Myšlienka stavať na Hrone veľkú priečnu stavbu sa rodila už dve desaťročia pred rozhodnutím o vybudovaní hate na Hrone, ktoré padlo začiatkom 80. rokov. Pri prvotnom zámere výstavby vodnej stavby bolo jej hlavným účelom využitie dodávky vody do závlahového systému. Napokon malo toto dielo celkom iné určenie.
História projektu atómovej elektrárne Mochovce sa začala písať v 70. rokoch minulého storočia. V tomto období sa v bývalom Československu začal geologický prieskum lokalít vhodných na výstavbu novej atómovej elektrárne. Budúca elektráreň musela stáť na seizmicky stabilných geologických štruktúrach. Nevyhnutnou podmienkou bola blízkosť dostatočného vodného zdroja, ktorý by slúžil na chladenie a dopĺňanie odparenej vody a pri lokalite Mochovce prichádzal do úvahy iba jediný vodný zdroj, a to vodný tok Hron.
Projektovanie, výstavba, overovacia a trvalá prevádzka
Vláda Československa v roku 1978 rozhodla o vybudovaní novej modernej atómovej elektrárne v Mochovciach. Prípravné zemné práce sa začali v júni roku 1981 a samotná výstavba v novembri roku 1982. V nadväznosti na toto rozhodnutie sa vybrala štátna firma Hydroconsult Bratislava, ktorá technicky vyriešila a následne naprojektovala vodnú stavbu na Hrone na zabezpečenie akumulácie a dodávky vody potrebnej do technologického procesu atómovej elektrárne.
Jediným realizovateľným riešením, po posúdení všetkých alternatív, bolo vybudovanie hate ako vzdúvacieho objektu, ktorý umožní dočasné vzdutie hladiny toku a tým akumuláciu potrebného množstva vody. Hydroconsult dokázal vypracovať celú projektovú dokumentáciu do 6. 4. 1984. V nej boli určené všetky technické parametre vodnej stavby aj so špecifickými riešeniami, ktoré boli „šité na mieru“ danej lokality.
Štyri roky po schválení projektu a začatí výstavby stála v Hrone nová hať. Do skúšobnej, overovacej prevádzky ju pustili 30. 8. 1988. V nasledujúcom období bola vodná stavba pod odborným dohľadom, či sa na nej nevyskytnú chyby a technické nedostatky, ktoré by mali významný vplyv na bezpečnú prevádzku vodného diela. Do trvalej prevádzky vodnú stavbu Hať Veľké Kozmálovce uviedli 7. 6. 1994.
Ďalšie účely stavby
Hlavný účel vodnej stavby je jasný, ale nemenej dôležité sú aj ďalšie účely, ktoré musí vodná stavba zabezpečiť. Sú to potrebné množstvo vody pre umelý kanál Perec, z ktorého je zásobený priemysel, závlahy, ale aj rybné hospodárstvo v južnej časti mesta Levice. Hať musí v rámci svojej manipulácie a dostatočného objemu v zdrži nadlepšovať prietoky pod vodnou stavbou v prípade potreby, a navyše v letných mesiacoch zabezpečovať minimálne zaručený prietok MQ = 6,60 m3s-1. Po ľavej strane hate bola vybudovaná malá vodná elektráreň (MVE), ktorú v súčasnosti spravujú Slovenské elektrárne, a. s.
Vodná stavba prirodzene plní svoj ďalší účel – chov rýb. Zdrž má vhodné podmienky na chov rýb, vďaka čomu sa vodná stavba teší pozornosti rekreačných aj športových rybárov. V neposlednom rade si okolie vodnej stavby a zdrže obľúbili miestni obyvatelia a ľudia z blízkeho okolia a využívajú ho ako miesto na prechádzku, oddych a šport.
Zabezpečenosť dodávky vody: 99 %
Nepopierateľným špecifikom tejto vodnej stavby je jej hlavný účel vybudovania, a tým je dodávka technologickej (chladiacej) vody pre Atómovú elektráreň Mochovce. Je už iba jediná vodná stavba na Slovensku s rovnakým špecifikom, a tou je hať Drahovce – Madunice, ktorá zabezpečuje dodávku technologickej (chladiacej) vody pre Atómovú elektráreň Bohunice. Voči tejto vodnej stavbe, ktorá je súčasťou vodnej nádrže Sĺňava, je zdrž Veľké Kozmálovce v značnej nevýhode, čo sa týka pomeru zásobného objemu a okamžitej potreby vody na chladenie.
Významnosť tohto účelu spočíva v 99-percentnej zabezpečenosti dodávky, čo v praxi znamená, že dodávka vody musí byť nepretržitá. Neexistuje možnosť nedodania požadovaného množstva vody potrebnej na chladenie do profilu čerpacej stanice na odbernom objekte. Pri priemernom ročnom prietoku v profile vodnej stavby Veľké Kozmálovce Qr = 51,58 m3.s-1 a maximálnej potrebe vody pre chladenie 1,5 m3.s-1 nič nenasvedčuje tomu, že tu môže vzniknúť problém.
Problém však nastáva pri mimoriadnych situáciách, resp. kombináciách, keď nám v Hrone tečú minimálne prietoky na úrovni 10 m3.s-1, 8 m3.s-1 (bol už zaznamenaný minimálny prietok na úrovni 6 m3.s-1) a v tom istom okamihu sa požiadavka na potrebu vody na chladenie blíži k maximálnemu okamžitému povolenému odberu na úrovni 1,8 m3.s-1. To sa ešte stále javí ako dostatočná rezerva na zabezpečenie bezproblémovej dodávky vody pre chladenie. Avšak vtedy vstupujú do hry aj ostatné účely vodnej stavby:
- zabezpečenie sanitárneho (biologického) prietoku pod vodnou stavbou v objeme 6,6 m3.s-1,
- zabezpečenie vody pre umelý kanál Perec v objeme 2,0 m3.s-1.
Ku kritickej situácii môže dôjsť v letnom období, prioritne v období dlhšieho sucha v povodí Hrona. V takom kritickom okamihu je jednoznačne určenou prioritou dodávka potrebného objemu vody pre chladenie. Na druhej strane, problémy môžu nastať aj počas zimnej prevádzky, a to vytváraním ľadových zátarasov z nahromadených krýh na konci vzdutia zdrže. Na riešenie tohto problému vyvinuli vodohospodári osobitný postup s využitím manipulácie s výškou vodnej hladiny, avšak nie vždy sa pritom podarilo zabrániť poškodeniu hrádze.
Technický popis vodnej stavby
Vodná stavba (VS) je vytvorená prehradením vodného toku Hron v rkm 73,50 haťou, ktorá vzdúva vodu a vytvára menšiu zdrž. Z geologického hľadiska je podložie tvorené sedimentami kvartéru a neogénu. Povrchovú vrstvu tvoria hliny malej priepustnosti v hrúbke 2 – 3 m, pod nimi sú zahlinené štrky.
Zdrž je vytvorená vzdutím hladiny Hrona pohyblivou haťou, na ktorú sa napájajú po obidvoch stranách obvodové hrádze prechádzajúce do inundačných hrádzí pri obci Veľké Kozmálovce. Pri minimálnej prevádzkovej hladine je dĺžka vzdutia 1,2 km, ale pri maximálnej prevádzkovej hladine dĺžka vzdutia dosahuje až 4,1 km.
Hať vodnej stavby tvoria tri polia hradené segmentami s nadsadenými klapkami. Ide o pohyblivú hať umiestnenú kolmo na smer vodného toku. Hlavnou funkciou hate je zadržiavanie a vzdúvanie vody v zdrži, pričom sklopením horného dielu klapky umožňujú prepúšťať ľadové kryhy pri minimálnej strate vody v zdrži. Pri plnom otvorení minimálne 2 uzáverov sa zaisťuje bezpečné odvedenie prietoku Q100. Každé z troch haťových polí má svetlú šírku 21 m a medzipiliere majú šírku 5 m. Dvojdielny haťový uzáver tvorí zdvižný segment s nasadenou sklopnou klapkou. Segmenty majú výšku 5,4 m a klapky 2,1 m, čím umožňujú dosiahnuť celkovú hradiacu výšku uzáverov 7 m. Hradiaca plocha je valcová s polomerom 8 500 mm.
Kóta dosadacieho prahu je v nadmorskej výške 168 m n. m., kým kóta prahu klapky (sklopená klapka) je vo výške 173,24 m n. m. Klapka aj zostava segmentu s klapkou sú ovládané hydraulicky pomocou priamočiarych hydromotorov, kde tlakovým médiom je olej. Zimná prevádzka hate je zabezpečená pomocou elektrického vyhrievania bočných štítov a ďalších častí. Hať je vybavená aj bublinkovacím zariadením vháňajúcim vzduch do trysiek pred segmentom, čím sa zamedzuje namrznutiu ľadovej celiny na hradiace konštrukcie.
Ľavostranná a pravostranná hrádza a MVE
Ľavostranná hrádza nad haťou je vybudovaná dosypaním pôvodnej inundačnej hrádze. Dĺžka hrádze je 1 759 m nad haťou a 1 592 m pod vodnou stavbou, niveleta koruny hrádze je vodorovná na kóte 176,00 m n. m. Stabilizačný násyp je urobený zo štrkopiesku, tesniacim prvkom je fólia z polyetylénu na návodnej strane, chránená prísypom zeminy a rozprestierkou z lomového kameňa. Koruna hrádze je čiastočne spevnená asfaltom.
Pravostranná hrádza nad haťou je pokračovaním premostenia hate a MVE. Celková dĺžka je 1 696 m nad vodnou stavbou a 874 m pod haťou. Niveleta je vodorovná na kóte 176,00 m n. m. Stabilizačný násyp je urobený zo štrkopiesku, tesniacim prvkom je fólia z polyetylénu na návodnej strane, chránená prísypom zeminy a rozprestierkou z lomového kameňa. V km 0,170 – 0,212 staničenia hrádze sú vybudované odberné objekty pre odber vody pre atómovú elektráreň Mochovce. V km 0,000 – 0,163 je vybudovaný vlnolam. Koruna hrádze je spevnená asfaltom po celej dĺžke hrádze.
Popri hrádzach sú vedené priesakové kanály s vyústením pod vodnú stavbu. Umelý (závlahový) kanál Perec je dotovaný prioritne cez odpad turbíny TG1 z MVE a v prípade potreby odstaviť TG1 cez odberný objekt situovaný nad MVE. Cez tri výpusty DN 1 000 sa do Pereca vypúšťa regulované množstvo, max. Q = 5,0 m3.s-1.
Na ľavej strane vedľa hate je umiestnená MVE s tromi Kaplanovými turbínami 4–KPK–10, horizontálne priamoprietočné, z ktorých dve väčšie sú vyústené do Hrona a jedna menšia do kanála Perec a Hrona. Celková maximálna hltnosť turbín je 84,0 m3.s-1. Regulácia turbín je automatická, vztiahnutá na hladinu v zdrži – hladinová regulácia.
Odberný objekt do EMO Mochovce
Odberný objekt do atómovej elektrárne Mochovce je samostatný objekt vodnej stavby, ktorého majiteľom a prevádzkovateľom je SE, a. s. EMO Mochovce. Pozostáva z dvoch betónových objektov umiestnených v pravostrannej hrádzi zdrže v km 0,170 – 0,212 staničenia hrádze. Kóta dolnej hrany odberu 170,50 m n. m. Kapacita odberu je 2 x 2,4 m3.s-1. Maximálny prietok Q = 1,8 m3/s je potrebné dodržať s 99 % zabezpečenosťou [1]. Ročný odber vody so stúpajúcou tendenciou je 22 000 000 m3. Keď k súčasným blokom č. 1 a 2 pribudnú bloky č. 3 a 4, odber vody sa zvýši, ale nie dvojnásobne. Požiadavka na maximálny prietok je Q = 2,5 m3.s-1.
Čerpacia stanica Lipník a rybovod
V rámci vodnej stavby Veľké Kozmálovce bolo potrebné riešiť zachytenie a odvedenie vôd, ktoré presakujú podložím z nádrže do vnútrozemia v nízko položenom území miestnej časti Tlmače-Lipník. Vzhľadom na to, že nebolo možné presiakové vody odviesť gravitačne späť do nádrže, bola vybudovaná čerpacia stanica vnútorných vôd Lipník. Jej hlavným účelom je spätné prečerpávanie priesakových vôd, vnútorných vôd z priľahlého územia a tiež vody z toku Lipník do nádrže. Celková kapacita čerpacej stanice Lipník je 400 l.s-1.
Najväčšou investičnou akciou od augusta 2018 je na VS Veľké Kozmálovce výstavba rybovodu. Predmetom riešenia projektu je odstránenie migračnej prekážky v toku Hron – hať Veľké Kozmálovce. Vybudovaním rybovodu sa zabezpečí voľný pohyb rýb pozdĺž rieky, ktorý doteraz nebol možný. Projektanti rybovodu úzko spolupracovali s ichtyológom, aby sa zabezpečili ideálne podmienky pre protiprúdový pohyb rýb mrenového pásma. Rybovod s dĺžkou 485 m je navrhnutý ako bezpriečkový kanál s bystrinnými prvkami. V celom úseku rybovodu sa navrhuje rozmiestnenie balvanov, ktoré tvoria rýchlostný tieň medzi prúdnicou v hlbočine a plytčinou. Vtokový objekt tvorí železobetónová konštrukcia, ktorá má využiť hladinový režim v nádrži tak, aby do bystrinnej bezprekážkovej časti rybovodu prúdil konštantný prietok v intervale 1 až 1,5 m3.s-1 [2].
Ing. Juraj Jurica, riaditeľ Správy povodia
Slovenský vodohospodársky podnik, štátny podnik, Odštepný závod Banská Bystrica, Správa povodia dolného Hrona a dolného Ipľa Levice.
(Prevzaté z Magazínu Stroje – Technológie – Ekológia)
Literatúra:
[1] SVP, š. p., Odštepný závod Banská Bystrica, 2011: Manipulačný poriadok vodnej stavby Veľké Kozmálovce
[2] CABEX, s. r. o., 2014: VS Veľké Kozmálovce, zabezpečenie pozdĺžnej kontinuity a spriechodnenie toku Hron rkm 73,400, Projektová dokumentácia
Parametre zdrže
