ABSTRAKT
Lokality budoucí akumulace povrchových vod jsou dlouhodobě sledované a chráněné. Malá pozornost byla však dosud věnována povodí, jež bude v budoucnosti zdrojem vod pro tyto nádrže, z pohledu ovlivňování jejich jakosti. Článek se zaměřuje na některé plošné jevy, které mohou vést ke znečišťování, a tím i k omezenému využití akumulované vody. Popisuje metodiku stanovení kritických míst v okolí budoucí nádrže, kudy se do vodního prostředí dostane při přívalových srážkách nadměrné množství splavenin. Tím bude docházet k zanášení nádrže, ale i ke vnosu rozpuštěných znečišťujících látek. Metodika byla použita na všech 61 vybraných lokalitách, výsledky jsou přehledně uvedeny v tab. 1 a dále komentovány. Jako další plošný aspekt je vyhodnoceno zastoupení tzv. zranitelných oblastí v povodí nádrže. Ačkoli jsou tyto oblasti posuzovány z pohledu nadměrného výskytu dusičnanů ve vodách, mohou se tu vyskytovat i další nežádoucí sloučeniny využívané v zemědělství. Jako třetí aspekt je v článku popisován stav zpracování komplexních pozemkových úprav ve sledovaných povodích a je diskutován jejich přínos pro ochranu povodí. V závěru se konstatuje, že by bylo potřebné zakotvit legislativně ochranu povodí LAPV, zejména u těch nádrží, kde se předpokládá jejich vodárenské využití.
ÚVOD
Při hodnocení účelnosti a efektivnosti výstavby nové vodní nádrže jsou na jedné straně důležité mnohé parametry, které můžeme pokládat za základní, technické a jež lze jednoznačně popisovat a vyčíslovat. Jde o typ nádrže, objem a zaplavenou plochu, hydrologické poměry apod.
Na druhé straně je množství parametrů, které můžeme nazvat socioekonomické. Jde např. o postoje místních lidí, již budou výstavbou dotčeni, o zájmy různých specialistů, kteří mají definovány různé cíle, jichž chtějí výstavbou nádrže (nebo jejím vyloučením) dosáhnout. Každý, kdo chce zdůraznit svůj postoj a cíl, si vybírá argumenty na jejich podporu a potlačuje ty, které jeho záměrům nevyhovují, nebo jim nevěnuje pozornost.
Projekt „Centrum Voda I“ se zaměřil na výzkum 61 lokalit z Generelu 2020 [1]. Tento výběr bral v úvahu hydrologické poměry, tedy území, jež bude potřeba řešit z hlediska zásobování vodou přednostně [2].
Je důležité si uvědomit, že úvahy o budoucí nádrži nemají dopad pouze na plochy dotčené vlastní stavbou hráze a na plochu budoucí záplavy. Nádrž přináší problémy a sociální a ekonomické dopady po proudu i proti proudu dotčeného toku: zlepšuje celkové podmínky v povodí (i širším území) pod nádrží, ale vytváří tlak na možnosti využití území nad nádrží. Tomuto aspektu nebyla v případě ochrany lokalit akumulace povrchových vod (dále LAPV) dosud věnována dostatečná pozornost – většina ochranných opatření se vztahuje k prostoru budoucí hráze a předpokládané záplavové plochy. V tomto rozsahu byly také převzaté a zaznamenané jako Územní rezerva [3] v Zásadách územního rozvoje (déle ZÚR) krajů. Obr. 1 ukazuje grafické zobrazení pro LAPV Terezín ze ZÚR Jihomoravského kraje [4]. Pokud jsou zmiňovány nároky na způsob hospodaření a využívání krajiny v povodí nad budoucí nádrží, jsou všeobecné, neadresné a nejsou sledovány jejich dopady na život dotčených obyvatel, nároky na infrastrukturu, zemědělství a místní firmy. Přitom ochrana příslušného povodí by měla být trvalou součástí ochrany LAPV a u lokalit A (pitná voda) pak zaměřena zejména na ochranu kvality vody.
Obr. 1. Ukázka ze ZÚR Jihomoravského kraje [4]: územní rezerva LAPV Terezín – modře šrafováno
Fig. 1. Example of spatial development principles of the South Moravian Region [4]: LAPV Terezín – blue hatching
Proto se v projektu zaměřujeme především na pojmenování, popis a výčet různých aspektů a dopadů uvažované výstavby vodních děl na jednotlivce i celé komunity a na různé typy hospodářské činnosti v zasaženém území. Pro tento příspěvek jsme vybrali tři jevy, které mají souvislost s přirozenou konfigurací krajiny a s jejím plošným využíváním a přetvářením. Cílem této analýzy je shromáždit podklady pro vzájemné porovnávání uvažovaných nádrží podle jednotlivých aspektů a podle jejich kombinace z pohledu výhodnosti i problémů, jež výstavba může způsobit.
METODIKA
V prvním kroku byla provedena plošná analýza relevantních povodí LAPV či mezipovodí ke každé lokalitě. Pro tyto plochy byl zobrazen průnik s vyhlášenými zranitelnými oblastmi a s plochami pod další ochranou, významnou z vodohospodářského hlediska, dále výčet dotčených vodních útvarů, jejich současný stav a očekávaná opatření v nich podle plánů dílčích povodí. Zdrojem některých těchto informací byly příslušné plány dílčího povodí [5–13].
V rámci katastrů obcí příslušných k povodí jednotlivých lokalit je sledován stav zpracování a provádění komplexních pozemkových úprav (dále KPÚ).
Všechny zjištěné údaje zpracované pro každou lokalitu jsou ukládány do databáze vedené v Excelu a jsou využívány v dalších výstupech projektu.
Do analýzy vstupovalo 61 lokalit LAPV vybraných pro projekt Technologické agentury ČR č. SS02030027 „Vodní systémy a vodní hospodářství v ČR v podmínkách změny klimatu (Centrum Voda)“, jehož garantem je Ministerstvo životního prostředí. Lokality jsou přehledně zobrazeny na mapě (obr. 2).
Obr. 2. Poloha LAPV vybraných pro projekt
Fig. 2. Location of protected areas of natural water accumulation selected for the project
Modifikované kritické body
Hlavní část analýzy byla zaměřena na posouzení nejbližšího okolí budoucích vodních ploch z hlediska nebezpečí erozních smyvů při přívalových deštích. Byla využita metoda kritických bodů, jež je založena na morfometrické a hydrologické analýze digitálního modelu terénu (DMT) v prostředí ESRI ArcGIS for Desktop, resp. novějšího ArcGIS Pro [14]. Mimo prostředí ESRI existují i další, volně dostupné softwarové nástroje umožňující obdobné analýzy DMT. Významným je např. SAGA GIS (Systém for Automated Geoscientific Analyses), který je kromě analýzy DMT využíván také pro modelování povrchového odtoku a erozně-sedimentačních procesů [15]. Další standardně využívanou robustní platformou je GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support Systém), jenž rovněž nabízí řadu pokročilých nástrojů pro analýzy DMT a simulace povrchového odtoku [16]. Na základě výsledků případové studie [17] lze konstatovat, že oba open source nástroje se stávají stále robustnějšími platformami pro morfometrické a hydrologické analýzy DMT/DMR, ať již bereme v úvahu relativně jednoduché stanovení směru a akumulace odtoku, anebo sofistikovanější analýzy.
Kritické body se stanovují v místech, kde linie drah soustředěného odtoku, vygenerované na podkladu DMT, vnikají do zastavěného území obcí. Modifikovaný postup nahrazuje hranici intravilánu vymezenou linií rozlivu chráněné LAPV. Vzhledem k charakteru přívalových srážek (na které je metodika nastavena) a jejich zejména lokálních důsledků se uvažují jen kritické body, jejichž přispívající plocha nepřesáhne velikost 10 km2. U každé přispívající plochy jsou vypočítány fyzicko-geografické charakteristiky:
Pp,r – relativní velikost (vzhledem k maximu 10 km2) [-]
Ip – průměrný sklon [%]
ORP – podíl orné půdy [%]
CNII – průměrná hodnota CNII [-]
Hm,r – relativní hodnota úhrnu jednodenních srážek s dobou opakování 100 let [-]
Ukazatel kritických podmínek vzniku negativních projevů povodní z přívalových srážek F [-] kombinuje fyzickogeografické podmínky, způsoby využití území, regionální rozdíly krajinného pokryvu a potenciální výskyt extrémních srážek (ve vazbě na synoptické podmínky) pro konkrétní přispívající plochy. Relevantní veličiny jsou ve výpočtu doplněny vahami podle jejich významu pro riziko vzniku přívalové povodně.
kde:
a je vektor vah [a1 = 1,48876; a2 = 3,09204; a3 = 0,467171]
Do finálního výběru kritických bodů (KB) vstupují čtyři kritéria. Ta jsou rozdílná pro přispívající plochy převážně zemědělského charakteru s podílem orné půdy větším než 40 % (označujeme jako variantu A) a plochy, kde je podíl orné půdy pod hranicí 40 % (varianta B). Do vymezení tedy vstupují i plochy, jež nemají primárně zemědělský charakter, ale na základě šetření provedených na modelových povodích byly i zde zaznamenány škody způsobené transportem splavenin.
Varianta A – vstupují kombinovaná kritéria:
K1 velikost přispívající plochy 0,3–10,0 km2
K2 průměrný sklon přispívající plochy ≥ 3,5 %
K3 podíl orné půdy v povodí ≥ 40 %
K4 F – ukazatel kritických podmínek ≥ 1,85
Varianta B – vstupují kombinovaná kritéria:
K1 velikost přispívající plochy 1,0–10,0 km2
K2 průměrný sklon přispívající plochy ≥ 5 %
K3 podíl orné půdy v povodí < 40 %
K4 F – ukazatel kritických podmínek ≥ 1,85
Hlavním výstupem procesu identifikace KB je grafické zobrazení plošné lokalizace vybraných KB (obr. 3) a přehledná tabulka LAPV s vybranými KB. Pro každý zvolený KB je uvedeno označení a hodnoty plochy (km2), podílu plochy orné půdy (%) a průměrného sklonu přispívající plochy (%). Identifikace KB je prvním krokem ke stanovení opatření v povodí určených ke zmírnění nebo eliminaci možného zanášení prostoru nádrže splaveninami transportovanými při intenzivních srážkách.
Obr. 3. Zobrazení identifikovaných modifikovaných kritických bodů pro LAPV Terezín
Fig. 3. Location of identified modified critical points for Terezín protected area of natural water accumulation
Základními datovými podklady pro analýzu KB byly datové sady Digitálního modelu reliéfu České republiky 4. generace (DMR 4G) [18] a 5. generace (DMR 5G) [19]. Jde o mračna bodů z leteckého laserového skenování zemského povrchu. Z bodových vrstev byly vytvořeny nepravidelné trojúhelníkové sítě (TIN) a následně rastr digitálního modelu terénu (DMT) s rozlišením 5 m. DMT byl následně upraven metodou tzv. „vypálení“ (z angl. termínu burn) [20, 21] prvků, které v původním DMT nemusejí být zachyceny, ale mohou mít zásadní vliv na směr a akumulaci povrchového odtoku, a tedy i na popis reálného charakteru jeho formování a v konečném důsledku na správné vymezení přispívajících ploch KB. Konkrétně byly použity vrstvy z polohopisné části databáze ZABAGED® – vodní toky, propustky a mosty.
Zranitelné oblasti
Erozní smyvy v povodí nádrže s sebou přinášejí nejen riziko zanášení nádrže sedimentem, ale i vnosu polutantů, zejména z plošných zdrojů znečištění, a tím nežádoucího zhoršení jakosti vody v nádrži. V Generelu území chráněných pro akumulaci povrchových vod [1] jsou lokality rozděleny podle jejich významu na dvě kategorie:
- Kategorii A tvoří území, jejichž vodohospodářský význam spočívá především ve schopnosti vytvořit či doplnit zdroje pro zásobování pitnou vodou, případně plnit i další funkce.
- Kategorii B tvoří území, která jsou svou polohou a parametry vhodná pro akumulaci za účelem protipovodňové ochrany, pokrytí požadavků na odběry vody a nadlepšování průtoků (zabezpečení ekologických průtoků ve vodních tocích).
Mezi faktory ohrožující kvalitu vody v nádržích je zahrnován vnos znečištění ze zemědělských zdrojů. S ohledem na tyto skutečnosti a v souvislosti s potenciálním využíváním některých LAPV coby zdrojů pitné vody, bylo jako další kritérium zahrnuto procentické zastoupení zranitelných ploch v povodí, případně mezipovodí hájené LAPV a stanovená zranitelnost ploch zátopy LAPV.
Stanovení zranitelných oblastí vychází z nitrátové směrnice [22], jejímž cílem je snížit znečištění vod způsobované dusičnany ze zemědělských zdrojů a předcházet dalšímu takovému znečišťování.
V České republice transponuje nitrátovou směrnici § 33 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách [23] a definuje zranitelné oblasti jako území, kde se vyskytují povrchové nebo podzemní vody, zejména využívané nebo určené jako zdroje pitné vody, v nichž koncentrace dusičnanů přesahuje hodnotu 50 mg/l nebo mohou této hodnoty dosáhnout, či povrchové vody, u nichž v důsledku vysoké koncentrace dusičnanů ze zemědělských zdrojů dochází nebo může dojít k nežádoucímu zhoršení jakosti vody. Zranitelné oblasti se stanovují nařízením vlády. V době zahájení projektu bylo v platnosti nařízení vlády č. 277/2020 Sb., o stanovení zranitelných oblastí a akčním programu [24]. V rámci řešení projektu proběhla 5. revize zranitelných oblastí a byla stanovena opatření 6. akčního programu [25]. Revize byla vyhlášena nařízením vlády č. 193/2024 Sb., s účinností od 1. července 2024 [26]. Zranitelné oblasti jsou územně vymezeny katastrálními územími ČR [27]. Pro řešení projektu byla využita datová sada obsahující seznam katastrálních území vymezených jako zranitelná oblast k 1. červenci 2020 [28]. Jako příklad je na obr. 4 znázorněn průnik s vyhlášenými zranitelnými oblastmi pro povodí nad LAPV Terezín.
Obr. 4. Průnik s vyhlášenými zranitelnými oblastmi pro povodí nad LAPV Terezín
Fig. 4. Intersection with declared vulnerable areas for the catchment area upstream of Terezín protected area of natural water accumulation
Česká republika vyhlašuje společný akční program pro všechny vymezené zranitelné oblasti.
Způsob vedení evidencí o stavu povrchových a podzemních vod je pak stanoven vyhláškou č. 252/2013 Sb., o rozsahu údajů v evidencích stavu povrchových a podzemních vod a o způsobu zpracování, ukládání a předávání těchto údajů do informačních systémů veřejné správy [29].
Komplexní pozemkové úpravy
Pozemkové úpravy jsou jednou z forem krajinného plánování a měly by zabezpečit využívání a ochranu krajiny pomocí biotechnických, organizačních a právních opatření. Stanovují definitivní podobu krajinotvorných opatření, dílčím cílem je pak např. zjednodušení evidence pozemků nebo přídělového řízení. Komplexní pozemkové úpravy (KPÚ) se kromě vlastnických práv řešených pozemků zabývají také protierozními a vodohospodářskými opatřeními, návrhem cestní sítě a opatřeními pro zlepšení ochrany přírody a ekologické stability krajiny. Většinou se provádějí pro celý katastr (na rozdíl od jednotné pozemkové úpravy, která probíhá obvykle na menším území a mezi méně vlastníky) [30].
Vzhledem k tomu, že KPÚ zahrnují i protierozní a vodohospodářská opatření, výstavba nové vodní nádrže může změnit jejich funkci. Proto byly řešeny nejen všechny katastry, jež jsou dotčeny potenciální zátopou, ale bylo důležité se soustředit i na katastry, které náležejí pod povodí ovlivněná nádrží, jelikož vybudování vodní nádrže změní odtokové poměry právě i na okolních menších povodích. Proložením vrstvy katastrálních map a ploch dotčených povodí v GIS byly určeny dotčené katastry a na portálu pozemkového úřadu byl zjištěn stav KPÚ na daném katastrálním území [31]. Ukázka metody na příkladu LAPV Terezín je na obr. 5.
Obr. 5. Stav komplexních pozemkových úprav v povodí LAPV Terezín
Fig. 5. Status of comprehensive land consolidation in the catchment of Terezín protected area of natural water accumulation
VÝSLEDKY
Celkem bylo hodnoceno 61 území chráněných pro akumulaci povrchových vod (LAPV – lokalita pro akumulaci povrchových vod). Následující tab. 1 obsahuje shrnutí výsledků analýz výběru modifikovaných kritických bodů a zranitelnosti oblastí z hlediska nitrátové směrnice u vybraných LAPV (tab. 1).
Tab. 1. Shrnutí výsledků analýz u vybraných LAPV
Tab. 1. Summary of analysis results for selected protected areas of natural water accumulation
Pokud se zaměříme na výsledky analýzy modifikovaných KB (MKB), dvě lokality – Nabdín a Hředle II – můžeme označit za nerizikové. V jejich povodí nebyl vyhodnocen ani jeden modifikovaný KB. Na druhém pólu výsledkového pole, tedy mezi lokalitami s vysokým počtem vybraných MKB (> 10 MKB) jsou zařazeny Kladruby (10 MKB), Trkmanka (11 MKB), Vysočany (11 MKB), Strážiště (13 MKB) a Hanušovice (17 MKB). Druhou hodnotou, která vzešla z analýzy, je celková plocha povodí – přispívajících ploch MKB. Upřesňuje plochu, kde bude potřebné provést opatření ke zmírnění nebo eliminaci erozních jevů. Největší souhrnnou plochu povodí MKB vykazují lokality: Poutnov (25,84 km2, 6 MKB), Čučice (28,09 km2, 8 MKB), Vysočany (28,59 km2, 11 MKB) a Hanušovice (51,30 km2, 17 MKB).
Souhrnná tab. 1 obsahuje také údaje o procentuálním zastoupení zranitelné plochy z celkové plochy povodí (mezipovodí) LAPV a výčet katastrálních území stanovených jako zranitelné oblasti ležící v záplavě LAPV.
Do databáze byly vloženy také výsledky rozboru provedených KPÚ v povodích, a to pro všech 61 LAPV. V článku ovšem neuvádíme celý jejich přehled, zejména vzhledem k časové proměnlivosti těchto údajů. Celý proces stále probíhá, a to bohužel velmi pomalu. Také údaj „dokončené“ v praxi znamená, že byl dokončen projekt a proběhlo majetkové vypořádání. Realizace tzv. Plánu společných zařízení, který má nejbližší vztah k vodohospodářské funkci krajiny, je pak často odkládán na pozdější dobu. Rozdíly ve zpracování pozemkových úprav v katastrech na povodí LAPV jsou aktuálně velké: např. u povodí nádrže Strážiště na Střele, kam přísluší nejvíce katastrů, tedy 98, má vzhledem k jeho převážně zalesněnému charakteru pouze 14 z nich zpracované pozemkové úpravy. Pro nádrž Kryry, jež má nejblíže k realizaci, je z celkem 23 katastrů dokončeno 13 a rozpracováno šest.
DISKUZE
Jako modelový případ byla v tomto článku již několikrát prezentována LAPV Terezín na Trkmance. Jde o nádrž v mírně zvlněné krajině jižní Moravy, jejíž povodí začíná na severu až ve Ždánickém lese. Vlastní nádrž je ovšem v otevřené zemědělské krajině a téměř celé okolí představuje přispívající plochy MKB. Charakter těchto ploch ukazuje obr. 6. Půdy jsou často přesušené, degradované bez schopnosti zadržovat vodu, a tím spíš jsou náchylné k erozi při přívalových deštích, ale i k erozi větrné. V případě rozhodnutí o výstavbě nádrže bude třeba dalších protierozních opatření, aby v krátké době nedošlo k jejímu zanesení splachem. Představená metoda výpočtu pomůže projektantovi při návrhu opatření i při kontrole jejich dostatečného účinku.
Obr. 6. Fotodokumentace LAPV Terezín – současný stav
Fig. 6. Terezín protected area of natural water accumulation – current state
Zranitelné oblasti se jednoznačně vztahují k plošnému zemědělskému hospodaření. Proto jsou možnosti a povinnosti v nich určovány převážně resortem zemědělství, i když dopady zasahují i do vodního prostředí. Rozsah těchto oblastí je pravidelně aktualizován – podkladem k těmto aktualizacím jsou výsledky monitoringu podzemních vod. Nadměrné množství dusičnanů se z podzemních vod prostřednictvím pramenů a drénování dostává následně do vod povrchových, kde se stávají součástí dalších přírodních procesů. Pro povrchové vody v budoucích nádržích se však může stát větším problémem případný výskyt pesticidních látek a jejich metabolitů, přičemž zvýšený obsah dusičnanů může být brán jako indikátor, že do vod pronikají nežádoucí látky z rostlinné výroby. Problematika pesticidů, jejich sledování a dopady v životním prostředí je zatím rozvíjející se obor; z roku na rok dochází ke změnám účinných látek a používaných prostředků. Vzhledem k výše uvedenému by bylo vhodné soustředit pozornost na zranitelné oblasti prioritně v povodí LAPV skupiny A, přepokládané jako potenciální zdroj pitné vody. Ukazuje se, že některé tyto polutanty se vyskytují ve vodách i dlouho po zákazu jejich používání.
Komplexní pozemkové úpravy probíhají průběžně po dlouhou dobu. Během jejich trvání se postupně měnily nároky na jejich provedení. Zpočátku bylo jejich cílem zejména majetkové vypořádání s vlastníky a scelení pozemků. Důraz na prvky protierozní ochrany přišel postupně a po období sucha je nyní zdůrazňována potřeba zadržování vody v krajině. KPÚ tak mohou být ideálním nástrojem pro zmírnění či eliminaci jevů identifikovaných při vyhledávání MKB. Jejich nevýhodou je naopak velká administrativní, časová a finanční náročnost, a to ve fázi projektování, projednávání i realizace. Jejich provedení pak ovlivní využívání a funkčnost krajiny na mnoho let.
Při stavbě většího vodního díla je vždy nutné uvažovat i změny v dotčených povodích, které mohou ovlivnit stávající nebo budoucí KPÚ. Proto by mělo být vždy označeno a zohledněno celé příslušné povodí LAPV v dokumentech územního plánování. KPÚ by pak měly být standardně dokončeny a vyhodnoceny v celém povodí spolu s případnými protierozními zásahy.
Také vodoprávní úřady by při svém rozhodování měly ve větší míře uplatňovat ochranu příslušných povodí, k tomu by však bylo potřebné doplnit legislativní nástroje, např. formou ochranného pásma budoucího vodního zdroje. Jednou ze stávajících možností je rovněž větší využívání zákazu či omezování činnosti ve vyhlášených CHOPAV, eventuelně rozšíření těchto oblastí na celá povodí LAPV [32].
ZÁVĚR
Dlouhodobě jsou v rámci územního plánování chráněny lokality budoucí akumulace povrchových vod, chybí však cílená ochrana povodí těchto nádrží. Šetření provedené v rámci projektu ukázalo, že obecná ochrana životního prostředí nemusí v těchto případech dostačovat. Lepší situace některých lokalit je přičítána spíše přírodním poměrům a historickému vývoji krajiny než cíleným opatřením. To platí zejména v případě bodů kritických pro soustředěný odtok a vnos splaveného materiálu do vodních toků při přívalových deštích. V článku je dále dokladován vliv plošných, převážně zemědělských činností v dotčených povodích. Jde o dlouhodobé negativní vlivy s dlouhotrvajícím dozníváním i v případě provedení cílených zásahů. Bylo by proto potřebné zavést již nyní legislativní ochranu příslušných povodí, zejména v případě předpokladu využívání budoucí nádrže jako zdroje pitné vody.
Poděkování
Článek vznikl v rámci projektu Technologické agentury ČR č. SS02030027 „Vodní systémy a vodní hospodářství v ČR v podmínkách změny klimatu (Centrum Voda)“ v části WP3 – Voda pro lidi.
Příspěvek prošel recenzním řízením.
