Propojování skupinových vodovodů a vodárenských soustav jako adaptační opatření na změnu klimatu

1. Úvod

Změna klimatu přináší i ve středoevropském prostoru postupné, avšak stále zřetelnější dopady v oblasti vodního hospodářství. Mezi nejvýznamnější dopady patří snižující se vydatnost vodních zdrojů, zejména těch lokálních, což má přímý vliv na stabilitu zásobování obyvatelstva pitnou vodou. Tento trend má dlouhodobý a lze očekávat, že jeho intenzita bude v následujících dekádách dále narůstat. Strategie adaptace na změnu klimatu definuje propojení vodárenských systémů jako jedno z klíčových adaptačních opatření v oblasti vodního hospodářství (MŽP, 2015).

Česká republika však čelí této výzvě s vodárenskou infrastrukturou, která je historicky výrazně roztříštěná – jak z hlediska vlastnické struktury, tak provozního uspořádání. Ve většině případů není možné řešit problémy s nedostatkem vody izolovaně na úrovni jednotlivých obcí či malých vodovodů, neboť tyto systémy často postrádají dostatečnou kapacitu, záložní zdroje i ekonomickou možnosti pro samostatná adaptační opatření. Klíčovým směrem pro zajištění dlouhodobé bezpečnosti zásobování pitnou vodou je proto regionální přístup.

Tento přístup však naráží na řadu překážek. Vysoká míra fragmentace vodárenské infrastruktury znamená, že v území působí desítky až stovky různých vlastníků a provozovatelů, jejichž vzájemná koordinace je komplikovaná. Investiční rozhodování navíc často naráží na nízkou ochotu financovat projekty, jejichž přínos s dlouhodobým horizontem návratnosti, jejichž přínosy nejsou okamžitě patrné.

Z těchto důvodů se jako nezbytné ukazuje nejen technické propojování jednotlivých vodárenských systémů, ale také institucionální integrace – tedy hledání způsobu, jak propojené systémy dlouhodobě efektivně a udržitelně spravovat a provozovat jako jeden funkční celek. Právě tímto směrem se ubírá výzkum, který na konkrétních příkladech v rámci vybraných území v České republice analyzuje možnosti propojovacích opatření, jejich technické a institucionální parametry a dopady na koncové uživatele.

2. Cíl a metodika výzkumu

Cílem probíhajícího výzkumu je navrhnout udržitelný model propojení skupinových vodovodů a vodárenských soustav jako součásti adaptačních opatření na klimatickou změnu. Snahou je identifikovat technicky a ekonomicky realizovatelná řešení, která zvýší odolnost zásobování pitnou vodou a zároveň zohlední provozní a institucionální realitu České republiky.

Metodický rámec navazuje na metodiku Fučík a kol. (2024). Připravovaný materiál poskytne systematizovaný postup pro analýzu deficitních oblastí, návrh přivaděčů, výpočet bilancí, investiční náročnosti i simulaci tarifních dopadů do ceny vodného.

Připravovaná metodika je zpracovávána ve třech hlavních krocích:

1. Analýza stávající infrastruktury a potřeb vody – včetně identifikace kritických oblastí a uzlových bodů vhodných k propojení.
2. Návrh technických opatření – specifikace tras přivaděčů, hydraulické parametry, provozní návaznosti.
3. Ekonomické a institucionální hodnocení – výpočet investičních nákladů dle jednotkových cen, simulace tarifních dopadů, posouzení variant provozní nebo vlastnické integrace.

Výsledkem analýzy dle připravované metodiky bude vždy soubor možných řešení k zajištění větší zabezpečenosti dodávek pitné vody. Navrhovaná opatření budou zahrnovat také možné způsoby integrace infrastruktury do větších celků. Předvýběr opatření pro zajištění zásobování vodou může dále využít i principů definovaných například v metodice Beran a kol. (2019).

3. Analýza vodárenské infrastruktury ve vybraných regionech

Z hlediska geografické polohy, počtu obyvatel a dostupnosti vodních zdrojů představují Středočeský kraj a Kraj Vysočina dvě významně odlišné oblasti, na kterých budou demonstrovány základní principy připravované metodiky. Středočeský kraj je jádrovým územím s vysokým podílem urbanizace a spotřeby, zatímco Kraj Vysočina je rozsáhlé území s nižší hustotou osídlení. Obě území však spojuje potřeba propojování vodárenských systémů jako opatření proti výkyvům ve vydatnosti zdrojů a regionální nerovnoměrnosti jejich dostupnosti.

Analýza jednotlivých lokalit se zaměřuje na hlavní zdroje vody v regionu, strukturu přenosu vody (páteřní přivaděče, skupinové vodovody, obecní vodovody), vlastnické a provozní vztahy, identifikaci problémových lokalit z hlediska zásobování pitnou vodou.

Středočeská vodárenská soustava

Středočeský kraj disponuje několika hlavními vodárenskými osami – zejména Štolovým přivaděčem Želivka, skupinovým vodovodem Želivka-Benešov (JVB), Posázavským skupinovým vodovodem (PSV), Kladno – Mělník – Mladá Boleslav (SVS).

Hlavními zdroji vody jsou Úpravna vody Želivka, vodárna Kárný a menší lokální prameniště.

Vlastnická a provozní struktura je silně fragmentovaná. V území působí desítky samostatných provozovatelů a stovky vlastníků. Tato roztříštěnost komplikuje zabezpečení z kapacitních zdrojů, koordinaci obnovy infrastruktury a strategické plánování. Největšími provozovateli v oblasti jsou 1. SčV, a.s., VAK Beroun, a.s., VHS Benešov, s.r.o. Mezi největší vlastníky infrastruktury se řadí obce a města, svazky obcí (Svazek obcí Želivka, VHS Kolín) a městské vodovody a kanalizace (VAK Beroun, a.s., VAK Nymburk, a.s.) – viz Obr. 1.

Na základě bilancí a provozních dat byly identifikovány oblasti s rizikem nedostatečné zásoby vody, zejména při výpadku lokálních zdrojů. Pro tato území byla navržena technická propojení na páteřní systémy, a to zejména v oblasti plánované výstavby dálnice D3.

Vodárenská soustava Kraje Vysočina

V Kraji Vysočina je situace složitější vzhledem k členitému terénu, většímu rozptýlení osídlení a nižšímu stupni centralizace infrastruktury. Zásobování vodou zajišťuje několik větších skupinových vodovodů, které pokrývají velkou část území, avšak nejsou propojené a neumožňují posílení přívodu vody do jiných oblastí v krizových situacích. Mezi hlavní skupinové vodovody patří SV HUPEPO, SV Třebíčsko, SV Jihlavsko a SV Havlíčkobrodsko. V mnoha případech chybí záložní zdroje hlavních zdrojů vody. Hlavními zdroji vody jsou VN Švihov, VN Vír, VN Hubenov, VN Mostiště, VN Vranov.

Vlastnická a provozní struktura je také velmi fragmentovaná. Největšími provozovateli jsou VAS, a.s. (jednotlivé divize), VAK Havlíčkův Brod, VODAK Humpolec a TS Jihlava. Vlastníci jednotlivých infrastruktur jsou stejně jako ve Středočeském kraji nejvýrazněji zastoupení v obcích a městech, skupinových vodovodech (SVAK Žďársko, SVAK Třebíč) – viz obr. 2.

Z hlediska plánování propojení byly jako klíčové uzlové body identifikovány lokality Moravské Budějovice – Nová Říše – Jihlava – Havlíčkův Brod, které představují strategické body s potenciálem pro propojení vodárenských soustav s přilehlými regiony.

Shrnutí a srovnání obou oblastí – rozdíly, společné znaky, přenositelnost řešení

Obě území vykazují rozdílné podmínky, avšak obdobnou potřebu stabilizace zásobování vodou. Ve Středočeském kraji představuje hlavní výzvu institucionální integrace a přetížení zdrojů, zatímco v Kraji Vysočina je dominantním problémem technická zranitelnosti a fyzická nepropojenost infrastruktury. Propojení vodárenských soustav se proto jeví jako univerzálně aplikovatelné, jehož konkrétní forma realizace musí být přizpůsobena regionálním specifikům.

4. Modelace integračních a propojovacích opatření

Popis vytipovaných opatření (technických i institucionálních)

Středočeský kraj – koridor D3. Jako hlavní opatření v rámci Středočeského kraje bylo navrženo rozšíření vodárenské infrastruktury v rámci koridoru dálnice D3. Kromě úprav na stávajících skupinových vodovodech byly definovány navržena tři klíčová technická propojení, která umožní posílení vodárenského zásobování mezi Benešovskem, Posázavím a Voticemi.

• Krhanice – Václavice (DN 200, 11,8 km, Q = 25 l/s),
• Benešov – Václavice (DN 250, 8,9 km, Q = 30 l/s),
• Václavice – Lažany (DN 300, 40,1 km, Q = 55 l/s).

Tato propojení navazují na stávající skupinové vodovody Posázavský skupinový vodovod (PSV) a Skupinový vodovod Javorník – Benešov (JVB) a zároveň umožňují připojení deficitní oblasti Voticka.

Z institucionálního hlediska je plánováno, že vlastnictví přivaděče bude v režii společnosti Želivská dálniční a.s., přičemž provoz bude zajišťovat Želivská provozní a.s. Napojené obce si ponechají vlastnictví svých distribučních sítí a voda bude předávána na technologickém rozhraní. Celková investice do výstavby přivaděče a souvisejících objektů je odhadována na 742 mil. Kč bez DPH.

Kraj Vysočina. Opatření tvoří páteřní osu propojující skupinové vodovody Jihlavska, Moravskobudějovicka a Havlíčkobrodska. Tato propojení zajišťují vzájemnou propojenost dosud oddělených systémů a umožňují flexibilní převody vody mezi jednotlivými kraji (Smelík L. a kol., 2024).

Technicky zahrnují:

• ÚV Štítary – Častohostice (DN 500, 9,2 km, Q = 215 l/s),
• Moravské Budějovice – Nová Říše (DN 300, 30 km, Q = 60 l/s),
• Nová Říše – ÚV Hosov (DN 400, 32,2 km, Q = 60 l/s),
• Havlíčkův Brod – Jihlava (DN 300, 31,6 km, Q = 50 l/s).

Institucionální struktura je složitější – počítá se s provozními smlouvami mezi stávajícími vlastníky (obce, města, městské vodárenské společnosti), kteří budou zajišťovat dodávku vody prostřednictvím nového nadregionálního propojeného systému. Celková výše investice do přivaděčů a navazujících objektů je odhadována na 2 386 mil. Kč bez DPH.

Způsoby výpočtu a modelace spotřeb, toků vody a dopadů na vodné

V obou případech byla využita certifikovaná metodika Fučík a kol. (2024), zahrnující:

• bilanci specifické potřeby vody (VUME/VUPE),
• modelace převodů mezi oblastmi,
• simulace tarifních dopadů při různých variantách financování (0 – 100 % dotace),
• výpočet provozních nákladů včetně úrokových zatížení,
• analýza zranitelnosti a odolnosti v krizových scénářích (sucho, havárie).
• Koncepce ochrany před následky sucha (2017) doporučuje vytvoření robustních, vzájemně propojených vodárenských soustav schopných čelit výpadkům zdrojů (MZe a MŽP, 2017).

Scénáře integrace (technické, vlastnické, provozní)

Středočeský kraj (D3). V rámci obcí připojovaných na dálniční vodovodní přivaděč D3 se objevuje řada drobných vlastníků vodárenské infrastruktury, kteří nejsou vhodní jako nositelé tak rozsáhlé investice. V nadřazených vodárenských úrovních působí několik subjektů, které by mohly být nositelem dané investice (Tab. 1).

Společnost VODA Želivka, a.s. je stoprocentně vlastněna městy a obcemi v daném regionu a je potenciálně nejvhodnějším investorem a vlastníkem, provozovatelem by v takovém případě byla její dceřiná společnost Želivská provozní a.s. Vzhledem k zájmu VODA Želivka, a.s. o investici prostřednictvím již založené dceřiné společnosti Želivská dálniční a.s. bylo ekonomické posouzení provedeno právě pro tuto variantu.

Dalšími potenciálními investory a vlastníky jsou:

• Dobrovolný svazek obcí Vodovodní přivaděč Javorník – Benešov, rovněž 100% vlastněný městy a obcemi v regionu, ačkoli je z hlediska rozsahu a vhodnosti méně vhodný než VODA Želivka, a.s.
• Účelové sdružení obcí Posázavského vodovodu, rovněž vlastněné městy a obcemi, avšak z těchto subjektů nejméně vhodné.

Ambiciózní možností pro zachování zabezpečenosti dodávek pitné vody v dlouhodobějším výhledu se jeví fúze Dobrovolného svazku obcí Vodovodní přivaděč Javorník – Benešov, Účelového sdružení obcí Posázavského vodovodu, případně propojení všech výše uvedených subjektů vč. VODA Želivka a.s. Nicméně, vzhledem k vysoké organizační náročnosti, která souvisí s komplikovanými převody vlastnictví a správou vodohospodářského majetku, není tato možnost považována za realistickou v nejbližší době.

Z potencionálních investorů projevila společnost VODA Želivka, a.s. zájem o investorství páteřního vodovodního přivaděče D3, prostřednictvím již založené dceřiné společnosti Želivská dálniční a.s.

Ekonomická efektivita této investice je relativně nízká, a to zejména kvůli vysokým počátečním nákladům a relativně nízké poptávce po vodě (nízkou potřebou vody) v obcích napojených na přivaděč D3, především v prvních letech provozu. Z tohoto důvodu je nezbytné získat významnou investiční dotaci. Podle předběžných propočtů ekonomického hodnocení by v případě dotace 60 % a úvěrového financování, provoz dálničního vodovodního přivaděče D3 měl vygenerovat ročně částku na obnovu a splácení úvěru v úrovni 59 mil. Kč. To by odpovídalo ceně předané vody ve výši přibližně 66 Kč/m³.

Pro Kraj Vysočina je scénář integrace aktuálně aplikován.

5. Podpůrný nástroj pro koncepční rozhodování

Pro podporu rozhodování na úrovni krajů, obcí a investorů je pro efektivní plánování propojení vodárenských soustav, vytvářen softwarový nástroj kombinující interaktivní mapové rozhraní, databázi vstupních parametrů a automatizovanou bilanční výpočetní logiku.

Popis funkcionality a účelu nástroje

Hlavním cílem aplikace je:

• umožnit rychlé posouzení vodohospodářské bilance vybraných oblastí,
• vyhodnocení scénářů propojení na základě specifických potřeb vody, počtu obyvatel, aktuálních zdrojů a dostupnosti infrastruktury,
• vizualizace deficitních a přebytkových oblastí a jejich možných propojení prostřednictvím liniových staveb – např. podél silnic I. třídy, dálnic, případně vysokorychlostních tratí (VRT).

Využití aplikace v praxi – nástroj pro plánování, vyjednávání, rozhodování

Aplikace nachází uplatnění při:

• plánování a optimalizaci tras vodárenské infrastruktury ve vazbě na liniové stavby,
• rozhodování o investičních prioritách na krajské a národní úrovni,
• komunikaci s veřejností a zdůvodnění navržených propojení či změn tarifní politiky.

Nástroj umožňuje vizualizaci zpracovaných vstupních dat v různých scénářích, které mohou v budoucnosti nastat a dle toho rychle reagovat na změny způsobené klimatickou změnou.

Velkým přínosem je také schopnost aktivovat předem známá opatření v případě nedostatku vody, a to jak technicky, tak institucionálně.

Pro efektivní využití je však nezbytná pravidelná aktualizace dat, integrace s územně plánovací dokumentací (ZÚR, ÚP) a předjednání smluvních vztahů mezi vlastníky a provozovateli.

Politické, institucionální a společenské bariéry realizace

Realizace systémových propojení naráží na překážky, mezi něž patří:

• vysoká míra rozdrobenosti vlastnictví (obce, svazky, podniky),
• nedostatečná koordinace provozovatelů,
• nízká ochota k tarifní integraci z obavy ze zdražení nebo ztráty autonomie,
• slabá politická podpora, pokud téma nevyvolá bezprostřední veřejný tlak.

Projekt ukazuje, že bez centrální metodické a finanční podpory nelze většinu opatření realizovat včas, koordinovaně a efektivně.

Dalším krokem je využití všech dostupných poznatků k naplnění databáze uvažovaných projektů projekt, který by eliminovali nedostatky vody v deficitních oblastech a určit jeho ekonomickou smysluplnost. V případě, že by žádný projekt neexistoval, je úkolem navrhnout technické řešení k možnému propojení oblastí.

Přínosy integrace pro uživatele, provozovatele i vlastníky – argumentace pro praxi

Přes výše uvedené bariéry má propojení a integrace zásadní výhody:

• vyšší ekonomická efektivita správy a provozování z hlediska celku,
• provozování a správa rozsáhlé oblasti je stabilnější a umožňuje dosáhnout vyšší zabezpečenosti dodávek pitné vody,
• cenová solidarita, pokud se podaří prosadit, nakonec vede k celkovému zklidnění situace, neboť „soused má stejně drahou vodu“,
• veřejnost reaguje s porozuměním na reálnou hodnotu a potřebu vody, pokud je dostatečně zdůvodněna – nutnost popularizace problému (veřejná debata, edukace, zvýšení povědomí).

Argumentačně se jako nejúčinnější ukazuje kombinace odborného posouzení (modelace) s vizuálním znázorněním výstupů pomocí GIS nástroje.

Jedním z překvapivých a zásadních zjištění je nízké povědomí veřejnosti o skutečných rizicích v oblasti zásobování pitnou vodou. Spotřebitelé obvykle vnímají vodu jako samozřejmost – právě proto, že dosavadní dodávky fungují. Tento fakt však ztěžuje získání veřejné podpory pro investice do infrastruktury, které „řeší problém, který ještě nenastal“, ale mohou se v důsledku klimatických změn či technických závad brzy objevit. Zejména v malých obcích, kde je zásobování pitnou vodou často zajišťováno lokálními zdroji, je napojení na skupinové vodovody často klíčovým předpokladem pro dlouhodobou udržitelnost a bezpečnost zásobování (Hejduková a kol., 2021).

6. Závěr

Výzkum potvrzuje, že propojení skupinových vodovodů a vodárenských soustav představuje efektivní a systémové adaptační opatření na změnu klimatu. Propojené systémy významně zvyšují stabilitu zásobování pitnou vodou a umožňují flexibilní reakci na krizové situace, jako jsou výpadky nebo pokles vydatnosti vodních zdrojů. Při zpracování byly identifikovány deficitní oblasti, navrženy možné směry propojení a vyhodnoceny jejich investiční dopady. Zároveň probíhá výpočet provozních a tarifních dopadů. Interaktivní webový software/aplikace zároveň umožňuje tato řešení srozumitelně prezentovat, porovnávat a plánovat jejich postupnou realizaci.

Doporučení pro další kroky:

• Rozšířit aplikaci metodiky na další kraje a systémově ji začlenit do aktualizací Plánů rozvoje vodovodů a kanalizací PRVKÚ.
• Posílit koordinaci mezi vlastníky, provozovateli a veřejnou správou při plánování propojovacích opatření.
• Zajistit financování předrealizačních etap (studie proveditelnosti, projektová dokumentace, majetkoprávní vypořádání) prostřednictvím národních či evropských dotačních programů.

Zvýšit povědomí veřejnosti a politické reprezentace o problematice vodní bezpečnosti – nikoli pouze jako o technické otázce, ale jako o zásadním předpokladu kvality života a dlouhodobé udržitelnosti regionálního rozvoje. Zajištění bezpečného a udržitelného zásobování pitnou vodou nelze řešit izolovaně. Vyžaduje koordinovanou spolupráci odborníků z technických, ekonomických, právních i správních oblastí, stejně jako zapojení politické reprezentace a veřejnosti. Přístup, který propojuje technické modely s institucionální realitou a srozumitelnými nástroji pro rozhodování představuje klíč k implementaci funkčních a dlouhodobě udržitelných adaptačních opatření.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory Národní agentury pro zemědělský výzkum, projektu číslo QL24020321 „Vyhodnocení možností posílit zásobování obyvatel pitnou vodou propojením skupinových vodovodů a vodárenských soustav jako adaptační opatření na změnu klimatu“.

Seznam literatury

1. Anderlová, B., Kasal, R. Zajištění zabezpečenosti dodávky vody pro území středočeského kraje v rámci pražské metropolitní oblasti, [studie proveditelnosti].
2. Beran, A., Kašpárek, L., Vizina, A., Vyskoč, P. a kol. (2019). Metodika pro navrhování adaptačních opatření k eliminaci dopadů nedostatku vody, Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i.
3. Fučík, P., Zrostlík, Š., Grošek, J., Hejduk, T., Marval, Š., Mašek, O. (2024). Komplexní metodický postup využití dopravních liniových staveb pro převody vod – projektová příprava a investorské zajištění, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. Certifikovaná metodika.
4. Hejduková, P. a kol. (2021). Dostupnost pitné vody pro obyvatele malých obcí jako indikátor socio-ekonomického rozvoje společnosti, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i.
5. Ministerstvo životního prostředí (2015). Strategie přizpůsobení se změně klimatu v podmínkách ČR, Ministerstvo životního prostředí ČR.
6. Ministerstvo zemědělství, Ministerstvo životního prostředí (2017). Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky, Ministerstvo zemědělství ČR.
7. Smelík, L., Zrostlík, Š., Mašek, O., Beránek, P., Hluštíková, S. (2024). Propojování skupinových vodovodů Jihomoravského kraje a Kraje Vysočina [projekt].
8. Zrostlík, Š., Hejduk, T., Hejduková, P. (2022). Propojování vodárenských soustav jako efektivní řešení pro zajištění kvalitního zdroje vody, TZB-info.cz, [online článek].