních toků, např. akumulací a užíváním dešťové vody nebo retencí a regulovaným (opožděným) odtokem do stokové sítě.

Při HDV je nutno důsledně oddělovat mírně znečištěné a silně znečištěné srážkové vody (z důvodu ochrany povrchových a podzemních vod a půdních horizontů). Silně znečištěné srážkové vody je nutno čistit. Za neškodný nebo tolerovatelně znečištěný srážkový odtok je zpravidla považován odtok ze střech, parkovišť a málo frekventovaných komunikací. 

2.         Právní rámec v ČR a technická podpora

 Pro zajištění kontinuity vývoje a strategických cílů v jednotlivých oblastech působnosti státu zpracovává Česká republika prostřednictvím ministerstev strategické plány rozvoje. Oblast nakládání se srážkovými vodami je akcentována zejména Plánem hlavních povodí České republiky (v působnosti Ministerstva zemědělství ČR ve spolupráci s Ministerstvem životního prostředí ČR) a navazujícími plány pro jednotlivé oblasti.

Dále pak Plánem rozvoje vodovodů a kanalizací České republiky (v působnosti Ministerstva zemědělství ČR) a navazujícími krajskými plány a Politikou územního rozvoje České republiky (v působnosti Ministerstva pro místní rozvoj ČR).

 PLÁN HLAVNÍCH POVODÍ  ČR

 Plán hlavních povodí České republiky je součástí procesu plánování v oblasti vod, jako soustavné koncepční činnosti garantované státem, který byl zaveden do českého právního řádu podle požadavků transposice Evropských společenství, zejména směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES, kterou se stanoví rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky.

Lze konstatovat, že rámec pro způsob nakládání se srážkovou vodou je v Plánu hlavních povodí ČR obsažen.

 Pozn.: V novelizovaném vodním zákoně již není uveden Plán hlavních povodí ČR, ale Plány povodí, přičemž území ČR spadá do tří mezinárodních oblastí povodí a plány povodí se zpracovávají ve třech úrovních pro mezinárodní oblasti povodí (dále jen „mezinárodní plány povodí“), části mezinárodních oblastí povodí na území České republiky (dále jen „národní plány povodí“) a dílčí povodí. Na ně navazují Programy opatření.

 PLÁN ROZVOJE  VODOVODŮ  A  KANALIZACÍ  ČR  (PRVKU ČR)

 Plán rozvoje vodovodů a kanalizací České republiky je (na rozdíl od jiných celostátních koncepčních dokumentů) tvořen systémem „zdola“, tj. na základě zpracovaných krajských plánů rozvoje vodovodů a kanalizací.

Jednotlivé krajské plány explicitně nezmiňují problematiku srážkových vod a nedávají tedy žádné vodítko či základ pro nakládání s nimi.

 Pozn.: Tato situace je logická, protože do působnosti zákona o vodovodech a kanalizacích v platném znění (který definuje Plány rozvoje vodovodů a kanalizací) nespadají oddílné srážkové kanalizace, tudíž nemohou být zahrnuty ani do plánu rozvoje vodovodů a kanalizací.

 POLITIKA ÚZEMNÍHO ROZVOJE ČR

 Politika územního rozvoje ČR (PÚR ČR) je nástrojem územního plánování, který určuje požadavky a rámce pro konkretizaci ve stavebním zákoně obecně uváděných úkolů územního plánování s ohledem na udržitelný rozvoj území.

 V kapitole 2 Politiky územního rozvoje ČR, nazvané Republikové priority územního plánování pro zajištění udržitelného rozvoje území, je uvedeno:

 PUR ČR,kap.2.2,odst.(25):

…… Vytvářet podmínky pro zvýšení přirozené retence srážkových vod v území s ohledem na strukturu osídlení a kulturní krajinu jako alternativy k umělé akumulaci vod.V zastavěných územích a zastavitelných plochách vytvářet podmínky pro zadržování, vsakování i využívání dešťových vod jako zdroje vody a s cílem zmírňování účinků povodní.

 Politika územního rozvoje ČR tak navazuje na požadavky Plánu hlavních povodí ČR.

 VODNÍ ZÁKON A SOUVISEJÍCÍ PRÁVNÍ PŘEDPISY

 Novinkou z hlediska hospodaření se srážkovými vodami v roce 2010 je novelizovaný zákon č. 254/2001 Sb., o vodách (vodní zákon), který vstoupil v platnost 1. 8. 2010. Z hlediska hospodaření s dešťovými vodami je podstatné, že je v něm nově obsažena definice srážkových vod a částečně jsou stanoveny i podmínky obecného nakládání se srážkovými vodami:

 254/2001 Sb., §5, odst. (3)

Při provádění staveb nebo jejich změn nebo změn jejich užívání jsou stavebníci povinni podle charakteru a účelu užívání těchto staveb je zabezpečit zásobováním vodou a odváděním, čištěním, popřípadě jiným zneškodňováním odpadních vod z nich v souladu s tímto zákonem a zajistit vsakování nebo zadržování a odvádění povrchových vod vzniklých dopadem atmosférických srážek na tyto stavby (dále jen „srážkové vody“) v souladu se stavebním zákonem.  Stavební úřad nesmí bez splnění těchto podmínek vydat stavební povolení nebo rozhodnutí o dodatečném povolení stavby nebo rozhodnutí o povolení změn stavby před jejím dokončením, popřípadě kolaudační souhlas ani rozhodnutí o změně užívání stavby

 Vodní zákon tedy jednoznačně požaduje buď vsakování anebo alespoň zadržení srážkových vod před jejich odvedením do vodního toku či kanalizace. Toto se týká nejenom nových staveb, ale též změn staveb a změny jejich užívání, to vše v souladu se stavebním zákonem.

STAVEBNÍ ZÁKON A SOUVISEJÍCÍ PRÁVNÍ PŘEDPISY

Relevantní je zejména Vyhláška MMR č. 501/2006 Sb. o obecných požadavcích na využívání území, která byla v roce 2009 novelizována Vyhláškou č. 269/2009 Sb., kterou byly stanoveny nové požadavky na řešení srážkových vod:

 501/2006 Sb., §20, odst. (5), písm. c)

Stavební pozemek se vždy vymezuje tak, aby na něm bylo vyřešeno:

c) vsakování nebo odvádění srážkových vod ze zastavěných ploch nebo zpevněných ploch, pokud se neplánuje jejich jiné využití; přitom musí být řešeno

1. přednostně jejich vsakování, v případě jejich možného smísení se závadnými látkami umístění zařízení k jejich zachycení, není-li možné vsakování,

2. jejich zadržování a regulované odvádění oddílnou kanalizací k odvádění srážkových vod do vod povrchových, v případě jejich možného smísení se závadnými látkami umístění zařízení k jejich zachycení, nebo

3. není-li možné oddělené odvádění do vod povrchových, pak jejich regulované vypouštění do jednotné kanalizace.

 HDV vyžaduje též Vyhláška č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby:

 268/2009 Sb., § 6, odst. (4)

Připojení staveb na sítě technického vybavení:

(4) Stavby, z nichž odtékají povrchové vody, vzniklé dopadem atmosférických srážek (dále jen „srážkové vody“), musí mít zajištěno jejich odvádění, pokud nejsou srážkové vody zadržovány pro další využití. Znečištění těchto vod závadnými látkami nebo jejich nadměrné množství se řeší vhodnými technickými opatřeními. Odvádění srážkových vod se zajišťuje přednostně zasakováním. Není-li možné zasakování, zajišťuje se jejich odvádění do povrchových vod; pokud nelze srážkové vody odvádět samostatně, odvádí se jednotnou kanalizací.

 Vodní zákon však nepožaduje aplikaci stavebního zákona a souvisejících právních předpisů pouze pro novostavby, ale též při provádění změn staveb a změn jejich užívání.

 ZÁKON O VODOVODECH A KANALIZACÍCH A SOUVISEJÍCÍ PRÁVNÍ PŘEDPISY 

Dalším relevantním zákonem je zákon č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích, který definuje, že:

274/2001 Sb., § 12, odst. 1

Kanalizace musí být navrženy tak, aby negativně neovlivnily životní prostředí,… Současně musí být zajištěno, aby bylo omezováno znečišťování recipientů způsobované dešťovými přívaly. 

Nicméně je důležité připomenout, že se tento zákon nevztahuje na oddílné kanalizace sloužící k odvádění povrchových vod vzniklých odtokem srážkových vod. 

Další informace o srážkových vodách obsažené v tomto zákoně jsou orientovány na zpoplatnění jejich odvádění.

Zákon o vodovodech a kanalizacích tedy sice rozlišuje odpadní a srážkovou vodu, nicméně dále popsaný institut placení za odvádění odpadních vod se týká pouze vypouštění srážkových vod do jednotné sítě.

Od povinnosti platit za odvádění srážkových vod do kanalizace jsou osvobozeny:

 274/2001 Sb., § 20, odst. 6

…plochy silnic, dálnic, místních komunikací a účelových komunikací veřejně přístupných, plochy drah celostátních a regionálních…., zoologické zahrady a plochy nemovitostí určených k trvalému bydlení a domácnosti.

 Tím nedochází k motivaci aplikace HDV opatření na velké většině pozemků. Způsob výpočtu platby pro pozemky nespadající do výjimky je definován vyhláškou 428/2001 Sb., kterou se provádí zákon o vodovodech a kanalizacích.

  3.         Stavebně technická opatření - volba, návrh a technické řešení objektů HDV

 Objekty HDV plní řadu funkcí, které mají pozitivní vliv na koloběh vody v urbanizovaném území. Základními procesy z vodohospodářského pohledu jsou zasakování, retence, čištění, evapotranspirace a transport vody s regulací odtoku.

S ohledem na okrajové podmínky v lokalitě je prioritně podporováno vsakování, teprve v případě nevhodných hydrogeologických podmínek se přistupuje k odvedení vody do recipientu/dešťové kanalizace, a to vždy po retenci, kdy je velikost odtoku regulována na požadovanou úroveň regulačním prvkem. Ve výjimečných případech, kdy ani jedna z předchozích variant není prokazatelně realizovatelná, se přistupuje k odvedení dešťových vod jednotnou stokovou sítí k čistírně odpadních vod. Algoritmus volby technického řešení odvodnění je definován ve Vyhlášce MMR č. 501/2006.

Zvláštním případem je užívaní dešťové vody vody v domácnostech a nemovitostech.

  Dělení objektů HDV

 V oblasti HDV se setkáváme s těmito základními typy objektů pro hospodaření s vodou:
- plošné zasakování,
- zasakovací průleh,
- prvek zasakovací průleh a rýha,
- zasakovací rýha,
- zasakovací nádrž (poldr),
- zasakovací šachta ,
- systém prvků průleh-rýha,
- retenční objekt,
- mokřad, rybník.

 Použití různých objektů závisí na okrajových podmínkách v dané lokalitě, jako jsou možnost zasakování, infiltrační schopnost půdy, poloha hladiny podzemní vody, znečištění dešťové vody či půdního horizontu, prostorové podmínky atd.

 Užívání dešťové vody

 Užíváním dešťové vody se myslí její využití přímo na jednotlivých nemovitostech (cca 40-50% spotřeby vody v domácnosti):
- zavlažování,
- mytí aut, strojů, oplach průmyslových ploch atd.,
- splachování WC, praní prádla,
- použití v provozech a průmyslu.

 Základním technickým opatřením jsou lokální retenční nádrže. Nádrže umisťujeme zpravidla do suterénu nemovitosti nebo na pozemku pod povrch terénu. Nezbytnou součástí retenčního zařízení je bezpečností přepad, který může být zaústěn do kanalizace, recipientu nebo zasakovacího objektu.V případě, že je nádrž společná pro účel retence vody i pro vodu, která je využívaná k provozu nemovitosti (WC, závlaha atd.), je nutné, aby byly objemy stanoveny a provozovány nezávisle. Objem potřebný k zadržení předepsané srážky musí být vždy k dispozici.

 Dimenzování objektů HDV

 Dimenzovaní objektů HDV je poměrně snadné. Jedná se o jednoduchou hydrologickou bilanci mezi objemem deště, zasakovacím výkonem, retenčním objemem (včetně štěrkových těles) a v případě regulovaného odtoku i hodnotou povoleného škrceného odtoku.

Návrh retenčního prostoru

 Požadovaná velikost retenčního prostoru se v souladu s  EN 752.

 Nutný retenční objem je ovlivněn:
- přípustnou bezpečností (četností) přelití,
- podílem dešťového odtoku na škrceném odtoku,
- velikostí napojené odtokuschopné plochy.

 U objektů se zaústěním do stokové sítě se volí velikost škrceného odtoku na základě technických a ekonomických požadavků. Jejich bezpečnost se řídí EN 752

 U retenčních prostor před zaústěním kanalizace do recipientu se volba velikosti škrceného odtoku i četnosti přelití řídí kritérii ochrany recipientu.

 Dle ATV 117 se specifický škrcený odtok  volí podle přirozeného odtoku z nezastavěného území, takže specifický odtok ve vztahu k neredukované ploše povodí činí 3 l/(s.ha).

 Pro dimenzování retenčního prostoru je rozhodující takový blokový déšť s dobou trvání T a intenzitou r s danou četností výskytu, který způsobí největší potřebný retenční objem při konstantním předepsaném škrceném odtoku.

 HDV_02

Obr. 2. Schéma obecného návrhu retenčního objemu retenčního objektu.
Z čáry náhradních vydatností s požadovanou periodicitou a z daného škrceného odtoku zjistíme potřebný retenční objem, který je potřebný pro zachycení srážky s předepsanou periodicitou o délce trvání T a intenzitě q.

Při dimenzování retenčních objemů uvedených objektů a jejich posuzování v konkrétních podmínkách se do výpočtu nezahrnuje účinek odparu.
Návrh zasakovacího objektu

Obdobně jako retenční objekty se i návrh zasakovacích objektů řídí velikostí odvodňované plochy a zařízení.

U necentrálních a jednoduchých vsakovacích objektů se opět jedná o jednoduchou hydrologickou bilanci. Na straně přítoku dešťové vody je opět rozhodující takový blokový déšť s dobou trvání T a intenzitou r s danou četností výskytu, který způsobí největší potřebný retenční objem při daném odtoku.

Odtok z objektu je při zasakování pouze zasakovacím výkonem objektu. Proměnlivost odtoku v čase je zanedbána a zasakovací výkon je uvažován konstantní hodnotou. Zasakovací výkon je dán rychlostí zasakování a plochou k zasakování. Rychlost zasakování závisí na koeficientu filtrace. Běžně bývá uváděn koeficient filtrace v nasycené zóně kf. Pro návrh uvažujeme koeficient filtrace v nenasycené zóně, který je kf,u = kf / 2. 

Vzhledem k nebezpečí kolmatace v průběhu životnosti objektu je navíc doporučeno uvažovat při návrhu bezpečnostní faktor 1,5 – 2.

Navržený zasakovací objekt musí vyhovět požadavkům na čas potřebný pro vyprázdnění nádrže – obvykle se uvažuje 24 hodin.

Ing. Oldřich Pírek


Tento článek byl již v plném znění publikován ve sborníku k semináři ASIO, spol. s r.o. „Vodohospodarske chutovky aneb Las Tapas“ (únor 2011).

 

Kontakty

ASIO, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: 9nwzka6

ASIO NEW, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: z9g8vaw

tel.: 548 428 111
e-mail: asio@asio.cz