DWARF

Pitná voda – připravenost na budoucnost

Projekt Pitná voda - připravenost na budoucnost je podporován vice než 1 mil. € z Norských fondů prostřednictvím Technologické Agentury České Republiky.

Zvyšující se množství rozpuštěných organických látek (DOM) je pro úpravny pitné vody velkou výzvou. Povrchová voda je zdrojem více než 50 % pitné vody v České republice. V Jihočeském kraji povrchová voda zajišťuje pitnou vodu pro více než 350 tisíc obyvatel z vodárenských nádrží a řeky Otavy. Povodí těchto zdrojů budou charakterizována s ohledem na zdroje DOM a jejich časovou a prostorovou proměnlivost, výsledkem bude mapa zdrojů DOM s predikcí budoucího vývoje. Bude vypracována metodika řízení odtoku z vodárenských nádrží s cílem minimalizovat vliv povodňových událostí se zvýšenou koncentrací DOM na kvalitu surové vody. Bude navázána spolupráce mezi správci povodí, výrobci pitné vody a českými a norskými výzkumnými partnery.

Projekt

Concentrations of dissolved organic matter (DOM) are increasing in surface waters and the water is becoming more coloured (browning). This poses large challenges for drinking water treatment plants (DWTP) using surface water as raw water sources. This project is building on insights gained from a previous Nordic project (NOMiNOR) on browning of waters and its impact on water treatment. The project proposal applies those insights to a case study in the Czech Republic and at the same time contextualises and enhances our knowledge on the topic.

Koncentrace rozpuštěných organických látek (DOM) v povrchových vodách se zvyšuje a voda se více zabarvuje (hnědne). To představuje velký problém pro úpravny pitné vody (ÚPV), které používají povrchovou vodu jako zdroj surové vody. Tento projekt vychází z poznatků získaných v rámci předchozího skandinávského projektu (NOMiNOR) o hnědnutí vod a jeho dopadu na úpravu vody. Návrh projektu aplikuje tyto poznatky na případovou studii v České republice a zároveň uvádí do souvislosti a rozšiřuje naše znalosti o tomto tématu.

Dva hlavní cíle projektu jsou:

1) Posílit koncepční chápání souvislostí mezi řídícími faktory množství a vlastností DOM ve zdrojích surové vody pro úpravny pitné vody a

2) zvýšit úroveň znalostí a kompetencí v oblasti upravitelnosti DOM, optimálního odstraňování DOM při úpravě vody a kontroly DOM během úpravy a distribuce vody.

To achieve these objectives, we need to unravel the concurrent governing factors for temporal and spatial differences between the amount and physicochemical characteristics of the raw water. This will be achieved through multivariate statistical analysis comparing climate and catchment information with data of water chemistry and DOM characteristics from monitoring and comprehensive characterization of raw and treated water samples. Main catchment characteristics are vegetation, land use, geology and soil type/morphology. Raw water samples from surface waters used for preparation of drinking water will be collected during winter, spring, summer and autumn periods, as well as during episodes of different flow regimes.

Abychom těchto cílů dosáhli, musíme odhalit souběžné faktory, které určují časové a prostorové rozdíly mezi množstvím a fyzikálně-chemickými vlastnostmi surové vody. Toho bude dosaženo pomocí vícerozměrné statistické analýzy porovnávající informace o klimatu a povodí s údaji o chemismu vody a charakteristikách DOM z monitorování a komplexní charakterizace vzorků surové a upravené vody. Hlavními charakteristikami povodí jsou vegetace, využití půdy, geologie a typ/morfologie půdy. Vzorky surové vody z povrchových vod používaných pro přípravu pitné vody budou odebírány v zimním, jarním, letním a podzimním období a také v epizodách různých průtokových režimů.

Realizované výsledky

Relationships between a catchment-scale forest disturbance index, time delays, and chemical properties of surface water. Susanne I. Schmidt, Josef Hejzlar, Jiří Kopáček, Ma. Cristina Paule-Mercado, Petr Porcal, Yuliya Vystavna, Ecological Indicators 125 (2021), 107558

Narušení lesních porostů ovlivňuje množství a kvalitu vody odtékající z povodí, ale toto narušení nelze snadno přímo měřit a kvantifikovat. Dvěma hlavními možnostmi jsou přímé sčítání stromů a použití satelitních snímků, z nichž se vypočítávají indexy narušení lesa. Problémem první možnosti je její časová náročnost. Abychom tento problém překonali, použili jsme infračervený (IR) index pro povodí horského lesa s převahou smrku (Picea abies), ověřený sčítáním stromů, jako prediktor v regresním modelování pro posouzení reakce chemických vlastností vody na narušení. To nám umožnilo kvantifikovat časové zpoždění, s nímž chemické sloučeniny v povrchových vodách reagují na narušení. Výsledky ukázaly, že existuje nevýznamná korelace mezi koncentrací rozpuštěného organického uhlíku (DOC) a indexem narušení z téhož roku, kdy k narušení došlo (R2 = 0,02; p = 0,27), ale korelace se postupně zlepšovaly a stávaly se významnějšími, přičemž nejsilnější byla korelace po 6 letech od poškození lesa (R2 = 0,69; p ≤ 0,001). Významná časová zpoždění, s nimiž ostatní sloučeniny reagovaly na poškození lesa, se pohybovala od 0 let (NO3-N, celkový dusík, Ca2+, Mg2+, labilní hliník) do 5 let (celkový organický dusík). Naše výsledky naznačují potenciální využití takového indexu pro predikci změn kvality vody v narušených oblastech horských lesů.