POTECIÁLÍ OHROŽEÍ KVALITY VOD DOPRAVOU JIŘÍ HUZLÍK - VILMA JADOVÁ - VLADIMÍR ADAMEC POTETIAL HAZARDS OF WATER QUALITY CAUSED BY TRASPORT ABSTRAKT Pozornot je zaměřena na Metodiku poouzení potencionálního zatížení vod železničním provozem (ŽELMET) a Metodiku hodnocení kvality vod a horninového protředí v okolí dopravních ítí (METKOM). Metodiky lze využít jako podkladů pro vytipování úeků komunikací a železničních tratí, na kterých hrozí největší neezpečí ohrožení kvality vod a horninového protředí. Klíčová lova: průmyl, doprava, rizika, odpady, havárie ABSTRACT Preented paper i focued on Methodology of evaluation of water potential urden y railway tranport (ŽELMET) and Methodology of water and oil quality aement along tranport network (METKOM). Methodologie can e ued a ai of electing of road and railway part where the highet poiility of hazard of water and oil quality i occurred. Klíčová lova: indutry, tranport, rik, wate, accident 1. Úvod Povrchové a podzemní vody jou nezytné pro život na Zemi. Půoením člověka však neutále dochází ke nižování jejich kvality, přičemž jedním z nejvlivnějších faktorů je doprava. Povrchové vody i horninové protředí v okolí dopravních cet jou vlivem ilničního neo železničního provozu znečišťovány emiemi z výfukových plynů vozidel, čáticemi z oruů pneumatik, oroušenými čáticemi ze vrchní vrtvy kontrukce vozovek, úkapy pohonných hmot a pod. ezanedatelný je také vliv havárií dopravních protředků, při nichž unikají do protředí ropné látky neo některé přepravované neezpečné látky. Z hledika uchování kvality vod a horninového protředí pro další generace je tedy žádoucí zaývat e jejich znečištěním vlivem dopravy. Potupy hodnocení yly etaveny tak, ay yla možná jejich aplikace na liovolně zvolenou olat. Při tvorě Metodiky poouzení potencionálního zatížení vod železničním provozem (ŽELMET) a tvorě Metodiky hodnocení kvality vod a horninového protředí v okolí dopravních ítí (METKOM) [1, 2, 3, 4] yl použit potup využitím prvků multikriteriální analýzy řadou polečných prvků pro oa dokumenty. Proto jou na tomto mítě uvedeny nejprve oecné potupy a dále pak jejich konkrétní aplikace na oa typy liniových zdrojů znečištění. 602
2. Oecný potup tvory metodik hodnocení vlivu liniových zdrojů znečištění na kvalitu vod a horninového protředí Zahrnuje vlivy liniového zdroje znečištění jeho technickým vyavením, vlivy provozované činnoti tímto zdrojem pojené a zranitelnot okolí účinky této činnoti. Pracuje e ouory parametrů charakterizujících tyto vlivy, které jou přiřazeny jednotlivým úekům zdroje definované tandardní délky. Výledkem je tanovení potenciálního ovlivnění kvality vod a horninového protředí dopravou (POKVD) včetně jeho vyjádření číelným indikátorem (indexem). Z hodnot indexů e pak vychází při vytipování mít nejvyšší mírou ohrožení kvality vod. Popaný potup umožňuje použití tejného metodického potupu pro ilniční i železniční dopravu. Zíkané výledky jou vždy relativní a vztahují e pouze na olat, pro kterou yly výpočty provedeny. Velikot této olati však není po metodické tránce nijak limitována. Cílem potupu je tanovit potenciální ovlivnění kvality vod a horninového protředí dopravou ve pecifikované olati (např. kraj, okre) a dát podklady pro etavení mapových podkladů vyznačením relativní míry rizika. Při tvorě metodiky e nejprve vytvoří ada hodnotících parametrů, které vyjadřují vliv pouzovaného zdroje na vodu. Parametry, které nejou charakterizovány vlatní hodnotou, e ocení známkami, vyjadřujícími vojí toupající velikotí rotoucí závažnot ohrožení vod a horninového protředí. Ovykle e jedná o úeky liniového zdroje netejné délky. Pak e vytvoří číelné indexy potupem znázorněným na chématu 1. Počet vtupních parametrů není omezen. Schéma 1. Oecný potup tvory indexů ze 2 hodnotících parametrů (hodnota) l (index i) index SU (index i) index SU l (index ) (index i ) Operace označená je potup, při němž je provedena tranformace ouoru celočíelných hodnot (známek), u kterých e předpokládá inomické rozdělení, na ouor indexů charakteru reálných číel jednotkovým rozptylem. Tento potup e aplikuje na parametry, které jou oceněny malým předem známým počtem známek. Ovykle jich není více než 5. Operace označená l je potup, při němž je provedena tranformace ouoru reálných neo přirozených číel (hodnot), u kterých e předpokládá logaritmicko-normální rozdělení, na ouor indexů charakteru reálných číel jednotkovým rozptylem. Tento potup e aplikuje na parametry, které jou charakterizovány velikotmi vých hodnot. Výledkem popané operace je ouor individuálních indexů (index i ) pro každý ze zvolených parametrů. Tyto ouory e upraví tak, že e celá traa liniového zdroje rozdělí na tandardní hodnotící úeky (SU) tejné délky (maximálně 1 ) a každému z nich e přiřadí odpovídající hodnota indexu. Pokud jednomu SU náleží více hodnot indexů, počte e jejich průměr vážený odpovídajícími délkami. Ve chématu jou tyto indexy označeny index SU. áledující operace označená znamená oučet všech index SU pro každý SU, jejímž výledkem je ouor ouhrnných indexů (index ). Tento e další operací l převede na ouor (index i ) jednotkovým rozptylem. Popaný potup je možné aplikovat na výpočet dílčího indexu, který jedním čílem charakterizuje kupinu parametrů vyjadřující podoné vlivy a ten může jako nová vtupní hodnota projít dalším cyklem výpočtů přiráním zývajících parametrů, které jou na tomto dílčím indexu nezávilé. 603
Indexy e kontruují jako ezrozměrné kladné veličiny tak, ay yl zachován charakter tatitického rozdělení tejný jako u původní veličiny a jejich rozptyl yl jednotkový. Hodnoty plňující tyto předpoklady jou ve chématu 1 jou označeny jako (index i ). K tranformaci primárních dat na indexy e použijí odhady prvních dvou momentů jejich tatitických rozdělení - třední hodnoty a rozptylu [5]. Veškeré ouory vypočtených indexů jou relativní a vztahují e pouze k olati, která yla protřednictvím tohoto potupu hodnocena. Rozah olati však není nikterak omezen, takže může ýt potup aplikován na liovolnou čát liniového zdroje. Pak výledky vyjadřují vzájemné rovnání jednotlivých SU tohoto zdroje. Může však ýt použit i na regionální neo celotátní úrovni, a pak výledky mohou dávat porovnání nejen mezi různými úeky liniových zdrojů, ale i mezi celými zdroji tejného typu navzájem (např. mezi různými ilnicemi, mezi různými železničními tratěmi apod.). Aplikace potupu popaného ve chématu 1 na hodnocení vodohopodářké ituace (VHS) v okolí liniových zdrojů je popána chématem 2. Tento index je doporučen používat v metodikách, které e zaývají vlivy na vodu a horninové protředí. ezytným podkladovým materiálem pro výpočet tohoto indexu jou informace vypovídající o tavu VHS a hydrogeologických poměrech v okolí vyraných komunikací, na něž metodiku aplikujeme. Informace popiující výše zmíněné olati yly pro potřey výpočtu charakterizovány čtyřmi parametry: typem zvodnění a charakteritikou horninového protředí kolektoru (horizontální riziko znečištění), vodohopodářkou funkcí pokryvů (vertikální riziko znečištění), vodohopodářkým významem kolektoru předpoklady využití podzemní vody a tupněm ochrany vod. Schéma 2. Potup tvory indexu VHS Typ zvodnění a charakteritika horninového protředí kolektoru Typ zvodnění a charakteritika horninového protředí kolektoru (index i) )->index SU Předpoklady využití podzemní vody Předpoklady využití podzemní vody (index i)->index SU VHS (index ) l VHS (index i ) Charakteritika pokryvu Charakteritika pokryvu (index i) )->index SU Stupeň ochrany vod Stupeň ochrany vod (index i) )->index SU Z výledného ouoru indexů e dalším výpočtem přiřadí jednotlivým SU známky charakterizující potenciální ovlivnění kvality vod a horninového protředí liniovým zdrojem e lovním ohodnocením dle chématu uvedeného v ta. 1. Pro přehlednot lze vypracovat za podpory GIS mapy hodnocených olatí přílušnými komunikacemi, označenými arevně podle rizika ohrožení vod dopravou. Taulka 1. Hodnotící tupnice potenciálního ovlivnění kvality vod a horninového protředí dopravou 604
Riziko ohrožení vod a Barevné označení epřekročení Známka horninového protředí dopravou v mapě (příklad) percentilu [%] velmi malé 1 modrá <10 malé 2 zelená <40 třední 3 fialová <60 velké 4 červená <90 velmi velké 5 hnědá <100 3. Metodika hodnocení kvality vod a horninového protředí v okolí dopravních ítí METKOM umožňuje hodnocení komunikací. Při hodnocení vlivu ilniční dopravy yly uvažovány kromě vodohopodářké ituace jako další parametry: intenzita dopravy, nehodovot, doporučené tray ADR, přítomnot motů pře vodní toky. Tyto parametry yly zpracovány do přehledných taulek. Pro každý parametr yla tanovena číelná hodnotící tupnice, takže každý úek pouzované komunikace o tanovené tandardní délce SU=500 m yl popán VHS a dalšími čtyřmi číelnými hodnotami. Výledkem aplikace METKOM na konkrétní olat je ouor hodnot POKVD. Součátí METKOM je rovněž eznam zdrojů pro zíkání všech potřených informací a popi tvory map zranitelnoti vod vlivem ilničního provozu jako podkladového materiálu pro hodnotící parametry. METKOM oahuje doporučení pro tvoru podkladových taulek včetně oftware vhodného pro jejich zpracování. Uvedený potup umožňuje zíkat hodnoty rizika potenciálního ovlivněně kvality vod a horninového protředí ilniční dopravou na přílušných úecích komunikací. Aplikace METKOM umožňuje vytipovat míta, která jou nejvíce ohrožena provozem na komunikacích a je i vhodným podkladem pro vytvoření návrhu monitorovací ítě, jejímž protřednictvím je prokazována míra kutečné kontaminace hodnocené olati. 4. Metodika poouzení potencionálního zatížení vod železničním provozem ŽELMET yla původně zpracována pro hodnocení dopraven. Aktualizací yla její olat aplikace rozšířena o olat hodnocení traťových úeků. Zahrnuje dopravny Čeké repuliky možnotí nakládky neo vykládky vozových záilek výpravním oprávněním pro olat přepravy vozových záilek a dopravny ez výpravního oprávnění, avšak technicky vyavené pro nakládku neo vykládku vozových záilek (např. manipulační kolejí, oční neo čelní rampou). Zatížení tratí přepravou neezpečných látek je hodnoceno pro všechny železniční tratě Čeké repuliky. Za odové zdroje znečištění jou považovány dopravní uzly [6] charakterizované třemi kupinami parametrů. VHS charakterizuje zranitelnot podzemních vod nezávile na charakteru činnoti prováděné v dopravním uzlu a vyjadřuje míru důledků havárie pro kvalitu vod. Technické vyavení dopraven (TV) je ouorem parametrů, který vytihuje rizika pojená manipulací neezpečnými látkami v dopravním uzlu daná jeho technickými parametry. Při výpočtu jejich vlivu je uvažován počet dopravních kolejí, počet manipulačních kolejí, počet výhyek, a počet vleček. Tento parametr vyjadřuje míru pravděpodonoti havárie v dopravně. Manipulace udává množtví neezpečných látek, e kterými je v uzlu manipulováno (např. nakládka, vykládka, tranzit). Hodnocenými neezpečnými látkami [7] jou enzín, motorová nafta, chemické výroky, minerální hnojiva, tekutá a plynná paliva, nimiž ylo manipulováno v dopravnách neo které yly přepravovány na železničních tratích ve třech po oě jdoucích letech. Parametr manipulace vyjadřuje míru závažnoti případné havárie. Za liniové zdroje jou považovány traťové úeky charakterizované podoně jako v předcházejícím případě parametrem VHS a Manipulací, vyjadřující v tomto případě přepravu neezpečných látek. Parametr vyjadřující TV u traťových úeků není při hodnocení uvažován. ŽELMET oahuje tručný popi matematického aparátu použitého k výpočtům. Dále uvedený metodický potup výpočtu ukazuje v šeti podroně dokumentovaných krocích využití 605
taulkového proceoru pro výpočty všech indexů, demontrovaný na traťovém úeku Brno Čeká Třeová. Konečným výtupem je názorná taulka POKVD pro všechny SU délky 1 (ta.2) a mapové vyjádření POKVD (or. 1). Ta. 2 Potenciální ovlivnění kvality vod dopravou na trati Brno hl. nádraží Čeká Třeová. Počáte k Kone Známka c POKVD Počátek Konec Známka POKVD Počáte k Konec Známka POKVD Počátek Kone Známka c POKVD 0,00 1,00 1 23,00 24,00 3 46,00 47,00 4 69,00 70,00 5 1,00 2,00 1 24,00 25,00 2 47,00 48,00 4 70,00 71,00 5 2,00 3,00 5 25,00 26,00 4 48,00 49,00 4 71,00 72,00 5 3,00 4,00 5 26,00 27,00 4 49,00 50,00 4 72,00 73,00 4 4,00 5,00 2 27,00 28,00 4 50,00 51,00 4 73,00 74,00 2 5,00 6,00 3 28,00 29,00 4 51,00 52,00 4 74,00 75,00 2 6,00 7,00 3 29,00 30,00 4 52,00 53,00 3 75,00 76,00 2 7,00 8,00 3 30,00 31,00 4 53,00 54,00 3 76,00 77,00 2 8,00 9,00 3 31,00 32,00 4 54,00 55,00 4 77,00 78,00 2 9,00 10,00 3 32,00 33,00 4 55,00 56,00 4 78,00 79,00 2 10,00 11,00 3 32,00 34,00 4 56,00 57,00 4 79,00 80,00 2 11,00 12,00 2 34,00 35,00 4 57,00 58,00 4 80,00 81,00 2 12,00 13,00 2 35,00 36,00 4 58,00 59,00 4 81,00 82,00 2 13,00 14,00 2 36,00 37,00 4 59,00 60,00 3 82,00 83,00 2 14,00 15,00 2 37,00 38,00 4 60,00 61,00 3 83,00 84,00 1 15,00 16,00 2 38,00 39,00 3 61,00 62,00 3 84,00 85,00 1 16,00 17,00 2 39,00 40,00 2 62,00 63,00 5 85,00 86,00 1 17,00 18,00 1 40,00 41,00 2 63,00 64,00 5 86,00 87,00 2 18,00 19,00 1 41,00 42,00 2 64,00 65,00 4 87,00 88,00 2 19,00 20,00 1 42,00 43,00 3 65,00 66,00 2 88,00 89,00 3 20,00 21,00 1 43,00 44,00 3 66,00 67,00 5 89,00 90,00 3 21,00 22,00 3 44,00 45,00 3 67,00 68,00 5 90,00 91,00 2 22,00 23,00 3 45,00 46,00 3 68,00 69,00 5 Závěr Oou Metodik lze využít jako podkladů pro vytipování úeků komunikací a železničních tratí, na kterých hrozí největší neezpečí ohrožení kvality vod a horninového protředí, zejména při zpracovávání návrhů opatření měřujících k redukci znečištění zmíněných ložek ŽP v okolí dopravních cet a přijetí preventivních opatření proti účinkům havárií. Jejich aplikací lze také doáhnout tanovení optimálního počtu a umítění monitorovacích lokalit. 606
Or. 1 Mapové vyjádření POKVD na železniční trati Brno Čeká Třeová ZOZAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV [1] Švanda, J., Huzlík, J., Trhlíková, B. Ochrana vod před negativními vlivy železničního provozu. Výzkumná zpráva č.: S 401 330 604, Brno: CDV, 2001,.41. [2] Adamec, V., Huzlík, J., Marešová, V., Šucmanová, M., Trhlíková, B. Výzkum zátěže životního protředí z dopravy. Výzkumná zpráva č.:ce 801 210 109 Brno: CDV (CZ), 2002,. 72-94. [3] Adamec, V., Huzlík, J., Marešová, V., Sucmanová, M., Trhlíková, B. Výzkum zátěže životního protředí z dopravy. Výzkumná zpráva č.:ce 801 210 109 Brno: CDV (CZ), 2003,. 101-117. [4] Meloun, M., Militký, J. Statitické zpracování experimentálních dat. 2. vydání, v EAST PUBLISHIG 1. vydání. Praha: EAST PUBLISHIG, 1998,. 839, ISB 80-7219-003-2. [5] ČD SR 70 (Sei). Číelník železničních tanic a otatních tarifních a dopravně zajímavých mít (lužení rukověť) 607
[6] ČD M 32. Směrnice k ochraně životního protředí před znečištěním neezpečnými látkami. ADRESA AUTOROV RDr. Jiří Huzlík, Centrum dopravního výzkumu, v.v.i., Líšeňká 33a, 636 00 Brno, Čeká repulika Ing. Vilma Jandová, Centrum dopravního výzkumu, v.v.i., Líšeňká 33a, 636 00 Brno, Čeká repulika Doc. Ing. Vladimír Adamec, CSc., Centrum dopravního výzkumu, v.v.i., Líšeňká 33a, 636 00 Brno, Čeká repulika, e-mail: >vladimir.adamec@cdv.cz< RECEZET doc. RDr. Jana Kotovicová, Ph.D., Útav zemědělké, potravinářké a environmentální techniky, Agronomická fakulta, Mendelova zemědělká a lenická univerzita, Zemědělká 1 613 00 Brno, Čeká repulika, e-mail: >kotovicj@mendelu.cz< 608