Autor
Vojtěch Broža
Klíčová slova
historie hospodaření s vodou – vodní díla – povodně – sucha – Orlík
Myšlenka vybudovat na střední Vltavě významné vodní dílo s energetickým využitím je starší než vytvoření samostatného Československa před sto léty. Od počátku nově vzniklý stát účinně podporoval vodohospodářskou výstavbu. Na ni velmi pohotově navázala po druhé světové válce nová generace vodohospodářů, která postupně rozvíjela vodní hospodářství jako nové komplexně pojaté odvětví. Tyto snahy se odrazily v realizaci a zejména provozu našeho nejvýznamnějšího vodního díla Orlík, kde zejména z hlediska hospodaření s vodou se požadavky na nádrž opakovaně zvyšují, podmínky pro její funkce se naopak zhoršují. Proto je třeba do budoucna připravovat opatření pro zlepšení stavu.
Úvod
Vodní hospodářství jako pojem se objevilo na počátku 20. století, léta jeho intenzivního rozvoje jako významného odvětví spadají do prvních dekád jeho druhé poloviny.
Vodní dílo Orlík, kde od prvního návrhu uplynulo více než sto let, je tu chápáno jednak jako soustava objektů – přehrada s příslušenstvím, špičková vodní elektrárna, nedokončené objekty plavby, připravovaný doplňkový přeliv, jednak jako nádrž, její zátopa a další vztahy k objektům v povodí, které její „život“ ovlivňují.Svými parametry, zejména objemem nádrže, délkou vzdutí atd. patří u nás k těm nej! Příspěvek má připomenout přínosy díla, a také aktuální stav ve funkcích nádrže, kde autor považuje plnění všech funkcí již dnes za obtížně uskutečnitelné. Orlík může přispět i do seznamu letos připomínaných osmičkových výročí např. tím, že v únoru 1958 došlo k převedení průtoku Vltavy do propustí v již vybudované části přehrady, aby se mohla naplno rozvinou další stavební etapa. Sto let je ve společnosti považováno za úctyhodný věk, ve vztahu k uspořádání vodních poměrů na našem území je to však jen nepatrný časový úsek. Např. Vltava po miliony let v zásadě zachovává stejnou trasu, rozloha jejího povodí se rovněž nezměnila. Srážky spadlé na naše území jsou až na malé výjimky velmi dlouhodobě jediným přínosem pro kapacity vodních zdrojů, a proto zřejmě nemá smysl příliš zdůrazňovat jejich rozlišení na povrchové a podzemní – „melou z jedné vody“. V rámci Evropy patříme z hlediska vodního bohatství k nejchudším (v přepočtu na jednoho obyvatele). Vodohospodářská výstavba u nás zaznamenala významný rozvoj na přelomu 19. a 20. století. Byla zahájena výstavba plavební cesty na dolní Vltavě (až do Prahy), upravovaly se vodní toky, budovaly se nádrže převážně s retenční, ale i zásobní funkcí (i víceúčelové). Bylo možno se opírat o údaje sítě vodoměrných stanic, česká polytechnika připravovala kvalitní odborníky.
Po vzniku samostatného státu
Vše bylo vážně narušeno první světovou válkou. Přesto mohlo nově vzniklé samostatné Československo navázat na předchozí aktivity. Bylo např. dostavěno VD Les Království na horním Labi, včetně náročných opatření pro dotěsnění podloží; jako reakce na „válečnou“ katastrofu přehrady na Bílé Desné byly zesíleny přehrady Souš a Chřibská, pokračovalo se na rozestavěných jezech.
Nově budovaný stát všestranně podporoval nové projekty vodních staveb pro nejrůznější účely, v rámci různých fondů pro ně zajišťoval i investiční prostředky, a to i při narůstající hrozbě ze strany nacistického Německa. Zvlášť byl podporován též rozvoj elektrizace. Riziko omezených vodních zdrojů nebylo v té době nijak aktuální, stejně tak znečištění vodních toků. Dominantní byla nová výstavba. Na Vltavě vznikla poněkud specifická situace, vyvolaná střetem názorů, zda má být nadále prioritní intenzifikace využití pro plavbu (až do Českých Budějovic), nebo zda se má využít zejména významný hydroenergetický potenciál vodního toku. Celosvětový razantní vpád elektřiny zřejmě motivoval naše odborníky k návrhům na výstavbu vodních děl vytvářející velké spády na jednotlivých stupních. To však bylo v rozporu s dlouhodobě převládající koncepcí prodloužení dolnovltavské vodní cesty pomocí více než dvaceti stupňů tradičně překonávaných plavebními komorami. Přetrvávaly i představy o případném pokračování až do Dunaje (což obsahoval i říšský zákon z roku 1903). Návrh Ing. Radouše z roku 1911 (tedy před více než sto léty) situoval nejvyšší energeticky využívaný stupeň do míst dnešního VD Orlík. O plavbě se tu neuvažovalo. Naopak ze stejné doby pochází studie splavnění příslušného úseku Vltavy výstavbou více než dvaceti nižších stupňů.V průběhu let se předkládaly různé další varianty, na rozdíl od jiných vodních toků u nás však nevyústily v realizaci. Výjimkou bylo VD Vrané (1935) a připravované VD Štěchovice, kde nebylo příliš nákladné uspokojit požadavky plavby i energetiky.
Po druhé světové válce
Generace vodohospodářů, jejíž uplatnění bylo znemožněno okupací v roce 1939 a druhou světovou válkou, se zřejmě neoficiálně připravovala již za okupace na energický nástup v následujícím období. Jen tak je možné pochopit již připravené konkrétní projekty z té doby, které byly prosazeny přes velmi složité podmínky celkové poválečné obnovy.
V souladu s celoevropskou orientací na nové výkonné vodní elektrárny byly první plány soustředěny jednak na Vltavu a na Slovensku na Váh. Pod tímto tlakem byly záměry na širší plavební využití na Vltavě zatlačeny do pozadí. Již v roce 1946 byly na vládní úrovni projednány některé záměry, první výstavba (Slapy) byla zahájena jen o tři roky později. Další projektové záměry se připravovaly, včetně celkové koncepce Vltavské kaskády. Ve srovnání se zahraničím tu přibyl nový prvek, tj. splnění různých vodohospodářských požadavků po délce toku a zejména pražského regionu, i zemědělsky využívaných oblastí podél Vltavy pod Prahou. Tu se již zřejmě projevil vliv koncepce komplexního využívání vodních zdrojů u nás, která byla rozpracována ve významném dokumentu označovaném jako Státní vodohospodářský plán. Tato globální bilance vodního bohatství státu, dílo průkopnické v celosvětovém měřítku, byla v dalších etapách prohlubována navazujícím Směrným vodohospodářským plánem a jeho doplňky, kde se postupně do celkového pojetí doplňovala hlediska ochrany vod před různými zdroji znečištění a problematika životního prostředí.Orlík tehdy
V rámci projektové přípravy VD Orlík bylo v poválečném období dominantní hydroenergetické využití; stejně jako jinde v Evropě. Při ní byla velká pozornost věnována zabezpečení historických a kulturních hodnot budoucí zátopy nádrže, na dobré úrovni byla též náhradní výstavba za zatopené objekty, hlavně nové objekty pro přesídlované obyvatelstvo. Počítalo se i s plavbou, ovšem s omezením pro lodě do 300 t nosnosti, na zásah vyšších plánovacích míst však nebylo vybudováno a osazeno technologické zařízení šikmého lodního zdvihadla. V zájmu úspor byla z projektu vypuštěna též výstavba VD Kořensko na konci vzdutí.
Požadavky budoucího vodohospodářského a energetického provozu vedly v rámci projektu k nutnosti zajistit požadované funkce i při výrazném záklesu hladiny nádrže. To si vynutilo použití unikátních Kaplanových turbin s větším počtem lopatek oběžného kola. Tyto turbiny se setkaly s velkým ohlasem i na mezinárodní úrovni.
Léta šedesátá
V šedesátých letech 20. století se vodohospodářská problematika soustředila hlavně na budování nových vodních zdrojů pro obyvatelstvo, průmysl a zemědělství. Při přerušení výstavby v zájmu nových energetických zdrojů tu měla vodohospodářská výstavba široké pole působnosti. Byly vybudovány desítky vodních děl, mezi nimi více než čtyřicet nádrží s přednostním využitím jako zdroj pitné vody. Navazující systémy rozvodu a úpravy vody vyžadovaly velký objem investičních prostředků. Ideologicky podepřená zásada, že každý má nárok na bezplatné využívání vody podle svých potřeb, vedla zejména u velkých odběratelů k plánování enormního nárůstu odběrů v budoucnu. Proto bylo nutno přikročit k regulaci, tj. zpoplatnění odběrů vody, což se projevilo jako velmi účinné. I když se postupně zpoplatnění zvyšovalo, zdaleka nedosahovalo úrovně odpovídající nákladům na zdroje vody.
Realizace značného počtu vodních děl v některých intenzivně využívaných oblastech logicky vedla ke koncepci řešení jako vodohospodářské soustavy s možností účelné spolupráce vodních zdrojů. S ohledem na nedostatek prostředků pro další rozvoj se po roce 1975 prosazoval trend racionalizace ve vodním hospodářství, což ve skutečnosti znamenalo podstatné omezení dalších investic. Ty se využívaly hlavně v zájmu preferovaných odvětví, hlavně těžby uhlí a energetiky. Již v minulých letech limitovaná výstavba pro stokování a čištění odpadních vod se nadále omezovala, což se odráželo v nárůstu znečištění vodních toků. Ve vztahu k vodnímu dílu Orlík a jeho povodí je vhodné připomenout výstavbu významných vodárenských nádrží Římov na Malši a hlavně Švihov na Želivce, kde velký odběr vody vážně zasahoval do vodohospodářské bilance dotčených vodních toků. Ještě závažnější byly nároky na odběr vody jaderné elektrárny Temelín, kde při původně uvažovaném výkonu se jednalo o bilanční ztrátu odpovídající zhruba pěti procentům průměrného přítoku do orlické nádrže. Tu bylo nutno zapojit částečně i nádrž Lipno, zřejmý nárůst nároků na hospodaření s vodou na Orlíku nebyl nijak zdůrazňován. Nová výstavba vodních děl Hněvkovice a Kořensko v rámci JE Temelín usnadnila řešení odběru a vypouštění odpadních vod, jejich vodohospodářský efekt však byl malý. Jistým přínosem pro Vltavu bylo konečně řešení po léta trvajícího velkého znečištěni odpadními vodami z papírenského provozu ve Větřní nad Českým Krumlovem.Po roce 1989 a po vzniku České republiky
Další vývoj po Listopadu 1989 znamenal pro naše vodní hospodářství výraznou změnu začleněním do působnosti ministerstva životního prostředí. Velmi rychle v důsledku celkové transformace správního a ekonomického systému zanikly instituce, v jejichž náplni bylo plánování v zájmu dalšího rozvoje v oblasti vodních zdrojů a jejich ochran.
Za tohoto stavu představitelé organizací zajišťujících správu vodních toků a jejich povodí přes různé až likvidační snahy prosadili další působení podniků Povodí. Specifický vývoj transformace v oblasti zásobování vodou a čištění odpadních vod po jisté době vedl k přesunu této problematiky do působnosti ministerstva zemědělství, kam byla následně převedena též správa povodí a státní správa. Tyto otázky se dořešily již za existence samostatné České republiky po rozdělení začátkem roku 1993. Do roku 1997 byla dokončena dvě významná vodní díla podle původních projektů, tj. Slezská Harta na Moravici a přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé Stráně. Od té doby žádný významný projekt v zájmu hospodaření s vodou na území České republiky nebyl realizován, ani se projekčně nepřipravuje. Pro období po roce 1993 a zejména po vstupu do Evropské unie se pozornost výrazně zaměřila na problematiku ochrany vod. Postupně se budovaly zejména nové čistírny odpadních vod a rekonstruovaly ty, co byly v provozu. Významným způsobem bylo vodní hospodářství ovlivněno výskytem extrémních povodní v období 1997 až 2013, i později. S významnou podporou státu se realizovala opatření v zájmu prevence ve vztahu k potenciálním povodňovým škodám. V souhrnu se jednalo o stovky konkrétních projektů, jejichž zaměření bylo ovlivněno krátkými lhůtami, které byly dány převážně podmínkami jejich realizace. Komplexní pojetí těchto projektů, které by zahrnovaly též nové možnosti akumulace vody, bohužel nebylo reálné prosadit.
Kritický stav na VD Orlík za povodně v roce 2002, kdy v důsledku výpadku průtoku vodní elektrárnou hladina vody v nádrži nuceně stoupla téměř o 1,6 m nad maximální hladinu
Povodňové škody bylo nutno odstranit i na vybudovaných vodních dílech. V rámci nich se zpravidla prováděly též rekonstrukce objektů v zájmu zvýšení bezpečnosti za mimořádných povodní a celkové modernizace významné pro další provoz. Rozsáhlé rekonstrukce s tímto zaměřením jsou připraveny i na VD Orlík.
Aktuální situaci ve vodohospodářské problematice ovlivňuje víceleté období významného sucha od roku 2015, předcházející suché periody, např. v roce 2003, nebyly v rámci soustředění na povodňovou problematiku téměř vnímány, natož doceněny.
Současný uspokojivý stav v kapacitách vodních zdrojů u nás je tak převážně zásluhou vodohospodářské výstavby v šedesátých resp. sedmdesátých letech 20. století. Bohužel ani obecné zdůrazňování a preferování přírodě blízkých opatření až dosud nevedlo k realizaci projektů, které by např. přinesly plně zabezpečené nové stovky, popř. i tisíce l/s v kapacitách vodních zdrojů. Nevyskytly se ani snahy ověřit reálnost této koncepce v rámci experimentálních povodí.
V souladu s pokyny EU rovněž probíhá v navazujících etapách plánování v oblasti vod. Jako dodatečně přijatí členové jsme bohužel neměli možnost podstatně ovlivnit náplň tohoto plánování, které je převážně soustředěno na dobrý stav vod. Přitom asi nijak není v rámci Evropy ceněno, že řešení vodohospodářských problémů po ucelených dílčích povodích se u nás rozvíjí minimálně od roku 1966. V rámci Evropské unie se bohužel nedaří prosadit komplexní pojetí vodohospodářské problematiky, které by se opíralo o konkrétní přírodní podmínky jednotlivých států. Bohužel ani po drastických zkušenostech s dopady hydrologických extrémů v posledních letech celospolečensky není obecně akceptována potřeba realizovat trvale účinná preventivní opatření pro zmírnění škod při jejich dalších výskytech. Přitom se uznává, že negativní dopady v důsledku změn klimatu budou častější a závažnější.
Orlík dnes
Vodní dílo Orlík společně s dalšími díly vltavské kaskády v průběhu let standardního provozu spolehlivě zajišťovalo požadované funkce, navíc bez narušení výskytem velkých povodní, popř. období sucha, i bez zvláštního zájmu veřejnosti. Ani již zmíněné kritické zimní období na přelomu let 1979 a 1980, kdy byla orlická vodní elektrárna nečekaně v roli nejvýznamnějšího producenta ve státě, nebylo doceněno. Zvýšené využití tehdy vedlo k výraznému snížení hladiny nádrže. K obdobnému stavu došlo po roce 1985, kdy pro výstavbu VD Kořensko na konci vzdutí orlické nádrže bylo nutno udržovat sníženou hladinu.
Z technických opatření v těchto letech byla významná např. rekonstrukce komunikace po koruně přehrady včetně přemostění. Proběhla rovněž úprava koryta pod přehradou nerealizovaná v rámci výstavby. Tu se podařilo uskutečnit díky výraznému povyprázdnění orlické nádrže a naopak naplnění všech níže položených nádrží, téměř na dva měsíce „přerušit“ průtok v korytě v zájmu probíhajících prací (v roce 1995). Provozovatel vodní elektrárny (ČEZ) po roce 1990 provedl velké modernizační zásahy na technologickém a elektrotechnickém vybavení, včetně opatření pro zvýšení výkonu soustrojí.
I za nouzového stavu nádrž vodohospodářské funkce byla schopna plnit – i díky příznivým hydrologickým poměrům, pro elektrizační soustavu státu však omezení pohotového výkonu vodní elektrárny bylo citelnou újmou, kterou bylo možno nahrazovat vybudovanými přečerpávacími elektrárnami. Po dokončení oprav, k nimž je třeba přiřadit mj. celkovou obnovu výtahu pro sportovní lodě a zabezpečení manipulační plošiny na návodní straně proti účinkům nadměrně vzduté vody, se provoz vodního díla vrátil do původního stavu. Nová iniciativa po roce 2005, spočívající ve využití Vltavy jako vodní cesty hlavně pro plavidla zajišťující podporu rekreace a vodní turistiky, nejprve z Orlíka směrem proti proudu do Českých Budějovic a v návaznosti propojení směrem po proudu spojené s dobudováním lodních zdvihadel na Orlíku a Slapech, nepochybně ovlivňuje i provoz vlastního vodního díla. I když až dosud nová výstavba probíhala nad koncem vzdutí nádrže, krátce po dokončení posledního objektu – rekonstrukce jezu v Hněvkovicích – nebylo možno rozvinout plavební provoz od přehrady Orlík přes Kořensko, jez Hněvkovice, VD Hněvkovice, jezy na Hluboké a v Českém Vrbném až pod tzv. Jiráskův jez, protože v důsledku pokračujícího sucha zaklesla hladina orlické nádrže natolik, že byl znemožněn přístup do plavební komory Kořensko. Další extrémní povodeň v roce 2013, i když opět letní (stejně jako v roce 2002), měla ve svém zrodu i průběhu svá specifika, z hlediska kritické reakce médií se však situace opakovala. V rámci různých reakcí zazněl i názor, že by popř. bylo dobré trvale udržovat jednu nádrž výrazně povyprázdněnou (V. Cílek), z oblasti obcí podél dolní Vltavy byl vyvolán politický tlak na posílení ochranné funkce nádrží kaskády – i na úkor zásobování vodou. Po zpracování odborné studie (společné dílo katedry hydrotechniky ČVUT a Povodí Vltavy, s.p.) se dospělo ke kompromisnímu řešení, které znamenalo trvale udržovaného vyprázdnění téměř 30 milionů m3 zásobního prostoru (tj. snížení hladiny zásobního prostoru o 1,3 m) ve prospěch povodňové ochrany. Opačný hydrologický extrém, víceleté suché období s plným rozvinutím v roce 2015, důrazně připomněl, že v rámci dlouhodobého víceletého využívání vodních nádrží není dobré příliš zasahovat do požadovaných funkcí. Zaklesnutí hladiny opakovaně v po sobě následujících letech bylo nepříznivě hodnoceno z různých stran, zatím však nevyústilo v soustředěný politický tlak. Je však reálnou negativní skutečností ve vývoji dosahovaných užitků vodního díla. Tu je třeba připomenout, že i když zatím jaderná elektrárna Temelín odebírá díky realizaci jen 2000 MW výkonu méně vody, než se původně předpokládalo, faktické zmenšení průměrného přítoku do orlické nádrže je realitou. Pokud by to bylo pouhých pět procent, přeneseno do vztahu mezi stupněm vyrovnání odtoku a velikostí zásobního objemu nádrže, jedná se o 15–25 % velikosti zásobního objemu navíc, což na Orlíku představuje minimálně 60 milionů m3. I tato úvaha potvrzuje, že stejně jako u extrémních povodní je nutno do budoucna počítat s větší četností a prohlubováním kritických období, což pro orlickou nádrž znamená častější a výraznější poklesy hladiny, hlavně na konci léta a dále. V souhrnu je možno konstatovat, že na VD Orlík se nakupilo v průběhu let provozu více požadavků, než je schopno při zachování původních funkcí splnit. Proto by se bez váhání mělo přikročit v rámci povodí Vltavy (představuje 35 % rozlohy ČR) i šířeji k hledání cest, jak hospodaření s vodou posílit.
Jak do budoucna?
Tu uvádím různé náměty s vědomím, že efektivní pomoc znamená minimálně stamiliony nových objemů pro hospodaření s vodou – nebo řešení jinými prokazatelnými způsoby.
Z hlediska jejich proveditelnosti se vždy narazí na velké překážky. S ohledem na zvýšenou četnost negativních dopadů ve společnosti ve spojení s „vodou“ a velmi dlouhé lhůty pro realizaci účinných projektů by se dále nemělo váhat. Těch dvacet pět let snad stačí. Pokud se jedná o posílení hydrologického potenciálu zvětšením úhrnu srážek, jak se experimentálně provádí v rámci opatření proti rozšiřování pouští (např. v Číně), to tu uvádím spíš pro „odlehčení“. Další možnost v rámci přírodě blízkých opatření by mohla být v posílení akumulační a retenční schopnosti krajiny. Tu se nabízí k účinným zásahům třetina území státu. Nabízí se opatření přivádět vodu z jiného povodí. V případě Vltavy je poměrně nedaleko podstatně vodnější Dunaj, navíc s odlišným průběhem průtoku v průběhu roku. Již po léta se rozpracovává záměr vybudovat přečerpávací elektrárnu s využitím nádrže Lipno I jako horní a nádrže Aschach na Dunaji jako dolní. Tu by bylo možno připojit vodohospodářský požadavek v průměru přečerpávat něco přes deset m3/s z Dunaje navíc pro posílení průměrného průtoku Vltavy a v rámci toho i přítoku do orlické nádrže. Stejně tak by bylo dobré v případě extrémní povodně na horní Vltavě „odlehčit“ celému povodí odvedením do Dunaje. Jako nejrealističtější zůstává varianta výstavby dalších nádrží. Tu by asi nešlo o další nádrž ve vltavském údolí, správce povodí tu má vcelku bohatý „inventář“ dalších lokalit, popř. i s přečerpáváním vltavské vody pro posílení jejich vlastního povodí. Navíc největší nároky na hospodaření s vodou má pražská aglomerace, takže tu Orlíku mohou pomoci dostatečně nové kapacitní nádrže v povodí Sázavy a Berounky, které by navíc mohly pomoci řešit problém minimálních průtoků v době extrémního sucha. Na Sázavě navíc trvá „dluh“ v důsledku odvádění značného podílu průtoku Želivky pro vodárenské využití.Závěr
Náměty, které tu uvádím, popř. další snad přispějí k oživení naší minulé tvořivé úrovně v oblasti „vodohospodářského urbanismu“. Měly by však být trvale sledovány a prosazovány, i když je to obtížné (ani trochu nepřinášejí kladné body pro blížící se volby). Pro média je dnes vrcholným vodohospodářským zásahem posílení nedostatečné kapacity lokálního vodovodu o další vrt, nádrže (oni mluví zásadně o přehradách) jsou pro ně špatně stravitelné.
Když se vrátím k původnímu záměru pro napsání tohoto příspěvku, pak připomínám, že záměr vybudovat významné vodní dílo Orlík je starší než sto let. Opíral se tehdy o přesvědčení, že rychlý rozvoj elektrizace je pro společnost nezbytný. Nově vzniklé samostatné Československo tento směr rozvoje bez váhání podpořilo, stejně jako další výstavbu na vodních tocích pro nejrůznější využití. Vodohospodářští odborníci, kteří se oboru plně věnovali v období první republiky, odstartovali pozoruhodný rozvoj další vodohospodářské výstavby i bezprostředně po roce 1945, navíc v součinnosti s nastupující mladou generací postupně vytvářeli komplexně pojaté vodní hospodářství. Na velmi dobré odborné úrovni zajišťovali přípravu, výstavbu i provoz významných vodních děl, mj. vybudovali funkční systém péče o bezpečnost těchto děl. S mnohými z nich jsem měl příležitost podílet se na řešení různých odborných problémů po téměř šedesát let svých aktivit. I v rámci čtvrtstoletí aktuálního českého státu prokázala současná generace významné odborné výsledky. Další výstavba na vodních tocích byla zatlačena do pozadí, dominantní se stala opatření v zájmu ochrany vod. Výskyt extrémních povodní i výrazných období sucha důrazně připomenul potřebu se vodohospodářskou problematikou soustavně zabývat s delším výhledem do budoucnosti. Skutečnost, že území České republiky v rámci Evropy prokazatelně patří k těm přírodou velmi málo dotovaným z hlediska vodního bohatství, by nás měla trvale zaměřovat na rozvíjení rezerv pro zvládání kritických situací „v oblasti vod“, které nás v budoucnu neminou.prof. Ing. Vojtěch Broža
katedra hydrotechniky stavební fakulty
(dříve katedra vodních staveb fakulty inženýrského stavitelství)
ČVUT v Praze
Thákurova 7/2077
166 29 Praha 6 Dejvice
vojtech.broza()fsv.cvut.cz
