Zde si můžete stáhnout soubory:
Přednáška Zranitelnost vodárensky využívané vody cizorodými látkami ve vazbě na její genezi - ke stažení zde. (39MB)
Přednáška Hydrogeologický posudek a jeho náležitosti z pohledu nového NV 57/2016 Sb. - ke stažení zde. (2MB)
Přednáška Hydrogeologický posudek a jeho náležitosti pro horské ČOV - ke stažení zde. (25MB)
Moje maminka byla nádražačka s režijní průkazkou a to byl nepochybně zásadní moment určující mou budoucí profesi. V sobotu ve 12 hodin, když skončila tehdejší pracovní doba, jsem vyrazili vlakem do skal, do hor, k vodě, přespali někde u dobrých lidí a v neděli večer, jsme se vraceli zpět. A prázdniny? Vánoční, pololetní a velikonoční na Zadních Renerovkách v Krkonoších (taková to byla bouda bez proudu, v maštali vytékala ledová voda, plná kůlna dřeva a večery při rozpálených kamnech a kartách), velké letní prázdniny na táborech (ten nejlepší byl vodácký na Vranovské přehradě pod Bítovem) na horách, u řeky. Zvlášť dobře si vzpomínám na „vodácký“ výlet z Vraného nad Vltavou do Bechyně, absolvovali jsem ho na kolách po stezkách podél řeky, právě se stavěl Orlík, stromy v záplavě již vykácené a poslední domorodci obhospodařovali svá políčka, čistili chlívky a čekali…… Přišel rok 1965, já nastoupil do prvního ročníku na katedře Hydrogeologie a inženýrské geologie Karlovy Univerzity v Praze a jednoho dne, to již s diplomem v ruličce, jsem nastoupil na tehdejší výrobní správu Vodních zdrojů v Bylanech u Chrudimi. A přišel okamžik pravdy. Tak „doktůrku“, zajedeš do tábora u Orlice, nemají tam vodu, tak něco najdi a my tam hned pojedeme vrtat. To se řekne najdi, ale jak, když do země není vidět a přitom všichni čekají jak rozhodnu! K čemu jsou mně platné znalosti geologie od Šumavy k Tatrám, diferenciální rovnice, entalpie, entropie a bůh ví co ještě. Zachránil mě technik Josef, řka: šoupnem to pod tu skalku, tam se dá zajet a něco tam určitě bude. Jen jsem pípl: jak asi hluboko si myslíš že bude voda? Dáme třicítku, ať si něco vyděláme! Dali jsme třicítku, voda tam byla a já jsem se jen trošku styděl, že jsem tomu moc nepomohl. A pak již to šlo snadněji a časem jsem pochopil, že voda je téměř všude, jen je ji někde více a někde méně, někdy je mělko jindy hluboko, někdy je dobrá, jindy závadná. A já jsem postupně procesu tvorby podzemní vody začínal rozumět, sice jen trošku ale přesto nepochybně více než kdo běžný uživatel vody. Současně jsem začal chápat, jak strašně složitý je mechanismus výskytu podzemní vody v přírodě a jak neuvěřitelně málo stačí k tomu, abychom tento složitý mechanismus svou neznalostí, neodborností, sobectvím či neodpovědností nenávratně poškodili. A přesně to byl základ mé profesní zásady, nedopustit ohrožení a poškození toho, co se v naší přírodě po tisíciletí vytvářelo.
Tak vznikl nápad uvést do života Zápisky vesnického hydrogeologa, obyčejný soubor povídání o vodě, o jednom z nejvzácnějších darů která nám naše malá země ve středu Evropy, na její pomyslné střeše, nabízí. Pokusím se ve volných chvílích seznámit Vás, čtenáře této rubriky, s nějakou zajímavostí, poznatkem, problémem, návodem či aktualitou, zkrátka se vším, co se podzemní vody v naší vlasti přímo či nepřímo týká. Pouštím se přitom na pole neorané, mnohdy konfrontační a diskutabilní, protože taková již je hydrogeologie. V ní téměř nikdy nevíme, jen si s menší či větší pravděpodobností myslíme …...
Jakost vody v malých zdrojích vody
Ochranná pásma vodních zdrojů podzemní vody – část 1
Ochranná pásma vodních zdrojů podzemní vody – část 2
Vrty pro tepelná čerpadla sytému země x voda versus ochrana vodních zdrojů podzemní vody
Provádění vrtů pro tepelná čerpadla systému země x voda patří k významným rizikovým činnostem pro režim podzemních vod. To vedlo zákonodárce k tomu, že zákon č. 254/2001 Sb. O vodách a o změně některých zákonů (dále jen vodní zákon) byl doplněn o povinnost získat, kromě jiného, před provedením těchto vrtů souhlas vodoprávního orgánu dle § 17 vodního zákona. Podívejme se dnes nato, jak s tímto rizikem zápolím já, s uvážením toho, že se vše točí kolem pojmu přirozená hydrogeologická stratifikace.
Co to je přirozená hydrogeologická stratifikace
Přirozená hydrogeologická stratifikace je jev, který definuje místa výskytu určitého významnějšího množství podzemní vody v jedné nebo ve více hloubkových úrovních, které jsou mezi sebou odděleny izolátory nebo poloizolátory. Charakterizuje tedy jednak přirozenou geometrickou pozici a vlastnosti kolektorské horniny na kterou je zvodnění vázáno a jednak pozici a vlastnosti méně propustné až nepropustné horniny, která od sebe jednotlivé akumulace podzemní vody odděluje. Tak nám vzniká jednokolektorový nebo vícekolektorový zvodněný systém, přičemž voda v jednotlivých zvodněných kolektorech se často navzájem významně liší svou jakosti, úrovní hladiny, množstvím, zranitelností apod.
Krystalinické struktury
Jev přirozené hydrogeologické stratifikace můžeme pozorovat na území celé naší republiky. V oblastech krystalinika, tj. především v jižní polovině naší republiky a v severních pohraničních horách, jsou rozsáhlé lokality, kde se obvykle vyskytují pouze jedna až dvě vodárensky využitelné zvodně. První, často nespojitá, omezená na menší plochy dané především morfologií terénu, ale současně zvodeň prakticky všudypřítomná v každém dílčím povodí, je vázána na kolektor, který tvoří kvartérní pokryv a mělké pásmo zvětralin či mělkého masivního připovrchového rozpojení puklin skalního podkladu. Mocnost této zvodně činí zpravidla pouze několik metrů, hladina podzemní body je volná a nachází se mělce pod povrchem terénu. Podložním (v daném případě mezilehlým) izolátorem je buď tzv. „cementační pásmo“ o mocnosti obvykle pouze několika desítek centimetrů, tj. pásmo snížené propustnosti nezpevněných kvartérních sedimentů vniklé vypadáváním některých iontů z vodního roztoku, nebo skalní prostředí, sice zvětralé či rozpukané, ale v němž jsou pro vodu propustné dutiny druhotně zatěsněné jílovitými produkty větrání matečné horniny nebo jílovitými záteky z kvartérního pokryvu.
Druhá vodárensky využitelná zvodeň v oblasti krystalinika je obecně vázaná na pásmo hlubší pásmo rozpojení puklin skalního podkladu. Je to pásmo zasahující do hloubek několika desítek metrů, někdy, především v oblastech rigidních vyvřelin, i výrazně přes sto metrů, přičemž bazální izolátor tvoří zóna, kde se pro vodu propustné pukliny svírají. Tato druhá zvodeň v oblasti krystalinika je těžko definovatelný systém dílčích subzvodní, které dohromady vytvářejí jeden zvodnělý systém charakteristický stejnou či obdobnou ustálenou úrovní hladiny podzemní vody, podobnou jakostí vody a časovým režimem tvorby podzemní vody. Činitelů, které její výskyt určují, je celá řada, avšak kromě morfologie terénu se jako klíčovou jeví litologicky charakter horniny a stupeň jejího tektonického postižení. Ve vztahu k nadložní kvartérní zvodni je na plošně velmi rozsáhlých náhorních plošinách (například prakticky celá Českomoravská vysočina) obvyklé, že ustálená hladina podzemní vody první zvodně (kvartérní) je zpravidla výše až významně výše než hladina zvodně druhé (krystalinické) a při jejich propojení hrozí ztráta vody v první zvodni. V oblasti okrajových horstev nebo obecně v členitějším terénu se často stává, že naopak druhá zvodeň má vyšší výtlačnou úroveň než zvodeň kvartérní a při jejich propojení hrozí jednak změna kvality vody v původní kvartérní zvodni (například nárůst železa nebo radonu), anebo dochází k podmáčení pozemků a v krajním, ale nikterak řídkém případě, i k trvalé umělé drenáži podzemní vody do povrchového toku. Obě popsané zvodně se v České republice vytvářely tisíce, statisíce a mnohdy i miliony let a představují jedno z největších bohatství naší republiky.
Obr. 1 Přirozená hydrogeologická stratifikace na náhorních plošinách v krystaliniku
Idealizovaný řez dvoukolektorovou strukturou (Šeda 2014)
Obr. 2 Přirozená hydrogeologická stratifikace v členitém terénu krystalinika
Idealizovaný řez dvoukolektorovou strukturou (Šeda 2014)
Pánevní struktury
Naše pánevní struktury, na rozdíl od krystalinika, jsou charakteristické nesrovnatelně bohatšími vodárensky využitelnými zásobami podzemní vody a vícekolektorovými zvodněnými systémy, což je činí výrazně rizikovějšímu při případném porušení přirozené hydrogeologické stratifikace. Permokarbonské pánevní struktury a především hydrogeologické rajóny české křídové pánve nebo jihočeských pánví jsou natolik vnitřně diferencované a filtračně anizotropní, že by v nich bylo možno vyčlenit snad stovky útvarů podzemní vody, které by splňovaly definice vodního útvaru nebo útvaru podzemní vody v intencích § 2, odstavců 3 a 7 vodního zákona a tyto stovky subútvarů, tvořících 174 útvarů podzemní vody ve smyslu vyhlášky č. 5/2011 Sb. jsou charakteristické specifickou formou svého výskytu, jakostí vody, jejími tlakovými poměry a formou doplňování či drenáže. Například v jednom z našich největších pánevních hydrogeologických rajónů, v rajónu 4270 Vysokomýtská synklinála s plochou cca 800 km2 a přírodními zdroji podzemní vody ve výši přes 3000 l/s, který je dle vyhlášky č. 5/2011 Sb. jedním útvarem podzemní vody, lze prokazatelně rozlišit 5 samostatných zvodněných kolektorů oddělených mezilehlými izolátory a navíc významné regionální tektonické linie člení některé kolektory do víceméně samostatných bloků, jejichž podzemní vody mezi sebou prakticky nekomunikují. Takovým typickým příkladem je jímací území Pekla v údolí Loučné, kdy například z kolektoru Cb se prostřednictvím studny S-1 s vydatností přes 100 l/s odebírá podzemní voda s volnou hladinou podzemní vody, mineralizací kolem 500 mg/l a koncentrací dusičnanů téměř 50 mg/l. Mezilehlý izolátor Ca/Cb o mocnosti 20 - 30 metrů odděluje zvodeň kolektoru Cb od zvodně kolektoru Ca, využívané nedalekým vrtem LO-15/4 s vydatností rovněž přes 100 l/s, avšak s tlakem vody v úrovni terénu kolem 900 kPa, mineralizací cca 400 mg/l a nulovou koncentrací dusičnanů. Představa, že by někdo z neznalostí nebo z nedbalosti tyto zvodně propojil v jednom vrtu, tedy narušil zdejší přirozenou hydrogeologickou stratifikaci, by znamenalo nejen zásadní změnu tlakových poměrů a jakosti vody v jímacím území velkého skupinového vodovodu ale i obrovský technický problém dodatečného zatěsnění vysoce natlakované podzemní vody v množství nad 100 l/s zejména v případě, že by vrt svou projektovanou konstrukcí byl běžnou úzkoprofilovou „dírou“ do země. Dosah tlakového uvolnění zvodně by totiž činil více než 10 km a projevil by se poklesem hladiny podzemní vody v řadě okolních jímacích objektů centrálního zásobování. Dle současného práva, konkrétně ve smyslu vyhlášky č. 5/2011 Sb., by přesto takový vrt zastihl pouze jeden útvar podzemní vody č. 42700. Totéž platí například pro Polickou pánev, která přestože lze v jejím rámci vyčlenit několik samostatných kolektorů podzemní vody, představuje jeden vodní útvar podzemní vody č. 41100. Zmíněný případ tedy ukazuje, jak zásadní roli ve vodárenské praxi ale obecně i v ochraně přírodního prostředí hraje pojem přirozená hydrogeologická stratifikace a jeho věcně správné, tedy ne jenom legislativní chápání.
Obr. 3 Hydrogeologická tělesa v Polické pánvi (Krásný J., 2012)
Jak postupovat v případě vrtných prací na lokalitách s vícekolektorovým zvodněným systémem
Hydrogeologická stratifikace konkrétní lokality by měla hrát zásadní roli v primárním rozhodnutí, tj. zdali lokalita je vhodná pro instalaci těchto vrtů, podmíněně vhodná či případně nevhodná pro uvažovaný záměr. U lokalit vhodných pro deklarovaný záměr, tj. s absenci vodárensky využívaných zvodní a jednoduchými hydrogeologickými poměry, procházejí tyto vrty při běžné hloubce 100 – 200 metrů dvěma i více zvodněmi a při průměru vrtání cca 150 mm a vystrojení vrtného stvolu vertikálním kolektorem s oběžným médiem zbývá na odtěsnění jednotlivých zvodněných kolektorů prostor v mocnosti nižší desítky milimetrů a to ještě v případě, kdy je zajištěno centrické umístění kolektorů. Je-li proto předpoklad, že ve vrtném sledu budou zastiženy zvodně s výrazně odlišnými tlakovými poměry nebo s významně odlišnou jakostí vody, je třeba volit významně vyšší průměr vrtání (nad 200 mm) umožňující funkční oddělení jednotlivých zvodněných poloh;
U lokalit podmíněně vhodných pro deklarovaný záměr, tj. vodárensky využívaných nebo lokalit se složitějšími geologickými a hydrogeologickými poměry je třeba volit speciální technologii vrtání a vystrojení vrtů tak, aby byl vertikální pohyb vody ve vrtném stvolu mezi jednotlivými zvodněmi utlumen. To však vyžaduje jednak dobrou znalost geologického prostředí, tzn. vědět, v kterých částech horninového souboru lze přítoky tlakové podzemní vody očekávat, a potom i ovládání technologie těsnění tlakových poloh. Pokud nejsou tyto podmínky plněny, dochází k situaci, kdy vrty v podmínkách tlakových zvodní působí jako drenážní díla odvádějící podzemní vodu z hlubších kolektorů do kolektorů výše uložených, nebo dokonce až do povrchového recipientu nebo naopak jako díla drénující podzemní vodu ze svrchních zvodní do zvodní níže ležících. To vše samozřejmě skrytě, nepovoleně, často v množství desítek až stovek m3/den.
Mezi lokality nevhodné patří ty, kde se nacházejí vodárensky využívané zdroje podzemní vody a dále lokality, kde se vyskytují vysoce porézního nebo dokonce krasově nebo pseudokrasově propustné horninové prostředí. Používaná technologie příklepového vrtání se vzduchovým výplachem velmi těžko těmito horninami prochází a co je nejzávažnější, kavernový systém zůstává trvale narušen, protože je nereálné takto porušené horniny funkčně injektovat. Zde platí jediná rada: vrty v těchto podmínkách vůbec neprovádět, a pokud je to z různých důvodů nezbytné, je nutno volit technologii velkoprůměrového a zpravidla teleskopického způsobu vrtání a postupné injektáže kritických poloh horninového souboru. Do stejné kategorie patří i lokality, kde hrozí výron plynů nebo které jsou situovány v místech starých ekologických zátěží s rizikem zavlečení znečištění do hlubších poloh horninového prostředí.
Kam směřuje vývoj
Je neoddiskutovatelné, že provádění vrtů pro tepelná čerpadla systému země x voda patří k významným rizikovým činnostem ohrožujících režim podzemních vod. A současně platí, že na provádění těchto vrtů neexistují závazné právní předpisy, normy či technologické postupy a v terénu se tak setkáváme s „lidovou tvořivostí“ nejen nerespektující, ale ani netušící, že existuje něco jako přirozená hydrogeologická stratifikace a svou neodborností nevratně ničící to, čím nás příroda obdarovala. Kroky ke zlepšení této situace nebudou jednoduché a autorovi tohoto příspěvku se jeví jako efektivní dva v praxi odzkoušené způsoby řešení: operativní a koncepční.
Operativní řešení spočívá v tom, že všude, kde existuje riziko ovlivnění vodních poměrů, tj. na lokalitách s významnějším dvou nebo vícekolektorovým zvodněným systémem, bude vodoprávní úřad k vydání souhlasu dle § 17 vodního zákona požadovat předložení vyjádření osoby s odbornou způsobilostí v hydrogeologii. Je třeba, aby součástí tohoto vyjádření byly m.j. :
- geologický řez místa navrhovaných vrtných prací s vyznačením jednotlivých kolektorů a izolátorů a průniku navrhovaného vrtu (vrtů) do tohoto systému;
- popis očekávaných parametrů zastižených zvodní (průtočnost zvodněného kolektoru, velikost přítoku vody do vrtu a tlakové poměry v místě vrtné sondáže);
- ocenění území z hlediska tektonického postižení horninového souboru, možnosti výskytu vod s vysokou koncentrací CO2 , radonu nebo jiných minerálních vod;
- posouzení případného výskytu starých ekologických zátěží, kde hrozí riziko migrace znečištění do okolního zvodněného prostředí;
- dokumentace jímacích objektů podzemní vody do vzdálenosti minimálně 50 metrů od místa vrtných prací (situování, hloubka, stav hladiny, zastižená zvodeň, způsob využití);
- návrh na rozsah doplňkového hydrogeologického průzkum v průběhu vrtných a vystrojovacích prací.
Pokud vodoprávní úřad obdrží takto zpracovaný podkladový materiál, bude moci v dané věci rozhodnout bez důvodné pochybnosti a bez rizika nevratného poškození vodního ekosystému.
Koncepční řešení vychází z toho, že v současnosti jediným dokumentem všeobecně akceptovaným a řešícím vodní režim území v rámci celé ČR je Plán oblasti povodí, který se pravidelně aktualizuje a jeho významnou části jsou návrhová opatření na další období. V roce 2015 zpracoval kolektiv autorů pod vedením autora tohoto příspěvku podkladový materiál pro aktualizaci Plánu oblasti povodí Horního a Středního Labe na období 2016 - 2021 s názvem „Polická pánev - pilotní projekt eliminace ohrožení nebo negativního ovlivnění režimu podzemních vod v oblasti ochranného pásma vodního zdroje II. stupně vrty pro využití GTE“. Jeho základem je dokumentace hydrogeologické stratifikace tohoto vodárensky mimořádně významného hydrogeologického rajónu doplněná hydrogeologických řezy pro více než 50 do ní zasahujících katastrálních území, tyto řezy, jakési rentgenové snímky území, jsou základem pro stanovení rizika provádění vrtů pro podzemní vody a stupni rizika odpovídají návrhové parametry vrtů, počínaje limitní hloubkou, průměry vrtání, technologickými postupy a konče rozsahem řídící a revizní činností v průběhu prací. Pro období 2016 - 2021 je do návrhu opatření začleněno zpracování obdobných odborných podkladů pro dalších 19 vodohospodářsky významných rajónů s vícekolektorovým zvodněným systémem s tím, v následných programovacích obdobích pak bude možno obdobným odborným podkladem pokrýt i další vodohospodářsky významná území ČR i mimo pilotní území Horního a Středního Labe.
Operativní a koncepční opatření mají společný cíl: zajistit koexistenci provádění a provozování vrtů pro tepelná čerpadla systému země x voda a zachování množství a jakosti podzemní vody pro zásobování obyvatelstva pitnou vodou. Se shora nám, zdá se, nikdo neporadí. Tak to zkouším zezdola. Třeba mně pomůžete, třeba ne. Tak snad alespoň tyto řádky pomohou Vám!
Literatura:
Krásný, J.: Podzemní vody České republiky.- Česká geologická služba, 2012
Šeda, S. Podklady pro přednáškovou a metodickou činnost.- Manuscript OHGS s.r.o., Ústí nad Orlicí, 2014
Choceň, březen 2016 RNDr. Svatopluk Šeda
Mnozí jste se s tím jistě setkali. Lyžařský boom, tedy nové sjezdovky, lanovky, zasněžování, parkoviště, penziony, bufety. A samozřejmě v kopcích, nezřídka v místech, ze kterých desítky let gravitačně odebíráme podzemní vodu. Jsme – li profesionálové, máme v pořádku nejen povolení k odběru podzemní vody, ale i stanovena ochranná pásma. A kde jinde než v povodí nad prameništěm, často až po vrchol kopce, z kterého se do budoucna mají spouštět tisícovky lyžařů po nově vykácených sjezdovkách, která sněžná děla pokrývají tisícovkami kubíků umělého sněhu. Na jednu stranu příležitost, jak prodat podstatně více vody, na druhé straně riziko, že nebude co prodávat. V nelehkém rozhodování Vám možná pomůže níže uvedený příklad reálné situace z oblasti Suchého vrchu na samém jižním okraji Orlických hor.
Úvodní orientace v problematice
Podnikatelský subjekt připravuje výstavbu nového Ski areálu Suchý vrch – Červená Voda, jehož součástí mají být i sjezdové tratě ze Suchého vrchu do Červené Vody. Předpokládá se zde výstavba vleku, vybudování několika sjezdových tratí, instalace zařízení na výrobu umělého sněhu pro zasněžování sjezdových tratí, obslužný areál, apod. Navrhovaný soubor staveb zasahuje do jímacího území skupinového vodovodu Červená Voda – Šanov – Bílá Voda – Moravský Karlov v Králické kotlině, kde s ohledem na genezi podzemní vody a mělký charakter jímacích objektů hrozí nebezpečí negativního ovlivnění zdrojů uvedeného vodovodu. Po vzájemných konzultacích zástupce potenciálního investora a provozovatele vodovodu bylo dohodnuto, že v rámci přípravy akce bude proveden podrobný hydrogeologický průzkum v následujícím rozsahu:
Cílem těchto prací bylo s maximální objektivitou posoudit vliv stavebního záměru na vodní režim lokality a pokud to bude možné, přijmout taková preventivní a případně i kompenzační opatření, která povedou k zachování množství a jakosti podzemní vody v místech její distribuce do vodovodního systému.
Základní informace a území
Bukovohorská hornatina, v níž má vyrůst nový areál tvoří jv. část Orlických hor. Nejvyšším vrcholem je Suchý vrch (995 m n.m). Plánovaný Ski areál se nachází v nadmořské výšce 596 - 994 m n. m. na východním úbočí Suchého vrchu, jímací území skupinového vodovou se nachází ve výšce asi 690 – 830 m n. m. Po hřebeni Suchý vrch - Buková hora a dále k jihozápadu probíhá rozvodnice dvou hlavních evropských povodí, Labe a Dunaje. Východní svahy jsou odvodňovány přítoky Moravy, zatímco severovýchodní svah již náleží do povodí Labe. Prameniště vodovodu Červená Voda je přímo odvodňováno Červenovodským potokem, č. h. p. 4 – 10 – 02 – 036, náleží tedy úmoří Dunaje.
Z regionálně-geologického hlediska je oblast Suchého vrchu součástí jádra orlicko-kladské klenby, antiklinoria Orla. Horninové prostředí je tvořeno převážně ortorulami sněžnického typu. Ty jsou většinou překryty 2 – 4 m mocnou vrstvou kvartérních hlinitokamenitých sutí, při úpatí svahů však může být jejich mocnost výrazně vyšší. Plánovaná sjezdová trať směřuje z „krystalického“ Suchého vrchu (995 m n.m.) k východu až k silnici Červená Voda – Boříkovice v nadmořské výšce cca 600 m. Tato silnice tvoří zásadní geologické rozhraní, neboť přibližně podél ní probíhá západní okrajový zlom králického prolomu, podél kterého se v období saxonské tektonogeneze původní antiklinální část skupiny Orla propadla do příkopové propadliny, v níž zůstaly zachovány sedimenty svrchnokřídového moře stáří cenoman až coniak v mocnosti až 1000 m. Z litologického hlediska jsou svrchnokřídové sedimenty reprezentovány jemnozrnnými pískovci, prachovci, slínovci a vápnitými jílovci.
Z hlediska hydrogeologického leží zájmové území na pomezí rajonů č. 642 Krystalinikum Orlických hor a 429 Kralický prolom. Krystalinický rajón 642 je obecně charakteristický slabou až střední puklinovou propustností skalních hornin a proměnlivou průlinovou propustností sedimentů kvartérního pláště. Horniny kvartérního pláště díky svému rozšíření a poloze sice umožňují průběžný vsak atmosférických srážek, většinou však představují pouze provzdušnělé pásmo, kterým srážková voda prosakuje do puklinového systému níže ležících ortorul a migmatitů. Jen lokálně dochází k vytvoření mělké kvartérní zvodně v místech, kde se v důsledku litologického nebo tektonického rozhraní dostává voda z podložního krystalinika blíže k povrchu terénu. Tohoto typu jsou zachycené pramenní vývěry pro vodovod Červená Voda, které se nacházejí v nadmořské výšce 700 – 800 m západojihozápadně od údolní stanice budoucího vleku. Podložní krystalinikum však evidentně umožňuje přesun i dalšího významného množství vody podpovrchovou cestou. Svrchnokřídová výplň západního okraje kralického prolomu má naproti tomu v podstatě charakter izolátoru a jediné zvodnění, na rozdíl od východního okraje rajónu, je vázáno na několik desítek metrů mocnou zónu připovrchového rozevření puklin zdejších slínovců. Prostorový režim podzemních vod si lze proto představit tak, že voda vsáklá na východním úbočí Suchého vrchu vsakuje přes kvartérní pokryv do puklinově propustných ortorul a migmatitů, jimi proudí ve směru gravitace k východu a na západním okrajovém zlomu kralického prolomu zónou zvýšené propustnosti odtéká směrem k severu do údolí Tiché Orlice nebo k jihu do údolí Březné s tím, že pouze malá část vody se na příčných zlomech může vcezovat do svrchnokřídových sedimentů králického prolomu.
Převládajícím půdním typem v území jsou kyselé hnědé půdy na rulovém substrátu. Jedná se o mělké lehčí půdy, většinou s nepříznivými sorpčními vlastnostmi. Vegetační kryt tvoří převážně monokulturní lesy patřící k vysoké produkční kategorii s dokumentovaným ohrožením plošnou vodní erozí.
Z hlediska vodohospodářského ochranného režimu je zájmové území součástí CHOPAV Žamberk – Králíky. Území je také součástí Přírodního parku Suchý vrch – Buková hora a leží částečně v Ptačí oblasti Králický Sněžník ze soustavy NATURA 2000. V místě vodního zdroje, tedy masy podzemní vody v horninovém prostředí na východním svahu Suchého vrchu s plánovaným Ski areálem, je rozhodnutím vodoprávního úřadu pro jímací území Červená Voda stanoveno jak množství vody určené k odběru tak ochranná pásma vodního zdroje.
Popis prameniště
Na svazích Suchého vrchu byla již počátkem minulého století lokalizována prameniště vhodná pro odběr pitné vody. Významné prameny na severovýchodních svazích byly poté v letech 1908 - 1934 podchyceny jímacími zářezy vyvedenými do pramenních jímek a odtud byla voda svedena do vodojemu (dnes1 x 250 m3). Toto jímání je využíváno v nezměněné podobě do dnešních dnů, i když v posledních letech byla provedena údržba a částečná obnova vodárenského zařízení. Součástí vodovodu Červená Voda je osm pramenních jímek s krátkými zářezy rozmístěných na ploše 35 ha. Jímky jsou hluboké 2 – 3 m, leží převážně v prostoru lesa, jsou většinou vícekomorové a jejich uváděná společná využitelná vydatnost je 8,5 l/s. Současné povolení k odběru vody zní na 190 000 m3/rok. Ochranná pásma mají dva stupně. Nespojitá pásma I. stupně jsou vymezena kolem každé jímky, jednotné ochranné pásmo vodního zdroje II. stupně má plochu 97,5 ha, tedy přibližně 1 km2 a pokrývá větší část infiltračního povodí vodního zdroje. Omezení a povinnosti vyplývající ze statutu ochranného pásma I. stupně jsou běžná (např. zákaz vstupu nepovolaných osob, zákaz výstavby apod.) i netradiční (např. zákaz klučení pařezů). V ochranném pásmu II. stupně, tedy v místech, které má být využíváno stavbami a zařízeními Ski areálu, jsou stanovena např. tato omezení:
Popis plánovaného Ski areálu
Plánovaný areál je situován na severovýchodním okraji Červené Vody a jižním okraji Boříkovic. Celý areál zabírá plochu přibližně 57 ha a tvořit jej má několik provozních a funkčních celků. Technické a obslužné zázemí areálu zahrnující parkoviště s kapacitou cca 500 míst, administrativní a provozní budovy, dolní stanici lanové dráhy a prostory se službami lyžařům tvoří jednotný komplex přibližně ve výšce 590 - 600 m n. m., vesměs v blízkosti komunikace č. 04314 do Dolních Boříkovic. V blízkosti je také umístěna akumulační nádrž na vodu o objemu 22 tis. m3.
Vlastní lyžařský areál tvoří 5 sjezdových tratí s délkami od 925 do 2110 m a maximálním převýšením 380 m, dále dílčí areály snowparku, babyparku a funparku. Osou areálu je čtyřsedačková lanovka o délce 1890 m s převýšením 380 m, kapacitou 2400 os./hod. a odpojitelným systémem uchycení sedaček. Zakončena je stanicí těsně pod vrcholem Suchého vrchu přibližně ve výšce 994 m. Vedle této hlavní lanové dráhy mají být umístěny i další lyžařské vleky, a to dvoumístný u sjezdové tratě č. 3 a jednomístné ve funparku (délka 275 m, převýšení 35 m) a babyparku (délka 175 m, převýšení 21 m). Areál bude vybaven systémem umělého zasněžování, proto je v návrhu počítáno s akumulační nádrží a rozvodnými řady v trasách sjezdových tratí.
Rozsah průzkumných prací
Povolení odběru vody z jímacího území skupinového vodovodu Červená Voda je sestaveno jako sumární pro celé prameniště a jedním z hlavních cílů průzkumu bylo proto specifikovat, jak se na této sumární vydatnosti podílejí jednotlivé pramenní jímky s tím, že na základě jakostních kritérií byly navíc zpřesňovány poznatky o genezi vody v jednotlivých jímkách a určována míra jejich individuální „zranitelnosti“ v souvislosti s plánovanou výstavbou Ski areálu. Pro tento účel bylo provedeno režimní sledování vydatnosti prameniště a jakosti jímané podzemní vody. Druhým významným typem průzkumu bylo geologické a geofyzikální mapování rozhraní mezi dvěma jednotkami, tedy krystalinikem Suchého vrchu a svrchnokřídovým kralickým prolomem. Uvedené geologické rozhraní totiž představuje v území významnou hydraulickou bariéru a celou oblast dělí na část s přebytkem podzemní vody a na část s deficitem podzemní vody. Zadaný úkol byl řešen dvěma geofyzikálními metodami, a to metodou seismickou a metodou odporové tomografie. Obě byly aplikovány na jednom geofyzikálním profilu vedeném ve směru přibližně východ - západ napříč strukturními prvky.
Výsledky průzkumných prací
Cílem průzkumných prací bylo posoudit předpokládaný vliv stavebního záměru na vodní režim lokality a navrhnout taková preventivní a případně i kompenzační opatření, která by vedla, pokud to bude možné, k zachování množství podzemní vody a její jakosti v místech její distribuce do vodovodního systému. Výsledky jsou zřejmé z níže uvedených podkapitol.
Geneze vody v prameništi a bilance jejich zásob
Tvorba podzemní vody v území probíhá vsakem atmosférických srážek do svrchní vrstvy deluviálních sutí a do zóny připovrchového rozpojení puklin horninového masivu. Geneticky se jedná o vodu krátkého oběhu, vázanou na konjugovaný kvartérně-proterozoický kolektor s volnou až mírně napjatou hladinou podzemní vody nepravidelně kopírující terén. Infiltrační povodí prameniště zahrnuje východní svah Suchého vrchu až k sedýlku k Prostřednímu vrchu a jeho velikost činí přibližně 1 km2. Literárně uváděná hodnota odtoku podzemní vody, tedy 5 až 7 l/s/km2 je v případě oblasti Suchého vrchu významně podceněna a jak vyplývá z empirických zkušeností provozovatele nejen z jímacího území Červená Voda, ale i na západní straně Suchého vrchu ležícího jímacího území Jamné nad Orlicí, činí hodnota odtoku podzemní vody přibližně 10 – 12 l/s km2. Při velikosti infiltračního povodí prameniště Červená Voda cca 1 km2 se tak v daném území permanentně tvoří podzemní voda v průměrném množství cca 10 – 12 l/s a většina tohoto množství vody je systémem jímek a zářezů jímána pro potřeby skupinového vodovodu Červená Voda. To ostatně vyplývá i z místní hydrografické situace, kdy po profily odběrných zařízení se prakticky žádná stálá vodoteč na celém přilehlém východním svahu Suchého vrchu nevyskytuje (odtud zjevně název Suchý vrch). Uvedená bilance platí pro průměrný podzemní odtok, tedy pro tzv. 50-ti % zabezpečenost přírodních zdrojů. V době déletrvajících bezsrážkových období nebo při útlumu odtokového procesu v důsledku mrazů přírodní zdroje, tedy disponibilní složka podzemní vody, klesají při 90 – 95 % zabezpečenosti přírodních zdrojů na cca 5 - 6 l/s, jak vyplývá z údajů provozovatele např. v suchém období let 1982 - 1983. Kritické pro provoz prameniště je především zimní období při dlouhodobém zámrzu a potom pozdně letní období sezónního poklesu stavu hladin podzemní vody. V profilu pod jímacími objekty se sice již začíná povrchový odtok projevovat, ale průtok na výškové kótě cca 550 m n. m, tj. v profilu křížení toku se silnicí na Boříkovice, je nadále nízký (v minimech kolem 2 l/s), přestože příslušná část povodí 4-10-02-036 má již plochu přes 2 km2. Znamená to, že významné množství vody nadále odtéká podpovrchovou cestou a jak vyplývá z výsledků geofyzikálního měření, je tato voda jímatelná před zlomovou linií západního okraje kralického prolomu v místech zvýšené průtočnosti proterozoického kolektoru.
Možnost ovlivnění prameniště výstavbou Ski areálu
Popsaný prostorový a časový režim vody v kombinaci s plánovaným souborem staveb současně nastiňuje střety zájmů, které plánovaný Ski areál Suchý vrch – Červená Voda ve vztahu k vodním ekosystémům vyvolává. První střet je právní a týká se limitů hospodářské činnosti v ochranném pásmu vodního zdroje II. stupně, druhý střet je věcný, kdy především výstavbou sjezdových tratí, lanovky, lyžařského vleku a podzemních rozvodů může být ovlivněn vodárensky využívaný zdroj podzemní vody jak po stránce množství vody, tak po stránce její jakosti.
a) Výstavba areálu vers. ochranný režim území
Z rozhodnutí vodoprávního úřadu vyplývá, že ve významné části plánovaného Ski areálu situovaného do platného ochranného pásma vodního zdroje II. stupně platí m.j. zákaz odlesňování a jakékoliv zásahy do horninového prostředí jsou možné pouze na základě kladného, případně podmíněně kladného hydrogeologického posouzení. Zatímco druhý bod je řešitelný vydáním kladného či podmíněně kladného hydrogeologického posudku (k čemuž směřoval i prováděný průzkum), první bod vyžaduje změnu vodoprávního rozhodnutí, protože striktní vyjádření limitu nelze skloubit se záměrem výstavby Ski areálu spojeného s trvalým odlesněním pozemků. Jak vyplyne z následujícího hodnocení, změna tohoto limitu ve vodoprávním rozhodnutí je za určitých podmínek možná.
b) Příčiny možného ovlivnění vodního zdroje
Výše uvedený limit vodoprávního rozhodnutí týkající se podmínek zásahu do horninového prostředí stanovuje nutnost samostatného hydrogeologického zhodnocení těchto činností a stanovení případných podmínek, za jakých je možno tyto práce provádět. To byl v daném případě jeden z klíčových bodů prováděného hydrogeologického průzkumu, tím druhým bodem pak byla možnost přijetí nápravných, resp. kompenzačních opatření v případě, kdy režim podzemní vody v prameništi bude narušen.
Příčiny a následky možného ovlivnění vodního zdroje jímaného pro skupinový vodovod Červená Voda – Bílá Voda – Moravský Karlov jsou dvojí. První souvisí s výstavbou areálu, ty druhé potom s jeho provozem. Při výstavbě areálu budou zemní práce od určité nadmořské výšky dané přibližně kótou nejníže položené jímky (cca 690 m n.m.) prováděny v oblasti tvorby, komunikace a dílčí akumulace podzemní vody v konjugovaném kvartérně-proterozoickém kolektoru. Tento kolektor je vnitřní heterogenní, filtračně významně anizotropní a přesné cesty oběhu podzemní vody ve vertikálním ani horizontálním smyslu nelze objektivně sledovat. Jestliže mají být v takovémto prostředí prováděny zemní práce do hloubky jeden či více metrů (úprava nivelety sjezdových tratí, výstavba stožárů, výstavba elektrických, komunikačních a vodovodních rozvodů, apod.) může dojít na kterémkoliv místě, samozřejmě především v místech, kde se zemní práce mají více přiblížit k jímacím objektům, k přerušení dílčích sestupných proudů podzemní vody a k vytvoření nových preferenčních cest pro podzemní vodu mimo existující jímací objekty.To by byl samozřejmě citelný zásah do režimu prameniště, z hlediska bilance však obtížně predikovatelný. Časově je toto ovlivnění vázáno především na období realizace zemních prací, ale jejich dopad může být dlouhodobý, případně i trvalý. Období výstavby však představuje pro vodní zdroj i riziko kvalitativní, kdy ať již vlivem úniku provozních pohonných hmot či maziv ze zemních zdrojů nebo prostým zákalem vody může dojít ke krátkodobému, případně i déletrvajícímu ovlivnění jakosti vody v části jímacího území.
Existuje však i druhá možnost negativního ovlivnění zdejšího prameniště, a to především při provozu celého areálu. Podstata tohoto vlivu souvisejícího s limitem zákazu odlesňování spočívá v tom, že odlesněním a vytvořením sjezdových tratí a lanové dráhy se změní odtokové poměry, konkrétně podmínky pro vsak srážkové vody a obecně se zvýší povrchová složka odtoku vody na úkor odtoku podzemního. Pokud by zásah do povodí odpovídal stavebnímu záměru, pak z plochy sjezdových tratí a lanové dráhy (přibližně 16,5 ha) lze odvodit, že při úplném přerušení dotace podzemní vody, tedy za stavu, kdy by veškerá srážková voda odtékala z těchto míst povrchovou cestou, došlo by k úbytku přírodních zdrojů podzemní vody o cca 1,5 - 2 l/s z celkové bilance 10 – 12 l/s. V dlouhodobém časovém měřítku je však totální zánik podzemního odtoku z plochy sjezdových tratí a lanové dráhy velmi nepravděpodobný a reálný pokles přírodních zdrojů podzemní vody bude nižší. Na druhé straně je pravděpodobné, že částečné odlesnění svahu se může projevit náchylností okolního lesního porostu pro polomy a plocha se změněnými odtokovými podmínkami se může významně zvětšit. To by potom vyvolalo kritickou situaci zejména v období déletrvajícího útlumu odtokového procesu, kdy přírodní zdroje při vyšších zabezpečenostech klesají až na polovinu průměrných hodnot a funkce lesa jako významného retenčního prostoru pro vodu by se přestala uplatňovat. Pokud by odlesnění vyvolané nějakou kalamitou bylo velkoplošné, lze odhadovat, že vydatnost prameniště by mohla poklesnout proti přírodním hodnotám až o 3 l/s, tj. přibližně na 50 % současných průměrných odběrů.
Uvedený mechanismus popisuje dlouhodobé kvantitativní ovlivnění vodního zdroje. Dlouhodobé ovlivnění kvalitativní je s tím však úzce spjato a v souvislosti s odlesněním by se projevovalo především dílčím nárůstem některých iontů (Al, Cl, NO3), avšak patrně v mezích neovlivňujících podmínky využitelnosti vody jako vody pitné. Naopak se při vhodné volbě sjezdových tratí mimo bezprostřední dosah jímek neuvažuje s významnějším vlivem vlastního provozu na sjezdových tratí (aditiva ve voscích, odpadky, fyziologické potřeby lyžařů, apod.) na jakost vody.
Návrh preventivních a kompenzačních opatření
Po prostudování geologických a hydrogeologických podkladů o zájmovém území a po provedení podrobného průzkumu terénu lze konstatovat, že za níže stanovených podmínek je možno z hlediska ochrany podzemních vod uvažovat s realizací záměru výstavby Ski areálu Suchý vrch – Červená Voda. První podmínka je formální a je dána nutnosti změnit vodoprávní rozhodnutí ve věci limitů hospodářské činnosti v OP II. stupně. Soubor dalších podmínek věcných je rozdělen do tří částí, a to samostatně pro fázi projektové přípravy Ski areálu, pro jeho výstavbu a následně pro jeho provoz.
Preventivní opatření pro fázi projektové přípravy
Jak vyplývá z obrázku uvedeného v tomto textu je jedna část sjezdových tratí, konkrétně propojka mezi sjezdovkami č. 1 a 2 s označením 1a vedena v blízkosti jímek JZ-2,3,4,5 a 6 v místech, kde je oběh podzemní vody relativně mělký a hladina podzemní vody se místy přibližuje až k povrchu terénu. Ochrana těchto zdrojů by byla mimořádně náročná, a proto navrhujeme podstatně jednodušší řešení, a to je přemístění této propojky asi o 150 m níže po svahu a souběžně s touto úpravou se navrhuje i přemístění zasněžovacího řadu 1a.
Preventivní a nápravná opatření pro fázi realizace
Trasa lanové dráhy a části sjezdových tratí probíhá přibližně nad kótou 800 m n. m. v oblasti tvorby, oběhu a akumulace podzemní vody prameniště skupinového vodovodu Červená Voda – Bílá Voda – Moravský Karlov. Při zemních pracích může dojít v podstatě v kterémkoliv místě k obnažení hladiny podzemní vody a k výronu podzemní vody do stavební rýhy. Tato voda, pokud by nebyla zachycena a využita pro jímací území, by jeho vydatnost snížila. Doporučeno je proto provádět souběžně se zemními pracemi doplňkový hydrogeologický průzkum. V jeho průběhu bude sledován průběh zemních prací a v případě zastižení významnějšího množství podzemní vody bude určen způsob nakládání s touto vodou. Pokud bude množství vody nevýznamné, bude určen neškodný způsob odvádění této vody, pokud bude množství významné, bude navržen způsob zachycení této vody pro její následné využití pro případné posílení prameniště. Současně bude sledována vydatnost a jakost vody ve stávajícím prameništi a v případě potřeby budou přijata technická opatření na zabezpečení kvality vyrobené vody. Pokud v průběhu zemních prací dojde k jakékoliv situaci ohrožující jakost vody (havárie spojená s únikem ropných látek, přívalové deště, apod.), bude součásti prováděného průzkumu návrh způsobu eliminace škod a likvidace havarijního stavu.
Preventivní a kompenzační opatření pro fázi provozu
Doplňkový hydrogeologický průzkum při realizaci stavby bude pokračovat až do fáze jejího provozu s cílem formou režimního měření vydatnosti prameniště a stavu jakosti vody hodnotit vliv provozu areálu na zdejší vodní ekosystém. Navrhuje se účelové měření vydatnosti jednotlivých jímacích objektů v intervalu 1 x 3 měsíce po dobu 5 let od zahájení provozu, jakost vody bude sledována běžnými provozními kontrolami jakosti surové a případně vyrobené vody. Pokud se výstavba a provoz Ski areálu projeví významnějším poklesem vydatnosti prameniště, případně zhoršenou jakostí vody, je možno poměrně efektivně realizovat kompenzační opatření tak, aby množství vody a její jakost pro skupinový vodovod Červená Voda – Bílá Voda – Moravský Karlov bylo v intencích současných, tedy předvýstavbových parametrů. V úvahu přicházejí dvě varianty řešení. Pokud bude v průběhu zemních prací ověřen výskyt podzemní vody ve významnějším množství (desetiny až jednotky l/s), bude v rámci doplňujícího hydrogeologického průzkumu tato voda podchycena a v rámci kompenzačních opatření se gravitačně napojí na současný vodovodní systém.
Pokud v průběhu doplňujícího hydrogeologického průzkumu, konkrétně při režimním měření vydatnosti prameniště ve fázi výstavby a provozu, dojde k významnému snížení vydatnosti prameniště nebo ke zhoršení jakosti vody vylučující její využití pro pitné účely, např. při havárii, bude doplňující množství vody získáno v místě stávajícího vodojemu 250 m3 Červená Voda. V předpolí geofyzikálně ověřeného zlomu v zóně zvýšené průtočnosti horninového prostředí budou vyhloubeny 1 – 2 doplňující jímací objekty, konkrétně vrtané studny o hloubce cca 80 m. Návrh konstrukce vrtů je přitom volen tak, aby zdroje mohly zajistit nejen veškeré deficitní množství vody, které je v krajní variantě předpokládáno ve výši 3 l/s ale i nárůst o 1 – 2 l/s pro nového uživatele.
Závěr
Důvod, proč se s Vámi dělím o uvedené poznatky je ten, že provozování vodovodů je podnikatelskou činností a cílem je nepochybně vodu vyrobit a prodat v maximálním množství. K tomu jsou ale potřeba dvě okolnosti: mít zájemce o vodu a mít trvale dostatek této vody v potřebné kvalitě. Pamatuji se na začátek celé kauzy a černobílé vidění problému: nepovolit nic, ať si areál vybudují mimo prameniště, resp. mimo ochranná pásma. Jenže tam zas není kopec!
Po vychladnutí hlav se začalo uvažovat reálněji. Investor přece potřebuje pro svá zařízení dost vody a provozovatel vodovodu je první, kdo mu ji může zajistit! Má však tuto vodu nyní k dispozici? Bude ji mít k dispozici i poté, co se dobuduje areál a prognózované negativní vlivy na množství a jakost vody se projeví naplno? A odpověď na tyto otázky dal právě provedený hydrogeologický průzkum.
Výstavbou a provozem Ski areálu, jak vyplývá z předložených informací, může dojít k významnému poklesu vydatnosti jímacího území Červená Voda, v krajní variantě až o 3 l/s, což představuje 50 % současných průměrných odběrů. Naštěstí lze toto deficitní množství vody i s nárůstem pro nového odběratele poměrně snadno zajistit, navíc v optimálním místě, u stávajícího vodojemu.
Závěrem si dovolím řešený problém zevšeobecnit:
RNDr. Svatopluk Šeda
OHGS s.r.o. Ústí nad Orlicí
Žamberk, únor 2010
Dnes si povíme něco o látkách, které se souhrnně nazývají pesticidy a stávají se noční můrou hydrogeologů a vodohospodářů.
Pesticidy jsou látky řazené ve smyslu § 39, odstavec 1 zákona č. 254/2001 Sb. do kategorie tzv. závadných látek a každý kdo s nimi zachází je povinen učinit přiměřená opatření, aby nevnikly do povrchových nebo podzemních vod a neohrozily jejich prostředí. Přesto se tyto látky do prostředí tvorby, oběhu a někde i do vodárensky využívané akumulace podzemních vod dostávají a tyto vody se pak stávají většinou dlouhodobě nevyužitelnými pro lidskou potřebu.
Poctivě je si třeba říci, že výše uvedené ustanovení vodního zákona je v logickém rozporu s realitou, protože pesticidy jako látky závadné vodám se přímo na povrch půdy nebo na povrch rostlinného krytu vpravují a se srážkami se vplavují do zóny aerace a postupně i do zóny saturace, tedy do zvodněného horninového prostředí. S podzemní vodou se potom dále šíří strukturou i mimo oblast primární aplikace. A jsme u merita rizika aplikace pesticidů pro vodárenskou praxi: pesticidy se prakticky vždy ve větší či menší koncentraci dostávají do podzemních vod, tedy do média které není statické ale je v pohybu, různě rychlém a různě dlouhém. To, jak je toto riziko pro podzemní vodu velké a to, jak rychle a na jakou vzdálenost se znečištění v podzemní vodě šíří je funkcí hydrogeologické struktury.
Co to je hydrogeologická struktura a základní parametry časově-prostorového režimu tvorby a oběhu podzemních vod v ní
Hydrogeologické struktura je prostorová veličina třetího řádu, když veličinou prvního řádu je hydrogeologický rajón (v ČR je jich vyčleněno 152) a veličinou druhého řádu je vodní útvar podzemní vody (v ČR je jich vyčleněno 174). V jednom hydrogeologickém rajónu se nachází jeden nebo více útvarů podzemní vody, v jednom útvaru podzemní vody se potom nachází zpravidla několik hydrogeologických struktur. Hydrogeologická struktura je přitom definována jako část geologického prostředí v němž nastává souvislý oběh podzemní vody. Struktura je části geologického prostoru, který se liší od jiných částí geologického prostoru samostatným společným uceleným a spojitým oběhem podzemních vod zahrnujícím oblast napájení, oblast komunikace a oblast odvodnění. Hydrogeologické struktury podle počtu zvodněných vrstev jsou jednokolektorové a vícekolektorové, kdy jednotlivé kolektory, tedy horninové prostředí které je schopno v sobě akumulovat a převádět podzemní vodu od sebe oddělují mezilehlé izolátor, které pro podzemní vodu představují nepropustnou bariéru.
Hydrogeologické struktury mohou mít, zpravidla v závislosti na horninovém prostředí, různou velikost, různý plošný rozsah, různou hloubku a horninový soubor v nich má různou propustnost. Z těchto údajů, tedy z geometrie struktury a jejich vnitřních vlastností v kombinaci s terénním reliéfem ovlivňujícím m.j. sklon hladiny podzemní vody vyplyne, kolik podzemní vody se v dané struktuře vytváří, jak rozsáhlý je oběh podzemní vody a jak dlouho podzemní voda ve struktuře zůstává než se formou přírodní nebo umělé drenáže dostane na povrch. Přeneseno na problematiku pesticidů, vlastnosti hydrogeologické struktury určují do kterých jejich částí mohou tyto látky proniknout a jak dlouho budou v podzemí přetrvávat uvážíme-li, že se jedná o látky mimořádně stálé.
Časově – prostorový režim tvorby a oběhu podzemní vody v konkrétní hydrogeologické struktuře uvádí, kolik vody, v jakém místě a kdy vsákne do horninového prostředí a pronikne až k hladině podzemní vody, jakou rychlostí voda prostupuje horninovým souborem do místa přírodní nebo umělé drenáže a jakým způsobem a kde se odvodňuje, tedy dostává se opět na povrch terénu. Přestože podmínky jsou v jednotlivých strukturách odlišné, základní zákonitosti jsou obvykle tyto:
Tyto zákonitosti je nutno mít na zřeteli chceme-li posuzovat riziko kontaminace podzemních vod pesticidy a tyto zákonitostí současně do značné míry souvisejí s typem konkrétní hydrogeologické struktury a potažmo stářím vody v ní. Je třeba si uvědomit, že pesticidy jsou používány necelých 100 let a teprve po 2. světové válce došlo k jejich masovému rozvoji. A z toho vyplývá první závažný problém: podzemní voda je v mnoha hydrogeologických strukturách podstatně starší než období masivní aplikace pesticidů.
Tím druhým závažným problémem je skutečnost, že s výjimkou kolektorů tvořených nezpevněnými sedimenty jsou ostatní kolektory většinou charakteristické výraznou filtrační anizotropií, tzn. že rychlost proudění podzemní vody a potažmo šíření kontaminace je v různých směrech různá a obecně jen sporadicky podrobněji detekována.
Příklady dvou typů hydrogeologických struktur a rizika plynoucí z aplikace pesticidů v nich (podrobněji v ústní prezentaci)
Příkladem atektonických struktur jsou především struktury budované kvartérními, případně terciérními fluviálními, terasovitě uloženými štěrkopískovými sedimenty zpravidla a dále široké spektrum struktur tvořených kvartérními deluviálními a eluviálními sedimenty charakteru písků, štěrků a hlinitokamenitých sedimentů. Jedná se zpravidla o struktury s rychlým oběhem podzemní vody v průlinově propustném prostředí, uložených v hloubce jednotek metrů od terénu, výjimečně nižších desítek metrů, kde doba zdržení vody v horninovém prostředí od vsaku atmosférických srážek po umělé či přírodní odvodnění činí řádově měsíce až roky. Zvodeň na tyto sedimenty vázaná je od povrchu terénu první, hladina podzemní vody se nachází většinou v hloubce několika metrů pod terénem a nesaturovaná zóna nad hladinou podzemní vody je v závislosti na granulometrii charakteristická proměnlivou propustností. Čím propustnější je nesaturovaná zóna, tím větší je riziko pro podzemní vody
Ve vztahu k riziku znečištění podzemní vody těchto struktur pesticidy je možno tyto označit za vysoce rizikové a kontaminaci podzemní vody lze jen obtížně zabránit. Různá je pouze koncentrace pesticidů v podzemní vodě, především v závislosti na jejím množství které danou strukturou protéká a na množství pesticidů, které k hladině podzemní vody proniknout (tedy běžné směsné pravidlo). Aplikace, manipulace a skladování pesticidů a především jejich výběr je nezbytné tomuto faktu přizpůsobit.
Příkladem tohoto typu struktury a současně ověřené znečištění podzemní vody pesticidy, v daném případě atrazinem, je uveden na následujících obrázcích.
Obrázek č. 1: Řez hydrogeologickou strukturou tvořenou štěrkopískovými sedimenty s vyznačením zdroje kontaminace podzemní vody pesticidy
Obrázek č. 2: Mapa prostorové distribuce atrazinu (koncentrace v ug/l)
Obrázek č. 3: Izolinie zdržení vody v horninovém prostředí
Příkladem tektonických struktur jsou především struktury budované skalními horninami, přičemž vodohospodářský význam mají především struktury budované skalními sedimentárními horninami. Jedná se zpravidla o struktury s hlubokým a rozsáhlým oběhem podzemní vody v puklinově propustném prostředí, uložených v hloubce desítek až nižších stovek metrů, kde doba zdržení vody v horninovém prostředí od vsaku atmosférických srážek po umělé či přírodní odvodnění činí řádově desítky, stovky a v rozsáhlých strukturách až tisíce let. Na tyto horniny jsou vázány hlubší zvodně, často jich je pod sebou několik a jsou od sebe odděleny méně propustnými horninami, izolátory. Hladina podzemní vody je většinou napjatá s výstupem hladiny vody pod úroveň terénu, případně i nad něj.
Ve vztahu k riziku znečištění podzemní vody těchto struktur pesticidy je možno tyto označit za rizikové pouze v oblasti infiltrace, tj. tvorby podzemní vody. V místě kde je konkrétní hlubší zvodeň překryta nadložními zvodněmi je riziko kontaminace podzemní vody zanedbatelně nízké. Aplikaci, manipulaci a skladování pesticidů je třeba posuzovat selektivně osobou s odbornou způsobilostí v hydrogeologii, přičemž základem pro posouzení musí být koncepční hydrogeologický model. Z vizuálního hlediska to je nejčastěji 2D, případně i 3D model dané hydrogeologické struktury, tedy jakýsi „rentgenový“ snímek toho, co je skryto našemu přímému pozorování a co hydrogeolog musí sestavit z dílčích bodových údajů. Kromě vizuálního hlediska je třeba koncepční hydrogeologický model doplnit řadou dat spojených s geografickou informací, v prvé řadě o oblasti tvorby podzemní vody, poté vlastního oběhu akumulace a drenáže. Jedná se zpravidla o tzv. „gisovskou“ informaci, tj. informaci o charakteristice či vlastnostech konkrétního místa ve struktuře (stav hladiny, propustnost prostředí, jakost vody, apod.), navíc proměnlivou v čase.
Příkladem tohoto typu struktury a je křídová struktura nacházející se v podloží místa prokázané kontaminace podzemní vody dokumentované v předcházejícím textu.
Obrázek č. 4 Řez hydrogeologickou strukturou tvořenou zpevněnými sedimenty se selektivním rizikem kontaminace podzemní vody pesticidy
Závěr
Dva uvedené příklad hydrogeologických struktur (v ústní prezentaci je jich podstatně více), navíc z jedné lokality ukazují, jak nesmírně důležitý je typ hydrogeologické struktury pro posouzení rizika zranitelnosti podzemní vody pesticidy. Nejde přitom jenom o prostou geometrii zvodnělého kolektoru, ale i o geometrii okolního horninového prostředí, kdy vzdálenost místa povrchové aplikace pesticidů od jímacího objektu nemusí být pro zranitelnost konkrétní zvodně vůbec významná. Další důležitou okolností při posuzování rizika znečištění podzemní vody pesticidy je doba průsaku vody horninového prostředí a s tím spojená hodnověrnost monitoringů. Jestliže totiž zdroj vykazuje nulovou koncentraci pesticidů, jedná-li se o vodu s dobou průsaku vody horninovým prostředím stovky let, je tato informace z hlediska posouzení míry znečištění podzemní vody bezvýznamná.
Závěrem si proto dovoluji konstatovat, že minimálně v oblastech významných zdrojů podzemní vody určených pro lidskou potřebu by se k možnosti manipulace, skladování a aplikace pesticidů mělo přistupovat m.j. na základě analýzy rizika této činnosti pro podzemní vody. K tomu však povede nepochybně ještě dlouhá cesta, protože chybí nejenom příslušný právní nástroj kalkulující s pojmem analýzy rizika a návazné metodické doporučení pro její zpracování, ale i povědomost o tom, jak a kde se pesticidy do podzemní vody v různých hydrogeologických struktur
¨
TŘEBA SI TYTO ŘÁDKY PŘEČTE NĚKDO KOMPETENTNÍ A LEDY SE HNOU. ANEBO NE …….
Svatopluk Šeda, Ústí nad Orlicí, duben 2014