Ekonomické porovnání povrchového vsaku a dvou druhů podzemních vsakovacích galerií ve městech.
V posledních pěti letech se ukazuje, jakým problémem je sucho. Sucho se odráží v mizejících zásobách podzemní vody, v pokleslých hladinách přehrad, rybníků, vodních toků a dalších vodních ploch. Sucho má dopad na výnosy zemědělských plodin, na kvalitu vody v potocích, v řekách, v nádržích a v rybnících. Sucho způsobuje hynutí vodních organizmů – např. ryb, usychání rostlin i odumírání stromů a keřů, má za následek odnášení ornice z vyschlých polí (větrem) a způsobuje problémy i zvěři, která může trpět nedostatkem vody. Dopadů sucha je samozřejmě více.
Je tedy velmi důležité co nejvíc vody v naší krajině zachytit a zároveň zpomalit její odtok. Jedním z řady opatření, která zabraňují rychlému odtoku vod z našeho území a vrací dešťovou vodu do půdy v místě, kde srážka nastala, je zachycení dešťové vody spadlé na střechy i na zpevněné plochy silnic, chodníků, parkovišť ve městech/v obcích a vsáknutí této dešťové vody do země díky polovegetačním tvárnicím, podzemním vsakovacím gale riím, vsakovacím příkopům či průlehům i díky povrchovým vsakovacím nádržím a příkopům, do kterých je voda ze zpevněných ploch našich sídel přivedena.
Způsobů zasáknutí vody je více – například za pomocí vsakovacích šachet, vsakovacích rýh, podzemních prostor vyplněných štěrkem, za pomoci kombinovaného řešení průleh – rýha, za pomocí umělých mokřadů, retenčních nádrží s biotopem apod. Některé tyto příklady vsakovacích zařízení jsou uvedeny v příloze B) ČSN 75 9010 – Vsakovací zařízení srážkových vod. Příklady technického řešení, především podzemních vsakovacích objektů (např. tunelů nebo boxů), jsou k nalezení na internetových stránkách výrobců i prodejců vsakovacích zařízení – například české společnosti Pipelife Czech s.r.o., společnosti Nicoll / dříve Glynwed/, ACO apod.
Při vsakování dešťové vody svedené ze střech a zpevněných ploch jde tedy o přiblížení se přirozenému koloběhu vody v přírodě nezměněném činností člověka, kdy voda z dešťových srážek naprší na celý povrch terénu zasaženého deštěm a jen část z ní, která se nevsákne, odtéká po povrchu terénu do nižších míst. Tím, že dešťovou vodu z nepropustných nebo z částečně nepropustných povrchů svedeme do jednoho nebo několika míst a umožníme vodě zasáknout v místě, kde naprší, vracíme dešťovou vodu do půdy a tím napodobujeme její přirozený cyklus. Tím také umožníme téměř přirozeně doplňovat zásoby podzemí vody a v suchých obdobích zachytíme co nejvíce dešťové vody a nenecháme si ji gravitačně odtéct například kanalizacemi do vodních toků a následně pryč z území České republiky.
Způsob hospodaření s dešťovými vodami jejich vsakem do půdy je pro provádění nových staveb stanoveno jako povinnost stavebníka (obvykle investor). Vodní zákon – tj. zákon č. 254/2001 Sb., zákon o vodách v platném znění v § 5, v bodě 3 – stanovuje povinnost stavebníků týkající se zásobování vodou, čištění vod a vsakování: (3) Při provádění staveb 4) nebo jejich změn nebo změn jejich užívání jsou stavebníci povinni podle charakteru a účelu užívání těchto staveb je zabezpečit zásobováním vodou a odváděním, čištěním, popřípadě jiným zneškodňováním odpadních vod z nich v souladu s tímto zákonem a zajistit vsakování nebo zadržování a odvádění povrchových vod vzniklých dopadem atmosférických srážek na tyto stavby (dále jen „srážkové vody“) v souladu se stavebním zákonem…
Cílem tohoto článku je cenové porovnání dvou podzemních způsobů vsakování dešťových vod a povrchového vsaku pomocí vsakovací nádrže. Alternativou k podzemním i nadzemním vsakovacím objektům je použití polovegetačních tvárnic se štěrkovými podkladními vrstvami, kterými srážková voda přímo vsakuje do půdy. Polovegetační tvárnice můžeme použít jen v některých případech, ale jejich výhodou je, že není potřeba budovat podzemní či povrchový vsakovací objekt.
Konkrétní případ
Pro porovnání ekonomické náročnosti výstavby a následného zhodnocení provozních nákladů vsaku použiji konkrétní příklad v současné době projekčně navržené stavby „Rozšíření parkovací plochy u brány č. 5 – Minerva“, která se nachází v severních Čechách, v Záluží u průmyslového areálu Chempark Záluží. V této investiční akci jde o rozšíření parkoviště o zhruba 1000 m2 panelové plochy a plochy ze zámkové dlažby (ze současné plochy parkoviště přibližně 1000 m2). Oproti návrhu z této konkrétní akce rozšíření parkoviště u brány Minerva, kde byly navrženy pro nová parkovací místa silniční panely se ŠD spárami, a byl ponechán stávající způsob odvodnění do travnatého pruhu s možností odvedení dešťových vod stávajícím žlabem na kraji silnice. V příkladu odvodnění budeme počítat s panelovou či betonovou plochou s nepropustnými spárami a s potřebou vsakovat dešťovou vodu za použití například podzemní galerie nebo povrchového odvodnění. Na začátku projekčního řešení vsaku dešťových vod spadlých na budoucí parkoviště se musí provést hydrogeologický průzkum. Ten odpoví na otázku, zda lze srážkovou vodu vsakovat navrženým způsobem a v jakém místě.
Například pro podzemní galerii průzkum určí, v jaké hloubce pod povrchem bude možné umístit podzemní objekt na vsakování nebo pro povrchové řešení (retenční nádrž) určí nejvhodnější místo (a) nádrže a jeho rozměry a v případě podzemního vsaku určí výpočtem také počet vsakovacích prvků (např. boxů, které jsou složené vedle sebe do několika řad a mohou být uloženy i v několika vrstvách na sobě). V případě podzemního řešení vsakování dešťových vod je možnost zásaku určena na základě zjištění koeficientu vsaku (hydraulická vodivost) ve vhodném místě a v předpokládané hloubce umístění podzemního vsakovacího prostoru. Vhodná hloubka uložení vsakovací galerie je tedy určena na základě znalosti hladiny podzemní vody (HPV), na základě znalosti horizontů hornin a zemin v místech v nejbližším okolí nově budované zpevněné plochy a na základě znalosti „propustnosti“ horizontů zeminy (podle hodnoty koeficientu vsaku) a taktéž na znalosti skladby např. travnatého terénu, případně zpevněné plochy nad vsakovací galerií.
Pozn.: Koeficient vsaku – tj. zjednodušeně řečeno „propustnosti zeminy“ (z definice jde o rychlost proudění vody při jednotkovém gradientu) v místě uvažované stavby se zjistí například polní zkouškou, určením koeficientu vsaku v laboratoři z odebraného neporušeného vzorku zeminy například z kopané sondy (v našem případě se jako laboratoř nabízí VÚHU v Mostě), případně na základě rešerše zkušeného hydrogeologa nebo geologa se znalostí místních poměrů. Nejprůkaznější je zjištění koeficientu vsaku polní vsakovací zkouškou přímo v místě budoucího vsaku. Vsakovací zkouška je například popsaná v bodě 4.10.7.1 ČSN 75 9010 – Vsakovací zařízení srážkových vod.
Pro zhodnocení vhodnosti vsakování, místa a hloubky, kde lze vsakování pod povrchem umístit, a pro výpočet (návrh) například počtu vsakovacích prvků nebo plochy retenční nádrže by měl projektant poptat Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) a vyžádat si za úplatu (asi 1400 Kč) hodnotu intenzity 15minutového deště s dobou opakování jednou za 5 let (n = 0,2) pro dané místo. Četnost a periodicita návrhových dešťů je uvedena v tabulce č. 4 ČSN 75 6101 – Stokové sítě a kanalizační přípojky. Obdobnou tabulku má ČSN 75 9010 – tab. 2 (v ní se návrhová periodicita srážek najde podle rizika při přeplnění vsakovacího zařízení – oproti tab. 4 z ČSN 75 6101, kde se periodicita volí podle druhu lokality). Pro městská centra, území průmyslová a drobných provozů je četnost výskytu jednou za pět let. To znamená, že periodicita návrhových dešťů p je 0,2 a orientační rozsah intenzit patnáctiminutových dešťů je 133 až 200 l/s*ha.
Výpočet tří druhů vsaků
Pro náš konkrétní příklad je zjištěná hodnota intenzity krátkodobého deště s periodicitou p = 0,2 a dobou trvání 15 minut pro lokalitu Litvínov stanovené výpočtem 179 l/s*ha (údaj z 04/2018). Výpočet vsaku je proveden podle ČSN 75 6101 – Stokové sítě a kanalizační přípojky a podle ČSN 75 9010 – Vsakovací zařízení srážkových vod (tab. 01).
Varianta 1 představuje návrh povrchového vsakovacího zařízení – vsakovací nádrže (prolákliny) vnějších půdorysných rozměrů 6,2 x 6,2 m; se dnem o rozměrech 1,7 x 1,7 m, hloubkou 1,5 m s tím, že na dno a na stěny bude rozprostřena 0,15 m tlustá vrstva drceného kameniva. Do vsakovací nádrže přivádí dešťovou vodu štěrkem vysypaný 10 metrů dlouhý přívodní příkop.
Varianta 2 počítá s podpovrchovou podzemní vsakovací galerií z plastových boxů (Eko Blocků max od společnosti Nicol – dříve Glynwed). Boxy mají rozměr 0,8×0,8×0,32 m a jejich počet je 50 ks.
Varianta 3 byla zvolena jako alternativa vůči v praxi běžně používaným plastovým boxům, tunelům nebo vsakovacím potrubím – tj. jde o podzemní vsakování do vyskládaného betonového ztraceného bednění obaleného netkanou geotextilií 200 g/m2.
Porovnání cen
Při porovnání cen tří způsobů vsakování dešťové vody porovnáváme dvě možnosti podzemních vsaků a povrchovou variantu vsaku. Jako dvě podvarianty ke třem popsaným možnostem vsakování dešťových vod je uvažováno s tím, že:
▪ vytlačená zemina z výkopů se v celém objemu odveze a uloží na skládku,
▪ celý vytlačený objem zeminy se rozprostře v místě stavby.
Při výpočtu ceny za vsakování vycházím z plochy 1000 m2 rozšířeného parkoviště ze silničních panelů konkrétní investiční akce „Rozšíření parkovací plochy u brány č. 5 – Minerva“.
Celkové ceny variant vsaků jsou přepočítané na 1 m2 parkoviště a jsou detailně uvedeny v tabulkách 02 a 03. V první porovnávací tabulce jsou vypočteny pouze náklady na vsak a v druhé tabulce pak náklady na vsak i na odlučovač lehkých kapalin (ORL = odlučovač ropných látek). Odlučovač lehkých kapalin bude vhodné vybudovat proto, že jde o parkoviště, které se bude využívat denně pro stání cca 42 osobních aut. Proto může docházet k úkapům ropných látek (tab. 02, 03, 04).
Na závěr
Podívejme se na porovnání vsaku z plochy 1000 m2 z betonových panelů.
Jednoznačně nejlevněji a tím pádem nejvýhodněji vychází povrchové zasakování dešťových vod – např. pomocí nádrží (v našem případě) nebo pomocí příkopů apod. Při použití nejlevnější podvarianty – tj. s rozhrnutím přebytečné zeminy, která by jinak byla odvezena na skládku – a bez odlučovače lehkých kapalin (lapolu) vychází cena realizace vsakování na 77 Kč/m2. Pokud by přebytečná (vytlačená zemina) byla odvezena na skládku, pak by cena povrchového vsaku byla 165 Kč/m2. Je ale potřeba zmínit, že toto řešení se pro města a obce úplně nehodí (především pro jejich centra) vzhledem k nedostatečnému prostoru a vzhledem k tomu, že je obvykle potřeba před vsak dešťových vod předřadit ORL. Proto se toto řešení hodí pro příležitostná stání automobilů na okrajích měst/ obcí nebo v místech odlehlých od obydlených lokalit, kde je dostatek volného prostoru pro vybudování povrchového vsaku.
Při povrchovém zasakování s použitím odlučovače lehkých kapalin (ORL) je potřeba mít pro vsak dešťových vod dostatek místa, proto jde pro obce o méně častou možnost odvedení dešťových vod ze zpevněných povrchů. Cena této možnosti vsaku s ORL při rozprostření přebytečné zeminy v okolí stavby je 176 Kč/m2. Pokud by přebytečná (vytlačená) zemina byla odvezena na skládku, pak by cena povrchového vsaku byla 264 Kč/m2.
V obcích a městech nejvíce používaná a nejvhodnější varianta zasakování dešťových vod je za použití vsakovacích galerií (vsakovací boxy, vsakovací tunely či soustava vsakovacích potrubí nebo vsak do podzemní galerie ze ztraceného bednění z betonových tvarovek). V tomto případě asi nejčastěji používaných vsakovacích boxů při předřazení ORL před zasakování je cena vsaku 434 Kč/m2 při rozprostření přebytečné zeminy v místě stavby a cena 365 Kč/m2 při odvozu zeminy na skládku. Přibližně o 14 % je levnější vybudování vsaku ze ztraceného bednění, ale je nutné si uvědomit, že při použití betonových tvarovek ztraceného bednění je možné pro vsakovanou vodu využít jen asi 52 % objemu tvárnic oproti zhruba 95 % u plastových boxů. Proto při použití vsaku z tvarovek ztraceného bednění bude vsakovací prostor téměř dvojnásobně velký oproti podzemní vsakovací galerii z plastových boxů.
Obecně platí, že budováním vsakovacích zařízení ve městech a obcích pomáháme zadržet dešťovou vodu v místech našich domovů, a přispíváme tak k navracení vody do půdy v místě dopadu srážky, a alespoň malým dílem přispíváme k boji proti suchu, které se výrazně projevuje v naší krajině v posledních letech.
ING. MARTIN RUCKÝ
ČKAIT, obor Stavby vodního hospodářství a Krajiného inženýrství
