Využití umělé infiltrace pro posílení zásob podzemní vody

Proč se tématem zabýváme?

Nové tisíciletí je ve znamení vodohospodářských extrémů, katastrofální povodně jsou v krátkém časovém horizontu střídány suchem. Klesají hladiny podzemní vody, vysychají studny a povrchové zdroje v řadě regionů nejsou především v letních měsících schopny uspokojovat požadavky na pitnou vodu. Zásoby jedné ze strategických surovin, podzemní vody, dlouhodobě klesají. Nárůst teplot totiž zvyšuje ztráty způsobené evapotranspirací, a tak i přes neměnící se celkové průměrné srážky, klesá objem vody infiltrované do podzemí. Při povodních voda rychle a bez užitku odtéká po povrchu, a v letních měsících se více odpaří. Jedním z účinných adaptačních opatření je umělá infiltrace, technologie, která má v Čechách dlouhou tradici, nicméně v posledních desetiletích byla prakticky zcela zapomenuta. Jedná se o unikátní technologický postup, který je schopen současně řešit oba výše zmíněné klimatické a následně i hydrologické extrémy – sucho i povodně.

Co je umělá infiltrace?

V obecné rovině je pod pojmem umělá infiltrace chápán jakýkoliv technologický proces, kterým dochází k řízenému zasakování povrchové vody do podzemí. Pod tímto pojmem je v Čechách nejčastěji spojována břehová infiltrace, resp. využití zasakovacích nádrží v Káraném. Nabídka technologických postupů je však podstatně širší, přičemž každá z nich má svá specifika uplatnění v různých přírodních podmínkách nebo v závislosti na požadavcích uživatele.

Benefity umělé infiltrace:

• vytvoří zásobu vody v podzemí pro budoucí použití,
• zajistí stabilizaci nebo zvýšení úrovně hladin podzemních vod,
• postupně nahrazuje zdroje povrchové vody, které jsou na klimatické změny velmi citlivé,
• sníží ztráty vypařováním a povrchovým odtokem,
• brání odtoku a erozi půdy při přívalových deštích,
• zlepší kvalitu podzemní vody,
• udrží přirozený průtok v potocích a řekách,
• umožní opětovné použití odpadní nebo dešťové vody,
• na trhu s vodou vyrovná rozdíly v nabídce a poptávce.

Dosavadní zkušenosti

Řízená umělá infiltrace v podmínkách České republiky není novinkou. Koncem sedmdesátých a na počátku osmdesátých let probíhal regionální výzkum celého území republiky z pohledu využitelnosti této technologie. Nicméně do fáze provozu se dostala jen jediná lokalita. Výzkumný ústav vodohospodářský byl u zrodu patnácti zasakovacích nádrží ve štěrkopíscích Jizery v Káraném s kapacitou 700–900 l/s, které představují významný zdroj kvalitní pitné vody pro Prahu. Povrchová voda z Jizery je po předčištění přiváděna do vsakovacích nádrží. Z nádrží voda infiltruje do okolních kvartérních štěrkopísků o mocnosti až 20 m a je jímána systémem trubních studní či spouštěných studní s horizontálními sběrači, umístěnými asi 200 m od nádrží.

V následujícím období byla idea umělé infiltrace opuštěna a přednost dostaly zdroje povrchové vody. Postup klimatické změny ale ukázal, že tato jednostranná orientace není ideální. Oteplování a častější klimatické extrémy zhoršují jakost povrchových vod (jmenujme např. problémy s eutrofizací nebo splachy při povodních). V rámci vodní bilance výrazně narůstají ztráty způsobené evapotranspirací a povrchovým odtokem.

Současnost nové umělé infiltrace v Česku

Pod vlivem pozitivních zkušeností ze zahraničí a stále častějších negativních dopadů extrémních klimatických jevů (sucho a povodně) došlo v roce 2010 k další iniciativě obnovit tradici umělé infiltrace v České republice. Ministerstvo životního prostředí v rámci Operačního programu životního prostředí EU zadalo Výzkumnému ústavu vodohospodářskému studii „Zpracování metodiky pro posuzování problematiky umělé infiltrace v ČR“, která měla zhodnotit potenciál umělé infiltrace v ČR. Z hlediska perspektivy budoucího využití řízené umělé infiltrace bylo zhodnoceno celé území České republiky, vytipovány vhodné regiony a pro ně byl připraven podrobný technický projekt na 12 pilotních lokalitách, na kterých proběhl předběžný výzkum. Současně proběhly ve všech krajích propagační akce s cílem vysvětlení hlavních výhod umělé infiltrace. Realizace navržených prací měla běžet paralelně s projektem „Rebilance zdrojů podzemních vod“ České geologické služby, a to v letech 2011–2015. K realizaci tohoto projektu však zatím nedošlo.

Novou šanci získala umělá infiltrace v souvislosti se suchem, které postihlo celé území České republiky v roce 2015. Vláda přijala program s vizí zamezení negativních dopadů sucha do budoucna. Součástí tohoto projektu byla i umělá infiltrace. V rámci nových přípravných prací bylo v průběhu roku 2016 vybráno šest pilotních lokalit. Na nich proběhly administrativní přípravné práce, byly aktualizovány technické projekty a byl dokončen komplexní geofyzikální průzkum. Lokality jsou připraveny pro testování různých technologií umělé infiltrace.

Práce na všech pilotních lokalitách by měly směřovat (různou měrou intenzity s ohledem na specifika přírodních poměrů a použité metody) k řešení následujících dílčích cílů:

• postupně nahrazovat zdroje povrchové vody, které jsou na extrémní klimatické změny velmi citlivé,
• stát se součástí integrovaného managementu vody v povodí,
• zlepšit kvalitu podzemní vody (filtrací, mísením, ředěním),
• bránit zrychlenému odtoku a erozi půdy při přívalových deštích,
• udržet přirozený průtok v potocích a řekách s omezením extrémních stavů,
• snížit ztráty vypařováním a povrchovým odtokem,
• stát se součástí protipovodňových opatření a podat podklady pro nové plány povodí.

Pilotní lokality

Meziboří v Krušných horách

Na této lokalitě probíhá test opatření na zpomalení odtoku povrchových vod z krystalinika a zvýšení podílu odtoku podzemních vod na celkovém odtoku. Konkrétně se jedná o ověření funkce vybudované podzemní těsnící clony  a jímacího zařízení, která na této lokalitě byla vybudována na základě finanční podpory Státního fondu životního prostředí ČR a to na základě rozhodnutí ministra životního prostředí.

Holedeč (Žatecko)

Pomocí souboru technických opatření by se měla posoudit klasická umělá infiltrace pomocí zasakovací vany a to v lokálním měřítku malé obce, v pískovcích české křídové pánve. Lokalita v Poohří je situovaná ve srážkovém stínu Krušných hor s významnými dopady sucha.

Rohov u Nymburka (Polabí)

Typový projekt pro využití umělé a břehové infiltrace v prostředí kvartérních sedimentů je připraven pro lokalitu Rohov s využitím v jiných lokalitách po celé ČR. Soubor prací představuje komplexní posouzení umělé infiltrace pomocí zasakovacích van a současně i proces břehové infiltrace v prostředí kvartérních sedimentů v blízkosti toku.

Povodí Orlice, meandr Jordán u Hradce Králové

Test účinnosti netradiční formy břehové infiltrace, revitalizace toku Orlice v prostoru meandru Jordán u Týniště nad Orlicí si klade za cíl posouzení dopadu na hydrogeologický režim přilehlých kvartérních sedimentů. Konkrétní projektové řešení bude využito pro zvýšenou tvorbu podzemních vod v meandru Jordánu a navýšení využitelného množství průtoku ve vodárenském toku Orlice v období sucha.

Kojetín u Kroměříže

Ověřování izraelských technologií umělé infiltrace v podmínkách střední Moravy, významně postižené suchem. Cílem prací je posoudit proces břehové infiltrace jako opatření boje proti suchu a zadržování vody v krajině. Specifikou této lokality bude posouzení zasakování vyčištěné odpadní vody z nedaleké čistírny odpadních vod.

Přítluky u Velkých Pavlovic

Podobný projekt jako předchozí pro realizaci klasického velkoobjemového zasakování infiltraci pomocí zasakovacích van v prostředí kvartérních a neogénních sedimentů, na území jižní Moravy s extrémními dopady sucha.

Ověřování izraelských technologií umělé infiltrace v podmínkách střední Moravy, významně postižené suchem. Cílem prací je posoudit proces břehové infiltrace jako opatření boje proti suchu a zadržování vody v krajině. Specifikou této lokality bude posouzení zasakování vyčištěné odpadní vody z nedaleké čistírny odpadních vod.

Budoucnost?

Poslední desetiletí jsme každoročně svědky klimatických extrémů, které většinou velmi negativně zasahují do vodního hospodářství. Povodně jsou střídány suchem, přičemž poslední vlna horkého a bezesrážkového období zasáhla území České republiky v roce 2015. Z povodní v letech 2002 a 2013 jsme se dokázali poučit a realizovali sérií velmi účinných opatření k jejich eliminaci. V případě sucha se ale zdá, že jeho negativní dopad na naše hospodářství ještě nebyl dostatečně výrazný k tomu, abychom přijali podobně adekvátní opatření k zadržování vody v krajině. O umělé infiltraci i nadále diskutujeme, aktualizujeme připravené projekty, k jejich realizaci však chybí politická vůle.

Zkušenosti z Izraele, ale i dalších částí světa jasně dokládají, že nejrůznější formy řízené umělé infiltrace představují zcela unikátní metodický postup, který je schopen eliminovat negativní dopady obou klimatických extrémů, sucha i povodní. Zatímco stavba přehradních nádrží vždy vzedme vlnu odporu, umělá infiltrace je zcela nekonfliktní proces, který ve své podstatě jen kopíruje a zefektivňuje přirozené přírodní procesy.

Odborná veřejnost je na realizaci různých forem umělé infiltrace připravena. Přírodní podmínky České republiky poskytují v řadě oblastí optimální podmínky pro jejich realizaci. Chybí jediné – dostatečné dlouhé bezesrážkové období, které přesvědčí zodpovědné orgány o smysluplnosti takových opatření.