přeskočit na hlavní obsah

Rizika spojená s prováděním vrtů pro tepelná čerpadla

/up/images/featured/images/vrty_pro_tepelna_cerpadla_rizika_0.png

Úvod

Postupně se ve správních řízeních přistupuje k tomu, že vrty pro tepelná čerpadla systém voda/voda i země/voda jsou považovány za vodní díla, s jejich povolováním je vydáváno i povolení k nakládání s vodami ve smyslu zákona číslo 254/2001 Sb. o vodách. V případě vrtů systému země/voda se povolení uděluje dle § 8, odstavec 1, písmeno b, bod 5 (jiné nakládání s podzemními vodami), u vrtů systému voda/voda ve smyslu § 8, odstavec 1, písmeno d (čerpání povrchových nebo podzemních vod a jejich následné vypouštění do těchto vod za účelem získání tepelné energie). Vydání povolení k nakládání s vodami je ve smyslu § 9 zákona č. 254/2001 Sb. vázáno na vyjádření osoby s odbornou způsobilostí v oboru hydrogeologie, pokud vodoprávní úřad ve výjimečných případech nerozhodne jinak. Jestliže schvalovací proces proběhne uvedeným způsobem, měla by osoba oprávněná být dostatečnou zárukou pro nekolizní průběh vrtných prací, neboť svým vyjádřením má možnost ovlivnit situování vrtů, jejich hloubku, konstrukci, technologii hloubení a vystrojení a v neposlední řadě rozsah monitoringu v průběhu vrtných prací, pokud se ukáže být s ohledem na místní geologické a hydrogeologické podmínky nezbytný. Proč je dobré tento postup dodržovat, se pokusím vysvětlit na prezentaci některých rizik, které při provádění vrtů pro tepelná čerpadla mohou způsobit nejen závažná narušení stavu vodních útvarů podzemní vody, ale i ovlivnění na vodu vázaných ekosystémů, základové půdy pod stavbami apod.

Co je to vodní útvar a jaká přímá rizika pro něj představují vrty pro tepelná čerpadla

V smyslu zákona o vodách je vodní útvar vymezené významné soustředění podzemních nebo povrchových vod, charakterizované společnou formou jejich výskytu nebo společnými vlastnostmi vod a znaky hydrologického režimu. Podzemní vody jsou přitom vody přirozeně se vyskytující pod zemským povrchem v pásmu nasycení v přímém styku s horninami. První specifikum oproti vodám povrchovým je to, že vodních útvarů podzemní vody může být několik pod sebou, druhým specifikem je to, že pozorování jejich stavu je možné provádět jenom prostřednictvím obecně řídké sítě vrtů, studní a pramenů. Nezastupitelnou roli při zkoumání vodních útvarů podzemí vody tak sehrává hydrogeolog, který musí na základě povrchové prospekce a lokálních objektů zasahujících pod zemský povrch definovat vodní útvar, v jehož rámci mají být prováděny vrty pro tepelné čerpadlo z hlediska jeho geometrie, rozuměj plošného a hloubkového rozsahu, z hlediska jeho vlastností, tj. stavu hladiny podzemní vody ve vodním útvaru, jejího sklonu, rychlosti proudění a jakosti vody, dále z hlediska dosavadního nakládání s vodami tohoto vodního útvaru, tj. kdo, kde a kolik vody z vodního útvaru odebírá a z hlediska prognózního vlivu existence vrtů pro tepelné čerpadlo ať již na stav hladiny podzemní vody, nebo její množství či jakost. Na obrázku č. 1 je uveden idealizovaný řez hydrogeologickou strukturou se třemi různými útvary podzemní vody, které se liší svou mocností, hloubkou uložení pod povrchem terénu, stavem hladiny podzemní vody i jakosti vody. Takovýto soubor nad sebou ležících vodních útvarů podzemní vody je v podstatě běžný v celé severní polovině Čech s výjimkou okrajových horstev. Chceme-li v tomto prostředí navrhovat vrty pro tepelné čerpadlo, musíme vycházet ze základního geologického pravidla: v jednom vrtu hydraulicky nepropojovat jednotlivé vodní útvary, ať se již jedná o vrty systému země/voda nebo voda/voda. Druhé pravidlo pak zní: technologii vrtání a vystrojování vrtů přizpůsobit geologickému prostředí a stavům hladiny podzemní vody v jednotlivých vodních útvarech.

Vraťme se k obrázku č. 1. Provádí-li se vrty V-1A a V-1B, zasahující do prostředí pouze jednoho vodního útvaru, je jejich hloubení ať již pro systém země/voda nebo voda/voda nekolizní a platí pouze jediný požadavek: svrchní část zaplášťového prostoru vrtů upravit tak, aby po jejich plášti nemohlo dojít k vniknutí povrchové splachové vody do vodního útvaru. Pozor však na případ, kdy v dosahu vrtů pro TČ, tj. řádově do vzdálenosti desítek metrů, se nachází zdroj vody (na obrázku č. 1 označen jako S). V tom případě hrozí v průběhu vrtání např. zakalení vody a jedná-li se o vrty systému voda/voda může dojít i k ovlivnění stavu hladiny vody v tomto zdroji. Pomoc je jednoduchá: v průběhu vrtných prací provádět monitoring stavu hladiny vody v tomto zdroji, sledovat případný zákal vody a dle výsledků stanovit podmínky koexistence stávajícího zdroje vody a nových vrtů pro TČ.

Složitější je případ hloubení vrtů do druhého vodního útvaru (vrt V-2 na obrázku č. 1). Hladina vody v tomto druhém vodním útvaru je napjatá, leží výše než v prvním vodním útvaru a pokud by byl vrt v celém profilu otevřený, přetékala by voda z druhého (spodního) útvaru do útvaru prvního (horního). A protože např. v určitých podmínkách vykazuje druhý útvar vody zvýšenou koncentraci železa, docházelo by ke znečišťování vody prvního útvaru, což by mohlo mít v případě některých lokalit katastrofální dopad na vodovodní zásobování obyvatel. Existuje jediné řešení těchto vrtů, ať již jde o systém země/voda nebo voda/voda: minimálně jeden z úseku vrtu v odlišném vodním útvaru zaplášťově zatěsnit. Upozorňuji, že parametry vrtů, zejména jejich průměr, musí instalaci funkčního zaplášťového těsnění umožnit.

Nejrizikovější případ představuje provádění vrtů do nejhlubšího vodního útvaru (případ vrtu V-3 na obrázku č. 1) Jeho hladina vody je napjatá, má pozitivní výtlačnou úroveň a kromě rizika negativního ovlivnění jakosti vody v nadložních vodních útvarech zde hrozí riziko přelivu vody na terén. Dovolím si upozornit, že již byly zaznamenány případy nekontrolovatelného přelivu vody v množství stovek m3/den a náprava takového stavu je technicky i finančně velmi náročná. Řešení je obdobné jako v předchozím případě, nezbytné však je zaplášťově odtěsnit minimálně dva ze třech vodních útvarů. Opět je to tedy otázka parametrů vrtů, především jejich průměru a technologie odtěsňování zvodnělých horninových poloh.

Posledním problémem je případ vrtů systému voda/voda, kdy je voda odebírána např. z nejhlubšího vodního útvaru (vrt V-3) a zasakována do prvního nebo druhého vodního útvaru (vrty V-2 nebo V-1). Zde je nutno posoudit nejenom riziko ovlivnění jakosti vody, ale i vzestup hladiny vody v dotovaném vodním útvaru, který by mohl způsobit např. podmáčení a nestabilitu svahů, ovlivnění vegetace nebo existujících staveb apod. Řešení je nasnadě: formou dlouhodobé hydrodynamické zkoušky simulovat budoucí stav jak odběru vody, tak jejího zasakování a stanovit limity těchto hydraulických zásahů do konkrétních vodních útvarů.

Rizika pro stavby, zařízení

Rizika ovlivnění staveb (studní) určených k jímání podzemní vody byla již komentována, ale přestože případy jejich negativního ovlivnění jsou nejčastější, nejsou to díla jediná, která mohou být výstavbou vrtů systému země/voda nebo voda/voda ohrožena. Nebezpečí negativního ovlivnění ostatních děl a zařízení je dáno především možnou změnou vlastností základové půdy v jejich podloží. Příčin může být několik. První příčinou související se změnou vodního režimu je odvodnění základové půdy. K tomu dochází tak, že vrty přeruší mezilehlý izolátor mezi svrchní zvodní a zvodní níže ležící, hladina vody poklesne, svrchní zvodeň vyschne a kapilární voda původně sytící podzákladí se vytratí. Tím dojde k vyschnutí základové půdy, což může vyvolat pokles stavebního objektu a jeho destrukci. Dalším případem tohoto typu je stav, kdy v průběhu vrtných prací v důsledku nestability vrtné stěny, většinou v kombinaci s podzemní vodou, dochází k vytváření kaveren, což v určitých případech opět může vést k sedání stavebních objektů a poruchám jejich statiky. Posledním případem odchylným od předchozích je vlastní funkce vrtů systému země/voda, kdy dochází k promrzání základové půdy a související pohyby mohou ovlivnit statiku objektů.

Všechny tyto případy jsou typické pro vrty situované v blízkosti stavebních objektů, což je bohužel jev dosti častý. Podrobná znalost především svrchní části horninového prostředí a jeho vodního režimu je proto nezbytným předpokladem pro předcházení poruch staveb a zařízení jak z hlediska situování vrtů, tak z hlediska technologie jejich hloubení a vystrojování. Vše toto spadá do kompetence vyjádření osoby s odbornou způsobilostí ve smyslu § 9 vodního zákona a převezme-li stavební (v daném případě vodoprávní) úřad pro účely stavebního povolení jeho závěry, jsou pak tyto zohledněny jako ochranné prvky v prováděcí technické dokumentaci vrtů.

Rizika pro ekosystémy vázané na vodu

Tato rizika sice obecně představují okrajovou část problémů při provádění vrtů systému země/voda nebo voda/voda, v ojedinělých předem neodhalených rizikových případech však mohou být předmětem značných obtíží. Mechanismus jejich ovlivnění je dán především ztrátou nebo významným úbytkem vody vyvěrající na povrch nebo do blízkosti povrchu terénu nebo naopak zamokřením území při nevhodném návrhu zasakovacích prvků systému voda/voda. Preventivní ochranná opatření by v ideové rovině mělo opět řešit vyjádření osoby s odbornou způsobilosti (viz § 9 zákona č. 254/2001 Sb.), v technické rovině pak prováděcí technická dokumentace vrtů.

RNDr. Svatopluk Šeda, seda@orlicko.cz

---

NÁZORY A PŘIPOMÍNKY

V minulém čísle AE byl uveřejněn článek RNDr. Svatopluka Šedy s názvem Rizika spojená s prováděním vrtů pro tepelná čerpadla. Tento článek byl později uveřejněn na internetovém portálu TZB-info.cz, kde vyvolal protichůdnou diskusi. Pokusím se její závěry shrnout a připojit názor vlastní. Přestože jaksi tento portál obcházíme a článek jako diskusní příspěvek do něho neodesíláme, věřím, že nám to bude prominuto. Řada čtenářů nemá čas nebo možnost se této diskuse zúčastnit a určitě přivítá tyto informace prostřednictvím AE.

O CO ŠLO?

Vrty pro tepelná čerpadla systému voda/voda i země/voda, které byly do české části naší planety prováděny mnohdy živelně, se začaly podle Zákona o vodách (254/2001 Sb.) považovat za vodní díla, s jejichž povolováním je vydáváno i povolení k nakládání s vodami. Krátce řečeno, vrt nám podle našeho laického návrhu umístění už nemůže udělat třeba pan XY, který zprivatizoval vrtné zařízení a shání zakázky, ale musíme absolvovat určitý úřední postup. Pan XY nenesl odpovědnost za možné budoucí škody, podle nového postupu musí být už tato osoba známa předem. Název její funkce je: osoba s odbornou způsobilostí v oboru hydrogeologie, pokud vodoprávní úřad ve výjimečných případech nerozhodne jinak.

CO TO ZNAMENÁ?

Nic víc a nic míň než určité (pro řadu investorů další) „papírování“, placení poplatků a oddálení doby vrtání. Ale s jistotou, že v našem novém či rekonstruovaném domě budeme žít se sousedy ve shodě, nemůže nás potkat nějaká hydrogeologická anomálie v podobě ztracené vody ve studni, potrhání stěn domu, zamokření pozemku atd. a náklad za vrt bude definitivní, bez dalších poplatků na sanaci škod.

A DISKUSE NA WEBU?

Jedna skupina čtenářů tento zlegalizovaný postup vrtání odsuzuje, napadá, nazývá jej byrokracií, která se přiživuje na penězích stavebníka. Druhá skupina, která je bohužel v menšině (kdo by také nosil „kůži na trh“, když již předem ví, že bude kritizován), s tímto postupem souhlasí.

ZAČNĚME OD ZAČÁTKU

Skutečně majetnicky je náš životní prostor coby parcela ohraničen plotem. Přes něj by se k nám neměla nepovolaná osoba dostat. Pozemek obhlédneme zrakem, vzdušný prostor nad ním také. A běda sousedovi, když od něho přitéká dešťová voda, prosakuje splašková voda nebo vane kouř, u něho společně s pachy, hlukem apod. podle právnické mluvy „nad míru obvyklou“. Vše je většinou jednoznačné, na povrchu země i ve vzduchu je vše vidět, cítit, slyšet, zákon je na naší straně a soudní při vyhráváme. Obě strany se ale už přestanou zdravit a původní „svobodné“ bydlení už „svobodné“ není. Když se k tomu přidají různé schválnosti strany, která při prohrála, může být bydlení i utrpením.

Problémy na povrchu parcely i ve vzduchu si umíme ochránit, rozumíme jim a pro jejich řešení postačí i selský rozum.

Nejhorší jsou problémy s podzemní vodou jímanou ve vrtech nebo studních. Z doby stavby domu si maximálně pamatujeme, že naše parcela je „na písku“ nebo „na skále“, dál už nás nic nezajímá. Kromě jediného, abychom ve studni, kterou jsme také draze platili, měli celoročně dostatek vody, což byl v loňském mimořádně suchém a teplém létě problém. I tady se ale objevují problémy v podobě prázdné studny, když si soused napouští letní bazén. Toto je však krátkodobé a dohodou řešitelné.

TERÉNNÍ VÝVĚRY

Nejlepším řešením jsou samovolné vývěry podzemní vody (prameny). Pod zem se nemusí zasahovat, voda se z tepelného čerpadla do začínajícího potůčku vrátí ochlazená o několik stupňů. Kdo z nás je ale takovým šťastným majitelem parcely s dostatečně silným pramenem?

NOVÝ VRT

Nový vrt, který zasahuje do hloubky desítek metrů pod povrchem, nesmí znehodnotit stávající hydrogeologický stav. Sami pod zem nevidíme a probíhajícím jevům nerozumíme, od toho je tu hydrogeolog, který vše prověří, vyhodnotí a vyvodí závěry. Abychom se neopakovali, zde by už čtenář mohl přejít na výše uvedený článek, ve kterém jsou nejdůležitější rizika popsána.

ZPŮSOB ODBĚRU VODY

Kdo chce jít do systému voda/voda (ale pozor, hydrogeolog ho může zakázat!), je pro něho nejlepší systém čerpací a vsakovací studny. Podzemní voda je nositelem tepla, které odebírá prosakováním (proplachováním, filtrací) bloku zeminy mezi oběma studnami, její zásoby se nesnižují. Blok zeminy musí být tak velký, aby jeho teplo „vydrželo“ přes celé topné období.

Systém jednorázového čerpání podzemní vody z vrtu je už zranitelnější. Vodu jako zdroj tepla čerpáme a vypouštíme (leckdy jako pitnou) do vodního toku. Podzemní zásoba vody se snižuje, je doplňována dešťovými srážkami, blízkým vodním tokem apod.. Zde je nutné provést oficiální čerpací zkoušku a oficiálně stanovit maximální zaručenou vydatnost, ze které už jednoduše určíme maximální výkon tepelného čerpadla. Majitelé sousedních studní nesmí utrpět újmu. Nelze ale vyloučit účinky mimořádného sucha, kdy vydatnost může klesnout.

ZÁVĚR

Podzemní voda je sladkovodní, její zásoby jsou omezené, vlivem skleníkového efektu bude vzrůstat období bez dešťů i sněhu (krátkodobé přívalové deště rychle odtečou a do země tolik vody nestačí vsáknout). Růstem ceny vodného a stočného její hodnota dále vzrůstá. Proto se opět čistí staré studny a začínají se využívat ke splachování WC, praní prádla, zalévání záhonů, atd. Podle tajných studií Pentagonu mohou do 20 let vzniknout v některých částech světa „války o vodu“. Nechceme, aby se podobné akce stávaly mezi sousedy v naší republice. Proto doporučuji jediné. Vrty pro jednorázové čerpání podzemní vody pro tepelná čerpadla posuzovat samozřejmě s předstihem co nejpečlivěji. Nechceme zveřejňovat případy, které se dostaly až k soudu. Z výše uvedených důvodů je samozřejmé, že s legalizací vrtů souhlasím.

Ing. Jaroslav Peterka, CSc.

Seriál: Tepelné čerpadla - článek z roku 2004

zdroj: Alternativní energie

Líbil se vám článek?

ano: 179     ne: 187

Doporuč


 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb