MPO | OPPIK | Program spolupráce – Klastry | VI. výzva I 2020 – 2023 - Vývoj a výzkum hybridních protiabrazních opatření na vodních nádržích za použití dnového sedimentu

Základní informace

  • Poskytovatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu
  • Program podpory a spolupráce – Klastry VI. výzva
  • Prioritní osa operačního programu – PO1 „Rozvoj výzkumu a vývoje pro inovace“
  • Název projektu: Vývoj a výzkum hybridních protiabrazních opatření na vodních nádržích za použití dnového sedimentu a vývoj zařízení pro jejich realizaci
  • Cílová skupina: Provozovatelé a správci vodních toků – podniky Povodí, Lesy ČR, ČEZ, města a obce
  • Podpora na smluvní výzkum: 17 242 500 Kč včetně DPH

Cíl

Projekt se zaměřuje na využití dnových sedimentů vodních nádržích pro vytvoření různých typů a funkčních prvků protiabrazních opatření. Zároveň umožňuje využití lokálních dostupných materiálů. Protiabrazní opatření chrání břehy nádrží či vodních toků před abrazí. Pod pojmem abraze se skrývá mechanické obrušování povrchu, v našem případě břehu, a to díky proudění vody a přenášených částic.

Protiabrazním opatřením může být vlnolam různých typů – ponořený, poloponořený, atd. Jeho primární funkcí je narušení vlny a díky tomu snížení abrazní činnosti na břehu. Druhotnou funkcí je vlnolamů je i vytvoření podmínek pro hnízdění ptactva.

Cílem projektu je realizace, výstavba protierozních opatření na vodních nádržích za použití sedimentu (odpadu) jako místního materiálu. A to ve dvou podobách. Při přímé výstavbě ostrova, který funguje jako vlnolam a současně jako hnízdiště ptáků. A také při použití jutových vaků naplněných sedimentem a zařízení na jejich ukládání.

Přínosy opatření

  • Udržitelné hospodaření s přírodními zdroji,
  • Významné snížení nákladů na materiál konstrukcí,
  • Využití místního dostupného materiálu,
  • Snížení dopravní zátěže,
  • Rozvoj biodiverzity nádrží např. umožnění hnízdění ptactva.

Etapy projektu

Projekt je rozdělen do 4 etap. Popis zaměření každé z nich naleznete v níže uvedené tabulce.

EtapaTermín etapyZaměření
1. Etapa1. 5. – 30. 6. 2021Výzkum a vývoj protiabrazních opatření
2. Etapa30. 6. 2021 – 31. 3. 2022Výstavba ostrova, vlnolamů
3. Etapa1. 4. – 31. 8. 2022Monitoring protiabrazních opatření
4. Etapa1. 9. – 30. 12. 2022Finalizace projektu

Jedná se o projekt kolektivního výzkumu, který zlepšuje sdílení znalostí, zkvalitňuje spolupráci firem a přispívá k udržitelnosti životního prostředí. Projekt podporuje a rozvíjí inteligentní technologie.

Díky vybudování vlnolamů předcházíme:

  • Snižování objemu nádrží o 30 až 60 %,
  • Ohrožení okolních pozemků,
  • Ohrožení ostrovů sloužících jako hnízdiště ptactva.

Postup prací

Těžba sedimentu

Přímo z lodí, které jsme již měli ve svém parku, začala těžba sedimentu. Speciálně upravená loď s plováky umístěnými po stranách byla taktéž opatřena hydraulickou rukou. Díky hydraulické ruce byl vyzvednut sedimentu ze dna nádrže. Následně byl sediment naložen do připravených kontejnerů, které byly součástí lodě, a odvezen ke břehu nádrže.

Přemístění sedimentu na staveniště

Pomocí hydraulické ruky byly kontejnery naplněné sedimentem vyzvednuty na břeh a přemístěny na staveniště. Na staveništi byl sediment z kontejnerů vylit a roztažen. Tím byl připraven k vysychání. Následně jsme sediment promíchali se zemí na staveništi.

Vysychání sedimentu a plnění do forem

Po částečném vyschnutí sedimentu byl naplněn do forem a důkladně přidusán. Následovalo další sušení, po kterém byl tvrdý sediment v podobě kostiček vyklopen z formy. Vznikl tak výrobek v podobě kostek sedimentu.

Plnění sedimentu do vaků

Prvním výrobkem je sediment jako takový, kterým jsou naplněny jutové vaky. Podle jejich podoby je nazýváme „housenky“, které jsou umístěny přímo do nádrže jako ponořený vlnolam. Čistě přírodní složení není náhodou. Jutové pytle byly zvoleny právě díky svému charakteristickému přírodnímu složení a biodegradabilitě. Dalším výrobkem jsou kostky sedimentu, které vznikly smícháním sedimentu s betonem. Vzezřením se podobají přírodnímu materiálu a zajišťují tak kýženou estetickou funkci. Jejich výroba je však ekonomicky náročná.

Ponořené vlnolamy „housenky“

Pomocí hydraulické ruky jsou „housenky“ z paluby lodi umístěny přímo do nádrže.

Ponořené vlnolamy „kříže“

Vlnolam nesoucí název „kříž“ byl vytvořen s pomocí předem připravené miniaturky kříže. Směs byla promíchána s vodou v daném poměru a vylita do formy ve tvaru kříže. Forma byla následně rozpůlena a vznikl tak vlnolam připravený na umístění do nádrže. Vlnolam byl umístěn na dno nádrže přímo z paluby lodi za pomoci hydraulické ruky.

Poloponořené vlnolamy „pařezy“

Ředitelství silnic a dálnic ve spolupráci s Lesy ČR nám poskytli nevyužité pařezy. Dopravili jsme je na místo a umístili přímo do nádrže tak, aby se polovina pařezu tyčila nad hladinou. Jedná se o čistě přírodní vlnolamy, které se současně stanou habitatem pro ryby.

Stavba ostrova

Realizace ostrova je praktickým a současně největším výstupem projektu. Jedná se o zkušební polygon v podobě ostrova s pláží. Funguje jako vlnolam a současně jako hnízdiště pro ptáky, kterým vytváří přirozený habitat.

Sediment, který byl usušen na břehu nádrže jsme následně umístili do vaků. Vaky byly pomocí hydraulické ruky naloženy na loď.

Ve středu nádrže byl zvolen prostor pro ostrov. Hydraulickou rukou byly umístěny a zatlačeny sudy přímo do nádrže. Právě tyto sudy byly naplněny sedimentem. Po obvodu celého budoucího ostrova jsme sudy zakryty jutou, aby bylo využito co nejvíce přírodního materiálu. Následně došlo k zakrytí sudů kameny nejprve menší a posléze větší frakce. V severozápadní části ostrova byla pomocí hlíny vytvořena pláž pro snazší hnízdění ptactva.

Poblíž ostrova, v jeho východovýchodojižní části, je umístěno zařízení měřící rychlost a směru větru. Již od prosince 2021 monitoruje okolí ostrova.

Praktický výstup projektu / výrobky

Na fotce vidíme prototypy jednotlivých výrobků. Jedná se o:

  • Výrobek 1 = nejzákladnější stavební materiál stabilizující vlastnosti sedimentu,
  • Výrobek 2 = ještě mokré bláto naplněné do housenek, fungující jako vlnolam,
  • Výrobek 3 = kostky simulující podobu kamene. Jedná se o hrubší materiál, který neodnese voda.
  • Vlnolamy - kříže
  • Vlnolamy - housenky
  • Vlnolamy - pařezy
  • Ostrov

Video

Shlédněte video, které představuje projekt, jeho výstupy a především nový způsob využití sedimentu.

Řešitelé

  • AW-DAD, s.r.o.
  • Biologické centrum AV ČR, v. v. i.
  • HG partner s.r.o.
  • Zvánovec a.s.