Klimatická změna – výrazný determinant způsobu rekultivace povrchových lomů
Vláda České republiky se celkové koncepci transformace regionu Ústeckého kraje, zasaženého těžbou hnědého uhlí, věnuji již řadu let. Svým usnesením č. 421 ze dne 17. června 2019 uložila zpracovat a vládě v termínu do 30. června 2021 předložit návrh technicky nejefektivnějšího způsobu budoucího provozování a správy zatápěných zbytkových jam v Ústeckém kraji. Vzhledem k rozsahu zadaných úkolů a potřebě delšího časového období pro řádné naplnění tohoto úkolu následovalo nové usnesení č. 344 ze dne 6. dubna 2021, které uložilo jednotlivým resortům dopracovat potřebné úkoly pro předložení koncepcí pro všechny čtyři lokality velkolomů na vládu České Republiky do 30. dubna 2023. Byla vytvořena pracovní skupina, která za účasti zástupců Ministerstva průmyslu a obchodu, Ministerstva zemědělství a Ministerstva životního prostředí naplnila úkoly zadané vládou České republiky.
Klimatická změna
Koncepce rekultivace území postiženého povrchovými hnědouhelnými velkolomy ČSA, Vršany, Bílina a Libouš (Nástup Tušimice) je úzce spojena s vodohospodářskými možnostmi daného regionu. Pro potřeby bilančních výpočtů (defi nování možných zdrojů a potřeby vody) pro hydrické rekultivace byl pracovní skupinou přijat datový set předložený státním podnikem Povodím Ohře v podobě vstupních hydrologických veličin (časová řada srážek, teplot, specifi ckého odtoku z povodí a infi ltrace vody na hladinu podzemní vody) a ovlivnění těchto veličin scénářem vývoje klimatu pro horizonty 2050 a 2100. Zatímco srážky jsou uvažovány bez klimatické změny, nárůst teploty je uvažován o +1.2 °C pro rok 2050 a o +3.1 °C pro rok 2100 oproti zrekonstruované řadě teplot za období 1900-2018. Tento nárůst teploty má za následek snížení velikosti odtoku z povodí o 12% (2050) a 29% (2100) a nárůst výparu z vodní hladiny. Právě výpar z vodní hladiny hraje klíčovou roli v bilanci budoucích jezer na území stávajících lomů. Vzhledem k vyššímu výparu z vodní hladiny, než jsou srážkové úhrny v oblasti lomů, jedná se o zcela zásadní bilanční veličinu. Rozdíl srážek a výparu na/z vodní hladiny je pro časové období 1900-2018 dopočítán ve výši 24 cm/ rok, zatímco pro horizonty 2050 již 32 cm/ rok a pro horizont 2100 činí 47cm/rok, tedy téměř dvojnásobný oproti období 19002018. Pro koncepční návrhy ukončených hydrických rekultivací byl odsouhlasen jako směrodatný klimatický scénář 2100.
Stávající koncepce ukončené hydrické rekultivace
Stávající koncepce rekultivace povrchových velkolomů počítá s vytvořením jezer s předem defi novanou hladinou (dvě průtočná jezera a dvě neprůtočná) o celkové vodní ploše 30 km2. Pro takto velikou, nově vzniklou vodní plochu činí ztráta vody z vodní hladiny, za výše uvedených předpokladů, celkem 14 mil. m3/rok, což je v průměru 0.45 m3/s. Tuto ztrátu částečně dorovnávají přítoky z vlastního povodí a kladná hydrogeologická bilance (přítok podzemní vody do jezera). I přes to je nutná externí dotace vody pro udržení defi novaných hladin o velikosti 0.3 m3/s. Je nutné si uvědomit, že se jedná o průměr, a tedy v letních měsících, kdy je výpar z vodní hladiny nejvyšší, bude požadavek na externí zdroj vody pro jezera vyšší (pro měsíce červen, červenec a srpen až dvojnásobek ročního průměru).
V současné době jsou přítoky z povodí vlastních lomů (celkem 115 km2) a čerpané podzemní vody vypouštěny do přilehlých vodotečí. V celkové sumě za všechny čtyři velkolomy se jedná o průměrnou hodnotu 0.4 m3/s, které po ukončení těžební činnosti přestanou nadlepšovat průtok ve vodních tocích. Tyto vody se v budoucnu do velké míry stanou součástí vodního režimu vlastních jezer.
Z výše uvedených závěrů vodohospodářských studií lze konstatovat, že konec těžby hnědého uhlí bude spojen s ovlivněním odtokových poměrů v povodí vodních toků a v případě zachování stávající platné koncepce dojde ke snížení průtoků v tocích v průměru o 0.7 m3/s. Z pohledu páteřního vodního toku Bílina, která má v modelovém řešení pro klima 2100 v uzávěrovém profi lu pod oblastí velkolomu (pod soutokem s Bouřlivcem) dlouhodobý průměrný průtok 3,1 m3/s se jedná o nezanedbatelné ovlivnění vodního režimu. Z pohledu dopadu na řeku Labe je již ovlivnění významně nižší.
Navrhovaná koncepce ukončené hydrické rekultivací
Cílem prací zadaných vládou ČR bylo navrhnout nejvhodnější (optimální) způsob rekultivace území. Z pohledu vodního hospodářství byl hledán způsob, který bude mít co nejmenší negativní dopad na stávající odtokové poměry (v uvažovaném horizontu klimatické změny 2100) a zároveň může přinést benefi ty v podobě hospodaření s vodou. Bylo prověřováno vytvoření propojené vodohospodářské soustavy v podobě průtočných jezer napojených na vodní toky, možnosti vytvoření zásobních prostor na budoucích jezerech, propojení se stávajícími vodními díly, či ponechání hladiny v jezerech přirozenému vývoji. Současně vedle vodohospodářských kritérií byly prověřovány možnosti využití nově rekultivovaných ploch ve prospěch ochrany přírody a krajiny a možnosti energetického využití posuzovaných lokalit. Výsledkem byly multikriteriální analýzy pro jednotlivé lokality lomů, které doporučují směr, kterým by se rekultivace území měla ubírat. Pro lokality lomů ČSA a Vršany byla nalezena synergie mezi vodohospodářským, přírodo ochranářským a energetickým využití, která umožňuje vznik jezer přirozeným způsobem bez defi nování koncové výšky hladiny. Tato koncepce zároveň umožní uvažovanou realizaci energetických záměrů v podobě umístění pozemní i plovoucí fotovoltaiky nebo vybudování přečerpávací vodní elektrárny na lokalitě ČSA. Tato vodohospodářská koncepce nebude spojena s potřebou zajištění externí vody (mimo povodí jezer) pro udržování konkrétní vodní hladiny. Přirozeně udržitelné hladiny na budoucích jezerech lze předpokládat výrazně níž, než jsou navrženy ve stávající koncepci a v závislosti na vývoji klimatických podmínek budou dotovány pouze přítoky z vlastního povodí, srážkami na hladinu a hydrogeologickými přítoky. Dopad na odtokové poměry v povodí tak bude spojen pouze s ukončením vypouštění čerpaných vod z těchto dvou velkolomů o průměrné velikosti 0.14 m3/s. Stávající koncepce hydrické rekultivace lomu Bílina počítá s průtočným jezerem, které díky své rozloze (11 km2) snižuje pro posuzovaný klimatický scénář 2100 vodnost vodních toků o 4% (nerovnoměrně v průběhu roku, v letních měsících více). Je zde tedy řešena možnost vytvoření jezera s nižší hladinou a ponechání samovolnému vývoji bez potřeby externí dotace vody z vodních toků. V současnosti je posuzováno, jaký konečný tvar lomu musí být, aby z pohledu stability svahů zbytkové jámy mohla být tato koncepce umožněna. Pokud se takové řešení nenalezne a bude nutné přistoupit k zatopení na vyšší hladinu, případně až na úroveň průtočného jezera, je navrženo na jezeře alokovat zásobní prostor o celkové velikosti 22 mil. m3 s regulací hladiny do 2 m výšky, který může přerozdělit průtoky na odtoku z jezera v průběhu roku a v suchých měsících nadlepšovat odtok z jezera. Dopad na odtokové poměry v případě neprůtočného jezera bude spojen pouze s ukončením vypouštění čerpaných vod z lomu o průměrné velikosti 0.18 m3/s. V případě průtočného jezera klesne vodnost o dalších 0.11 m3/s. Pro lokalitu budoucího jezera Libouš je prověřeno, že pro průtočné jezero není dostatek vody z vodotečí, které územím před těžební činností protékaly. Je tedy možné ponechat vznik budoucího jezera přirozenému vývoji bez nároků na externí povrchovou vodu z vodních toků. V takovém případě by dopad na odtokové poměry byl spojen pouze s ukončením vypouštění čerpaných vod z lomu o průměrné velikosti 0.05 m3/s.
Těžební jáma se nachází v blízkosti stávajícího vodního díla Nechranice, které se řadí svojí velikostí zásobního objemu k těm největším v rámci ČR a plní jak zásobní, tak protipovodňovou funkci. Je zde prověřována možnost propojení tohoto vodního díla se zbytkovou jámou lomu, kdy dojde téměř ke zdvojnásobení zásobního a retenčního objemu vodního díla. Tímto propojením by došlo k nárůstu vodní plochy (o 10 km2) spojeným se ztrátou vody z vodní hladiny (0.12 m3/s). Vzhledem k vodnosti řeky Ohře (Qa = 31 m3/s) a funkci, kterou by toto propojení zabezpečilo je tato ztráta zcela zanedbatelná. Zvýšením zásobního prostoru vodního díla dojde k možnosti nadlepšování vodního toku Ohře v suchých obdobích v řádu jednotek m3/s v závislosti na kótě propojení. (zvětšení zásobního prostoru o 54 mil. m3 přinese nadlepšení o velikosti 2.4 m3/s). Maximální, teoretický potenciál navýšení zásobního prostoru je až trojnásobný (155 mil. m3).
Závěr
Navrhovaná koncepce hydrických rekultivací přináší oproti původní koncepci výrazně šetrnější a menší dopad na odtokové poměry v povodí dolního Labe. Místo původního zatížení vodního systému v celkovém dlouhodobém průměru 0.7 m3/s uvažuje s jezery nezávislými na zdroji vody mimo jejich vlastní povodí. Tímto přístupem dochází ke ztrátě vody pouze na rozloze vlastních povodí zbytkových jam, které pro současné podmínky tvoří průměrných 0.4 m3/s (voda z vlastního povodí a hydrogeologické přítoky). V případě propojení zbytkové jámy Libouš s vodním dílem Nechranice dojde k celkové průměrné ztrátě vody povýšené o ztrátu z vodní hladiny z jezera Libouš o velikosti 0.5 m3/s. Propojením ale dojde k výraznému nadlepšovaní vodního toku v suchých období v řádu jednotek m3/s. Tento vodohospodářský efekt plně vykompenzuje dopad hydrických rekultivací na odtokové poměry v povodí Labe, který nebude spojen pouze s budoucí hydrickou rekultivací čtyř lomů v mostecké pánvi, ale i s již realizovanými či v budoucnu plánovanými rekultivacemi v celém povodí dolního Labe s možným pozitivním dopadem za hranice České republiky.
Spoluautoři:
Ing. Jan Svejkovský
Povodí Ohře, státní podnik
Ing Tomáš Beránek
DIAMO, státní podnik, odštěpný závod PKÚ
Ing Jan Leníček Vodohospodářský rozvoj a výstavba, a.s.
