C. K čemu příroda potřebuje vody.
Nezbytnost a význam vody v přírodě jest mnohonásobný a to:
1. ve směru primérních potřeb přírodních:
1. po stránce biologické pro potřeby organického života člověka, zvířectva a rostlinstva; každý život organický při určitém nedostatku vody hyne; pro značnou skupinu živočišstva jest voda vůbec nepostradatelným prostředkem pro její život (ryby aj.); obdobně jest tomu i u určité části rostlinstva (flora vodní, bahenní apod.);
2. po stránce mineralogické, neboť nerosty poutají určitou část vody jako vodu krystalinickou;
3. po stránce geologické, geognostické a pedologické; přetváření kůry zemské a jejího povrchu předpokládá účinek fysikálních, chemických a dynamických sil vody, která jest také nezbytným zdrojem veškeré sedimentace; v největší míře podá na váhu působení vody na vrstvu zemědělsky obdělávanou, zhruba si 2 m mocnou, neboť člověk může na regulaci tohoto vlivu technickými prostředky působiti a vytvořiti nejpříznivější poměr půdy k obsahu vody a vzduchu pro cíle vegetační;
4. po stránce klimatické; voda ve formě výparů a srážek atmosférických a blízkost její ve větších nahromaděných množstvích (mořích), má vedle slunce největší vliv na utváření se poměrů klimatických, zvláště tzv. proudy mořskými a vtiskuje krajinám specifický charakter, takže klima jejich zoveme buď vnitrozemským, nebo přímořským; jich ráz se velice při tom od sebe liší, byť i ležely v téže zeměpisné šířce zeměkoule.
II. ve směru sekundárních potřeb živočišstva, zvláště lidstva.
1. po stránce mechanické; člověk potřebuje nezbytně vody k účelům očistným (koupele, mytí, praní) svého těla, pokrmů, oděvu, nářadí, obydlí, ulic, hospodářského zvířectva, ku splachování odpadků z domácnosti, k určitým pochodům ve výrobě průmyslové, k účelům dopravním (plavba), k získání pohonové energie, buď přímo poháněním vodních strojů tekoucí vodou (vodní kola, turbiny), nebo nepřímo napájením parních kotlů k výrobě pohonné páry či použitím generátorů k výrobě pohonného plynu Dowsonova, dále k výrobě energie elektrické, k výrobě ledu a mn. j.;
2. po stránce mechanicko-chemické, chemické neb chemicko-bakteriologické pro určité skupiny výroby průmyslové, zvláště tzv. organické (např. zemědělsko-chemický průmysl);
3. po stránce mechanicko-chemicko-biologické; potenciální energii vod lze transformovati v motorickou, tuto v elektrickou a pomocí této vyráběti energii vitální v podobě dusíkatých hnojiv poutáním atmosférického dusíku; dusíkatých hnojiv vyžaduje naléhavě intensivní zemědělství ku kvalitativnímu i kvantitavnímu zlepšení produkce rostlinné, jež dále může dávati lidstvu lepší a hojnější výživu; těchto dusíkatých látek potřebuje se také k výrobě třaskavin a v nich slouží jak blahodárným (u provádění staveb), tak i ničivým účelům lidstva (potřeby válečné, střelivo, dusivé plyny);
4. po stránce hygienické; dodávání zdravotně nezávadné vody v nadbytečném množství pro požívání i pro užitkové účely člověka (vodárenství), jakož i urychlené odvádění vody použitím znehodnocené mimo populační střediska a vhodná úprava těchto odpadních vod (stokování obcí, čištění a využití splaškových vod), zvyšuje zdravotnost obyvatelstva, povznáší jeho tělesnou kulturu a znemožňuje v zárodku katastrofy z epidemických nemocí; levně z vodní energie vyrobená energie elektrická dává i lékařství vydatnou pomůcku k ulehčení a uzdravení nemocných (léčba mechanická, elektřinou, světlo Roentgenovo aj.); kromě toho voda sama slouží ve vhodném použití jako léčba (poukazuje se na starší metody Priesnitzovy, Kneippovy aj.) a je-li vodou minerální, tu účinky jejího používání se blahodárně stupňují (balneologie a balneologie a balneotechnika).
III. ve směru výsledných a úhrnných účinků na činnost lidstva:
1. po stránce národohospodářské: účelně upravené používání vodstev a hospodaření vodou na zemi jest mocnou oporou hospodářské činnosti člověka; využití vody tuto činnost usnadňuje, zlevňuje, zlepšuje a rozhojňuje a před škodami živelními ochraňuje (doprava po vodě, využití vodních sil, odvodnění, zavodnění a postřik pozemků, regulace toků, hrazení horských bystřin, rybníkářství, stavba údolních akumulátorů, vodovody k účelům hospodářským i požárním); využitím mechanických sil vod lze šetřiti drahocenných pokladů země, jich vyčerpání co nejvíce oddáliti a užívati jich pouze jako železných zásob (uhlí, nafta, chilský ledek, lesy apod., vytvoření dopravní sítě vodních cest a připojení její na cesty světového obchodu vnitrozemského i námořního vede nejjistěji k hospodářskému posílení a k osamostatnění.
2. po stránce civilisační: do krajnosti zlevněnou energií pohonnou a dopravní, nejpříhodnější úpravou fysikálních vlastností obdělávané půdy přizpůsobením poměru této k vodě a vzduchu přivedením vody člověku až na místo spotřeby v dostatečné míře a odvedením jí z tohoto místa bez nároku na součinnost člověka při tom dodává člověku pohodlí v jeho činnosti, zbavuje jej mnoha druhů práce hmotné a zbytek této práce mu co nejvíce ulehčuje, přispívá tudíž ke zvýšení celkové jeho životní úrovně (vodní síly, doprava po vodě, levná energie elektrická, vodovody, stokování obcí, meliorace pozemkové apod.);
3. po stránce eugenické, populační a sociální: zlepšené podmínky hospodářské a hygienické a zvýšená civilisace přispívají k zlepšení a ozdravění rasy, snadnější obživa působí příznivě na populaci a všeobecná sociální úroveň člověka vlivem toho všeho neobyčejně stoupá (doprava po vodě, vodní síly a transformace její v elektrickou energii, vodovody, stokování obcí, úprava a využití splaškových vod, zlepšení a zvýšení produkce rostlinné a živočišné zavodněním, resp. odvodněním pozemků, bahnisek, rašelinišť, získávání nových plodných ploch, rybníkářství, regulace toků a mn. j.);
4. po stránce kulturní: hospodářsky, civilisačně a sociálně dobře ostavené lidstvo nejlépe sleduje a pěstuje civilisaci duchovou, kulturu ideovou a mravní a přispívá k vytváření nových kladných hodnot v ohledu vědeckém, uměleckém a mravním, neboť k tomu získalo dostatek volného času a vědomí odpoutání od vlády hmoty, vědomí vlády nad živly přírodními (příklad ve vysoké kultuře starého Egypta při největším rozkvětu vodního hospodářství a obdobně všude jinde, než toto hospodářství tam upadlo);
5. po stránce politické: hospodářská soběstačnost a vysoká civilisační i kulturní úroveň stává se základem i politické samostatnosti a neodvislosti, kterou lze tudíž opříti o řádně vybudovaný a ekonomicky řízený systém vodního hospodářství, míněný v nejširším pojmu těchto slov (příklady: Mesopotamie, Egypt, Čína aj. ve starověku a nyní, Španělsko v době Maurů, Holandsko od středověku po dnes, v nové době Německo, Amerika apod.); způsob hospodaření s vodou byl vždy z nejdůležitějších znaků nejen kulturní, ale i politické vyspělosti;
6. po stránce mezinárodní: lze pozorovati, že čím dále více stoupá oceňování významu vodstva pro lidstvo, takže veřejnost mezinárodní snaží se vyjímati dosavadní výhradné používání jeho – prozatím převážně pro plavbu – i z rámce svrchovaných státních celků, a to ve prospěch všeobecný; k pojmu mezinárodních moří přistoupil v posledních dobách i pojem mezinárodní řek a mírové smlouvy po válce světové uzavřené obsahují v tomto směru četná ustanovení, vymezujíce mezinárodní tratě velkých toků (Labe, Rýn, Dunaj, Tisa, Odra atd.), pobřežní pruhy územní pro překladiště mořská i pro účely států vnitrozemských, dále úpravu a užívání řek pohraničních, otázky plavby a plavidel atd.
Dá se očekávati, že i v jiném směru bude uznáno za účelno do těchto otázek zasahovati na foru mezinárodním, a to v prvé řadě v zájmu ochrany proti zhoršování vnitrozemského klima, dále v otázce využití minerálních zřídel, transitu elektrické energie, znehodnocování vod průmyslovými závody zejména v průmyslových centrech apod. V některých otázkách bylo již v tom směru dosaženo určitých výsledků; tak byla již uzavřena mezi celou řadou států mezinárodní úmluva a transitním přenosu elektrické energie, kterou i československá republika ratifikovala (vyhlášena pod č. 45 v r. 1927 ve Sbírce zákonů a nařízení státu československého). V r. 1924 dal italský senátor Ciraolo popud k tomu, aby u Společnosti Národů bylo založeno a zde centralizováno mezinárodní pojištění proti živelním katastrofám (povodně, zemětřesení apod.). V červenci 1927 zasedala v Ženevě zvláštní konference, zabývající se otázkou založení mezinárodního pomocného svazu proti živelním pohromám; účelem tohoto svazu, pro který byl již schválen návrh smlouvy, jest poskytování pomoci v těch případech, v nichž veliké přírodní pohromy znemožňují postiženým státům, aby vlastními prostředky čelily způsobeným škodám; k tomu cíli má býti založen fond pro první pomoc, do nějž každý stát bude skládati ročně stanovený příspěvek. Jednání o této věci zúčastnilo se i Československo svým zástupcem. Jest velmi odůvodněno, aby v podobném smyslu šlo se dále i v jiných oborech vodního hospodářství.
D. Požadavky na kvantitu a kvalitu vody.
Celková potřeba vody co do kvantity vzrůstá nejen proto, že na určité rozloze zvětšuje se počet obyvatelstva (populace se zhušťuje), ale i z toho důvodu, že s kulturním rozvojem roste též nárok jednotlivcův na množství potřebné vody a rozmanitost ve využití vody, jakož i obdobný nárok rostlinstva při stupňované intensitě zemědělského obhospodařování. Při jedné části těchto požadovaných zvýšených kvant vodních nehraje kvalita vody – když ovšem není tato semeništěm zdravotních nákaz – význačnou roli, požadavky v tom směru jsou minimální (využití vodních sil, splachovací voda pro sítě stokové, voda ke kropení ulic, pro splavnění řek a průplavy apod.); při druhé části vod vystupují vedle sebe – mimo požadavku na určité množství vody – již i požadavek na určitou, byť ne prvotřídní, přece jen i určitou, jakost vody, která se řídí a určuje účelem použití (zavlačování a skrápění kultur, rybničné hospodářství, užitková voda pro hrubší potřeby domácností a určité druhy průmyslových potřeb, voda veřejných toků, probíhajících obydlenými středisky a obyvatelstvem užívaná vedle jiných běžných účelů i ke koupání apod.); konečně při třetí části požadovaných zvýšených vodních kvant hraje kvalita vody nejméně stejnou roli jako její kvantita a tu snažíme se vždy dosíci buď volbou zdroje vodního, v obou směrech vyhovujícího, nebo vhodnou úpravou její jakosti pomůckami technickými, zvláště mechanickými, fysikálními, chemickými, biologickými (pitná voda, užitková voda pro přípravu pokrmů a určité druhy potřeb průmyslových, pro účely léčebné, zvláště pokud se jedná o vody minerální apod.)
Při tom všem nesmíme však ani vodu upotřebenou a po využití podtékající ponechati samu sobě, nýbrž nutno podrobovati ji také nezbytné úpravě pomůckami přirozenými nebo umělými, aby vpuštěním znehodnocené vody do koloběhu v přírodě urychlil se její návrat k původní podobě před použitím a k případnému novému použití a nikoliv, aby se ji znešvařovaly i vody využití teprve očekávající.
Stoupající požadavky lidstva na množství i jakost vody vedly nejen k vyhledávání nejrůznějších nových a nových metod a pomůcek technických, ale i k autoritativnímu zasahování prostředky zákonnými, ke tříbení a rozšiřování vodního práva po stránce majetkové, užívací, těžební a ohospodařovací, ochranné apod. Vždyť mnohé zájmy o vodu se nejen nedoplňují, nýbrž navzájem se vylučují a jest úkolem vodního hospodářství zájmy tyto seřaditi podle jejich významu a uspořádati jich poměr i styk a pronik k nejúčelnějšímu a nejdokonalejšímu využití pro všeobecné blaho.
E. Vývoj badání o vodě.
Při bezprostředním a neustálém denním styku člověka s vodou a zasahování jeho do koloběhu vody v přírodě od dob nejstarších dalo by se očekávati, že člověk podroboval vodu úsilovnému badání podle stupně své duševní vyspělosti a že docílil v tomto směru v brzku náležitých výsledků. Jest opravdu s podivem, že tomu tak nebylo jako v jiných oborech a že soustavné stadium vody i vodstva po stránce vědecké jest nepoměrně mladší než prvé – spíš instinktivní snahy po ovládnutí tohoto významného cínu.
Jest zajímavo, že nejdříve dospěl člověk k určitým poznáním po stránce fysikální, tj. hydromechanické, a to v první řadě hydrostatické. Již Archimedes r. 250 př. Kr. přišel sice na zákon o úbytku váhy těles do vody ponořených, avšak od těch dob nepokročilo se až do středověku nijak valně. Teprve od konce XVI. století datují se pozoruhodné výsledky. Ke konci tohoto století určil Stevin velikost tlaku vody na dno a na stěny nádob a po něm Galileo Galilei studoval základy hydrostatiky. Teprve však Pascal v r. 1663 zjistil hlavní vlastnost tekutin, že tlak na jich povrch vyvozený roznáší se ihned po celé tekutině, nemůže-li mu tekutina uhnouti, a Eulerovi až v r. 1755 podařilo se přesně definovati pojem tlaku v tekutině, odvoditi pro něj diferenciální rovnici a nalézti výminky rovnováhy v tekutině. Tekutiny a hlavně ovšem voda byly přirozeně studovány zároveň i po stránce hydrodynamické.
Již v r. 1628 vydal Castelli prvé vědecky založené dílo, ve kterém byl po prvé vysloven zákon kontinuity v pravidelných tocích; po něm žák jeho Toricelli studoval a určil r. 1644 zákon pro výtok kapalin z nádob. Také Newton zabýval se týmž problémem přihlížeje již i ke kontrakci proudu; též snažil se určiti odpor, který klade voda tělesům v ní se pohybujícím. V r. 1672 zavádí Riccioli výpočet průtočného množství z šířky, střední hloubky a rychlosti roku, v téže době Mariotte jest prvým, jenž pokusil se počítati množství odtékající vody ze srážek ovzdušných a z velikosti určitého povodí, měřiti rychlost vod tekoucích a studovati i pohyb vody v potrubí. V r. 1738 vydává Daniel Bernouilli prvé dílo, jež jest zváno „Hydromechanica“; používá v něm principu o živé síle k vyvození základních zákonů, stanoví zákony pro výtok vody i vzduchu z nádob při tlaku stálém i proměnlivém, zákony tlaku omezeného proudu, reakce vody, rozeznává již tlak hydrostatický a hydrodynamický (hydraulický) a určuje velikost jeho na stěny nádob a potrubí, jimiž voda proudí. Po něm také Borda přispívá mezi 60. a 70. léty XVII. století vydatně k výzkumům hydromechanickým; na dokonalý vědecký základ staví je pak Euler, jenž po svých úspěších v hydrostatice odvozuje v létech 1755 až 1770 též pro hydrodynamiku základní diferenciální rovnice a po něm Lagrange ve své analytické mechanice z r. 1788. Bossut zjišťoval v té době koeficienty kontrakce při výtoku, tlak omezených proudů na tělesa, odpor vody při pohybu lodí aj.; výsledky své práce uveřejnil v r. 1771, Chézy v r. 1775 stanoví velmi jednoduchý vzorec pro střední rychlosti vody v profilu a to s jediným koeficientem, závislým na tvaru průřezu a drsností dna a boků toku. Vzorce toho se dosud užívá. Současník jeho Dubuat studoval zákony pohybu vody v pravidelných tocích a potrubích a sestavil také svůj vzorec střední rychlosti příčného průřezu toku – konal k tomu rozsáhlé pokusy a výsledky jich uveřejnil v r. 1786. V r. 1790 vydal Woltmann pojednání o teorii a užití křídla hydrometrického, k jehož konstrukci upotřebil principu Schoberova anemometru. Další vědecký vývoj po stránce mechanické se poté neustále stupňoval přečtenými badateli a průběhem XIX. století došlo k náležitému využití jeho také při úpravách vodních, při čemž zkušenosti nabyté vedly k novým popudům a k prohlubování teoretických poznatků. Z dotyčných průkopníků zasluhují zmínky zvláště Farque, Giradon a Jasmund, kteří stanovili a propracovali zákony o vytváření koryt toků vodních poukazujíce na mnohostrannou vytvárlivost jich a srovnávajíce ji s proměnami v životě lidstva.
K ujasnění plného významu vody přispěl však pokrok i v mnoha jiných vědních odvětvích, v nichž projevil se též podstatný vztah k vodě a jeho důležitost pro člověka.
Studium nauky o teple vedlo v r. 1681 Papina k vynalezení jeho parního hrnce a v r. 1698 Saveryho k vynálezu principu jeho stroje na zdvihání vody; obě tyto myšlenky sloučili Newcomen a Cawley a r. 1705 konstruovali prvý kondensační stroj parní, který r. 1718 zlepšil Beighton a v r. 1760 Smeaton. Po nich přišel však Watt v r. 1768 se svými konstrukcemi parních strojů, položil základ k použití vody k účelům pohonovým v podobě vodní páry, tedy v jiné fysikální formě, než se dalo až do té doby (pohon vodních kol) a způsobil svým vynálezem úplný převrat ve výrobě i dopravě zvláště a v životě lidstva vůbec.
.jpg)