Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích

Transkript

1 Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích Metodická příručka 2010 S T Á T N Í F O N D Ž I V O T N Í H O P R O S T Ř E D Í

2 NÁZEV ÚKOLU: METODICKÁ PŘÍRUČKA POSUZOVÁNÍ DEŠŤOVÝCH ODDĚLOVAČŦ JEDNOTNÝCH STOKOVÝCH SYSTÉMŦ V URBANIZOVANÝCH ÚZEMÍCH ZADAVATEL: STÁTNÍ FOND ŢIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ZPRACOVATEL: ČESKÁ VĚDECKOTECHNICKÁ VODOHOSPODÁŘSKÁ SPOLEČNOST ODPOVĚDNÝ ŘEŠITEL: DR. ING. IVANA KABELKOVÁ ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra zdravotního a ekologického inženýrství SPOLUPRACOVNÍCI: DOC. ING. VLADIMÍR HAVLÍK, CSC. ING. PETR KUBA ING. PETR SÝKORA HYDROPROJEKT CZ, a.s. HYDROPROJEKT CZ, a.s. Pražské vodovody a kanalizace, a.s. ODEVZDÁNÍ ÚKOLU: Listopad 2010 Příručka je v digitální podobě ke staţení ze stránek OPŢP na adrese: nebo Metodická příručka byla zpracována s vyuţitím informací získaných v rámci Výzkumného záměru č. MSM

3 Obsah 1 ÚVOD CÍLE A ZAMĚŘENÍ PŘÍRUČKY LEGISLATIVNÍ RÁMEC ROZSAH PLATNOSTI 7 2 VLIV DEŠŤOVÝCH ODDĚLOVAČŦ NA VODNÍ TOKY 8 3 OCHRANA RECIPIENTŦ Z EMISNÍHO HLEDISKA EMISNÍ KRITÉRIA KRITÉRIA PRO CELÉ URBANIZOVANÉ POVODÍ KRITÉRIA PRO JEDNOTLIVÉ DEŠŤOVÉ ODDĚLOVAČE VÝPOČET SKUTEČNÉ ÚČINNOSTI ODVÁDĚNÍ LÁTEK OPATŘENÍ PRO SPLNĚNÍ EMISNÍCH KRITÉRIÍ 13 4 OCHRANA RECIPIENTŦ Z IMISNÍHO HLEDISKA HYDRAULICKÉ NARUŠENÍ IMISNÍ KRITÉRIA VÝPOČET HYDRAULICKÉHO NARUŠENÍ OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ HYDRAULICKÉHO NARUŠENÍ AKUTNÍ TOXICITA AMONIAKU IMISNÍ KRITÉRIA VÝPOČET KONCENTRACÍ AMONIAKU OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ AKUTNÍ TOXICITY AMONIAKU DEFICIT KYSLÍKU IMISNÍ KRITÉRIUM OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ DEFICITU KYSLÍKU NEROZPUŠTĚNÉ LÁTKY IMISNÍ KRITÉRIA OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ ZATÍŢENÍ NEROZPUŠTĚNÝMI LÁTKAMI HYGIENICKÉ ZNEČIŠTĚNÍ OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ HYGIENICKÉHO ZNEČIŠTĚNÍ ESTETICKÉ NARUŠENÍ OPATŘENÍ KE SNÍŢENÍ ESTETICKÉHO NARUŠENÍ 29 5 KONTROLA ÚČINNOSTI OPATŘENÍ 30 6 PROSTŘEDKY A METODY SIMULAČNÍ MODELY BIOLOGICKO-EKOLOGICKÝ PRŦZKUM VODNÍHO TOKU VIDITELNÉ PROJEVY NARUŠENÍ VODNÍHO TOKU JAKOST VODY MORFOLOGIE A POTENCIÁL ZNOVUOSÍDLENÍ VODNÍHO TOKU SPOLEČENSTVO MAKROZOOBENTOSU 34 7 DOPORUČENÍ PRO POSTUP PRACÍ A STANOVENÍ PRIORIT OPATŘENÍ 37 8 UKÁZKY PŘÍPADOVÝCH STUDIÍ PŘÍPADOVÁ STUDIE A 40 3

4 8.1.1 STUDOVANÉ POVODÍ POSOUZENÍ SPLNĚNÍ EMISNÍCH KRITÉRIÍ POSOUZENÍ SPLNĚNÍ IMISNÍCH KRITÉRIÍ SOUHRNNÉ VYHODNOCENÍ NÁVRH OPATŘENÍ PŘÍPADOVÁ STUDIE B STUDOVANÉ POVODÍ BIOLOGICKO-EKOLOGICKÝ PRŦZKUM VYHODNOCENÍ A NÁVRH OPATŘENÍ 58 9 LITERATURA PŘÍLOHY STANOVENÍ POTENCIÁLU ZNOVUOSÍDLENÍ DLE BWK-MERKBLATT 3 (2001) KONTROLNÍ SEZNAM POŢADAVKŦ PŘI POSUZOVÁNÍ DEŠŤOVÝCH ODDĚLOVAČŦ 66 TERMÍNY A DEFINICE 67 SEZNAM SYMBOLŦ A ZKRATEK 72 4

5 1 Úvod 1.1 Cíle a zaměření příručky Cílem předkládané Metodické příručky Posuzování dešťových oddělovačŧ jednotných stokových systémŧ v urbanizovaných územích (PDO) je slouţit jako pomoc při administraci Operačního programu Ţivotní prostředí (OPŢP). Jednou z priorit tohoto programu je zlepšování vodohospodářské infrastruktury, která je podporována v prioritní ose 1, v oblasti podpory 1.1. Globálním cílem oblasti podpory 1.1 Snížení znečištění vod je zlepšení stavu povrchových a podzemních vod, specifickým cílem je pak významné sníţení znečištění a eutrofizace povrchových vod. Podporovány jsou výstavby, rekonstrukce a dostavby stokových systémŧ, a to převáţně v aglomeracích nad 2000 EO, ale i v aglomeracích do 2000 EO, pokud leţí v územích vyţadujících zvláštní ochranu, tj. národní parky a chráněné krajinné oblasti včetně jejich ochranných pásem, lokality soustavy Natura 2000, ochranná pásma vodních zdrojŧ, ochranná pásma přírodních léčivých zdrojŧ a zdrojŧ přírodních minerálních vod, chráněné oblasti přirozené akumulace vod (CHOPAV) a v povodí vodního díla Nové Mlýny. Mezi zpŧsobilé výdaje patří jak stavba a rekonstrukce oddílné stokové sítě, tak i stavba a rekonstrukce jednotné stokové sítě. Při posuzování kvality projektu ze strany Státního fondu ţivotního prostředí ČR, který je zprostředkujícím subjektem OPŢP, je kladen dŧraz mj. na efektivnost a hospodárnost zvoleného řešení, míru sníţení vypouštěného znečištění v souladu s platnou legislativou a dlouhodobou udrţitelnost kanalizačního systému. Příručka má poskytnout podporu při přípravě a administraci předloţených projektŧ výstavby, rekonstrukce a dostavby stokových systémŧ v rámci OPŢP. Poskytuje rovněţ podklad pro investory při zadávání a kontrole zpracování koncepcí odvodnění pro následné krátkodobé i dlouhodobé investiční plány obnovy a dostavby stokových systémŧ včetně posouzení priorit opatření. Zároveň je pomŧckou pro zajišťování a posuzování dotačních zdrojŧ pro tyto účely. Podobně má slouţit i zpracovatelŧm generelŧm odvodnění. Vodoprávním orgánŧm dává vodítko pro posouzení poţadované funkce dešťových oddělovačŧ. Dešťovými oddělovači (téţ nazývanými oddělovací či odlehčovací komory; běţně pouţívána zkratka OK), které jsou na jednotné stokové síti budovány z technických a vodohospodářských dŧvodŧ za účelem omezení přítoku na čistírnu odpadních vod (ČOV) za deště, je do vodních tokŧ (tzv. recipientŧ) nárazově odváděno značné mnoţství směsi odpadní a dešťové vody a v nich obsaţeného znečištění. Tím jsou recipienty velmi zatěţovány a je ovlivňován jejich ekologický stav. Cílem nakládání s odtokem jednotnou stokovou sítí za deště je udrţet nárazové ovlivnění recipientŧ přepady z OK ve vodohospodářsky udrţitelných mezích. Zároveň je nutno obecně minimalizovat celkové emise z OK a ČOV. Metodická příručka se zaměřuje na emisní i imisní ochranu recipientu, tj. na jednotná emisní kritéria i jejich případné zpřísnění na základě místně specifických podmínek (tzv. sdruţený či kombinovaný přístup). Příručka vychází ze současného stavu znalostí v oboru městského odvodnění a z přístupŧ aplikovaných v zahraničí (Havlík a kol., 2007), zejména v Rakousku (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007) a Německu (BWK-Merkblatt 3, 2001). Metodický přístup je zaloţen na skutečnosti, ţe simulace srážkoodtokových procesů v urbanizovaném povodí se staly současným stavem znalostí v oboru městského odvodnění. Minimální nároky na nakládání s dešťovým odtokem v jednotné kanalizaci proto jiţ nevycházejí z poţadavkŧ na konstrukci oddělovacích objektŧ, ale z cíle, ţe určitý podíl znečisťujících látek v tomto odtoku musí být v ročním prŧměru odváděn za deště na biologický stupeň ČOV. Příručka dává i podklady k identifikaci kritických případů narušení vodních toků v dŧsledku přepadŧ z dešťových oddělovačŧ. Uváděné postupy se zaměřují na jednoduché 5

6 posouzení pomocí základních relevantních klíčových ukazatelů a obsahují určitou bezpečnost (postihují moţný nejnepříznivější stav). V některých případech je uváděno více moţností provedení výpočetního posouzení s tím, ţe nejprve se provádí posouzení co nejjednodušším zpŧsobem, s malými nároky na data a výpočet. Teprve kdyţ při tomto posouzení nejsou splněny cílové hodnoty kritických ukazatelŧ (imisní kritéria), přistupuje se k přesnějšímu, ale i náročnějšímu výpočetnímu posouzení imisí. Návrh opatření by po případném zjištění určitého problému měl být prováděn aţ na základě podrobného posouzení, nejlépe ve spojení s biologicko-ekologickým prŧzkumem vodního toku, aby investice byly vynaloţeny účelně. 1.2 Legislativní rámec Metodická příručka respektuje právní rámec České republiky a zpřesňuje podmínky týkající se ochrany recipientŧ před vlivy městského odvodnění za deště. Právní rámec Evropské unie v oblasti vodního hospodářství a ţivotního prostředí je dán Rámcovou směrnicí 2000/60/ES o vodní politice Společenství, jeţ předepisuje všem členským zemím ES, aby omezily vnos znečištění do vodních útvarů z difúzních i bodových zdrojů a aby byl do r dosažen dobrý chemický a ekologický stav všech vodních útvarů, kde je to ekonomicky a společensky únosné. Rámcová směrnice uvádí také hlavní znečisťující látky, jejichţ vnos je nutno omezit či mu zcela zabránit. Dešťové oddělovače jsou zdrojem řady těchto látek (např. nerozpuštěných látek, látek přispívající k eutrofizaci či látek, které mají nepříznivý vliv na kyslíkovou rovnováhu). Pro regulování vypouštění z bodových a difúzních zdrojŧ znečišťování do povrchových vod vyţaduje směrnice tzv. sdružený přístup s vyuţitím omezování znečistění u zdroje stanovením hodnot emisních limitŧ a standardŧ environmentální kvality. Dalšími relevantními směrnicemi ES jsou Směrnice 2006/7/ES o řízení jakosti vod ke koupání a Směrnice Rady 91/271/EHS o čištění městských odpadních vod. České harmonizované právo v oblasti vodního hospodářství vychází ze zákona č. 254/2001 Sb., o vodách (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisŧ (novela z r. 2010), a ze zákona č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích, ve znění pozdějších předpisŧ. Podle vodního zákona ( 5, odst.3) jsou při provádění staveb nebo jejich změn nebo změn jejich uţívání stavebníci povinni: zajistit vsakování nebo zadržování a odvádění povrchových vod vzniklých dopadem atmosférických srážek na tyto stavby (dále jen srážkové vody ) v souladu se stavebním zákonem (zákon ze dne 14. března 2006 o územním plánování a stavebním řádu, ve znění pozdějších předpisŧ). Blíţe tyto poţadavky upřesňuje prováděcí vyhláška stavebního zákona č. 501/2006 Sb., o obecných poţadavcích na vyuţívání území, ve znění pozdějších předpisŧ (změna ze dne 12. srpna 2009 ( 20 odst. 5)), kde jsou dány priority nakládání se sráţkovými vodami: Stavební pozemek se vždy vymezuje tak, aby na něm bylo vyřešeno 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. 6

7 Podle vodního zákona ( 38, odst.2) a podle nařízení vlády č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náleţitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech, ve znění nařízení č. 229/2007 Sb., dále platí, ţe Za odpadní vody se dále nepovažují srážkové vody z dešťových oddělovačů, pokud oddělovač splňuje podmínky, které stanoví vodoprávní úřad v povolení. Vodoprávní úřady však nemají k dispozici ţádný metodický pokyn, kterým by se mohly řídit. Mohou se pouze opírat o ČSN EN 752 ( ) Odvodňovací systémy vně budov (2008), která zdŧrazňuje respektování místních podmínek při posuzování přípustných vyústění a vlivu oddělovacích komor na vodní recipient a uvádí: Je třeba brát v úvahu situování oddělovacích komor, zatížení znečištěním, dobu trvání a četnost přepadů, koncentraci znečištění a hydrobiologický stres. Hlavním cílem návrhu oddělovacích komor je proto ochrana vodního recipientu, aniž by tím bylo způsobeno hydraulické přetížení stokového systému nebo snížený výkon čištění následně zařazené čistírny. Přestoţe normy mají pouze omezenou závaznost, jejich doporučení jsou respektována odbornou veřejností a na základě smluvní dohody se v konkrétním případě mohou stát závaznými. Hlavním cílem předkládané metodické příručky PDO je sjednocení přístupů k posuzování dešťových oddělovačů a zavedení jejich posuzovaní kombinovaným přístupem, obdobně jako je tomu dnes u ČOV. Vzhledem ke kontinuálnímu vývoji znalostí v oboru a souvisejících právních předpisŧ by příručka měla být v pravidelných intervalech aktualizována (cca 1x za 3 aţ 5 let). Sjednocena by také měla být terminologie pouţívaná v oboru (např. dešťové oddělovače/oddělovací komory/odlehčovací komory, sráţkové vody/dešťové vody, sráţkový odtok/dešťový odtok, oddělená voda/odlehčená voda). 1.3 Rozsah platnosti Metodická příručka Posuzování dešťových oddělovačŧ jednotných stokových systémŧ v urbanizovaných územích navazuje na metodickou příručku Posouzení stokových systémŧ urbanizovaných povodí (2009). Podrobněji rozpracovává základní vodohospodářskou úlohu řešení ovlivnění recipientu přepady z oddělovačŧ za deště. Příručka je zaměřena na jednotné stokové systémy a zabývá se všemi objekty na jednotné stokové síti s přepadem do vodního toku (tj. oddělovacími komorami, dešťovými nádrţemi, retenčními stokami atd.). V oblasti ovlivnění hydrologického reţimu vodních tokŧ se příručka dotýká i problematiky oddílných systémŧ. Návrh a posouzení nutné retence se však týká pouze ekologických aspektŧ, nikoliv ochrany před povodněmi. 7

8 2 Vliv dešťových oddělovačů na vodní toky Přepady směsi odpadní a dešťové vody z dešťových oddělovačŧ jsou významnými narušeními vodních tokŧ a ohroţují jak jejich ekologický stav, tak nároky na jejich uţívání. Ekologický stav toku (tj. stav jeho biologických komponent, jimiţ jsou řasy, vyšší rostliny, bezobratlí a ryby) je ohroţen v dŧsledku látkových a fyzikálních narušení, která jsou velmi komplexní a často pŧsobí současně. Látková narušení jsou zapříčiněna celou řadou substancí rŧzného pŧvodu, protoţe přepadající voda je směsí znečištěného povrchového odtoku, splaškových i prŧmyslových odpadních vod, resuspendovaných usazenin a erodovaného biofilmu ze stokové sítě. Lehce rozloţitelné organické látky jsou rozkládány heterotrofními bakteriemi za současné spotřeby ve vodě rozpuštěného kyslíku. Kyslík ubývá nejen ve vodě, ale u drobných vodních tokŧ zejména v dnovém sedimentu. Nedostatek kyslíku ohroţuje především citlivé druhy ryb. Při opakovaném vnosu organického znečištění dochází k posunu trofie ekosystému z autotrofního na heterotrofní, ke zvýraznění rozkladných procesŧ a dalšímu úbytku kyslíku. Mění se sloţení potravních skupin společenstva, z dříve rozmanité biocenózy se stává biocenóza monotónní, skládající se z několika destruentŧ tolerantních vŧči koncentracím kyslíku (Krejci et al., 2004). Živiny (dusík a fosfor) vnesené do recipientŧ prostřednictvím dešťových oddělovačŧ mohou přispívat k eutrofizaci úsekŧ pomalu proudících vod a nádrţí a k s ní spojenému deficitu kyslíku v noci. V celkové bilanci ţivin v povodí jsou oddělovací komory sice někdy zatím méně významným zdrojem neţ plošné zdroje (zejména splachy z polí), difúzní zdroje (zpravidla zaústění splaškových vod z menších obcí bez kanalizace) a odtoky z ČOV, avšak se zvyšujícím se počtem ČOV, na nichţ jsou ţiviny odstraňovány, i se vzrŧstající účinností těchto procesŧ, stejně tak se zlepšující se zemědělskou praxí význam oddělovacích komor jako zdroje ţivin stále více stoupá (zejména ve velkých aglomeracích). Závaţné problémy pŧsobí převaţující forma dusíku v odpadních vodách, jíţ jsou amonné ionty (NH 4 + ), které v recipientu při vyšší teplotě a ph disociují na toxický amoniak (NH 3 ), ohroţující zejména ryby v niţších vývojových stádiích. V přepadech OK je obsaţeno značné mnoţství nerozpuštěných látek organického i minerálního pŧvodu, které mají na akvatickou biocenózu řadu rŧzných negativních účinkŧ (BWK-Materialien 1, 2003; Krejci et al., 2004). Suspendované látky pŧsobí zákal vody, sniţují prostupnost světla pro rostliny a vyvíjejí fyziologický stres pro ryby. Sedimentující látky vedou k zabahnění a kolmataci dna, která omezuje výměnné procesy mezi tekoucí vodou a vodou v pórech sedimentu, coţ se negativně projevuje sníţením zásobování říčního dna kyslíkem. Rozklad organického podílu nerozpuštěných látek ve dně je příčinou dalšího úbytku kyslíku či dokonce anaerobních poměrŧ. Na nerozpuštěné látky jsou adsorbovány těţké kovy a organické polutanty, které se kumulují v pomalu proudících úsecích, pŧsobí škodlivě na organizmy, které jsou s nimi v kontaktu, a dostávají se do potravního řetězce. Nejvíce ohroţeny jsou bentické organizmy, u nichţ dochází ke sniţování rozmanitosti druhŧ i počtu individuí. Fyzikální narušení vedou ke změně ţivotního prostoru ve vodním toku, coţ mŧţe ve svém dŧsledku vést aţ k vymizení určitých druhŧ akvatického společenstva. Nejdŧleţitějším fyzikálním narušením je hydraulický (nazývaný téţ hydrobiologický) stres, v menší míře pak i krátkodobá změna teplotního reţimu. Nárazové zaústění dešťové vody z kanalizace změní zejména v drobných vodních tocích ve velmi krátké době hydraulické poměry. Vysoká rychlost proudění vede k odnosu vodních organizmŧ z jejich ţivotních prostor. V extrémním případě dochází k velkoplošnému pohybu 8

9 dna a transportu sedimentŧ a k rozsáhlému odplavení, poškození nebo úhynu značné části populace. Objemy povodňových vln zpŧsobených odtokem z urbanizovaných území a jejich prŧtoková maxima a četnost jsou výrazně zvýšeny oproti dřívějším odtokŧm z přirozeného povodí, na něţ byly akvatické organizmy adaptovány. Příliš četné populační ztráty posléze vedou k významnému nespecifickému ochuzení akvatické fauny (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007). Na druhou stranu jsou však při zvýšených prŧtocích odplavovány jemné sedimenty a dochází tak k dekolmataci dna a ke sníţení chronických účinkŧ látek adsorbovaných na sediment (Krejci et al., 2004). Krátkodobé zvýšení teploty v dŧsledku zaústění teplého dešťového odtoku v létě má význam u málovodných drobných vodních tokŧ, kde mŧţe zpŧsobit sníţení rozpustnosti kyslíku ve vodě a urychlení mikrobiálních procesŧ vedoucí k dalšímu úbytku kyslíku. Zvýšení teploty také zesiluje toxicitu některých látek (např. polyaromatických uhlovodíkŧ a těţkých kovŧ) (Krejci et al., 2004). Narušení některých nárokŧ na uţívání vodního toku souvisejí s narušením jeho ekologického stavu, protoţe jsou jím podmíněna (např. rybářství). Dále dochází často k narušení estetického stavu předměty obsaţenými v odpadní vodě (např. toaletní papír, hygienické potřeby) a k hygienickému narušení patogenními organizmy, která ohroţují uţití toku jako zdroje pitné vody a místa pro koupání (Krejčí a kol., 2002). Narušení vodních tokŧ přepady z OK mají rozdílnou dobu pŧsobení (Krejčí a kol., 2002). Krátkodobé (akutní) vlivy zvýšené koncentrace toxických látek (zejména amoniaku), deficitu kyslíku, zákalu, zvýšení teploty a hydraulického stresu se vyskytují během přepadu aţ několik hodin po něm a mají často vzájemně se zesilující (tzv. synergické) účinky (Borchardt, 1992). Opožděné účinky se projevují několik dní aţ týdnŧ po přepadu a patří k nim zejména deficit kyslíku ve vodě a v dnovém sedimentu a narušení hygienického stavu patogenními organizmy. Dlouhodobé (chronické) účinky přepadŧ z OK (měsíce aţ roky) jsou výsledkem kumulativních efektŧ řady událostí. Řadí se k nim kolmatace dna nerozpuštěnými látkami, deficit kyslíku v sedimentu, chronická toxicita těţkých kovŧ a organických polutantŧ, eutrofizace ţivinami a změny morfologické struktury toku v dŧsledku eroze. Potenciál ohroţení vodních tokŧ se liší v závislosti na velikosti povodí a typu toku. Obecně více ohroţeny jsou drobné vodní toky, kde je poměr zaústěné vody z kanalizace za deště k prŧtoku v toku podstatně větší neţ u tokŧ dostatečně vodných. U drobných vodních tokŧ ve středních polohách jsou hydraulická narušení závaţnější neţ látková, protoţe vzhledem k velkému sklonu dna těchto tokŧ mŧţe jiţ při malém zvýšení prŧtoku nastat odnos organizmŧ či eroze. Oproti tomu níţinné a vzduté toky mají malou rychlost proudění, a proto hydraulické vlivy ustupují před látkovými (BWK-Materialien 1, 2003). Rychlost proudění v toku má velký vliv na dobu pŧsobení znečištění a na sedimentaci nerozpuštěných látek. Čím pomaleji voda proudí, tím déle mohou na biocenózu pŧsobit negativní vlivy vnosu znečištění. V rychle tekoucích a chladných vodách ve středních polohách jsou účinky organického znečištění niţší neţ v níţinných tocích, protoţe látky jsou jednak rychleji transportovány, jednak provzdušňování a doplňování kyslíku přes vodní hladinu probíhá díky zvýšené turbulenci rychleji. Kritický deficit kyslíku nenastává bezprostředně pod výustí OK, ale níţe po toku, zejména v úsecích s nízkou reaerací. V drobných vodních tocích jsou sice nerozpuštěné látky transportovány rychle po proudu, ale mŧţe dojít k lokální kolmataci dna. V pomalu tekoucích úsecích dochází k významné sedimentaci jemných částic a organických nerozpuštěných látek z OK, coţ mŧţe mít za následek anaerobní poměry ve dně spojené s uvolňováním ţivin a eutrofizací, případně remobilizací těţkých kovŧ. Toxicitou amoniaku jsou ohroţeny toky s vápenatým podloţím nebo úseky se zvýšenou teplotou v dŧsledku chybějícího zastínění či pomalu tekoucí eutrofizované úseky tokŧ v níţinách se zvýšeným ph (BWK-Materialien 1, 2003). 9

10 Významnou roli v souvislosti s narušeními vodního toku přepady z OK hraje jeho morfologický stav a dlouhodobá jakost vody, na nichţ závisí prŧběh transportních a transformačních procesŧ. Vzdálenost pŧsobení hydraulického narušení je dána transformací povodňové vlny zpŧsobené přepadem a její event. superpozicí s povodňovou vlnou z přirozeného povodí či výše leţícího zaústění. Vzdálenost pŧsobení látkového narušení je rozdílná pro rŧzné sloţky znečištění a záleţí na transportu látek advekcí a disperzí a na samočisticích procesech v toku (a opět na event. překryvu se zatíţením z výše leţící OK). Morfologicky kvalitní tok má velký potenciál znovuosídlení narušených úsekŧ organizmy z výše leţících nepoškozených úsekŧ toku či z ochranných prostor v místě narušení, a je proto schopen vlivy přepadŧ z OK poměrně rychle kompenzovat. Se ztrátou propojení s nepostiţenými úseky toku nebo dalšími vodními toky a se ztrátou heterogenních habitatŧ, slouţících jako ochranné prostory, se potenciál znovuosídlení sniţuje (Krejčí a kol., 2002). 10

11 3 Ochrana recipientů z emisního hlediska 3.1 Emisní kritéria Cílem ochrany recipientŧ z emisního hlediska je to, aby určitý podíl znečištění obsaţeného ve směsi odpadní a dešťové vody odtékající jednotnou stokovou sítí byl v prŧměrné roční bilanci odváděn na biologický stupeň ČOV. Tím jsou recipienty chráněny především před kumulujícím se znečištěním a jeho dlouhodobými účinky (zejména ţiviny, organické znečištění a nerozpuštěné látky vč. na ně vázaných polutantŧ). Emisní kritéria jsou stanovena jak pro celé urbanizované povodí odkanalizované jednotnou stokovou soustavou, tak i pro jednotlivé oddělovací komory. Zatímco emisní kritéria pro celé urbanizované povodí jsou směrodatná, kritéria pro jednotlivé objekty jsou pouze doporučená. Tento přístup umoţňuje, ţe jednotlivé objekty nemusí být rekonstruovány, pokud je v povodí splněn předepsaný podíl odvádění znečisťujících látek a pokud vyhoví rovněţ imisním kritériím Kritéria pro celé urbanizované povodí V prŧměrné roční bilanci musí být za deště odváděny na biologický stupeň ČOV minimální podíly dešťového odtoku a v něm obsaţeného rozpuštěného znečištění a nerozpuštěných látek odtékající jednotnou stokovou sítí uvedené v Tab. 1. Za rozpuštěné znečištění je povaţován např. N-NH 4 a významný podíl CHSK, BSK 5, N celk a P celk. Tyto tzv. minimální účinnosti odvádění látek se netýkají jednotlivých objektŧ, ale celého povodí jednotné kanalizace bez ohledu na to, zda jsou emise zaústěny do jednoho či více recipientŧ. Tab. 3.1: Minimální účinnosti (procentní podíly) odvádění dešťového odtoku (tj. rozpuštěného znečištění) a nerozpuštěných látek z povodí jednotné kanalizace na ČOV Kategorie ČOV (EO) Dešťový odtok 50% 55% 60% (rozpuštěné znečištění) Nerozpuštěné látky 65% 70% 75% Diferenciací emisního kritéria pro rŧzné velikostní kategorie ČOV je zohledněna jednak účinnost odstraňování znečisťujících látek na ČOV, jednak hustota obyvatel napojených na stokovou síť v urbanizovaném povodí. Pro větší ČOV je Nařízením vlády č.61/2003 Sb. v platném znění předepsána vyšší účinnost odstraňování znečisťujících látek, a proto má smysl na ně odvádět vyšší podíly znečištění. Větší hustota obyvatel (vztaţeno na redukovanou plochu) je zpravidla v povodí velkých ČOV neţ malých ČOV. Niţší poţadovanou účinností odvádění látek na malé ČOV je zabráněno neúměrně velkým specifickým retenčním objemŧm v územích s řídkou zástavbou a niţší účinností čištění odpadních vod. Je-li na jednotnou stokovou síť napojeno dílčí povodí odvodněné oddílnou splaškovou kanalizací, koncentrace bezdeštného odtoku, a tudíţ i odtoku jednotnou kanalizací za deště, jsou vyšší. Proto se zvyšují minimální poţadované účinnosti odvádění látek z Tab. 3.1 v závislosti na poměru počtu obyvatel (EO) napojených na splaškovou kanalizaci a na jednotnou kanalizaci o 5EO oddílná /EO jednotná (%), ale maximálně na 65% pro rozpuštěné látky a na 80% pro nerozpuštěné látky. 11

12 3.1.2 Kritéria pro jednotlivé dešťové oddělovače U jednotlivých dešťových oddělovačŧ doporučuje ČSN EN 752 (2008) splnit pěti až osminásobné zředění bezdeštného odtoku před oddělením vod (poměr ředění 1 : 5 aţ 1 : 8). Není však specifikováno, zda poměr ředění je vztahován k prŧměrnému dennímu prŧtoku či k maximálnímu hodinovému prŧtoku ve stokové síti. V naší vodohospodářské praxi se ředění vztahuje zpravidla k maximálnímu hodinovému prŧtoku (odpadních vod včetně balastních vod). Vhodné je uvádět oba poměry ředění. 3.2 Výpočet skutečné účinnosti odvádění látek Výpočet skutečných účinností odvádění dešťového odtoku a znečisťujících látek stokovou sítí na ČOV se provádí dlouhodobou simulací sráţkoodtokových procesŧ v povodí pomocí zkalibrovaného hydrologického nebo hydrodynamického modelu zatíţeného víceletou (nejlépe min. 10 letou) dešťovou řadou. Aritmetický prŧměr vypočtených účinností odvádění za uvaţované víceleté období musí dosahovat nebo překračovat hodnoty poţadované v Tab Při výpočtu se předpokládá úplné promíchání bezdeštného a dešťového odtoku ve stokové síti a v čase konstantní koncentrace. Účinnost odvádění látek na ČOV za deště lze pak vypočítat jako: VJK Vbezd. cjk VOK. cok Vdest. cjk VOK. cok R. 1 V V. c V. c JK bezd JK dest JK účinnost odvádění látek na ČOV (%) V JK roční mnoţství celkového odtoku odváděného jednotnou kanalizací (m³/rok) V bezd roční mnoţství bezdeštného odtoku odváděného jednotnou kanalizací (m³/rok) V dest roční mnoţství dešťového odtoku přitékající do jednotné kanalizace (m³/rok) V OK roční mnoţství vody odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu (m³/rok) c JK koncentrace v odtoku jednotnou kanalizací (mg/l) koncentrace ve vodě odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu (mg/l) c OK Účinnost odvádění rozpuštěných látek (N-NH 4, BSK 5, CHSK, N celk, P celk ) odpovídá vypočtené účinnosti odvádění dešťového odtoku dest na ČOV, protoţe c JK = c OK. Takţe: dest N NH4 BSK5 CHSK Ncelk Pcelk R. 2 Vdest VOK dest. 100 R. 3 V dest dest účinnost odvádění dešťového odtoku a rozpuštěných látek na ČOV (%) Účinnost odvádění nerozpuštěných látek závisí na sedimentační či separační účinnosti objektu na stokové síti sed (Tab. 3.2). Zatímco pro oddělovací komory se zpravidla uvaţuje stejná účinnost odvádění dešťového odtoku a nerozpuštěných látek, ve stokové síti s dešťovými nádrţemi či vírovými separátory je účinnost odvádění nerozpuštěných látek vyšší. 12

13 NL dest V j OK DN, j,. V dest sed, j NL účinnost odvádění nerozpuštěných látek na ČOV (%) dest účinnost odvádění dešťového odtoku a rozpuštěných látek na ČOV (%) sed,j sedimentační účinnost prŧtočné nádrţe j nebo separační účinnost objektu j (%) V OK,DN,j roční mnoţství vody odváděné do recipientu přes prŧtočnou nádrţ nebo jiný objekt se separačními účinky j (m³/rok) V dest roční mnoţství dešťového odtoku přitékající do jednotné kanalizace (m³/rok) R. 4 Tab. 3.2: Sedimentační a separační účinnosti pro nerozpuštěné látky (NL) v závislosti na retenčním objemu (mezilehlé hodnoty se lineárně interpolují)(öwav-regelblatt 19, 2007) Specifický retenční objem (m 3 /ha red dílčího povodí) 1 Účinnost sed (%) Vírový separátor Průtočná nádrž Retenční stoka s OK zadržení NL >10 >15 >30 50 Hodnoty Tab. 3.2 lze pouţít i pro záchytné nádrţe. Ty by však měly být navrhovány jen při dobách dotoku stokovou sítí menších neţ 20 minut, kdy je pravděpodobný výskyt prvního splachu. Při výpočtu se zjednodušeně povaţují koncentrace nerozpuštěných látek za konstantní v čase i podél stokové sítě a účinnosti v Tab. 3.2 za roční prŧměr. Přípustná je rovněţ dynamická simulace koncentrací nerozpuštěných látek v odtoku jednotnou kanalizací (např. zahrnutí denní variability koncentrace v bezdeštném odtoku), pak se však hodnoty účinnosti z Tab. 3.2 vztahují k aktuální koncentraci nerozpuštěných látek v objektu. V případě pouţití jiných hodnot neţ v Tab. 3.2 je nutno separační účinnost objektu pro nerozpuštěné látky doloţit (např. měřením). 3.3 Opatření pro splnění emisních kritérií Účinnost odvádění látek za deště na ČOV lze zvýšit pomocí rŧznorodých opatření, která umoţňují značnou flexibilitu v plánování. Patří sem např.: Vsakování sráţkového odtoku Retence Zvýšení přítoku na ČOV Řízení odtoku stokovou sítí v reálném čase Mechanické předčištění vody odtékající z dešťových oddělovačŧ do recipientu Nejúčinnější zpŧsob redukce celkových emisí ze stokové sítě pomocí jednoho či kombinace více opatření a optimální poměr uţitku a s ním spojených nákladŧ je v konkrétním případě nutno hledat pomocí dlouhodobé simulace sráţkoodtokového procesu v urbanizovaném povodí (kap. 6.1). 1 Do plochy dílčího povodí se započítává veškerá plocha povodí nad objektem se separačními či sedimentačními účinky (i kdyţ se ve výše leţícím povodí vyskytují dešťové oddělovače). 13

14 4 Ochrana recipientů z imisního hlediska Ve specifických případech je nutno obecná emisní kritéria zpřísnit na základě skutečného pŧsobení přepadŧ z dešťových oddělovačŧ v recipientu neboli imisí. Imisní ochrana recipientu zohledňuje parametry konkrétního vodního toku a soustřeďuje se na hydraulické narušení recipientu, akutní toxicitu amoniaku, deficit kyslíku a na nerozpuštěné látky. Pro tyto klíčové ukazatele jsou definovány cílové hodnoty v recipientu za deště (imisní kritéria). Imisní ochrana zahrnuje i hygienické znečištění a estetické narušení recipientu vlivem přepadŧ z oddělovačŧ, pro něţ však klíčové ukazatele nemají za deště cílové hodnoty. Účelem metodické příručky je bezpečná identifikace kritických případů pŧsobení jednotlivých oddělovacích komor na vodní tok či spolupŧsobení více objektŧ za sebou a jejich odlišení od těch situací, kdy při dodrţení emisních kritérií nejsou očekávány ţádné negativní účinky. Metodická příručka uvádí i moţná problémově orientovaná opatření pro dodrţení imisních kritérií, avšak konkrétní návrh je nutno provést při zohlednění místních podmínek. Postup posouzení splnění imisních kritérií je dokumentován v případové studii (kap. 8.1). 4.1 Hydraulické narušení Imisní kritéria Přepady z OK nesmí mít významné negativní hydraulické účinky na biocenózu vodního toku. Jejich pŧsobení závisí na morfologii vodního toku, především na mnoţství ochranných prostor a na stabilitě dna. Negativní ekologické dŧsledky lze očekávat, kdyţ se počet událostí eroze dna v dŧsledku zvýšených přítokŧ dešťových vod více neţ zdvojnásobí oproti přirozenému stavu; u tokŧ s narušenou morfologií (málo ochranných prostor a omezené znovuosídlení) mŧţe narušení pŧsobit i menší počet událostí. Maximální srážkový odtok z výustí oddělovacích komor a dešťové kanalizace s dobou opakování 1 rok (n = 1) by neměl překročit 10-50% přirozeného neovlivněného jednoletého průtoku v toku nad zaústěním: Q přep,1 x Q 1 R. 5 Q přep,1 jednoletý prŧtok z výustí oddělovacích komor a dešťové kanalizace (m 3 /s) x 0,1 aţ 0,5 nebo maximálně (Q 2 /Q 1-1) Q 1 jednoletý prŧtok ve vodním toku (m 3 /s) dvouletý prŧtok ve vodním toku (m 3 /s) Q 2 Z dŧvodu vyšší bezpečnosti posouzení se uvaţuje zaústění přepadŧ do Q 1 v toku neboli současnost jednoleté povodně v přirozeném i urbanizovaném povodí. Maximální přípustný prŧtok v toku pod výustí jedné či více OK nebo dešťové kanalizace tedy je: Q tok (1,1 aţ 1,5) Q 1 nebo Q tok (1,1Q 1 aţ Q 2 ) R. 6 Q tok prŧtok ve vodním toku pod výustí; Q tok = Q přep,1 + Q 1 (m 3 /s) 14

15 Přípustný násobek překročení jednoletého prŧtoku Q 1 v toku se orientuje zhruba na dvouletou povodeň Q 2, která je povaţována za korytotvornou. Podhorské toky se štěrkovým dnem mají poměr Q 2 /Q 1 zpravidla vyšší neţ toky níţinné s jemnozrnným sedimentem. Zároveň je však nutno přihlíţet k případné úpravě vodního toku, a tím sníţení potenciálu znovuosídlení úsekŧ narušených sráţkovým odtokem z urbanizovaného území. Niţší hodnota přípustného násobku jednoletého prŧtoku (1,1Q 1 ) platí pro toky s písčito-jílovým dnem, malou variabilitou šířky koryta a nízkým potenciálem znovuosídlení narušených úsekŧ vodními organizmy z výše leţících úsekŧ toku či jeho přítokŧ, vyšší hodnota (1,5Q 1 nebo maximálně Q 2 ) pro toky se štěrkovým dnem, velkou variabilitou koryta a velkým potenciálem znovuosídlení. Mezilehlé hodnoty se stanoví na základě morfologického stavu toku a potenciálu znovuosídlení (viz kap ). Vzhledem k tomu, ţe zvýšené hydraulické narušení toku mohou pŧsobit nejen přepady z oddělovacích komor, ale i výtoky z oddílné dešťové kanalizace či dešťových nádrţí, je nutno zahrnout do posouzení v konkrétní lokalitě celý systém městského odvodnění. Pokud dojde k překročení imisního kritéria, je nutné detailnější posouzení (u stávajících zaústění nejlépe biologickým prŧzkumem) a zváţení případných opatření Výpočet hydraulického narušení Sráţkový odtok z oddělovacích komor a dešťových výustí se zjistí dlouhodobou simulací urbanizovaného povodí hydrologickým nebo hydraulickým modelem pro historickou řadu dešťŧ (min. 10 letou) (podrobněji o modelech viz příručka PSSUP, AČE ČR, 2009). Vyhodnocení hydraulického narušení závisí na komplexnosti stokové sítě (počtu výustí dešťových oddělovačŧ či dešťové kanalizace). Pro jeden oddělovač: Pro jeden oddělovač je moţno provést přímé vyhodnocení Q přep,1. Pro více oddělovačŧ: V případě stokové sítě s více výustmi se vlivy jednotlivých výustí v recipientu mohou překrývat. Toto spolupŧsobení závisí na době dotoku stokovou sítí mezi jednotlivými objekty a na době dotoku mezi jejich výustmi v recipientu. Pro zjištění maximálního sráţkového odtoku se proto při více výustech doporučuje postupovat v následujících úrovních se zvyšující se podrobností posouzení: 1. Posuzuje se součet všech Q přep,1 z výustí, jejichţ odtoky mohou ve vodním toku spolupŧsobit. Před vlastním posouzením je proto nutno ohraničit oblast nebo oblasti moţného spolupŧsobení. Orientační vzdálenosti pŧsobení přepadŧ ve vodním toku je moţno s velkou bezpečností vzít z Tab. 4.2 (z praktických dŧvodŧ stejné jako při posuzování toxicity amoniaku). Pokud se na vodním toku vyskytuje nádrţ s delší dobou zdrţení vody, začíná pod nádrţí další posuzovaná oblast. Při soutoku s dalším tokem v dosahu pŧsobení se posuzuje i místo před soutokem. 2. Při posouzení se zohledňuje translační pohyb vody v korytě mezi jednotlivými výústmi při prŧtoku Q 1 v toku. Simulované řady přepadŧ z jednotlivých OK se posunou o příslušné doby dotoku ve vodním toku a sečtou se. Pak se teprve vyhodnocuje Q přep,1. 15

16 3. Detailnější zohlednění translačního pohybu vody a retence ve vodním toku je moţno provést simulací odtoku v urbanizovaném povodí včetně vodního toku. Vyhodnocuje se prŧtok v toku pod výustmi Q tok. Posouzení na úrovni podrobnosti 1 je nejjednodušší a obsahuje nejvyšší bezpečnost, a proto je-li splněno imisní kritérium, není třeba přistupovat k dalším krokŧm. Pouţití podrobnosti 2 či 3 do značné míry závisí na tom, zda je moţno do modelu urbanizovaného povodí zahrnout kromě stokové sítě i vodní tok či nikoliv. Přímé modelování odtoku ve vodním toku mŧţe být snazší neţ dopočet dob dotoku. Nutné modely a data pro jednotlivé míry podrobnosti posouzení jsou v Tab Tab. 4.1: Modely a data pro jednotlivé míry podrobnosti posouzení hydraulického zatížení vodního toku Vždy (podrobnost 1) Navíc podrobnost 2 Navíc podrobnost 3 Hydrologický nebo hydrodynamický model stokové sítě Dešťová řada (min. 10 let) Q 1, Q 2 ve vodním toku nad urbanizovaným územím Morfologický stav vodního toku pro diferenciaci jeho zatíţitelnosti Doby dotoku mezi výustmi ve vodním toku při Q 1 Data vodního toku pro zahrnutí do modelu (šířka, sklon, drsnost, vzdálenosti resp. umístění výustí) Vyhodnocení splnění či překročení imisního kritéria Pro vyhodnocení maximálního odtoku s dobou opakování 1 rok jsou nutné následující kroky: 1. Seřazení hodnot kulminačních přepadových prŧtokŧ kaţdé dešťové události nebo prŧtokŧ ve vodním toku sestupně podle velikosti. 2. Vytvoření výběru prvkŧ pro vyhodnocení. Počet prvkŧ výběru L má být roven 2 aţ 3 násobku počtu let M, pro něţ byla prováděna simulace (bez případných mezer). 3. Přiřazení pořadí k jednotlivým prvkŧm výběru (1 aţ L). 4. Výpočet doby opakování T pro jednotlivé prvky podle R Stanovení Q přep,1 odečtením pro T = 1 rok nebo interpolací z přilehlých dob opakování. L 1 M T. R. 7 k L T M L k doba opakování (roky) délka simulace (počet let) počet prvkŧ výběru (počet) pořadí prvku výběru (počet) 16

17 4.1.3 Opatření ke snížení hydraulického narušení Vhodná opatření ke sníţení hydraulického narušení vodních tokŧ přepady z OK a dešťovým odtokem z oddílné stokové sítě jsou: Redukce dešťového odtoku v urbanizovaném povodí sníţením ploch nepropustných povrchŧ výměnou za povrchy propustné nebo jejich odpojením od stokové sítě a retencí a zasakováním dešťových vod pokud moţno v místě vzniku. Retence dešťového odtoku ve stokové síti nebo dešťových nádrţích, event. doplněná o řízení odtoku ve stokové síti k optimalizaci vyuţití retenčních prostor a rovnoměrnému vyuţití kapacity ČOV. Redukce tečného napětí přímo ve vodním toku např. rozšířením koryta. Rozšíření koryta musí být stanoveno vzhledem k hloubce tak, aby nebyl narušen ekologický stav vodního toku. Je nutno přezkoumat případná negativní pŧsobení změny morfologie toku (např. moţnost zvýšené sedimentace nerozpuštěných látek). 4.2 Akutní toxicita amoniaku Imisní kritéria Splašková voda obsahuje vysoké koncentrace amoniakálního dusíku, který se oddělovači dostává do recipientu. Nedisociovaný amoniak NH 3 vzniká z amonných iontŧ NH + 4 při vyšších hodnotách ph a teploty a je toxický zejména pro ryby v niţších vývojových stadiích. Čím delší je pŧsobení amoniaku, tím niţší koncentrace jsou pro ryby únosné. Pro vyloučení akutní toxicity amoniaku nesmí být ani krátkodobě (po dobu 1 hodiny) překročena koncentrace ve vodním toku N-NH 3 0,1 mg/l u lososových vod 2 a 0,2 mg/l u kaprových vod 2 (max. přípustná doba opakování 1 rok) Výpočet koncentrací amoniaku Koncentrace amoniaku ve vodním toku pod výustí oddělovače se vypočtou ve 2 krocích: I. výpočet koncentrací N-NH 4 II. výpočet koncentrací N-NH 3 z koncentrací N-NH 4 a hodnot ph a teploty v toku I. Výpočet N-NH 4 ve vodním toku: Pro jeden oddělovač: Koncentrace N-NH 4 v recipientu v dŧsledku přepadŧ v povodí s jednou oddělovací komorou nebo s více oddělovači, jejichţ vlivy se ve vodním toku nepřekrývají (Tab. 4.2), lze vypočítat pomocí 2 směšovacích rovnic: a) Směšovací rovnicí pro bezdeštný prŧtok v kanalizaci a dešťový přítok z povodí lze zjistit koncentrace ve vodě přepadající z OK: Q. c. bezd bezd Qdest. cdest QOK. cok Qpokr cok R. 8 Z toho: 2 Rybné vody jsou vymezeny Nařízením vlády č. 71/20003 Sb., ve znění nařízení č. 169/2006 Sb. 17

18 c OK Resp. c OK Q Q bezd bezd. c Q. c bezd OK bezd Q Q dest pokr Q Q OK OK. c dest Q Q pokr pokr Q bezd. c dest R. 9 R. 10 Q bezd c bezd Q dest c dest Q OK c OK Q pokr bezdeštný odtok (m 3 /s) N-NH 4 koncentrace v bezdeštném odtoku (mg/l) dešťový odtok v povodí (m 3 /s) N-NH 4 koncentrace v dešťovém odtoku (mg/l) oddělený prŧtok do recipientu (m 3 /s) koncentrace N-NH 4 v oddělené vodě i v odtoku škrticí tratí (mg/l) odtok škrticí tratí směrem na ČOV (m 3 /s) b) Směšovací rovnicí pro oddělenou vodu přepadající z OK a recipient se vypočtou koncentrace v recipientu pod OK: Q R, nad QOK cr pod Q R, nad. cr, nad QOK. cok., R. 11 Z toho: c R, pod Q R, nad. c Q R, nad R, nad Q Q OK OK. c OK R. 12 Resp. po dosazení a úpravě: c R, pod Q R, nad. c R, nad Q bezd. c bezd Q QOK Q pokr Q OK R, nad Q Q pokr OK Q OK Q bezd. c dest. Q QOK Q pokr OK R. 13 Q R,nad c R,nad c R,pod prŧtok ve vodním toku nad zaústěním OK (m 3 /s) N-NH 4 koncentrace ve vodním toku nad zaústěním OK (mg/l) N-NH 4 koncentrace ve vodním toku pod zaústěním OK (mg/l) Z dŧvodu vyšší bezpečnosti posouzení se přepady při výpočtu zaúsťují do nízkých prŧtokŧ v toku, tj. Q R,nad = Q 347 (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007; VSA, 2007). Posouzení se opět doporučuje provést ve více úrovních se zvyšující se mírou náročnosti a podrobnosti: 1. Nejjednodušší je nejprve provést orientační výpočet koncentrace N-NH 4 v toku podle R. 13 pro rŧzné realistické oddělené prŧtoky a prŧtok v recipientu a zjistit, zda v recipientu mŧţe nastat kritická situace (v tomto případě se sleduje překročení koncentrací N-NH 4 1,5 mg/l, resp. 3,0 mg/l viz níţe). Je nutné mít na zřeteli, ţe koncentrace v recipientu má charakteristický prŧběh s maximem při určitém dešťovém 18

19 N-NH 4 v toku pod OK (mg/l) Metodická příručka Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích odtoku v povodí a z něj plynoucím poměru ředění oddělené vody a vody v recipientu (Obr. 4.1). 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Q v toku pod OK (l/s) Obr. 4.1: Průběh koncentrace amoniakálního dusíku ve vodním toku pod OK pro různé dešťové přítoky z urbanizovaného povodí, a tudíž různý výsledný průtok ve vodním toku 2. Dynamický prŧběh prŧtokŧ při přepadu lze získat simulací odtoku z urbanizovaného povodí hydrologickým nebo hydraulickým modelem zatíţeným historickou řadou dešťŧ. Model nemusí umoţňovat simulaci transportu látek a vodní tok nemusí být zahrnut v modelu. Koncentrace N-NH 4 v recipientu lze dopočítat v tabulkovém kalkulátoru, např. v Excelu, pomocí R Pokud model umoţňuje simulaci odtoku z urbanizovaného povodí i ve vodním toku včetně transportu látek, je moţno přímo získat koncentrace N-NH 4 v recipientu. Pokud je orientačním posouzením 1 splněno imisní kritérium (koncentrace N-NH 4 1,5 mg/l, resp. 3,0 mg/l), není třeba přistupovat k dalším krokŧm. Pouţití podrobnosti 2 či 3 do značné míry závisí na tom, zda je moţno do modelu urbanizovaného povodí zahrnout i vodní tok či nikoliv a zda model umoţňuje simulaci transportu látek. Přímé modelování koncentrací ve vodním toku mŧţe být snazší neţ jejich dopočet. Pro více oddělovačŧ: Při posuzování rozsáhlejších systémŧ s více OK je nutno ve směšovací rovnici ještě zohlednit (časově proměnný) přítok škrticí tratí z výše leţícího dílčího povodí: Q. bezd. cbezd Qdest. cdest Qpokr, nad. cok, nad QOK. cok Qpokr cok R. 14 Q pokr,nad c OK,nad odtok škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí (m 3 /s) koncentrace N-NH 4 v odtoku škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí (mg/l) V povodí s více oddělovacími komorami lze očekávat spolupŧsobení látkového zatíţení z OK ve vodním toku, pokud jsou jejich výusti vzdáleny méně neţ hodnoty v Tab Na rozdíl od posuzování maximálního moţného hydraulického zatíţení však při výpočtu maximální 19

20 Průměrná hloubka (m) Metodická příručka Posuzování dešťových oddělovačů jednotných stokových systémů v urbanizovaných územích koncentrace N-NH 4 v recipientu není vţdy na straně bezpečnosti postupovat tak, ţe se sečtené látkové toky ze všech OK zaústí v jednom bodě do recipientu. Nejvyšší koncentrace N-NH 4 ve vodním toku totiţ nastávají při přepadu málo deštěm ředěného bezdeštného odtoku do nízkých prŧtokŧ v toku (viz téţ Obr. 4.1). Ve sloţitějších systémech však naopak vyšší prŧtoky při přepadech z některých oddělovačŧ mohou vést k opětovnému sníţení koncentrací N-NH 4 v toku. V případě, ţe není k dispozici simulační model obsahující transport látek ve stokové síti i vodním toku, je proto na straně bezpečnosti posuzovat splnění imisního kritéria variantně bez i s překrýváním vlivŧ více OK. Tab. 4.2: Maximální vzdálenost působení přepadů z OK ve vodním toku vzhledem k akutnímu zatížení NH 3 a deficitu kyslíku při nízkých průtocích (Q 347 ). Pro zvýšení bezpečnosti se doporučuje hodnoty násobit faktorem 0,4 (podle BWK-Merkblatt 3, 2001). Průměrná rychlost proudění (m/s) 0,1 0,5 >0,5 0,1 <4 km 4 km - 0,5 5 km 7 km 10 km >0,5 10 km 12 km - Moţné postupy při posuzování sloţitějších systémŧ se zvyšující se podrobností jsou: 1. Pomocí hydrologického nebo hydraulického modelu urbanizovaného povodí (bez vodního toku) doplněného o model transportu látek se dlouhodobou simulací pro řadu dešťŧ vypočtou emise N-NH 4 z jednotlivých oddělovačŧ. Koncentrace ve vodním toku pod oddělovači se dopočtou pro pozaďovou koncentraci c R,nad a prŧtok Q 347 pomocí tabulkového kalkulátoru ve dvou variantách: a. bez uvaţování spolupŧsobení přepadŧ ve vodním toku, b. při uvaţování spolupŧsobení přepadŧ ve vodním toku postupně po proudu, tj. po sečtení emisí z OK v oblasti ohraničené vzdálenostmi z Tab Pouţití hydrologického nebo hydraulického modelu odtoku z urbanizovaného povodí včetně vodního toku a transportu látek umoţňuje přímý výpočet koncentrací v toku pod jednotlivými výustmi při zohlednění translace (případně i disperze) v korytě a překrývání pŧsobení jednotlivých OK. II. Výpočet N-NH 3 ve vodním toku: Podíl amoniaku NH 3 na koncentraci celkového amoniakálního dusíku NH NH 3 se vypočte v závislosti na disociační rovnováze NH + 4 a NH 3 dané hodnotou ph a teplotou vody (Emerson et al., 1975): 1 N NH 3 N NH 4 NH 3 pka ph R N-NH 3 N-(NH + 4 +NH 3 ) koncentrace amoniaku ve vodě (mg/l) koncentrace celkového amoniakálního dusíku ve vodě (mg/l) 20

21 p Ka disociační konstanta, p Ka 2729,92 0,09018, T ( C) T 273,16 Disociační rovnováha je ovlivněna především hodnotami ph (Obr. 4.2). Tyto hodnoty jsou v prvé řadě dány geologickým pozadím vodního toku (toky s vápnitým podloţím mají ph vyšší neţ toky s křemitým podloţím). Mohou však být značně ovlivněny i fotosyntézou (zvýšení ph) a procesy rozkladu organických látek (sníţení ph), coţ mŧţe vést k jejich značnému kolísání během jednoho dne. Modelování ph je velmi obtíţné a spojené s řadou nejistot. Proto se zpravidla počítá ph směsi vod ve vodním toku pod oddělovací komorou pro nejnepříznivější situaci, nikoliv jeho denní prŧběh či vývoj podél vodního toku % NH C 15 C 30 C ph Obr. 4.2: Podíl amoniaku NH 3 v závislosti na ph a teplotě vodě Pro výpočet ph směsi vod se pouţívá postup podle Jordana (1989), který vychází z informací o ph a celkové alkalitě (kyselinové neutralizační kapacitě KNK 4,5 ) jednotlivých druhŧ vod a z předpokladŧ, ţe výměna CO 2 s atmosférou mŧţe být zanedbána a ţe celková alkalita závisí převáţně na obsahu hydrogenuhličitanových iontŧ. Pak platí vztah: ph 10 c 1 T alk 6,3 10 R. 16 alk c T celková alkalita (mmol/l) koncentrace veškerého oxidu uhličitého (mmol/l) Pomocí R. 16 lze vypočítat jednak koncentrace veškerého oxidu uhličitého c T pro známé hodnoty ph a alkality jednotlivých druhŧ vod, jednak hodnotu ph směsi vod pro hodnoty alkality a koncentrace veškerého oxidu uhličitého c T získané ze směšovací rovnice: ph 10 log 6,3. c 10 alk 6,3 T. alk R. 17 Doporučené podrobnosti výpočtu při posuzování jsou: 1. V nejjednodušším případě lze předpokládat, ţe po smíšení oddělené vody s vodou v recipientu bude ph=8,25 a T=20 C. Vyšší hodnoty ph a teploty se během přepadu z OK zpravidla neočekávají, protoţe jednak oddělená voda má poměrně nízké ph, a pŧsobí tak pokles ph ve vodním toku, jednak při pokrytí oblohy mraky za deště a 21

22 zvýšeném zákalu vody dochází ke sníţení fotosyntézy. Při ph=8,25 a T=20 C činí podíl N-NH 3 na N-(NH 4 + NH 3 + ) 0,066. Kritickým koncentracím N-NH 3 0,1 mg/l, resp. 0,2 mg/l pak odpovídají koncentrace N-NH 4 1,5 mg/l, resp. 3 mg/l, jejichţ překročení je moţno přímo posuzovat. 2. Přesnější je dopočet ph v toku na základě směšování oddělené vody a vody v toku. Výpočet vychází ze známých hodnot ph a celkové alkality obou druhŧ vod a směšovacích rovnic pro koncentrace veškerého oxidu uhličitého a alkalitu. ph a alkalita oddělené vody jsou považovány za konstantní. Postup obsahuje tyto kroky: a) Výpočet c T pro oba druhy vod (oddělenou vodu a vodu v recipientu nad OK) podle R. 16, b) Výpočet c T v recipientu pod OK směšovací rovnicí pro c T oddělené vody a c T vody v recipientu nad OK (analogicky R. 12), c) Výpočet alk v recipientu pod OK směšovací rovnicí pro alk oddělené vody a alk vody v recipientu nad OK (analogicky R. 12), d) Výpočet ph v toku pod OK na základě vypočtených hodnot c T a alk podle R. 17, e) Výpočet N-NH 3 podle R. 15. Výpočet je moţno provést v tabulkovém kalkulátoru zároveň s dopočtem koncentrací N-NH 4 v toku z emisí z OK. Implementován je jen ve specializovaných programech pro posuzování akutní toxicity amoniaku (např. REBEKA, Rauch et al, 2000). Protoţe k většině přepadŧ dochází v letním období, je na straně bezpečnosti pracovat s maximální měřenou teplotou vody ve vodním toku či se standardní teplotou 20 C. 3. Nejpodrobnější je dopočet ph na základě směšování nejprve povrchového odtoku a bezdeštného odtoku stokovou sítí a potom oddělené vody s vodou v toku (2 směšovací rovnice). Tento zpŧsob je vhodný při pouţití hydrologického nebo hydraulického modelu odtoku z urbanizovaného povodí včetně vodního toku s modelováním transportu látek, do něhoţ se koncentrace látek (tj. v tomto případě alk a c T ) zadávají pro jednotlivé druhy vod. Výsledné ph ve vodním toku pod OK se pak dopočte podle R. 17 a koncentrace N-NH 3 podle R. 15. Za teplotu vody ve vodním toku se dosazuje maximální měřená hodnota či standardní hodnota 20 C. 22

23 Tab. 4.3: Přehled základních charakteristik různých podrobností výpočtů NH 4 a NH 3 a jejich smysluplné kombinace NH 4 Podrobnost 1 hydrologický nebo hydrodynamický model s transportem látek dešťová řada jen urbanizované povodí (emise z OK) tabulkový kalkulátor (imise v recipientu) Podrobnost 2 hydrologický nebo hydrodynamický model s transportem látek dešťová řada urbanizované povodí i vodní tok (imise v recipientu) Podrobnost 1 přepočet z NH 4 faktorem 0,066 X NH 3 Podrobnost 2 směšování přepadů s konst. ph a alk. a vody v recipientu X Podrobnost 3 směšování bezdeštného a dešťového odtoku a vody v recipientu X Nutná data Většina dat pro posouzení je běţně dostupných, ať uţ z Generelu odvodnění či kanalizace, od ČHMÚ, podnikŧ Povodí či provozovatele ČOV. Některá data je však nutno doměřit. Zdroje dat a případné doporučené hodnoty uvádí Tab Pracuje se zpravidla s prŧměrným bezdeštným průtokem ve stokové síti a konstantní koncentrací N-NH 4 v něm. Rovněţ odtok škrticí tratí při přepadu se povaţuje za konstantní. Detailnější modelování za pouţití časově proměnlivých hodnot je téţ moţné. Alkalita v bezdeštném odtoku nebývá měřena, jako orientační hodnotu lze pouţít informaci o alkalitě pitné vody, kterou lze získat od vodárenské společnosti. Alkalita bezdeštného prŧtoku stokovou sítí se však mírně liší od alkality pitné vody, protoţe jednak ji zvyšují některých látky přítomné v odpadní vodě (např. prací a čisticí prostředky, zbytky jídel), jednak ji sniţují balastní vody. Lze očekávat hodnoty 3-6 mmol/l (Borchardt, 1992). Vlastní měření poskytne přesnější informace. Rovněţ ph bezdeštného odtoku je většinou nutno změřit (pokud nejsou informace z nátoku na ČOV). Hodnota se pohybuje zpravidla kolem ph=8, při významném podílu balastních vod je niţší (Rauch et al., 2000). Pro údaje o jakosti dešťového odtoku se doporučuje uvaţovat hodnoty z literatury. Koncentrace N-NH 4 značně kolísají, běţně se pracuje s hodnotou 1 mg/l (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007). Pufrování dešťového odtoku závisí na charakteru území a na převaţujících površích v povodí. Alkalita mŧţe být cca 0,1-1 mmol/l (Eawag et al., 2005a, b), ph cca 6,7-8,1 (Rossi, 1998). Pokud nejsou pro posuzované povodí přesnější informace, doporučuje se pouţít hodnoty alk=0,4 mmol/l a ph=7,4. ph a alkalita v odtoku jednotnou kanalizací za deště klesají v závislosti na ředění bezdeštného odtoku dešťovou vodou. Pokud je pro oddělenou vodu nutno zadat konstantní hodnoty, je na straně bezpečnosti posouzení pouţití stejných hodnot jako pro bezdeštný odtok (Rauch et al., 2000). 23

24 Tab. 4.4: Data pro výpočet N-NH 4 a N-NH 3 (šedě podloženo) ve vodním toku Veličina Jednotka Popis Zdroj Doporučená hodnota Bezdeštný odtok a stoková síť: Q bezd m 3 /s bezdeštný odtok ve Měření stokové síti (včetně Výpočet balastních vod) Generel c bezd mg/l koncentrace N-NH 4 v bezdeštném odtoku odvodnění Měření Provozovatel ČOV Q pokr m 3 /s odtok škrticí tratí Generel odvodnění Simulace Q pokr,nad m 3 /s odtok škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí Simulace c OK,nad mg/l koncentrace N-NH 4 v odtoku škrticí tratí výše leţícího dílčího povodí Simulace ph bezd - ph v bezdeštném odtoku Měření Provozovatel cca cca 8 Poznámka zpravidla průměrná hodnota zpravidla průměrná hodnota během přepadu zpravidla konstantní hodnota během přepadu zpravidla konstantní hodnota; jinak časově proměnlivá časově proměnlivá hodnota konstantní hodnota Podrobnost 3 ČOV Měření cca 3-6 konstantní hodnota Podrobnost 3 alk bezd mmol/l celková alkalita v bezdeštném odtoku Dešťový odtok: Q dest m 3 /s dešťový odtok v povodí Simulace časově proměnlivá hodnota c dest mg/l koncentrace N-NH 4 v dešťovém odtoku ph dest - ph v dešťovém odtoku Literatura cca 7,4 (6,8-7,8) Literatura cca 1 zpravidla konstantní hodnota konstantní hodnota Podrobnost 3 alk dest mmol/l celková alkalita v dešťovém odtoku Literatura cca 0,4 (0,4-1,0) Oddělená voda: ph OK ph v oddělené vodě (Měření) cca 8 (jako bezdeštný odtok) (7,4-8) alk OK mmol/l celková alkalita v oddělené vodě Literatura (Měření) cca 3 (1-3) konstantní hodnota Podrobnost 3 konstantní hodnota Podrobnost 2 konstantní hodnota Podrobnost 2 24

25 Tab. 4.4 pokrač.: Data pro výpočet N-NH 4 a N-NH 3 (šedě podloženo) ve vodním toku Veličina Jednotka Popis Zdroj Doporučená hodnota Recipient: Q R,nad m 3 /s průtok Q 347 ve vodním ČHMÚ toku nad zaústěním urbanizovaného povodí (nejvýše poloţené OK) c R,nad mg/l koncentrace N-NH 4 ve Měření vodním toku nad ISVS zaústěním IS ARROW urbanizovaného povodí NV61/2003 0,03 lososové vody 0,16 kaprové ph R,nad ph ve vodním toku nad OK Měření ISVS IS ARROW Měření alk R,nad mmol/l celková alkalita ve vodním toku nad OK Tab. 4.5 ph R,pod ph v toku pod OK Literatura Výpočet Simulace T C teplota v toku pod OK Literatura Měření Data o vodním toku pro Měření výpočet transportu látek Generel (šířka, sklon, drsnost, odvodnění vzdálenosti resp. umístění Literatura výustí, příp. součinitel disperze ) Poznámka zpravidla konstantní hodnota pro studium budoucích scénářů vody maximum Podrobnost 2, 3 Podrobnost 2, 3 8,25 Podrobnost 1 Podrobnost 2 Podrobnost 3 20 maximum Podrobnost 1, 2, 3 V závislosti na pouţitém modelu Podrobnost 3 Přepady z OK se při výpočtu z dŧvodu vyšší bezpečnosti posouzení zaúsťují do nízkých prŧtokŧ ve vodním toku, tj. Q 347 (ÖWAW-Regelblatt 19, 2007; VSA, 2007), které lze obdrţet od ČHMÚ. Koncentrace N-NH 4 ve vodních tocích lze pro monitorované profily získat na portálech ISVS ( nebo IS ARROW ( případně přímo od správce příslušné monitorovací sítě. Pro nemonitorované profily je nutno je změřit. Pokud koncentrace N-NH 4 v recipientu nad urbanizovaným povodím překračují maximální přípustné hodnoty pro rybné vody dle Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. v platném znění, pak je vhodné posoudit i budoucí variantu ovlivnění recipientu přepady po jejich splnění. Pro hodnoty ph a alkality ve vodních tocích se opět mohou pouţít data z ISVS nebo IS ARROW, jsou-li k dispozici. Při chybějících informacích o alkalitě je moţno orientačně pracovat se smysluplnými kombinacemi ph a alkality dle Tab Nejlepší je provést vlastní měření ph, a to za slunného letního dne brzy odpoledne, kdy se vyskytují nejvyšší hodnoty. Zároveň se měří i teplota vody a odebírá vzorek pro laboratorní stanovení alkality. Tab. 4.5: Smysluplné hodnoty alkality ve vodních tocích v závislosti na ph (BWK-Merkblatt3, 2001) ph (-) 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 Alkalita (mmol/l)

26 Vyhodnocení splnění či překročení imisního kritéria Nejsnáze lze splnění či překročení imisního kritéria vyhodnotit opticky ze simulovaného prŧběhu koncentrací N-NH 4 či N-NH 3 v toku pod kaţdou OK Opatření ke snížení akutní toxicity amoniaku Jako opatření ke sníţení akutní toxicity amoniaku ve vodním toku připadá v úvahu: Retence splaškových vod a řízené vypouštění do kanalizace. Zvýšení škrceného odtoku směrem na ČOV (niţší koncentrace N-NH 4 v oddělené vodě) a zvětšení retenčního objemu ve stokové síti (sníţení četnosti a trvání přepadŧ, moţnost zachycení nárazových zatíţení). Případně mŧţe být doplněno o řízení odtoku ve stokové síti pro optimalizaci vyuţití retenčních prostor a ČOV. Předčištění oddělené vody, např. zaústěním do zemního filtru (ve formě nepropustné nádrţe). Toto opatření je však vzhledem ke značné prostorové náročnosti omezeno zpravidla jen na málo urbanizovaná území. Zastínění toku přirozenou vegetací, které vede ke sníţení teploty a kolísání ph ve vodním toku. Tím se ovlivní disociační rovnováha amoniakálního dusíku a zmenší podíl toxického nedisociovaného amoniaku na celkovém amoniakálním dusíku. 4.3 Deficit kyslíku Imisní kritérium Vnos organických látek přepady z OK a jejich následný rozklad mŧţe vést ke značnému deficitu kyslíku ve vodním toku či jeho sedimentech. Nejcitlivější na nedostatek kyslíku jsou lososové ryby (pstruzi). Pro dostatečnou ochranu biocenózy nesmí koncentrace kyslíku v říční vodě v dŧsledku přepadŧ z oddělovacích komor klesnout pod 5 mg/l. Při této koncentraci se předpokládá, ţe nenastanou anaerobní poměry ani ve svrchní vrstvě sedimentu. Výpočet koncentrací kyslíku v recipientu po oddělení je i při pouţití simulačních programŧ zatíţen značnými nejistotami. Deficit kyslíku ve vodním toku je totiţ zpravidla zapříčiněn spolupŧsobením organického zatíţení za bezdeštné situace, eutrofizace a přepadŧ z OK. Doporučuje se proto prŧzkum toku a měření koncentrací rozpuštěného kyslíku. Nejniţší hodnoty se vyskytují v noci a v časných ranních hodinách, kdy ještě nedochází k fotosyntetické produkci kyslíku. Měření by proto mělo být provedeno nejlépe brzy ráno. Dŧleţitou orientační pomŧckou pro zjištění případného deficitu kyslíku v malých vodních tocích je také černé zbarvení spodních stran kamenŧ ve dně (skvrny sirníku ţeleznatého), které je známkou redukčních procesŧ. Koncentrace kyslíku ve vodě neklesnou pravděpodobně pod 5 mg/l, kdyţ: Nevyskytují se anaerobní podmínky ve svrchní vrstvě sedimentu, Nedochází k význačnému deficitu kyslíku za bezdeštné situace, Sklon toku je > (3 aţ 5) m/km. 26

27 4.3.2 Opatření ke snížení deficitu kyslíku Ke zlepšení stavu je většinou nutná kombinace opatření se zváţením jejich efektivity. Moţná opatření pro sníţení deficitu kyslíku jsou: Redukce jiných zdrojů látkového zatížení vodních tokŧ neţ jsou OK (především trvalých, jako jsou plošné a difúzní zdroje nebo odtoky z ČOV). Tyto zdroje mají často rozhodující význam, protoţe podmiňují mnoţství biomasy řas a baktérií ve vodním toku (a tím jeho kyslíkový reţim) i mnoţství remobilizovatelných sedimentŧ. Opatření ke sníţení mnoţství organických látek a ţivin vypouštěných do vodních tokŧ v bezdeštném období je základem i ke sníţení negativních účinkŧ přepadŧ z OK na kyslíkový reţim vodních tokŧ. Redukce počtu přepadů a vnosu znečištění z OK opatřeními v povodí a ve stokové síti, např.: o Zvětšení retenčního objemu především ve formě prŧtočných nádrţí, které kromě retenčního účinku mají i sedimentační účinek na nerozpuštěné látky anorganického i organického pŧvodu. Vyuţití retenčních prostor je moţno zvýšit řízením odtoku ve stokové síti. o Redukce nepropustných ploch v povodí napojených na stokovou síť. o Zvýšení odtoku na ČOV. o Častější odstraňování sedimentŧ ve stokové síti. Předčištění oddělené vody (např. zemní filtr). Opatření ve vodním toku: zvýšením zastínění toku vegetací se sníţí kolísání koncentrací kyslíku zpŧsobeného eutrofizací, zlepšením morfologie toku se zvýší turbulence a tím rychlosti reaerace (doplňování kyslíku přes vodní hladinu). Velký význam má i bezpečnost provozování stokové sítě a ČOV. Za řadu kritických situací ve vodním toku za deště spjatých s toxicitou amoniaku a akutním deficitem kyslíku mohou poruchy na technických zařízeních na stokové síti (např. výpadek čerpadel či ucpání škrticí trati) nebo na ČOV (Merz et al., 1997; Harremoës, 2002; Fenz, 2002). 4.4 Nerozpuštěné látky Imisní kritéria Vnos nerozpuštěných látek z oddělovačŧ do vodního toku mŧţe mít za následek krátkodobá i dlouhodobá narušení (zákal, kolmatace dna, deficit kyslíku ve dně, atd.). Stanovení imisních kriterií pro oddělené vody není dosud při současném stavu znalostí moţné (BWK-Merkblatt 3, 2001). Orientační hodnotou imisního kritéria pro zjištění kritických případŧ je koncentrace nerozpuštěných látek ve vodním toku po přepadu z oddělovače 50 mg/l (ATV, 1993). Jako vodítko pro překročení této hodnoty slouţí poměr mezi počtem obyvatel v povodí (EO) a Q 347 ve vodním toku. Překročení je pravděpodobné při EO/Q 347 > 25 EO/(l/s), příp. při EO/ Q 347 > 15 EO/(l/s), vyskytují-li se ve stokách usazeniny. Při překročení doporučených poměrŧ je nutno provést prŧzkum na místě a příp. navrhnout opatření pro zadrţení nerozpuštěných látek. 27

28 4.4.2 Opatření ke snížení zatížení nerozpuštěnými látkami Vhodná opatření ke sníţení zatíţení nerozpuštěnými látkami jsou částečně totoţná s opatřeními ke sníţení deficitu kyslíku: Redukce počtu přepadů a vnosu znečištění z OK opatřeními v povodí a ve stokové síti, zejména pravidelné čištění kanalizace v úsecích v malém sklonu. Předčištění oddělené vody (např. zemní filtr). 4.5 Hygienické znečištění Přepady z OK obsahují značné mnoţství patogenních mikroorganizmŧ (baktérií, virŧ) pŧsobících hygienické znečištění recipientŧ ohroţující jejich rekreační uţívání. Jako indikační organizmy fekálního znečištění se sledují zpravidla Escherichia coli a střevní enterokoky. V oddělené vodě lze očekávat koncentrace KTJ/100 ml Escherichia coli (BWK-Merkblatt 7, 2008). I kdyţ se patogenní mikroorganizmy ve vodách dále nerozmnoţují a naopak poměrně rychle odumírají, po několik dní po přepadu mohou být překročeny cílové hodnoty jakosti vod ke koupání předepsané Směrnicí 2006/7/ES (Tab. 4.6). Tab. 4.6: Klasifikace jakosti vod ke koupání dle Směrnice 2006/7/ES Ukazatel Výborná jakost Dobrá jakost Přijatelná jakost 1 Střevní enterokoky (KTJ/100 ml) 200 () 400 () 330 () 2 Escherichia coli (KTJ/100 ml) 500 () 1000 () 900 () () Na základě vyhodnocení 95. percentilu () Na základě vyhodnocení 90. percentilu Příliš četné přepady mohou vést i k tomu, ţe ve vodním toku určeném ke koupání nejsou dodrţeny celoroční prŧměrné koncentrace mikrobiologických ukazatelŧ poţadované Nařízením vlády č. 61/2003 Sb. v platném znění (Tab. 4.7). Tab. 4.7: Imisní standardy ukazatelů přípustného znečištění povrchových vod dle Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. Ukazatel Značka nebo zkratka Jednotka Požadavky pro užívání vody (celoroční průměr) lososové koupání vody ( 34 ( 35 zákona) zákona) vodárenské účely ( 31 zákona) kaprové vody ( 35 zákona) Obecné požadavky (C 90 ) Mikrobiologické ukazatele 31. Koliformní bakterie KOLI KTJ/ml Escherichia coli ESCO KTJ/ml Termotolerantní (fekální) koliformní FKOLI KTJ/ml 9 40 bakterie 34. Intestinální (střevní) enterokoky ENT KTJ/ml

29 4.5.1 Opatření ke snížení hygienického znečištění Do vod ke koupání by nemělo docházet k vypouštění vod z oddělovačŧ nebo by alespoň měla být co nejvíce snížena jejich četnost. Eventuelním řešením mŧţe být i dočasný zákaz koupání. 4.6 Estetické narušení Odpadky a předměty pocházející ze stokové sítě (např. hygienické potřeby, které se zachycují na vegetaci) jsou dlouho viditelné i po přepadu z dešťového oddělovače. Jakost vody však zpravidla nenarušují. Pro estetické narušení není stanoven ţádný limit. Ze zkušenosti vyplývá, ţe OK s max. četností přepadu 5-10x/rok pŧsobí zpravidla jen malé estetické problémy (VSA, 2007) Opatření ke snížení estetického narušení U tokŧ se zvýšenými poţadavky na ochranu před estetickým narušením se pro zachycení unášených předmětŧ doporučuje: Instalace česlí a sít v oddělovacích objektech. U česlí se doporučuje šířka mezer 4 mm a u sít více neţ 1 mm. Měly by být strojně čištěny, aby se zabránilo jejich ucpání po dlouhotrvajícím bezdeštném období a následnému zvýšenému vnosu znečištění. Osazení norných stěn. Ty jsou však pro zadrţení unášených předmětŧ účinnější u čelních přelivŧ neţ u bočních přelivŧ (ATV-A 166, 1999). Výstavba průtočných nádrží i při krátkých dobách dotoku v povodí. Prŧtočné nádrţe jsou v tomto případě vhodnější neţ jinak obecně doporučované záchytné nádrţe zadrţující první splach, po jejichţ naplnění je další odtok směsi bezdeštného a dešťového odtoku jednotnou kanalizací odkloněn před nádrţí jiţ přímo do recipientu. Prŧtočnou nádrţí je naproti tomu převáděn veškerý přepadající odtok, který je mechanicky předčištěn a hrubé znečištění zachyceno. Výstavba vírových separátorů se speciální ochranou přelivné hrany síty, které dokáţou nejen zachytit plovoucí a unášené předměty, ale po dešťové události zajistit rovněţ i jejich automatické čištění. Spolu s technickými opatřeními musí být vyřešen i zpŧsob vyklízení a odstranění zachycených nečistot při zachování všech předpisŧ s tím souvisejících (např. bezpečnost a ochrana zdraví při práci). 29

30 5 Kontrola účinnosti opatření Účinnost přijatých opatření je nutno kontrolovat, a to jak z hlediska emisí ze stokového systému, tak imisí a jejich pŧsobení v recipientu. Po realizaci opatření by měl být na základě měření znovu zkalibrován simulační model a provedeno numerické posouzení splnění emisních a imisních kritérií. Kontrola se provádí i prŧzkumem v terénu. Po zavedení opatření se doporučuje získat podrobné informace, pravidelnou kontrolu je moţno provádět jednoduššími metodami. Pro dokumentaci funkce a provozu objektŧ s přepadem do vodního toku (nádrţí, oddělovačŧ, vírových separátorŧ aj.) a pro verifikaci předpokladŧ výpočtu je vhodné kontinuálně měřit na nejdŧleţitějších objektech, příp. vypočítat následující údaje: Četnost naplnění nádrţe, četnost přepadu Délka trvání naplnění objemu nádrţe, délka trvání přepadu Odtok škrticí tratí za oddělovačem či vírovým separátorem Provozní doby strojních zařízení Při imisní kontrole se provádí fyzikálně-chemický a biologicko-ekologický prŧzkum vodního toku v úsecích nad a pod zaústěním oddělovacích komor (včetně moţných sedimentačních zón). Prioritu má jednoduchá kontrola viditelných projevŧ narušení (kap ). Při významných zaústěních se pouţívá i posouzení ekologického stavu toku na základě struktury společenstva makrozoobentosu (kap ), případně rozsivek. Prŧzkum se provádí při normálním prŧtoku a indikuje zpravidla dlouhodobé účinky zaústění. Pro stanovení bezprostředních efektŧ je nutné měření chemických a hygienických ukazatelŧ. Vzhledem k jeho náročnosti se provádí zpravidla jen pro zdroje pitné vody a koupací vody. 30

31 6 Prostředky a metody 6.1 Simulační modely Posouzení vlivu oddělovačŧ na recipienty by mělo být běţnou součástí projektŧ typu Generel odvodnění. Proto by jiţ před započetím prací mělo být rozhodnuto o pouţitých simulační prostředcích s ohledem na jednotlivé úlohy, míru schematizace urbanizovaného povodí a dostupná data. Posouzení splnění emisních kritérií lze provést z výstupŧ dlouhodobé simulace sráţkoodtokového procesu modelem urbanizovaného povodí běţně prováděné v rámci Generelu odvodnění (zpravidla hydrodynamickým modelem s detailní schematizací urbanizovaného povodí a stokové sítě, ale lze pouţít i hydrologický model s hrubou schematizací na úrovni dílčích povodí napojených k jednotlivým oddělovačŧm či jiným objektŧm s přepadem do recipientu). Pomocí stejné simulace lze provést i posouzení hydraulického narušení recipientu. Při posuzování toxicity amoniaku je nutno pouţít model, který obsahuje transport látek. Z dŧvodŧ rychlosti výpočtu a operativnosti při posuzování variant je vhodnější hydrologický model s hrubou schematizací urbanizovaného povodí. Moţnost zohlednění vodního toku v modelu je výhodou, protoţe odpadají dopočty v tabulkovém kalkulátoru. Pro posouzení ostatních imisních kritérií není potřeba simulovat sráţkoodtokový proces v urbanizovaném povodí. Modely musí být kalibrovány a verifikovány. Doporučuje se téţ provést citlivostní analýzu výsledkŧ výpočtu na nejvíce nejistá vstupní data. Podrobnější informace o modelech a jejich správném pouţívání jsou uvedeny v příručce PSSUP (AČE ČR, 2009). 6.2 Biologicko-ekologický průzkum vodního toku Nejpřesnější informace o aktuálním narušení ekosystému vodního toku městským odvodněním se zjistí jeho biologicko-ekologickým prŧzkumem. Posouzení biologickoekologickým prŧzkumem je smysluplné u stávajících zaústění (zejména těch, pro něţ bylo numerickým posouzením identifikováno překročení některého z imisních kritérií) nebo jako kontrola účinnosti přijatých opatření. Prŧzkum zahrnuje posouzení viditelných projevŧ narušení vodního toku a společenstva bentických bezobratlých (makrozoobentosu). Jeho nezbytnou součástí je posouzení jakosti vody a hydromorfologického stavu vodního toku, které podmiňují jeho biologický stav Viditelné projevy narušení vodního toku Posouzení viditelných projevŧ narušení vodního toku slouţí jednak samostatně k rychlému orientačnímu zhodnocení stavu vodního toku, jednak poskytuje řadu pomocných informací při vyhodnocování jeho celkového ekologického stavu. Provádí se spolu s posouzením morfologického stavu vodního toku v úsecích nad a pod zaústěním oddělovačŧ. Pochŧzka by se měla uskutečnit několik dní po zvýšených prŧtocích ve vodním toku. Sledují se následující ukazatele: 31

32 rostlinný porost hojná přítomnost zejména vláknitých řas a makrofyt indikuje monotónní hydrologický reţim či chybějící zastínění vodního toku, heterotrofní nárosty (houby, bakterie, protozoa) hojně se vyskytují při vysokém organickém znečištění (Obr. 6.1), přítomnost sulfidu (sirníku) železnatého jeho černé skvrny na spodní straně kamenŧ či v měkkém dnovém podkladu jsou ukazatelem nedostatku kyslíku (Obr. 6.2), kal je dŧsledkem přímého vnosu nerozpuštěných látek z ČOV nebo OK, nánosy vznikají i při intenzivním rozkladu silného organického znečištění či velkých nárostŧ řas, pěna indikuje přítomnost detergentŧ z odpadní vody, avšak mŧţe být i přirozeného pŧvodu (např. látky vylučované při rozkladu listí a řas), zákal vyskytuje se při zvýšené koncentraci jemných nerozpuštěných látek pocházejících z odpadní vody nebo ze stavební činnosti; nutno odlišit od přirozeného zákalu (výtok z nádrţe), zbarvení vody je ukazatelem přítomnosti odpadní vody nebo stavební činnosti; nutno odlišit od přirozeného zbarvení (výtok z nádrţe, z rašeliniště...), zápach indikuje organické znečištění (nutno odlišit pŧvod z odpadní vody či přirozený např. při rozkladu listí), kolmatace (ucpání pórŧ sedimentu jemnými částečkami) je dŧsledkem zvýšené přítomnosti jemných nerozpuštěných látek nebo změněného (monotónního) hydrologického reţimu, přítomnost pevných látek a odpadků ukazuje na činnost OK (toaletní papír, vloţky atd.); nutno odlišovat od jiných odpadkŧ (obaly, láhve atd.) majících pŧvod téţ v lidské činnosti, známky eroze břehŧ nebo dna vypovídají o zvýšených prŧtocích ze systému městského odvodnění Obr. 6.1: Heterotrofní nárosty (Sphaerotillus natans) pod zaústěním splaškové vody (Foto I. Kabelková) 32

33 Obr. 6.2: Skvrny sirníku železnatého na spodní straně kamenů a v měkkém dnovém podkladu vodního toku (Foto A. Frutiger a I. Kabelková) Jakost vody Údaje o dlouhodobé jakosti vody ve vodním toku slouţí jako doplňující informace pro posouzení jeho biologického stavu a pro posouzení splnění imisních kritérií oddělovacích komor. Doporučený rozsah ukazatelŧ je: rozpuštěný kyslík, teplota, ph vody, BSK 5, CHSK, NL, N-NH 4, N-NO 2, N-NO 3, N celk, P celk, TOC, KNK 4,5. (silně nutno pro posouzení imisních kritérií). Hodnoty základních ukazatelŧ jakosti vody lze získat na Vodohospodářském informačním portálu ISVS VODA ( nebo IS ARROW ( či přímo od správce příslušné monitorovací sítě (ČHMÚ, podniky Povodí). Pokud je nutno provést vlastní monitoring, doporučuje se ph ve vodním toku měřit v období květen-říjen za slunného letního dne brzy odpoledne, kdy se vyskytují nejvyšší hodnoty. Při měření ph se měří i teplota vody a odebírá vzorek pro laboratorní stanovení alkality (KNK 4,5 ) a případně i dalších ukazatelŧ. Rozpuštěný kyslík je naopak vhodné měřit v noci nebo brzkých ranních hodinách, kdy jsou jeho koncentrace nejniţší. Měření a odběr vzorkŧ pro laboratorní analýzy se provádí 2-3 krát za sledované období Morfologie a potenciál znovuosídlení vodního toku Posouzení morfologického stavu vodního toku a potenciálu znovuosídlení narušených úsekŧ poskytuje dŧleţité podpŧrné informace pro posouzení struktury společenstva makrozoobentosu, protoţe umoţňuje odlišení vlivŧ degradované morfologie toku na biologický stav toku od vlivŧ dešťových oddělovačŧ. Slouţí také pro diferenciaci hydraulické zatíţitelnosti vodního toku (nastavení přípustného násobku překročení Q 1 ). Cílem posouzení morfologického stavu je zjištění míry jeho odchýlení od přirozeného stavu. Hodnotí se proměnlivost hloubky a šířky koryta toku včetně charakteristik proudění, charakter a diverzita substrátu (podkladu) dna toku a jeho struktury, charakter břehŧ, šířka a struktura příbřeţní zóny a podélná prŧchodnost (tzv. kontinuita) toku daná přítomností překáţek v toku. Pro posouzení a klasifikaci morfologického stavu vodních tokŧ existuje řada metodik, ve kterých se hlavní aspekty hodnotí s rŧznou mírou podrobnosti. Metodika doporučovaná Mze (Langhammer, 2008) je pro účely předkládané metodické příručky příliš podrobná, a tudíţ náročná. Jednodušší metodikou je např. BUWAL (1998). 33

34 Potenciál znovuosídlení zahrnuje jednak osídlení z přilehlých úsekŧ, zejména nad místem narušení, jednak osídlení z ochranných prostor narušeného místa. Čím menší je potenciál znovuosídlení, tím větší je pravděpodobnost, ţe vysoká četnost narušení bude mít na biocenózu trvalé účinky. Potenciál znovuosídlení se stanoví na základě morfologického stavu toku nad a pod zaústěním s přihlédnutím k přítokŧm a podélné prŧchodnosti toku. K faktorŧm, které sniţují potenciál znovuosídlení, patří písčitý či bahnitý dnový podklad, zpevněné dno nebo jiný charakter podkladu s malou diverzitou, nízký či ţádný výskyt dnových struktur a makrofyt, chybějící pobřeţní zóna (např. vysekaná tráva aţ ke břehu nebo zdi), absence přirozených přítokŧ a výskyt významných překáţek v podélné prŧchodnosti toku po nebo proti proudu (vysoké stupně, zatrubnění > 80 m bez sedimentu, vzdutí či tišiny). Stav toku nad zaústěním má vyšší váhu neţ pod ním. Pro kvantifikaci potenciálu znovuosídlení lze pouţít např. metodiku BWK-Merkblatt 3 (2001), kdy se potenciál znovuosídlení posuzuje v úsecích 300 m nad a 300 m pod zaústěním na základě bodového sytému. Metodika je blíţe popsána v příloze Společenstvo makrozoobentosu Společenstvo bentických bezobratlých (makrozoobentos) je vhodným indikátorem narušení drobných vodních tokŧ městským odvodněním. V dŧsledku přepadŧ z oddělovačŧ dochází ke změně struktury společenstva změnou počtu druhŧ i jedincŧ, vymizením citlivých druhŧ a naopak rozvojem druhŧ tolerantních a rychle kolonizujících, mění se i funkční sloţení biocenózy (potravní preference, preference habitatu, preference proudění apod.). Cílem posouzení společenstva makrozoobentosu je identifikace narušení vodního toku a klasifikace jeho ekologického stavu ve smyslu Směrnice 2000/60/ES. Pokud je vodní tok pod oddělovací komorou mírně narušen oproti referenci, ale jeho ekologický stav je dobrý, není nutno přistupovat k ţádným opatřením. Vzorky makrozoobentosu se odebírají několik dní po přepadu, nikoliv bezprostředně po něm, aby bylo postiţeno dlouhodobé narušení toku vlivem OK. Vhodné je proto tyto odběry provádět v prŧběhu monitoringu dešťŧ a prŧtokŧ pro Generel odvodnění. Vzorky se neodebírají těsně pod výustí OK, ale ve vzdálenosti rovné třicetinásobku druhé odmocniny šířky vodního toku b (30 b 1/2 ). Další vzorky se pro zachycení dosahu narušení odebírají ve vzdálenostech 50 b 1/2, 100 b 1/2, 200 b 1/2 a 500 b 1/2 a nad místem narušení jako reference (neovlivněný profil). Odběr se provádí metodou kopaného vzorku nebo pomocí rámového odběráku (surber sampler) v úsecích dlouhých m, aby byly podchyceny charakteristické habitaty (Kokeš a Němejcová, 2006). Ve vzorcích se stanoví: Změna počtu taxonŧ vzhledem k referenci Chybějící taxony / dominance Změna abundance (počtu jedincŧ) Změna funkčního sloţení společenstva Ohroţené taxony Saprobní index Za významné narušení ve srovnání s referenčním profilem je díky přirozené variabilitě prostředí a s ní spojené nerovnoměrné distribuci organizmŧ povaţován rozdíl v abundanci větší neţ 30% nebo rozdíl v počtu taxonŧ větší neţ 20% nebo případ, kde se nepřekrývá 3 a více taxonŧ s minimálně střední abundancí nebo jeden vysoce abundantní taxon, či je-li rozdíl v saprobním indexu ΔSi 0,3 v níţině a ΔSi 0,2 ve středohoří (BWK-Materialien 1, 2003). 34

35 Vodítkem pro interpretaci výsledkŧ biologického posouzení (pozorovaných efektŧ) ve vztahu k příčinám narušení společenstva makrozoobentosu je Tab Metodika pro klasifikaci ekologického stavu vodních tokŧ je v České republice v současnosti ve stadiu dokončování (projekt ARROW). Toky lze zatím pouze zařadit do tříd jakosti vody dle ČSN podle saprobního indexu, charakterizujícího organické zatíţení a deficit kyslíku. 35

36 Tab. 6.1: Vztah pozorovaných efektů pod OK a příčin narušení společenstva makrozoobentosu (BWK-Materialien 1, 2003) = velmi významný vliv - = ţádný nebo bezvýznamný vliv = významný vliv? = vliv nejistý Efekt Příčina Rychlost chemické zatížení zatížení nerozp. látkami hydraulické zatížení znovuosídlení Přírůstek celkového počtu jedinců - - Úbytek celkového počtu jedinců Úbytek počtu taxonů Přírůstek nespecifických (tolerantních) taxonů Přírůstek podílu sběračů a filtrátorů - - Úbytek podílu drtičů - kouskovačů - - Úbytek podílu spásačů a seškrabávačů - Úbytek limno aţ rheophilních (LR) taxonů - - Přírůstek rheophilních (RP) a rheobiontních (RB) taxonů - - Přírůstek preference habitatu pelál a partikulárního organického - - materiálu (POM) Přírůstek preference habitatů litál a akál - - Přírůstek Dugesia gonocephala - nízká Úbytek Ancylus fluviatilis? - nízká Přírůstek Oligochaeta - - vysoká Úbytek Oligochaeta - vysoká Úbytek Gammarus sp. vysoká Úbytek Baetis rhodani -? vysoká Úbytek Rhithrogena semicolorata - vysoká Úbytek Leuctra sp.? střední Úbytek Nemouridae? střední Úbytek Elmis sp.? -?? nízká? Úbytek Rhyacophila fasciata - - nízká Úbytek Sericostoma personatum - nízká Úbytek Silo pallipes - - nízká Úbytek Simuliidae - - vysoká Úbytek Chironomidae - vysoká Přírůstek Chironomidae - - vysoká Vysvětlivky: sběrači - ţiví se zbytky rostlin a ţivočichů na dně, hojně se vyskytují v oblastech s jemným sedimentem filtrátoři - vyskytují se v oblastech se značnými sedimenty a zachytávají potravu rozptýlenou ve vodě spásači a seškrabávači - seškrabávají částice rostlinného původu z povrchů a zachycují zbytky z proudu drtiči-kouskovači - ţiví se většími částicemi organického materiálu a drtí organickou hmotu limno- aţ rheophilní (LR) - objevují se ve stojatých vodách a v pomalu tekoucích tocích rheophilní (RP) - nacházejí se v tocích v zónách se středními rychlostmi proudění rheobiontní (RB) - nacházejí se v tocích v oblastech s vysokými rychlostmi proudění pelál - bláto o zrnitosti < 0,063 mm POM - částice organického materiálu (např. kusy dřeva a odumřelé rostliny) litál - hrubý štěrk, kameny a valouny o zrnitosti > 2 cm akál - jemný aţ střední štěrk o zrnitosti 0,2-2 cm 36

37 7 Doporučení pro postup prací a stanovení priorit opatření Nejprve se posuzuje splnění emisních kritérií (kap. 3). Návrh opatření při případném nedodrţení předepsaných minimálních účinností odvádění rozpuštěného a nerozpuštěného znečištění na ČOV se však provádí aţ po posouzení imisí ve vodním toku, aby případná opatření byla koordinována. Opatření navrţená pro splnění imisních kritérií (kap. 4) jen na základě numerického posouzení však vzhledem k obsaţeným bezpečnostem posouzení nemusejí být i při pouţití podrobnějších úrovní výpočtu ekonomicky únosná, a proto se doporučuje provést biologickoekologické posouzení vodního toku (kap. 6.2), které umoţní je cíleněji orientovat (Obr. 7.1). S biologicko-ekologickým prŧzkumem a s kontinuálním měřením na objektech identifikovaných jako kritických se doporučuje začít po zjištění skutečného stavu ještě před realizací navrţených opatření. Biologicko-ekologickým posouzením se zjistí jednak ekologický stav vodního toku v referenčním profilu nad posuzovaným urbanizovaným povodím nebo zaústěními městského odvodnění, jednak se blíţe identifikují příčiny, míra a vzdálenosti narušení. Pokud je ekologický stav vodního toku pod oddělovací komorou dobrý (Směrnice 2000/60/ES), není ani při mírném narušení oproti referenci nutno přistupovat k ţádným opatřením (neočekává-li se ve výhledu výrazná změna zatíţení). Numerické posouzení OK imisní kritéria splněna? ano žádná opatření v městském odvodnění ano emisní kritéria splněna? ne ne ano opatření v městském odvodnění ekonomicky únosná? ne Biologicko-ekologické posouzení vodního toku žádná opatření ke zlepšení hydromorfologie a/nebo jakosti vody ve vodním toku nad urbanizovaným povodím ano ekologický stav nad urbanizovaným povodím dobrý? ekologický stav pod OK dobrý? ano ne ne opatření ke zlepšení hydromorfologie a/nebo jakosti vody ve vodním toku nad urbanizovaným povodím opatření v městském odvodnění Obr. 7.1: Schéma postupu prací při posuzování vlivu dešťových oddělovačů a návrhu opatření 37

38 Konkrétní návrh opatření je nutno provést po zjištění příčin problému a při zohlednění místních podmínek. Opatření mohou být přijata v urbanizovaném povodí, ve stokové síti či v přirozeném povodí a vodním toku a musí být zaměřena na specifický problém (Tab. 7.1). Prioritu před nápravnými opatřeními, která pouze potlačují dŧsledky, mají opatření u zdroje čili v urbanizovaném povodí, směřující k odstranění příčiny problému. K opatřením preferovaným v české legislativě (kap. 1.2) patří hospodaření se sráţkovými vodami v urbanizovaném povodí (jejich retence a zasakování co nejblíţe místa vzniku), případně jejich regulované odvádění oddílnou kanalizací do recipientu. Při identifikaci jednoho druhu narušení se volí opatření z úzkého spektra (např. česle při estetickém narušení), zatímco při komplexním narušení jsou nejvhodnější opatření s širokým spektrem účinnosti (např. retenční nádrţ či zemní filtr). V případě zvýšení odtoku směrem na ČOV je nutno prokázat dostatečnou kapacitu ČOV. Tab. 7.1: Příklady opatření zaměřených na specifické problémy související s dešťovými oddělovači MÍSTO PROJEVU PROBLÉM A MOŽNÉ PŮSOBENÍ MOŽNÉ PŘÍČINY V URBANIZOVA- NÉM POVODÍ PŘÍKLADY MOŽNÝCH OPATŘENÍ VE STOKOVÉ SÍTI V PŘIROZENÉM POVODÍ A TOKU VODNÍ TOK Hydraulické zatížení: Odnos a úhyn organizmů Akutní problémy (toxicita, amoniak, kyslík): Poškození nebo úhyn organizmů Chronická toxicita: Poškození organizmů Eutrofizace vodních toků: Poškození organizmů Kolmatace dna: Deficit kyslíku ve dně Hygienická narušení: Infekční onemocnění Estetická narušení: Lidé se necítí dobře Velké přepadající průtoky s vysokou četností, četná eroze dna toku Vnos toxických a lehce rozloţitelných látek, nepřirozeně nízký průtok, vysoké ph a vysoká teplota v toku Vnos těţkých kovů, pesticidů, látek s hormonálním účinkem atd. Vnos ţivin Vnos NL, Vnos rozloţitelných organických látek Redukce nepropustných ploch; Hospodaření se sráţkovou vodou (zasakování, retence atd.) Retence splaškových vod Prevence vniku do stokového systému Sníţení pouţívání fosforu (detergenty) Prevence vniku do stokového systému (čištění ulic atd.) Retence, Řízení odtoku, Přeloţení zaústění Retence, Zvýšení škrceného odtoku, Řízení odtoku, Předčištění přepadů, Přeloţení zaústění Předčištění přepadů (zemní filtr, fyz.- chem. metody) Retence, Řízení odtoku Redukce usazování NL v kanalizaci, čištění stok Předčištění přepadů (průtočná nádrţ, vírový separátor), Optimalizace provozu Úprava profilu, zlepšení dnového podkladu (zvýšení potenciálu znovuosídlení) Zastínění toku vegetací, Zlepšení hydrologického reţimu, Sníţení zatíţení ţivinami a organickými látkami z plošných a difúzních zdrojů (hnojení, odpadní vody) Zastínění toku vegetací, Sníţení zatíţení ţivinami z plošných a difúzních zdrojů Vnos baktérií Přeloţení zaústění Varování, dočasný zákaz koupání Vnos hrubých látek a odpadků, zápach, zbarvení Retence splaškových vod Předčištění přepadů (česle nebo síta, průtočná nádrţ, vírový separátor) 38

39 U morfologicky degradovaných vodních tokŧ (ekologický stav nad urbanizovaným povodím dle Směrnice 2000/60/ES poškozený nebo zničený) je nutno téţ zváţit moţnost jejich revitalizace, která mŧţe být pro zlepšení jejich biologického stavu účinnější neţ opatření v systému městského odvodnění (Krejčí a kol., 2002; BWK-Merkblatt 7, 2008). Obdobně u tokŧ s velmi nízkou jakostí vody nad urbanizovaným povodím je současně s opatřeními v městském odvodnění nutno sníţit vnos znečištění ve výše položeném území. Postup při volbě opatření zahrnuje nejprve výběr vhodných opatření k bliţšímu prŧzkumu, zjištění nákladŧ a účinnosti (opětovné posouzení splnění emisních a imisních kritérií) a následně přihlédnutí k dalším kritériím jako jsou nejistoty, provozní spolehlivost atd. Opatření se řadí podle priorit plynoucích z návaznosti na opatření ve výše leţícím povodím (Plán hlavních povodí) a ze závaţnosti narušení vodního toku městským odvodněním. Ve výhledu se předpokládá dobrý ekologický stav vodního toku nebo dobrý ekologický potenciál (u silně ovlivněných vodních útvarŧ) (Směrnice 2000/60/ES) nad posuzovaným urbanizovaným povodím. 39

40 8 Ukázky případových studií 8.1 Případová studie A Cílem případové studie A je podrobně dokumentovat jednotlivé kroky posouzení splnění emisních a imisních kritérií. Je téţ diskutována účinnost přijatých opatření Studované povodí Systém odvodnění Obr. 8.1 Situace zaústění dešťových oddělovačů do potoka X Město A je odvodňováno jednotnou kanalizační soustavou s 3 hlavními sběrači. V současnosti je na kanalizaci napojeno obyvatel, odvodňovaná plocha činí 394 ha, z toho redukovaná plocha 122 ha. Mechanicko-biologická čistírna odpadních vod (ČOV) má kapacitu 7370 m 3 /d. Dešťové vody jsou oddělovány 7 dešťovými oddělovači (OK) do potoka X. OK2 a OK6 mají společnou výust s odtokem z ČOV (V2), takţe do potoka X je zavedeno celkem 6 výustí (Obr. 8.1). Vzdálenost první a poslední výusti dešťových oddělovačŧ do potoka je 1,75 km. Základní charakteristiky povodí jednotlivých oddělovacích komor jsou uvedeny v Tab Tab. 8.1: Základní charakteristiky povodí jednotlivých oddělovacích komor Jednotky OK5 OK4 OK3 OK7 OK2 OK6 OK1 Součet Redukovaná plocha povodí A red ha 34,18 14,47 8,23 1,44 38,62 16,63 8,26 121,83 Počet EO Vodní tok Potok X je vodohospodářsky významným tokem s lososovou vodou a podloţím křemitého typu, vodní tok neslouţí pro koupání. Prŧtokové charakteristiky jsou uvedeny v Tab Tab. 8.2: N-leté a M-denní průtoky v toku X k profilu města A (plocha povodí 22,07 km 2 ) N (rok) Q N (m 3 s -1 ) 5,9 8,3 12,0 15,0 18,2 22,8 26,5 M (den) Q M (l s -1 ) Potok X lze rozdělit na 3 části s přibliţně stejným ekomorfologickým charakterem. Nad V5 aţ po V3 je tok poměrně přirozený, místy s parkovou úpravou okolí toku, dno je zpočátku spíše bahnité, pak převaţuje písek a středně velké kameny. Mezi výustmi V3 a V2 je koryto napřímené se dnem zpevněným betonovými polopropustnými tvárnicemi a nánosy písku a 40