Stránka přináší komplexní informace o hrazení toku, tedy o přehradách a dalších hradících zařízeních. Teoretické informace a odpovědi na základní otázky. Podle čeho rozlišujeme přehrady? K čemu přehrady a hrazení slouží? Co jsou to jezy? Co zdymadla a co vše je jejich součástí? Co jsou to poldry a k čemu slouží? Následují stručné informace o dalších podobných vodních objektech.
Témata stránky: Pojem přehrada, znaky přehrad, dělení přehrad, prvky nádrže, pojem hráz, pojmy zdymadlo a jez, účely zdymadel, pojem poldr a jeho účel.
Anglické názvy: Dam (přehrada/hráz), weir (jez), protective dam (ochranná hráz), retention space (retenční prostor), permanent holding (stálé nadržení), controllable protective space (ovladatelný ochranný prostor), maximum level (maximální hladina), lock/lock chamber (zdymadlo/plavební komora), fairway (plavební stupeň), weir reservoir (jezová zdrž), dry polder (suchý poldr).
OBSAH STRÁNKY
- Druhy hrazení
- Přehrady, jejich účel a znaky, pozitiva a negativa
- Ochranné hráze a jezy
- Zdymadla, účely a složení
- Suché poldry a jejich účely
PŘEHRADY, HRAZENÍ A JEJICH DRUHY
Hrazení toků existuje celá řada. Slouží k jedinému účelu, zadržet vodu a vytvořit větší hloubku v části vodního toku. Konkrétní účely jednotlivých vodních objektů se ovšem liší. V tomto textu budou podrobně popsány základní hradící stavby, které můžete u nás spatřit na vodních tocích od malých bystřin až po velké toky. O vodních tocích pojednává podrobně stejnojmenná stránka. Níže jsou též objasněny základní s tématikou hrazení toků související pojmy.
Hrazení vodních toků
Zahradit koryto vodního toku lze několika způsoby, mezi hlavní patří:
- Přehrady
- Hráze
- Jezy
Přehrady
Největší vodohospodářské stavby, které slouží vždy pro více účelů. Z těchto účelů má každá z nich vymezené odlišné hlavní účely, pro které byla vybudována primárně. Přehrady významně mění širší okolí dané lokality vodního toku a tvoří často velmi rozsáhlé jezero, přesněji řečeno velkou nádrž.
Znaky přehrad:
- Přehrazují zejména velké vodní toky
- Tvoří větší vzdutí hladiny toku a zatápějí větší plochu než rybníky = účel vytvořit nádrž (o poznání větší vzdutí než u jezů)
- Slouží oproti rybníkům zejména pro zásobování pitnou či užitkovou vodou a využití vodní energie či do třetice jako ochrana před povodněmi
- Proto také odtéká voda z nádrže za běžného stavu pouze přes elektrárnu, která je její součástí (Spodní výpusť, u rybníků přepad přes stavidlo)
- V důsledku toho i za běžného stavu dochází v nádrži k značnému kolísání hladiny a pod nádrží ke změně teplotních poměrů vody (zima = voda teplejší, léto = voda chladnější)
- K haváriím na přehradách (zejména protržení) dochází oproti rybníkům jen výjimečně = jejich hráze se staví precizněji a skládají se z odolnějších materiálů
Přehrady a rybníky
Přehradní nádrže versus rybníky (o nich viz stránka Stojaté vody). Máme-li hledat rozdíly, příliš jich nenajdeme. Rybníky i vodní nádrže slouží k velmi podobným účelům, jen prioritní účel a také velikost je od sebe odlišují. Když nestačily rybníky plnit dostatečně svůj účel retence vody a ochrany území před povodněmi, byly vybudovány větší nádrže v podobě přehrad na vodních tocích.
Přehrady lze také jednoduchým způsobem vypustit, ale nikdy nejsou vypouštěny zcela, naopak je v nich ponechána dostatečná zásoba vody pro doplnění průtoku v toku při stavu sucha. Proto se nevypouštějí, nevylovují a jejich primárním úkolem není chov a produkce ryb. Podobné je to u hrází a jezů resp. stupňů, které mají za úkol zejména vzdutí hladiny v toku a zajištění větších hloubek pro živočichy, odběry vody nebo vodní dopravu. Jedná se o umělé úpravy vodních toků stejně jako v případě rybníků. Jednoduše o antropogenní činnost se zásahem člověka do krajiny a jejího přirozeného stavu.
Budování nádrže
Výstavba takové vodní nádrže znamená extrémní zásah do vodního toku a okolí krajiny, mnohem větší než při vybudování rybníka. Rybníky mají o poznání menší hráze a tedy i retenční schopnost podobně jako malé hráze a jezy či stupně s cílem mírného vzdutí hladiny. Velká vodní díla v podobě přehrad jsou ovšem velkých a v některých případech gigantických rozměrů. Tato zatopí velkou plochu území a změní tok i jeho širší okolí a to výrazně a nenávratně. Vybudování takové nádrže, konstrukční řešení, její situace a vybavení je nutné předem podrobit podrobnému plánování a výzkumu terénu.
Znaky přehrad
Přehrady tedy oproti rybníkům:
- Tvoří velké nádrže
- Mění širší okolí nenávratně
- Nikdy je nelze vypustit zcela (pod hladinu spodní výpusti)
- Většinou vypouštěny na minimální hladinu nejsou
- Primárním účelem zde není chov ryb
- Vybudování nádrže předchází značně podrobné plánování a výzkum okolí s nutností získání povolení z hlediska ochrany životního prostředí
Přehrada jako stavba v podobě hráze napříč tokem nebo podél něho, jde o výsledem vybudování lidskou činností. Hráze sestávají ze zeminy, kamenů, betonu či na základě kombinace použitých materiálů. Účelem takového hrazení toků je vytvořit vodní nádrž. Tu tvoří voda zachycená nad hrází přehrady od takové hráze až po konec vzdutí vody v toku vyvolané jeho přehrazením. Jedině přehrady mají oproti dalším stavbám (viz dále) za cíl vytvořit vodní nádrž. Jedná se o nejvýznamnější hrazení toků u nás.
Účely přehrad
Přehrady se začaly budovat primárně pro retenci vody ze dvou základních důvodů a to jako ochrana proti hydrologickým extrémům. Jedná se zejména o zdržení vody při vysokých průtocích (ochrana před povodněmi) a na druhé straně jako zadržení vody pro zlepšování průtoku dále v toku či její odběr (ochrana před suchem). Přehrady můžeme ale využívat pro více účelů. Vedle zmíněných se četně začaly přehrady postupně využívat s rostoucí spotřebou energie právě na její získávání, výrobu, a to pomocí vodních elektráren s využití průtoku vody. Dalším účelem jsou odběry vody pro zásobování průmyslu, zemědělství a obyvatelstva vodou, dále hospodářské účely v podobě chovu ryb a v poslední řadě se k účelům vodních děl řadí rekreace či sporty. Přehrada vytvoří vodní nádrž a tu se přímo nabízí využívat i k těmto méně důležitým účelům, zajisté za určitých podmínek zejména vzhledem k jakosti vody.
Vlivy přehrad
Vznik přehrad přírodními procesy jako například sesuvy půdy mající za následek přehrazení toku a následný vznik nádrže. Jde o běžné projevy. Uměle vytvořené přehrady jako hrazení toků za určitým účelem lidskou činností jsou ale velkým zásahem do toku i jeho okolí. Jedná se o tzv. přetržení toku hrází, kdy je volný průběh toku najednou rozdělen na dvě části. Takové vytvoření hráze a nádrže nad ní má jak pozitivní, tak negativní dopady na okolí. Rozdělme si tyto vlivy na pozitivní a negativní ve vztahu k podmínkám na našem území, i když ne vždy se považuje tato kategorizace daných vlivů za jednoznačnou. Posuzujme to tedy ve vztahu k převažujícím negativům či pozitivům (relativní vymezení):
POZITIVNÍ
- Vznik nového vodního prostředí (výskyt rostlinstva a příbytky pro živočichy)
- Změna hladin podzemních vod v blízkosti toku
- Zvýšení vlhkosti v okolí nádrže
NEGATIVNÍ
- Přerušení pohybu splavenin
- Přerušení pohybu živočichů, zejména ryb
- Změna hladiny vody v toku nad hrází, časté změny vodnosti pod hrází
Pozitiva a negativa přehrad
Definujeme výše hlavní pozitiva a negativa, v určitém směru mohou ale zejména některá pozitiva znamenat negativa. Co se týče změny hladiny vody zejména nad přehrazením toku, tak jde o poměrně velkou a převážně negativní změnu. Tato může vyvolat ale změnu pozitivní a to zejména ve smyslu zvýšení podzemní vody následkem čehož se vyskytne více vody v místních studních i v období velkého sucha, oproti stavu před vybudováním nádrže. Negativum zvýšení hladiny toku spatřujeme zejména v nutnosti zatopení velké části území. Tím dojde k výrazné změně velké části místní krajiny, včetně zatopení osad a vesnic.
Rozhodování o vybudování takové přehrady je tedy hodně důležité a stojí před ním účastníci stavby každé přehrady. Zejména v případě stavby vysokých hrází, které mají za úkol retenci obrovského množství vody, se jedná o stěhování poměrně velké části populace, neboť místa s jejich domy a příbytky budu nenávratně zatopeny vzdutím vody v toku, tedy po vybudování nádrže a ocitnout se trvale pod hladinou nádrže, tzv. oblasti se změní na dno nádrže, resp. její břeh. Klasickými příklady zatopení velké plochy jsou u nás nádrže kaskády Orlík a Lipno. Další informace nejen o největších nádržích v ČR vyplývají z následujícího odstavce.
Prvky vodní nádrže přehrady
Každá vodní nádrž má určité parametry, geodetické zaměření a podle něho určené kóty pro jednotlivé prvky a prostory pro retenci vody. Až na velké mimořádnosti není žádná vodní nádrže zcela vypouštěna. Takovou výjimečnou situací může být nutná oprava či čištění vodní nádrže od sedimentů. V dolní části nádrže se nachází tedy spodní základová výpust, kterou můžeme přehradu zcela vypustit. Tedy až na zůstatek v podobě dna přehrady, odkud nelze jednoduše vodu vypustit.
Limitní hladiny a prostory
1) Mrtvý objem – část přehrady v podobě dna, ze které nelze jednoduchým způsobem vodu vypustit. Tato část se nachází od dna po základovou výpust.
2) Stálé nadržení – část přehrady, která není až na mimořádnosti nikdy vypouštěna. K jejímu vypuštění slouží základová spodní výpust.
3) Retenční prostor – základem přehrady, v této části se při běžné situaci pohybuje hladina vody. Jedná se o prostor od provozní výpusti, kterou je voda odváděna většinou do elektrárny a při větších přítocích i mimo elektrárnu přímo do toku.
4) Ovladatelný ochranný prostor – část nad hladinou retenčního prostoru přehrady, která se nachází u uzávěru bezpečnostního přelivu, v této fázi hladiny vody v nádrži lze naposledy odtok regulovat.
5) Neovladatelný ochranný prostor – část nad hladinou ovladatelného prostoru, kdy voda přepadá přes bezpečnostní přeliv a toto množství vody již odtéká nekontrolovaně bez možnosti jeho snížení. Množství závisí na přítoku do nádrže, kdy nelze již zvýšit odtok spodními výpustěmi a intenzita odtoku bezpečnostním přelivem je závislá na přítoku vody do nádrže.
6) Maximální hladina – určena korunou hráze a při jejím překročení může dojít k poškození vodního díla vedoucího až k jeho protržení.
Objemy nádrží
Podle toho tedy rozlišujeme tyto oblasti ve vodní nádrži:
Celkový objem nádrže činí prostor od dna nádrže po maximální úroveň, které může hladina vody v nádrži dosáhnout.
Ovladatelný objem jako prostor nádrže od hladiny mrtvého objemu po hladinu ovladatelného prostoru.
Užitkový objem – prostor od hladiny mrtvého objemu po maximální hladinu, které může být v nádrži dosaženo.
Zásobní objem – prostor v nádrži od hladiny stálého nadržení po hladinu zásobního prostoru dané přehrady.
Ochranný objem jako část prostoru nádrže od hladiny zásobního prostoru po maximální hladinu v nádrži.
Přehrada – stavba od svých základů pod úrovní zemského povrchu až po korunu hráze. A výška přehrady je hráz od zemského povrchu po korunu hráze.