Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Aktuální číslo.

Souhrn

Příspěvek presentuje pokusy s umělým deštěm a stopovačem v Jizerských horách, které jsou nezbytné pro modelování svahu modelem MIPs (Multiple Interacting Pathways [1]). Jsou podrobně popsány pokusy na několika svazích v povodí Lužické Nisy v Jizerských horách a na jednom svahu na Šumavě. MIPs je model založený na sledování dráhy částic. Cesty proudění jsou v něm popisovány pravděpodobnostně. Pracuje s částicemi (balíčky vody) v různých cestách proudění definovaných rozdělením rychlostí a maticí přechodu, která representuje výměnu vody mezi jednotlivými cestami. Výstupy modelu MIPs byly předvedeny na experimentálním svahu na louce ve formě výpočtu scénáře postupného nasycování svahu při srážkových epizodách, zvláště první epizody po suchém období. V terénních pokusech je vidět rozdíl v procesech odtoku mezi lučním a zalesněným svahem. Přestože bylo stříkáno vysokými intenzitami i velkými objemy vody, na lesních svazích byl stále rozhodující vliv vysoké infiltrační kapacity v lese. Je tady zřejmý podstatný vliv preferenčních cest.

Úvod

Model MIPs byl vytvořen pro hornaté oblasti, ve kterých jsou infiltrační kapacity vysoké ve srovnání se srážkovými intenzitami a úhrny. Pokud půdní profil v těchto oblastech není nasycen vodou až do úrovně terénu, je povodňová odezva tvořena převážně podpovrchovým odtokem (tj. jedná se o mělkou podzemní vodu). Takové podmínky jsou časté zvláště na zalesněných svazích v mírném vlhkém klimatu s propustnými půdami a relativně příkrými svahy [2].

Pokud chceme porozumět geochemickým procesům v povodích a jejich závislosti na hydrologii, je nutné, aby odtokový proces byl dobře popsán. Je třeba mít adekvátní představu o cestách proudění v terénu, kterou je obtížné získat třeba i jen pro jediný svah. Je také nutné mít hydrologický model, který toto proudění vhodně popisuje. Model MIPs [1, 3] je pokusem o takové řešení. Cesty proudění v terénu je zřejmě v současnosti možno prozkoumat pouze s využitím stopovačů. Nestačí tedy mít k disposici jen hydrogram odtoku, protože z něj nelze zpětně soudit o podstatě procesů, které proběhly ve svahu nebo v povodí. Pro odtok z povodí mohou být rozhodující preferenční cesty [4–7], tj. obchvaty nebo zkratky, kterými voda obejde půdní matrici. Stopovače je možno použít v průběhu srážkoodtokové epizody jako v případě lokality Gardsjon [3]. To však předpokládá dlouhý výzkumný projekt. My jsme použili metodu experimentů – skrápění části svahu vysokou intenzitou, kdy byl do vody přidáván stopovač NaCl.

Procesy důležité pro tvorbu odezvy jsou v nenasycené zóně: intenzita vstupu v úrovni terénu, změny vlhkosti půdy, rychlost fronty zvlhčení, hloubka hladiny podzemní vody, doba nutná k dosažení hladiny podzemní vody; v nasycené zóně: postupivost vlny, vzdálenost od toku, doba nutná k dosažení toku. Cesty odtoku, kterými srážkový vstup prochází, závisí na struktuře a předcházející nasycenosti půdy. Srážková voda vstoupí do půdní matrice a teče svisle v závislosti na místních vodivostech a gradientech. Část vody může jít obchvaty a zkratkami a vyhnout se tak půdní matrici. Tyto preferenční cesty jsou spojeny s puklinami, kanálky po kořenech nebo jinými makropóry nebo se může jednat o oblasti vyšší propustnosti půdy. Preferenční cesty mohou mít různou hloubku, šířku, křivost a spojitost. Pro jednoduchost je možno předpokládat, že dominantní směr proudění v nenasycené zóně je svislý [1, 8].

Mnohočetné cesty proudění v nenasycené zóně jsou reprezentovány funkcí rozdělení svislých rychlostí, která závisí na hloubkách a časech vyplývajících ze vzájemného působení rozdělení vstupních intenzit a cest proudění v půdě, jež se mezi sebou také vzájemně ovlivňují [1].

Dále model pracuje s rozdělením hloubek k hladině podzemní vody v příslušných místech, které bude záviset na předcházejících podmínkách, odvodnění části svahu nad zkoumaným úsekem a tvaru svahu (rozbíhání nebo sbíhání proudnic). Z těchto údajů a rozdělení rychlostí můžeme dostat rozdělení dob dotoku v nenasycené zóně. Výsledné rozdělení bude ve vzájemném vztahu k prostorovému rozdělení nasycených hydraulických vodivostí, z čehož získáme rozdělení dob dotoku v nasycené zóně. Ty budou v obecném případě záviset na dotaci z nenasycené zóny [1, 8].

Aby bylo možno smysluplně pracovat s modelem MIPs, je tedy třeba provést průzkum na vybraných svazích s využitím stopovačů.

Základní výzkumnou otázkou pro nás stejně jako pro více hydrologických týmů v Evropě a USA je bližší poznání procesů podpovrchového odtoku, který v povodích s vegetačním pokryvem, zejména zalesněných, tvoří většinu přímého odtoku při menších (častějších) povodních. Výzkum v tomto směru bude pokračovat v několika dalších letech.

Cílem tohoto příspěvku tedy je ukázat na příkladu typ výstupů z modelu MIPs a jeho využitelnost v Jizerských horách. K tomu bylo třeba vybrat, zřídit a vystrojit pokusné svahy a provést pokusy se zkrápěním a stopovači. Jedná se o náš první článek v časopise k tomuto typu modelování a nutné experimentální části výzkumu.

Vysvětlení pojmů

MIPs (Multiple Interacting Pathways) – mnohočetné vzájemně se ovlivňující cesty odtoku

Particle tracking – sledování dráhy částic

Random particle tracking – rychlosti částic jsou vzorkovány z náhodných rozdělení

Bypassing – obchvat, zkrácení tzv. preferenčními cestami, část proudění se vyhne půdní matrici

Tracing – použití stopovačů

Transition probabilities – matice přechodu obsahující pravděpodobnosti výměny vody mezi jednotlivými cestami

Tipping bucket – překlápěč pro měření objemů srážek nebo průtoku

Conductivity – konduktivita – vodivost

Metody

Model MIPs

Prvním článkem o MIPs je příspěvek viz [1], inspirovaný pokusy se stopovači na Bear Brook ve státě Main [12]. V článku viz [5] je popsán případ transientního proudění experimentálním svahem v povodí Gardsjon ve Švédsku.

V modelu MIPs jsou cesty proudění vody popisovány pravděpodobnostně [1, 13]. Sledování drah částic, přičemž rychlosti jsou vzorkovány z náhodného rozdělení, pracuje s částicemi (balíčky) vody v různých cestách proudění definovaných rozdělením rychlostí a maticí přechodu, která representuje výměnu vody mezi jednotlivými cestami. Předpokládá se exponenciální pokles nasycené hydraulické vodivosti s hloubkou [5].

Počáteční zásoba vody ve svahu a vstupy (déšť) během epizody jsou simulovány velkým množstvím diskrétních částic. V každém časovém kroku se částice pohybují v možných cestách proudění. Rychlost je částicím přisuzována náhodně z rozdělení rychlostí. Tímto způsobem lze modelovat účinek preferenčního proudění a obchvatu (zkrácení) dráhy ve svahu bez explicitní znalosti geometrie cest proudění. Kontinuita je zajištěna bilancováním počtu částic [1, 5, 8].

K tomu, abychom mohli pracovat s modelem MIPs, potřebujeme tedy mít možné cesty odtoku prozkoumány s využitím stopovačů. Dále popisujeme pokusy, které jsme za tímto účelem provedli.

Vybraná povodí

Pro pokusy na experimentálním svahu byla vybrána dvě povodí.

Horní část povodí Lužické Nisy v Jizerských horách, konkrétně oblast v Dolních Lučanech. Tok  Lužická Nisa pramení v údolí rozkládajícím se na sever od Černostudničního hřebene v nadmořské výšce 639 m n. m. Ve vzdálenosti cca 2 km od pramene se nachází závěrový profil ČVUT – FSv Dolní Lučany, kde je sledována hladina a teplota vody, teplota a vlhkost vzduchu a úhrn srážek od roku 2013 (obr. 1). V roce 2014 jsme zde instalovali automatickou sněhoměrnou stanici LDSS [9]. Experimentální svah se nacházel cca 150 m proti proudu od závěrového profilu na pravé straně toku. Na podzim 2014 zde byly provedeny dva experimenty. V roce 2015 byl ve stejném povodí vybudován nový svah ve vzdálenosti asi 500 m od bývalého svahu, ve vzrostlém lese s převahou smrku ztepilého.

Obr. 1. Měsíční úhrny srážek a průměrné výšky hladiny vody ve stanici ČVUT v Dolních Lučanech v Jizerských horách 2014–2016
Fig. 1. Monthly precipitation totals and average water level depths in Czech Technical University station in Dolní Lučany in Jizera Mountains 2014–2016 (úhrn srážek – precipitation total; výška hladiny vody – water level depth; měsíční – monthly)

Povodí Černého potoka na Šumavě. Toto povodí patří celým územím do II. zóny ochrany a je hospodářsky využívané. Převážnou část tvoří les s převahou smrku ztepilého, doplněný porostem jedle bělokoré, buku lesního, javoru klenu a břízy bělokoré. Podrost je tvořen porostem borůvčí a travinou bikou lesní. Zamokřené plochy jsou porostlé rašeliníkem a sítinou rozkladitou.

V rámci diplomové práce [10] byly v povodí vyhloubeny půdní sondy za účelem odběrů půdních vzorků. Nejčastějším půdním typem v povodí je kryptopodzol s různými podtypy, dále pak ranker, podzol nebo glej. Půdní typy jsou zde ovlivněny hlavně vegetací a sklonitostí. Sklonitost je v celém profilu víceméně podobná. Hloubky půdy se pohybují kolem 40–50 cm. Půdy mají velké množství skeletu. Srážky a hladiny v potocích jsou v obr. 2.

Obr. 2. Měsíční úhrny srážek a průměrné výšky hladiny vody ve stanicích PřF UK Černý potok a Zhůřecký potok na Šumavě 2014–2017
Fig. 2. Monthly precipitation totals and average water level depths in CUNI stations Černý potok and Zhůřecký potok at Šumava Mountains 2014–2017 (úhrn srážek – precipitation total; výška hladiny vody – water level depth; měsíční – monthly)

Schéma pokusů na louce a v lese pro potřeby modelu MIPs

Celková plocha byla ohraničena vyšším plůtkem a na konci plochy se svah zařízl do hloubky 80–120 cm. V zářezu byly vyříznuty drážky dovnitř svahu hluboké cca 10 cm ve výškách 20 a 50 cm (obr. 3, 4a, 4b a 4c). Stékající voda z drážek byla odváděna okapem do velkých překlápěčů.

Obr. 3. Experiment na louce, Dolní Lučany, drážky 20 a 50 cm od povrchu
Fig. 3. Experiment on the meadow, Dolní Lučany, troughs 20 and 50 cm from the surface

V první fázi pokusu bylo obvykle skrápění prováděno čistou vodou z toku. Jako značkovač pro zjištění cest odtoku byla použita NaCl, která se rozpouštěla v sudech v koncentraci 5 mg/l (průměrná vodivost se pohybovala kolem 9,8 mS.cm-1), a tímto roztokem se skrápěla pokusná plocha.

Vodivost se měřila přístrojem firmy Hach s přesností ±0,5 %.

Předpokládalo se, že vzorky odtékající vody budou odebírány z překlápěčů, ze sondy pod svahem a z blízkého toku: před pokusným svahem, ve středu pokusného svahu, z výtoku ze svahu (pokud byl rozeznatelný) a ve vybraném vzdálenějším místě. Ve vzorcích vody a v toku byla průběžně měřena elektrická vodivost. V laboratoři byla provedena analýza vzorků na množství NaCl.

Automatický rozstřikovací systém pro simulaci deště

Na vytyčené ploše 25 m2 se instaluje do čtverce devět trysek postřikovače. Voda je přiváděna hadicí pomocí čerpadla z blízkého zdroje (toku, cisterny). Množství vody sledoval vodoměr s přesností ±1 cm. Připojený datalogger zaznamenával úhrn srážek ze srážkoměru s přesností ±0,1 mm a vlhkost půdy z čidla Virrib s přesností < ±0,01 m3.m-3. Toto čidlo bylo instalováno buď v hloubce 25 cm, nebo v hloubkách 20 a 50 cm [11].

Obr. 4a. Schéma experimentu na louce v Dolních Lučanech – Jizerské hory
Fig. 4a. Diagram of meadow experiment in Dolní Lučany – Jizera Mountains (svah – slope, postřikovače – sprinklers, příkop – trench, tok – stream, sud – barrel, voda z toku – stream water, odběr vody z toku – stream water sampling sites, před svahem – before slope, na konci svahu – at the end of slope)
Obr. 4b. Schéma experimentu v lese v Dolních Lučanech – Jizerské hory
Fig. 4b. Diagram of forest experiment in Dolní Lučany – Jizera Mountains (svah – slope, postřikovače – sprinklers, příkop – trench, tok – stream, sonda – dug well, sud – barrel, voda z toku – stream water, odběr vody z toku – stream water sampling sites, před svahem – before slope, uprostřed svahu – middle of slope, odběr vytékající vody z pod svahu – sampling water flowing into stream from the bank, i.e. a distinctly visible flow under stream water table, na konci svahu – at the end of slope, před mostem – before bridge)
Obr. 4c. Schéma pokusu v lese v povodí Černého potoka
Fig. 4c. Diagram of forest experiment in Černý potok catchment – Šumava Mountains (svah – slope, postřikovače – sprinklers, příkop – trench, tok – stream, sonda – dug well, sud – barrel, voda z toku – stream water, odběr vody z toku – stream water sampling sites, před svahem – before slope, uprostřed svahu – middle of slope, odběr vytékající vody z pod svahu – sampling water flowing into stream from the bank, i.e. a distinctly visible flow under stream water table, na konci svahu – at the end of slope)

Výsledky experimentů pro získání dat do modelu MIPs

Experimenty v lese

Experimenty v letech 2015 a 2016 v lese v Dolních Lučanech

Na jaře 2015 byl vybudován experimentální svah ve vzrostlém lese s převahou smrku ztepilého. Svah se nalézal 1 m od toku. Pod svahem byl instalován piezometr na sledování hladiny podpovrchové vody [10]. Na této lokalitě bylo v letech 2015 a 2016 provedeno celkem pět pokusů.

Rok 2015 (druhý rok delšího suchého období) byl sušší než rok předešlý. Sněhová pokrývka se vyskytovala přes celé zimní období, ale úhrn srážek od března do října činil jen 44,2 % dlouhodobého úhrnu. Nejnižší hladiny v toku byly zejména v letních měsících. Nedostatek vody významně ztěžoval práce na pokusu.

Pro instalování překlápěčů byly vyhloubeny jámy, které se po skrápění začaly plnit vodou. K protékání do žlabů bohužel nedošlo a jámy pod svahem byly použity jako sondy (obr. 4a, 4b a 4c). Současně byla měřena výška podpovrchové vody v piezometru pod svahem, která kolísala podle skrápění.

První pokus byl proveden od 12. 5. do 14. 5. 2015, kdy plocha byla nejdříve skrápěna čistou vodou, aby se zvětšila nasycenost půdního profilu. Poslední den byl aplikován postřik se solí. Souběžně byla měřena vodivost toku před pokusným svahem, v polovině svahu, na konci svahu a u mostku cca 5 m od svahu. Pod svahem vyvěrala za 2 dny voda, a tak byly vyvrtány další dvě sondy hluboké 40 cm. Z těchto sond byly odebírány vzorky po dobu všech pokusů. Voda ze sond se ihned ztrácela po skončení skrápění.

Další opakování pokusu 25. 6.–30. 6. 2015 bylo provedeno v době, kdy voda v toku stoupla po předešlých srážkách. Z důvodu nedostatku vody se pokus opakoval v říjnu od 15. 10. do 19. 10. 2015. Průběh experimentu byl obdobný (obr. 5a, 5b a 5c).

Obr. 5a. Povodí Nisy – les, Dolní Lučany – průběh skrápění a vlhkosti půdy 14. 10.–20. 10. 2015
Fig. 5a. Nisa catchment – forest, Dolní Lučany – sprinkling (mm per 10 minutes) and soil moisture (% per 10 minutes) 14th–20th Oct. 2015
Obr. 5b. Jizerské hory – Dolní Lučany – les, průběh vodivosti v sondách a v toku a vlhkost půdy 14. 10.–24. 10. 2015
Fig. 5b. Jizera Mountains – Dolní Lučany – forest, conductivity (mS.m-1) and soil moisture at 50 cm (% per 10 minutes) 14th–24th Oct. 2015 (sonda – dug well, horní tok – upstream, střed toku – middle of stream, výtok ze svahu – flow from slope)
Obr. 5c. Jizerské hory – Dolní Lučany – les, průběh vodivosti v toku 14. 10.–23. 10. 2015 – detail
Fig. 5c. Jizera Mountains – Dolní Lučany – forest, conductivity in stream 14th–23rd Oct. 2015 – detail (vlhkost půdy – soil moisture, horní tok – upstream, střed toku – middle of stream, výtok ze svahu – flow from slope)

Nejvyšší vodivosti byly dosahovány v obou experimentech v sondě (jámě) pod svahem, ale oproti předešlému pokusu v roce 2014 byly zaznamenány změny v toku zejména v místě u konce svahu, kdy ze břehu pod hladinou viditelně vytékala voda.

Rok 2016 byl bohatší na úhrn srážek zejména na sníh (57 % dlouhodobého úhrnu). První experiment se konal v květnu 14.–21. 5. 2016. Svah byl skrápěn nejdřív 3,5 dne pouze vodou a potom 3,5 dne s roztokem soli. Pravidelně byla měřena vodivost ve vybraných profilech v toku. V době skrápění roztokem soli byly odebírány i vzorky vody.

Půdní profil byl vyschlý a ani po skrápění nedošlo k odtoku vody do okapů, pouze voda začala vyvěrat v sondě pod svahem, ze které byly odebírány vzorky, a pravidelně byla měřena vodivost. Ve vzorcích bylo zjištěno velké množství soli a samozřejmě vodivost byla také vysoká.

Nejvyšší hodnoty vodivosti a nejvyšší hodnoty NaCl se vyskytovaly ve vzorcích odebíraných v toku těsně u břehu v blízkosti experimentálního svahu (výtok), kdy viditelně odtékala voda pod hladinou z břehu do toku.

V poslední den skrápění došlo k přívalovému dešti, který ovlivnil konec experimentu (snížila se vodivost toku, voda stékající po povrchu se dostala do sondy).

Obdobný průběh experimentu byl zaznamenán 17. 7.–24. 7. 2016.

Experiment v povodí Černého potoka – září 2017

Začátkem září 2017 byl vybudován experimentální svah v horní části povodí Černého potoka na Šumavě (oblast Hůrka) ve vzrostlém lese (buk, smrk ztepilý, javor) v blízkosti turistické cesty na břehu potoka. Experiment začal 2. 9. 2017 a skončil 6. 9. 2017. Výška zářezu byla 120 cm, drážky byly ve výšce 15 cm a 50 cm od rostlinného pokryvu (20 cm a 50 cm od povrchu). Vzdálenost svahu od toku činila cca 1,5 m. Vzorky z toku byly odebírány před experimentálním svahem, na jeho středu a za ním. Výtok ze svahu byl rovněž vzorkován. Schéma rozmístění postřikovačů, piezometrů a odběrných míst v toku a umístění sond je na obr. 4c.

Na obr. 2 jsou graficky znázorněny měsíční úhrny srážek a průměrné měsíční výšky hladin z povodí Černého Potoka a Zhůřeckého Potoka ve stanicích PřF UK na Šumavě (2014–2017).

Pokus probíhal spíše za deštivého počasí. Druhý den experimentu se začala objevovat voda v sondách pod svahem. Další den prosakující voda v dolním levém rohu svahu vytékala jako povrchový odtok po kameni velkou rychlostí. Postupně vyvěrala voda i v dalších sondách. Ani v tomto případě však netekla z drážek do překlápěčů. Průběh pokusu je graficky znázorněn na obr. 6a, 6b a 6c.

Obr. 6a. Povodí Černého Potoka – les, průběh skrápění a vlhkosti půdy 2. 9.–7. 9. 2017
Fig. 6a. Černý potok catchment – forest, sprinkling (mm per 10 minutes) and soil moisture (% per 10 minutes) 2nd–7th Sept. 2017
Obr. 6b. Šumava – Povodí Černého Potoka – les, průběh vodivosti v sondách a v toku 2. 9.–7. 9. 2017
Fig. 6b. Šumava Mountains – Černý potok catchment – forest, conductivity in dug wells and in stream 2nd–7th Sept. 2017 (vlhkost půdy – soil moisture, sonda – dug well, horní tok – upstream, střed toku – middle of stream, výtok ze svahu – flow from slope)
Obr. 6c. Šumava – Povodí Černého Potoka – les, průběh vodivosti v toku 2. 9.–7. 9. 2017 – detail
Fig. 6c. Šumava Mountains – Černý potok catchment – forest, conductivity in stream 2nd–7th Sept. 2017 – detail (vlhkost půdy – soil moisture, horní tok – upstream, střed toku – middle of stream, výtok ze svahu – flow from slope)

Experimenty na louce – 2014

Rok 2014 patřil mezi velmi suchá období (69 % dlouhodobého průměru za období III–X). Nedostatek srážek v zimě, v létě i na podzim se projevil nízkou hladinou v toku. Průměrné nejnižší hladiny toku byly dosaženy v srpnu a v podzimních měsících (obr. 1).

Experimentální svah byl instalován cca 5 m od toku. Byly provedeny dva pokusy: 7. 10.–9. 10. 2014 a 20. 10.–21. 10. 2014.

Období první třetiny října bylo velmi suché (48 % dlouhodobého průměru). Hladina toku byla velmi nízká a vlhkost půdy v hloubce 50 cm činila 21 % objemové půdní vlhkosti. K odtékání z půdního profilu do žlabů docházelo až třetí den (9. 10.). Při druhém pokusu za 14 dnů do vlhčí půdy (asi 30 %) odtok nastal hned první den. Součástí pokusu bylo sledování hladiny podpovrchové vody v piezometrech pod svahem. Současně se odebíraly vzorky povrchové vody z toku před pokusným svahem a za svahem. Schéma svahu s odběrnými místy je znázorněno na obr. 4a.

Na obr. 1 jsou graficky znázorněny měsíční úhrny srážek a průměrné měsíční výšky hladiny naměřené ve stanici ČVUT v Dolních Lučanech v Jizerských horách (2014–2016).

Pokus 7. 10. do 9. 10. 2014

Svah se skrápěl tři dny pouze roztokem NaCl. Voda ze svahu začala protékat až třetí den skrápění, tj. 9. 10. 2014, a to nejprve ze spodního žlabu (9. 10. od 10:50) a později i z horního od 11:50 (obr. 7a).

Nejvíce vody odteklo z dolního žlabu a současně zde byla naměřena nejvyšší vodivost 9. 10. 2014 ve 14:30 807 µS.cm-1.

Pokus 20. 10. do 21. 10. 2014

První den byl svah skrápěn pouze vodou a druhý den skrápění pokračovalo s roztokem soli. K odtékání ze svahu došlo již na začátku prvního dne z dolního okapu – voda odtékala do spodního překlápěče. V poledne začala voda odtékat i z horního okapu do horního překlápěče. Druhý den pokračovalo skrápění roztokem NaCl+H2O (5 mg.l-1) a od začátku skrápění voda odtékala do obou překlápěčů. Dne 21. 10. byla naměřena nejvyšší hodnota vodivosti ve 12:15 v dolním žlabu (okapu) 8 270 µS.cm-1. V horním žlabu byly nejvyšší vodivosti dosahovány ve vzorcích odebraných 20. 10. 2014 16:00 hod. 8 700 µS.cm-1.

Současně byla měřena vodivost i v toku, ale vzhledem k vzdálenosti pokusného svahu od toku se vodivost téměř neměnila. Hodnoty NaCl byly změřeny jen u několika vzorků, a proto je neuvádíme. Nebyla naměřena žádná změna hladiny podpovrchové vody v instalovaných piezometrech (hloubka v blízkosti svahu byla 50 cm, v blízkosti vody 40 cm).

Scénář vsakování vydatné srážky do suché půdy

Na obr. 7a a 7b je příklad výstupu modelu MIPs, který ukazuje sycení experimentálního svahu umělým deštěm.

Experimentální svah má plochu 5×5 m. Ve vstupech do modelu je délka svahu 5 m rozdělena na oddíly po 0,5 m, tzn. že svah má 10 oddílů, které vidíme na vodorovné ose na obr. 7b. Na svislé ose je vykresleno množství částic v příslušném časovém kroku a v příslušném oddílu. Jedna „částice“ má ve výpočtu objem 1 litr. Časový krok výpočtu je stejný jako časový krok měření, tj. 10 minut.

V horních obrázcích je vykreslena nenasycená (proměnlivě nasycená) zóna, ve spodních nasycená zóna (mělká podzemní voda). Označení A, B, C odpovídá označení na obr. 7a, tedy jsou to počty částic v době, kdy skončil postřik.

Obr. 7a. Dolní Lučany, louka: umělý déšť, kumulativní déšť, vlhkost ve 20 a 50 cm, vodivost v překlápěčích, A, B, C časové okamžiky ukončení deště
Fig. 7a. Dolní Lučany, meadow: artificial rain, cumulative rain, conductivity in tipping buckets, A, B, C times of rainfall end
Obr. 7b. Histogramy počtu částic v časech A, B a C (viz obr. 7a), horní obrázky (zeleně) – nenasycená zóna, dolní obrázky (modře) – nasycená zóna, na vodorovné ose délka svahu dělená po 0,5 m
Fig. 7b. Histograms of numbers of particles at times A, B and C (fig. 7a), horizontal axis is subdivided by 0.5 m

Modelem je možno vyjádřit scénáře zvětšení klimatických extrémů – velmi vydatná srážka do suché půdy – a ověřovat hypotézy podle experimentů v terénu. V našem případě jsme tedy modelovali srážky o velikosti 185,5, 223 a 231,6 mm (je možno srovnat s maximálním denním úhrnem 345 mm v ČR, naměřeným na Nové Louce v Jizerských horách).

Při modelování odtoků ze srážek je první vlna po suchém období zpravidla zatížena velkou chybou (v desítkách procent), což je způsobeno velkou nelinearitou proměnlivě nasycené půdní zóny. Bylo tomu tak i předtím, než se začal projevovat vliv klimatické změny. Scénáře vsakování vydatných srážek do suché půdy a tvorba povodňového odtoku modelem MIPs, založeném na jiném aparátu než Richardsova rovnice [14], může tedy přispět k rozboru problému tvorby odtoku v podmínkách klimatické změny.

Zhodnocení a závěry

Tabulka 1 uvádí období skrápění, spotřebu čisté vody, spotřebu roztoku vody a NaCl (koncentrace v průměru 5 g.l-1, tj. průměrný úhrn v mm). Tabulka 2 uvádí maximální hodnoty vodivosti a koncentrace v odebraných vzorcích u všech experimentů.

Z uvedených dosažených výsledků vyplývají následující závěry.

Vlhkost půdy a odtok vody

Vlhkost půdy ve všech experimentech se zvyšovala v závislosti na délce skrápění.

Nejdelší skrápění bylo provedeno při experimentech v roce 2016, kdy se nejdéle skrápělo čistou vodou v období 18. 7.–23. 7. 20:36 hodin a v období 14. 5.–20. 5. nejvíce roztokem NaCl (21:28 hod), viz tabulka 1.

Tabulka 1. Lokality, období skrápění, spotřeba čisté vody, spotřeba roztoku vody a NaCl (v průměru 5 g/l), průměrný hodinový úhrn v mm
Table 1. Sites, sprinkling period, volume clean water used (litres), volume NaCl solution (about 5 g/l), average rain total (mm per hour)

Při kratších skrápěních (Dolní Lučany na louce) maximální vlhkost půdy dosahovala 56,5 %, ale při delších obdobích skrápění byly od 3.–5. dne stabilně maxima 63,3 %, např. obr. 6a.

Při prvním experimentu na louce začal odtok vody do překlápěčů až třetí den (9. 10.), ale při opakování (20. 10.–21. 10.) již první den voda protékala oběma překlápěči. Na skrápěné ploše docházelo, na málo propustném povrchu, také k povrchovému odtoku.

Při lesních experimentech, i přes delší období skrápění, voda do překlápěčů neodtékala, ale vyvěrala těsně pod zářezem svahu. Pro sledování vodivosti a koncentrace NaCl byly v těchto místech vyhloubeny sondy cca 30–40 cm hluboké, viz obr. 4b. K povrchovému odtoku v lese ani přes velké úhrny srážek nedocházelo. Zřejmě je důvodem větší přítomnost preferenčních cest (makropóry, dutiny po kořenech a žížalách apod.) a tedy větší propustnost půdy.

Konduktivita vody

V době experimentu byly několikrát za den odebírány vzorky z toku před pokusným svahem. Na Lužické Nise v Dolních Lučanech se vodivost pohybovala od 14,5 do 18,6 mS.m-1 a na Šumavě byla kolem 5 mS.m-1.

Při prvním ani druhém experimentu na louce v Dolních Lučanech se neprokázal žádný vliv na vodivost v toku. Svah byl ve větší vzdálenosti od toku a byl zde vykopán příkop pro plynové potrubí, který narušil přirozený terén. Z tohoto důvodu byly další experimenty přeneseny do blízkého lesa.

V lese při skrápění docházelo k zřetelnému výtoku ze břehu pod hladinou do koryta v blízkosti svahu. Vodivost v tomto místě začala stoupat 3.–4. den skrápění. Příklad průběhu vodivosti v toku je vykreslen na obr. 5c. Nejvíce se projevil odtok ze svahu do toku v posledním roce pokusu v povodí Černého potoka na Šumavě, viz obr. 6ctabulka 2.

Vodivost v odebraných vzorcích z překlápěčů a ze sond postupně stoupala a největší byla v posledním dni skrápění roztokem NaCl. Nejvyšší maximální hodnota byla naměřena v posledním pokusu na Šumavě.

Tabulka 2. Dosažené maximální hodnoty vodivosti v překlápěčích, sondách, v toku a ve výtoku při experimentech 2014–2017
Table 2. Maximum conductivity in tipping bucketes, dug wells, in stream and in outflow from slope during experiments 2014–2017

Odtok vody ze svahu závisí především na preferenčních cestách, kdy v lesním porostu je velké množství cest po kořenech a makropórů. Voda prosakuje spíše do spodních vrstev půdního profilu a stéká po málo propustném podloží laterálně do toku. Objevuje se u paty svahu v sondách a ve výtoku (pod hladinou) ze břehu do koryta. Na louce se laterální pohyb odehrával v menší hloubce, popř. po povrchu po nepropustných plochách. Podstatný je též sklon terénu a nepropustné nebo málo propustné podloží.

Modelování

Model MIPs [2, 5] je založen na metodě sledování dráhy částic. Nepracuje s Richardsovou rovnicí [14] pro nenasycenou půdní zónu a je tedy alternativou k modelům duální pórovitosti [15]. Právě nenasycená zóna svojí nelinearitou způsobuje největší potíže při modelování odtoku. První povodňová epizoda po suchém období (i po běžném sezonním suchu) bývá obvykle špatně vystižena.

MIPs je vhodným nástrojem ke zkoumání v tomto směru. K tomu přispívá i vizualizace procesů – je možno sledovat pohyb jednotlivých částic (rozumí se balíčků vody o objemu např. 1 litr) mezi povrchovým a podpovrchovým odtokem, mezi nasycenou a nenasycenou zónou apod. To ovšem neznamená, že nejistoty spojené s proměnlivě nasycenou půdní zónou zmizí. Výpočty MIPs bude vhodné provádět v rámci odhadu nejistot. Model MIPs je výpočetně náročný a vyhodnocení nejistot tuto náročnost ještě znásobí. Model duální pórovitosti je ovšem náročný také. To plyne z velké variability přírodních podmínek, zejména proměnlivě nasycené půdní zóny.

MIPs bude vhodný i ke zkoumání pohybu znečištění v půdním prostředí (pokud je založen na datech z průzkumu se stopovači). V podmínkách klimatické změny se zřejmě zvětšuje extremita povodní a sucha. Lze se tedy obávat přívalových srážek do půdy vyschlé dlouhotrvajícím suchem.

Poděkování

Příspěvek byl zpracován v projektu GA ČR 13-32133S. Druhá autorka děkuje prof. Bevenovi za poskytnutí programu MIPs. Dále děkujeme ČHMÚ a FSv ČVUT za poskytnutí dat a anonymním oponentům za cenné připomínky.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství, Aktuální číslo, zzz – HLAVNI CLANEK.

Souhrn

Topografické údaje hrají klíčovou roli v otázce přesného hydrodynamického modelování povodňových událostí. Často je vyžadován přesný digitální model terénu (DMT), který obsahuje popis říční batymetrie. DMT může být získán z různých zdrojů dat, jako jsou pozemní měření nebo metody dálkového průzkumu země. Pořízení pozemních, zejména geodetických, dat bývá často finančně nákladné a časově náročné. Další alternativou získání dat DMT jsou satelitní zdroje, ty však zpravidla nedosahují přesností, které jsou vhodné pro korektní hydrodynamické modelování. Jako nejvíce vhodná se proto jeví data pořízená technologií leteckého laserového skenování (LLS).

Pro sběr dat LLS se v ČR využívá snímání infračerveným laserovým paprskem. Omezením ve využití této technologie pro hydrodynamické modelování je fakt, že infračervený laserový paprsek je pohlcován vodní hladinou. V praxi to znamená, že nelze získat výškopisnou informaci o morfologii terénu pod vodní hladinou. Při tvorbě DMT z dat LLS tak dochází k vytvoření modelu, který zanedbává průtočnou plochu zaměřovaného koryta vodního toku.

V tomto příspěvku jsou prezentovány výsledky z vyvíjeného softwaru Bathy_supp, který stanovuje batymetrii přirozeného říčního koryta. Batymetrie je stanovena pomocí analytických křivek, které popisují průběh příčných profilů. Následně je provedena prostorová interpolace mezi odhadnutými profily, jejímž výsledkem je batymetrická bodová síť. Vytvořenou batymetrickou bodovou síť lze spojit např. s daty LLS a vytvořit tak DMT vhodný pro hydrodynamické modelování. V příspěvku je prezentován praktický příklad testování softwaru na pilotní lokalitě. Dosažené výsledky ukazují, že výsledky softwaru Bathy_supp výrazně zlepšují model terénu vytvořený z dat LLS.

Úvod

Klíčovou znalostí pro hydrodynamické modelování povodní je morfologie terénu. Přesnost a využitelnost hydrodynamických modelů závisí na charakteru, dostupnosti a přesnosti zdrojových topografických dat, ze kterých je generován výsledný DMT [1].

Relevantní výškopisné údaje o morfologii koryt vodních toků a přilehlého inundačního území je možné získat různými, navzájem často kombinovatelnými metodami. Jednou z metod získání zdrojových dat pro DMT je měření pomocí družicových polohových systémů. Tato data však nejsou, díky svému rozlišení, pro hydrodynamické modelování dostatečně přesná. Naopak velmi přesnou metodou získání dat pro DMT je pozemní geodetické měření, tato metoda je nicméně časově i finančně velmi náročná. Třetí, nejmodernější, metoda spočívá ve využití technologie LLS, která má široké uplatnění v celé řadě oborů. Běžně se využívá při pořizování prostorových geografických dat pro potřeby v geodézii, ve stavebnictví, v lesnictví, v archeologii atp. Významnou možností využití LLS je i oblast vodního hospodářství, příkladem je zpřesňování polohy os vodních toků a vodních ploch [2] nebo tvorba map povodňových rizik [3].

Metoda LLS [4] využívá technologii LiDARu (Light Detection and Ranging). Princip této technologie spočívá v měření doby návratu vyzařovaného laserového paprsku. Analýzou této doby je pak určena vzdálenost měřicí jednotky (na palubě letadla) od snímaného objektu (povrchu Země), resp. nadmořská výška mapovaného zemského povrchu. Výhodou LLS je jednak rychlost získání dat, dále vysoká přesnost a vysoké prostorové rozlišení vznikajícího DMT. Skenery používané k celoplošnému mapování využívají laser o vlnové délce blízké infračervenému spektru, přičemž voda toto záření zcela pohlcuje [5]. To sice umožňuje přesnou identifikaci hranice vodních ploch, nicméně informaci o batymetrii dna nepodává. Proto byla vyvinuta duální forma LiDARu (DiAL – Differential Absorption Lidar), která kombinuje dva laserové paprsky vyzařované v různých vlnových délkách, v infračerveném spektru (1 064 nm) pro mapování topografie terénu a v zeleném (zeleno-modrém) spektru (532 nm), které proniká pod vodní hladinu [6, 7]. Tento specifický typ LLS, známý rovněž pod označením letecké batymetrické laserové skenování (LBLS) nebo v anglickém originále Airborne Lidar Bathymetry (ALB), se používá především v mělkých příbřežních mořských vodách [8].

Stále však přetrvávají jistá omezení, míra proniknutí zeleného paprsku vodním sloupcem závisí na průhlednosti, resp. zákalu a proudění vody [9, 10]. Někteří autoři [6–8] deklarují, v závislosti na vnějších podmínkách (průhlednost vody, zákal,…), že reálná batymetrická data lze získávat až do hloubky 50 m pod vodní hladinu s horizontální přesností ±2,5 m a s vertikální přesností ±0,25 m [7]. Guenther a kol. [8] navíc doporučuje věnovat maximální pozornost správnému načasování snímkování a případně mapování opakovat. V podmínkách ČR byly, parametricky obdobným vybavením, testovány vybrané vodní nádrže a 6 km dlouhý úsek vodního toku. Relevantní výsledky byly ovšem dosaženy pouze do hloubky 1,5–2 m pod vodní hladinou v případě vodní nádrže a do hloubky 0,8 m v případě vodního toku [11].

Důsledkem nejistoty získání relevantních výsledků LBLS mohou být nespolehlivá zdrojová data. Konkrétně může dojít k zanedbání hloubky a tvaru koryta, což je zásadní problém pro hydrodynamické modelování říčních toků a správné posouzení ekologických a geomorfologických vlastností vodních toků [12].

Další možností tvorby vysoce přesného a batymetricky korektního DMT je kombinace dat LLS s daty pozemního měření charakterizující tvar koryta vodních toků. Dodatečným zdrojem batymetrických dat může být geodetické zaměření vodního toku nebo zaměření s využitím SONARu (SOund Navigation And Ranging), tedy zařízením využívající akustických vln jednak k navigaci a zaměřování objektů pod vodou, ale také k měření hloubek [13]. Specifickým přístrojem pro získání batymetrických dat je přístroj ADCP (Acoustic Dopler Current Profiler) využívající Dopplerova jevu. Primárně je určen pro měření průtoku v otevřených korytech řek, jeho sekundárním využitím je pak batymetrické mapování [13]. Všechny tyto metody jsou však časově i finančně náročné.

Nabízí se otázka alternativního zjištění tvaru příčného profilu vodního toku, resp. velikosti průtočné plochy, tedy hlavních vstupních dat pro hydrodynamické modely. Existují různé metody doplnění chybějících dat charakterizující tvar koryt vodních toků v jejich přirozeném tvaru.

Caletka [14] popisuje metodu lineární extrapolace chybějících dat z původních rastrů na základě sklonu břehů v rámci příčných profilů, kde je schematizace prováděna na základě volby vhodného geometrického obrazce, který by ideálně vystihoval řešený příčný profil. Výsledky využití této metody zatím ukazují mírné nadhodnocování minimální úrovně dna koryta vodního toku.

Další možností využití softwarových metod pro doplnění chybějících batymetrických dat je software CroSolver [15, 16]. Ten nahrazuje říční batymetrii korytem lichoběžníkového nebo obdélníkového průřezu. Model koryta vodního toku je následně spojen s daty LLS a vzniká tak zpřesněný DMT.

Inovativním přístupem ke stanovení reálné profilace vodního toku je vývoj softwarového prostředku Bathy_supp. Software využívá matematického stanovení tvaru příčných profilů na základě jejich rozmístění v modelované oblasti. Následně dopočítává kompletní batymetrii modelovaného úseku vodního toku. Takto získaná batymetrická data jsou posléze spolu se vstupními topografickými daty (TOPO) využita pro tvorbu celistvého DMT.

Program Bathy_supp

Program Bathy_supp je vytvořen jako samostatně spustitelný program v programovacím jazyku C++ a je určen pro stanovení batymetrie vodního toku. Koryto vodního toku může být určeno v programu na základě zobrazení dat TOPO, nebo jako seznam souřadnic příčných profilů, definujících geometrii budoucího koryta vodního toku. Výstupem je seznam souřadnic definujících (výškově i polohově) novou batymetrii koryta v textovém formátu. Tento výstup může být nadále použit v geografických informačních systémech (GIS) k samotné syntéze dat z programu Bathy_supp a dat TOPO pro tvorbu celistvých DMT.

Obr. 1. Příklady prohnutí analytické křivky
Fig. 1. Examples of deflection of the analytical curve

Vstupní data

Jak již bylo řečeno, základními vstupními údaji jsou data TOPO, v našem případě získaná metodou LLS. Tento vstup je ve formě seznamu diskrétních bodů o souřadnicích XYZ. Tato data musí být v textovém formátu s koncovkou „*.txt“ nebo „*.xyz“, shodně řazenými v pořadí XYZ. Dalšími vstupními daty jsou informace o průtoku v říčním korytě v době pořízení dat TOPO a drsnostní charakteristika koryta.

Popis programu

Batymetrický výpočet je proveden na základě virtuálních příčných profilů, jejichž rozmístění definuje uživatel v rámci modelovaného úseku řeky. V těchto profilech je z dat TOPO určena nadmořská výška hladiny vody, na jejímž základě jsou následně odvozeny jednotlivé profily, definované souřadnicemi XYZ. Podle zvolené schematizace jsou pak mezi profily interpolovány souřadnice nových batymetrických bodů. Tímto postupem vzniká bodová síť, ze které je možné za použití běžných interpolačních technik vytvořit 3D batymetrický model koryta vodního toku.

Geometrie vodního toku

Prvním krokem po spuštění programu je nahrání dat TOPO. Na základě zobrazení dat TOPO je možné v grafickém okně programu zvolit umístění modelovaných příčných profilů. Poloha těchto profilů definuje geometrii modelované části vodního toku, proto je nutné pečlivě zvažovat jejich rozmístění v modelovaném prostoru. Profily musí být definovány v po sobě jdoucím pořadí, a to od nejvýše umístěného profilu. Délka profilů definuje šířku koryta, pro níž bude batymetrický výpočet proveden. Rozestup profilů musí být volen s ohledem na výběr schematizačního algoritmu (viz kap. Meziprofilová interpolace). Počet zadávaných profilů je volen uživatelem. Alternativou je možnost nahrát umístění profilů formou seznamu jejich definičních bodů.

Zahloubení modelovaných příčných profilů

Pro modelované příčné profily je odečtena z dat TOPO nadmořská výška hladiny v místě profilu. Toho je docíleno tak, že v okolí koncových bodů každého profilu je programem vyhledán bod s nejnižší nadmořskou výškou. Tato nadmořská výška je vybrána jako výška hladiny vody v době pořízení dat TOPO. Po určení nadmořské výšky hladin v profilech program automaticky zkontroluje celkový podélný profil hladiny toku, případně nadmořské výšky hladin v profilech automaticky upraví.

Zahloubení koryta je provedeno na základě analytické křivky. Jedná se o dvou-parametrickou křivku, jejíž prohnutí (schopnost popsat průběh příčného profilu) záleží na velikosti jejích parametrů (obr. 1). Parametry jsou určeny regresní rovnicí na základě náklonu profilů a břehových vzdáleností po sobě jdoucích modelovaných příčných profilů. Parametry regresní rovnice je možné v programu upravovat a tím průběh příčného profilu ovlivňovat. Program také umožňuje manuální korekci regresních parametrů na základě uživatelem vloženého reálného vzorového profilu. Zahloubení je provedeno tak, aby bylo dosaženo ekvivalentní průtočné plochy v modelovaném profilu. Ekvivalentní průtočná plocha je určena výpočtem za využití Chézyho rovnice. Pro tento výpočet uživatel zadává průtok v modelovaném říčním úseku a Manningův součinitel drsnosti ze dne pořízení dat TOPO. Podélný sklon je automaticky určován ze vzdálenosti a rozdílů nadmořských výšek hladin v po sobě jdoucích profilech. Počet bodů, z nichž se budou modelované profily skládat, definuje uživatel.

Meziprofilová interpolace

Pro vytvoření batymetrie vodního toku je nutné provést prostorovou interpolaci mezi modelovanými příčnými profily. Celková batymetrie vodního toku je v programu schematizována bodovou 3D sítí. Hustota této sítě závisí na počtu bodů v modelovaných příčných profilech a počtu bodů mezi profily. Oba parametry určuje uživatel. Pro vytvoření 3D sítě z 3D modelovaných profilů lze využít celkem tři algoritmy pro tvorbu sítí (obr. 2).

Obr. 2. Interpolace mezi profily
Fig. 2. Interpolation between cross-sections
Tabulka 1. Povodňové události ve studovaném úseku
Table 1. Flood events in study river reach

První algoritmus (SA1) [17] používá pro podélnou (prostorovou) interpolaci mezi profily lineární interpolační algoritmus. Ten provádí interpolaci mezi odpovídajícími si body v po sobě jdoucích profilech. To znamená, že nově vzniklé body leží na přímce mezi výchozími body. Pro interpolaci nadmořských výšek je použita také lineární interpolace.

Druhý algoritmus (SA2) [18] modelovaný profil nejdříve převzorkuje. Touto úpravou dojde ke změně rozestupu bodů tak, aby na obě strany od nejhlubšího místa v profilu ležel stejný počet bodů. Původní tvar profilu však zůstává zachován. Díky převzorkování je respektována spojnice míst s nejnižší hloubkou v profilech. To má za následek reálnější schematizaci průběhu hloubek mezi profily. Poté je opět využito lineární interpolace pro dopočet bodů mezi profily a jejich nadmořských výšek.

Třetí algoritmus (SA3) [19] využívá také převzorkování modelovaného profilu a navíc pro prostorové rozmístění nových bodů mezi profily využívá kubické hermitovské interpolace (CHS). Nové body tak nevznikají na přímkové spojnici, ale jsou interpolovány po obloukové křivce. To zajišťuje věrohodnější popis koryta mezi modelovanými profily zejména v říčních obloucích. Pro interpolaci nadmořských výšek je opět použita lineární interpolace.

Aplikace softwaru Bathy_supp

Pilotní území

Jako pilotní území byl vybrán úsek řeky Otavy v Písku (obr. 3), především z důvodu dostupnosti topografických a hydrologických dat (ve studovaném úseku se nachází měrný profil č. 127). Vybraný úsek je 1,65 km dlouhý a je lokalizován v úseku mezi 22,83–24,48 říčního kilometru (ř. km). Šířka toku ve studovaném území se pohybuje mezi 25–35 m. Průměrná hloubka toku je 0,94 m. Průměrný roční průtok je 23,4 m3.s-1. Průměrná nadmořská výška hladiny se pohybuje okolo 354,84 m n. m. Přehled povodňových událostí v tomto říčním úseku je uveden v tabulce 1. Návrhové průtoky (QN) pro tento úsek jsou uvedeny v tabulce 2.

Obr. 3. Zájmové území
Fig. 3. The area of interest
Tabulka 2. Návrhové průtoky QN
Table 2. N-year flow discharges

 

Vstupní data

Data TOPO pochází z digitálního modelu reliéfu 5. generace (DMR 5G), který představuje zobrazení přirozeného nebo lidskou činností upraveného zemského povrchu [20]. Data DMR 5G jsou standardně dodávána v požadovaném formátu s koncovkou „*.xyz“. Data byla pořízena dne 18. 4. 2011 ve 13:00 hod. Průtok v řece Otavě v tuto dobu byl 36,8 m3.s-1. Hodnota Manningova drsnostního součinitele (0,025 s.m-1/3) byla zjištěna kalibrací hydrodynamického modelu se zaměřenou topografií.

Tvorba DMT pro hydrodynamické modelování

Na základě vstupních dat byl programem Bathy_supp proveden výpočet tří batymetrických sítí (SA1–SA3), které byly v prostředí ArcGIS spojeny s daty DMR 5G. Následně byly vytvořeny celistvé modely terénu, kde batymetrické sítě popisují prostor v korytě řeky a DMR 5G definuje její široké okolí. Celkově bylo vytvořeno pět modelů terénu (viz obr. 4). Model ADCP, který byl vytvořen syntézou reálného zaměření koryta toku pomocí přístroje RiverSurveyor M9 a dat DMR 5G, byl s ohledem na svou přesnost zvolen jako referenční. Model 5G byl vytvořen pouze na základě dat DMR 5G a neobsahoval žádné dodatečné informace o batymetrii koryta. Modely S1, S2 a S3 byly vytvořeny na základě syntézy příslušné batymetrické sítě (SA1, SA2 a SA3) s daty DMR 5G. Odhad příčných profilů pro tvorbu batymetrických sítí SA1–SA3 byl totožný.

Obr. 4. Příčné řezy terénem; část A – řez v rovném úseku řeky; část B – řez v říčním oblouku
Fig. 4. Cross-sectional cuts; part A, cut in the straight section of the river; part B, cut in the river arc

Hydrodynamické modelování

Pro hodnocení DMT z hlediska hydrodynamického modelování byl použit 1D model HEC-RAS, který byl použit v mnoha studiích hodnotících vliv různých zdrojů topografických dat na stanovení inundačních území [5, 21–24].

Hydrodynamické simulace provedené v této studii se liší pouze topografickým zdrojem dat (5G, S1, S2, S3). Na sestavení říční geometrie modelů bylo použito 24 příčných profilů. Manningův koeficient pro koryto řeky byl nastaven na 0,025 s.m-1/3. Zvolené hodnoty Manningova koeficientu byly zjištěny kalibrací modelu na průtok blízký hodnotě Q100. Jednalo se o průtok z 9. 7. 1954, jehož hodnota byla 800 m3.s-1 (tabulka 1). N-leté návrhové průtoky (Q5, Q50 a Q100) byly použity jako horní okrajové podmínky. Kritická hloubka byla použita jako dolní okrajová podmínka. V této studii byly všechny simulace vypočteny v režimu ustáleného nerovnoměrného proudění [25, 26].

Výsledky vypočtené hydrodynamickým modelem byly následně zpracovány v programu ArcGIS za pomocí extenze HEC-GeoRAS, odkud byly exportovány hodnoty pro porovnání polohy hladiny (viz kap. Porovnání polohy hladiny) a velikosti inundační oblasti (viz kap. Porovnání velikosti inundační oblasti) [27].

Vyhodnocení kvality DMT

Kvalita výsledných DMT byla hodnocena formou detekce vertikálních rozdílů mezi testovanými a referenčním DMT. Jako referenční DMT byl zvolen ADCP z důvodu garance přesnosti jeho zdrojových dat. Pro hodnocení byly použity dvě metody výsledných DMT, jednou z nich bylo porovnání příčných průřezů, druhou pak porovnání podélného profilu dna v ose toku. Pro porovnání příčných průřezů bylo zvoleno 29 srovnávacích řezů, které byly náhodně rozmístěny v modelované oblasti. Umístění těchto řezů bylo identické pro všechny hodnocené DMT. Střední kvadratická chyba (RMSE) a střední absolutní chyba (MAE) byly použity při hodnocení kvality DMT. Rovnice pro tato kritéria hodnocení jsou následující:  

kde ElevDMT je hodnota nadmořské výšky (m) odvozená z modelů 5G, S1, S2 a S3,
ElevREF odpovídající referenční hodnota odvozená z modelu ADCP,
N počet bodů definujících daný průřez nebo osu toku.

 

Vyhodnocení vlivu vstupních dat DMT při hydrodynamickém modelování

Za účelem vyhodnocení vlivu dat DMT byla zkoumána rozloha inundační oblasti (IA) a nadmořské výšky hladin (WSE).

Použité hodnotící kritérium rozsahu inundační oblasti (IA):

 

 

kde IAdif je rozdíl v rozsahu inundačních ploch v procentech,
IADEM inundační plocha (km2) produkovaná výstupními DMT,
IAREF referenční (ADCP) inundační plocha (km2).

IA a WSE byly hodnoceny pro N-leté průtoky Q5, Q50 a Q100. Pro toto hodnocení byl použit stejný přístup, jako je popsán v kapitole Hydrodynamické modelování. Model ADCP byl opět zvolen jako zdroj referenčních údajů. Chyba WSE byla hodnocena pomocí rovnic 1 a 2.

Výsledky

Program Bathy_supp na základě uživatelem definované geometrie vodního toku nejprve odhaduje příčné profily a z nich je následně tvořena batymetrická síť. Ta je následně spojena s daty TOPO a je vytvořen výsledný DMT.

Shoda v příčných profilech

Vizuální porovnání průřezů odvozených z hodnocených DMT je uvedeno na obr. 4. Část A ukazuje příčný řez terénem v rovném úseku řeky. Modely S1–S3 zde vykazují podobné výsledky blízké referenčnímu modelu ADCP. Model 5G vykazuje zásadní odchýlení. V části B je vyobrazen příčný řez říčním obloukem. Modely S1–S3 vykazují tvarovou podobnost, ale modely S1 a S2 jsou vychýleny mimo osu toku. Model 5G opět vykazuje zanedbání velké části koryta toku.

Obrázek 5 popisuje rozptyl v hodnotách RMSE a MAE dosažených pro všechny srovnávací průřezy. Z výsledků vyplývá, že chyby modelů S1, S2 a S3 jsou srovnatelné. Model 5G se od ostatních modelů opět výrazně liší. Jak je patrné z tabulky 3, celková hodnota RMSE modelu 5G byla 0,96 m. Pro S1, S2 a S3 to bylo 0,44 m, 0,43 m a 0,34 m. Celková hodnota MAE modelu 5G byla 0,68 m, zatímco hodnoty S1, S2 a S3 byly 0,25 m, 0,25 m a 0,2 m. Z výsledků je patrné, že nejmenších chyb dosahoval model S3.

Obr. 5. Rozptyl hodnot střední kvadratické chyby (RMSE) a střední absolutní chyby (MAE) při porovnávání průřezů
Fig. 5. Variance of root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) values when comparing cross-sections

Hloubka dna v ose koryta

Vizuální srovnání řezů vedených osou vodního toku (podélný profil) je znázorněno na obr. 6 a posouzení shody je uvedeno v tabulce 4. Hodnota RMSE pro model 5G byla 1,50 m. Hodnoty RMSE pro modelované sítě S1, S2 a S3 byly 0,44 m, 0,45 m a 0,44 m. Hodnota MAE pro model 5G byla 1,47 m a pro modelované sítě S1, S2 a S3 0,34 m, 0,34 m a 0,35 m. Z výsledků je patrné, že modely S1, S2 a S3 vykazovaly srovnatelné chyby, které však byly výrazně nižší než chyby modelu 5G.

Obr. 6. Srovnání řezů v ose koryta
Fig. 6. Comparison of cuts in the channel axis

Porovnání polohy hladiny

Obrázek 7 popisuje odchylky v rozdílech WSE mezi srovnávanými DMT (5G, S1, S2, S3) a referenčními DMT. Výsledky ukazují, že nejhoršího výsledku bylo dosaženo modelem 5G a že variabilita v rozdílech WSE se u tohoto modelu s rostoucím průtokem zvyšuje. Nejlepší mediánová hodnota a nejnižší variabilita u WSE byla poskytnuta modelem S3, který dosahuje nejlepších výsledků bez ohledu na modelovaný průtok. Posouzení velikosti chyb z porovnání vypočtené výšky hladiny je uvedeno v tabulce 5.

Obr. 7. Porovnání WSE v ose koryta
Fig. 7. Comparison of WSE in the channel axis

Porovnání velikosti inundační oblasti

Výsledky porovnání IA jsou uvedeny v tabulce 6. Ve všech případech model významně nadhodnocuje rozsah IA. Pro průtoky Q50 bylo toto nadhodnocení až o téměř 15 %. Zbylé modely výsledky mírně podhodnocovaly. Srovnatelných výsledků dosáhly modely S1 a S2, které podhodnocovaly s chybou menší než 5 %. Nejlepších výsledků dosáhl model S3, jehož maximální chyba byla menší než 2 %.

Diskuse

Prezentovaný postup pro matematický odhad říční batymetrie vyžaduje posouzení nejistot spojených s danými přístupy. Podobné posouzení vyžaduje i následná syntéza vypočtené říční batymetrie s daty TOPO a celková tvorba výsledného DMT určeného pro hydrodynamické modelování.

Výsledná přesnost při určení batymetrie je primárně závislá na přesnosti vstupních dat TOPO, která definují výškovou přesnost přilehlých inundačních území. Na území ČR jsou v současnosti standardně dostupná data TOPO získaná metodou LLS ve formě DMR 5G. Deklarovaná úplná střední chyba těchto dat je 0,18 m pro vertikální přesnost v otevřeném terénu a 0,30 m v zalesněném terénu [29]. Poloha hladiny určená pro zahloubení koryta toku zatížena touto chybou zanáší stejnou nejistotu i do přesnosti určení dna v korytě toku. Při použití jiných zdrojů vstupních dat, jako jsou například družicová data, se může tato nejistota lišit v závislosti na použité technologii snímání zemského povrchu. Lze ale předpokládat, že s technologickým pokrokem bude docházet ke zpřesňování metod pro snímání zemského povrchu a tím i k postupnému snižování této nejistoty. Nicméně data TOPO získaná metodou LLS jsou v současné době hojně využívána jako velmi přesný zdroj topografických dat pro hydrodynamické modelování [16–19, 26].

Tabulka 3. Hodnoty středních kvadratických chyb (RMSE) a středních absolutních chyb (MAE) pro porovnávané modely DMT (srovnání průřezů)
Table 3. Root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) values for the compared DEMs (cross-sectional comparison)

Na obr. 6 jsou vidět ve staničení cca 600 a cca 1 600 dvě místa s výrazným odchýlením dna od reálného průběhu. Tyto odchylky mohou být způsobeny právě určením sklonu hladiny, který je vypočítáván z použitých dat TOPO. Určení špatného sklonu čáry energie má za následek nesprávný výpočet průtočné plochy daného profilu Chézyho rovnicí, tj. ustáleným rovnoměrným prouděním. Software pak nadměrně, nebo naopak nedostatečně zahloubí modelované koryto.

Koeficienty regresní rovnice jsou úzce spjaty s charakterem modelovaného toku. Pro uživatele jsou tyto koeficienty neznámé, a proto je nutné je odhadovat na základě podobnosti toků. Pro několik různých typů toků jsou v softwaru tyto regresní koeficienty i s fotodokumentací uvedeny. Nejistota v určení regresních koeficientů je předmětem navazujícího výzkumu.

Tabulka 4. Hodnoty středních kvadratických chyb (RMSE) a středních absolutních chyb (MAE) pro porovnávané DMT (srovnání řezů v ose toku)
Table 4. Root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) values for the compared DEMs (channel axis comparison)

Zjištění průtoků potřebných pro výpočet batymetrické sítě zajišťuje především síť hydrografických stanic na významných vodních tocích. Pro určení průtoků u nepozorovaných vodních toků může být využito metody hydrologické analogie. Je otázkou, zda nepřesnosti této metody u střední velikosti toků mohou výrazně ovlivnit výsledky hydrodynamického modelování, při kterém jsou modelované průtoky zpravidla vyšší i o několik řádů. Použití hydrologické analogie u malých vodních toků může zanášet již značnou chybu.

Tabulka 5. Chyby ve výšce hladin (WSE) při použití vybraných digitálních modelů terénu (DMT) v porovnání s referenčním DMT pro vybrané N-leté průtoky
Table 5. Water surface elevation (WSE) errors when usings elected digital elevation models (DEMs) compared to the reference DEM for the chosen N–year flow rates

Volba metody schematizace říčního koryta může značně ovlivňovat celkovou kvalitu výsledků. Při nevhodném rozmístění virtuálních příčných profilů může docházet k tomu, že modelované koryto může být, zejména v říčních obloucích, vedeno příbřežní zónou namísto v prostoru reálného koryta. Tento případ je znázorněn na obr. 4, část B. Jedná se o jev typický pro sítě SA1 a SA2 (obr. 2), což je dáno využitím lineární interpolace mezi jednotlivými profily. Tato zkreslení lze eliminovat zejména vhodným rozmístěním profilů a redukcí jejich vzdáleností.

Tabulka 6. Plochy inundačních oblastí a jejich rozdíly od referenční hodnoty vypočtené hydrodynamickým modelem pro vybrané N-leté průtoky
Table 6. Inundation areas and their differences from the reference value calculated by the hydrodynamic model for selected N-year flows

Závěr

Cílem příspěvku je představení nových možností matematické schematizace reálného tvaru koryta vodního toku. Metoda je založena na matematickém odhadu reálného vzhledu příčných profilů a následném vytvoření batymetrické sítě celého říčního úseku. Metoda využívá při tvorbě celistvého DMT syntézy dat TOPO s hydrologickými daty (průtok a drsnost koryta v době snímkování dat LLS).

Prezentované výsledky ukazují, že tvorba batymetrie koryta vodního toku pomocí softwaru Bathy_supp přináší nové možnosti a výrazné zjednodušení procesu přípravy DMT pro navazující hydrodynamické modelování.

Pro hodnocení nejistoty vstupních veličin softwaru Bathy_supp byly zpracovány citlivostní analýzy vlivu jednotlivých parametrů na spolehlivost určení tvaru a průtočné plochy modelovaných příčných profilů. Výsledky těchto analýz ukazují, že předložený přístup přináší výrazné zpřesnění výsledného modelu terénu použitého pro samotné hydrodynamické modelování povodňových scénářů. Zpracování rozsáhlé citlivostní analýzy bude předmětem navazující publikační činnosti.

Výhodou daného přístupu je jeho celosvětová aplikovatelnost. Přístup není omezen pouze na využití dat LLS jako vstupu, ale i ostatních dat dálkového snímání země. Díky tomu může být využit i v místech, kde probíhá pouze satelitní snímání povrchu. Jedinou podmínkou je dostatečná hustota topografických bodových dat pro model Bathy_supp.

Autoři si uvědomují, že přesnost popsaného způsobu tvorby říční batymetrie má svá omezení. Hlavním omezením je nejistota v určení výšky hladiny a jejího sklonu ve virtuálních příčných profilech. Ta je závislá na deklarované přesnosti dat LLS. Stejnou nejistotou je zatížen i parametr sklonu pro Chézyho rovnici. Lze ale předpokládat, že s technologickým rozvojem metod pro snímání zemského povrchu bude docházet ke snižování této chyby.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory Technologické agentury ČR, projektu číslo TJ01000132 Pokročilé zpracování dat leteckého laserového skenování za účelem schematizace vodních toků pro potřeby matematického modelování.

Posted by & filed under Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie, Aktuální číslo, zzz - DVA CLANKY.

Souhrn

Možnost rekreačního využití některých (nejen) pražských nádrží je omezena především kvalitou přitékající vody. Článek navazuje na předchozí část [1] a shrnuje výsledky sledování kvality vody v roce 2018 ve vybraných profilech přítoků do rybníka Šeberák (Vestecký a Kunratický potok) a do přehradní nádrže Hostivař (Botič s Pitkovickým potokem). Sledování bylo zaměřeno na obsah hlavních živin v přítocích (fosfor, dusík), koncentraci chlorofylu-a a kvalitativní složení fytoplanktonu a zooplanktonu v nádržích v povodí. Značné množství živin v přítoku omezuje ve svých důsledcích především rekreační využití rybníka Šeberák (hlavně přítokem z Vesteckého potoka). V letech 2017–2018 zde byl po většinu rekreační sezony vyhlášen zákaz koupání, především pro nadměrný výskyt sinic. Botič do přehradní nádrže Hostivař přináší sice nižší, ale také značné množství živin (zhoršená kvalita vody pro koupání byla v letech 2017–2018 po většinu rekreační sezony). Milíčovský potok, který ústí do přehradní nádrže Hostivař v její horní části, je hlavním zdrojem inokula fytoplanktonu.

Obr. 1. Vestecký potok, přítok do rybníka Šeberák
Fig. 1. Vestecký stream, inflow to the Šeberák pond

Úvod

V průběhu roku 2018 byla v období březen až listopad sledována kvalita vody na vybraných profilech hlavních přítoků do přírodních koupališť v jihovýchodní části Prahy: rybník Šeberák (Vestecký a Kunratický potok) a přehradní nádrž Hostivař (Botič, Pitkovický potok). Zatímco přítoky do rybníka Šeberák pramení na území Prahy (nebo těsně za jeho hranicemi), hlavní přítok do přehradní nádrže Hostivař (Botič spolu s Pitkovickým potokem) protéká většinou územím Středočeského kraje.

Obr. 2. Kunratický potok, přítok do rybníka Šeberák
Fig. 2. Kunratický stream, inflow to the Šeberák pond

Rybník Šeberák byl vybudován na Kunratickém potoce; první zmínka o něm je z roku 1602. Zaujímá plochu cca 10 ha (objem vody cca 170 tis. m3). V roce 1933 na něm bylo zřízeno koupaliště. V současné době je jeho účel rekreační, slouží jako zdroj vody pro závlahy a zároveň je významným krajinným prvkem [2]. Na konci roku 2018 byl vypuštěn a v roce 2019 bude odbahněn a revitalizován. Má dva hlavní přítoky: z jižní strany Vestecký potok (obr. 1), z východní Kunratický potok (obr. 2).

Obr. 3. Olšanský potok, přítok do Vesteckého potoka
Fig. 3. Olšanský stream, inflow to the Vestecký stream
Obr. 4. Hrnčířský rybník, odtok
Fig. 4. Hrnčířský pond, outflow
Obr. 5. Rybník Brůdek, odtok
Fig. 5. Brůdek pond, outflow

Vestecký potok (délka toku cca 2,8 km) pramení v oblasti Vestce. Na horním toku má několik drobných přítoků, ale jeho hlavním (a v roce 2018 většinou vodnějším) přítokem je pravostranný Olšanský potok. Olšanský potok (délka toku cca 3,5 km) pramení dvěma větvemi (Olšanský a Olšanský západní), také v oblasti Vestce, v ř. km 0,5 protéká Olšanským rybníkem (v roce 2018 vypuštěný a byly odtěženy sedimenty); odtud teče potrubím pod jahodovými poli v Kunraticích a do Vesteckého potoka vtéká v jeho ř. km 0,6, blízko ústí do Šeberáku [3] (obr. 3).

Obr. 6. Šeberovský rybník
Fig. 6. Šeberovský pond
Obr. 7. Nový rybník
Fig. 7. Nový pond
Obr. 8. Rybník Jordánek
Fig. 8. Jordánek pond

Kunratický potok (celková délka toku cca 13,3 km; z toho před ústím do rybníka Šeberák cca 2,5 km) pramení v oblasti Šeberova [2]; na svém horním toku zásobuje Hrnčířský rybník (voda z něj v roce 2018 odtékala dál pouze v jarním období – obr. 4). Poté před vtokem do rybníka Šeberák na ř. km 11 protéká soustavou menších rybníků (Brůdek – obr. 5, odtok; Šeberovský – obr. 6; Nový – po většinu roku 2018 vypuštěný, odtěžovány sedimenty – obr. 7). Z pravé strany se k němu za dostatku vody připojují drobné přítoky z rybníka Jordánek (obr. 8) a z nově rekonstruovaného rybníka Kovářský (obr. 9). Po odtoku z rybníka Šeberák se Kunratický potok po průtoku Kunratickým lesem a dalšími menšími rybníky vlévá v Braníku do Vltavy [3].

Přehradní nádrž Hostivař (Hostivařská přehrada, vodní dílo Hostivař) byla vybudována na potoce Botič v letech 1961–1963. Za normální hladiny je plocha nádrže 39,4 ha; objem vody 1,31 mil. m3. Jejím účelem je rekreace, zmírnění průchodu velkých vod, zároveň je krajinotvorným a ekologickým prvkem a sportovním rybářským revírem. Levý břeh nádrže je využíván jako sportovní areál a největší pražské přírodní koupaliště s kapacitou až 15 tis. osob [2].

Obr. 9. Rybník Kovářský
Fig. 9. Kovářský pond
Obr. 10. Botič – přítok do přehradní nádrže Hostivař
Fig. 10. Botič stream – inflow to the Hostivař reservoir
Obr. 11. Pitkovický potok před Botičem
Fig. 11. Pitkovický stream before Botič

Botič (celková délka toku 34,5 km; na území Prahy cca 20 km) pramení jihovýchodně od Prahy ve Středočeském kraji v oblasti mezi obcemi Radějovice a Popovičky, protéká soustavou rybníků v Průhonickém parku [4]. Na ř. km 15 ústí do přehradní nádrže Hostivař (obr. 10). Před ústím do přehradní nádrže Hostivař je jeho hlavním přítokem pravostranný Pitkovický potok (obr. 1112); do Botiče se vlévá v jeho ř. km 17,5. Celková délka toku je 15 km (z toho na území Prahy cca 7,5 km), pramení ve Středočeském kraji u obce Strančice. Malým pravostranným přítokem Botiče je i Dobrá voda (do Botiče ústí v jeho ř. km 17); v odběrových termínech v roce 2018 jím voda neprotékala. Významným přítokem Botiče před přehradní nádrží Hostivař je levostranný Milíčovský potok. Do Botiče ústí v jeho ř. km 16 a vtéká přímo do horního konce jejího vzdutí (obr. 13). Potok pramení v chráněném území Milíčovský les a v délce 2,6 km protéká zalesněným územím s převahou listnatých dřevin a soustavou rybníků: Milíčovský (obr. 14), Kančík (obr. 15), Homolka (obr. 16), rybářsky obhospodařovaný rybník Vrah – soukromý sportovní rybářský revír (obr. 17), Šáteček (obr. 18).

Obr. 12. Soutok Pitkovického potoka a Botiče
Fig. 12. Confluence Pitkovický and Botič streams
Obr. 13. Milíčovský potok; před soutokem s Botičem
Fig. 13. Milíčovský stream; before the confluence with the Botič stream
Obr. 14. Milíčovský rybník
Fig. 14. Milíčovský pond
Obr. 15. Rybník Kančík
Fig. 15. Kančík pond

Přímo do přehradní nádrže Hostivař z levé strany ústí také Hájecký potok, který odvodňuje retenční nádrže R1–R3 (v roce 2018 trvale bez odtoku). Pod přehradní nádrží Hostivař má Botič charakter přirozeného toku, protéká přírodní památkou Meandry Botiče [2]. Dále teče většinou regulovaným korytem jihovýchodní částí Prahy a jako pravostranný přítok se vlévá pod Vyšehradem do Vltavy [3].

Obr. 16. Rybník Homolka
Fig. 16. Homolka pond
Obr. 17. Rybník Vrah
Fig. 17. Vrah pond
Obr. 18. Rybník Šáteček
Fig. 18. Šáteček pond

Sledované lokality, metodika odběrů a analýz vzorků

Vzorky pro sledování kvality vody přítoků do obou přírodních koupališť (Šeberák, přehradní nádrž Hostivař) byly v roce 2018 odebírány 1× měsíčně v období březen až listopad. Seznam odběrových míst je uveden v tabulce 1, jejich poloha je znázorněna na mapách na obr. 19 (Šeberák) a obr. 20 (přehradní nádrž Hostivař). Podkladové mapy byly převzaty z portálu Mapy.cz.

Obr. 19. Odběrová místa v povodí rybníka Šeberák
Fig. 19. Sampling sites in the Šeberák pond catchment area
Obr. 20. Odběrová místa v povodí přehradní nádrže Hostivař
Fig. 20. Sampling sites in the Hostivař reservoir catchment area

Vzorky vody byly odebírány na hlavních přítocích do obou nádrží a na odtoku z rybníků v povodí (vždy, pokud existoval). Odběry v terénu doprovázelo in-situ měření fyzikálně-chemických charakteristik kvality vody (teplota, pH, koncentrace rozpuštěného kyslíku, nasycení vody kyslíkem). Laboratorní analýzy vzorků byly zaměřeny na stanovení jednotlivých forem dusíku (N-NH4, N-NO3, N-NO2, N-org., N-celk.) a fosforu (P-PO4, P-celk.). Hydrobiologické analýzy vzorků zahrnovaly stanovení koncentrace chlorofylu-a jako měřítka biomasy fytoplanktonu a kvalitativní složení společenstva fytoplanktonu a zooplanktonu. Odběry vzorků a jejich analýzy v laboratoři VÚV TGM, v. v. i., byly prováděny standardními postupy [5–10], popř. podle schválených metodik [11, 12].

Tabulka 1. Seznam odběrových míst
Table 1. List of sampling sites

Výsledky

Chemické ukazatele

Rybník Šeberák a přítoky

Vestecký potok

Na obr. 21 jsou znázorněny průměrné a maximální koncentrace N-NH4, N-NO3, P-PO4 a P-celk. v závěrném profilu levostranného přítoku do rybníka Šeberák (profil je označen jako Šeberák přítok L). Z obr. 21 je zřejmé, že přísun živin závěrným profilem Vesteckého potoka do tohoto rekreačního rybníka byl v celém sledovaném období vysoký (koncentrace N-NH4 0,6–3 mg.l-1; P-PO4 0,08–1,7 mg.l-1; P-celk. 0,2–2 mg.l-1). Vestecký potok byl ve své horní části od července 2018 neprůtočný, ale při odběru 15. 5. 2018 v něm byly zaznamenány nejvyšší koncentrace živin v celém povodí rybníka Šeberák (N-NH4 45,5 mg.l-1; P-PO4 5,33 mg.l-1; P-celk. 6,26 mg.l-1; el. konduktivita 1 390 µS.cm-1). Přítok z Olšanského potoka výrazně vodu v závěrném profilu přítoku do Šeberáku ve výsledku „naředil“ (N-NH4 2,91 mg.l-1; P-PO4 1,70 mg.l-1; P-celk. 2,01 mg.l-1). Olšanský potok, jako hlavní přítok Vesteckého potoka, přinášel trvale velmi vysoké koncentrace živin (N-NH4 0,06–2,85 mg.l-1; P-PO4 0,16–0,42 mg.l-1; P-celk. 0,44–1,9 mg.l-1).

Kunratický potok

Pravostranný přítok ovlivnil v roce 2018 přísun živin do rybníka Šeberák pouze minimálně (velmi nízký průtok v první polovině roku 2018, nulový průtok v jeho druhé polovině). V první polovině roku 2018 byly v přítoku Kunratického potoka do rybníka Šeberák oproti Vesteckému potoku zaznamenány nižší koncentrace živin (N-NH4 0,04–0,43 mg.l-1; P-PO4 < 0,025–0,06 mg.l-1; P-celk. 0,09–0,25 mg.l-1). Průtokové a kvalitativní poměry Kunratického potoka ovlivňovala především situace v jeho povodí – soustava rybníků (Šeberovský, Brůdek, Jordánek, Kovářský). Koncentrace hlavních živin na odtoku z některých rybníků v povodí jsou na obr. 21 (označeny jako Šeberovský r. odtok; Kovářský r. odtok). Většina těchto rybníků je značně zarybněná.

Přehradní nádrž Hostivař

Botič a přítoky

Na obr. 21 jsou znázorněny průměrné a maximální koncentrace N-NH4, N-NO3, P-PO4 a P-celk. ve sledovaných profilech Botiče (jako hlavním a trvalém přítoku do přehradní nádrže Hostivař). V roce 2018 byly odebírány vzorky ve třech profilech: Botič před soutokem s Pitkovickým potokem (na obr. 21 označen jako Botič nad); Pitkovický potok před soutokem s Botičem (na obr. 21 Pitkovický p.); Botič pod soutokem s Pitkovickým potokem a před vtokem do přehradní nádrže Hostivař (na obr. 21 označen jako Botič pod).označen jako

Obr. 21. Průměrné a maximální hodnoty N-NH4, N-NO3, P-PO4 a P-celk. ve sledovaných profilech v povodí Šeberáku a Hostivařské přehrady (sloupec = průměr, trojúhelníček = maximum)
Fig. 21. Mean and maximum values of N-NH4, N-NO3, P-PO4 and P-celk. in the studied profiles of the Šeberák pond and Hostivař reservoir catchment are (column = mean, triangle = maximum)

Z výsledků je zřejmé, že oba potoky jsou pro přehradní nádrž Hostivař značným zdrojem živin (především fosforu). V Botiči před soutokem s Pitkovickým potokem byly v roce 2018 koncentrace P-PO4 < 0,025–0,6 mg.l-1; P-celk. 0,16–0,74 mg.l-1. V Pitkovickém potoce byly koncentrace živin jen o málo nižší (P-PO4 0,03–0,24 mg.l-1; P-celk. 0,065–0,94 mg.l-1). Hodnoty těchto ukazatelů v Botiči před vtokem do přehradní nádrže Hostivař většinou (v závislosti na vzájemných průtokových poměrech) přítok Pitkovického potoka jen mírně snižuje (koncentrace P-PO4 < 0,025–0,38 mg.l-1; P-celk. 0,16–0,92 mg. l-1 – obr. 21).

Milíčovský potok

Množství živin, přitékající Milíčovským potokem (koncentrace P-PO4 < 0,025 mg.l-1; P-celk. 0,07–0,21 mg.l-1), nemá vzhledem k poměru průtoků na kvalitu vody Botiče zásadní vliv. Hlavním problémem a rizikem pro přehradní nádrž Hostivař a její rekreační využití je (kromě přísunu živin z povodí Botiče) přítok značného množství inokula fytoplanktonu z rybníků v povodí, kterými potok protéká. Například v rybníku Šáteček (poslední rybník soustavy) dosahovaly koncentrace chlorofylu-a 150–170 µg.l-1. V Milíčovském potoce v přítoku do Botiče těsně před vzdutím přehradní nádrže Hostivař byla zjištěna koncentrace chlorofylu-a až 100 µg.l-1 (obr. 23).

Hydrobiologické ukazatele

Chlorofyl-a

Vestecký a Kunratický potok

Na obr. 22 jsou graficky znázorněny změny obsahu chlorofylu-a během vegetační sezony (březen–říjen) ve vybraných profilech Vesteckého a Kunratického potoka. Oba toky mají z hlediska biomasy fytoplanktonu významný vliv na kvalitu vody v rybníce Šeberák. Ve sledovaném profilu Šeberák – přítok L (Vestecký potok) byly v srpnu a září 2018 zjištěny vysoké hodnoty koncentrace chlorofylu-a 262,7 µg.l-1 a 168,2 µg.l-1. Důsledkem přísunu vysokého množství živin a inokula řas dochází v rybníce Šeberák k  silnému rozvoji fytoplanktonu. V období květen až září se hodnoty chlorofylu-a v hladinové vrstvě rybníka Šeberák pohybovaly v rozmezí 142,4–278,5 µg.l-1 (obr. 22). Vysoká biomasa fytoplanktonu způsobila snížení průhlednosti vody až na 0,15 m. V rybníce došlo k vývoji mohutného vodního květu, který tvořila kokální sinice Microcystis aeruginosa doprovázená ojedinělými koloniemi druhu Microcystis wesenbergii.

Podobně také ve sledovaných profilech na Kunratickém potoce, který protéká několika rybníky, byly v průběhu vegetační sezony zjištěny nadměrné koncentrace chlorofylu-a (obr. 22). Dokladem je průběh změn koncentrace chlorofylu-a v profilu Šeberovský rybník – odtok. V letních měsících se koncentrace chlorofylu-a pohybovaly v rozmezí 108,4–183,3 µg.l-1, maximální hodnota koncentrace 311,5 µg.l-1 byla zjištěna na odtoku v závěru vegetační sezony.

Obr. 22. Sezonní změny koncentrace chlorofylu-a ve sledovaných profilech v povodí Šeberáku
Fig. 22. Seasonal changes of chlorophyll-a concentration in the studied profiles of the Šeberák catchment area
Obr. 23. Sezonní změny koncentrace chlorofylu-a ve sledovaných profilech v povodí přehradní nádrže Hostivař
Fig. 23. Seasonal changes of chlorophyll-a concentration in the studied profiles of the Hostivař reservoir catchment area

Hodnoty průhlednosti vody měřené v rybníce Šeberovský byly v rozmezí 0,10–0,25 m. V období červen–listopad se v rybníce vyskytoval vodní květ, který tvořila sinice Microcystis aeruginosa. Nadměrně vysoké koncentrace chlorofylu-a byly zjištěny i na odtoku z rybníka Kovářský. První polovina vegetační sezony, až do června, byla charakteristická přítomností nízké biomasy fytoplanktonu, následně došlo k jejímu enormnímu rozvoji. Koncentrace chlorofylu-a dosáhla v červenci hodnoty 413,5 µg.l-1 a v září maxima 646,2 µg.l-1. Rozvoj biomasy fytoplanktonu vedl v rybníce ke vzniku vegetačního zákalu a poklesu průhlednosti vody. Vegetační zákal byl tvořen v první polovině léta zejména zástupci ze skupiny zelených řas (Chlorophyceae). Hodnoty průhlednosti vody měřené v rybníce se v této době pohybovaly kolem 0,15 m. V závěru vegetační sezony byla na odtoku z nádrže zjištěna nejvyšší hodnota koncentrace chlorofylu-a (646,2 µg.l-1) ze všech sledovaných lokalit. Ve fytoplanktonu se v tomto případě vyskytovala pouze obrněnka Ceratium hirundinella, zástupce skupiny Dinophyceae.

Botič a Milíčovský potok

Změny obsahu chlorofylu-a během vegetační sezony jsou pro vybrané profily Botiče a Milíčovského potoka znázorněny na obr. 23. Množství fytoplanktonu v potoce Botič bylo sledováno ve dvou profilech: nad soutokem s Pitkovickým potokem (Botič nad) a na vtoku do přehradní nádrže Hostivař (Botič pod). V místě pod soutokem byly hodnoty chlorofylu-a v Botiči mírně nižší než v profilu nad soutokem s Pitkovickým potokem, který měl díky svému nízkému obsahu fytoplanktonu v průběhu vegetační sezony (maximální zjištěná hodnota chlorofylu-a 9,2 µg.l-1) ředící efekt pro vodu v Botiči. Přesto zejména v jarním období (březen–duben) byla biomasa fytoplanktonu v Botiči na vtoku do přehradní nádrže Hostivař poměrně vysoká (koncentrace chlorofylu-a cca 67 µg.l-1). Významné množství fytoplanktonu se do přehradní nádrže Hostivař dostává také Milíčovským potokem (obr. 23), který protéká soustavou rybníků v Milíčovském lese. Vodnost Milíčovského potoka je závislá na odtoku z rybníka Šáteček, ze kterého ve sledovaném období vzhledem k poklesu hladiny vody (důsledek nedostatku srážek a sucha)  v některých termínech odběru vzorků voda neodtékala. Nicméně v červnu a červenci byla ve sledovaném profilu Milíčovského potoka zjištěna koncentrace chlorofylu-a 97,4–99,2 µg.l-1. Přímo v rybníce Šáteček se v květnu až červenci hodnoty chlorofylu-a pohybovaly v rozmezí 99,2–170,3 µg. l-1. Odtok z rybníka Šáteček Milíčovským potokem je významným zdrojem inokula fytoplanktonu pro blízkou přehradní nádrž Hostivař.

Fytoplankton

Druhové složení fytoplanktonu sledovaných profilů bylo, s výjimkou potoků Botiče a Pitkovického, ovlivněno skladbou fytoplanktonu rybníků. V jarním období se vyskytovali především zástupci centrických rozsivek (Cyclostephanos invisitatus, Aulacoseira granulata, Melosira varians, Stephanodiscus spp.) a druhy rodů Cryptomonas (Cryptophyceae), Chrysococcus (Chrysophyceae) a Trachelomonas (Euglenophyta). V letním a podzimním období bylo složení společenstva fytoplanktonu velmi pestré s přítomností řady taxonů, zejména zelených řas (Chlorophyceae). Ze skupiny kokálních zelených řas se vyskytovaly druhy rodů Actinastrum, Ankyra, Coelastrum, Crucigenia, Desmodesmus, Dictyosphaerium, Monoraphidium, Oocystis, Pediastrum, Scenedesmus, Tetraedron. Bičíkovci byli zastoupeni druhy rodů Euglena, Chlamydomonas, Pandorina, Phacotus, Pteromonas. Vodní květ, tvořený kokální sinicí Microcystis aeruginosa, byl v průběhu sledování zaznamenán na odtoku z rybníků Šeberák a Šeberovský. Výskyt ojedinělých vloček vláknité sinice Aphanizomenon flos-aquae byl zjištěn ve fytoplanktonu rybníků Šeberák a Kovářský.

Zooplankton

Kvalitativní složení společenstva zooplanktonu bylo v roce 2018 orientačně sledováno v rybnících v povodí Kunratického potoka (Šeberovský, Brůdek, Kovářský) a Botiče (Homolka, Vrah, Šáteček) v červenci a říjnu. Oproti rybníkům a nádržím v povodí Motolského a Litovického potoka v západní části Prahy [1] bylo složení zooplanktonu v těchto rybnících velmi uniformní, indikuje vysokou rybí obsádku. Ve všech sledovaných rybnících v obou termínech odběrů v jeho složení dominovali zástupci skupin:

  • Rotifera: ve všech rybnících dominovali zástupci rodů Keratella (především K. quadrata, K. cochlearis), Brachionus (B. calyciflorus, B. urceolaris), Asplanchna priodonta.
  • Copepoda (především malé druhy): Microcyclops bicolor, Cyclops strenuus, Paracyclops sp., Thermocyclops sp.). Méně – v letním období – se v některých rybnících hojněji vyskytoval Eudiaptomus gracilis (Šeberovský, Kovářský). Ve všech lokalitách se trvale vyskytovala kopepoditová a naupliová stadia.
  • Cladocera: ve všech sledovaných rybnících trvale dominovala Bosmina longirostris; s mnohem nižší abundancí se vyskytovala Ceriodaphnia sp. Perloočka Daphnia galeata byla v nízkých počtech přítomna v rybnících Brůdek, Kovářský, Šáteček a Vrah.
Obr. 24. Vodní květ sinic – rybník Šeberák
Fig. 24. Cyanobacteria water bloom – Šeberák pond
Obr. 25. Vodní květ sinic – přehradní nádrž Hostivař
Fig. 25. Cyanobacteria water bloom – Hostivař reservoir

Závěr

Sledování přítoků do koupališť na jihovýchodě Prahy (rybník Šeberák, přehradní nádrž Hostivař) probíhalo v teplotně nadprůměrném a srážkově chudém roce 2018. Všechny přítoky (Vestecký a Kunratický potok, Botič) charakterizuje vysoký přísun živin (N, P), který svým projevem následně značně omezuje jejich rekreační využití. Podle údajů Hygienické stanice hl. m. Prahy [13] byla v sezonách 2017 a 2018 (především z důvodu nadměrného rozvoje sinic) voda obou koupališť charakterizována následovně:

  1. rybník Šeberák (23 údajů, z toho):
    • vhodná ke koupání: 0×,
    • zhoršené smyslově postižitelné vlastnosti vody: 0×,
    • zhoršená jakost vody; nevhodná ke koupání pro vnímavé jedince: 4×,
    • voda nevhodná pro koupání: 3×,
    • zákaz koupání: 16×.
  2. přehradní nádrž Hostivař (26 údajů, z toho):
    • vhodná ke koupání: 1×,
    • zhoršené smyslově postižitelné vlastnosti vody: 2×,
    • zhoršená jakost vody; nevhodná ke koupání pro vnímavé jedince: 15×,
    • voda nevhodná pro koupání: 7×,
    • zákaz koupání: 1× (obr. 2425).

Je zřejmé, že hlavním důvodem této situace je vysoký přísun živin z přítoků s negativními důsledky pro obě nádrže. Bez opatření v jejich povodí lze jen stěží očekávat zlepšení podmínek pro rekreační využití obou lokalit.

Poděkování

Příspěvek vznikl za podpory projektu CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_040/0000382: Rekreační potenciál vody v Praze – stav a výhledy; řešeného v rámci operačního programu Praha – pól růstu II.

Posted by & filed under Odpadové hospodářství, Aktuální číslo, zzz - DVA CLANKY.

Souhrn

Bioodpad neboli odpad podléhající anaerobnímu nebo aerobnímu rozkladu se díky způsobu využívání zelených ploch zejména ve velkých městech s velkou hustotou osídlení stal problematickou složkou komunálního odpadu. Na bioodpad lze pohlížet jako na zdroj nebezpečného methanu uvolňovaného při skládkování, ale díky principům oběhového hospodářství se navracíme k jeho podstatě – zdroji živin a organické hmoty pro zemědělskou půdu a městskou zeleň. Úspěšnost sběru bioodpadu, zpracování a návratu do životního prostředí se mezi jednotlivými hlavními městy členských států Evropské unie liší. Článek popisuje, jak efektivně se s danou problematikou vypořádává Praha ve srovnání s ostatními vybranými hlavními městy států Evropské unie.

Úvod

Bioodpad řadíme mezi biologicky rozložitelný odpad (BRO), který definuje směrnice Evropského parlamentu a Rady 1999/31/ES o skládkách odpadů jako odpad podléhající anaerobnímu nebo aerobnímu rozkladu, jako jsou potravinářské a zahradní odpady a rovněž papír a lepenka. Historicky byl BRO považován spíše za materiál, který byl spotřebován v místě svého vzniku. Postupem času, kdy hospodářské využití zelených ploch a zahrad jako zdroj píce pro chovaná hospodářská zvířata a pěstování ovoce a zeleniny ustoupilo obytnému a volnočasovému využití, se na BRO začalo nahlížet jako na nepotřebný odpad, jehož způsob nakládání bylo potřeba upravit právními předpisy.

Evropská unie (EU) v současnosti upravuje nakládání s BRO dvěma hlavními předpisy: směrnicí Rady 1999/31/ES o skládkách odpadu a Rámcovou směrnicí Evropského parlamentu a Rady č. 98/2008/ES o odpadech. Problematiku BRO živočišného původu upravují nařízení Evropského parlamentu a Rady č. 1069/2009 Sb., o hygienických pravidlech pro vedlejší produkty živočišného původu a získané produkty, které nejsou určeny k lidské spotřebě (nařízení o vedlejších produktech živočišného původu) a nařízení Evropského parlamentu a Rady č. 853/2004 Sb., kterým se stanoví zvláštní hygienická pravidla pro potraviny živočišného původu.

Směrnice Rady 1999/31/ES o skládkách odpadů ze dne 26. dubna 1999 má za cíl předcházet nebo maximálně omezit negativní dopady skládek na povrchové vody, podzemní vody, půdu, ovzduší a lidské zdraví. Směrnice také požaduje omezení skládkování biologicky rozložitelných komunálních odpadů v letech 2006, 2009 a 2016 na úroveň 75 %, 50 % a 35 % produkce roku 1995. Státy jako Česká republika, Slovensko a Polsko, které v roce 1995 ukládaly na skládky více než 80 % tuhých komunálních odpadů, požádaly o výjimku a povinnost splnění daných cílů jim byla posunuta o 4 roky.

Produkce komunálního odpadu (obr. 1) je ovlivněna životní úrovní obyvatelstva, zavedeným systémem odpadového hospodářství země a v neposlední řadě osvětou a ekologickým smýšlením obyvatel. Je nutné si také uvědomit, že v zemích EU bioodpad tvoří největší složku komunálního odpadu (KO). Ve směsném komunálním odpadu (SKO) se vyskytuje i více než z 50 % a z toho 30 % představují zbytky potravin, slupky od ovoce a zeleniny, z 12 % biologický odpad ze zahrad a 10 % je tvořeno papírem a kartonem [1].

Mezi BRO spadají i odpady ze zemědělského, lesnického a potravinářského průmyslu, ale v tomto článku se budeme zabývat pouze biologicky rozložitelnými odpady spadajícími pod komunální odpad často zkráceně nazývanými komunální bioodpad. Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 98/2008/ES o odpadech uvádí, že bioodpad je tvořen biologicky rozložitelným odpadem ze zahrad a parků, potravinářskými a kuchyňskými odpady z domácností, restaurací, stravovacích a maloobchodních zařízení a srovnatelným odpadem ze zařízení potravinářského průmyslu.

Přestože celkové procento skládkovaného odpadu v zemích EU klesá (obr. 2), mezi jednotlivými státy EU jsou velké rozdíly ve způsobech nakládání s KO, které souvisí se zavedeným odpadovým hospodářstvím. Rakousko, Nizozemsko, Dánsko, Německo, Švédsko a Belgie patří mezi lídry cirkulární ekonomiky. Mají komplexní systémy sběru odpadu, na skládky ukládají méně než 5 % svého odpadu, mají dobře vyvinuté recyklační systémy, dostatečnou kapacitu technologií pro zpracování vytříděných složek KO a dobře nakládají i s biologicky rozložitelným odpadem.

Obr. 1. Produkce komunálního odpadu na jednotlivce ve státech EU v roce 2017 [2] (pozn.: Irsko nedostupná data)
Fig. 1. Generation of municipal solid waste per capita in EU countries in 2017 [2]
(note: Ireland unavailable data)

Na opačném konci pomyslného žebříčku se nacházejí státy jižní a východní Evropy, mezi které patří Řecko následované Bulharskem, Maltou, Litvou, Rumunskem a Kyprem. Hlavními nedostatky jsou špatné nebo neexistující systémy předcházení vzniku odpadů, nedostatek pobídek k přesměrování odpadu ze skládek a nedostatečná infrastruktura nakládání s odpady. Velké množství členských států svůj SKO převážně skládkuje, navzdory lepším alternativám a dostupnosti evropských strukturálních fondů pro pořízení technologií splňujících hierarchii nakládání s odpady a principy oběhového hospodářství. Některé státy jako problém pro zavedení ekologičtějších alternativ označily ekonomickou nekonkurenceschopnost nových technologií vůči skládkování [3].

Způsoby sběru a nakládání s bioodpadem

Sběr bioodpadu lze provádět dvěma postupy. První, finančně i časově náročnější pro zavedení, je oddělený sběr. Nicméně jde o sběr s čistším výsledným materiálem a se sníženým rizikem kontaminace nebezpečnými látkami. Oddělený sběr lze provádět buď pomocí sběrných nádob, nebo pytlů na úrovni domácností, restaurací, jídelen apod., svozovým systémem „door to door“ (tzn. od domu k domu), dále pomocí kontejnerů ve sběrných hnízdech tříděného odpadu, velkoobjemovými kontejnery pravidelně přistavovanými do ulic anebo donáškou do sběrných dvorů.

Vytříděný bioodpad, jehož úroveň čistoty souvisí s mírou osvěty a spolupráce jednotlivých obyvatel, lze kompostovat anebo zpracovat anaerobní digescí (AD) v bioplynových stanicích. Kompostování podle rozsahu rozdělujeme na domácí, vermikompostování, komunitní kompostování, na kompostování v malých zařízeních (do 10 tun na jednu zakládku) a v centrálních kompostárnách. Anaerobní digesce probíhá centrálně v uzavřených technologiích, které podle vlhkosti vstupního materiálu rozdělujeme na mokrou (max. 12 % sušiny) a suchou (min. 20 % sušiny).

Při druhém postupu je bioodpad součástí SKO a k jeho zpracování lze použít technologii mechanicko-biologické úpravy, jejímž cílem je zmenšit objem SKO a stabilizovat ho tak, aby po uložení na skládku nedocházelo k výluhu nebezpečných látek, nevznikal methan, případně požáry. Pro zabránění takovýchto rizik lze SKO s příměsí BRO energeticky využít v závodech energetického využití odpadů (ZEVO) nebo spálit. Tímto způsobem však znehodnotíme materiálovou složku BRO. V České republice vyhláška č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu limituje podíl biologické složky SKO pro rok 2020 na 35 %.

Bioodpad v hlavních městech členských států EU

Ve velkých městech, kde je vysoká hustota obyvatel, restaurací, jídelen, hotelů a podobných zdrojů bioodpadů, je nakládání s bioodpadem složitější, ale lze říci, že míra úspěšnosti plnění principů oběhového hospodářství hlavních měst je shodná s úspěšností států.

Hlavní města států EU podle zavedených systémů nakládání s bioodpadem lze rozdělit do tří skupin. Do první patří ty, které dodržují hierarchii nakládání s odpady a principy oběhového hospodářství ještě před zavedením recyklačních a skládkových limitů výše uvedenými směrnicemi. Bioodpad zpracovávají kompostováním, anaerobní digescí nebo kombinací obou. Digestát se po ukončení procesu vyhnívání většinou stává součástí kompostové zakládky a fugát je využit jako tekuté hnojivo pro zemědělské pozemky. Kompost je prodáván zemědělcům nebo je využíván v městské zeleni, eventuálně je zdarma rozdáván obyvatelům města. Neustálou osvětou jsou obyvatelé motivováni k preventivním opatřením zabraňujícím vznik odpadu a ke kompostování na vlastních pozemcích či v rámci komunit. Svozem separovaného bioodpadu jedenkrát týdně „door to door“ je obslouženo 100 % obyvatelstva. Řadíme sem Brusel, který vyvíjí velké úsilí pro osvětu a motivaci rezidentů k vlastnímu kompostování. Berlín preferuje anaerobní digesci, z důvodu uzavřené bezzápachové technologie. Vzniklý bioplyn je využíván pro pohon svozových aut a za rok ušetří až 2,5 milionů litrů nafty. Amsterodam splňuje limity spálením veškerého zbytkového KO bez separace bioodpadu, která je zavedena pouze v jedné městské čtvrti. Kodaň v současnosti skládkuje méně než 2 % vyprodukovaného odpadu, přestože většinu energeticky využije. Odpad, který lze spálit je zakázáno skládkovat. Cena za skládkování je desetkrát větší než za spalování. Od roku 2017 má Kodaň nejvýkonnější spalovnu v Evropě a soustřeďuje se také na maximální recyklaci. Jako přístavní město zavádí program pro separaci bioodpadu z lodí, vede osvětové kampaně pro prevenci vzniku bioodpadů zejména „gastro“. Lucemburk na rozdíl od ostatních, kteří využívají systémy třídění „door to door“ doplněné o možnost využití sběrných dvorů, preferuje donášku do kontejnerových hnízd. Vídeň třídí bioodpad od rezidentů i od právnických osob od roku 1991 a má 100% obslužnost. Přestože provozuje ZEVO, snaží se o maximální materiálové využití bioodpadu a o návrat cenných živin zpět do půdy [4–11].

Do druhé skupiny řadíme města, která zavedla třídění až na základě požadavků právních předpisů EU. Například Londýn plní limity pomocí energetického využívání, které, na rozdíl od první skupiny hlavních měst, v poslední době stoupá. Sběr tříděného odpadu řeší pomocí pytlového nebo nádobového sběru „door to door“, nicméně není plošně zaveden pro celé město. Stejně tak i v Lisabonu je již od roku 2005 bioodpad separován pouze od třetiny obyvatel, není možnost odevzdat bioodpad ve sběrném dvoře a přednostně jsou za úplatu obslouženi podnikatelé. Řím má odpadové hospodářství dobře nastavené, ale velký vliv na jeho fungování mají politické změny jak ve státě, tak v městském zastupitelstvu. Pro splnění limitů odklonu odpadů od skládkování využívá kapacit rakouských ZEVO, kam v roce 2017 vlaky z Říma týdně vozily až 700 tun SKO. Helsinky se řadí mezi nejlepší „třídiče” odpadů, a to díky masivnímu informačnímu systému (informace jsou podávány ve finštině, angličtině, ruštině, kurdštině, somálštině a arabštině), 75 % obslužnosti obyvatel je realizováno systémem „door to door“ a také díky poplatkům motivujícím k třídění. Separovaný bioodpad rozdrtí a rozdělí na dvě frakce. Jemná frakce (6–8 mm), která představuje 70 % nashromážděného bioodpadu je zplyněna a hrubší frakce je kompostována. Paříž nemá plošný sběr vytříděného bioodpadu, nicméně disponuje 187 veřejně dostupnými kompostovacími místy. V současnosti Paříž zavádí několik projektů pro separaci jak „gastro“ (tzn. biologicky rozložitelný odpad z kuchyní a stravoven), tak zahradního bioodpadu, který by měl být upraven pomocí anaerobní digesce a navrácen v podobě hnojiva do půd. Sběr „door to door“ by měl probíhat i pomocí biorozložitelných sáčků firmy Novamon. Nadále má být podporováno individuální kompostování rezidenty.

Obr. 2. Vývoj způsobů nakládání s komunálním odpadem v zemích EU [2] (pozn.: rok 2017 spalování – nedostupná data)
Fig. 2. Development of municipal waste management in EU countries [2] (note: year 2017 incineration – unavailable data)

Stockholm přes 50 % vyprodukovaného odpadu energeticky využívá. Skládkuje pouze 1 % odpadu. Bioodpad separuje systémem „door to door“ pouze od 12 % rezidentů. Nově stavěné bytové domy jsou opatřeny drtiči kuchyňského odpadu, který je shromažďován u paty domu, odkud je odvážen do bioplynové stanice. Kromě získání organické hmoty vidí Stockholm přínos ve snížení počtu svozů SKO [12–28].

Ve třetí skupině jsou města Talin, Budapešť, Bukurešť, Sofie, Athény, Dublin, Valletta, Záhřeb, Varšava, Vilnius, Bratislava, která, stejně jako celé jejich státy, mají se splněním limitů stanovených předpisy EU velké problémy. Jako příklad za všechny lze uvést Madrid, který celkově recykluje pouze 19,6 % KO a odděleně sbírá pouze plast, kov a nápojový karton systémem „door to door“. Separaci bioodpadu a konečné zpracování kompostováním a anaerobní digescí plánuje zavést od roku 2019 [29–39].

Bioodpad v Praze

Kraj hl. m. Praha za rok 2017 celkem vyprodukoval 430 300 tun komunálního odpadu, z toho přibližně 83 % využil, a to 27 % materiálově a 56 % energeticky. V roce 2017 bylo na skládku uloženo 12,7 % komunálního odpadu [40].

Zájemci o svoz bioodpadu si mohou od Pražských služeb pronajmout kompostejnery, které jsou za úplatu sváženy v sezoně (od 1. 4. do 30. 11.) jednou za dva týdny [41]. Svoz bioodpadu používá již přes 13 tisíc pražských domácností [42]. Zahradnictví a domácnosti, kde je bioodpad produkován po celý rok, si mohou nasmlouvat celoroční svoz s frekvencí 1x za 14 dní. Mnoha osvětovými akcemi je podporováno domácí kompostování. Praha v rámci projektu „Podpora domácího kompostování na území hl. m. Prahy“ poskytuje zdarma zájemcům – fyzickým osobám – zapůjčení kompostérů. Ve všech pražských částech jsou do ulic v pravidelných intervalech přistavovány velkoobjemové kontejnery na posečenou trávu, listí, ořezané větve. Po celý rok mohou rezidenti zdarma odvážet svůj bioodpad do 27 sběrných dvorů. V sídlištích Prahy 13 a 15 byl zaveden pilotní projekt svozu tříděného bioodpadu. Bioodpad je kontrolován a zpracováván v kompostárnách a převážně „gastro“ odpad je odvážen do bioplynové stanice Přibyšice.

V rámci prací na projektu CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_040/0000379 Odpady a předcházení jejich vzniku – praktické postupy a činnosti při realizaci závazků Krajského Plánu odpadového hospodářství hlavního města Prahy byla mimo jiné monitorována efektivita sběru a čistota separovaného bioodpadu na sídlištích Prahy 15 a současně bylo analyzováno složení SKO z této lokality.

Monitoring na sídlišti probíhal v měsíčních intervalech. Byla sledována využitelnost kompostejnerů, čistota separovaného bioodpadu a složení SKO ze stejné oblasti bylo z kapacitních důvodů zjišťováno jednou za dva měsíce. Nicméně byla pokryta všechna roční období.

Síť kompostejnerů je na sídlišti velmi hustá. Nacházejí se buď v blízkosti kontejnerů pro SKO, nebo v blízkosti kontejnerových hnízd pro separovaný odpad. Donášková vzdálenost je menší než doporučovaných 100 metrů.

Rozbor SKO probíhal v areálu ZEVO Malešice Pražské služby, a. s., pomocí sít. Byly mimo jiné separovány dvě složky bioodpadu – zahradní odpad a „gastro“ odpad, resp. ty složky, které nelze konzumovat, ale jsou vhodné pro kompostování.

Kontejnery nikdy nebyly plné a lze říci, že četnost vyvážení je optimálně nastavená. Jako problematické se jeví ponechávání bioodpadů v plastových sáčcích nebo zeleniny a ovoce v původním plastovém obalu, v kterém jsou prodávány. Často se v kompostejnerech nacházel SKO. Další komplikací je znečištění kontejnerů po vyprázdnění, kdy zejména v teplých ročních obdobích je doprovázeno znatelným výskytem hmyzu.

Obsah bioodpadu v SKO byl oproti analyzovanému SKO z Prahy 1 a z Újezdu nad Lesy až o 5 % nižší. V případě Újezdu nad Lesy zvýšené množství bioodpadu představuje zahradní odpad jako listí, posekaná tráva, pařezy, větve a to i přes to že i zde je propagováno domácí kompostování a možnost pronájmu kompostejneru. V Praze 1 je zvýšené množství „gastro“ odpadu v bioodpadu způsobeno velkým množstvím restaurací, prodejen rychlého občerstvení a ubytovacích zařízení pro turisty. Z rozboru SKO ze sídlišť Prahy 15 je vidět, že obyvatelé mají povědomí o důležitosti třídění bioodpadu, ale stále jsou zde rezervy jak sběr zlepšit. Je častým jevem, že bioodpad je vytříděn zvlášť v sáčku, nicméně zůstane v SKO. Domníváme se, že je to způsobeno specifičností tohoto druhu odpadu, který rychle podléhá rozkladu. Vznikající zápach a výskyt hmyzu spojený s neochotou minimálně denního vynášení zabraňuje lepšímu třídění. Možným řešením by mohly být nezaměnitelné biologicky rozložitelné sáčky jako v Paříži, které by mohly být dostupné v supermarketech, domácích potřebách nebo obecním úřadě tak jako v Bruselu.

Obr. 3. Zahradní (vlevo) a gastro (vpravo) bioodpad
Fig. 3. Gardening (left) and food (right) biowaste
Obr. 4. Bioodpad s příměsí SKO (vlevo) a čistý bioodpad (vpravo)
Fig. 4. Biowaste with MSW (left) and clean biowaste (right)

Závěr

Zásadní otázkou pro udržitelnost měst je nakládání s odpady. V cirkulární ekonomice se obvykle jedná o tři etapy: snížení produkce, zlepšení sběru a opětovné získání materiálu a/nebo energie. Tyto tři etapy musí probíhat současně. Rozdílnost mezi jednotlivými městy/státy je způsobena dostupností finančních prostředků, politickou a společenskou vůlí, technickými dovednostmi, vhodným plánováním, vymahatelnými právními předpisy a řadou dalších sociálních, demografických, kulturních a administrativních faktorů. Ochrana životního prostředí se stává stále důležitější globální prioritou a politické, obchodní a zdravotní výhody efektivního nakládání s odpady jsou jasné. Tyto skutečnosti by měly dát zemím stimuly, které potřebují k efektivnímu nakládání s jejich odpady.

Po prvním roce řešení projektu vyplývá, že kraj Hl. m. Praha má zavedeno velmi dobré odpadové hospodářství. Spolu s Pražskými službami, a. s., se snaží o nastavení co nejefektivnější sítě sběrných nádob jak pro separované složky komunálního odpadu, tak i směsného komunálního odpadu, kterou lze srovnávat s hlavními městy západní Evropy. Dostupnost a šíření informací o způsobech nakládání s odpady pro obyvatelstvo, osvětové akce v předškolních a školních zařízení jsou na velmi dobré úrovni. Jak lze vidět u států, které jsou na špici v zavádění oběhového hospodářství, je to nekončící proces. Praha má v této oblasti stále rezervy, ale snaží se celý proces nakládání s bioodpady trvale zlepšovat. Jak efektivní zavedená opatření jsou, budeme moci říct na konci projektu v polovině roku 2020.

Poděkování

Příspěvek vznikl za podpory projektu CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_040/0000379 Odpady a předcházení jejich vzniku – praktické postupy a činnosti při realizaci závazků Krajského Plánu odpadového hospodářství hlavního města Prahy.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství, Aktuální číslo.

Dánsko a Česko jsou z hlediska zeměpisných a vodních zdrojů zcela odlišné. Myslíte si, že existuje prostor pro spolupráci mezi našimi odborníky na vodu? Existuje nějaká oblast, kde by se Dáni mohli učit od nás?

My, Dánové, jsme velmi hrdí na dánská udržitelná vodohospodářská řešení, která snižují spotřebu vody a jsou šetrná k životnímu prostředí. I když věříme, že máme nejlepší technologii, co se týče průměrné spotřeby vody v domácnostech, jsou Češi o něco lepší. Měli bychom se od českých domácností naučit, jak ještě více šetřit vodou. Průměrná domácí spotřeba v Česku je 86,2 litrů na osobu a den a v Dánsku 104 litrů na osobu a den. Dánské společnosti sídlící v České republice nám navíc často říkají, že obě naše země mají srovnatelné výsledky ve ztrátách vody ve vodovodní síti, ale trend poklesu ztrát vody v Česku je rychlejší. Totéž platí pro hydroinformatiku. Dánsko je o něco napřed, ale Česko je v zavádění hydroinformatiky dynamičtější.

Většina dánské sladké vody pochází z podzemních zdrojů, které jsou v některých oblastech nadměrně využívány, zejména na Sjællandu. Jak řeší tento problém vláda?

Ano, Sjælland jako region s nejvyšší hustotou obyvatelstva čelí problémům s podzemními vodami. Vláda věnovala velkou pozornost ochraně zdrojů podzemních vod v celém Dánsku. Už v roce 1988 byl schválen nový zákon, který stanovil povinnost, že je třeba získat a pravidelně obnovovat povolení pro odběr podzemních vod a jednou ročně nahlásit odběr vody státním orgánům. Vláda také prováděla kampaně na úsporu vody a zavedla daň z vody. Během posledních dvaceti let se tak snížil odběr podzemních vod o více než třetinu.

Navíc v roce 1997 vláda, respektive dánské okresy vymezily oblasti se zvláštními zájmy pitné vody. Ty tvoří 35 % země. Zbývající plochy byly označeny za cenné odběrové plochy a oblasti s omezeným zájmem o odběr vody. O rok později začalo Dánsko provádět hydrogeologické mapování zdrojů podzemních vod, zejména v oblastech se zvláštními zájmy pitné vody. Vypadá to tak, že vrtulník skenuje podzemní vody do hloubky 300 metrů. Za toto mapování platí spotřebitelé příplatek 0,07 EUR za m3. Čtyřčlenná rodina tak zaplatí za mapování zhruba 12 € ročně.

I přes výrazné zlepšení od roku 1988 zůstává kvalita vody v Dánsku problémem, zejména v důsledku znečištění z intenzivního zemědělství – hnojiv a pesticidů. Bylo pro zemědělce obtížné přizpůsobit zemědělskou praxi a pomohla jim vláda?

Ano, snižováním používání pesticidů se dánská vláda také zabývá a má to přímý dopad na zemědělce. V roce 1994 schválila vláda desatero o pesticidech. V něm stojí, že pesticidy škodlivé pro zdraví a nebezpečné pro životní prostředí musí být odstraněny z trhu, aby je zemědělci nemohli koupit. Pak jsme zavedli daň z pesticidů. Funguje tak, že přípravky, které jsou více škodlivé pro zdraví a životní prostředí, podléhají vyšším daním, zatímco méně škodlivé přípravky podléhají relativně nižším daním. Vláda se rovněž rozhodla podpořit ekologické zemědělství a vést dialog se zemědělci. Mimochodem, Dánsko má nejvyšší podíl na trhu ekologických produktů na světě, přičemž v roce 2018 tvořily biopotraviny zhruba 12 % celkového maloobchodního trhu s potravinami. Jeden ze tří litrů mléka zakoupeného dánskými spotřebiteli je bio a biovejce představují čtvrtinu celkové produkce vajec. Zemědělci se tedy začali více zabývat ekologickým zemědělstvím.

Přizpůsobení se novým podmínkám vždy vyžaduje čas a výjimkou není ani případ omezení používání pesticidů v zemědělství. V roce 2012 u nás propukla rozsáhlá kauza týkající se pašování pesticidů, která zahrnovala desítky farmářů po celé zemi. Pašovali z Německa pesticidy, které byly v Dánsku zakázány.

Významné místo v oběhové ekonomice mají zejména odpadní vody. Jak postupuje Dánsko v této oblasti? Dánové jsou také vnímáni jako otevření lidé. Jak by podle Vašeho názoru obyvatelstvo reagovalo na opatření opětovného použití vody (vody z toalety do kohoutku)?

Nezaznamenal jsem v Dánsku debatu o opětovném použití vody z toalety do kohoutku. Myslím, že je to proto, že Dánové mají dostatek kvalitních přírodních podzemních vod. Většina vody dokonce není chlorována (s výjimkou Kodaně s dlouhými přenosovými sítěmi) a kvalita vody z vodovodu je často lepší než voda z láhve. Pokud Dány nestihne extrémní sucho, myslím, že budou stále pít podzemní vodu.

Cena za metr krychlové vody v Dánsku je téměř 500 Kč, což je zhruba pětkrát vyšší než v Česku a řadí se mezi nejdražší na světě. Platí Dánové spravedlivou cenu?

Doufám, že ano. Neslyšel jsem, že by si lidé stěžovali na ceny vody. Ano, platíme hodně, ale věříme, že platíme za kvalitní služby. Čištění vody je relativně složité. Kvalita a dostupnost podzemních vod není zadarmo. Jak jsem již zmínil, už jen hydrogeologické mapování stojí čtyřčlennou rodinu ročně 12 eur. Mimochodem, skutečnost, že je voda drahá, také motivuje naši společnost nabízet lepší technologická řešení šetřící vodu. Drahá voda nás může připravit na časy, kdy čelíme suchu.

My Češi jsme hrdí na kvalitu své vody z vodovodu. Pijete vodu z vodovodu nebo ji servírujete hostům na velvyslanectví v Praze? Jsme také pyšní na naše pivo. Je české pivo k dispozici také na vašich recepcích nebo zůstáváte věrní svým národním pivovarům?

Stejně jako v Dánsku pijeme vodu z vodovodu, pijeme ji také na velvyslanectví. Našim hostům podáváme vodu z vodovodu. No, a když pořádáme rauty a recepce, nabízíme různé nápoje z různých zemí. Doufám, že Vás nezklamu, když řeknu, že je víno častější volbou. Když jsme ale pořádali konferenci o technologiích ve vodním hospodářství v Plzni, mohli si účastníci dopřát i české tankové pivo. Jsme rádi, že můžeme našim hostům nabídnout české či dánské pivo, zkrátka cokoliv, co mají rádi.

 

Posted by & filed under Odpadové hospodářství, Ze světa vodního hospodářství, Aktuální číslo.

Souhrn

Biouhel (biochare) má mnohostranné využití v oboru technologie vody, a to nejen jako součást technologického řešení čištění a úpravy vod, ale i jako materiál vyráběný z odpadních produktů této technologie. V článku se zamýšlíme nad perspektivou této aplikace a nad možností a potřebou jejího výzkumu.

Úvod

V článku se pokoušíme shrnout poznatky o „biouhlu“ (biochare) z hlediska jeho využití v technologii čištění odpadních vod. Protože jde ve velké většině o nadšené informace výrobců tohoto materiálu, nebo o dílčí výzkum formou diplomových a doktorandských prací, u kterých je také důležitý pozitivní výsledek, je třeba být trochu skeptický.

Dosud získané poznatky jsou nicméně velmi pozitivní. Protože článek není výsledkem vlastního výzkumu, není jeho součástí metodika ale pouze souhrn informací s kritickým rozborem, co je třeba ověřit a kde jsou případná slabá místa použití tohoto materiálu.

Metodika

Jak je uvedeno v úvodu, metodický postup byl pouze ve zpracování rešerše z publikovaných informací o biouhlu, jejíž přehled je uveden v literatuře článku.

Výsledky a diskuse

Biochare (česky tedy biouhel) je zuhelněná biomasa, která vznikla termickou přeměnou (nízkoteplotní pyrolýza, karbonizace), nikoli spalováním z organických hmot. V podstatě jde o obdobu dřevného nebo aktivního uhlí, ale vyrobeného ze zbytkové a odpadní biomasy. Základní složkou je chemicky stabilní uhlík, který nepodléhá dalšímu rozkladu ani oxidaci. Tento materiál má použití ovšem všestrannější než obyčejné aktivní uhlí. Důležité, z hlediska technologie vody a obecně ochrany životního prostředí, je především to, že zdrojem jeho výroby může a musí být odpadní biomasa, jejíž využití se tím stává mnohem lépe dostupné a potřebné.

V našem případě jde o to najít a ověřit možnosti využití biocharu v oblasti technologie vody a odpadů, a to nejen jako zdroje (technologie přeměny bioodpadů na biochar), ale i jako součást technologie úpravy vody, čištění a stabilizace odpadních vod a kalů a likvidace odpadů.

Z předností možností využití biouhlu se nabízí v prvé řadě jeho vlastnost základní – dobrá koexistence s přírodním prostředím. Ukládáním tohoto materiálu do půdy se zásadně zlepšuje její kvalita [1–3]. Uhlík v něm obsažený váže živiny a další důležité látky (dusík, fosfor, draslík), které se následkem toho z půdy nevyplavují. Má velkou retenční schopnost, takže zadržuje v půdě i vodu. Ukládání biocharu do půdy má ale i další globální přínos: dochází k odebírání CO2 z atmosféry. Samozřejmě tato tvrzení nejsou tak úplně pravdivá, existují ale zdroje, které je potvrzují [4–11]. V minulosti se samozřejmě využívalo zuhelňené biomasy popela k hnojení půdy. Klasické je „ždáření“ lesa používané i nyní v tropických lesích Jižní Ameriky, Afriky a Asie, což ovšem není zrovna doporučovaný způsob polního hospodářství. V minulosti jako zahájení kultivace polí bylo „žďáření“ i v českých zemích běžným postupem.

Možné použití biouhlu v technologii vody

Pokud jde o využití v oblasti čištění odpadních vod, je důležitá možnost výroby biouhlu z kalů vzniklých při této činnosti. Pokud by bylo možné používat je po této úpravě s výhodou v zemědělství, odpadly by stávající problémy s likvidací kalu a navíc by se stala jeho produkce na ČOV opět přitažlivá pro sektor zemědělství, jak tomu bylo v minulosti před zpřísněním předpisů o ochraně zemědělské půdy. S tím souvisí i možnost (při bezprostředním zpracování přebytečného kalu z ČOV na biochar) využití naakumulovaného fosforu v kalu (v případě použití technologie biologické eliminace fosforu na ČOV) v zemědělství, což nyní není možné bez chemického srážení fosforu (a tedy tvorby pro rostliny hůře dostupných sloučenin fosforu) [1–3, 11].

Další možností využití biocharu je dekontaminace při sanaci tzv. starých zátěží. Půdní přídavek pro sanaci půd (s využitím především na bývalých dolech, skládkách a v bývalých vojenských prostorech) je samozřejmě vhodný. Opět jde o lepší (a přírodě bližší) možnost likvidace kalů z ČOV, než je spalování a skládkování či kompostování popela.

Ve velkém je možné využít biouhel (opět i vyrobený z čistírenských kalů) [11, 12] k budování ochranných bariér, zabraňujících vyplavování pesticidů do povrchových vod, kdy okraje polí (kontaminovaných použitím pesticidů) a nebo vodních toků a nádrží v jejich sousedství mohou být vybaveny 30–50 cm hlubokou bariérou, vytvořenou z biouhlu pro odfiltrování pesticidů.

Voda v přírodních nádržích může být díky tomu, že biouhel dobře adsorbuje pesticidy a hnojiva a také zlepšuje okysličování vody, ošetřena dávkováním biouhlu (opět z kalů v ČOV) s výsledkem sorpce znečišťujících látek nevratně do sedimentů na dně rybníků a nádrží. To se samozřejmě týká i přírodních nádrží určených ke koupání.

Přímo na ČOV je možné biouhel používat jednak jako substrát a katalyzátor procesu výroby bioplynu přidáváním jako příměs biomasy ve fermentaci (vyhnívání), samozřejmě nejen na ČOV, ale i na bioplynových stanicích. Podle výsledků specializovaných výzkumů [12, 13] to zvyšuje účinnost procesu výroby bioplynu a také stabilitu vzniklých kalů.

Podle výsledků se přidáváním biouhlu do fermentované heterogenní biomasy zvyšují výnosy metanu, přičemž se zároveň snižuje množství CO2 a amoniaku v získaném bioplynu. Mimo to přídavkem biocharu do fugátu při procesu výroby bioplynu dochází k lepší fixaci nutrientů na vzniklý kal, a tím se snižuje tvorba emisí.

Využití biouhlu ve vlastní technologické lince čištění a hlavně dočišťování odpadních vod je nasnadě. Poměrně dobře ověřený postup využití přídatných filtrů s náplní z aktivního uhlí je možné a vzhledem k výhodám dostupnosti materiálu i vhodné aplikovat s koncovkou, kdy náplní filtrů bude biochare. Efekt tohoto postupu dočišťování odpadních vod se dá považovat za ověřený a jde i o stabilní a funkční technologii. Z výsledků pokusů [14, 15] srovnávajících filtraci na biouhelných filtrech s filtrací přes aktivní uhlí vyplynulo, že efekt je srovnatelný, zatímco na filtrech s biouhlem se lépe eliminoval fosfor, na aktivním uhlí dusík, nicméně efekt byl i u druhého nutrientu vysoký.

Využití biouhlu je také možné v náplni tzv. kompostovacích toalet. Tedy řešení přechodného znečištění vody na stavbách, akcích armády, turistických, kulturních a sportovních pořádaných v přírodě a také do autobusů a karavanů.

Vedle čištění odpadních vod se nabízí i použití těchto filtrů jako součásti úpravy vod povrchových a nebo mikropolutanty a jiným (běžnými technologickými postupy úpravy vod) těžko odstranitelným znečištěním na vodu užitkovou nebo pitnou.

Ve velké míře by se mohl tento postup uplatnit především v rozvojových zemích, u nás a v jiných zemích s rozvinutou technologií by tento technologický postup našel uplatnění především u malých lokálních zdrojů a nebo v případě sanací u vod z kontaminovaných studní.

Možné nevýhody použití biouhlu

Je třeba ovšem zdůraznit, že všechny možnosti použití biouhlu v technologii čištění odpadních vod a samozřejmě i zpracování kalů z ČOV na biochar a jeho použití v zemědělství či při sanacích je podmíněno. Existují dvě možné překážky masového využití biouhlu.

V prvé řadě jde o legislativní předpisy upravující podmínky aplikace kalů z ČOV na zemědělskou půdu (což se samozřejmě může, při určitém způsobu výkladu, týkat i sanačních prací, nebo i budování bariér k ochraně vody a půdy). Nová vyhláška o podmínkách využití upravených kalů na zemědělské půdě stanovuje jednoznačné předpisy pro provozovatele zařízení na úpravu kalu [16, 17]. Jsou v ní určeny přísnější limitní hodnoty pro ukazatele znečištění v kalech, pokud jde o indikátory mikrobiologického znečištění ovšem při úpravě pomocí řízeného spalování snadno dosažitelné. Nicméně hlavně je v ní zavedena jednoznačná povinnost zpracovatele porovnat kontaminaci upravovaného materiálu před a po úpravě formou rozboru kontrolních vzorků. To může vést ke zdražení i nyní poměrně finančně náročného postupu řízené tepelné úpravy.

Dalším faktorem je, oproti ostatním postupům úpravy kalů, právě finanční náročnost řízeného spalování na biouhel. Pokud má být zachováno složení výsledné hmoty, což je nezbytné pro aplikace typu sanací a výroby náplně do filtrů, je třeba kontrolovat stav kalu používaného k výrobě biouhlu a v případě kontaminace jej zředit jinými šaržemi tohoto materiálu, nebo kontaminovaný materiál z procesu vyřadit. To nutně zdražuje výrobu biouhlu z kalů z ČOV proti jeho výrobě z jiných biologických materiálů s víceméně konstantním složením.

Obě tyto znevýhodňující podmínky vedou k tomu, že vlastní výzkum použití biouhlu (především jeho výroby z čistírenských kalů) musí být prováděn v silné návaznosti na ekonomická kritéria jeho výroby. Přesněji cílem nemůže být jen nalézt optimální postup výroby biouhlu vedoucí k nejlépe, v daných technologických podmínkách, použitelnému materiálu – tedy k nejvyššímu efektu v technologii či optimálnímu využití při sanacích či aplikaci do půdy, ale také hledání optimalizace nákladů při zpracování tedy i nejlevnějšího možného postupu při výrobě biouhlu s požadovanými vlastnostmi.

To ovšem nebude tak jednoduché. Hlavní překážkou je požadavek stabilní likvidace, či v tomto případě znovu využití kalů, kde může vysoká cena výroby stát v cestě odbytu materiálu, tedy nikoli aplikaci biouhlu jako takového, kde nesporné výhody převažují, ale aplikaci biouhlu vyrobeného z kalů vzniklých na ČOV, kde je nutné před aplikací kontrolovat jeho obsah znečištění (především těžké kovy) více než u jiných odpadních materiálů (například u dřevěných štěpků).

Dá se tedy říci, že výzkum optimalizace vlastností biouhlu vzniklého řízeným spalováním čistírenských kalů je potřebný, ale využití tohoto typu biouhlu ve větším měřítku nelze zatím očekávat. Samozřejmě využití menších šarží biouhlů při filtraci na menších ČOV a u kompostovacích WC nebo při sanaci menších nádrží je možné už nyní a hledání optimální aplikace pro praktické užití je zde na místě bez jakýchkoli omezení. Pokud se podaří optimalizovat cenu výroby, pak bude možné i masové použití biouhlu v zemědělství a při ochraně vody a půdy před kontaminací.

Závěr

Biouhel má v oblasti technologie vody široké možnosti použití. Lze jej používat k sanaci povrchových vod, dočišťování odpadních vod, zlepšování vlastností vyráběného plynu i při úpravě povrchových vod.

Z hlediska technologie jeho nejlepší varianta užívání tedy výroba biouhlu z čistírenských kalů k dalšímu použití na ČOV a obecně v oblasti technologie vody má ovšem meze dané požadavky na kvalitu materiálu k výrobě biouhlu a bude nutné se pokusit najít cestu k optimalizaci nákladů. Nejde jen o nevyrovnanou kvalitu šarží kalů z hlediska koncentrace znečištění, ale i o náklady, které jsou oproti běžnému spalování u řízeného spalování poněkud vyšší.

Ověřování vlastností biouhlu vyrobeného z čistírenských kalů a optimalizace ceny jeho výroby, a to nejen úsporou energie – hledáním co nejnižší teploty spalování pro dosažení optimálních vlastností, ale i optimalizací produktu (kalů z ČOV) s cílem snížit vhodným výběrem či mixováním šarží kalu jeho kontaminaci znečišťujícími látkami, by tedy mělo pokračovat. Přestože výsledky zahraničních měření jsou zdánlivě uzavřené, je třeba ověřit kvalitu biouhlu vyráběného z domácích kalů a především meze jeho užití včetně ekonomického aspektu.

Rozhodující pro využívání biocharu bude možnost jeho výroby z čistírenských kalů, a proto je třeba zaměřit pozornost na tuto část problematiky. Dá se říci, že nejde o ověření vlastností biouhlu, ale o nalezení optimálního postupu jeho výroby z dostupného materiálu – kalů z ČOV, a tím i elegantní způsob jejich masového využití.

Poděkování

Článek byl z podpory Ministerstva životního prostředí na výzkum určený pro Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství, Aktuální číslo.

Dne 28. března 2019 uspořádaly na Novotného lávce v Praze společně Česká vědeckotechnická vodohospodářská společnost a Česká limnologická společnost diskusní fórum, jehož tématem bylo „Hospodaření s vodou v krajině“. Hlavním cílem této akce, které se zúčastnilo 44 odborníků z obou společností, bylo vzájemně diskutovat o problematice vodního režimu krajiny, hospodaření se zdroji vody v povodí a hledání vhodných opatření k omezení následků hydrologických extrémů.

V dopoledním bloku programu byly prezentovány úvodní vystoupení vyzvaných odborníků na téma hydrologické bilance povodí, vlivu stavu půdy na odtokový režim, opatření k zadržení vody v krajině, hospodaření se zdroji vody v povodí a snižování rizika povodní. V odpoledním diskusním bloku pak zaznělo 11 doplňujících mikroprezentací a probíhala rozsáhlá, nicméně velmi korektní diskuse k probíraným okruhům. Vstupem do této diskuse bylo společné prohlášení výborů obou společností, které vyjadřuje náš společný zájem na řešení otázek spojených s hospodařením s vodou v krajině a hledáním cest ke zmírňování negativních dopadů sucha a povodní.

Společné prohlášení České limnologické společnosti a České vědeckotechnické vodohospodářské společnosti k hospodaření s vodou v České republice

Dopady dlouhodobého sucha na krajinu a vodní zdroje se stále prohlubují. Sucho meteorologické v podobě nedostatku a nerovnoměrného rozdělení srážek doprovází sucho zemědělské a následně i sucho hydrologické. Vodu postrádáme v krajině, ve vodních tocích, mokřadech, lužních lesích, vodních nádržích a hlavně v podzemí, kde je monitorován stálý pokles hladin podzemních vod. Vodní zdroje jsou omezené, zásoby podzemních vod nejsou schopny pokrýt potřebu pitné vody pro obyvatelstvo, a proto je v České republice napojeno 5,5 mil. obyvatel na povrchové vodní zdroje – na vodárenské nádrže.

Vodohospodáři a limnologové hledají společnou cestu, jak naší krajině pomoci udržet na našem území ničím nenahraditelnou vodu pro přírodu a člověka a zmírnit dopady sucha a povodní. Obě zájmové skupiny sice naplňují odlišné povinnosti, mají jiná práva, cíle i zodpovědnost, ale společný mají zájem o udržení tří klíčových společenských priorit. Je to jednak kvalitní životní prostředí s funkční a zdravou krajinou poskytující produkční, regulační a kulturní ekosystémové služby, pro což je voda nutným předpokladem, jednak zajištění zásobování obyvatelstva a klíčových sektorů hospodářství kvalitní vodou jako základní služba v moderní společnosti a konečně, na stejné úrovni, i ochrana zdraví a majetku před negativními účinky hydrologických extrémů (povodní a sucha).

Jsme si vědomi, že hospodaření s vodou v naší zemi je závislé na srážkách, jako jediném zdroji vody. Jejich množství je však omezené a může se v čase a prostoru významně měnit. Navíc v průměru 70 % vody spadlé na zem ve srážkách se vrací ve formě výparu a transpirace rostlin. V suchých a horkých letech to v některých povodích je až 90 %. Musíme být tedy schopni tyto omezené a zranitelné zdroje efektivně využívat pro zvyšování kvality života v České republice a zvyšování naší odolnosti vůči vznikající nejistotě. To se neobejde bez změny přístupu!

Proto vodohospodáři a limnologové vnímají krajinu jako celek, kde zemědělská půda, lesy, rybníky, nádrže, mokřady, vodní toky a jejich nivy, ale i zástavba a podzemní vody zasahují do vodního koloběhu a tento koloběh ovlivňují. Společným cílem není jen řešení důsledků – dopadů sucha, ale i podpora koloběhu vody od první kapky, která spadne na zem, až po využití odtékající vody systémem vodních toků.

Koloběh vody je člověkem negativně ovlivněn, což spolu se zvyšujícími se teplotami, extrémním nárůstem počtu tropických dnů i nocí vede k vysokým ztrátám vody z celého území. Nápravu je třeba hledat na počátku tohoto koloběhu, v půdě, kde začíná cesta vody po každém dešti. Necitlivým způsobem změněná krajina a špatnou zemědělskou praxí utužená zemědělská půda nejsou schopny vodní vláhu udržet, umožnit infiltraci povrchové vody do podzemí, bránit povrchovému odtoku a následné erozní činnosti. Ta umocňuje vyplavování živin, odplavování organické hmoty a ze zemědělské úrodné půdy se stává horninové prostředí s nepropustným izolátorem utužené zeminy v hloubce pod úrovní orby. Důsledkem je zhoršené doplňování zásob podzemních vod, negativně ovlivněný malý vodní cyklus a mikroklima v krajině, zvyšující se teploty ve volné krajině a snížení kvality povrchových vod v síti vodních toků a nádržích.

Společným zájmem vodohospodářů a limnologů je pozitivní ovlivnění koloběhu vody včetně její ochrany ve všech částech vodního cyklu, ale rovněž ochrany před negativními účinky vodního živlu. Toho je třeba dosáhnout opatřeními přírodě blízkými i technickými, která se budou vzájemně doplňovat.

Společně vyzýváme českou společnost k novému pohledu a podpoře při zadržování vody v krajině a při ochraně před jejími extrémy, kde prioritou musí být:

  • změna hospodaření na zemědělské půdě,
  • zadržování vody v krajině a zpomalení jejího odtoku,
  • infiltrace povrchových vod do vod podzemních,
  • zvýšení akumulace povrchových vod ve vodních nádržích,
  • účelné a efektivní hospodaření se zdroji povrchových a podzemních vod v hydrologicky ucelených povodích.

Výše uvedený systém bude zohledňovat základní cíle rozdělené na samostatná opatření:

  • k překlenutí krátkodobého sucha (revitalizace, systém drobných nádrží, mokřadů a přírodě blízkých opatření),
  • k překlenutí dlouhodobého sucha (infiltrace povrchových vod do vod podzemních, akumulace povrchových vod v zásobních prostorách vodních nádrží apod.),
  • ke snížení rizika povodní (omezení povrchového odtoku a erozních jevů v krajině, retence v nádržích, ochrana sídel).

Tato opatření společně tvoří synergický efekt, vzájemně si nekonkurují a společně zmírňují dopady změny klimatu na naše území. Systém je nezbytné doplnit o doprovodná opatření ke zmírnění dopadů zejména na biotu výstavbou přednádrží, litorálních pásem, zahrnující zmírňující opatření u významných vodohospodářských staveb a doprovodná kompenzační opatření v navazujících vodních útvarech.

 

V Praze 28. března 2019

 

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství, Aktuální číslo.

Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., si Vás jménem svého ředitele, Ing. Tomáše Urbana a autora výstavy RNDr. Tomáše Hrdinky, Ph.D., dovoluje co nejsrdečněji pozvat na putovní výstavu při příležitosti 100. výročí založení naší instituce. Putovní výstava je prostřednictvím 12 veřejných vysokých škol zacílena především na studenty, kteří s vodou v různých podobách přicházejí při svých studiích denně do styku, ať už na poli hydrauliky, technologie vody, fyzické geografie, vodního hospodářství, chemie, hydrobiologie, nebo životního prostředí. Výstava sestávající ze 14 velkoformátových fotografických panelů tak umožňuje nejen studentům nahlédnout do historie i současnosti VÚV TGM, v. v. i., a pestrých oborů jeho činností a zaměření v oblasti studia, pochopení a kultivace vodní složky krajiny. Níže je uveden itinerář zastavení výstavy po vysokých školách, v první polovině září se výstava zastaví i v Poslanecké sněmovně Parlamentu České republiky pod záštitou ministra životního prostředí Mgr. Richarda Brabce.

Vernisáž putovní výstavy ke 100 letům VÚV TGM před Geografickou knihovnou Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze

Autor výstavy by na tomto místě velmi rád poděkoval všem kolegům a spolupracovníkům, kteří pro účely výstavy poskytli odborný a fotografický materiál z řešených i živých projektů a umožnili tak detailní vhled do problematiky, které se věnují. Pro více detailů o činnosti VÚV TGM, v. v. i., bude součástí výstavy i představení naší instituce formou zbrusu nové doprovodné publikace. Věříme, že se Vám výstava bude líbit.

Přehled zastávek výstavy:

1. 4.–12. 4. 2019

Praha, Univerzita Karlova, Geografická sekce Přírodovědecké fakulty

15. 4.–26. 4. 2019

Ostrava, Ostravská univerzita, Přírodovědecká fakulta

29. 4.–10. 5. 2019

Praha, České vysoké učení technické, Fakulta stavební

13. 5.–24. 5. 2019

Praha, Vysoká škola chemicko-technologická, Fakulta technologie ochrany prostředí

27. 5.–7. 6. 2019

Praha, Česká zemědělská univerzita, Fakulta životního prostředí

2. 9.–13. 9. 2019

Praha, Poslanecká sněmovna Parlamentu České republiky, atrium v přízemí

30. 9.–11. 10. 2019

Brno, Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta

14. 10.–25. 10. 2019

Brno, Mendelova univerzita, Lesnická a dřevařská fakulta

29. 10.–8. 11. 2019

Olomouc, Univerzita Palackého, Přírodovědecká fakulta

11. 11.–22. 11. 2019

Ústí nad Labem, Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, Fakulta životního prostředí

25. 11.–6. 12. 2019

Plzeň, Západočeská univerzita, Fakulta pedagogická

9. 12.–20. 12. 2019

České Budějovice, Jihočeská univerzita, Zemědělská fakulta a Fakulta rybářství a ochrany vod

3. 2.–28. 2. 2020

Brno, Vysoké učení technické, Fakulta stavební

 

Vernisáž putovní výstavy ke 100 letům VÚV TGM před Geografickou knihovnou Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství, Aktuální číslo.

Dne 22. května 2019 Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., v pražském areálu pořádal workshop tuzemských a zahraničních expertů zabývajících se problematikou posuzování vodní stopy (WF). Jedním z cílů setkání bylo představení zkušeností zúčastněných výzkumných institucí s hodnocením vodní stopy ať z hlediska bilančního, či dopadového a jejich srovnání se současným a očekávaným vývojem výzkumu jak v České republice, tak ve světě. Dále byly formou prezentací uvedeny plány směřování výzkumu WF na jednotlivých pracovištích, publicita WF a možnosti vzájemné spolupráce.

Zpráva s konkrétními informacemi o stavu posuzování vodní stopy bude zveřejněna v příštím vydání časopisu VTEI.

Posted by & filed under Technologie vody, vodárenství, čistírenství.

Souhrn

Příspěvek přináší prvotní pokus o systematické pojetí stanovení typologie věžových vodojemů pro potřeby řešení výzkumného projektu Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití. Navazuje na předchozí stanovení odborné terminologie problematiky a definování objektu zájmu. Z typologického hlediska je na věžové vodojemy nahlíženo jako na nedílnou součást větších technologických celků – vodovodních systémů. V rámci základního dělení je pak sestavena typologie věžových vodojemů založená na výběru parametrů – stavební situace věžových vodojemů ve vztahu k dalším objektům, funkce věžových vodojemů, nosná konstrukce, tvar a materiál akumulační nádrže, počet nádrží a účel objektu. Další rozšiřování a upřesňování uvedených typologických skupin bude dáno praktickými zkušenostmi v průběhu pokračujícího řešení projektu.

Úvod

Předkládaný příspěvek bezprostředně navazuje na text stejného autorského týmu, který vyšel v šestém čísle časopisu VTEI v roce 2018 [1]. Příspěvek představuje jeden z průběžných výsledků výzkumu, který probíhá v rámci řešení výzkumného projektu Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití (kód projektu DG18P02OVV010, Program na podporu aplikovaného výzkumu a vývoje národní a kulturní identity NAKI II, Ministerstvo kultury ČR). Vedle stanovení odborné terminologie, díky které jsme mohli definovat objekt našeho zájmu, je druhým důležitým hlediskem naší práce stanovení základní typologie věžových vodojemů.

Článek typologicky člení věžové vodojemy z více pohledů. Ty zahrnují vnímání věžových vodojemů jako součásti vodovodních systémů a konstrukčních a technologických celků, ale také konkrétní materiálová a funkční řešení a další specifika.

Obr. 1. Věžový vodojem v Jaroměři-Josefově byl vestavěn do starší existující zástavby (archiv projektu, 2018)
Fig. 1. Elevated water tank in Jaroměř-Josefov was built into the older existing building (project archive, 2018)

V pohledu na stanovení vhodné typologie objektů vycházíme z dosavadního odborného zpracování tématu, které bylo přehledně představeno ve zmiňovaném článku. Typologizace tak stojí na současném stavu poznání, její definitivní stanovení bude doplněno a upřesněno během samotného řešení projektu na základě získání nových poznatků. Naše stanovení typologie věžových vodojemů slouží především pro vnitřní potřebu projektového týmu. Předpokládáme, že po jejím konečném stanovení by se měla stát vhodným východiskem i pro další badatele v tématu. V dosavadním odborném zpracování se jedná o první pokus systematického pojetí stanovení typologie věžových vodojemů.

Metoda sestavení typologie věžových vodojemů

Sestavení typologie věžových vodojemů předcházelo definování používané terminologie a vyloučení nevhodných a nesprávně používaných termínů. Zároveň byl vymezen objekt našeho zájmu.

Při řešení projektu jsme se rozhodli vycházet z termínů daných platnými normami ČSN 75 5355 Vodojemy a ČSN 75 0150 Vodní hospodářství – Terminologie vodárenství. Terminologicky tak výhradně užíváme pojmu věžový vodojem, jenž je definovaný jako „vodojem, pro dosažení potřebné hydrostatické výšky hladiny umístěný na vlastní nosné konstrukci.

Z hlediska vymezení objektu zájmu se pak zabýváme všemi stavbami, které obsahují nádrž či více nádrží sloužících k některé (nebo k některým) z funkcí vodojemů. Tyto nádrže jsou umístěny na samostatných nosných konstrukcích v určité výšce, které byly k účelu nesení nádrže zkonstruovány. Více k vymezení objektu zájmu viz článek o terminologii [1].

Věžové vodojemy jako nedílné součásti větších technologických celků – vodovodních systémů – jsou v našich úvahách základním typologickým prvkem pro jejich dělení. V rámci tohoto základního dělení je pak sestavena typologie věžových vodojemů založená na výběru parametrů (např. funkce objektu, materiálové řešení nosné konstrukce, počet nádrží atd.). Ty se pak dají třídit podle jednotlivých podobných znaků. Veškeré dělení věžových vodojemů provedené na základě stanovené typologie se samozřejmě navzájem prolíná a v některých případech je možné vysledovat u jednotlivých staveb i prolínání základních typologických kategorií. Jejich výběr a stanovení není samozřejmě definitivní a v rámci řešení projektu může být upřesňováno či doplňováno. Níže představená typologie je zpracována na základě dosavadních znalostí vývoje a podoby věžových vodojemů na českém území, a to od nejstarších období až do současnosti.

Na základě dosavadních znalostí, získaných dat a informací jsme rozhodli vypustit typologické zařazení výstavby věžového vodojemu do jednotlivých časových období. Důvodem je nemožnost jasně definovat podle současného stavu poznání jejich určující společné znaky. V rámci komplexu věžových vodojemů navíc existují velké rozdíly mezi jednotlivými skupinami staveb, definovaných především typologickým zařazením věžových vodojemů jako součásti vodovodního systému (viz níže). Každá z těchto skupin má poněkud odlišnější vývoj na ploše časových období, či se vzájemně prolínají. V projektu se tak omezujeme při časové identifikaci pouze na rok či roky realizace stavby věžového vodojemu.

Problematice typologizace časového zařazení věžových vodojemů se hodláme v projektu nadále věnovat. Členění či alespoň jeho východiska pak bude případně možné stanovit na základě našeho dalšího výzkumu.

Věžový vodojem jako součást vodovodního systému

Věžový vodojem, jakožto vodárenský objekt, je vždy součástí vodovodního systému. Vodovodní systémy dodávají vodu pro různé druhy potřeb a lze je typologicky rozdělit do několika skupin. Věžový vodojem přitom může být součástí i více vodovodních systémů (může nést například dvě nádrže, z nichž každá dodává vodu pro jiný druh spotřeby):

  • vodovodní systém zásobující odběratele pitnou vodou (domácnosti, objekty občanské vybavenosti, podniky, panská sídla atd.),
  • vodovodní systém zásobující odběratele užitkovou vodou (hygienicky nezávadná voda využívaná pro osobní hygienu zaměstnanců apod.),
  • vodovodní systém dodávající vodu pro potřeby průmyslu a výrobních technologií (kdy je voda součástí výrobního procesu),
  • vodovodní systém dodávající vodu pro potřeby zemědělské výroby (napájení pro zvířectvo, voda pro závlahy),
  • vodovodní systém sloužící pro hasební (sprinklerový) systém,
  • vodovodní systém sloužící pro napájení parní trakce.
Obr. 2. Řešení nosné konstrukce věžových vodojemů; vlevo drážní věžový vodojem bývalé tzv. Báňské dráhy v Ostravě (okres Ostrava-město), uzavřená konstrukce je zděná z cihel (systém stěnový); uprostřed věžový vodojem se skeletovým systémem – otevřenou nosnou konstrukci zde tvoří železobetonové pilíře (Bílina-Chudeřice, okres Teplice); vpravo je zástupce kombinovaného systému, kdy nosnou konstrukci věžového vodojemu v Chrasti (okres Chrudim) tvoří šestice železobetonových pilířů a středový kruhový dřík s potrubím a schodištěm (archiv projektu, 2014–2018)
Fig. 2. Solution of the supporting structure of elevated water tanks; on the left is the elevated water tank of the former so-called Mining Railroad in Ostrava, the closed structure
is brick made of bricks (wall system); in the middle of the elevated water tank with the skeletal system – the open support structure is made of reinforced concrete pillars (Bílina-Chudeřice);
on the right is a representative of the combined system, where the load-bearing structure of elevated water tank in Chrast (Chrudim district) consists of six reinforced concrete pillars and a central circular shaft with a pipeline and a staircase (project archive, 2014–2018)

Typologie věžových vodojemů

Stavební situace věžových vodojemů ve vztahu k dalším objektům

Vodárenskou technologii věžového vodojemu, která plní některou nebo některé z níže uvedených funkcí, bylo zapotřebí zejména v minulosti obsluhovat a kontrolovat její provozuschopnost. Věžový vodojem mohl být také obklopen dalšími funkčními provozy, například byl-li součástí továrny či v areálu nádraží. Objekty věžových vodojemů tak mohou být vzhledem k době výstavby:

  • situovány samostatně (většina objektů věžových vodojemů),
  • stavebně propojeny s dalšími objekty, které vznikly společně s věžovým vodojemem:
    • funkčními pro potřeby vodovodního systému (čerpací stanice, pohon sloužící čerpací stanici apod.),
    • technickými/provozními stavbami, nesouvisejícími přímo s provozem vodovodního systému (časté řešení u drážních věžových vodojemů, kdy je objekt napojen na další stavby – výtopna, skladiště, byt strojníka apod.),
  • zakomponovány do hmoty jiné starší stavby (obvykle bez vazby na vodovodní systém, příkladem může být věžový vodojem v objektu bývalých kasáren v Jaroměři-Josefově (okres Náchod), obr. 1).

Funkce věžového vodojemu

Věžové vodojemy, jakožto vodohospodářské technické stavby, zajišťovaly (a dodnes zajišťují) následující funkce:

  • vyrovnávací – spočívající ve vyrovnání rozdílu mezi rovnoměrným přítokem ze zdroje vody a nerovnoměrným odběrem spotřebiště,
  • tlakovou – spočívající v zajištění potřebného hydrostatického a hydrodynamického tlaku ve spotřebišti,
  • rezervní – pro případ přerušení dodávek vody a poruch ve zdrojové a přítokové části systému,
  • protipožární [2].

Zároveň lze dělit věžové vodojemy podle jejich funkce ve vztahu k umístění v rámci vodovodního systému na:

  • hlavní vodojem – vodojem zajišťující zásobu vody pro plynulý přívod vody do dalších vodojemů,
  • zásobní vodojem – vodojem zásobující vodou určité tlakové zásobovací pásmo, plnící funkci vyrovnávání nerovnoměrného odběru vody,
  • čelní vodojem; průtočný vodojem – vodojem umístěný před spotřebištěm; protéká jím veškerá voda dodávaná do spotřebiště,
  • koncový vodojem – vodojem umístěný za spotřebištěm na konci rozváděcích řadů, který vyrovnává tlakové rozdíly ve vodovodní síti zejména v období špičkových odběrů,
  • přerušovací vodojem – vodojem s akumulačním prostorem, v němž se výtokem do tohoto prostoru snižuje nadměrný přetlak v přívodním řadu na hodnotu přetlaku potřebnou ve spotřebišti odpovídající výšce hladiny vody ve vodojemu,
  • vodojem prací vody – vodojem sloužící k akumulaci vody pro praní filtrů v úpravně vody, zpravidla umístěný na vyšší kótě oproti filtrům,
  • provozní vodojem – vodojem sloužící k akumulaci vody pro provoz úpravny vody nebo jiného vodárenského objektu,
  • požární vodojem – vodojem určený jen pro akumulaci požární vody [3],
  • drážní vodojem – vodojem určený jen pro akumulaci vody pro parní lokomotivy.1

Nosná konstrukce

Podstatou věžového vodojemu je nesení nádrže či nádrží nad úrovní okolního terénu, resp. nad úrovní místa spotřeby. Objekt věžového vodojemu může být tvořen celou řadou materiálů. Z pohledu významu samotné stavby, čili nesení nádrže v potřebné výšce, je nejdůležitější řešení nosné konstrukce. Zde se mohou vyskytovat konstrukce:

  • dřevěné – platí pro nejstarší věžové vodojemy (doložené převážně jen útržkovitými historickými záznamy), případně pro dočasné stavby;
  • zděné (kámen, cihly, smíšené zdivo) – kamenné věžové vodojemy nahradily dřevěné objekty (spolehlivě doloženy od 16. století), později se užívalo cihelné zdivo, či zdivo smíšené;
  • železobetonové – pro realizaci nosných konstrukcí věžových vodojemů se začal železobeton užívat v prvním desetiletí 20. století;
  • ocelové – konstrukce věžových vodojemů typické pro průmyslové podniky přibližně od poloviny 19. století; ve druhé polovině 20. století pak velmi rozšířené také pro zásobování obyvatelstva pitnou vodou (např. aknagloby, hydrogloby).

Zároveň je konstrukční řešení nesoucí nádrž či nádrže možno zjednodušeně rozdělit na následující typy (obr. 2):

  • systém stěnový – uzavřená konstrukce,
  • systém skeletový – otevřená konstrukce,
  • systém kombinovaný – uzavřená + otevřená konstrukce.
Obr. 3. Věžový vodojem Brno-Kohoutovice s kuželovým tvarem železobetonové nádrže (fotografie: Ondřej Civín, 2018)
Fig. 3. The elevated water tank in Brno-Kohoutovice with conical shape of concrete reservoir (photo: Ondřej Civín, 2018)

Akumulační nádrž/nádrže

Tvar a materiál akumulační nádrže

Zásadními mezníky ve vývoji podoby akumulačních nádrží byly od druhé poloviny 19. století rychlý rozvoj ve výrobě válcované oceli, objev a následné masivní využívání železobetonu ve vodárenství, nové poznatky ve stavebnictví, statice a podobně. Vývoj tvaru nádrží souvisel s možnostmi užívaných materiálů, přičemž vliv na výsledný tvar a použití konkrétního materiálu měly a stále mají rovněž i zvyklosti a zkušenosti stavitelů a provozovatelů, požadavky investorů, dostupnost materiálů nebo regionální souvislosti. Tvar akumulační nádrže pak ovlivňoval i celkovou podobu objektu. Když profesor Otto Intze přišel s nápadem upravit tvar dna u válcovitých vodních nádrží částečným vydutím směrem nahoru, úložný věnec nádrže se stal subtilnějším než u vypouklého dna, a tím mohla být nosná konstrukce věžového vodojemu štíhlejší, než tomu bylo doposud [4].

Základní typologické dělení tvarů nádrží může být v praxi ještě doplněno odlišnostmi některých jejich částí (zejména dna nádrží a šachtic, které sloužily k pohybu osob a vedení trubních systémů), jejichž konstrukční řešení se rovněž postupně vyvíjela a následně užívala. Tyto podružné odlišnosti ale v základním dělení pro jejich mnohotvárnost nevyužíváme a budeme se jim podrobněji věnovat při některé z následujících prezentací výsledků řešení vodárenských technologií věžových vodojemů.

Tvary nádrží

  • Pánev – za dosud nejstarší doložený tvar akumulačních nádrží věžových vodojemů můžeme považovat kovové pánve. Jejich funkcí bylo především zajištění potřebného tlaku ve vodovodním systému a samotné množství akumulované vody bylo z dnešního pohledu velmi malé (například u pánve věžového vodojemu Šítkovské vodárny v Praze (okres Hlavní města Praha) se uvádí objem pouze 1,71 m3) [5, 6].
  • Čtyřhranná nádrž – vývojově druhý tvar nádrží. Realizovaly se jak na čtvercovém půdorysu, tak na obdélníkovém (Nové Dvory – okres Kutná Hora, Praha–Bohnice – okres Hlavní město Praha, Borovany – okres České Budějovice, Týniště – okres Plzeň-jih).
  • Válcová nádrž – postupně se v druhé polovině 19. století začaly prosazovat válcové nádrže na úkor nádrží čtyřhranných (Sychrov – okres Liberec, Poděbrady – okres Nymburk). Někdy se také projektovaly dvě soustředné kruhové nádrže, přičemž vnější nádrž pak tvořila prstenec (Staré Město – okres Uherské Hradiště, Kladno-Rozdělov – okres Kladno).
  • Kuželová nádrž – nádrž tvaru komolého kužele postaveného na užší základnu je typická pro některé komínové vodojemy z první poloviny 20. století (Česká Skalice – okres Náchod, Praha-Vysočany – okres Hlavní město Praha). Věžové vodojemy s nádrží ve tvaru kužele pak byly budovány ve druhé polovině 20. století (Brno-Kohoutovice – okres Brno-město (obr. 3), Frýdek-Místek – okres Frýdek Místek), později pak také podle patentu č. 268 910 vydaného v roce 1990 (Náměšť na Hané – okres Olomouc).
  • Kulovitá nádrž – věžové vodojemy s ocelovými kulovými nádržemi (někdy označované jako typ Klönne) se na našem území nebudovaly, našli bychom je například v sousedním Německu [7, 8]. Kulovité nádrže (byť mírně odlišné od typu Klönne, například mírným zašpičatěním spodní části) se na našem území začaly objevovat v šedesátých letech 20. století až s výstavbou typizovaných maďarských věžových vodojemů typu hydroglobus a aknaglobus.
  • Elipsoidní tvar – málo používaný tvar nádrží věžových vodojemů, přesto několik realizací na našem území najdeme (Světec-Chotějovice – okres Teplice, Kladno-Dubí – okres Kladno).
  • Ostatní – zde můžeme zařadit nádrže vzniklé kombinací výše uvedených tvarů (například ocelové věžové vodojemy, kdy nádrž tvoří zploštělá kuželovitá střecha, střední válcová část a spodní kuželové dno – např. dvojice věžových vodojemů Ostrava-Hladnov – okres Ostrava-město) nebo zcela atypické tvary nádrží, vyžadující podrobný slovní popis (Teplice-Nová Ves – okres Teplice).

Materiál nádrže

  • Kovové – nejstarším spolehlivě doloženým materiálem užitým pro nádrž ve věžovém vodojemu je měď. Masivní nástup používání ocelových nádrží přišel s rozvojem železnice v polovině 19. století. Ocelové nádrže se používají do současnosti [5, 9].2
  • Zdivo – výjimečné řešení, spolehlivě doloženo zatím pouze u věžového vodojemu v Praze-Bubenči z roku 1901 [7].
  • Železobeton – železobetonové nádrže jsou u nás zaznamenány od počátku 20. století, následně na našem území dosáhly značného rozmachu. V současné době se již železobetonové nádrže nerealizují [10, 11].2

Počet nádrží

U věžových vodojemů je kvůli konstrukčnímu řešení i omezenému prostoru pro umístění nádrží běžnější varianta, kdy je v něm instalována pouze jedna nádrž. Vícekomorové (vícenádržové) budování je obvyklé především u zemních vodojemů, přesto ale známe i věžové vodojemy, které nesou více než jednu nádrž.

V základě tak počet a s ním související užití nádrží ve věžových vodojemech můžeme rozdělit takto:

  • Jedna nádrž – většina objektů věžových vodojemů.
  • Dvě a více nádrží sloužící všechny stejnému vodovodnímu systému – umístění více nádrží v jednom objektu napojených na stejný vodovodní systém souviselo s potřebou neustálého zajištění dostatečné kapacity vody pro daný účel. Příkladem mohou být drážní věžové vodojemy větších nádraží, kdy bylo nutno dodávat vodu také většímu množství parních lokomotiv (např. Pardubice hlavní nádraží – okres Pardubice). Zároveň toto řešení mělo tu výhodu, že v případě potřeby provedení revize, údržby či opravy samotné nádrže nebylo nutné celý vodojem odstavit z provozu, ale pouze tu nádrž, které se to týká. Druhá nádrž (či další nádrže) mohla být i nadále v provozu [12].
  • Dvě a více nádrží sloužící více vodovodním systémům – do každé z nádrží mohla být přiváděna voda z jiného zdroje a následně rozváděna pro jiný způsob užití. Příkladem může být věžový vodojem stojící v Plzni v areálu pivovaru Prazdroj (okres Plzeň-město). Vodojem nese dvě ocelové nádrže – do horní proudila voda říční, do spodní voda pitná [7]. Podobné řešení najdeme i ve věžovém vodojemu v areálu psychiatrické léčebny v pražských Bohnicích (okres Hlavní město Praha). Ten nese nádrže dokonce tři – nejvyšší sloužila jako zásobárna užitkové vody, ve dvou níže umístěných nádržích se pak akumulovala ohřátá voda (na 40 a 70 °C) pro potřeby zdejších lázní a areálu [13]. Jiným důvodem pro vybudování dvou systémově nezávislých nádrží může být jejich výškově rozdílné umístění související s potřebou zásobování dvou rozdílných tlakových pásem (Borovany – okres České Budějovice) [14].

Zatím nejvíce nádrží v jednom objektu bylo zjištěno při průzkumu drážního věžového vodojemu vlakové stanice Koleč (okres Kladno, obr. 4). Zde se nachází celkem pět ocelových nýtovaných nádrží – čtyři kruhové umístěné ve stejné výšce nad úrovní terénu (5,5 m) a jedna obdélníková se dnem nádrže 12 m nad terénem. To je z hlediska množství nádrží jednoho objektu zcela ojedinělé. Význam počtu nádrží nám zatím není zcela jasný. Předpokládáme, že se mohlo jednat o technologii upravující vodu.

Obr. 4. Objekt drážního věžového vodojemu v Kolči nese celkem pět nádrží (archiv projektu, 2018)
Fig. 4. The object of the railway elevated water tank in Koleč carries a total of five reservoirs (project archive, 2018)

Účel objektu nesoucího nádrž/nádrže

Objekt, ve kterém je na nosné konstrukci umístěna nádrž, může být využíván i k dalším účelům, a plní tak více funkcí. Tuto další funkci či funkce mohl objekt plnit již od doby svého postavení, případně ji mohl získat později. V základu lze objekty nesoucí nádrž či nádrže z tohoto pohledu členit do několika skupin:

  • Objekt byl postaven, aby plnil (či stále plní) pouze funkci věžového vodojemu.
  • Objekt byl postaven, aby kromě funkce věžového vodojemu plnil (či stále plní) i jinou funkci související s vodárenským účelem. Může se v těchto případech jednat o:
    1. technologii/e související s vodárenským provozem – doprava vody (parní kotel, parní stroj, čerpadlo – časté řešení u drážních věžových vodojemů), úprava vody (ve věžovém vodojemu uherskohradišťské nemocnice byla v provozu technologie pro odstranění železa a tvrdosti vody, okres Uherské Hradiště, obr. 5);
    2. provozní prostory v souvislosti s provozem vodojemu/vodovodu – v některých věžových vodojemech byly prostory pod patrem s nádrží využívány pro menší byty zaměstnanců či kanceláře vodárenského podniku. Tato řešení najdeme například v objektech v Praze-Vinohradech, Praze-Bubenči (obě okres Hlavní město Praha) nebo Mladé Boleslavi (okres Mladá Boleslav) [10, 15].
  • Objekt byl zbudován nejen pro funkci věžového vodojemu, ale i pro další odlišnou funkci. Příkladem může být zauhlovací věž ve Vratislavicích nad Nisou (okres Liberec), která nesla zásobník na uhlí a nádrž na vodu, věž letiště v pražských Kbelích (okres Hlavní město Praha), která sloužila také jako maják nebo věž na Suchém Vrchu (okres Ústí nad Orlicí, obr. 6), která kromě funkce věžového vodojemu plnila také funkci rozhledny. Zcela ojedinělé bylo využití věže kostela sv. Pavla v Ostravě-Vítkovicích (okres Ostrava-město). Objekt nejprve sloužil krátce jako věžový vodojem, po dostavbě celé věže do plánované výšky a samotného kostela pak také jako zvonice [16].
  • Objekt byl zbudován pouze pro funkci věžového vodojemu, ale dodatečně byl rozšířen o nové funkce:
    1. související s vodárenským provozem (např. dodatečně zabudovaná automatická tlaková stanice),
    2. nesouvisející s vodárenským provozem (např. umístění telekomunikačních zařízení).
Obr. 5. Pozůstatky technologie na odstranění železa z upravované vody ve věžovém vodojemu v Uherském Hradišti (archiv projektu, 2018)
Fig. 5. Remains of technology for removing iron from the treated water in the elevated water tank in Uherské Hradiště (project archive, 2018)

Závěr

Definování základní typologie věžových vodojemů je po stanovení odborné terminologie a definování objektu zájmu dalším důležitým krokem z pohledu pokračujícího výzkumu vývoje věžových vodojemů na našem území. Stanovené typologické členění je postaveno na současném stavu poznání a není zatím konečné. V tuto chvíli je především důležitým východiskem pro řešitelský tým z pohledu probíhajících aktivit a přístupů k řešení problematiky dokumentující historický vývoj těchto staveb.

Obr. 6. Objekt rozhledny a věžového vodojemu na Suchém Vrchu vedle Kramářovy chaty (40. léta 20. století, archiv Radim Heinich)
Fig. 6. The object of the lookout tower and the elevated water tank in Suchý Vrch beside to Kramář‘s cottage (40th of the 20th century, archive Radim Heinich)

Při stanovení základní typologie bylo na věžový vodojem nahlíženo především jako na technologickou součást vodárenského systému dodávající vodu pro různé účely. Dále pak byly stanoveny typologické skupiny, které poskytují informace o samotné stavbě a jejích zařízeních. Typologizace je zaměřena na stavební situaci věžových vodojemů ve vztahu k dalším objektům, jejich postavení v rámci vodovodního systému a s tím spojenou jejich funkci, dále na nosné konstrukce, tvar a materiál akumulační nádrže a počet nádrží. Stanovená typologie si všímá i účelu objektu věžových vodojemů, který mohl sloužit nejen primární funkci v rámci vodovodního systému, ale i dalším souvisejícím či nesouvisejícím funkcím.

V rámci řešení projektu předpokládáme, že stanovená typologie se bude s novými poznatky a získanými zkušenostmi dále vyvíjet a upřesňovat. Naše bádání se v tomto směru zaměří především na typologizaci časového zařazení výstavby věžových vodojemů či na širší souvislosti jejich situování vzhledem ke vstupním podmínkám v době jejich výstavby. Dá se předpokládat, že typologické členění či alespoň jeho teoretická východiska budou stanovena na základě našeho dalšího výzkumu.

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci řešení projektu Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití (Program na podporu aplikovaného výzkumu a vývoje NAKI II, Ministerstvo kultury ČR, kód DG18P02OVV010).

 

Poznámky

  1. Drážní věžové vodojemy již v současnosti neplní svou původní funkci, a tak je platná norma ČSN 75 0150 Vodní hospodářství – Terminologie vodárenství neobsahuje. Do výčtu jsou zařazeny, neboť typologizaci věžových vodojemů vnímáme i v historickém vývojovém kontextu.
  2. Na základě sdělení Miroslava Říčánka, Akvael s. r. o. (výstavba, servis a rekonstrukce vodojemů).

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Súhrn

Obdobie rokov 2000 až 2015, je obdobím, v ktorom sme pozorovali výrazné rozdiely a extrémy v hydrologickom režime slovenských tokov. Slovenský hydrometeorologický ústav v rámci svojich úloh spracúva komplexné posúdenie hydrologických charakteristík so zameraním na hodnotenie sucha. Tento článok sa venuje jednej z častí celkového hodnotenia, a to hodnoteniu zmien dlhodobých prietokových charakteristík obdobia 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000 z pohľadu zmeny v hodnotách dlhodobých priemerných prietokov za obdobie a priemerných mesačných prietokov za uvedené obdobie. Snahou je prehodnotiť obdobie nadväzujúce na aktuálne platné referenčné obdobie a jeho prípadné ovplyvnenie hydrologických charakteristík za obdobie 1961–2015.

Celkovo bolo vybraných 216 staníc, ktoré boli roztriedené a hodnotené na základe dĺžky časového radu a miery ovplyvnenia.

Výsledky analýz preukázali, že v období 2001–2015 na Slovensku došlo k poklesu prietokov, napriek tomuto faktu, trendové analýzy týchto hydrologických charakteristík vo väčšine prípadov nepotvrdzujú významne klesajúce trendy. Identifikované zmeny v hydrologickom režime slovenských tokov za ostatných 15 rokov nie sú takého charakteru, aby došlo k zmene referenčného obdobia, ale sú určité náznaky zmien v rozdelení odtoku v roku.

Úvod

Nerovnomernosť priestorového a časového rozloženia vodných zdrojov je evidentná nielen v globálnej miere, ale je výrazná aj vo vnútri kontinentov a prejavuje sa aj v tak malom územnom celku, akým je Slovensko. Táto skutočnosť nás núti poznať režim správania sa obehu vody v prírode aspoň do takej miery, aby sme vedeli vodné zdroje chrániť, racionálne využívať a chrániť spoločnosť pred následkami extrémnych hydrologických situácií [1, 2]. I preto sa postupne pristupuje k prehodnocovaniu dlhodobých hydrologických charakteristík. Napríklad v Českej republike boli údaje za referenčné obdobie 1931–1980 poskytované Českým hydrometeorologickým ústavom do roku 2012, od tohto roku sú poskytované údaje za obdobie 1981–2010. Autori Šercl a Kukla [3] a Budík a kol. [4] porovnávali základné hydrologické údaje pre referenčné obdobia 1931–1980 a 1981–2010 na 61 vodomerných staniciach. Významnejšie rozdiely v maximálnych ročných prietokoch na menších povodiach pripisujú kvalite vstupných dát a odlišným metodikám spracovania. Najväčšie rozdiely boli pri profiloch ovplyvnených ľudskou činnosťou. Zmeny v dlhodobom odtoku na profiloch s nevýznamným ovplyvnením neprevyšujú 5 %.

 

Obr. 1. Vodomerné stanice na území SR vybrané na analýzu obdobia 2001–2015
Fig. 1. Stations used for the study of 2001–2015 time period in Slovakia

Hydrologický režim vodných zdrojov Slovenska je daný fyzicko-geografickými a geologickými charakteristikami územia, ktoré sú veľmi rozdielne, preto aj v hydrológii sa sleduje ich režim v rámci jednotlivých povodí. Slovensko leží na tzv. streche Európy, voda od nás odteká a výrazná geografická rozdielnosť jednotlivých povodí spôsobuje aj ich rozdielny hydrologický režim. Obdobie ostatných 15 rokov, t.j. po roku 2000, je obdobím, v ktorom sme pozorovali výrazné rozdiely a extrémy v hydrologickom režime slovenských tokov. Zaznamenali sme hydrologicky suché roky (2007, 2011, 2012), ale aj vodné roky (2002, 2006, 2010, 2013), z ktorých v roku 2002 boli na Dunaji dve významné povodne a rok 2010, ako si dobre pamätajú tak vodohospodári ako aj veľká časť obyvateľstva, potrápil výskytom povodní celé Slovensko.

Slovenský hydrometeorologický ústav (SHMÚ) v rámci svojich úloh v súčasnosti spracúva komplexné posúdenie hydrologických charakteristík so zameraním na hodnotenie sucha, čím participuje i na novej národnej stratégii boja proti suchu H2Odnota je voda [5]. V rámci spomínaného hodnotenia sa analyzujú vo vybraných vodomerných staniciach prietokové i tzv. neprietokové charakteristiky za rôzne zvolené obdobia a porovnávajú sa s aktuálne platným referenčným obdobím 1961–2000. Toto obdobie platí ako referenčné od r. 2006, kedy po prehodnotení hydrologických charakteristík nahradilo predchádzajúce referenčné obdobie 1931–1980. Tento článok sa venuje jednej z častí celkového hodnotenia, a to hodnoteniu zmien dlhodobých prietokových charakteristík obdobia 2001–2015 voči referenčnému obdobiu.

Ciele

Hodnotenie je zamerané na porovnanie aktuálne posledného spracovaného 15-ročia 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000 z pohľadu zmien dlhodobých charakteristík, konkrétne priemerných prietokov za obdobie (Qa) a priemerných mesačných prietokov za uvedené obdobie (Qma). Snahou je prehodnotiť obdobie nadväzujúce na aktuálne platné referenčné obdobie a jeho prípadné ovplyvnenie hydrologických charakteristík za dlhšie (spojené) obdobie 1961–2015. Obdobie 2001–2015 je charakterizované výskytom obidvoch typov extrémov, nakoľko sa v ňom vyskytol hydrologicky mimoriadne vodný rok 2010, ako aj suché obdobia 2011/2012 a 2015.

Výber staníc

Pre hodnotenie sucha bolo potrebné spraviť výber vodomerných staníc zo štátnej hydrologickej siete s neovplyvneným hydrologickým režimom, resp. s minimálne ovplyvneným režimom.

Dôležitým kritériom pre výber staníc bola dostatočná dĺžka pozorovania s vyčísľovaním prietokov, a to tak, aby začiatok vyčísľovania prietokov bol minimálne od roku 1961 z dôvodu dolnej hranice v súčasnosti platného reprezentatívneho obdobia 1961–2000 a súčasne aby bolo pozorovanie neprerušené do roku 2015. Nakoľko počet staníc spĺňajúcich uvedené kritériá bol iba 42 a ani ich rozmiestnenie v jednotlivých povodiach nebolo reprezentatívne, zoznam staníc bol po zvážení s ohľadom na budúce analýzy jednotlivých hydrologických charakteristík, doplnený o vybrané vodomerné stanice s ovplyvneným hydrologickým režimom. Takto bolo v prvom kole vybraných 67 staníc, vrátane ovplyvnených. Počet vybraných staníc v niektorých povodiach však ani po tomto doplnení nebol dostatočný a nespĺňal podmienku plošného pokrytia s ohľadom na požadovanú reprezentatívnu analýzu hydrologického režimu a jeho vývoja v jednotlivých povodiach. Preto boli do hodnotenia zaradené aj stanice s kratšou dobou pozorovania. Najväčší počet doplnených staníc s ovplyvneným režimom je v povodiach Nitry, Ipľa a Bodrogu, nakoľko v týchto povodiach absentuje dostatočný počet dlhodobých neprerušených neovplyvnených pozorovaní. Zároveň je nutné pripomenúť, že v nasledujúcich analýzach hydrologického režimu dlhodobé ovplyvnené rady boli posudzované s ohľadom na ich ovplyvnenie, t.j. na mieru ovplyvnenia ľudskou činnosťou – odbery a vypúšťania, ktoré sú každoročne zhodnocované v rámci vodohospodárskej bilancie (dokument vypracovávaný SHMÚ). Celkovo bolo pre účely analýzy v tomto článku vybraných 216 vodomerných staníc s neprerušením radom pozorovania v rokoch 2001–2015 (obr. 1), ktoré boli porovnávané s vyčíslenými a platnými údajmi pre referenčné obdobie 1961–2000 [6].

tabuľke 1 sú prehľadne uvedené počty vodomerných staníc, vybraných na analýzu v tomto článku, podľa jednotlivých čiastkových povodí, prípadne ešte podrobnejších celkov (Nitra a Malý Dunaj sú vyčlenené z povodia Váhu a hodnotené osobitne) s vyčlenením počtu staníc s ovplyvneným hydrologickým režimom.

Tabuľka 1. Prehľad počtu vybraných staníc v jednotlivých čiastkových povodiach (VS – vodomerná stanica)
Table 1. Stations overview in the partial catchments (VS – gauging station)
Poznámka: M. Dunaj a Nitra patria do čiastkového povodia Váh

Hodnotenie po jednotlivých povodiach

tabuľke 2 sú zobrazené výsledky analýz rozdielov dlhodobých prietokov pre zvolené obdobie 2001–2015 voči referenčnému obdobiu za celé obdobie, za jednotlivé mesiace hydrologického roka (november až október), ako aj za vegetačné (apríl až september) a mimovegetačné obdobie (október až marec) iba pre 67 vybraných staníc s dlhodobým radom pozorovaní (min. od r. 1961). Stanice s ovplyvneným hydrologickým režimom sú v tabuľke odlíšené červenou farbou písma.

Porovnanie percentuálnej zmeny vo veľkosti dlhodobých prietokov voči referenčnému obdobiu je v tabuľke farebne zvýraznené nasledovne: Záporná zmena (červená) znázorňuje percentuálny pokles hodnoty, kladná (modrá) nárast hodnoty priemerného mesačného prietoku. Nevýznamné zmeny (do 1 %) sú znázornené bielou, rozdiely od 1 do 5 % svetlejším odtieňom, hodnoty nad 5 % tmavším odtieňom červenej, resp. modrej farby.

Tabuľka 2. Porovnanie dlhodobých mesačných a ročných prietokov v období 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000 (%)
Table 2. Comparison of long-term monthly and annual discharges in the period 2001–2015 over the reference period 1961–2000 (%)

Z tabuľkového prehľadu možno konštatovať, že pre dlhodobé priemerné prietoky je pokles prietokov v hodnotenom období zreteľný najmä v čiastkových povodiach Morava, Nitra, Hron a Bodrog, prevažná časť staníc v povodí Váhu (vrátane povodia Malého Dunaja). Naopak nárast dlhodobých prietokov v porovnaní s referenčným obdobím je zrejmý v čiastkových povodiach Poprad a Dunajec, a časť povodia Hornád.

Dlhodobé priemerné mesačné prietoky vykazujú pokles takmer vo všetkých povodiach v mesiacoch apríl a október, naopak nárast sa prejavuje v mesiaci január a čiastočne september (s výnimkou povodia Bodrog).

V povodí Nitry (kde sa aj za dlhodobý priemer prejavuje pokles) sa záporné zmeny prejavujú vo všetkých mesiacoch okrem januára a septembra. Podobne aj v povodí Malého Dunaja (časť povodia Váhu) prevládajú poklesy mesačných prietokov; stanica Bernolákovo – Čierna Voda (ktorá má ovplyvnené prietoky antropogénnou činnosťou – odbery) vykazuje však natoľko extrémne odchýlky, že bola z celkového hodnotenia vylúčená.

V povodí Popradu prevládajú vo všetkých mesiacoch kladné odchýlky od odpovedajúcich dlhodobých priemerných mesačných prietokov za referenčné obdobie.

Pre vegetačné obdobie (mesiace apríl až september) prevláda vo väčšine povodí záporná zmena voči referenčnému obdobiu, s výnimkou povodia Poprad, kde sa prejavuje nárast priemerného prietoku a povodí Hornád, Ipeľ a Slaná, v ktorých sa v jednotlivých staniciach v povodiach vyskytujú kladné aj záporné zmeny. Zmeny v mimovegetačnom období (október až marec) nie sú jednoznačné, s výnimkou povodia Nitry, v ktorom sú jednoznačne záporné zmeny priemerných prietokov v tomto období.

V mapových zobrazeniach za jednotlivé mesiace a za hydrologický rok sú zahrnuté hodnotenia zo všetkých 216 staníc zvolených na hodnotenie sucha. Na mapách sú v jednotlivých hodnotených profiloch poklesy porovnávaných prietokových hodnôt prezentované červeným trojuholníkom špicom nadol, nárasty modrým trojuholníkom so špicom smerujúcim nahor. Odtiene modrej resp. červenej farby a veľkosti trojuholníkov odpovedajú veľkosti zmien v % nasledovne:

Stanice, ktorých hydrologický režim je čiastočne ovplyvnený ľudskou činnosťou, sú na mapách označené čiernou bodkou v príslušnom trojuholníku.

Na obr. 2 sa nachádza mapové zobrazenie zmien dlhodobých priemerných prietokov hodnoteného obdobia 2001–2015 voči referenčnému obdobiu v hodnotených profiloch vodomerných staníc na Slovensku. Podobne ako z vyššie uvedenej tabuľkovej analýzy z užšieho výberu staníc, je aj z tohto mapového výstupu vidieť rozdiely v jednotlivých oblastiach Slovenska.

 

Obr. 2. Rozdiely dlhodobých priemerných prietokov v období 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000
Fig. 2. Differences in the long-term discharges in the period 2001–2015 over the reference period 1961–2000

Nárast dlhodobých hodnôt prietokov v hodnotenom období sa prejavuje najmä v povodiach Popradu a Hornádu, a to tak plošným zastúpením v daných povodiach ako aj veľkosťou kladných odchýlok od prietokov za referenčné obdobie, ktoré sa pohybujú v horných častiach povodí až na úrovni +20 až +30 %, v povodí Hornádu dokonca nad 50 % (75,5 % Markušovce – Rudňanský potok; 58,1 % Krompachy – Slovinský potok). Významne kladné odchýlky sa prejavujú aj v dolnej časti povodia Hrona a Ipľa a ojedinele aj v iných povodiach.

Na väčšej časti územia Slovenska sa však prejavujú záporné odchýlky dlhodobých prietokov od referenčných hodnôt, významne najmä v povodiach Nitra, Bodva, v slovenskej časti povodia Moravy, v strednej časti povodia Váhu, východnej časti povodia Bodrogu, v hornej časti povodí Hrona, Ipľa a Slanej. Percentuálne najväčšia záporná odchýlka sa prejavila v profile Bernolákovo – Čierna Voda (takmer -51 %), ako je už vyššie uvedené, túto stanicu s významne ovplyvneným režimom z celkového hodnotenia vylúčime. Záporné odchýlky o viac ako 20 % dlhodobej hodnoty sa vyskytujú najmä v povodí Nitry, na niektorých tokoch z Malých Karpát, v strednej časti povodia Váhu, v povodí Bodvy a v povodí Bodrogu.

 

Obr. 3. Rozdiely priemerných mesačných prietokov za obdobie 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000 – január
Fig. 3. Differences in the long-term monthly discharges in the period 2001–2015 over the reference period 1961–2000 – January

Pri hodnotení jednotlivých mesiacov sa v mapovom zobrazení sa celoplošne najvýraznejšie prejavujú kladné odchýlky priemerných mesačných prietokov za hodnotené obdobie od odpovedajúcich referenčných hodnôt v mesiaci január (obr. 3).

Naopak, záporné rozdiely prevládajúce takmer na celom území Slovenska sú viditeľné na mapách prezentujúcich odchýlky od priemerných mesačných prietokov v hodnotenom období od odpovedajúcich priemerných mesačných hodnôt za referenčné obdobie v mesiacoch október (obr. 4) a apríl (obr. 5).

Obr. 4. Rozdiely priemerných mesačných prietokov za obdobie 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000 – október
Fig. 4. Differences in the long-term monthly discharges in the period 2001–2015 over the reference period 1961–2000 – October

V mnohých mesiacoch sa rozdiely neprejavujú celoplošne, ale je viditeľný rozdiel medzi jednotlivými regiónmi. Ako príklad môžeme uviesť mesiac august (obr. 6), v ktorom sa vo väčšine profilov v juhovýchodnej a strednej časti Slovenska ukázali kladné odchýlky, kým v severozápadnej časti záporné odchýlky.

Obr. 5. Rozdiely priemerných mesačných prietokov za obdobie 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000 – apríl
Fig. 5. Differences in the long-term monthly discharges in the period 2001–2015 over the reference period 1961–2000 – April

Záver

Výsledky analýz preukázali, že v období 2001–2015 na Slovensku došlo k poklesu prietokov, napriek tomuto faktu, trendové analýzy týchto hydrologických charakteristík vo väčšine prípadov nepotvrdzujú významne klesajúce trendy [7]. Identifikované zmeny v hydrologickom režime slovenských tokov s ohľadom na pomerne krátku dĺžku hodnoteného obdobia 15 rokov, nie sú takého charakteru, aby došlo k zmene referenčného obdobia, ale sú určité náznaky zmien v rozdelení odtoku v roku.

Obr. 6. Rozdiely priemerných mesačných prietokov za obdobie 2001–2015 voči referenčnému obdobiu 1961–2000 – august
Fig. 6. Differences in the long-term monthly discharges in the period 2001–2015 over the reference period 1961–2000 – August

Analýzy rozdielov dlhodobých priemerných ročných prietokov za posledné spracované 15-ročie 2001–2015 v porovnaní s aktuálne platným referenčným obdobím 1961–2000 potvrdili pokles hodnôt prietokov na veľkej časti územia Slovenska, najmä v povodí Nitry, Bodvy, Moravy, strednej časti povodia Váhu, horných častí povodí Hron, Ipeľ a Slaná a východnej časti povodia Bodrogu. Nárast prietokov sa prejavuje v povodí Poprad, hornej časti povodia Hornád a v dolnej časti povodia Hron.

Malá vodnosť našich vodných zdrojov je prirodzená v letno-jesennom období. Ak však suchému letu predchádza „suchá jar“, t.j. v povodiach sa v zimnom období nevytvorí dostatočná snehová pokrývka, alebo v zimnom období dôjde k náhlemu otepleniu (ako sa to viackrát vyskytlo v období 2001–2015), nevytvoria sa priaznivé podmienky na prirodzenú retenciu vodných zdrojov. Pre naše toky je prirodzený stav výskytu zvýšených odtokov na jar, kedy si príroda vytvára prirodzenou cestou zásoby a ak to chýba, máme problém. Klimatické štúdie na Slovensku poukazujú na časovú zmenu v distribúcii zrážok počas roka, na rastúci trend zrážok v júni, júli a januári a klesajúci trend zrážok v decembri, apríli, máji a auguste za obdobie 1981–2013 [8]. Hodnotenie mesačných prietokov v období 2001–2015 ukázalo takmer pre celé územie Slovenska signifikantný nárast prietokov v mesiaci január, a naopak vo väčšine hodnotených profilov pokles v mesiacoch apríl a október. Zároveň ako riziko negatívnych dopadov zmien rozdelenia odtoku v roku na poľnohospodárstvo môžeme považovať aj pokles prietokov za celé vegetačné obdobie vo väčšine čiastkových povodí na Slovensku.

Sucho, boj o vodu, či snaha o zachovanie kvality vody sú globálne problémy ovplyvňujúce svet. Sú to problémy, ktoré spôsobujú svetové ekonomické výkyvy, problémy podporujúce celosvetovú migráciu obyvateľstva, problémy potravinovej dostatočnosti či ťažko kontrolovateľných lesných požiarov. Je najvyšší čas, aby si vodu začali všetci skutočne vážiť a chrániť. Pre históriu, súčasnosť, ale aj budúcnosť platí, že ľudská spoločnosť napreduje najmä tam, kde je vody primerane [2].

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Aplikovaná ekologie.

Souhrn

Článek popisuje metodu, zdrojová data i výsledky analýzy erozní ohroženosti podle nové metodiky využití dálkového průzkumu Země pro ochranu zemědělské půdy. Metoda je testována na pozemcích AGRA Řisuty, s. r. o. Pro zjištění přítomnosti vegetačního pokryvu na jednotlivých půdních blocích či jejich částech jsou využívána data z družic Landsat 8 a Sentinel 2. Dále jsou použita existující data zemědělského podniku o evidenci termínů agrotechnických postupů pro tvorbu kalibračních polygonů a výpočet faktoru ochranného účinku vegetace. Družicové scény jsou získávány ze serveru Land Viewer a zpracovávány v GIS. Sloučením zpracovaných dat vznikají mapy k další analýze, a je tak získán přehled o pozemcích a jejich předpokládaném a reálném ohrožení vodní erozí.

Pozemky o celkové ploše přesahující 1 500 ha byly sledovány po období tří vegetačních sezon (2015–2017). Nejrizikovější byl rok 2015, kdy se holé půdy vyskytovaly až na 1 000 ha během období července a srpna. Významným faktorem pro výskyt holých půd v období výskytu erozně účinných srážek na pozemcích AGRA Řisuty je výsev řepky ozimé.

Úskalím přístupu je stále nízká dostupnost bezoblačných družicových scén pro období nástupu přívalových srážek a rychlého rozvoje vegetačního pokryvu v rizikovém období červen–srpen. Další nejistotu do analýzy vnáší identifikace půdy nezakryté vegetací v období vysoké zralosti pěstovaných plodin, v tomto období je nutné konfrontovat výsledky s datem načasování sklizní jednotlivých půdních bloků.

Metoda se jeví jako vhodná pro využití jednotlivými zemědělskými podniky, přičemž nejistota při určování půdního pokryvu je dále redukována snadnou dostupností kalibračních dat z terénu a jednoduchým přístupem ke sklizňovým datům. Vypuštěním družice Sentinel 2 B v roce 2017 se také zlepšila dostupnost dostatečného množství dat v ucelených časových řadách.

Úvod

V současné době je trendem optimalizace výnosů v zemědělství pomocí metod precizního zemědělství a sledování prostorového rozložení výnosů v rámci půdních bloků. Na základě posouzení dlouhodobých růstových charakteristik je možno cíleně aplikovat hnojiva, ale též ochranné postřiky, a to jak z důvodu ekonomických úspor, tak za účelem dalšího zvyšování výnosů a zisku. Zároveň jsou však v České republice zemědělské pozemky vystavovány riziku degradace půdy vlivem vodní eroze, která se kromě známých negativních efektů pro vodu a půdu podílí i na případném snižování výnosů (poškození osiva, vzrostlých plodin, snížení úrodnosti půdy apod.). Prostorově správné posouzení erozního rizika je tedy potřebné jednak pro ochranu půdy, ale rovněž pro zlepšení zemědělské produkce, což je v souladu s cíli nejen precizního zemědělství.

Metodika využití volně dostupných družicových dat pro sledování prostorové distribuce růstu zemědělských plodin byla v ČR publikována Lukasem [1]. Od roku 2015 jsou pak pro doplnění časové řady a omezení problémů s oblačností v družicových scénách k dispozici kromě dat z programu Landsat (družice Landsat 5, Landsat 7 a Landsat 8) rovněž data z programu Copernicus (družice Sentinel 2). Ta mohou výrazně napomoci ke zkvalitnění analýz vývoje vegetačního růstu pomocí vegetačních indexů, zejména nejčastěji využívaného normalizovaného indexu NDVI. Družice Sentinel 2 A odstartovala v červnu 2015, družice Sentinel 2 B v březnu 2017. Společně tak poskytují časové rozlišení přibližně tři dny pro území ČR. Data Sentinelu 2 jsou získávána v celkem 13 spektrálních kanálech o různých vlnových délkách [2].

Běžným způsobem hodnocení erozního rizika v ČR, používaným jak při vymezení rizikových ploch v rámci kontroly podmíněnosti zemědělských dotací, tak při návrzích opatření např. v pozemkových úpravách, je posouzení pomocí Univerzální rovnice ztráty půdy – USLE [3–5]. Je obecnou shodou, že dlouhodobě rizikové lokality lze při dostatečně podrobných vstupních datech v rámci výpočtu v libovolném geografickém informačním systému pomocí metody USLE v její prostorově distribuované podobě (USLE2D, USLE3D) identifikovat dostatečně přesně [6]. Nicméně reálné erozní riziko závisí kromě výskytu přívalové srážky také na vegetačním pokryvu. Ten lze dlouhodobě popsat pomocí vyhodnocení skutečných osevních postupů [7], nicméně v konkrétním roce jej lze na rozsáhlých plochách nejrychleji odhadnout s využitím výše citovaných družicových dat.

Zde se nabízí využití družicových scén nejen k určení pokryvnosti a ochranného účinku vegetace, ale rovněž k vymezení zcela odkrytých půd a vývoje poklesu zastoupení holé půdy na povodích i na konkrétních pozemcích během vegetační sezony [8]. Znalosti o zastoupení holé půdy v erozně rizikových periodách roku pak pomáhají jednak zacílit protierozní ochranu, ale rovněž lépe vytipovat lokality, kde je třeba po výskytu přívalových srážek monitoringem ověřit, zda ke skutečnému eroznímu poškození dochází. Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy inicioval dlouhodobý celostátní monitoring eroze zemědělské půdy, který je významným verifikačním nástrojem pro výše uvedené hodnocení metodou USLE, ale také pro řadu srážkoodtokových modelů transportu splavenin do povrchových vod a infrastruktury. Samotný monitoring je vlastním šetřením i na podněty od veřejnosti prováděn pracovníky Státního pozemkového úřadu, který databázi zaštiťuje, a pro veřejnost je dostupný na adrese https://me.vumop.cz/.

Obr. 1. Panoramatický UAV snímek řešené lokality v okolí Řisut s ukázkou rozsahu holých půd (17. 3. 2016)
Fig. 1. Panoramic UAV image of the area around Řisuty with a demonstration of the extent of bare soil (17. 3. 2016)

Distanční metody monitoringu (dálkový průzkum Země a vyhodnocení ortofotomap a snímků z bezpilotních prostředků) byly rozvíjeny během projektu Ministerstva zemědělství QJ1330118 Monitoring erozního poškození půd a projevů eroze pomocí metod DPZ řešeného v letech 2013–2016 a jeho výsledky byly publikovány v certifikované metodice [8]. S cílem lépe využít metody dálkového průzkumu pro predikci lokalit, kde je vhodné provést operativní pozemní průzkum, byl zahájen návazný projekt QK1720289 Vývoj automatizovaného nástroje pro optimalizaci monitoringu eroze zemědělské půdy pomocí distančních metod. Propojení hodnocení erozního rizika a postupů precizního zemědělství si pak klade za jeden z cílů projekt EIP Implementace nových a inovovaných technologií precizního zemědělství do pěstebních systémů, registrační číslo 16/003/1611a/120/000095. Ten je řešen ve spolupráci se společností AGRA Řisuty, s. r. o., na jejíchž pozemcích byly rovněž testovány prezentované postupy.

Metodika

Lokalita

Zájmové pozemky se nacházejí severovýchodně od Prahy, nedaleko okresního města Slaný. Pozemky se rozkládají na katastrálních územích celkem 16 obcí, a to Byseň, Drnek, Hradečno, Jedomělice, Ledce u Kladna, Libovice u Slaného, Lodenice, Lotouš, Malíkovice, Mšec, Pozdeň, Přelíc, Řisuty u Slaného, Smečno, Studeněves a Svinařov u Kladna. Jedná se celkem o 129 pozemků s celkovou rozlohou 1 731 ha. Využití pozemků je především jako standardní orná půda, v menší míře travní porost na orné půdě či trvalý travní porost (obr. 1).

Morfologie oblasti má charakter ploché pahorkatiny s výškovou členitostí 30 až 75 metrů. Nadmořská výška řešených pozemků je v rozmezí 280 až 430 m n. m. Průměrné sklony na řešených pozemcích se pohybují v rozmezí 2,7–5,9°. Z klimatického hlediska je oblast mírně teplá a suchá s mírnou zimou. Průměrná roční teplota se pohybuje okolo 8 °C. Roční srážkový úhrn z hlediska ČR je podprůměrný a pohybuje se mezi 450 až 550 mm.

Farma AGRA Řisuty dlouhodobě aplikuje mělké zpracování půdy a šetrné technologie, během monitoringu erozní ohroženosti prováděného na pozemcích farmy proto nebylo zachyceno výrazné erozní poškození.

Vstupní data

Pro stahování a základní zpracování družicových scén je možné v současné době využít řadu internetových portálů. Pro data z programu Landsat jsou to Earth Explorer [9], GloVis, LandsatLook, ESA Landsat 8 Portal (pouze pro Landsat 8), Global Land Cover Facility [10] a jiné. Zajímavým rozhraním je portál Global Land Cover Facility, kde jsou ke stažení jak vybrané scény z některých družic (Landsat, Terra, Ikonos), tak odvozené produkty (např. krajinný pokryv, vegetační index, maska vodních ploch nebo albedo). Pro přístup k datům z družic Sentinel všem uživatelům slouží portál ESA Sentinel Scientific Data Hub, pro stažení scén stačí jednoduchá registrace. Přímé analýzy nad daty lze provádět efektivně v komerčním prostředí nazvaném jednoduše Sentinel Hub, provozovaném firmou Sinergise [11]. Zajímavým zdrojem družicových scén obou systémů pak může být server LandViewer [12], provozovaný firmou EOS. Ten byl využit i pro zajištění dat na lokalitě Řisuty.

Periodicita scén z družice Landsat 8 je 16 dní. Za vegetační sezonu osmi měsíců (období březen–říjen) jich tedy teoreticky může být k dispozici až 15. Periodicita družice Sentinel 2 A je pro řešené území méně než 7 dní, nicméně data začala být pořizována od července 2015. Společně s družicí Sentinel 2 B je periodicita dat pro řešené území v rozmezí 3–4 dny, nicméně tato data začala být pořizována v březnu 2017. V současnosti proto čistě teoreticky může být k dispozici pro období osmi měsíců březen–říjen až 80 různých satelitních scén z uvedených systémů. Nicméně dostupnost dat značně limituje oblačnost nad hledaným územím a reálně dostupné počty scén jsou podstatně nižší. Data družic Sentinel 2 jsou poskytována v různých úrovních předzpracování, surová data z výše uvedenou frekvencí nejsou přímo prakticky využitelná. Pro praktické využití je třeba čerpat ze scén převedených do produktu úrovně L1C, které jsou ošetřeny atmosférickou korekcí a ortorektifikovány [2]. Dostupný počet skutečně využitelných scén je tak proti teoretickému počtu vypočtenému z periody obletu již značně omezen.

V databázi satelitních scén na serveru LandViewer byla vybrána zájmová lokalita a pro ni byly vybrány scény pořízené družicemi Landsat 8, Sentinel 2 A a Sentinel 2 B. Při podmínce oblačnosti nižší než 20 % bylo pro vegetační sezonu (období březen–říjen) roku 2015 nalezeno 17 scén, pro vegetační sezonu roku 2016 bylo nalezeno 23 scén a pro vegetační sezonu roku 2017 potom 18 scén (obr. 2). Z těchto souborů pak byly vybírány scény, na kterých je celá zájmová oblast nezastíněna oblačností. Počet vhodných scén tak byl dále redukován zhruba na čtvrtinu.

 

Obr. 2. Dostupné bezoblačné družicové scény zájmového území v letech 2015–2017
Fig. 2. Available cloudless satellite scenes of the target area for the years 2015–2017

Celkem bylo analyzováno 16 scén, pro každý rok jich bylo nejméně pět (tabulka 1). Data pořízení vybraných scén byla volena tak, aby co nejvíce postihovala vegetační období a tu část roku, kdy je nejvyšší riziko výskytu srážkových událostí způsobujících erozní poškození.

Použity byly scény z družice Landsat 8 s prostorovým rozlišením 30 m. Pouze družicová scéna ze dne 27. 8. 2016 je pořízena družicí Sentinel 2 s prostorovým rozlišením 10 m. Vždy byly staženy rastry kompozice RGB, NI a NDVI, tedy viditelná a blízká infračervená pásma spektra.

Pro hodnocené pozemky byla dále firmou AGRA Řisuty poskytnuta reálná data o plodinách, datech setí a sklizní a výnosech v letech 2015, 2016 a 2017. Data byla z hlediska precizního zemědělství doplněna o izolinie průměrných normalizovaných výnosů na jednotlivých pozemcích. Výsledný normalizovaný výnos vyjadřuje, o kolik procent byl v daném bodě výnos vyšší nebo nižší než průměr celého pozemku v daném roce [1]. Tento relativní výnosový potenciál (či produkční zóny) vychází z hodnocení variability porostu z družicových multispektrálních snímků za posledních 8 let. Procentuální hodnota je stanovena pro každý pozemek zvlášť a ukazuje na slabá či silná místa na pozemcích. Nelze však porovnávat pozemky mezi sebou, už jen z principu rozdílných plodin. Pro Řisuty byly zóny vypočteny s rozlišením 5 m. Pro území celé České republiky jsou v hrubé podobě produkční zóny dostupné na adrese http://foodie.lesprojekt.cz.

Tabulka 1. Seznam analyzovaných scén, ve kterých se nevyskytovala oblačnost nad pozemky AGRA Řisuty
Table 1. List of analyzed scenes with detected no cloud cover over target area

Pro hodnocení erozní ohroženosti byly potom využity následující údaje. Výškopis, který vstupuje do použitého modelu Atlas EROZE jako mračno bodů z digitálního modelu reliéfu 5. generace [13]. Faktor erozního účinku deště, který je uvažován průměrnou dlouhodobou roční hodnotou 40 MJ.ha-1.cm.h-1 [14]. Faktor erodovatelnosti půdy, odvozený z volně dostupných vektorových map bonitovaných půdně ekologických jednotek [15]. Faktor ochranného účinku vegetace, který je odvozen z výše uvedených údajů o osevních postupech a termínech agrotechnických operací. Technická protierozní opatření nejsou na pozemcích farmy AGRA Řisuty aplikována.

Identifikace půdy nepokryté vegetací

Nepokryté půdy byly na scénách identifikovány na trénovacích množinách, tedy vybraných půdních blocích. Na jarních scénách to byly jednak pozemky čerstvě po zasetí, evidované podle termínu setí jednotlivých plodin, dále pozemky prokazatelně bez vegetace při RGB zobrazení v přirozených barvách. Na ostatních scénách pak pozemky s analogickým příznakem v RGB zobrazení a rovněž s hodnotami indexu NDVI ukazujícími na neexistenci vegetace na daných pozemcích. Po vytvoření trénovacích množin byly následně holé půdy na každé scéně vyhodnoceny na všech LPIS blocích pomocí řízené klasifikace klasifikátorem Maximum Likelihood v prostředí ArcGIS. Celá analýza probíhala pouze na zemědělské půdě, ostatní kategorie využití byly ponechány jako nehodnocená data. Dalším krokem bylo určení procenta výskytu holé půdy v každém období na každém pozemku nástroji prostorové statistiky. Data byla z map převedena do atributů databáze pozemků a do grafického vyjádření. Data o holé půdě dostupná z družicových scén byla doplněna o data známá z termínů agrotechnických prací (termíny setí), ve kterých jsou pozemky označeny jako zcela holé. Následně byly holé části pozemků ve vegetačním období konfrontovány s rizikem výskytu erozně účinných srážek a s prostorově distribuovanou vrstvou potenciální erozní ohroženosti.

Obr. 3. Ukázka porovnání změny prostorové distribuce holé půdy na pozemcích v letech 2015–2017 se zohledněním rizika výskytu erozních srážek v každém roce podle tabulky 2
Fig. 3. Comparison of the changes of spatial distribution of bare soil in the years 2015–2017, taking into account the risk of erosion of rainfall according to the table 2

Prostorově bylo v GIS mapovou algebrou vypočteno riziko výskytu holých půd během vegetační sezony s ohledem na riziko výskytu erozně účinných srážek. Výpočet vycházel z dlouhodobého průměrného erozního účinku srážek (R-faktoru) v jednotlivých měsících v procentech za období duben–září [14]. Toto období představuje 100 % celkového erozního účinku srážek. Distribuce erozně účinných srážek během roku pro období poslední dekády byla nově určena ČHMÚ [16]. Princip výpočtu byl následující.

Pro termín každé analyzované družicové scény je váženým průměrem určeno procento erozního účinku srážek reprezentovaného období. Procenta z tabulky (tabulka 2) jsou takto lineární interpolací rozdělena mezi data, ve kterých byl určen výskyt holých půd v každé sezoně. Pixelům holé půdy z dané scény je přiřazena tato hodnota procenta R-faktoru. Holá půda identifikovaná na dané družicové scéně má tedy váhu odpovídající období reprezentovanému datem pořízení scény. Tato procenta získaná ze všech analyzovaných scén v daném bodě pozemku byla vždy pro danou sezonu sečtena. Pokud by se tedy na dané části pozemku vyskytovala holá půda po celé sledované období konkrétního roku, získala by ve výsledné mapě hodnotu právě 100 %, tedy by byla uvažována jako zcela nechráněná proti erozi v daném roce.

Následně bylo ještě vypočteno průměrné dlouhodobé riziko výskytu holé půdy jako průměr ze sledovaných let.

Výpočet erozní ohroženosti

Erozní ohroženost byla počítána v prostředí modelu Atlas EROZE. Atlas pracuje s digitálním modelem terénu jako s prostorovou plochou, která kopíruje zaměřený nebo projektovaný terén. Vzniká na základě 3D bodů, čar a ploch, kterými prochází. Výpočet mezi zadanými body je upraven pro modelování hladkého terénu. Formát vstupních dat, výstupních modelů a výstupních protokolů je v souladu s platnými metodikami používanými při pozemkových úpravách v České republice. Metodou výpočtu je proto plošně distribuovaná (2D) verze Univerzální rovnice ztráty půdy (1) (USLE) ve tvaru:

kde G je průměrná dlouhodobá ztráta půdy [t.ha-1.rok-1],
R faktor erozní účinnosti deště [MJ.ha-1.cm.h-1],
K faktor erodovatelnosti půdy [t.h.MJ-1.cm-1],
L faktor délky svahu (-),
S faktor sklonu svahu (-),
C faktor ochranného vlivu vegetačního krytu (-),
P faktor účinnosti protierozních opatření (neuvažován).

 

Výsledný vztah pro LS faktor je dán kombinací rovnic podle Mitášové [17], Desmeta a Goverse [18] a Nearinga [19]. Plocha dílčích povodí je počítána pomocí algoritmu identifikace odtokových linií přímo na modelech typu TIN. Výstupem je rastr LS faktoru, jehož rozlišení je určeno uživatelem v nastavení programu. Odtokové linie jsou vytvářeny spouštěním „kapek“ na TIN model v hustotě, která je dána nastaveným rozlišením. V tomto výpočtu bylo zvoleno rozlišení 5 m. Ostatní faktory USLE převádí model Atlas EROZE na základě uživatelských vstupů na plošně distribuované rastrové modely s rozlišením výstupního LS faktoru.

Faktor ochranného vlivu vegetace byl uvažován ve dvou variantách. Jednak jako skutečná hodnota faktoru C na každém pozemku, vycházející z reálných osevních postupů za období 2015–2017 standardní metodou [14], jednak jako reprezentativní hodnota identická pro všechny pozemky orné půdy, za účelem výpočtu relativní erozní ohroženosti na všech pozemcích, nezávislé na konkrétní skladbě plodin za řešené tříleté období.

Výsledky

Výskyt půdy nezakryté vegetací

Mapy výskytu holých půd během vegetační sezony s ohledem na riziko výskytu erozně účinných srážek byly vytvořeny v rozlišení 30 m, odpovídajícímu původním družicovým scénám. Mapy ukazují na rizikové partie pozemků v každé sledované sezoně od dubna do května v letech 2015–2017 (obr. 3).

Z prezentovaných map je zřejmé, že v rámci zkoumaného tříletého období je variabilita holých půd v letním období na pozemcích velmi vysoká, v závislosti na osevních postupech. Zejména závisí na tom, které pozemky jsou vybrány pro setí ozimé řepky, jež probíhá ještě v době vysokého rizika erozních srážek, v průběhu srpna, v závislosti na klimatu daného roku. Rovněž celková délka období s holou půdou na daném pozemku se obvykle v každém roce liší, v letech 2015 a 2016 byla na řadě pozemků mnohem delší než v roce 2017. Na mnoha pozemcích se v roce 2015 (kdy byla situace nejhorší) vyskytovalo vysoké procento holé půdy rovněž vlivem extrémního sucha, a tedy omezeného růstu pěstovaných plodin. Kumulativní mapa výskytu holých půd v létě za celé tříleté období vlivem výše uvedené časové a prostorové variability již proto neukazuje na tak významné rozdíly a hodnoty dosahují maximálně 50 % (obr. 4).

Nejrizikovější pozemky (severně od Studeněvsi, okolí Pozdeni) tedy byly podle analýzy družicových dat vystaveny působení až 50 % erozně účinných srážek za celé tříleté období, aniž by byly jakkoli chráněny vegetací. V souhrnu byly pozemky AGRA Řisuty za období 2015–2017 vystavené průměrně 20 % erozního účinku srážek, aniž by byly chráněny vegetací. V roce 2015 to bylo 35 %, v roce 2016 pak 21 % a v roce 2017 pouze 6 %. Z tohoto trendu je zřejmé, že bez ohledu na běžné postupy výpočtu faktoru ochranného účinku vegetace (C – faktor) lze na základě analýzy družicových scén určit podstatně vyšší riziko erozního ohrožení řady pozemků v suchém roce 2015 než v roce 2017. Přitom AGRA Řisuty nepěstuje širokořádkové plodiny s pozdním vegetačním nástupem (kukuřice, brambory). Při jejich zahrnutí do osevních postupů by hodnoty rizikového výskytu holých půd byly ještě vyšší.

Obr. 4. Kombinovaná mapa výskytu holých půd v rizikovém období za roky 2015–2017
Fig. 4. A combined map of the occurrence of the bare soil at risk period for the years 2015–2017

Průběh zastoupení půdy bez vegetace

Průběhy procentního rozsahu holé půdy byly sledovány individuálně pro každý jednotlivý pozemek a nejprve byly sestaveny souhrnné grafy jednotlivých plodin se zachováním informace o konkrétních pozemcích. Zde je uveden příklad pro ječmen jarní v sezoně 2015 (obr. 5) s vyznačením základních termínů změn.

Z obrázku je jasně patrná výrazná variabilita průběhu růstu a nerovnoměrnosti porostů v daném suchém roce. I v období maximálního vzrůstu v průběhu června a července se na některých pozemcích vyskytla holá půda. V závislosti na termínu dalšího setí jsou pak pozemky zcela holé v období srpna, pokud následuje osetí řepkou ozimou, nebo až koncem října, pokud je na nich ponecháno strniště a následně je zde seto triticale ozimé.

Obr. 5. Variabilita průběhu zastoupení holé půdy na pozemcích ječmene jarního v roce 2015
Fig. 5. The variability of the bare soil extent on the land of spring barley in 2015

Agregací výsledků zastoupení půdy bez vegetace pro jednotlivé plodiny byl získán průběh zastoupení holé půdy pro sumu všech pozemků (obr. 6–8). Tyto grafy opět ukazují předpokládaný pokles zastoupení holé půdy uprostřed vegetační sezony. Pro porovnání jsou v grafech vyznačeny rovněž procentní významy jednotlivých měsíců z hlediska dlouhodobého erozního účinku srážek (tabulka 2). Barvy pro plodiny jsou zachovány pro všechny tři sledované roky, plodiny (pásy grafu) jsou nicméně seřazeny podle rozsahu holé půdy na konci sledovaného období. Z průběhů je jasně viditelné, jak se liší jednotlivé plodiny a jednotlivé roky. V souladu s mapovými výstupy prezentovanými výše platí, že nejvyšší rozsah holé půdy během kritického období přívalových srážek byl v roce 2015. V tomto roce dosahovala výměra holé půdy během července a srpna až 60 a 70 % celkové plochy všech pozemků (to odpovídá až 1 000 ha půdy). Nejvíce se na tomto rozsahu podílely plochy pšenice ozimé, ječmene jarního a řepky ozimé, jistý podíl má však samozřejmě také výběr plodiny pro následující sezonu a termín návazného setí. Navazující plodinou byla v roce 2015 často právě řepka ozimá (obr. 5). U řepky pěstované v sezoně 2015 dochází k nárůstu rozsahu holé půdy na přelomu června a července také z důvodu rychlého zrání a časné sklizně (a případné návazné kultivace pozemků).

Obr. 6. Celková a procentní výměra holé půdy pro jednotlivé plodiny v roce 2015
Fig. 6. The total and percentage extent of bare soil for different crops over entire target area in the year 2015

V roce 2016 je na pozemcích během května a června jen minimum holé půdy. Rychlý nárůst plochy holé půdy v srpnu je pak opět způsoben výsevem ozimé řepky. Nejvíce se na plochách holé půdy v tomto roce podílí porosty pšenice ozimé, hrachu setého, triticale a ječmene jarního. Rok 2017 je pak z tohoto pohledu nejpříznivější. Rozsah holé půdy na pozemcích je během rizikové části vegetační sezony minimální, v srpnu dosahuje 20 % (cca 300 ha).

Obr. 7. Celková a procentní výměra holé půdy pro jednotlivé plodiny v roce 2016
Fig. 7. The total and percentage extent of bare soil for different crops over entire target area in the year 2016

Dlouhodobý průměrný erozní smyv

Výsledkem výpočtu jsou mapy erozního rizika ve formě rastrových vrstev GIS. Výstupní délka hrany pixelu byla zvolena 5 m, což je běžný standard odpovídající kvalitě vstupních podkladů. Výsledky této analýzy mohou odhalit problémová místa na zemědělských pozemcích. Jedná se především o místa, kde při srážkových událostech hrozí vznik povrchového odtoku a půdního smyvu. Na těchto místech může docházet k poškozování vzcházející vegetace, případně na níže ležících místech k redepozici materiálu.

Obr. 8. Celková a procentní výměra holé půdy pro jednotlivé plodiny v roce 2017
Fig. 8. The total and percentage extent of bare soil for different crops over entire target area in the year 2017

Z erozních map jsme se pokusili vyčíst spojitost mezi výskytem půdy bez vegetace a hodnotou erozního rizika. Na erozních mapách z let 2015 a 2016 některé rizikové oblasti odpovídaly holým půdám již v období vegetačního růstu. Pro rok 2017 se oblasti s výskytem půdy bez vegetace a s vyšší hodnotou erozního smyvu míjely. Statisticky byla vazba mezi erozně rizikovými pozemky a výskytem holé půdy v letním období za roky 2015–2017 nevýznamná. Pro takové porovnání by však bylo třeba podstatně delší sledované období.

Závěr

Data o pozemcích a jejich částech bez vegetačního pokryvu v kombinaci se srážkovými průběhy erozně rizikových dešťů jsou vstupem do procesních modelů určujících hodnoty smyvu a transportu splavenin. Zemědělské podniky informaci o termínech vlastních agrotechnických operací v aktuálním čase samozřejmě mají a evidují, ale jejich určování pro širší regiony je obtížné, vzhledem k nutnosti získávat je zpětným šetřením u jednotlivých podniků. Informace o vývoji rozsahu holých půd během roku je pak možno efektivně získat pomocí dat dálkového průzkumu Země.

Výsledky provedené analýzy mohou kromě potvrzení výskytu holých půd těsně po termínu setí a určení rychlosti zapojení porostu setých plodin odhalit také problémová místa na zemědělských pozemcích. Jedná se především o místa, kde rostliny špatně vzchází. Na těchto místech již mohlo dojít k destrukci úrodné svrchní vrstvy půdy, místa mohou být zamokřená, či zde došlo k redepozici erozního splachu. Identifikací těchto míst lze učinit první krok k nápravě a opět začít pole plnohodnotně užívat. Tímto lze zvýšit hektarové výnosy plodin, případně upravit dělení půdních bloků. Ideálním postupem je sestavit z družicových scén dlouhodobé časové řady v odpovídajících si vegetačních obdobích. Pro komplexní popis situace na pozemcích je vhodné výsledky vyhodnocení dat dálkového průzkumu kombinovat s daty o konkrétních plodinách a datech výsevu (resp. sklizně). Tato data by mohla být pro řadu regionů snadno součástí LPIS, neboť podniky plodiny vykazují (byť ne přímo ve vztahu ke konkrétnímu bloku) a obvykle si vedou přesnou evidenci. Bohužel pro výzkum nejsou taková data standardně dostupná, stále je tedy třeba se obracet na jednotlivé podniky a zajišťovat osevní postupy individuálně.

Prostorová variabilita porostu je rovněž výborně evidována ve sklizňových mapách získaných přímo ze strojů pracujících v režimu přesného zemědělství, nicméně tyto údaje se nevztahují k iniciálním fázím porostu, které je třeba zejména sledovat při výpočtech erozního rizika. Zde se do budoucna nabízí vyhodnocení prostorově variabilních dat aplikace hnojiv.

Testování dostupnosti bezoblačných scén pro zájmovou lokalitu za roky 2015–2017 ukázalo na stále vysoké riziko jejich nedostatečné dostupnosti v období nástupu přívalových srážek a rychlého rozvoje vegetačního pokryvu v rizikovém období červen–srpen. Zásadní pokrok nastal v roce 2017, kdy byla vypuštěna družice Sentinel 2 B a dosavadní problematická dostupnost dostatečného množství dat v ucelených časových řadách se výrazně zlepšila. Rovněž trojnásobné prostorové rozlišení a vylepšené spektrální rozlišení v oblasti red-edge umožňuje podstatně kvalitnější klasifikace vegetačních indexů.

Kombinaci družicových dat a informací o termínech agrotechnických zásahů lze využít v protierozní ochraně a k optimalizaci pěstebních postupů s využitím precizního zemědělství, především se jedná o variabilitu použití nutrientů (případně herbicidů i pesticidů), nebo o zlepšení prostorové variability výsevu a trajektorií pojezdů na zemědělských pozemcích.

Poděkování

Autoři děkují Ing. Vítězslavu Krčkovi, Ph.D., a podniku AGRA Řisuty, s. r. o., za poskytnutá data a dlouhodobou spolupráci při terénních kampaních a výzkumu erozních procesů. Článek byl připraven s podporou projektů EIP Implementace nových a inovovaných technologií precizního zemědělství do pěstebních systémů, registrační číslo 16/003/1611a/120/000095 a QK1720289 Vývoj automatizovaného nástroje pro optimalizaci monitoringu eroze zemědělské půdy pomocí distančních metod.

Posted by & filed under Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Databáze ochranných pásmem vodních zdrojů (OPVZ) vznikla ve Výzkumném ústavu vodohospodářském T. G. Masaryka, v. v. i., (dále jen VÚV TGM) přibližně v roce 2004. V následujících letech proběhla řada dílčích aktualizací.

V letech 2015–2017 byl v rámci podpory výkonu státní správy Ministerstva životního prostředí ČR (MŽP) řešen projekt s názvem Aktualizace OPVZ v ČR. Cílem dlouhodobého úkolu bylo zaktualizovat celou databázi OPVZ v České republice tak, aby výsledná vrstva ochranných pásem obsahovala pouze ochranná pásma, jejichž platnost a správnost je ověřena vodoprávním úřadem (krajským úřadem, dále jen KÚ, nebo obcí s rozšířenou působností, dále jen ORP). Ke každému pásmu byl připojen dokument příslušného vodoprávního rozhodnutí (opatření obecné povahy) v digitální podobě. Výsledná databáze byla publikována pomocí prohlížecích a stahovacích služeb mimo jiné i na národním geoportálu Infrastruktura pro prostorové informace v Evropském společenství (INSPIRE).

Obr. 1. Přehled polygonů OPVZ a OPVN v ČR
Fig. 1. Overview of OPVZ and OPVN polygons in the Czech Republic

V roce 2018 pokračovaly aktualizační práce v omezeném rozsahu. Navazující projekt měl v prvé řadě doplnit databázi o nově stanovená, změněná ochranná pásma či o informaci o zrušení ochranného pásma v roce 2018 (respektive od uzávěrky editací předchozího projektu v listopadu 2017). Současně bylo cílem prověřit nové podněty získané na základě výzvy MŽP od vodoprávních úřadů (VPÚ) ORP či KÚ, případně jiných subjektů.

Databáze OPVZ pomáhá správním úřadům, orgánům samosprávy a dalším subjektům v oblasti vodního hospodářství v rozhodovací činnosti a v dalších úkonech běžné agendy. Nahrazuje neexistující automaticky vytvořený soupis platných ochranných pásem s připojenou prostorovou informací (zákresu pásem).

Úvod

Databáze ochranných pásem vodních zdrojů je obecně tvořena geoprostorovou vrstvou zákresů hranic ochranných pásem a atributovou tabulkou. V té jsou základní informace vztahující se ke každému polygonu, jako např. číslo jednací a datum dokumentu o stanovení ochranného pásma, stupeň pásma, základní místopisné informace, popis zdroje, poznámky a několik pracovních atributů.

Databáze je v současné době vedena na platformě geografického informačního systému (GIS) ArcGIS Desktop společnosti ESRI ve formátu shapefile.

Výchozím zdrojem dat pro vznik samostatné databáze byla Základní vodohospodářská mapa v měřítku 1 : 50 000 (ZVM50). Původní tištěná ZVM50, která byla vytvářena, obnovována a vydávána Českým úřadem zeměměřickým a katastrálním (ČÚZK) ve spolupráci s VÚV TGM, jako tematické mapové dílo pro MŽP, obsahovala zákresy ochranných pásem vodních zdrojů (I.–III. stupně) převzaté z dokumentací příslušných úřadů. Mapy vznikaly počátkem 70. let minulého století. V devadesátých letech byla na oddělení GIS a kartografie VÚV TGM provedena vektorizace tematického obsahu ZVM50 z tiskových podkladů uložených na Zeměměřickém úřadu [1].

Výstupem vektorizace byla, mimo jiné, i samostatná prostorová vrstva OPVZ, která byla uložena jako součást Digitální báze vodohospodářských dat DIBAVOD. Databáze OPVZ byla částečně plněna z dokumentů získaných z rušených okresních úřadů. Od doby vzniku byla vrstva několikrát revidována. Vzhledem k nedostatku finančních prostředků se jednalo vždy jen o nárazové několikaměsíční akce, kdy byly zohledňovány především reklamace konkrétních pásem. V průběhu let byla z původní databáze vyčleněna samostatná vrstva ochranných pásem vodárenských nádrží (OPVN) podle vyhlášky č. 137/1999 [2]. V roce 2013 zadal Odbor ochrany vod MŽP aktualizaci databáze OPVZ externí firmě.

V rámci zakázky MŽP „Provedení a poskytnutí činností a služeb na podporu výkonu státní správy v oblasti vodního hospodářství“ byl v roce 2015 získán prostor pro komplexní revizi databáze OPVZ. Popis postupu prací a výsledky projektu jsou hlavním námětem tohoto článku.

Současný právní stav

Ochranná pásma vodních zdrojů (OPVZ) jsou definována zákonem č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů [3].

Podle odstavce 1 a 2 § 30 tohoto zákona „k ochraně vydatnosti, jakosti a zdravotní nezávadnosti zdrojů podzemních nebo povrchových vod využívaných nebo využitelných pro zásobování pitnou vodou s průměrným odběrem více než 10 000 m3 za rok a zdrojů podzemní vody pro výrobu balené kojenecké vody nebo pramenité vody stanoví vodoprávní úřad ochranná pásma opatřením obecné povahy. Vyžadují-li to závažné okolnosti, může vodoprávní úřad stanovit ochranná pásma i pro vodní zdroje s nižší kapacitou, než je uvedeno v první větě. Vodoprávní úřad může ze závažných důvodů ochranné pásmo změnit, popř. je zrušit. Stanovení ochranných pásem je vždy veřejným zájmem. Ochranná pásma se dělí na ochranná pásma I. stupně, která slouží k ochraně vodního zdroje v bezprostředním okolí jímacího nebo odběrného zařízení, a ochranná pásma II. stupně, která slouží k ochraně vodního zdroje v územích stanovených vodoprávním úřadem tak, aby nedocházelo k ohrožení jeho vydatnosti, jakosti nebo zdravotní nezávadnosti“ [3]. Ustanovení § 30 dále určuje rozsah, způsob stanovení a zrušení ochranných pásem a uvádí základní principy omezení užívání pozemků, staveb a činností v nich.

Tabulka 1. Přehled zpracování projektu v krajích s vrstvami od KÚ
Table 1. Project overview in regions with layers from regional authorities

Evidence OPVZ se řídí ustanovením § 19 vodního zákona: „Správní úřady a orgány územní samosprávy jsou povinny vést evidenci jimi vydaných rozhodnutí, opatření obecné povahy, závazných stanovisek, souhlasů a jim podaných ohlášení, k nimž daly souhlas podle tohoto zákona“. A dále: „Správní úřady a orgány územní samosprávy jsou povinny z jimi vedené evidence podle odstavce 1 ukládat jimi vydávaná rozhodnutí, opatření obecné povahy, závazná stanoviska a identifikační údaje v rozsahu stanoveném vyhláškou vydanou podle odstavce 2 do informačního systému veřejné správy“ [3]. Ustanovení § 20 vodního zákona ukládá vodoprávním úřadům povinnost „zaslat příslušnému katastrálnímu úřadu údaje potřebné k evidenci ochrany území podle odstavce 2 do 30 dnů ode dne nabytí právní moci rozhodnutí, kterým byla tato ochrana území vymezena“ [3].

Pro oblast ochranných pásem vodních zdrojů spravuje podle § 22 vodního zákona informační systém státní správy (ISVS) MŽP.

Ustanovení § 20 vyhlášky č. 252/2013 [4] stanoví, že: „ochranná pásma vodních zdrojů se evidují v rozsahu údajů o jejich územní identifikaci a údajů stanovených ve vyhlášce o vodoprávní evidenci (vyhláška č. 414/2013 [5]), s výjimkou údajů o jméně, příjmení, trvalém pobytu a rodném čísle fyzické osoby. Údaje zpracovává a do informačního systému veřejné správy ukládá pověřený odborný subjekt“ [4]. V současné době (rok 2019) není pro evidenci ochranných pásem vodních zdrojů ve smyslu uvedené vyhlášky [4] určen žádný pověřený odborný subjekt.

Posledně jmenovaná vyhláška č. 414/2013 podrobně stanovuje rozsah a způsob vedení vodoprávní evidence. Podle § 4 „Správní úřady, orgány územní samosprávy a správci povodí ukládají údaje podle § 2 odst. 1 až 4 do informačního systému veřejné správy způsobem, který zajistí návaznost na ostatní informační systémy veřejné správy prostřednictvím geografických a technických identifikátorů, standardních datových prvků a pravidel nakládání s nimi.“ Správní úřady a orgány územní samosprávy by měly právní akty a identifikační údaje do informačního systému veřejné správy předávat v elektronické podobě nejpozději za kalendářní čtvrtletí vždy do patnáctého dne prvního měsíce následujícího kalendářního čtvrtletí [5].

Podle výše uvedených předpisů by veškeré údaje potřebné k údržbě aktuální databáze OPVZ v ČR měly být v informačním systému státní správy a v katastrální mapě ČÚZK. Protože ale nefungují žádné kontrolní systémy plnění těchto zákonných povinností, je v ISVS pouze zlomek potřebných dokumentů a mapových podkladů. Pracovníci vodoprávních úřadů vyplňují vodoprávní evidenci podle svých technických a časových možností.

Seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů stanoví MŽP vyhláškou č. 137/1999 [2].

Metodika, podklady

Databáze OPVZ je fyzicky tvořena dvěma geoprostorovými vrstvami ve formátu shapefile. Ve vrstvě pojmenované OPVZ jsou polygony ochranných pásem vodních zdrojů bez vodárenských nádrží. Ta jsou spravována v samostatné vrstvě s názvem OPVN.

Následující text se bude týkat především projektu Aktualizace OPVZ pro MŽP, který byl oddělením GIS a kartografie VÚV TGM řešen v letech 2015–2017 v rámci projektů podpory výkonu státní správy MŽP a navazujících činností v roce 2018.

Zadání úkolu bylo aktualizovat databáze OPVZ tak, aby každý polygon ochranného pásma byl příslušným vodoprávním úřadem (VPÚ) ověřen jako platný a byl k němu připojen dokument o stanovení ochranného pásma v digitální podobě. Ochranná pásma, která byla VPÚ označena jako neplatná, nebo která se ověřit nepodařilo (případně se k nim nepodaří připojit dokument rozhodnutí), byla z výsledné databáze odstraněna. Výchozí shapefile OPVZ obsahoval přibližně 12 000 polygonů a shapefile OPVN zhruba 1 000 polygonů. Přičemž digitální dokumenty byly připojeny k méně než polovině polygonů.

Na počátku řešení projektu byl hledán způsob, jak ověřit platnost tak obrovského množství polygonů ochranných pásem. Prvotní myšlenka spočívala v oslovení pracovníků krajských úřadů, kteří mají na starosti problematiku vodního hospodářství. Na jaře roku 2015 byly navštíveny všechny krajské úřady v České republice. Při účasti zástupců odborů ochrany životního prostředí, územního plánování a specialistů GIS byl diskutován stav evidence OPVZ v jednotlivých krajích a hledány možnosti aktualizace stávajících dat.

Každý krajský úřad používá rozdílný systém správy, uložení a aktualizace dat. Některé kraje mají vytvořený vlastní geoportál, jehož prostřednictvím obce samy ochranná pásma aktualizují. Jiné aktivně oslovují VPÚ a data spravují pracovníci oddělení vodního hospodářství, územního plánování (ÚP), popř. samostatného oddělení GIS. V některých krajích mají k prostorovým datům připojeny i skeny vodoprávních rozhodnutí, u jiných rozhodnutí je ukládají samostatně nezávisle na zákresech pásem. Některé krajské úřady vlastní celoplošnou evidenci OPVZ nevedou.

Pouze ze tří krajů (Královéhradeckého, Pardubického a Zlínského) bylo možné převzít celou databázi ochranných pásem v kraji jako celek. Z kraje Olomouckého, Plzeňského a Hlavního města Prahy byla rovněž získána plošná data, ovšem zde bylo nezbytné jich desítky až stovky editovat ručně. Všechny tyto kraje spolupracují s VPÚ ORP a získávají od nich podklady k údržbě databáze v aktuálním stavu. Kraj Královéhradecký a Pardubický úzce spolupracuje s Ústavem pro hospodářskou úpravu lesa (ÚHUL), jehož terénní pracovníci objíždějí jednotlivé VPÚ ORP a shromažďují podklady pro vlastní databázi ochranných pásem.

V Jihočeském, Libereckém, Ústeckém, Karlovarském kraji a Kraji Vysočina mají rovněž k dispozici určité datové sady ochranných pásem vodních zdrojů. Nicméně po podrobnějším prozkoumání dat bylo zjištěno, že je nebude možné využít pro potřeby projektu aktualizace. Někde se jednalo o databázi převzatou z DIBAVOD, čímž by došlo k zacyklení údajů o platnosti pásem. V dalších případech šlo o data z několika různých zdrojů (např. provozovatelé vodovodů a kanalizací), která nebylo možné považovat jako ověřená a platná. Liberecký kraj sice spravuje velmi kvalitní geoportál, na kterém mohou úřady editovat potřebné informace, nicméně datový obsah vrstvy OPVZ byl z důvodu chabé spolupráce VPÚ ORP rovněž těžko využitelný.

Krajské úřady Středočeského, Jihomoravského a Moravskoslezského kraje během úvodních jednání konstatovaly, že vlastní evidenci ochranných pásem vedou pouze u pásem, která samy stanovují. Jde o ochranná pásma vodárenských nádrží, kterých je v každém kraji jen několik. Evidenci ostatních pásem ponechávají na odpovědnosti VPÚ ORP a o její stav se nezajímají.

V krajích, kde nebylo možné převzít kompletní databázi OPVZ, byly postupně osloveny všechny vodoprávní úřady obcí s rozšířenou působností. Na úřady byly zaslány seznamy pásem ve stávající databázi s prosbou o ověření jejich platnosti a doplnění chybějících dokumentů o jejich stanovení. Za účelem kontroly zákresů pásem byla na řešitelském pracovišti publikována jednoduchá webová prohlížečka prostorových dat vrstev OPVZ a OPVN. Tam, kde o to měly úřady zájem, byly vytvořeny a rozeslány detailní obrázky pásem.

Obr. 2. Chybný ořez pásem databáze OPVZ
Fig. 2. Incorrect cut of OPVZ database bands

Evidence pásem u VPÚ ORP je nekonzistentní. Některé obce pracují s GIS, mají pásma zakreslena digitálně a k nim připojeny skeny rozhodnutí/opatření obecné povahy. V těchto případech probíhala kontrola poměrně rychle a jednoduše. Bohužel, takových obcí bylo minimum. Většina úřadů stále upřednostňuje analogový způsob archivace dokumentů. V mnoha případech ani nemají vyhotovený seznam pásem. Musí prohledávat archivy a ručně skenovat staré dokumenty. Zákresy pásem mají na špatně čitelných velkoformátových mapách, které nedokáží převést do digitální formy. Celkem 11 VPÚ ORP poslalo dokumenty rozhodnutí a kopie map poštou. Podklady musely být převedeny do digitální podoby řešiteli.

Obecně nebyly žádným VPÚ poskytnuty veškeré podklady hned na první dotaz. Někde se i přes veškerou snahu řešitelů nepodařilo přesvědčit úředníky k dohledání dokumentů v archivech (zejména v obcích, které nemají svého předchůdce v okresním úřadu), popř. k reakci na konkrétní dotazy k pásmům. V původní databázi DIBAVOD se téměř vždy nacházela ochranná pásma, která buď neobsahovala potřebné atributní informace, nebo jejich zákresy byly zcela nesmyslné. Ověření platnosti či neplatnosti stanovení těchto ochranných pásem a jejich oprava vyžadovala aktivní přístup VPÚ, kterého se bohužel ne vždy podařilo docílit. V některých případech to bylo z důvodu nedostatečné kapacity pracovníků úřadu či osobní frustrace z opakovaných požadavků různých subjektů na zasílání podkladů.

Přehled situace shromáždění podkladů a jejich zapracování do databáze je uveden v tabulkách 12.

Pro úlohu aktualizace prostorových dat OPVZ byly využity i další podklady:

Emailové podněty na změnu OPVZ (reklamace) zaslané Odborem ochrany vod MŽP, Oddělením centrální pracoviště registrů Ministerstva zemědělství ČR (Mze), Ústředním kontrolním a zkušebním ústavem zemědělským a zemědělskými družstvy.

Digitální katastrální mapa (DKM) připojená pomocí WMS služby (Web Map Service) z geoportálu ČÚZK. V těchto datech jsou čím dál častěji zobrazena ochranná pásma pomocí přerušované čáry. Bohužel tento podklad nelze nijak samostatně vyexportovat a není možné ho použít pro přímou aktualizaci nahrazením digitálního zákresu.

Datová vrstva ČÚZK – v únoru 2016 byla získána vrstva s polygony parcel, u kterých je evidovaná ochrana vodního zdroje nebo díla (jen v územích s katastrální mapou ve vektorové podobě). Tato vrstva obsahuje parcely, u nichž byl způsob ochrany podle § 38 vyhlášky č. 357/2013 [6] do katastru vložen pouze v posledních několika letech (od roku 2013).

Data podniků Povodí – během roku 2017 byly kontaktovány všechny podniky Povodí v ČR (Ohře, Vltava, Labe, Odra a Morava). Postupně byly získány zákresy ochranných pásem všech vodárenských nádrží a rovněž dokumenty příslušných rozhodnutí/opatření obecné povahy. Některé podniky v současné době stále pracují na zpřesnění svých mapových podkladů. Rovněž probíhá stanovování tzv. zón diferencované ochrany (ochranná pásma 2. stupně se zpřísněnými omezeními). Datum převzetí dat je uveden v databázi.

Aktualizovaná prostorová data OPVZ poskytnutá ÚHÚL – podle informací ÚHÚL vznikala vrstva ochranných pásem postupně koncem osmdesátých let z různých podkladů a je pravidelně aktualizována jednou za deset let. Ze začátku se zákresy překreslovaly ručně z podkladů různých institucí (okresní národní výbory, vodovody a kanalizace) do porostních map. Vrstva ochranných pásem slouží v oblastních plánech rozvoje lesů v rámci přehledu o funkčním zaměření lesů a jako podklad pro kategorizaci lesů. Údržba se provádí před vyhotovováním lesních hospodářských plánů. Proto nemusí být všude aktuální. Neobsahuje také některá pásma situovaná mimo les.

Tabulka 2. Přehled zpracování projektu v krajích s podklady od VPÚ ORP
Table 2. Overview of the project elaboration in regions with documents from the water authorities of municipalities with extended competence

Export tabelárních dat evidence vodoprávních rozhodnutí o ochranných pásmech vodních zdrojů poskytnutý v roce 2017 MZe a v roce 2018 přímo stažený z internetu – jedná se o tabulku ve formátu Excel se základními atributy vodoprávních řízení. Vedle tabulky jsou samostatně uloženy příslušné dokumenty.

Vrstva ochranných pásem přírodních léčivých zdrojů (OPPLZ) spravovaná Českým inspektorátem lázní a vřídel Ministerstva zdravotnictví ČR.

Postup aktualizačních prací se vyvíjel v průběhu projektu podle toho, jak byly oslovovány jednotlivé úřady a přicházely podklady v různých podobách. Obecně lze říci, že nejprve bylo nutné rozklíčovat příchozí dokument stanovující ochranné pásmo. Dokumenty byly často nejednoznačně nebo chybně pojmenovány (jedna ORP zaslala 17 stejně nazvaných souborů), jednotlivá rozhodnutí rozdělena do více souborů, nebo naopak nelogicky sloučena.

Po sestavení kompletního dokumentu byl v databázi podle základních údajů dohledán příslušný polygon ochranného pásma a do databáze zapsány atributy. Tato úloha závisela na čitelnosti dokumentu a existenci potřebných údajů. Především starší dokumenty byly často ručně vyplňovány do předtištěných formulářů, kde chyběla jakákoliv informace umožňující přesnou lokalizaci zdroje a jeho pásma v současné mapě. V těch úplně nejstarších z 60. let minulého století často nebyl uveden ani stupeň ochranného pásma nebo subjekt, který o stanovení ochranného pásma žádá.

Pokud byla k dokumentu připojena i čitelná mapka ochranného pásma, byl zkontrolován zákres v databázi. Přesnost zákresu odpovídá přesnosti podkladů. Byla-li přiložená mapka se zákresem pásma v malém měřítku, nemohl být polygon pásma zakreslen podle pozemků katastrální mapy. I když v textu rozhodnutí je téměř vždy uvedeno, že jeho nedílnou součástí je zákres pásma např. v katastrální mapě, bohužel ve velké části případů tyto mapky přiloženy k podkladům nebyly. Pokud ji VPÚ ani na opakovanou žádost nezaslal, byl vyžádán alespoň souhlas VPÚ se stávajícím zákresem v databázi.

Kontrola zákresů pásem pouze podle textu dokumentu rozhodnutí není prakticky možná. Pouze v nejnovějších dokumentech opatření obecné povahy (OOP) je přesný výčet pozemků, které lze nalézt ve stávající katastrální mapě. Takovéto dokumenty tvořily pouhý zlomek zpracovaných podkladů. V textech rozhodnutí v mnoha případech čísla pozemků vůbec uvedena nejsou. Pokud jsou, pak jejich číselné označení vzhledem k proběhlým pozemkovým úpravám v daném katastrálním území poměrně často neodpovídá současnému číslování. Ve stávající digitální katastrální mapě nelze zobrazit původní čísla pozemků, a proto nebylo podle těchto informací nejen možné pásmo přesně zakreslit, ale často ani lokalizovat.

V případě ochranných pásem, která ve zdrojové databázi DIBAVOD na začátku projektu nebyla uvedena, ale VPÚ k nim přesto informace poslal, bylo postupováno velmi podobně. Výsledkem nebyla oprava stávajícího, ale vložení nového polygonu OPVZ do databáze.

Pokud se podařilo s příslušným VPÚ prodiskutovat všechna stanovená ochranná pásma, byla úřadu v posledním kroku aktualizace zaslána souhrnná informace o proběhlých úpravách a výsledném stavu databáze.

Obr. 3. Výsledná (aktuální) podoba databáze OPVZ v místě ořezu
Fig. 3. The resulting (current) form of OPVZ database at the cutting point

U dat převzatých hromadně z krajských úřadů musel být vždy zdrojový datový model upraven pro potřeby vrstvy DIBAVOD. Znamenalo to vytvoření skriptů na rozdělení či naopak sloučení některých atributů v původních datech do polí cílové databáze. Musela být rovněž zkontrolována geometrie dat, neboť některé kraje nedbají na běžná topologická ani věcná pravidla geodatabází. Kompletní převzetí polygonů pásem v celých krajích bylo sice časově náročné, nicméně přesto pomohlo k zamýšlené úspoře práce s ověřením jednotlivých ochranných pásem.

Vrstva OPVN byla aktualizována trochu jiným způsobem. Především, jako zdroj informací o platnosti a správnosti zákresu pásem, byly použity vrstvy shapefile získané od podniků Povodí. Zákresy byly kompletně převzaty do databáze. V několika případech musely být dohledány a zkompletovány příslušné dokumenty, které jsou v případě OPVN značně obsáhlé.

Po skončení aktualizačních prací byla databáze na konci listopadu roku 2017 spolu s dokumenty rozhodnutí v digitální podobě předána na šesti DVD zadavateli (MŽP). V březnu roku 2018 byla data na pokyn MŽP publikována pomocí prohlížecích a stahovacích služeb mimo jiné i na Národním geoportálu INSPIRE. Aktualizovaná data je možné získat i na několika dalších místech (viz kapitola Výsledky).

Rok 2018

V roce 2018 pokračovaly aktualizační práce podle nového zadání ve značně omezeném rozsahu. V polovině března 2017 proto vydalo MŽP výzvu uživatelům vodních zdrojů ke kontrole databáze publikované na Národním geoportálu INSPIRE a k doplnění chybějících podkladů do 30. 8. 2018. V průběhu roku přicházely na Oddělení ochrany vod MŽP podněty k opravám. Byly přijaty i podněty, které byly odeslány po stanoveném termínu 30. 8. Celkem bylo nashromážděno 234 podnětů k opravám databáze.

Druhou skupinou podkladů byla data z Centrálního registru vodoprávní evidence. Za období září 2017 až říjen 2018 bylo z vodoprávní evidence staženo 29 záznamů o změnách v evidenci OPVZ.

Původně jich bylo staženo o několik víc. Bohužel VPÚ často formuláře editoru vyplní špatně, a tak jsou v evidenci OPVZ chybně zařazeny i dokumenty, které tam nepatří (např. povolení stavby). Záznamy z evidence byly zkombinovány s podněty zaslanými VPÚ a ostatními subjekty. Výsledkem byl soupis 40 změn.

Postup prací byl stejný, jako v rámci dlouhodobého projektu. Získané podklady neumožnily dokončit proces aktualizace u žádné další celé ORP (viz tabulka 2).

Výsledky

Pro vyřešení projektu aktualizace OPVZ v ČR byly navštíveny všechny krajské úřady. Bylo osloveno přibližně 150 VPÚ ORP a odborů územního plánování, všechny podniky Povodí, několik provozovatelů vodních zdrojů (vodovodů a kanalizací), ÚHUL, ČÚZK a několik starostů obcí.

Hromadným importem byla do databáze začleněna OPVZ ze tří krajů kompletně a dalších tří částečně. Individuálně byly zpracovány podklady ze 134 VPÚ ORP.

Během let 2015–2017 byl v rámci projektu s využitím podkladů získaných od výše uvedených subjektů navýšen celkový počet polygonů ve vrstvě OPVZ z původních cca 12 000 na 17 466. Polygonů ve vrstvě OPVN bylo v nejstarší verzi databáze přibližně 1 000, v konečné databázi jich bylo 1 466.

V roce 2018 se počet prvků ve vrstvě OPVZ zvýšil na 17 611. Z toho 14 542 polygonů splňuje kritéria MŽP pro zobrazení ochranného pásma ve výsledné databázi – polygony jsou platné, jejich platnost je ověřená u příslušného VPÚ ORP a je k nim připojen dokument vodoprávního rozhodnutí o stanovení pásma (případně opatření obecné povahy).

Podrobné dělení ochranných pásem do skupin podle jejich ověření, platnosti a připojení vodoprávního rozhodnutí/opatření obecné povahy k listopadu 2018 je v tabulkách 3 a 4.

Rozložení polygonů OPVZ a OPVN v České republice je patrné z obr. 1. Jsou zobrazena všechna pásma v konečné verzi databáze (před závěrečným exportem – odstranění neplatných a neověřených pásem a pásem bez vodoprávních rozhodnutí). Červenou barvou jsou zakreslena neověřená pásma, zelenou pásma platná a světle šedivou pásma neplatná. Světle modrá jsou pásma OPVN.

Data jsou oficiálně publikována pomocí prohlížecích a stahovacích služeb prostřednictvím národního geoportálu INSPIRE. Mapová služba (prohlížení pásem, zobrazení připojených dokumentů) je dostupná na adrese: https://geoportal.gov.cz/web/guest/map. Data jsou na geoportálu zveřejněna  rovněž prostřednictvím Web Map Service (WMS) a Web Feature Service (WFS) služby. Tyto služby zprostředkovává VÚV TGM.

V rámci evidence ISVS-VODA jsou data publikována rovněž prostřednictvím Hydroekologického informačního systému VÚV (HEIS VÚV) v prostředí vodohospodářské mapy na adrese: http://heis.vuv.cz/.

Tabulka 3. Počet polygonů OPVZ v kategoriích
Table 3. Number of OPVZ polygons in categories

I po ukončení projektu zůstává funkční jednoduchá prohlížečka ochranných pásem na adrese: http://www.dibavod.cz/ochranna-pasma. Zde je možné zobrazit si i neplatná pásma, neověřená pásma a pásma bez připojeného dokumentu vodoprávního rozhodnutí.

Na stránce s informacemi o projektu www.dibavod.cz/aktualizace-ochrannych-pasem jsou rovněž uvedeny odkazy ke stažení dat (shapefile) z portálů HEIS VÚV a DIBAVOD.

Databázi OPVZ, včetně neověřených pásem, převzalo MZe a použilo ji jako podklad do veřejného registru půdy LPIS.

Problémy

Problémy, na které řešitelský tým narážel během zpracování získaných podkladů, byly již naznačeny v předcházejících kapitolách. Pro získání ucelené představy o náročnosti práce na aktualizaci databází jsou zde hlavní oblasti problémů uvedeny souhrnně:

Datová struktura – data z krajů, případně ORP nejsou jednotně spravována. Proto má každá získaná vrstva jinak sestavenou atributovou tabulku, odlišné principy ukládání polygonů (např. prořezání či překrytí 1. a 2. stupně OPVZ), různý způsob navázání vodoprávních rozhodnutí atd.

Chyby ve vrstvách – jedná se o tzv. topologické chyby, tedy nepřesnosti v prostorových vlastnostech jednotlivých prvků datové sady (polygonů ochranných pásem). Pásma 1. a 2. stupně na sebe nenavazují, překrývají se, pásma 1. stupně nejsou vyříznuta z pásem 2. stupně, pásma 1. stupně v rámci jednoho OPVZ jsou spojeny v tzv. multipart objekt (což způsobí problém např. při zrušení OPVZ jedné ze studní vícezdrojového pásma).

Jiné než topologické chyby ve vrstvách – jde především o překryvy různých zákresů stejných pásem, které byly ve vrstvě ponechány buď chybnou, nebo nedokončenou kontrolou pásem na vodoprávním úřadě.

Vodoprávní rozhodnutí/opatření obecné povahy – velkým problémem je jejich neexistence (nebo nemožnost dohledání). Jedná se například o staré dokumenty, vydané dnes již neexistujícími okresními úřady. Druhou skupinou jsou dokumenty vodoprávních úřadů, které svoji agendu nemají v pořádku, případně nekomunikují. Další problematickou skutečností je formát získaných dokumentů. Jsou často nejednoznačně nebo chybně pojmenovány, rozděleny nebo naopak nelogicky sloučeny. Každý takový soubor bylo nezbytné samostatně prostudovat. Vzhledem k tomu, že tento typ podkladů byl řešen u 134 ORP a některé z obcí mají ve své správě i několik desítek až stovek OPVZ, bylo připojení rozhodnutí k polygonům nesmírně časově náročné.

Mapové podklady – jsou často špatně čitelné, zákresy pásem jsou v mapách malých měřítek, případně grafické podklady zcela chybí.

Vyjednávání s úředníky VPÚ – při kontaktování VPÚ ORP řešitelé často naráželi na neochotu či nepochopení. Úřady, kde pracují starší zaměstnanci bez vztahu k výpočetní technice, často nerozuměli zaslaným tabulkám. V několika případech složitě dohledávali rozhodnutí, která již byla ve VÚV TGM k dispozici (což bylo jasně v tabulce uvedeno). Velmi často pracovníci VPÚ argumentovali neúměrným pracovním zatížením běžnou agendou a tedy nedostatkem času pro zasílání podkladů a řešení sporných pásem. Minimálně u deseti úřadů se během prací na projektu vyměnila osoba, která má agendu OPVZ na starosti. A poměrně často svou práci nástupci nepředala a o projektu neinformovala. Což mělo za následek opětovné vysvětlování, prosby o poskytnutí podkladů a stahování časové ztráty.

Tabulka 4. Počet polygonů OPVN v kategoriích
Table 4. Number of OPVN polygons in categories

Špatná podpora legislativy – souvisí s výše uvedeným tématem. Úředníci v některých případech odmítali spolupracovat, protože byli přesvědčeni, že není jejich povinností evidovat ochranná pásma stanovená před vznikem jejich úřadu. V ČR je zhruba 70 % OPVZ stanoveno před rokem 2002 (nabití právní moci současného vodního zákona), případně 2003 (zrušení okresních úřadů). V současném vodním zákoně č. 254/2001 není způsob nakládání s původními pásmy hygienické ochrany stanovenými podle starší legislativy definován.

Samostatnou podkapitolu by mohly tvořit obsahové a topologické chyby v databázi zanesené při editacích firmou, která data spravovala v roce 2013. V roce 2017 byl řešen nejmarkantnější případ – firma chybně odstranila většinu OPVZ, která ležela pod polygonem OPVN Švihov 3. stupně. Z databáze tak zmizelo zhruba 250 polygonů platných ochranných pásem (viz obr. 23). V místech, kde OPVZ protínal polygon OP3 VN Švihov dokonce firma jednotlivá ochranná pásma polygonem ořízla, a vytvořila tak nesmyslný tvar pásma.

Závěr

Situace v evidenci OPVZ je velmi komplikovaná. Na jedné straně jsou zákonné povinnosti VPÚ ORP (§ 19 a § 20 vodního zákona) evidovat vydaná rozhodnutí a zasílat geometrii Katastrálnímu úřadu (zjednodušeně řečeno). Dále platí vyhlášky č. 252/2013 a č. 414/2013 upravující rozsah evidence (ovšem bez určení pověřeného odborného subjektu, který by údaje do informačního systému veřejné správy vkládal). Na druhé straně žádný předpis neřeší co s ochrannými pásmy stanovenými před účinností stávajícího vodního zákona. A těch je v ČR zhruba 70 %. Úředníci se mění, dokumenty se ztrácejí či jsou uloženy v archivech. Na stranu třetí, i v případě že VPÚ důsledně plní vodoprávní evidenci, neexistuje místo, kde se dokument o stanovení (změně, zrušení) OPVZ spojí s geometrií (zákresem). Výsledek aktivity úřadů tedy není nikde vidět. A na straně čtvrté jsou tu zemědělci, kteří jsou přímo dotčeni výskytem ochranného pásma na jimi obhospodařovaném pozemku. Rovněž veškeré administrativní úkony úředníků (povolení stavby, povolení k nakládání s vodami, zřízení nového zdroje atd.) z logiky věci musí být ovlivněny výskytem OPVZ v daném místě.

Obecně lze konstatovat, že v současné době neexistuje funkční evidence OPVZ ze strany VPÚ ORP. Jsou obce, které mají o OPVZ ve své působnosti přehled. Jsou to ale spíše výjimky a závisí to na konkrétní osobě úředníka VPÚ. Svou vlastní evidenci si vedou odbory územního plánování ORP, kde jsou OPVZ jedním z mnoha územně analytických podkladů. Velmi často odbory ÚP a VPÚ nespolupracují. Další evidenci si pro své potřeby lesního plánování vede Ústav pro hospodářskou úpravu lesa. ÚHUL není subjektem pověřeným k vedení evidence a pokrytí jejich dat v oblastech mimo les nemusí být kompletní. Evidenci OPVZ se věnují samotní oprávnění nebo podniky Povodí. Ani jejich evidence ovšem není nijak zařazena do oficiálního toku dokumentů a informace od nich nemusí být kompletní a správné. Vrstvy OPVZ a OPVN jsou součástí (podkladovou vrstvou) systému Veřejného registru půdy (LPIS), který spravuje MZe a podle kterého Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský kontroluje činnost zemědělských podniků. Chyba v zákresu ochranného pásma může ovlivnit způsob obhospodařování konkrétního půdního bloku, udělení pokut a dotační politiku.

Na přelomu tisíciletí vznikla ve VÚV TGM databáze OPVZ – zákresy pásem s připojenou tabulkou základních informací a v některých případech i dokumentem vodoprávního rozhodnutí v digitální podobě. Zdrojem byly papírové vodohospodářské mapy 1 : 50 000 a papírové dokumenty rozhodnutí z rušených okresních úřadů. V mnoha případech nebyly k dokumentům připojeny mapky, a tak bylo ochranné pásmo zakresleno jen ve formě kolečka uprostřed příslušné obce. V letech 2002–2015 byl VÚV TGM několikrát nárazově pověřen aktualizací vrstvy. Finance přidělené těmto úkolům postačovaly vždy jen na několik měsíců práce, kdy bylo možné vyřešit zhruba desítky konkrétních reklamací. Na systémovou práci prostředky nestačily. V roce 2013 zadalo MŽP zakázku jiné firmě, která v databázi provedla řadu nesmyslných a hlavně chybných změn. V roce 2015 MŽP již poskytlo finanční prostředky na kompletní aktualizaci databáze, neboť situace v evidenci OPVZ byla jednoznačně kritická. Po dokončení tříletého projektu byly v roce 2018 provedeny další editace databáze a aktualizovány desítky pásem.

V letech 2015–2018 se řešitelům podařilo vytvořit dva shapefile obsahující 17 611 polygonů OPVZ a 1 466 polygonů OPVN. Z tohoto počtu je v případě vrstvy OPVZ 14 542 polygonů ověřených, platných a je k nim připojen dokument vodoprávního rozhodnutí/opatření obecné povahy v digitální podobě. Celkem 2 177 polygonů bylo označeno jako ověřeně neplatných. K 308 polygonům, které jsou podle sdělení příslušných VPÚ platné, nebylo možné připojit dokument o stanovení ochranného pásma. Dokumenty jsou buď uloženy v archivech bývalých okresních úřadů, případně byla část dokumentů v minulosti ztracena. Vodoprávní úřad ORP v takovém případě nemá prostředky, jak stanovená OPVZ dohledat. Celkem 584 polygonů se nepodařilo ověřit. VPÚ v těchto případech nereagovaly na dotazy ke konkrétním ochranným pásmům a nezaslaly potřebné podklady pro jejich opravu či kontrolu.

Výsledná databáze OPVZ začala v okamžiku ukončení editačních prací zastarávat. Aby se v budoucnu neopakovala situace složitého vyhledávání podkladů pro aktualizaci, která nyní zaměstnala řadu lidí, je nezbytné nastavit systém dlouhodobé udržitelnosti evidence ochranných pásem. Ministerstvo životního prostředí by mělo pověřit konkrétní subjekt, který převezme úlohu aktualizace databází, ideálně v dlouhodobém horizontu. Je také důležité motivovat vodoprávní úřady ORP k zasílání dokumentů do registru vodoprávní evidence a na katastrální úřad, jak jim ukládá zákon.

V ideálním případě by evidence nejen OPVZ měla být řešena automatizovaným způsobem. V dnešní internetové době by nemělo být složité vybudovat systém propojení evidence dokumentů a zákresů v jednotné geoprostorové databázi. Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka je připraven se takové úlohy ujmout. Jednou z možností, jak zajistit funkčnost systému evidence, je zavést OPVZ jako účelový územní prvek (ÚÚP) v Registru územní identifikace, adres a nemovitostí (RUIAN), což v posledních letech navrhuje Český úřad zeměměřičský a katastrální. Tento způsob ovšem rovněž předpokládá důslednou spolupráci příslušných úřadů a pravděpodobně neřeší problematiku připojení dokumentace k zákresům pásem.

Na základě několikaleté zkušenosti s aktualizací OPVZ a především díky komunikaci s mnoha úřady doporučuje řešitel svolat jednání zástupců MŽP, MZe, Ministerstva pro místní rozvoj ČR, ČÚZK, KÚ, VPÚ ORP atd., které by mohlo napomoci vyřešit, či alespoň posunout problematiku evidence ochranných pásem vodních zdrojů do stavu odpovídajícímu technologii a také potřebám 21. století.

Posted by & filed under Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie.

Souhrn

Článek shrnuje výsledky sledování kvality vody ve vybraných profilech Motolského a Litovického potoka, které probíhalo v roce 2018. Sledování bylo zaměřeno na změny obsahu živin (formy dusíku a fosforu), koncentrace chlorofylu-a a na kvalitativní složení společenstva fytoplanktonu a zooplanktonu. Získané výsledky ukázaly horší stav v Litovickém potoce ve srovnání s Motolským potokem jak z hlediska obsahu živin, tak biomasy fytoplanktonu. Kvalita vody v Litovickém potoce je ovlivňována zejména přísunem znečištění ze zemědělsky využívané krajiny, přísunem komunálního znečištění a vodou odtékající z čistíren odpadních vod v povodí potoka.

Obr. 1. Motolský potok, profil Zličín
Fig. 1. Motolský stream, the profile Zličín

Úvod

V průběhu roku 2018 bylo prováděno sledování kvality vody ve vybraných profilech Motolského a Litovického potoka, které jsou významnými (páteřními) vodními toky západní části pražské aglomerace a na jejichž toku jsou využívaná přírodní koupaliště. Zatímco povodí Motolského potoka leží pouze na území hlavního města Prahy, povodí Litovického potoka zasahuje svou horní částí do území Středočeského kraje. Na obou sledovaných potocích se nachází řada rybníků a nádrží, z nichž některé jsou určitým způsobem využívány (rybářství, rekreace), případně mají retenční úlohu.

Obr. 2. Motolský potok, přítok do Mlýnského rybníka
Fig. 2. Motolský stream, inflow to the Mlýnský pond
Obr. 3. Motolský potok, odtok z Mlýnského rybníka
Fig. 3. Motolský stream, outflow from the Mlýnský pond
Obr. 4. Motolský potok, odtok z Pivovarského rybníka
Fig. 4. Motolský stream, outflow from the Pivovarský pond
Obr. 5. Motolský potok, přítok do rybníka R1
Fig. 5. Motolský stream, inflow to the R1 pond
Obr. 6. Motolský potok, odtok z rybníka R3
Fig. 6. Motolský stream, outflow from the R3 pond

Motolský potok (délka toku 9,9 km) pramení v oblasti Zličína, v blízkosti konečné stanice metra. Po krátkém, přibližně kilometrovém, toku otevřeným korytem (obr. 1) vtéká do podzemí, ze kterého se dostává na povrch u Motolského krematoria (obr. 2), kde napájí Mlýnský rybník. V jeho zatrubněné části do něj ústí zprava Větvený potok s retenční nádrží Brouček. Po odtoku z Mlýnského rybníka (obr. 3) pokračuje potok krátkým úsekem volné vody a znovu vtéká do podzemí, kde se dělí na dvě části. Pravá část prochází rybníkem Pivovarský, pokračuje krátkým otevřeným úsekem (obr. 4) a následně se potrubím pod Plzeňskou ulicí dostává na levou stranu, kde se později spojuje s druhou, levou částí. Levá část Motolského potoka podchází Plzeňskou ulici hned po rozdělení toku, částečně volně a částečně podzemím přitéká do soustavy tří propojených motolských rybníků (R1, R2, R3), které napájí (obr. 5).

Obr. 7. Motolský potok, přítok do nádrže Homolka
Fig. 7. Motolský stream, inflow to the Homolka reservoir
Obr. 8. Litovický potok, odtok z rybníka Bašta
Fig. 8. Litovický stream, outflow from the Bašta pond
Obr. 9. Litovický potok, odtok z rybníka Litovický
Fig. 9. Litovický stream, outflow from the Litovický pond
Obr. 10. Litovický potok, přítok do nádrže Strnad
Fig. 10. Litovický stream, inflow to the Strnad reservoir
Obr. 11. Litovický potok, odtok z nádrže Strnad
Fig. 11. Litovický stream, outflow from the Strnad reservoir
Obr. 12. Litovický potok, odtok z nádrže Jiviny
Fig. 12. Litovický stream, outflow from the Jiviny reservoir
Obr. 13. Litovický potok, přítok do rybníka Libocký
Fig. 13. Litovický stream, inflow to the Libocký pond
Obr. 14. Litovický potok, odtok z rybníka Libocký
Fig. 14. Litovický stream, outflow from the Libocký pond

Prostřední rybník R2 je v letním období využíván k rekreaci a koupání jako přírodní koupaliště. Po odtoku z rybníka R3 (obr. 6) pokračuje potok volně korytem, zprava přibírá potok Cibulka, podzemím podchází Plzeňskou ulici a na hranici lesoparku Cibulka vtéká do nově vybudované nádrže Homolka (obr. 7). Z nádrže Homolka odtéká Motolský potok podzemím pod oblastí Košíř a Smíchova a přibližně po čtyřech kilometrech ústí zleva do Vltavy mezi Palackého a Jiráskovým mostem [1].

Tabulka 1. Seznam odběrových míst
Table 1. List of sampling sites

Litovický potok (délka toku 13,3 km), resp. Litovicko-Šárecký potok (celková délka 24,3 km), pramení v oblasti obce Chýně ve Středočeském kraji, v blízkosti západního okraje Prahy. Potok postupně protéká soustavou navazujících rybníků Bašta (obr. 8), Strahovský a Břve, odkud se voda dostává do Litovického rybníka. Rybník Strahovský je intenzivně rybářsky využíván, rybník Břve je využíván k rekreaci. Odtoková voda z Litovického rybníka (obr. 9) pokračuje volným úsekem přes město Hostivice, kde se zleva připojuje Jenečský potok, dále do nádrže Strnad (obr. 10) se zaústěním Zličínského potoka.

Obr. 15. Litovický potok, přítok do nádrže Džbán
Fig. 15. Litovický stream, inflow to the Džbán reservoir
Obr. 16. Litovický potok, odtok z nádrže Džbán
Fig. 16. Litovický stream, outflow from the Džbán reservoir
Obr. 17. Odběrová místa na Motolském potoce
Fig. 17. Sampling sites on the Motolský stream

Po průchodu nádrží Strnad (obr. 11) pokračuje potok do retenční nádrže Jiviny na území Prahy-Ruzyně. Do nádrže přitéká zprava potok Řepský. Po výtoku z nádrže Jiviny (obr. 12) pokračuje potok krátce volným úsekem, následně podzemím prochází pod částí Ruzyně, vynořuje se pod oborou Hvězda a volně přitéká k Libockému rybníku. Část vody z Litovického potoka rybník napájí (obr. 13) a část teče dále obtokovým korytem. Odtok z Libockého rybníka pak ústí zpět do obtoku (obr. 14). Litovický potok následně pokračuje oblastí Liboce a Veleslavína a do nádrže Džbán (obr. 15), z nádrže vytéká v oblasti Divoké Šárky (obr. 16). Poté co protekl Šáreckým údolím jako Litovicko-Šárecký potok ústí zleva do Vltavy v Praze-Podbabě [2].

Lokality a metodika

Vzorky pro sledování kvality vody Motolského a Litovického potoka byly odebírány 1× měsíčně v období březen až listopad roku 2018. Seznam odběrových míst je uveden v tabulce 1, jejich poloha je znázorněna na mapách na obr. 17 (Motolský potok) a obr. 18 (Litovický potok). Podkladové mapy byly převzaty z portálu Mapy.cz.

Obr. 18. Odběrová místa na Litovickém potoce
Fig. 18. Sampling sites on the Litovický stream

Vzorky vody byly odebírány převážně na přítoku a odtoku z rybníků a nádrží. Odběry v terénu doprovázelo in-situ měření fyzikálně-chemických charakteristik kvality vody (teplota, pH, koncentrace rozpuštěného kyslíku, nasycení vody kyslíkem). Laboratorní analýzy vzorků byly zaměřeny na stanovení jednotlivých forem dusíku (N-NH4, N-NO3, N-NO2, N-organický, N-celkový) a fosforu (P-PO4, P-celkový). Hydrobiologické analýzy vzorků zahrnovaly stanovení koncentrace chlorofylu-a jako měřítka biomasy fytoplanktonu a kvalitativní složení společenstva fytoplanktonu a zooplanktonu. Odběry vzorků a následné analýzy byly prováděny standardními postupy podle ČSN ISO [3–8], popř. metodami běžnými v limnologickém výzkumu.

Výsledky a diskuse

Motolský potok

Na obr. 19 jsou znázorněny průměrné a maximální hodnoty koncentrací N-NH4, N-NO3, P-PO4 a P-celk. ve sledovaných profilech Motolského potoka v daném období. Horní úsek toku (profil Zličín) charakterizují nízké průměrné i maximální hodnoty vybraných ukazatelů kvality vody. Výjimkou jsou hodnoty N-NO3, které jsou identické s údaji v následujících profilech.

Obr. 19. Průměrné a maximální hodnoty N-NH4, N-NO3, P-PO4 a P-celk. ve sledovaných profilech na Motolském potoce (sloupec = průměr, trojúhelníček = maximum)
Fig. 19. Mean and maximum values of N-NH4, N-NO3, P-PO4 and P-celk. in the studied profiles on the Motolský stream (column = mean, triangle = maximum)

Hodnoty koncentrací forem dusíku a fosforu jsou v lokalitách pod výstupem toku z podzemí – po odtok z rybníka R2 – vyšší ve srovnání s horním úsekem. V těchto lokalitách se průměrné hodnoty N-NH4 pohybovaly v rozmezí 0,11–0,28 mg.l-1, N-NO3 0,57–3,24 mg.l-1, P-PO4 0,03–0,05 mg.l-1 a P-celk. 0,07–0,10 mg.l-1. Výrazné zvýšení jak průměrných, tak zejména maximálních hodnot koncentrace forem dusíku a fosforu bylo zjištěno na odtoku z rybníka R3. V tomto profilu dosáhla např. maximální koncentrace N-NH4 hodnoty 5,15 mg.l-1 a P-celk. 0,76 mg.l-1. Zjevný pokles hodnot sledovaných ukazatelů kvality vody byl zaznamenán před zaústěním Motolského potoka do podzemního závěrečného úseku (obr. 19).

Změny obsahu chlorofylu-a (měřítko biomasy fytoplanktonu) během vegetační sezony (tj. březen–říjen) jsou pro vybrané profily Motolského potoka graficky znázorněny na obr. 20. V některých termínech hodnoty v grafech chybí.

Obr. 20. Sezonní změny koncentrace chlorofylu-a ve sledovaných profilech Motolského potoka
Fig. 20. Seasonal changes of chlorophyll-a concentration in the studied profiles on the Motolský stream
Obr. 21. Průměrné a maximální hodnoty N-NH4, N-NO3, P-PO4 a P-celk. ve sledovaných profilech Litovického potoka (sloupec = průměr, trojúhelníček = maximum)
Fig. 21. Mean and maximum values of N-NH4, N-NO3, P-PO4 and P-celk. in the studied profiles on the Litovický stream (column = mean, triangle = maximum)

Vzhledem k extrémnímu suchu, nedostatku srážek v průběhu roku 2018 a k nutnosti zajistit podmínky pro rybí obsádku voda z rybníků neodtékala. Hodnoty chlorofylu-a zjištěné na odtocích z rybníků (Mlýnský, R1 a R2) zejména v letním období dokumentují výskyt vysoké biomasy fytoplanktonu ve vlastních rybnících. Rozvoj biomasy fytoplanktonu vedl v rybnících ke vzniku vegetačního zákalu a poklesu průhlednosti vody. Hodnoty průhlednosti vody měřené v rybnících se pohybovaly v rozmezí 0,5–0,8 m. Charakter změn obsahu chlorofylu-a na odtoku z rybníka Pivovarský a z nádrže Homolka se od ostatních profilů liší. Vysoká počáteční koncentrace chlorofylu-a (63,8 µg.l-1) na odtoku z Pivovarského rybníka poklesla na nízkou úroveň, která se udržela do konce vegetační sezony. Důvodem bylo postupné až úplné zarůstání rybníka makrovegetací, zhoršení světelných podmínek ve vodním sloupci omezující rozvoj fytoplanktonu. Nádrž Homolka se v průběhu jarního období teprve plnila vodou. V závěru vegetační sezony byla na odtoku z nádrže zjištěna nejvyšší hodnota biomasy fytoplanktonu (chlorofyl-a 94,1 µg.l-1) ze všech sledovaných lokalit.

Litovický potok

Úroveň živin ve sledovaných profilech Litovického potoka dokumentuje obr. 21, na kterém jsou znázorněny průměrné a maximální hodnoty koncentrací N-NH4, N-NO3, P-PO4 a P-celk. v daném období. Z porovnání rozsahu hodnot v jednotlivých grafech na obr. 1921 je zřejmé, že obsah sledovaných živin je v Litovickém potoce významně vyšší než v Motolském potoce. Především se to týká koncentrací N-NH4, P-PO4 a P-celk. Koncentrace živin v profilech Litovického potoka se postupně zvyšuje od horního úseku toku, odtok z rybníku Bašta, po přítok do nádrže Strnad (v roce 2018 vypuštěná, odstraňování sedimentu – napouštění začalo až v říjnu, přičemž veškerá vzrostlá makrovegetace byla ponechána na místě a opět zaplavena). Kvalita vody je v tomto profilu ovlivněna přísunem vody odtékající z čistírny odpadních vod umístěné pod městem Hostivice. Na přítoku do nádrže Strnad byla zjištěna maximální koncentrace P-celk. 2,8 mg.l-1 a maximální hodnota N-NH4 12,6mg.l-1. V profilech umístěných na úseku toku pod nádrží Strnad se jak průměrné, tak maximální hodnoty forem fosforu a dusíku (s výjimkou N-NH4) udržovaly na nižší úrovni. Průměrné hodnoty N-NH4 se pohybovaly v rozmezí 0,12–1,37mg.l-1, N-NO3 0,61–2,18 mg.l-1, P-PO4 0,19–0,41 mg.l-1 a P-celk. 0,30–0,62 mg.l-1. Reakcí na vysoký obsah živin v ekosystémech povrchových vod, zejména stojatých a pomalu tekoucích, je rozvoj autotrofních organismů. Objevuje se vysoká biomasa mikroskopických sinic a řas nebo dochází ke zvýšenému rozvoji vodních makrofyt.

Změny obsahu chlorofylu-a během vegetační sezony jsou pro vybrané profily Litovického potoka znázorněny na obr. 22. Ve všech profilech, s výjimkou odtoku z rybníků Litovický a Libocký, byly zjištěny vysoké koncentrace chlorofylu-a, které dosahovaly hodnot 250–360 µg.l-1. Průhlednost vody měřená v rybnících nad odtokovými profily byla za těchto podmínek na úrovni 0,30–0,40 m. Nízké hodnoty biomasy fytoplanktonu na odtoku z Litovického rybníka jsou ovlivněny tím, že z rybníka odtéká voda ze spodních vrstev (viz obr. 9), zatímco fytoplankton se vyskytuje především v horní prosvětlené (eufotické) vrstvě vody. Do spodních vrstev se pak fytoplankton dostává sedimentací vesměs odumírajících jedinců. V odtoku z Libockého rybníka byla časně na jaře zjištěna hodnota koncentrace chlorofylu-a 35 µg.l-1, do konce vegetační sezony byl obsah chlorofylu-a velmi nízký (chlorofyl-a 0,6–4,0 µg.l-1). Na jaře a počátkem léta bylo množství fytoplanktonu v Libockém rybníce udržováno na nízké úrovni predačním tlakem přítomného zooplanktonu (viz kapitola zooplankton).

Obr. 22. Sezonní změny koncentrace chlorofylu-a ve sledovaných profilech Litovického potoka
Fig. 22. Seasonal changes of chlorophyll-a concentration in the studied profiles on the Litovický stream

V letním období došlo v rybníce k masovému rozvoji zelené řasy Hydrodictyon reticulatum, která vytvářela rozsáhlé makroskopické sítě zaplňující objem rybníka. Po odumření biomasy této zelené řasy zarostl rybník vegetací makrofyt (Myriophyllum sp., Lemna sp.), viz obr. 23. Za uvedených podmínek nemohl rozvoj fytoplanktonu v rybníce ve větší míře nastat. Vzhledem k značně vysokému obsahu celkového fosforu (průměrná hodnota 0,5 mg.l-1) a chlorofylu-a v profilu Džbán-přítok (až 84,7 µg. l-1) dochází v nádrži, která je využívána ke koupání a rekreaci, k silnému rozvoji fytoplanktonu a v letním období k výskytu vodního květu sinic.

Obr. 23. Libocký rybník s porosty makrofyt (Myriophyllum sp., Lemna sp.)
Fig. 23. Libocký pond with the macrophyte vegetation (Myriophyllum sp., Lemna sp.)

Fytoplankton

Analýza druhového složení fytoplanktonu profilů Motolského a Litovického potoka byla zaměřena především na období s výskytem vysoké biomasy řas. Struktura společenstva fytoplanktonu byla velmi pestrá, charakteristická přítomností velkého množství taxonů, zejména zelených řas (Chlorophyceae). Ze skupiny kokálních zelených řas se vyskytovaly druhy rodů Aktinastrum, Coelastrum, Crucigenia, Crucigeniella, Desmodesmus, Dictyosphaerium, Monoraphidium, Oocystis, Pediastrum, Planktosphaeria, Scenedesmus, Tetraedron, Terastrum. Zelení bičíkovci byli zastoupeni druhy rodů Chlamydomonas, Pandorina, Phacotus, Pteromonas. Vodní květ, tvořený kokální sinicí Microcystis aeruginosa, byl v průběhu sledování zaznamenán na rybníce Břve a nádrži Džbán. Uvedené kvalitativní složení fytoplanktonu je charakteristické pro ekosystémy rybníků.

Zooplankton

Druhové složení zooplanktonu vybraných rybníků a nádrží v povodí Motolského a Litovického potoka bylo orientačně sledováno v červenci a říjnu. Analyzovány byly vzorky odebrané z rybníků Mlýnský, Pivovarský, R1, R3 a nádrže Homolka na Motolském potoce a z rybníků Bašta, Strahovský, Břve, Litovický, Libocký a nádrží Jiviny a Džbán na Litovickém potoce.

Složení zooplanktonu ve sledovaných lokalitách indikuje vysokou rybí obsádku – společenstvo je tvořeno výhradně drobnými zástupci, kteří odolávají predačnímu tlaku ryb.

Sledované nádrže lze podle převažujícího složení zooplanktonu rozdělit do několika skupin:

  • s dominancí vířníků (Rotifera): většinou rod Keratella (především K. quadrata, K. cochlearis), Brachionus (B. calyciflorus, B. urceolaris), Asplanchna priodonta; v některých navíc Polyarthra dolichoptera, Filinia longiseta, Synchaeta sp.: Mlýnský rybník, rybník Bašta, nádrž Homolka;
  • s dominancí klanonožců (Copepoda): především drobní zástupci: Microcyclops bicolor, Cyclops strenuus, Paracyclops sp., Thermocyclops sp., méně – zvláště v jarním období – Eudiaptomus gracilis; ve všech lokalitách se trvale vyskytují kopepoditová a naupliová stadia: rybníky Pivovarský, Břve, Strahovský a nádrž Jiviny;
  • s dominancí drobných perlooček (Cladocera): především Bosmina longirostris, Daphnia galeata, Ceriodaphnia sp.: rybníky R1, R3 a Litovický, nádrž Džbán.

Výjimkou ve složení společenstva zooplanktonu byl Libocký rybník. Ačkoliv jde o obhospodařovaný rybářský revír, v jarním a časně letním období rybník vykazoval stadium „čisté vody“, pro které je charakteristický výskyt velkých perlooček. V případě Libockého rybníka byla dominantním druhem perloočka Daphnia magna. Po rozkladu enormní biomasy zástupců mikro- i makroflory, která se vyskytovala v rybníce v letním období (obr. 23), byli v říjnovém zooplanktonu zjištěni už jen drobní zástupci (především Rotifera, Eudiaptomus gracilis, kopepoditová a naupliová stadia, Bosmina longirostris, Ceriodaphnia sp.).

Závěr

Výsledky sledování kvality vody Motolského a Litovického potoka, které probíhalo v teplotně výrazně nadprůměrném a srážkově chudém roce 2018, dokumentují horší stav v Litovickém potoce jak z hlediska obsahu sledovaných živin, tak přítomnosti vysoké biomasy fytoplanktonu. Hlavní důvody tohoto stavu lze spatřit v odlišném charakteru povodí obou potoků. Na rozdíl od relativně malého povodí Motolského potoka je povodí Litovického potoka rozsáhlejší, zahrnuje zemědělsky využívanou krajinu, potok protéká oblastí s větším počtem lidských sídel rozptýlených v povodí. Lze tak předpokládat přísun znečištěných povrchových vod i komunálního znečištění drobnějšími toky v povodí (potoky Jenečský, Zličínský, Řepský). Do Litovického potoka ústí také odtok z čistírny odpadních vod pod městem Hostivice. Na kvalitu vody v potoce má vliv intenzivní rybářské využití rybníků na horním úseku toku. Také přítomnost, v řadě případů, extrémní biomasy fytoplanktonu zpětně ovlivňuje kvalitu vody, zejména kyslíkové poměry, a přispívá k organickému zatížení.

Poděkování

Příspěvek vznikl za podpory projektu CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_040/0000382 Rekreační potenciál vody v Praze – stav a výhledy řešeného v rámci operačního programu Praha – Pól růstu II.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

V červnu 2019 bude na Den Dunaje zahájena největší mezinárodní říční expedice roku – Společný průzkum Dunaje 4 (Joint Danube Survey 4, JDS4) ve 13 zemích v povodí Dunaje včetně České republiky.

Hlavním účelem společných průzkumů Dunaje je zajistit spolehlivé a vzájemně porovnatelné informace o vybraných ukazatelích kvality vody a stavu ekosystémů řeky Dunaje včetně jeho hlavních přítoků v krátkém časovém období. Tři společné dunajské průzkumy se již uskutečnily v letech 2001, 2007 a 2013. Vlastní průběh JDS koordinuje sekretariát Mezinárodní komise pro ochranu Dunaje (MKOD). V roce 2007 obdržela komise ocenění v australském Brisbane za nejlepší management povodí: 2007 Thiess International Riverprize.

Obr. 1. Společný průzkum Dunaje 2 byl nejrozsáhlejší expedicí ze všech tří realizovaných průzkumů Dunaje; výzkumná plavidla byla využita v JDS1, 2 a 3

Spolupráce při ochraně povodí řeky Dunaje představuje jednu z největších mezinárodních aktivit v ochraně vod. Spolupráce byla zahájena v osmdesátých letech formou Deklarace podepsané v Bukurešti, ale týkala se pouze řeky Dunaje. Na podnět Evropských společenství zahájil v roce 1992 činnost Environmentální program Dunaje podporovaný z mezinárodních zdrojů, který zahrnoval celé povodí Dunaje včetně jeho přítoků, a současně byla zahájena příprava dokumentu Úmluva o spolupráci pro ochranu a únosné využívání Dunaje (1998). Pro naplňování cílů Úmluvy byla založena Mezinárodní komise pro ochranu Dunaje (MKOD), viz www.icpdr.org/main/, která se zavázala k plnění úkolů souvisejících s implementací směrnice 2000/60/ES, ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky (RS o vodě) v celém povodí Dunaje.

Monitoring jakosti vody byl zahájen v roce 1992 a navázal na historické sledování. Byla založena monitorovací síť v celém povodí nazvaná Mezinárodní monitorovací síť povodí Dunaje (TransNational Monitoring Network, TNMN). Od roku 1996 jsou výsledky pravidelně publikovány v ročenkách jakosti (TNMN Yearbooks) na webových stránkách MKOD (viz www.icpdr.org/main/publications/tnmn-yearbooks) a jejich cílem je poskytnout vyvážený pohled na stav znečištění vod a dlouhodobé trendy v kvalitě včetně stanovení míry zatížení jednotlivých významných řek v povodí Dunaje. Data do databáze TNMN jsou poskytována smluvními stranami MKOD a rozsah monitoringu je ovlivněn
možnostmi členských zemí a jejich laboratorním vybavením.

Vedle hlavního účelu společných průzkumů Dunaje, kterým je vytváření spolehlivých a vzájemně porovnatelných dat o kvalitě vody v povodí v rozsahu odlišujícím se od dat v TNMN databázi, umožňují vzájemnou úzkou spoluprací mezi týmy a dalším vzděláváním harmonizovat národní monitorovací přístupy a postupy v souladu s RS o vodě. JDS napomáhá vládám zemí v povodí Dunaje implementovat Úmluvu o spolupráci pro ochranu a únosné využívání Dunaje a naplňovat požadavky RS o vodě. Závěry JDS umožňují rozhodovat o opatřeních v oblasti životního prostředí. Expedice JDS jsou příkladem efektivní mezinárodní spolupráce všech podunajských zemí, počínaje Německem a konče Rumunskem, zahrnující jak členské, tak i nečlenské státy Evropské unie.

Obr. 2. Profil Morava-Lanžhot byl sledován v rámci JDS2 a byl také zařazen mezi lokality, kde bude probíhat průzkum v rámci JDS4

Ve čtvrtém společném průzkumu Dunaje (JDS4) dochází oproti předchozím společným průzkumům ke změně konceptu. Nebude využíváno hlavní průzkumné plavidlo Argus (obr. 1) včetně dalších dvou doprovodných lodí a většinu vzorkovacích prací provedou proškolené národní týmy pod vedením mezinárodního týmu odborných expertů, kteří celou akci metodicky povedou a ve spolupráci s národními týmy vyhodnotí výsledky. Vzorkování bude zahrnovat čtyři různé matrice – povrchovou vodu, sedimenty, plaveniny a jednotlivé složky bioty (fytobentos, fytoplankton, zooplankton, makrozoobentos a ryby) – každou s vlastním seznamem parametrů ke stanovení. Speciální monitoring (např. e-DNA analýzy či mikrobiologický monitoring) provedou speciální mezinárodní týmy. Do JDS4 budou znovu zahrnuty kromě Dunaje i významné přítoky Dunaje shodně jako během JDS2. Společný průzkum Dunaje 4 si vytyčil tyto následující tři hlavní cíle:

  1. získat data pro ukazatele, které obvykle nejsou monitorovány a analyzovány v programech monitoringu;
  2. shromáždit informace o environmentálních proměnných a vodních organismech ve formátu, který je snadno porovnatelný mezi jednotlivými regiony a zeměmi;
  3. zvýšit veřejné povědomí o stavu a kvalitě podunajských vod a o pokračujícím úsilí v ochraně a obnově říčních ekosystémů.

Výsledky JDS4 podpoří přípravu 3. mezinárodních plánů povodí Dunaje (2021), screening rozšíření invazních nepůvodních druhů, harmonizaci vzorkovacích metod biologických složek kvality používaných v různých podunajských zemích, identifikaci specifických znečišťujících a emergentních látek v povodí Dunaje, průzkum kvality sedimentů, hydromorfologické hodnocení, screen-
ing kvality poříčních podzemních vod, testování nových metod (např. využití e-DNA analýz vody a DNA analýzy vzorků bioty, vzorkování mikroplastů v povrchových vodách a jejich analýza), specifické výzkumy (zooplankton, mikrobiální analýzy, izotopy, ekotoxikologie aj.). Získaná data umožní také zajímavé porovnání vývoje kvality a stavu vod a jejich společenstev v dlouhodobém horizontu.

Obr. 3. Profil Dyje-Pohansko

Účast a koordinaci prací na národní úrovni zajišťuje Odbor ochrany vod Ministerstva životního prostředí prostřednictvím národního koordinátora a pracovníků Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v. v. i. Průzkum bude na našem území prováděn na dvou říčních profilech, Morava-Lanžhot a Dyje-Pohansko (obr. 2 a 3), v místech, kde hlavní moravské řeky opouští ČR.

 

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Již je to celý rok, co jste se stal ředitelem Výzkumného ústavu vodohospodářského. Jak byste svůj rok v ústavu zhodnotil, splnil Vaše očekávání?

Je téměř neuvěřitelné, že jsem v ústavu již celý rok. Nevím, zda to uteklo tak rychle jen mně, ale já mám pocit, že jsem se ještě nestačil pořádně zabydlet. Zejména zpočátku, kdy jsem se musel seznamovat s řadou postupů a zvyklostí, které jsou specifické jen pro výzkumné ústavy, a nelze se na ně připravit dopředu, to bylo velmi hektické období. Vlastně to svým způsobem trvá dosud.

Zhodnocení mého působení by si zasloužilo srovnání s předchozími roky, které já mohu udělat jen stěží, takže otázka by asi měla být položena spíše našim zaměstnancům. Ústav v minulých letech procházel složitými obdobími, která zaměstnanci a předchozí vedení úspěšně zvládli. Z tohoto pohledu jsem měl situaci rozhodně jednodušší. Jednotka prověřená bojem je také zcela jistě stabilnější než skupinka rekrutů, byť by měli výborné školení a vysoké nasazení. Získané sebevědomí je pak velmi potřebné v prosazování se ve velmi konkurenčním národním i nadnárodním vědeckém prostředí.

Jedno subjektivní srovnání prvního roku svého působení jsem však již udělal. Na konci minulého roku jsem pro Radu ústavu provedl srovnání svých představ a cílů, které jsem presentoval při výběrovém řízení, se skutečností. Mám velmi dobrý pocit, že většinu z nich se daří postupně plnit, i když samozřejmě narážím na situace, kdy splnění mých představ bude vyžadovat podstatně více času, než jsem původně předpokládal. Mezi ně patří výzkum v oblasti odpadového hospodářství, větší účast v evropských projektech nebo plnohodnotné obchodní a marketingové oddělení. Existuje i několik vizí, které se mi nepodaří realizovat asi nikdy.

Na co jsem však velmi hrdý, je modernizace řízení projektů, kdy jsme založili oddělení pro přípravu a řízení projektů, obměňujeme interní výpočetní systémy a budujeme prostředí, které umožní výzkumným pracovníkům mít více prostoru pro výzkum a vědu, já to označuji souhrnným výrazem – bádání. Mám obrovské štěstí, že tuto myšlenku se mnou sdílí nejen celé vedení, ale potřebu změny většinou vnímají i samotní výzkumní pracovníci.

 

Dříve jste pracoval na ředitelství České inspekce životního prostředí, která je také jednou z resortních organizací MŽP. Pomohla Vám tato zkušenost při vedení VÚV TGM?

Práce na inspekci byla pro mne životním zlomem. V předchozích zaměstnáních jsem vždy pracoval v soukromých společnostech, kde byl hlavním kritériem zisk, kterému se podřizovalo vše. Pokud byl pracovník úspěšný, tak se mu otevíraly možnosti osobního růstu, získávání podpory pro vlastní činnost, ale rostlo i očekávání managementu a docházelo k negativnímu prolínání firemního a osobního života. Já jsem měl to velké štěstí, že jsem měl výsledky, které mne katapultovaly do vedení velkých nadnárodních společností. Inspekce však měla zcela jiný cíl, a tím byla kontrola dodržování zákonů a nekompromisní jednání v případě, že zákony dodrženy nebyly. ČIŽP je správní úřad, takže i řízení organizace je náročnější na dodržování předpisů a postupů. Především role ředitele oblastního inspektorátu pro Prahu a Středočeský kraj, kdy jsem měl blízko k aktivní činnosti inspektorů a případům, jež řešili, mi dala přehled nejen o vlastní problematice ochrany životního prostředí, včetně ochrany vod, ale i o tom, jak důležité je předpisy a zákony znát a jejich dodržování vyžadovat.

Resort životního prostředí je velmi široký a specifický. Asi v žádném jiném resortu není tolik zaměstnanců, kteří svoje působení nevnímají jako obyčejné zaměstnání, ale jako přínos společnosti nebo, lépe řečeno, jako poslání. To jsem si uvědomil již na inspekci životního prostředí a potvrdilo se mi to i při setkávání s jinými resortními organizacemi, včetně úředníků na ministerstvu. Nebylo to rozdílné ani při mé návštěvě VÚV TGM, kdy jsem měl možnost se v rámci VIP dne seznámit s klíčovými odděleními a popovídat si se zaměstnanci. V té době mne však vůbec nenapadlo, že se svým technickým zaměřením budu mít možnost v ústavu někdy pracovat, neřkuli jej vést.

Inspekce mi, kromě odborné a legislativní průpravy, dala možnost se seznámit s provozem ministerstva životního prostředí. Jako zástupce ředitele inspekce zodpovědný za ekonomiku, ICT, služební zákon, právní služby, prostě veškeré zázemí inspekce, jsem byl v pravidelném kontaktu s ministerstvem, a měl tak neocenitelnou možnost porozumět, co se od resortních organizací očekává a proč, což bylo a stále je jak pro mne, tak i pro ústav velmi důležité. Krátce se tedy dá shrnout, že inspekce životního prostředí mi dala základy pro působení ve stávající pozici.

 

Kvantitativnímu hodnocení vodních zdrojů byla v posledních letech věnována značná pozornost, jaký je ale Váš názor na doposud poněkud opomíjenou kvalitativní složku a jakost vody v souvislosti se suchem?

Změny klimatu a extrémy počasí jsou něco, s čím se musíme naučit žít. To neznamená se jim podřídit, ale hledat řešení, abychom si mohli svůj způsob života zachovat. V posledních pěti letech jsme si prošli několika úrovněmi sucha a právě teď máme stále sucho hydrologické, a to i přesto, že tato zima se bude pravděpodobně řadit mezi ty srážkově průměrné. Hydrologické sucho pak znamená nízkou hladinu podzemní vody, a to ovlivňuje množství vody v tocích. Na hlavních tocích sice máme přehrady, které nám mohou minimální zůstatkové průtoky navyšovat, ale i přesto byla minulý rok většina průtoků zhruba o třetinu pod normálem. To logicky znamená, že veškeré nečistoty vypouštěné do řek budou více koncentrované. Protože vodu z řek využíváme k zavlažování i k výrobě pitné vody, tak kvalitě musíme věnovat patřičnou pozornost. Základem je dobrý monitoring, čištění odpadních vod a samozřejmě i dobré technologie pro výrobu pitné vody. Na to vše již máme potřebné technologie, ale pořád je to o výkonnosti a ceně. O všech těchto aspektech však mohou lépe pohovořit naši zaměstnanci, kteří se problematikou cíleně zabývají.

 

Domníváte se, že čerstvě spuštěný systém předpovědi vodohospodářské bilance HAMR, na jehož vývoji se VÚV TGM spolupodílí, může mít skutečně vliv na racionálnější hospodaření s vodními zdroji v ČR?

V systém HAMR a jeho budoucnost mám velkou důvěru. Na rozdíl od jiných systémů, které se tváří podobně, má jednu velikou výhodu. Podařilo se propojit a licenčně zajistit aktuální i historická data od různých poskytovatelů a ta zkombinovat. HAMR je sice stále na začátku, ale již nyní umožňuje analyzovat sucho z pohledů, které jiné systémy neumějí. Budoucí verze by měly disponovat širší datovou základnou i novými funkcemi a měly by být schopny předpovídat sucho až na dva měsíce dopředu. HAMR bude navíc umožňovat simulace pro analýzu plánovaných opatření, takže by se měl stát cenným pomocníkem jak pro vodohospodáře, tak i pro místní samosprávu, jež bude potřebovat údaje pro svá rozhodování ohledně vyhlašování lokálních opatření při boji proti suchu. Jsem si tedy jist, že na hospodaření s vodními zdroji to vliv mít bude, ale to, zda budou rozhodnutí racionální, bude stále záležet na lidech, kteří výsledky budou využívat.

 

 

Jak vidíte Vaše působení v Národní koalici pro boj se suchem? Domníváte se, že tato koalice může zásadně změnit strategii ČR boje proti suchu?

Národní koalice pro boj se suchem je, podobně jako HAMR, unikátní v propojování znalostí z různých zdrojů. Nejsou to však data, ale zkušenosti a aktivity. Národní koalice se skládá ze zástupců několika ministerstev, univerzit, sdružení, spolků, ale také vědců a výzkumníků, kteří se vodou a suchem zabývají. Dochází tak k synchronizaci činností a společnému zacílení na ta nejlepší řešení. Z národní koalice vychází tzv. národní klastr, který sdružuje především vědce a výzkumníky. Klastr je podstatně menší než koalice, a tím umožňuje dynamická hledání řešení, která pak mohou být koalici předložena. Dalo by se v dnešní terminologii říci, že klastr je inkubátor nápadů. Je pro nás skutečně ctí, že jsme zastoupeni v obou uskupeních a jsme respektovaným a velmi aktivním členem.

Tím, že je sdružení dobrovolné, se eliminují neaktivní členové a zůstávají jen ti, jež mají skutečný zájem řešení hledat, navrhovat a realizovat. Naprosto klíčová je však podpora ministerstev, osobně ministrů a dokonce i premiéra. Věřím tedy, že koalice strategii pro boj proti suchu může změnit, dokonce se předpokládá, že by ji měla přímo vytvářet.

 

Kam by se podle Vás měl VÚV TGM ubírat a jaké jsou Vaše cíle a plány do budoucna?

Nejtěžší otázka přichází vždy nakonec. Během pohovoru při výběrovém řízení na pozici ředitele jsem byl dotázán, jak se vypořádám se situací, když bude po mně vyžadováno odborné stanovisko k problematice, kterou neznám. Moje odpověď byla, že se pokusím řídit zdravým rozumem a jednoduše se našich expertů zeptám. A tato chvíle právě nastala. Shodou okolností totiž dokončujeme diskuse o dlouhodobé strategii se všemi vedoucími v jednotlivých útvarech. Byl jsem až zaskočen rozsahem témat, která by se v dlouhodobém horizontu mohla či měla řešit, a zájmem zúčastněných se na hledání řešení podílet. Některé debaty nám bez jakékoli přestávky trvaly i více než pět hodin, takže jsem řadu svých představ a předpokladů musel upravit, přesto se však mé základní plány nezměnily. Jsou to zviditelnění ústavu v národním, ale i evropském kontextu, vytvoření takového zázemí a podmínek pro výzkumníky, aby byli spokojeni a mohli nerušeně bádat, a nakonec být spolehlivým partnerem pro státní správu a místní samosprávu.

Náš ústav tento rok slaví 100 let existence, mám tedy ještě neskromné přání učinit vše, aby své místo ve společnosti byl schopen obhájit i v dalším století. To je však úkolem nejen pro mne, ale i pro všechny stávající a budoucí zaměstnance.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Česko-dánské dny vody 2019 přispěly k rozvoji další spolupráce mezi českými a dánskými institucemi a firmami. Těchto dní probíhajících od 18. do 20. března se zúčastnili zástupci devíti dánských firem společně s představitelem Skupiny dánské vodárenské technologie (Danish Water Technology Group) sdružující více než 600 dánských společností, které nabízí řešení v oblasti vodního hospodářství. Setkali se s představiteli českých veřejných institucí a firem v Praze a prezentovali své produkty a služby na konferenci v Mladé Boleslavi a v Plzni, které otevřel dánský velvyslanec Ole Frijs-Madsen.

Během pracovního setkání s českými odborníky zmínil Pavel Punčochář z Ministerstva zemědělství a ze Stálé komise Senátu VODA-SUCHO, že spolupráce mezi Českem a Dánskem fungovala už v 90. letech, kdy Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka navštívil Dánsko. Tehdejší ředitel DHI pan Soeronsen umožnil ústavu používat bezplatně program MIKE 11. Tento program modeluje například tok a úroveň hladiny řek, kvalitu vody či pohyb sedimentů v řekách.

Od 90. let se témata vzájemného dialogu změnila. Dnes Dánové a Češi otevírají otázky udržitelného rozvoje, dopadů sucha a snaží se dále vyvíjet nové postupy, které snižují spotřebu vody a energií a přistupují šetrněji k životnímu prostředí, ale i k financím. Poptávka po řešeních s nižší spotřebou vody roste zejména ve firmách čelících nedostatku vody a suchu a také zpřísnění regulace o odběru vody z řek.

Dánská strana prezentovala v průběhu Česko-dánských dní vody řešení v podobě čistíren odpadních vod s minimální ztrátou vody a spotřebou chemie, energeticky a nákladově efektivních frekvenčních měničů, vodních pokryvů zabraňujících nežádoucímu vypařování či šíření zápachu a řas, izolovaných vodoměrných šachet a inteligentních vodoměrů optimalizujících spotřebu energie a vody, tepelných výměníků, čerpadel a informačních technologií umožňující návrh postupů minimalizující ztráty vody. Mezi devíti dánskými firmami byly i čtyři společnosti, které mají pobočky přímo v České republice. Podrobné profily firem a jejich krátké prezentace jsou k dispozici na webu Velvyslanectví Dánského království.

Česká strana představila největší výzvy v oblasti vodního hospodářství. Mezi ně řadí sucho, kvalitu vody a přítomnost mikropolutantů, kalové hospodářství, opětovné použití vody, ale také ceny vody, na jejichž zvyšování společnost reaguje velmi citlivě. Česko-dánské dny vody podpořili primátoři Martin Baxa z Plzně a Raduan Nwelati z Mladé Boleslavi, dále také Svaz chemického průmyslu a Potravinářská komora, kteří zastupují společně s energetickým průmyslem obory, které jsou suchem nejvíce zasaženy.

Součástí programu byla také návštěva Pilsner Urquell a osobní setkání s panem Vladimírem Šťovíčkem, vedoucím energetiky v Plzeňském prazdroji.

Česko-dánské dny vody 2019 sice letos skončily, ale spolupráce mezi našimi dvěma zeměmi ne. Dánské velvyslanectví připravuje další návštěvy a diskuse o vodě s dalšími českými společnostmi. Skupina dánské vodárenské technologie diskutovala možnosti návštěvy Dánska pro zástupce českých společností s cílem objevit další efektivní řešení, která jim pomohou vyrovnat se s nedostatkem vody. Máte-li předběžně zájem o dánská vodárenská řešení, neváhejte se na dánské velvyslanectví obrátit.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Úvod

Běžná historie či archeologie je v současnosti sice značně vyspělým oborem, který již dávno překonal v průběhu dvacátého století své původní, spíše jen humanitní, zaměření – při hlubším seznámení s řadou publikovaných příspěvků či monografií však lze shledat určitý deficit ve vazbě na poměrně nedávné poznatky z oblasti historie změn klimatu. Jde především o zohlednění mnohdy velmi překotně geograficky se měnící hranice pevniny v návaznosti na značný vzestup hladin oceánů v průběhu přibližně posledních 15 000 let. Nelze též opomenout výjimečně náhlé změny teplot v průběhu mladšího dryasu – ještě před nástupem vlastního holocénu.

Pozitivní změna klimatu, která nastala před asi 15 000 lety a její dopad na tehdejší kulturu lovců a sběračů – hladina oceánů

Teplotní změny jsou na Zemi způsobeny jak vlivy vnitřními, tak vnějšími. Pokud jde o druhé jmenované, lze zmínit především astronomické cykly. Jde o tzv. precesi zemské osy s cyklem 26 000 let1, změnu náklonu zemské osy2 s cyklem 41 000 let3 a změny tvaru dráhy Země kolem Slunce (více ekliptické či více kruhové) s cyklem asi 100 000 let4 a asi 400 000 let5. Jako další důležitý faktor můžeme jmenovat časovou proměnlivost hodnoty tzv. sluneční konstanty6. Uvedené první tři faktory vytváří rozdíly v toku sluneční energie na příslušný čtverečný metr u vyšších zeměpisných šířek, což způsobuje vznik (či ústup) zalednění – následně pak i příslušnou periodu glaciálu či interglaciálu. Na základě podrobné astronomické analýzy a složitých matematických výpočtů se podařilo bělehradskému profesorovi matematiky a astronomie Milutinovi Milankovičovi (1879–1958) sestrojit graf oslunění severní polokoule pro zeměpisnou šířku 65°. Z něho vyplynulo, že vnitrozemské zalednění vzniká při sníženém toku sluneční energie na jednotku plochy v letním období7. I nadále však existují různé obtíže při prokazování některých částí uvedené teorie – cyklus excentricity, který se opakuje každých cca 100 000 let, by měl mít podle Milankovičovy teorie mnohem menší dopad než cyklus precese a sklonu osy. Poslední doby ledové ale mají spíše „kvaziperiodu“ 100 000 let8. Tento ryze teoretický úvodní odstavec zde uvádíme pouze s ohledem na hlubší zájem případného čtenáře, který by se této ryze teoretické vědecké oblasti chtěl podrobně věnovat (spolu s příslušnými odkazy na literaturu)9.

Při zpracování tohoto příspěvku bylo pro nás důležité si především uvědomit to, že doby ledové se vyskytují přibližně jedenkrát za 100 000 let. V současnosti se nacházíme v tzv. době meziledové (interglaciálu), která je vždy mnohem kratší než doba ledová. Běžně se uvádí, že současný interglaciál nastal přibližně před 11 700 lety10 (BP)11. K velmi pozitivním klimatickým změnám docházelo na Blízkém východě (rovněž v celém geografickém prostoru severní zemské polokoule) již mnohem dříve. Oteplení lze zaznamenat již v nejstarším dryasu (před celkem krátkou periodou ochlazení ve starším dryasu) – výraznější pak přibližně od roku 15 000 BP. Dochází k nárůstu zalesnění – na Blízkém východě se hojně vyskytovaly duby, pistácie, mandlovníky a hrušně. Tyto změny měly za následek též zvýšený výskyt jedlých plodin ve stepi12. Po roce 16 500 BP vyrábějí existující kultury od Eufratu po Sinajskou poušť postupně kamenné nástroje stejného tvaru a stejným pracovním postupem. Roste i počet jedinců homo sapiens sapiens v příslušných skupinách a díky evidentní existenci vzájemné komunikace lze rovněž shledat značnou uniformitu kultury u tehdejší populace v geografickém prostoru Blízkého východu.

K dalším pozitivním změnám došlo ve středním dryasu (Alleröd) v období 13 900–12 900 BP. Teplota na severní polokouli byla přibližně stejná jako v současnosti. Tato časová perioda se též nazývá Allerödská oscilace13. S ohledem na dřívější způsoby osídlení se jedná o velmi zajímavou etapu. Homo sapiens sapiens již zakládal stálá kultovní místa, kam se lovci a sběrači doby kamenné pravidelně vraceli14. Ke konci uvedené oscilace se podařilo identifikovat dokonce i pevná lidská obydlí. Tehdejší kultura v prostoru Blízkého východu se běžně označuje jako natúfienská15 – či též natufiánská16. Ta bývá lokalizována do oblasti dnešního východního pobřeží Středozemního moře. Klimatické podmínky byly velmi výhodné – existoval dostatek lovné zvěře a dalo se snadno sklízet divoké obilí. Na Blízkém východě se vyskytovaly, v tomto poměrně vlhkém období, rozsáhlé dubové lesy. Zrna divokého obilí se, podle archeologických vykopávek, již drtila za pomoci mlýnských kamenů. Podle všech (do dnešní doby zrealizovaných) průzkumů lze tuto kulturu označit za první známou lidskou komunitu, která jednoznačně budovala pouze stálá sídliště. Postupně se též rozšířila daleko za zalesněné hranice oblasti nalézající se u Středozemního moře. Charakteristické srpkovité mikrolity se nalézají všude na Blízkém východě – od pouští Arabského poloostrova až po břehy Eufratu17. Autor tohoto příspěvku se domnívá, že by je bylo možné nalézt (samozřejmě velmi obtížně) i pod současnou hladinou Rudého moře (viz níže).

Mimo oblast vlastní natufiánské kultury (především v Palestině) lze nalézt stopy po vyspělých kulturách z období 14 300–12 800 BP i na březích Eufratu. Zajímavé poznatky byly získány z lokality Abú Hurajry. Zdejší lovci a sběrači lovili v sezoně gazely a obhospodařovali „zahrádky“ z divoce rostoucích druhů rostlin18. Obdobné poznatky byly získány při vykopávkách u Ajn Malláhy. Příznivé podmínky v té době umožnily lidem opustit kočovný způsob života. Podle kosterních pozůstatků lze dovodit, že natufiánci se těšili poměrně dobrému zdraví19. Co je navíc velmi zajímavé, je to, že mezi jednotlivými lidskými skupinami zjevně nedocházelo k žádným konfliktům – jako až později u prvních zemědělců.

S ohledem na příznivé klimatické poměry v té době počet obyvatelstva neustále rostl. V kočovných paleolitických skupinách existovala přirozená regulace počtu jedinců. Porody se zde uskutečňovaly v delších intervalech (tří až čtyř let) s ohledem na tu skutečnost, že matka není schopna přenášet na jinou lokalitu více než jedno dítě20. Při usedlém způsobu života se naopak počet dětí radikálně zvětšil – tím i došlo ke značné populační explozi. Nové vesnice v natufiánském období asi většinou vznikaly tak, že se vždy menší skupina z původní vesnice vydala hledat novou. To ovšem časem způsobilo pravděpodobně určitý nedostatek potravy pro všechny, na Blízkém východě se vyskytující, lidské skupiny. Situace se pak radikálně zhoršila až později (po roce 12 900 BP) v souvislosti s náhlým a výrazným ochlazením, které nastalo v mladším dryasu (viz podrobněji níže).

Hladina oceánů po předcházejícím dlouhotrvajícím pleistocénu byla proti současnosti k datu 14 000 BP níž přibližně o 120 m. Postupně se její úroveň částečně zdvihala do období mladšího dryasu (12 900–11 700 BP)21, kdy došlo k opětovnému návratu výrazného ochlazení (viz obr. 1).

Obr. 1. Změny teploty za posledních 17 000 let (převzato z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Younger_Dryas_and_Air_Temperature_Changes.jpg)

Náhlé a výrazné ochlazení v mladším dryasu před 12 900 lety

V časovém rozmezí mladšího dryasu 12 900–11 700 BP došlo nejen k ochlazení – z podrobných analýz je zřejmé, že tuto klimatickou změnu doprovázelo i značné sucho. Co způsobilo uvedenou poměrně neobvyklou situaci? Teorií je více – zmíníme se o nich jen krátce s ohledem na tu okolnost, že v rámci celkové koncepce tohoto příspěvku je důležitý především její následek (související sucho totiž způsobilo s největší pravděpodobností migraci natufiánců nejen směrem na západ, též asi i na jih). Jmenujme jen dvě hypotézy. První z nich uvažuje s vulkánem (tzv. erupční hypotéza) existujícím pod hladinou současného západoněmeckého jezera Laacher See22 (v regionu Eifel nedaleko od Rýna). I v dnešní době zde existuje vulkán, ze kterého stále stoupá magma. Jde o největší vulkanickou oblast ve střední Evropě – také nejmladší. Před zhruba 13 000 lety zde mohla nastat mimořádná erupce. Druhou možností je hypotéza o kosmickém dopadu většího asteroidu. V listopadu 2018 vyšla nová studie týmu profesora Kurta Kjæra z Kodaňské univerzity. Zdá se, že byl nalezen důkaz o skutečně významném impaktu asteroidu. Pod ledem Grónska byl identifikován kráter, který by mohl být zhruba stejně starého data jako ochlazení v mladším dryasu. Uvedenou domněnku však bude muset ještě potvrdit expedice, která datování určí přímo na místě.

O poměrně velké populační explozi natufiánců jsme se již výše zmínili v souvislosti s obdobím středního dryasu (Allerödskou oscilací). S ohledem na zhoršující se vnější podmínky obyvatelé vesnic postupem času neúměrně zatěžovali okolní přírodní zdroje obživy (zvěř i rostlinstvo). I tak se však zhoršila výživa, která měla dopad rovněž na horší zdravotní stav obyvatel natufiánských vesnic23. Snížený přívod živin měl též za následek zpomalení tělesného růstu24. Tyto všechny důvody vedly podle všeho k emigraci a postupnému opouštění některých vesnic25 – otázkou však zůstává, kam směřovalo? Sedimenty, které vznikly po datu 12 800 BP vykazují též výrazně menší přítomnost pylových zrn ze stromů – došlo tedy následkem sucha k dramatickému odlesnění celého Blízkého východu. Dřeviny se pouze udržely v chráněných údolních nížinách – též i zbytky lovné zvěře.

Hypotéza o osídlení v prostoru dnes hladinou oceánu zatopeného Perského zálivu a též části Rudého moře

V období mladšího dryasu (12 900–11 700 BP) byla hladina světových oceánů přibližně o sto metrů níže. Podíváme-li se na současnou batygrafickou mapu Perského zálivu lze si povšimnout poměrně malých hloubek v této oblasti. Je zcela zřejmé, že došlo k jejímu zatopení až následkem výrazného oteplení po 11 700 BP – především v raném holocénu. Dnešní úroveň hladin oceánů byla dosažena přibližně 7 000 BP (v době tzv. Atlantiku)26. Od té doby je možné zaznamenat jen (relativně) nevýrazný vzestup.

Obdobně lze v oblasti Rudého moře pozorovat značně větší rozsah pevniny jak na straně Arabského poloostrova, tak i Afriky před datem 11 700 BP (na obr. 2 jsme vymezili v batygrafické mapě hloubku sto metrů – tj. předpokládanou úroveň hladiny oceánů v té době). O náhlém a výrazném ochlazení v mladším dryasu před 12 900 lety jsme se již výše zmiňovali. O emigraci a postupnému opouštění některých natufiánských vesnic rovněž padla zmínka – též i o výrazném procesu odlesňování celého regionu následkem klimatické změny. Po krátkou dobu asi 1 200 let byly teploty vzduchu srovnatelné se situací existující v době do roku 15 000 BP. Tehdejší lovci a sběrači se stěhovali do údolí, kde bylo tepleji, a především u řek – vlhčeji. Postupně byl opouštěn usedlý způsob života, což se (s ohledem na tehdejší změny, které byly jednoznačně identifikovány podle tehdejšího pohřbívání) projevilo v opětovném návratu do rovnostářské kultury – srovnatelné s kebarskou27.

Obr. 2. Perský záliv v období před 11 700 BP byl souší (převzato z: https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/.)

Raně natufiánská kultura se vyskytovala především v oblasti dnešní Palestiny. Domníváme se, že jednotlivé (dříve usedlé) skupiny se postupně přesouvaly směrem na jih do nížin existujících v převážné části dnes již zatopené oblasti Rudého moře (viz obr. 3). Zde se pravděpodobně soustředily poblíž v té době mnohem užšího průlivu Bab al Mandab.

Platónův dialog Timaios – kritický rozbor textu a jeho zjevný tribalismus

Solónův otec se zřejmě jmenoval Exekestidés a odvozoval svůj původ od mýtického krále Kodra28. Měl dva syny – Solóna a Dropida29. Druhý jmenovaný měl syna Kritia (I. – „staršího“) – ten pak syna Kallaischra30. V dialogu vystupuje Kritiás (II. – „mladší“) syn posledního jmenovaného. Vedle něj Timaios31 a Hermokratés – samozřejmě spolu se Sókratem. Platón byl přes Kritia (I. – „staršího“) příbuzným Kritia (II. – „mladšího“), který též vystupuje jako přímý účastník popisovaného dialogu. Šlo v té době o poměrně známou osobnost, jež se výrazně politicky angažovala. Především se nechvalně „proslavil“ jako jeden z tzv. třiceti tyranů (οἱ Τριάκοντα) – též lze zmínit i jeho nemalé intelektuální a literární schopnosti. Pokud jde o jeho filosofické znalosti, byl často nazýván „nefilosofem mezi filosofy a filosofem mezi nefilosofy“32.

Dialog Timaios měl především za účel prezentovat Platónovy názory na vznik světa a kosmu (pouze Země a jejího blízkého okolí). Svět je podle Platóna „živým tvorem“ a jako každý jiný „živočich“ má duši a tělo33. Timaios též působil velmi silně na utváření evropské filosofické tradice – jeho význam přesahuje antickou a středověkou filosofii a zasahuje až do filosofie novověké34. Vyprávění o Atlantidě je zařazeno téměř na začátek popisovaného dialogu. Kritiás je všemi zúčastněnými vyzván, aby vyprávěl i Sókratovi jistou starodávnou pověst, kterou přednesl již minulý den ve svém domě – začíná svou řeč takto35:

ἄκουε δή, ὦ Σώκρατες, λόγου μάλα μὲν ἀτόπου, παντάπασί36 γε μὴν ἀληθοῦς, ὡς ὁ τῶν ἑπτὰ σοφώτατος Σόλων ποτ᾽ ἔφη. ἦν μὲν οὖν οἰκεῖος καὶ σφόδρα φίλος ἡμῖν Δρωπίδου τοῦ προπάππου37, καθάπερ λέγει πολλαχοῦ καὶ αὐτὸς ἐν τῇ ποιήσει: πρὸς δὲ Κριτίαν τὸν ἡμέτερον πάππον εἶπεν, ὡς ἀπεμνημόνευεν αὖ πρὸς ἡμᾶς ὁ γέρων…“ [Poslouchej, Sókrate, je to velmi podivné vypravování – avšak zcela pravdivé. Řekl je kdysi nejmoudřejší ze sedmi (mudrců) – Solón. Ten byl příbuzným a velmi dobrým přítelem našeho praděda Dropida – tak jak to i sám vypráví na mnoha místech ve svých básních. Dropidés pak vše vypravoval Kritiovi, našemu dědovi – a tento nám to jako stařec zase předal podle své paměti (tak jak si to zapamatoval) …]

Obr. 3. Jižní část dnešního Rudého moře 11 700 BP (převzato z: https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/.)

S ohledem na způsob předání Solónovy „informace“ Kritiovi („mladšímu“) lze v dialogu Timaios nalézt ještě následující zmínku:

ἦν μὲν γὰρ δὴ τότε Κριτίας, ὡς ἔφη, σχεδὸν ἐγγὺς ἤδη τῶν ἐνενήκοντα ἐτῶν, ἐγὼ δέ πῃ μάλιστα δεκέτης: ἡ δὲ Κουρεῶτις ἡμῖν οὖσα ἐτύγχανεν Ἀπατουρίων.“ [Tehdy totiž bylo dědečkovi Kritiovi, tak jak to sám říkal, skoro devadesát let, mně pak nejvýše deset – slavil se právě třetí den Apatúrií38, Kúreótis.]

Uvedené úryvky lze shrnout tak, že poznatky o Atlantidě, jejích obyvatelích a dávných Athéňanech, kteří s nimi údajně bojovali, (asi) vyprávěl Solón Dropidovi, pradědovi Kritia („mladšího“ – účastnícího se dialogu). Ten vše předal dědečkovi Kritia, který se též jmenoval Kritiás („starší“). Tento dědeček (ve velmi vysokém věku) pak vše řekl ve slavnostním dni zvaném Kúreótis svému desetiletému vnukovi – který pak mnohem později v dialogu Timaios hovoří následovně:

ἐν τῷ Δέλτα, περὶ ὃν κατὰ κορυφὴν39 σχίζεται τὸ τοῦ Νείλου ῥεῦμα Σαϊτικὸς ἐπικαλούμενος νομός, τούτου δὲ τοῦ νομοῦ μεγίστη πόλις Σάις – ὅθεν δὴ καὶ Ἄμασις ἦν ὁ βασιλεύς – οἷς τῆς πόλεως θεὸς ἀρχηγός τίς ἐστιν, Αἰγυπτιστὶ μὲν τοὔνομα Νηίθ, Ἑλληνιστὶ δέ, ὡς ὁ ἐκείνων λόγος, Ἀθηνᾶ: μάλα δὲ φιλαθήναιοι καί τινα τρόπον οἰκεῖοι τῶνδ᾽ εἶναί φασιν. οἷ δὴ Σόλων ἔφη πορευθεὶς σφόδρα τε γενέσθαι παρ᾽ αὐτοῖς ἔντιμος…“ [V egyptské deltě, tam kde se tok Nilu rozděluje (do více říčních ramen), existuje kraj (nomos) zvaný Sajský a v tomto kraji je velmi velké město Sais40, odkud byl také král Amasis. Zakladatelem tohoto města, jak sami říkají, je božstvo, egyptsky nazývané jménem Neit, řecky pak Athéna. Říkají, že mají Athény velmi rádi a že jsou s námi jaksi příbuzní. Když tam přišel Solón, byl prý u nich velmi ctěn…]

Výše uvedený text „nebudí“ příliš velkou „důvěru“. Ztotožnění bohyně Neit s Athénou je velmi „zjednodušující“ – evidentně jde o pozdější buď Solónovu, či spíše jen Platónovu interpretaci41. Dovolíme si ocitovat ještě jeden kratší úryvek z tohoto dialogu:

ἦν γὰρ δή ποτε, ὦ Σόλων, ὑπὲρ τὴν μεγίστην φθορὰν42 ὕδασιν ἡ νῦν Ἀθηναίων οὖσα πόλις ἀρίστη πρός τε τὸν πόλεμον καὶ κατὰ πάντα εὐνομωτάτη διαφερόντως: ᾗ κάλλιστα ἔργα καὶ πολιτεῖαι γενέσθαι λέγονται κάλλισται πασῶν ὁπόσων ὑπὸ τὸν οὐρανὸν ἡμεῖς ἀκοὴν παρεδεξάμεθα.“ [Kdysi, vskutku, Solóne, před největší potopou (vodní záhubou) obec, která je nyní Athénskou, byla nejstatečnější s ohledem na válku, a též ve všem nejlépe zákony uspořádána. O ní se říká, že vykonala nejkrásnější činy a měla nejlepší ústavní zřízení ze všech obcí, o jakých jsme se kdy „pod nebem“ (ve světě) doslechli.]

V dialogu následuje pak i tato Kritiova výpověď, která se podle Solóna stala 9 000 let před jeho návštěvou Egypta (Solón byl v Egyptě pravděpodobně 571 př. n. l.)43:

πολλὰ μὲν οὖν ὑμῶν καὶ μεγάλα ἔργα τῆς πόλεως τῇδε γεγραμμένα θαυμάζεται, πάντων μὴν ἓν ὑπερέχει μεγέθει καὶ ἀρετῇ: λέγει γὰρ τὰ γεγραμμένα ὅσην ἡ πόλις ὑμῶν ἔπαυσέν ποτε δύναμιν ὕβρει πορευομένην ἅμα ἐπὶ πᾶσαν Εὐρώπην καὶ Ἀσίαν…“ [Mezi mnoha velkými činy vaší obce, které jsou u nás zapsány, je předmětem obdivu a nade vše vyniká jeden svou velikostí a statečností: jsou záznamy, jak vaše obec kdysi zastavila velikou moc, zpupně se valící na celou Evropu a Asii44 od Atlantického moře.]

Zde je možné si povšimnout ryze „tendenčního“ textu. Timaios patří mezi poslední Platónova díla45 – byl napsán asi v roce 360 př. n. l. (Platón jej vytvořil asi ve věku 67 let – pamatoval si jak potupnou kapitulaci Athén v roce 404 př. n. l., tak též i, v dané době „aktuální“ a pro Athény neslavnou, bitvu u Mantineie46 v roce 362 př. n. l.). Jde do určité míry o paralelu jednoho veskrze mýtického vítězství a jedné zcela nedávné porážky. S ohledem na tyto okolnosti lze tak zaujmout zcela skeptický postoj k případné bitvě Atlanťanů a starých Athéňanů (navíc Iónové obývali Attiku a Euboiu až po přelomu druhého a prvního tisíciletí př. n. l. – i tzv. heladské, středně heladské či mykénské /pozdně heladské/ období bylo mnohem později)47. V popisované době byly navíc vyspělé civilizace pouze v prostoru dnešní Palestiny a Iráku (egyptský kněz sděluje Solónovi, že se událost stala před 9 000 lety). Zcela jednoznačně si tak dovolíme tvrdit, že útok Atlanťanů od dnešního Gibraltaru nikdy nenastal.

Homérova Ogýgie a evidentní desinterpretace obsažená již v Odysseii i následný Solónův „omyl“ – Atlantida byla ostrovem jiného „Atlanta“

Solón zajisté musel znát dobře Homéra – též Platón, který se v Ústavě staví velmi kriticky k básníkům (za jejich „symbolického vůdce“ označuje právě Homéra). Dovolíme si uvést část Odysseie spolu s překladem Otmara Vaňorného. Jde o verše 51–54 a 80–87 z prvního zpěvu.

 

νῆσος δενδρήεσσα, θεὰ δ᾽ ἐν δώματα ναίει,

(Ostrov je stromoví plný a bohyně obývá na něm,)

 

Ἄτλαντος θυγάτηρ ὀλοόφρονος, ὅς τε θαλάσσης

(Atlanta zhoubné mysli to rozenka. Jemu jsou všechny)

 

πάσης βένθεα οἶδεν, ἔχει δέ τε κίονας αὐτὸς

(mořské hlubiny známy, a sám též vysoké nese)

 

μακράς, αἳ γαῖάν τε καὶ οὐρανὸν ἀμφὶς ἔχουσιν.

(sloupy, jež širou zemi i nebesa od sebe dělí.)

 

τὸν δ᾽ ἠμείβετ᾽ ἔπειτα θεά, γλαυκῶπις Ἀθήνη:

(Pallas jiskrných zraků mu na to zas odvece takto:)

 

‘ὦ πάτερ ἡμέτερε Κρονίδη, ὕπατε κρειόντων,

(Kronovče, otče nás všech, ty nejvyšší vladaři vládců,)

 

εἰ μὲν δὴ νῦν τοῦτο φίλον μακάρεσσι θεοῖσιν,

(jestliže toto se teď všem blaženým zlíbilo bohům,)

 

νοστῆσαι Ὀδυσῆα πολύφρονα ὅνδε δόμονδε,

(aby se ve svůj dům zas chytrý Odysseus vrátil,)

 

Ἑρμείαν μὲν ἔπειτα διάκτορον ἀργεϊφόντην

(pak ať se Argův vrah hned vydá, průvodce Hermés,)

 

νῆσον ἐς Ὠγυγίην ὀτρύνομεν, ὄφρα τάχιστα

(na ostrov Ogýgii a tamo co nejdříve možná)

 

νύμφῃ ἐυπλοκάμῳ εἴπῃ νημερτέα βουλήν,

(Kalypse pletenců krásných ať oznámí vůli,)

 

νόστον Ὀδυσσῆος ταλασίφρονος, ὥς κε νέηται:

(že již se do vlasti své má hrdinské Odysseus vrátit.)

 

 

Další zmínka o „Ἄτλαντος θυγάτηρ“ se nalézá až v sedmém zpěvu, verši 245–247.

 

 

Ὠγυγίη τις νῆσος ἀπόπροθεν εἰν ἁλὶ κεῖται

(Ostrov kýs Ogýgie se rozkládá daleko v moři,)

 

ἔνθα μὲν Ἄτλαντος θυγάτηρ, δολόεσσα Καλυψώ,

(bydlí tam Kalypsó lstná, jež z Atlanta zplozena byla,)

 

ναίει ἐϋπλόκαμος, δεινὴ θεός· οὐδέ τις αὐτῇ

(bohyně pletenců krásných a vznešená, se kterou vůbec)

 

μίσγεται οὔτε θεῶν οὔτε θνητῶν ἀνθρώπων.

(nikdo se nestýká z bohů ni žádný ze smrtných lidí.)

 

Nechť si vážený čtenář představí (je to velmi obtížné – způsob uvažování před 2 500 lety byl zcela odlišný od dnešního), že se jmenuje Solón, egyptsky zřejmě neumí – jsou však k dispozici překladatelé. Je zřejmě váženou osobou a egyptští kněží o něm určité informace mají. Sdělí mu příběh o Atlantidě – asi zcela jiný, než který se nám dochoval v Platónovu dialogu Timaios a Kritiás. Budou vyprávět ne o „Atlantidě“, ale o ostrovu jistého „Atlanta“. Vysloví „Atlas“? – zřejmě nikoliv48. Egyptština „l“ neznala. Dovolíme si vyslovit hypotézu, kterou se pokusíme následně zdůvodnit. Solón slyšel „ATUAS“. Okamžitě, jsa velmi dobře vzdělán v řecké mytologii a znaje bezesporu celého Homéra (pravděpodobně i celé části zcela nazpaměť), si okamžitě řecky řekl: „ηὕρηκα“ (heuréka – „mám to“, „je mi to jasné“). „To je ten bájný Atlas – či nějaký jeho příbuzný, kterého tak dobře znám z naší řecké mytologie – i Homér se o něm zmiňuje!“ Navíc se v tvé době vyskytoval běžně název ostrova „Ἀτλαντίς“ (Atlantis). Jde původně o adjektivum „atlantický“ („atlantský“) – tak se nazývala jako „Atlantovna“ i Atlantova dcera Kalypsó, která sídlila na ostrově Ogýgii (též nazývaném „Ἀτλαντίς“ /Atlantis/)49. Teď již jen zbývá otázka – kde se nachází ostrov Atlantis – Ogýgie? Podle všeho šlo zcela jednoznačně o ostrov Gozo (maltézsky Għawdex), druhý největší ostrov souostroví Malta ve Středozemním moři, který je zároveň součástí republiky Malta. Od pohoří Atlas je vzdálen nedaleko (tento geologický útvar vznikl při alpinském vrásnění, nalézá se v severozápadní Africe a táhne se v délce 2 400 km přes Maroko, Alžírsko a Tunisko /za jeho „prodloužení“ lze chápat i ostrov Sicílii/ – takto bylo toto pohoří geograficky pojímáno též v antice). Navíc lze ještě provést doplnění: ostrov Ogýgie byl mylně umisťován jednak geografem Strabónem, jednak historikem Plútarchem „někam“ do Atlantského oceánu (což též přispělo k nesprávné hypotéze o existenci „Atlantidy“ v širším prostoru Atlantského oceánu). Další dezinterpretaci možná způsobila i krátká zmínka obsažená v dialogu Kritiás:

„… ὀνόματα δὲ πᾶσιν ἔθετο, τῷ μὲν πρεσβυτάτῳ καὶ βασιλεῖ τοῦτο οὗ δὴ καὶ πᾶσα ἡ νῆσος τό τε πέλαγος ἔσχεν ἐπωνυμίαν, Ἀτλαντικὸν λεχθέν, ὅτι τοὔνομ᾽ ἦν τῷ πρώτῳ βασιλεύσαντι τότε Ἄτλας …“ [(Bůh Poseidón) … dal pak všem jména, nejstaršímu a též králi pak takové, po kterém tam rovněž po něm byl pojmenován i všechen ostrov i moře, které mu patřily – neboť tento první král, který zde jako první vládl se tehdy jmenoval Atlas.]

Věta pak dál pokračuje dalšími „omyly“. Hovoří se o jakémsi dvojčeti, které zřejmě při porodu vyšlo na svět později, a které obdrželo oblast na „nejvzdálenějším místě ostrova“ – směrem k Héraklovým sloupům (dokonce zde Platón jmenuje Gadeiru /nyní jde o Cádiz/ – čtenáře si zde dovolíme upozornit rovněž na „zavádějící“ překlad Františka Novotného). Je zcela zřejmé, že podobnost „ATUAS“ a „ATLAS“ způsobila „atlantologům“ značné potíže – díky tomu bylo možná „zmarněno nemalé množství drahocenného papíru“.

Platóna zřejmě ovlivnil též Hérodotos, který ve svých Dějinách ve čtvrté knize (Melpomené, 184–185) uvádí, že poblíž pohoří Atlas žijí jacísi „Atlantové“, kteří jsou prý vegetariány a „nemají žádné sny“. Za nimi prý sídlí další lidé, kteří mají postavené domy ze solných balvanů (protože tam neprší) – a ty jsou jak bílé, tak červené (viz níže citace z dialogu Kritiás o bílých, černých a červených kamenech). Další komentář není zapotřebí.

Pokus o rekonstrukci „starší vrstvy“ mýtické zprávy předané v Egyptě Solónovi

Nyní se vrátíme zpět k Solónovi a zamyslíme se nad tím, odkud příslušné informace egyptští kněží získali. Sumerský vliv na raně dynastické období Egypta je dnes prokázán. Této otázce se zde podrobně věnovat nebudeme. Záznamy egyptských kněží byly většinou uchovávány po velmi dlouhou dobu. Nejinak tomu bylo též u „informací“ o „bájné“ Atlantidě. V Platónově dialogu Timaios se vyskytují následující dvě zmínky:

πολλαὶ κατὰ πολλὰ φθοραὶ γεγόνασιν ἀνθρώπων καὶ ἔσονται, πυρὶ μὲν καὶ ὕδατι μέγισται, μυρίοις δὲ ἄλλοις ἕτεραι βραχύτεραι.“ [… Přišlo, a ještě přijde mnoho pohrom na mnoho lidí, největší jsou způsobeny ohněm a vodou, druhé pak, menší, tisícerými jinými způsoby.]

ὑστέρῳ δὲ χρόνῳ σεισμῶν ἐξαισίων καὶ κατακλυσμῶν γενομένων, μιᾶς ἡμέρας καὶ νυκτὸς χαλεπῆς ἐπελθούσης, τό τε παρ’ ὑμῖν μάχιμον πᾶν ἁθρόον ἔδυ50 κατὰ γῆς, ἥ τε Ἀτλαντὶς νῆσος ὡσαύτως κατὰ τῆς θαλάττης δῦσα ἠφανίσθη: διὸ καὶ νῦν ἄπορον καὶ ἀδιερεύνητον γέγονεν τοὐκεῖ πέλαγος, πηλοῦ κάρτα βραχέος ἐμποδὼν ὄντος, ὃν ἡ νῆσος ἱζομένη παρέσχετο.“ [Avšak v pozdějším době nastala výjimečná (neobyčejná, prudká) zemětřesení a povodně; přišel jeden krutý den a noc, kdy se u vás propadl do země zástup všech bojovníků připravených ve zbrani – rovněž tak i ostrov Atlantis se propadl (ponořil) do moře a zmizel. Proto je i nyní moře v tomto místě nevyzpytatelné, protože je zahrazeno blízko něj (se vyskytujícím) značným množstvím bahna, které vzniklo tím, jak ostrov klesal.]

Uvedené „bahno“ mohlo být způsobeno sopečným prachem spadlým po výbuchu sopky Piton de la Fournaise (či nějakého jiného i podmořského vulkánu – viz podrobně níže /též Epos o Gilgamešovi/). Obdobná pasáž se nalézá v dialogu Kritiás (uvádíme již zde – nikoliv až v následující části věnované tomuto Platónovu dialogu):

„… νῦν δὲ ὑπὸ σεισμῶν δῦσαν ἄπορον πηλὸν τοῖς ἐνθένδε ἐκπλέουσιν ἐπὶ τὸ πᾶν πέλαγος…“ [… nyní, když se (ostrov) při zemětřesení ponořil, vytvořil překážku svým bahnem těm, kteří vyplouvají (na moře) …]

Z výše uvedeného překladu původního řeckého textu vyplývá, že ostrov Atlantis zanikl následkem jakési „potopy“. Tento mýtus zajisté není evropské civilizaci díky knize Genesis neznámý. V dnešní době se však všeobecně uznává, že původnějším pramenem je Epos o Gilgamešovi, kde Utanapištim vypráví o potopě51.

„… Šest dní a sedm nocí (šest dní a nocí) žene se vítr, potopa a bouře pustošící zem52. Sedmý když nadešel den, zmírnila se bouře (zmírnila se ta potopa a zkáza). Moře, které se zmítalo jak žena v porodních bolestech, se uklidnilo, bouře se utišila a potopa ustala. Obhlédl jsem počasí (obhlédl jsem moře), všude zavládlo ticho a všechno lidstvo se změnilo v hlínu (bláto). Zaplavená země rovná byla jak střecha53. Okénko jsem otevřel, světlo mi dopadlo na tvář.

Mýtus o potopě je zajisté sumerský (asi převzatý od nějaké neznámé civilizace před nimi). Stejně jako pisatelé knihy Genesis jej evidentně přejali od Sumerů i egyptští kněží. Od nich se pak vše dozvěděl Solón při jeho návštěvě v městě Sais. Jeví se nám, že nejpravděpodobnější hypotézou je existence nedochovaného sumerského pramene, který byl tradován egyptskými kněžími již od raně dynastického období. Položme si otázku: proč zaslechl Solón „ATUAS“54 (možná i jen „ATUA“ /jak již jsme naznačili – egyptština neznala „l“/). Podívejme se do dostupného internetového sumerského slovníku (http://psd.museum.upenn.edu/nepsd-frame.html). Zde je pod transkripcí „ATUA“ uvedeno, že jde o kněze. To nás neudivuje. V raně dynastické době vládli v Sumeru velekněží/králové. „ATUA“ proto není vlastním jménem vládce „Atlantidy“ – je naopak pouze označením jeho funkce. Lze předpokládat, že k „ATUA“ Egypťané možná později doplnili i „S“.

S ohledem na (případně senzacechtivého) čtenáře je zapotřebí uvést důležitou poznámku související s trvalou snahou autora o ryze vědecký přístup k celé zde uváděné hypotéze. Označení „ATUA“ či „ATUAS“ neznamená, že by „bájný“ atlantský velekněz/král byl v „atlantštině“ takto označován. Uvedená značně nápadná shoda se starou sumerštinou pouze naznačuje (s poměrně vysokou pravděpodobností) historickou „cestu“ celého mýtu o Atlantidě. Obdobně jako u „potopy“ lze oprávněně předpokládat, že původnější (bohužel nedochovaný) pramen je i zde sumerský.

Pro zajímavost – co nám sděluje Platón v dialogu Kritiás? V něm se dozvídáme, že královský dům se nacházel na ostrově vně obklopeném jakýmisi soustřednými „kruhy“ o průměru pěti stadií (900 m). Uprostřed pak byl lidu nepřístupný okrsek (kde se rovněž zcela na počátku narodilo deset kraleviců – obehnaný zlatou ohradou), ve kterém byl především situován Poseidonův chrám dlouhý 180 metrů a široký 90 metrů. O vlastním královském domu se hovoří pouze následně a v přímé souvislosti s důležitějším chrámem. Obdobně i u Sumerů byla u centrálních mocenských sídel důležitá hlavně jejich sakrální funkce.

Situace v oblasti na sever od dnešního Madagaskaru v roce 12 900 BP při tehdejší hladině Indického oceánu položené o cca 100 m níže

Představme si, že bychom snížili hladinu současného Indického oceánu o přibližně sto metrů. Při dnešních nástrojích GIS jde o zcela „triviální“ záležitost. Autor tohoto příspěvku využil internetový portál https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/.

Při zběžném pohledu na situaci existující na sever od dnešního ostrova Madagaskar každého zajisté „překvapí“ zajímavé geologické celky vystupující až z pětitisícových hloubek existujících v této části Indického oceánu. Na níže uvedeném obr. 4 si může laskavý čtenář povšimnout celkem tří výrazných útvarů, jakýchsi „ponořených ostrovů“.

Obr. 4. Dno oceánu severovýchodně od Madagaskaru (převzato z: https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/.)

První útvar (pokud postupujeme od jihu, tj. od ostrova Mauricius) je umístěn převážně v hloubce 200 m pod současnou hladinou oceánů (viz obr. 5). Jde v podstatě o „plošinu“, která se na svých okrajích prudce svažuje až do třítisícimetrové hloubky. Převážná část by byla při snížení hladiny o sto metrů stále „zatopena“. Druhý (částečně menší) útvar se nachází na sever (viz obr. 6). I zde lze zaznamenat, že při stejném snížení hladiny by plocha případně takto vzniklých sedmi ostrovů byla poměrně malá. Zcela jinak je tomu u třetího útvaru, který se nalézá téměř na rovníku (viz obr. 7). Při snížení hladiny oceánu o sto metrů by vznikl téměř obdélníkový „ostrov“ o délce přibližně 335 kilometrů a šířce 165 kilometrů. Celková plocha (při použití dostupných nástrojů https://www.google.cz) by činila přibližně 41 600 km2 – obvod tohoto „ostrova“ pak asi 1 060 kilometrů. Pro porovnání – plocha celé stávající České republiky činí celkem 78 865 km2, největší Středočeský kraj má 11 015 km2. Jde tedy o rozlohu odpovídající 53 % České republiky a téměř čtyřem Středočeským krajům. Navíc to byl (před zatopením) zcela rovinný terén bez výrazných „pohoří“ (zjevně v celé své ploše plně zemědělsky využitelný). Pro srovnání je též možné uvést, že celkový rozsah starého Sumeru odpovídal asi jen 10 000 km2.

Obr. 5. Podmořský útvar nalézající se u Mauricia – zvýrazněná stometrová hloubka (převzato z: https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/.)

Geologické poměry, flóra a fauna na Seychelských ostrovech a analogické pasáže obsažené v Platónově dialogu Kritiás

V této dílčí části našeho příspěvku vybereme pouze několik krátkých výňatků z poměrně rozsáhlého dialogu Kritiás. S ohledem na celkový popis zkoumaného útvaru („ostrova“ – viz obr. 7) je závažné především toto sdělení:

πρὸς θαλάττης μέν, κατὰ δὲ μέσον πάσης πεδίον ἦν, ὃ δὴ πάντων πεδίων κάλλιστον ἀρετῇ τε ἱκανὸν γενέσθαι λέγεται, πρὸς τῷ πεδίῳ δὲ αὖ κατὰ μέσον σταδίους ὡς πεντήκοντα ἀφεστὸς ἦν ὄρος βραχὺ πάντῃ.“ [Ve směru od moře až ke středu celého (ostrova) se rozprostírala rovina, která prý (jak se vypráví) byla ze všech rovin nejkrásnější a dostatečně úrodná, a navíc se u té roviny nalézalo pohoří, které bylo od středu (ostrova) vzdálené asi padesát stadií (9 kilometrů) – ze všech stran nevysoké.]

Obr. 6. Podmořský útvar nalézající se asi 800 km od Seychel směrem na jihovýchod (převzato z: https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/.)

Všechny dostupné překlady jsou „poněkud nelogické“ – není zde dostatek prostoru na složitý rozbor (např. vazba „πρός“ na genitiv či dativ – autor je ochoten osobně vysvětlit skladbu větné periody). Vypadá to tak, že s největší pravděpodobností existovala „mapa“, kterou měli k dispozici možná Egypťané (či i snad Solón). Pokud vyznačíme „pomyslný střed“ popisovaného útvaru v prostoru Seychel (viz obr. 7) – zjistíme, že uváděná vzdálenost padesáti stadií popisovaného pohoří od něj je kupodivu velmi přesná! Jinak též i celý popis plně odpovídá. Po snížení hladiny oceánu by se „vynořil“ ostrov s rozsáhlou rovinou (plání) a pouze nevysokým pohořím. Dále se v dialogu Kritiás nalézá i následující pasáž (uvádíme, pokud možno, zcela doslovný překlad /námi zpracovaný a literárně neupravovaný/):

„… καὶ ὅσα ὕλη πρὸς τὰ τεκτόνων διαπονήματα παρέχεται, πάντα φέρουσα ἄφθονα, τά τε αὖ περὶ τὰ ζῷα ἱκανῶς ἥμερα καὶ ἄγρια τρέφουσα. καὶ δὴ καὶ ἐλεφάντων ἦν ἐν αὐτῇ γένος πλεῖστον: νομὴ γὰρ τοῖς τε ἄλλοις ζῴοις, ὅσα καθ᾽ ἕλη καὶ λίμνας καὶ ποταμούς, ὅσα τ᾽ αὖ κατ᾽ ὄρη καὶ ὅσα ἐν τοῖς πεδίοις νέμεται, σύμπασιν παρῆν ἅδην, καὶ τούτῳ κατὰ ταὐτὰ τῷ ζῴῳ, μεγίστῳ πεφυκότι καὶ πολυβορωτάτῳ. πρὸς δὲ τούτοις, ὅσα εὐώδη τρέφει που γῆ τὰ νῦν, ῥιζῶν ἢ χλόης ἢ ξύλων ἢ χυλῶν στακτῶν εἴτε ἀνθῶν ἢ καρπῶν, ἔφερέν τε ταῦτα καὶ ἔτρεφεν εὖ: ἔτι δὲ τὸν ἥμερον καρπόν, τόν τε ξηρόν, ὃς ἡμῖν τῆς τροφῆς ἕνεκά ἐστιν, καὶ ὅσοις χάριν τοῦ σίτου προσχρώμεθα – καλοῦμεν δὲ αὐτοῦ τὰ μέρη σύμπαντα ὄσπρια55 – καὶ τὸν ὅσος ξύλινος, πώματα καὶ βρώματα καὶ ἀλείμματα φέρων, παιδιᾶς τε ὃς ἕνεκα ἡδονῆς τε γέγονε δυσθησαύριστος ἀκροδρύων καρπός, ὅσα τε παραμύθια πλησμονῆς μεταδόρπια ἀγαπητὰ κάμνοντι τίθεμεν, ἅπαντα ταῦτα ἡ τότε ποτὲ οὖσα ὑφ᾽ ἡλίῳ νῆσος ἱερὰ καλά τε καὶ θαυμαστὰ καὶ πλήθεσιν ἄπειρ᾽ ἔφερεν. [(Ostrov)… poskytoval i nadbytek dřeva potřebného pro tesaře, též i vyživoval zvěř krotkou i divokou. Obzvláště na něm bylo mnoho slonů – bylo tam dostatek potravy jak pro všechny živočichy, kteří žijí v bažinách, jezerech a řekách nebo zase na horách či rovinách, tak i pro toto zvíře, které je největší a nenasytné. A kromě toho (k tomu všemu) – (tento ostrov) produkoval všechny vonné kořeny, byliny, stromy nebo tekuté šťávy (esence) získávané z květů nebo plodů, co jich jen země plodí – k tomu pak ovoce a suché plody (ořechy), které nám poskytují výživu a všechny, jež užíváme pro radost z jídla – nazýváme je pak všechny dohromady „ospria“55 („plody“). (Ostrov měl) i tu plodinu, která je dřevnatá (suchá) a poskytuje suchý a kapalný pokrm a olej (asi plod palmy /viz níže/) – dále pak těžko uchovatelné (rychle se kazící) plody ovocných stromů (asi banány), které rostou pro naši slast a potěšení a všechno ovoce, které je předkládáno po jídle jako vítaný prostředek při přesyceném žaludku (evidentně citróny). Tyto všechny krásné a podivuhodné plody poskytoval v nesčíslném množství tento posvátný ostrov v té době, kdy se nacházel „pod sluncem“.]

K uvedenému úryvku lze zcela jednoznačně dodat (podle slonů, tropického koření a ovoce) – ostrov se nalézal na rovníku! Navíc šlo o „ὑφ᾽ ἡλίῳ νῆσος“ (ostrov „pod sluncem“). Zvláštní pozornost si zaslouží místní endemit – rostlina známá jako „mořský kokos“, botanicky správně palma seychelská56 (Lodoicea sechellarum či Lodoicea maldivica), která má největší semena na světě a současně i největší samičí květ mezi palmami (rodové jméno získala na počest francouzského krále Ludvíka XV. /z latinského Lodoicus Quintus Decimus/ a druhový název podle Seychel). Palma dorůstá do výšky až 30 metrů. Na „ostrově“ se též nacházela jezera (zřejmě i tropické močály) – to rovněž souhlasí s tvarem dnešního mořského dna (pokud bychom snížili hladinu oceánu o 100 metrů – viz obr. 7). Nyní uvedeme krátkou zmínku, ze stejného Platónova dialogu, o průplavu, který byl na ostrově vybudován.

Obr. 7. Podmořská plošina v prostoru dnešních Seychelských ostrovů (převzato z: https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/.)

„… διώρυχα μὲν γὰρ ἐκ τῆς θαλάττης ἀρχόμενοι τρίπλεθρον τὸ πλάτος, ἑκατὸν δὲ ποδῶν βάθος, μῆκος δὲ πεντήκοντα σταδίων, ἐπὶ τὸν ἐξωτάτω τροχὸν συνέτρησαν, καὶ τὸν ἀνάπλουν ἐκ τῆς θαλάττης ταύτῃ πρὸς ἐκεῖνον ὡς εἰς λιμένα ἐποιήσαντο, διελόντες στόμα ναυσὶν ταῖς μεγίσταις ἱκανὸν εἰσπλεῖν.“ [… Neboť prokopali příkop, který začínal u moře, který byl tři plethra široký (90 metrů), sto stop hluboký (30 metrů) a padesát stadií dlouhý (9 kilometrů), který vedli skrz zcela vnější „zónu“ („kruh“) a takto umožnili vplutí z moře do přístavu, který vybudovali a vytvořili vstup tak, aby dostatečně velké lodě mohly do něj vplout.]

Pokud se podíváme na „velké jezero“ (viz obr. 7), lze seznat, že mezi ním a mořem je poměrně úzký pás pevniny. Jeho šířka je přibližně deset kilometrů (plně srovnatelná s Platónovými padesáti stadii). Při maximálním použitém zvětšení internetové batygrafické mapy (https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/bathymetry/) je též možné si povšimnout „velmi podezřelé“ úzké „zátoky“. A nyní nastupuje zcela zásadní důkaz:

… τὸν δὲ λίθον ἔτεμνον ὑπὸ τῆς νήσου κύκλῳ τῆς ἐν μέσῳ καὶ ὑπὸ τῶν τροχῶν ἔξωθεν καὶ ἐντός, τὸν μὲν λευκόν, τὸν δὲ μέλανα, τὸν δὲ ἐρυθρὸν ὄντα…“ [… kámen lámali z hloubky v areálu ostrova jak v jeho středu, tak i vně na jeho okraji – a to sice jednak bílý, jednak černý, jednak červený…]

Nyní uvedeme pouze citaci (http://shells.webz.cz/seychely.html):

Seychely tvoří 115 ostrovů roztroušených v Indickém oceánu na ploše větší než jeden milion km2. Ostrovy jsou dvojího původu: vedle 73 korálových atolů zde nalezneme 42 ostrovů s žulovým podložím, a právě ty jsou nejzajímavější. Předpokládá se, že staré horniny, jejichž vrcholy tvoří největší ostrovy Mahé, Praslin, Sillhuete, La Digue a další, vznikaly v době Gondwany, která byla souvislou zemskou pevninou až do konce prvohor. V druhohorách pak došlo k roztržení prapevniny a k postupnému oddělení jednotlivých kontinentů. Z geologického hlediska je červená a černá žula na Seychelách stále předmětem zkoumání, protože se výrazně liší od geologické stavby okolních částí země.

Korálové útesy jsou tvořeny uhličitanem vápenatým – jde evidentně o bílý „kámen lámaný vně na okraji“ ostrova. Ve středu „ostrova“ se nalézá jak současný ostrov Mahé, tak Praslin (byly vytvořeny podmořským výlevem žuly). Na doplnění lze ještě uvést další úryvek z Platónova dialogu Kritiás:

πρῶτον μὲν οὖν ὁ τόπος ἅπας ἐλέγετο σφόδρα τε ὑψηλὸς καὶ ἀπότομος ἐκ θαλάττης, τὸ δὲ περὶ τὴν πόλιν πᾶν πεδίον, ἐκείνην μὲν περιέχον, αὐτὸ δὲ κύκλῳ περιεχόμενον ὄρεσιν μέχρι πρὸς τὴν θάλατταν καθειμένοις, λεῖον καὶ ὁμαλές, πρόμηκες δὲ πᾶν, ἐπὶ μὲν θάτερα τρισχιλίων σταδίων, κατὰ δὲ μέσον ἀπὸ θαλάττης ἄνω δισχιλίων.“ [Především, pokud vezmeme do úvahy celý region – pak se tento výrazně zdvihal od moře do velké výšky – avšak oblast okolo města byla rovinou, která byla kolem dokola obklopena horami, které se až teprve u moře prudce svažovaly k němu. Tato planina měla rovný povrch a byla obdélného tvaru – rozkládala se na obou stranách do délky tři tisíce stadií a u svého středu (u místa stejně vzdáleného od moře) dosahovala dvou tisíc stadií.]

Pokud se podíváme na tvar posuzovaného ostrova (viz obr. 7), lze shledat, že jde o převážně rovinný geologický blok, který se strmě svažuje až do třítisícových mořských hloubek. Na západním, severním i východním „břehu“ lze zaznamenat nepatrně zvýšený terén – avšak na všech stranách prudce se svažující k moři. Pokud jde o rozměry tohoto ostrova (téměř obdélného tvaru) podařilo se nám z internetových map odečíst rozměry 365 × 165 kilometrů. Podle Platóna lze odvodit (při asi 180 metrech odpovídajících jednomu stadiu) hodnoty 540 × 360 kilometrů. Platónova délka ostrova je asi o 50 % větší. Nicméně jde o srovnatelné rozměry. Stávající tvar ostrova lze porovnat též s následujícím Platónovým sdělením:

… ὧδε οὖν τὸ πεδίον φύσει καὶ ὑπὸ βασιλέων πολλῶν ἐν πολλῷ χρόνῳ διεπεπόνητο. τετράγωνον μὲν αὔθ᾽ ὑπῆρχεν τὰ πλεῖστ᾽ ὀρθὸν καὶ πρόμηκες…“ [… Takto vskutku byla tato rovina působením přírodních sil a též od mnoha králů za dlouhou dobu upravena. Byl to zhruba podlouhlý pravoúhlý čtyřúhelník.]

Celková „rekonstrukce“ popisovaných událostí

Zde budeme velmi struční, jakékoliv hypotézy ponecháme případným „atlantologům“. Po značném oteplení v nejstarším dryasu následovalo (s výjimkou velmi krátké navazující studené periody) další oteplení ve středním dryasu (Alleröd). Po roce 13 900 BP se však náhle ochladilo. Tehdejší kultura v prostoru Blízkého východu zvaná natufiánská se podle našeho názoru nacházela i v prostoru velké části dnes zatopeného Rudého moře. V časovém rozmezí mladšího dryasu 12 900–11 700 BP došlo nejen k ochlazení – tuto klimatickou změnu doprovázelo i značné sucho. To mělo za následek i značné odlesnění celé oblasti. V období mladšího dryasu byla hladina světových oceánů přibližně o 100 metrů níže. Zde si dovolíme „předestřít“ určitou hypotézu. Tehdejší natufiánci se soustředili pravděpodobně do dnes zatopené oblasti u Bab al Mandab.

V roce 1978 Thor Heyerdahl potvrdil plavbou na rákosovém člunu Tigris (kopií plavidla starých Sumerů) z Iráku přes Perský záliv do Indického oceánu to, že se tudy mohla šířit civilizace (člun se plavil z Iráku k Pákistánu a přes Indický oceán až Rudému moři). Domníváme se, že poměrně vyspělí natufiánci v té době byli schopni takové primitivní plavidlo sestavit a k současným Seychelám (tehdy „Atlantidě“) doplout (s ohledem na možnou analogii použití rákosu viz obr. 3). Zde pak existovala nepřetržitě civilizace na stejně vysoké úrovni, jakou v té době měla ve světě tehdejší bezesporu nejvyspělejší natufiánská kultura. Zcela jistě nedošlo k „regresu“, který nastal po datu 12 900 BP na Blízkém východě (opětovný návrat do rovnostářské kultury, srovnatelné s kebarskou). V dané chladné periodě byly příznivé podmínky pouze na rovníku (nejen v oblasti Blízkého východu se výrazně ochladilo – na celé severní polokouli zároveň nastalo i extrémní sucho). Následně došlo k náhlému vzestupu oceánů po roce 11 700 BP.

S ohledem na nedalekou sopku Piton de la Fournaise (jde o jednu z nejaktivnějších sopek na celé naší zeměkouli) nacházející se na ostrově Réunion asi 1 800 km od Seychel, lze za zcela pravděpodobnou událost označit možný výskyt tsunami přibližně ve stejné době. Na podporu osídlení Seychel již v tak brzkém období lze připomenout, že zcela nedávno bylo zjištěno, že ostrov Madagaskar nebyl osídlen před asi jen 2 000 lety – ale již před minimálně 10 000 lety57. Mohlo jít o „zbytky“ uprchlých „Atlanťanů“. Určitá část se pak dostala zpět na Blízký východ a sem přenesla největší vynález lidstva – zemědělství. V tomto příspěvku jsme samozřejmě nezamýšleli „přepisovat“ knihu Genesis – na to by nestačil ani jeden článek. „Plod poznání“ (viz poznámku č. 56) je zcela logicky odvoditelný (obdobně i „prvotní“ hřích) – je též jasné, kde byla hora „Ararat“ (viz poznámku č. 53). Autor příspěvku nechtěl zcela „změnit“ základní světové dějiny; vše vyplynulo v přirozeném sledu – „samo od sebe“.

Závěry a doporučení – možná lokalizace průplavu zmiňovaného v dialogu Kritiás

Tento závěr je oprávněný, pokud bude autor tohoto příspěvku „brán vážně“. Podle jeho názoru však v celém textu i nejkritičtější oko nenalezne „ufologickou“ či jinou zcela nevědeckou argumentaci. Absolutní pravdu nikdy nikdo nemá – lze ji posuzovat pouze s ohledem na možnou pravděpodobnost předkládaných důkazů. Není jich málo – avšak ani ty nejsou dostačující, pokud (doufejme, že čeští a nikoliv zahraniční) archeologové výše prezentovanou hypotézu autora tohoto příspěvku zcela jednoznačně nepotvrdí. Jako nejpádnější důkaz by mohlo posloužit nalezení Platónem popisovaného poměrně velkého průplavu o délce 9 kilometrů, šířce 90 metrů a hloubce (bez vysokých břehů) minimálně 30 metrů. Jeho lokalizaci autor předpokládá v prostoru poměrně úzké šíje u „Velkého jezera“ (viz obr. 7).

Zcela na závěr se autor omlouvá za ryze doslovné překlady řeckých původních textů. Bohužel musí konstatovat, že běžně dostupný český překlad obsahoval i věcná pochybení. Též u některých anglických překladů (i když mnohem méně) se vyskytovaly určité nepřesnosti. Zcela detailní a „nezjednodušující“ pochopení Platónova textu (za pomoci téměř všech existujících slovníků, které měl naštěstí autor k dispozici), totiž mnohdy napomohlo i k lepší interpretaci zde autorem předkládaných hypotéz.

 

Poznámky

  1. Valmíček, Boris, Klimatické změny: Milankovičovy cykly, vývoj člověka a rozvoj civilizace v současné době meziledové, s. 13. Viz též: https://cs.wikipedia.org/wiki/Milankovi%C4%8Dovy_cykly.
  2. Též nazývané obliktivita.
  3. Náklon zemské osy kolísá mezi 21,8° a 24,4°.
  4. Přibližně 96 000 až 127 000 let (https://cs.wikipedia.org/wiki/Milankovi%C4%8Dovy_cykly).
  5. Kadrnožka, Jaroslav, Globální oteplování Země: příčiny, průběh, důsledky, řešení, s. 24. Přesnější údaj je ve Wikipedii – a to 405 000 let (díky gravitačnímu působení Jupiteru a Venuše).
  6. Tamtéž, s. 26. Sluneční konstanta je tepelný výkon (ve všech vlnových délkách), který prochází kolmě nastavenou plochou o velikosti 1 m2 ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce (astronomická jednotka /běžně se používá značka AU/ je jednotka vzdálenosti, původně definovaná jako střední vzdálenost Země od Slunce). Sluneční aktivita charakterizovaná výskytem slunečních skvrn se mění v základním jedenáctiletém cyklu. Významný je i 22letý cyklus – dále existují periody 80, 300, 1 400 a 1800 let (Kadrnožka, Jaroslav, Globální oteplování Země: příčiny, průběh, důsledky, řešení. s. 27).
  7. Valmíček, Boris, Klimatické změny: Milankovičovy cykly, vývoj člověka a rozvoj civilizace v současné době meziledové, s. 13–14.
  8. Dostupné na: https://cs.wikipedia.org/wiki/Milankovi%C4%8Dovy_cykly.
  9. Kleczek, Josip, Život se Sluncem a ve vesmíru: nová věda – bioastronomie; Kadrnožka, Jaroslav, Globální oteplování Země: příčiny, průběh, důsledky, řešení; Valníček, Boris, Klimatické změny: Milankovičovy cykly, vývoj člověka a rozvoj civilizace v současné době meziledové; Svoboda, Jiří, Utajené dějiny podnebí: řídilo počasí dějiny lidstva?
  10. Někdy se uvádí též datum 11 500 BP. S ohledem na přesnost radiokarbonové metody datování (též označované jako uhlíková nebo radiouhlíková metoda) jde o zanedbatelný rozdíl.
  11. V tomto příspěvku budeme používat výhradně zkratku „BP“ (Before Present /protože se význam „současnosti“ mění, je tato stanovena dohodou jako 1. leden 1950; s ohledem na pojednávanou problematiku však uvedená „přesnost“ není rozhodující/) – nikoliv běžné označení „př. n. l.“ či „př. Kr.“.
  12. Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 44.
  13. Před Allerödskou oscilací existovalo velmi krátké, ale též velmi studené období tzv. staršího dryasu, které trvalo asi jen 200–400 let.
  14. Behringer, Wolfgang, Kulturní dějiny klimatu: od doby ledové po globální oteplování, s. 63.
  15. Natúfienu předcházel tzv. kebaran (https://cs.wikipedia.org/wiki/Nat%C3%BAfien).
  16. Tato kultura byla nazvána podle Vádí-en-Natuf v Palestině.
  17. Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 65.
  18. Behringer, Wolfgang, Kulturní dějiny klimatu: od doby ledové po globální oteplování, s. 59.
  19. U jedinců vystavených hladu či jinému stresu se častěji vyskytují v zubní sklovině tenké linie označované jako hypoplazie (jde o nekompletní nebo opožděný buněčný vývoj). Anna Belfer-Cohen nalezla u natufiánců těchto příznaků poměrně málo (Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 61).
  20. Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 65.
  21. Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 64, uvádí 10 800–9 600 př. Kr., tj. 12 800–11 600 BP. Jde o zanedbatelný rozdíl proti údajům internetové stránky: https://en.wikipedia.org/wiki/Younger_Dryas. S ohledem na přesnost radiokarbonové metody datování jde v podstatě o shodná rozmezí.
  22. Na břehu jezera se nalézá významné opatství Maria Laach. Jde o středověký benediktinský klášter v Porýní-Falcku, nacházející se asi 40 km jižně od Bonnu. Byl založen roku 1083 a po zrušení 1802 obnoven roku 1893 jako součást beuronské kongregace benediktinského řádu. Mohutný klášterní kostel Panny Marie a svatého Mikuláše patří mezi vrcholné románské stavby v Německu.
  23. Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 66.
  24. Tak je tomu i v současnosti u oblastí postižených dlouhodobým hladem. Tělesná výška u kosterních nálezů pozdního natufiánského období (např. z Nachal Oren) je mnohem nižší než u nálezů raně natufiánských (např. Ajn Malláha). Podrobně viz: Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20 000 do r. 5000 př. Kr., s. 66.
  25. Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 66.
  26. Atlantik existoval přibližně v období 8 000–5 000 BP. Jde o geologické (a též klimatické) období středního holocénu charakteristické zejména nástupem vlhkého oceánského klimatu a také dalším oteplováním (ve srovnání s předchozím boreálem). Průměrné teploty ve střední Evropě byly asi o tři stupně vyšší při podstatně vyšších srážkových úhrnech ve srovnání se současným klimatem. Proto je Atlantik označován jako holocénní klimatické optimum (https://cs.wikipedia.org/wiki/Atlantik).
  27. Neobjevují se již nálezy čelenek z mušliček, náhrdelníků, náramků a závěsů ze zvířecích kostí a ulit mořských měkkýšů – tak jak tomu bylo u asi čtvrtiny zemřelých v raně natufiánské éře. Též se již neobjevují skupinové pohřby – naopak lze zaznamenat „návrat“ k pohřbívání jednotlivců. Příslušnost k dané rodině už byla méně významná – zřejmě byli jedinci spíše oceňováni pouze podle svých vlastních schopností a zásluh (Mithen, Steven, Konec doby ledové: dějiny lidstva od r. 20000 do r. 5000 př. Kr., s. 68–69).
  28. Kodros (Κόδρος) byl podle řecké mytologie synem a nástupcem Melantha. Ten byl králem v messénském Pylu – po vpádu Dórů na Peloponés odešel do Athén, které zachránil od Boióťanů – poté byl zvolen athénským králem. Dórové se za vlády jeho syna Kodra dostali až k Attice – hrozilo, že Athény budou zničeny. Kodros požádal o radu delfskou věštírnu. Když se od Pýthie dozvěděl, že Athéňané odrazí útok Dórů jen tehdy, pokud zemře, rozhodl se dobrovolně obětovat svůj život. Jako dřevorubec odešel do lesa, kde vyprovokoval hádku s dórskou hlídkou a nechal se zabít. Athény následně odolaly dórskému útoku a Atika zůstala územím, kterou si Dórové nepodmanili.
  29. Dropidés byl i podle jiných genealogií Solónovým bratrem. Jeho synem byl Kritiás („starší“) a „pravnukem“ Kritiás („mladší“), který vystupuje v popisovaném dialogu Timaios (Platón, Timaios, Kritias, překlad František Novotný, s. 117).
  30. V dialogu Prótagorás je uvedeno: „… ἐγὼ πείθομαι, καὶ Κριτίας ὁ Καλλαίσχρου“ (… a já s tím souhlasím /jsem o tom přesvědčen/ a též Kritiás, syn Kallaischrův“ (Platón, Prótagoras, překlad František Novotný, s. 21).
  31. Hlavní osoba stejnojmenného dialogu – Timaios z italských Loker byl filosofem a přívržencem pythagorejské školy. Pod jeho jménem se zachoval také spis „O přirozenosti světa a duše“.
  32. Platón, Timaios; Kritias, poznámky František Novotný, s. 117.
  33. Jde o nejdelší pasáž v dialogu, která se snaží osvětlit záležitosti stvoření světa z vůle démiurga a zapříčinění vzniku světa obývaného člověkem.
  34. Graeser, Andreas, Řecká filosofie klasického období = Geschichte der Philosophie. 2, Sophistik und Sokratik, Plato bis Aristoteles, s. 199.
  35. Autor tohoto příspěvku musel opravit již nevyhovující překlad Františka Novotného.
  36. Panczová, Helena, Grécko-slovenský slovník: od Homéra po kresťanských autorov, s. 936: „skrz-naskrz, vonkoncom, úplne, celkom, pravdaže“.
  37. Prach, Václav, Řecko-český slovník, s. 343: „praděd“.
  38. Šlo o athénské svátky na počest boha Dionýsa. Slavily se na podzim – třetí den slavností se nazýval Kúreótis. Chlapci byli při něm zapisováni do seznamu své frátrie (Platón, Timaios, Kritias, poznámky František Novotný, s. 117).
  39. Panczová, Helena, Grécko-slovenský slovník: od Homéra po kresťanských autorov, s. 734: „temeno, vrch hlavy, vrchol, kraj, koniec“.
  40. Sau (řecky Σάϊς – Sais) bylo významné město ve starověkém Egyptě v západní nilské Deltě na jednom z říčních ramen, středisko dolnoegyptského pátého nomu (kraje). Od počátku historické doby bylo důležitým náboženským centrem kultu bohyně Neit, později také Usira, Esety a Hora. Největšího významu dosáhlo za vlády 26. dynastie (pocházel odtud především faraón Psammetik), kdy se stalo královským sídelním městem. Někteří antičtí autoři popisují slavné památky – např. Neitin chrám, obelisky, posvátné jezero a hrobky králů. Ještě v 19. století byly patrné rozvaliny mohutného komplexu o rozměru téměř 700 × 700 m, který obklopovala bezmála tři desítky metrů silná cihlová zeď. Nyní se jedná o velmi poškozenou a prozatím jen málo prozkoumanou archeologickou lokalitu, na níž se nezachovaly prakticky žádné viditelné pozůstatky staveb – nachází se dnes na místě dnes zvaném Sá el-Hagar (Verner, Miroslav, Bareš, Ladislav a Vachala, Břetislav, Ilustrovaná encyklopedie starého Egypta, s. 387).
  41. Neit byla původně bohyní války a zejména od Nové říše vystupovala především jako ochránkyně zemřelých. Bývala někdy označována jako „Velká matka“, což souviselo s její rolí stvořitelky světa; byla zřejmě jedním z nejdůležitějších božstev už v preddynastické éře – též nepřetržitě uctívána ještě v ptolemaiovské a římské době. Od Nové říše je považována za androgynní bytost (byly jí občas přisuzovány vlastnosti univerzálního prabožstva spojujícího v sobě mužské a ženské rysy), někdy se ztotožňovala i s praoceánem Nu či jeho personifikací bohem Nunem, nebo se stvořitelskou bohyní Mehetweret (první doklad byl nalezen v textech na sarkofágu krále Merenptaha z 19. dynastie – samotná idea je zřejmě mnohem starší). Z Neitiných slin měl povstat i nepřítel slunečního boha, had Apop. V souvislosti se stvořením světa existoval přívlastek „Velká kráva“ a „Velká záplava“. Z chrámu v Esně pochází nápis, v němž je Neit zmiňována jako hornoegyptská bohyně, která se vynořila z „pravodstva“, stvořila celý svět, včetně slunečního boha Rea, a pak cestovala do Dolního Egypta, kde založila své město Sais. Byla též označována za matku krokodýlího boha Sobka. Neit byla znázorňována v lidské podobě s dolnoegyptskou korunou a dvěma zkříženými šípy (případně i s lukem). S touto bohyní byl rovněž spojován boj, lov, zbraně a válečnictví. Delta byla významným střediskem Neitina kultu, a tato bohyně byla považována za patronku a ochránkyni celého Dolního Egypta. Symbolem Dolního Egypta byla také včela – Neitin chrám ve městě Sais byl tak někdy nazýván „Dům včely“. V době Staré říše měla Neit svatyni Mennoferu – je též zmiňována jako „vládkyně Mendu“. Během Střední a Nové říše její význam poněkud poklesl – její význam se zvětšil v ramessovské době, kdy bylo hlavní město Egypta přeneseno do delty. V ptolemaiovské době byla významným místem jejího kultu též Esna (Verner, Miroslav, Bareš, Ladislav a Vachala, Břetislav, Ilustrovaná encyklopedie starého Egypta, s. 315–316; https://wikisofia.cz/wiki/Neit#cite_note-:2-4). Bohyně Athéna na rozdíl od Neit byla především bohyní války (pouze však moudře a rozvážně vedené) – končící vítězstvím. O její radu prosili moudří vladaři. Řekové ji ctili jako „Athénu ve zbroji“ (Athéna Enoplos) nebo jako „Athénu vyzývající k boji“ (Athéna Promachos). Také bývala nazývána Athénou Vítěznou (Athéna Níké). Byla ochránkyní především Athéňanů (v chrámech byly její sochy – pokud bylo palladium v chrámu, město bylo „nedobytné“).
  42. Prach, Václav, Řecko-český slovník, s. 554: „zkáza, zničení, zánik, záhuba, zpustošení, ztráta, mravní zkáza“.
  43. Asi 9 600 let př. n. l. či 11 600 BP. K velké změně klimatu (podle současných poznatků /provázené radikálním zvýšením teploty na severní polokouli a masivním táním ledovců/) došlo asi 11 700 BP. S ohledem na přesnost radiokarbonové metody datování jde v podstatě o stejné údaje.
  44. K „Asii“ byl v té době přiřazován i Egypt.
  45. Otázka datace tohoto dialogu se do určité míry stala částečně i předmětem sporů. Někteří interpreti se vyjádřili tak, že Timaios v podstatě vyjadřuje nauku o idejích „středních dialogů“ – a že předchází tzv. „kritickým dialogům“. Toto pojetí však není schopno vysvětlit, proč se tolik motivů tzv. klasické nauky o idejích vrací i v „kritických dialozích“ (Graeser, Andreas, Řecká filosofie klasického období = Geschichte der Philosophie. 2, Sophistik und Sokratik, Plato bis Aristoteles, s. 199).
  46. Sparťané, Athéňané, Élejští a Mantinejští byli vedeni spartským králem Agésiláem II. Thébské vojsko zahrnovalo také vojáky boiótského spolku i některých Arkaďanů. Oba velitelé byli vysoce strategicky schopní – vítězství v bitvě však dosáhl Epameinóndás. Využil přitom taktiku, kterou již dříve uplatnil u Leukter – opětovně rozestavil boiótské vojsko na levém křídle své armády do neobvykle hlubokého zástupu hoplitů (tzv. kosý šik). Epameinóndás, který vedl osobně toto křídlo, porazil a zahnal nejlepší spartské oddíly na jejich pravém křídle – avšak během boje v přední linii utrpěl smrtelné zranění. Thébští velitelé Iolaidas a Daifantos, které určil svými případnými nástupci, byli rovněž zabiti. Když se umírající Epameinóndás doslechl o jejich smrti, nařídil Thébanům (i přes zcela nezpochybnitelné vítězství) uzavřít se Spartou mír. Po jeho smrti však thébská hegemonie zcela rychle upadla. Konečným výsledkem boje tak bylo rozhodující oslabení jak Thébanů, tak i Sparťanů. Politickou situaci následně využila Makedonie (Filip II.).
  47. Adkins, Lesley a Adkins, Roy, Starověké Řecko: encyklopedická příručka, s. 2.
  48. Ostatně i toto sám Platón přiznává v dialogu Kritiás (překlad Františka Novotného): „Nežli začneme svůj výklad, jest třeba ještě něco málo objasniti, abyste se snad nedivili, slyšíce helénská jména barbarských mužů; zvíte totiž příčinu toho. Solón, zamýšleje užíti té pověsti pro svou báseň, vyptával se po významu těch jmen a nalezl, že oni první Egypťané, kteří je zapsali, převedli je do své řeči; tu zase sám znova probíraje smysl každého jména převáděl je do našeho jazyka, a tak si je zapisoval. Tyto zápisy byly u mého děda, a ještě nyní jsou u mne; hned jako chlapec jsem je důkladně prozkoumal. Budete-li tedy slyšeti taková jména jako jsou u nás, nebudiž vám to nic divného; vždyť jste slyšeli příčinu té věci. Takový tedy asi byl tehdy začátek toho dlouhého výkladu.
  49. Panczová, Helena, Grécko-slovenský slovník: od Homéra po kresťanských autorov, s. 248: „Atlantovna, Atlantova dcéra, atlantická, Atlantský (θάλασσα – oceán), Atlantida (νῆσος – ostrov)“ http://www.perseus.tufts.edu/hopper/ uvádí: „Ἀτλαντίς θάλασσα ἡ Ἀ. καλουμένη, the Atlantic ocean, Hdt.“. Též: „Ἀτλαντικός, ή, όν, A. of Atlas, τέρμονες Ἀ. the pillars of Hercules, τὸ Ἀ. πέλαγος, ἡ Ἀ. θάλασσα – also Ἀτλάντειος, α, ον, – fem. Ἀτλαντίς, ίδος; title of work by Hellanicus (also Ἀτλαντιάς); θάλασσα ἡ Ἀ. καλουμένη; ἡ Ἀ. νῆσος, a fabulous island in the far West“. Jde jednoznačně o adjektivum – viz. Gemoll, Wilhelm, Vretska, Karl, Aigner, Therese, ed., Griechisch-deutsches Schul- und Handwörterbuch, s. 144.
  50. Třetí osoba singuláru aoristu indikativu aktiva slovesa „δύω“ (nořit se, ponořit se, zahalit se, propadnout se).
  51. Epos o Gilgamešovi, překlad Jiří Prosecký a Marek Rychtařík, s. 198–199.
  52. Téměř přesně na jih – asi 1 800 km od Seychel – se nachází ostrov Réunion, který spolu s Mauriciem a Rodriguesem tvoří souostroví Maskarény, ležící východně od ostrova Madagaskar. Nejvyšší horou je Piton des Neiges měřící 3 069 metrů. Na ostrově se však především nachází 2 631 metrů vysoká činná štítová sopka, která nese jméno Piton de la Fournaise a je nejaktivnější sopkou na Zemi. Šlo evidentně o v Indickém oceáně zcela běžně se vyskytující tsunami.
  53. Stačí si pouze představit tvar „ostrova“ na obr. 7. Pokud by byla hladina asi o 25 metrů nižší než současná a Utanapištim by se nacházel na nevysokém pohoří současného ostrova Mahé (Seychelských ostrovů) – pak by se kolem něj až k obzoru rozkládala planina (o rozloze přibližně současných Čech), která by nebyla ani pevninou, ani mořem. Navíc by byla možná pokryta sopečným prachem po výbuchu sopky Piton de la Fournaise (či jiné /i podmořské/ sopky v této značně vulkanické oblasti Indického oceánu).
  54. Viz výše poznámku č. 48.
  55. Gemoll, Wilhelm, Vretska, Karl, Aigner, Therese, ed., Griechisch-deutsches Schul- und Handwörterbuch, s. 590: „(Etym. unklar) – Hülsenfrucht, bes. Bohne“.
  56. V tomto příspěvku není dostatek prostoru pro „odhalení“ historického „jádra“ snad nejznámějšího mýtu lidstva „o prvotním hříchu“. Pro zajímavost lze uvést, že u této palmy existují samčí a samičí rostliny. Většinou stojí vedle sebe a rozeznáme je opravdu snadno – plody samičích rostlin připomínají svým „nemravným“ tvarem ženskou pánev (či spíše přirození). Samčí plody se zase nápadně podobají mužskému přirození (jedná se o dvoudomé rostliny). Vzhledem k tomu, že svým tvarem připomínají ženský klín nebo ženské pozadí, pojí se s nimi mnohé legendy a rituály. Uvedené „ořechy lásky“ účinkují též jako silné afrodiziakum a jsou symbolem plodnosti a lásky. Palmy se dožívají věku až tří set let.
  57. https://cs.wikipedia.org/wiki/Madagaskar#cite_note-3; https://www.archaeology.org/news/7025-181010-madagascar-human-arrival; https://cosmosmagazine.com/palaeontology/madagascar-claims-for-early-settlement-debunked. S ohledem na proud střelkového mysu (Agulhaský proud) se sem nemohli dostat z Afriky. Patří k nejrychlejším oceánským proudům vůbec a množství přepravované vody dosahuje šedesáti až sedmdesáti sverdrupů (jednotka na měření přesunu objemu mořské vody) – asi poloviny mohutného Golfského proudu. Takže se museli na Madagaskar dostat přes Seychely („Atlantidu“)!

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Dne 18.– 20. března 2019 pořádá Velvyslanectví Dánského království Česko-dánské dny vody 2019. Cílem je otevřít dialog mezi českými a dánskými subjekty o snižování spotřeby vody a dalších vodohospodářských výzvách v průmyslové výrobě, ale i veřejném sektoru.

Hlavní přínos Česko-dánských dní vody pro české subjekty

  • Získání informací od předních dánských firem o tom, jak lépe hospodařit s vodou a související elektrickou energií.
  • Navázat vztahy s předními dánskými firmami, které rozvíjí dlouhodobě udržitelná a energeticky účinná řešení zohledňující vysoké nároky na kvalitu, energetickou a nákladovou efektivitu.

Proč Dánsko?

Vodohospodářské technologie jsou jednou z dánských předních kompetencí. Dánsko rozvíjí dlouhodobě udržitelná a energeticky účinná řešení zohledňující vysoké nároky na kvalitu, energetickou a nákladovou efektivitu.

Jaké dánské společnosti se zúčastní Česko-dánských dní vody 2019?

  • Danfoss (pobočka v Praze)
  • DANWELL
  • DHI  (pobočka v Praze)
  • Grundfos (pobočka v Olomouci)
  • Hexa-Cover
  • Kamstrup
  • Liqflow
  • Westcome Heat Exchangers
  • BWT HOH

Stručný program Česko-dánských dní vody 2019

18. 3. koktejlová recepce v Mladé Boleslavi ve Vzdělávacím centru ŠKODA AUTO za účasti pana velvyslance a pana primátora Mladé Boleslavi nabízející neformální možnosti pro networking

19. 3. konference “Technologie ve vodním hospodářství – jak lépe hospodařit s vodou“ v Mladé Boleslavi ve Vzdělávacím centru ŠKODA AUTO za účasti pana velvyslance a pana primátora Mladé Boleslavi, jejíž součástí budou B2B setkání

Program
10.00–10.25 Úvodní slova pana velvyslance a pana primátora
10.30–12.30 Průmyslový panel a panel o přístupu veřejné správy k vodohospodářství, místní a regionální strategie
12.30–13.30 Oběd
13.30–14.15 Prezentace dánských řešení (5 min na jednu firmu), diskuze, otázky
14.15–15.00 B2B setkání mezi českými a dánskými subjekty
15.00 Ukončení konference

 

20. 3.  konference “Technologie ve vodním hospodářství– jak lépe hospodařit s vodou“ v Plzni v za účasti pana velvyslance a pana primátora Plzně v Konferenčním a společenském centru SECESE, jejíž součástí budou B2B setkání

Program
9.30–9.55 Úvodní slova pana velvyslance a pana primátora
10.00–11.00 Průmyslový panel a panel o přístupu veřejné správy k vodohospodářství, místní a regionální strategie
11.00–12.30 Prezentace dánských řešení (5 min na jednu firmu), diskuze, otázky
12.30–13.30 Oběd
13.30–14.45 B2B setkání mezi českými a dánskými subjekty
14.45 Ukončení konference

 

Zájemci o účast, podrobný program nebo vystoupení mohou kontaktovat Lenku Andrýsovou na emailu lenkan@um.dk nebo tel. +420 602 644 707.

Posted by & filed under Aplikovaná ekologie.

Souhrn

Památku UNESCO – Průhonický park navštěvují ročně statisíce lidí. Pohled na parkové rybníky je však v posledních pěti letech nevábný, protože je zejména v letních měsících pokryt souvislou vrstvou sinic tvořících vodní květ. Správa parku investovala více než 100 mil. Kč do obnovy krajinných scenerií a dendrologické péče, ale páchnoucí vodní prvky v parku (systém jezů, toků a nádrží) působí na návštěvníky odpudivě. Z průzkumu přítoků do parku vyplynulo, že zdroje skokového zhoršení kvality vody jsou především dva: 1) rychlý nárůst obyvatel – přetěžované čistírny odpadních vod bez terciálního čištění v samé blízkosti parku a 2) skokový nárůst zastřešených, zpevněných bezodtokových ploch satelitních sídlišť a dalších staveb včetně nákupních zón. Výše zmíněné zdroje živin jsou zásadní pro biomasu sinic, přičemž přívalové srážky způsobují podstatně vyšší hydraulický stres pro koryta toků. Následné plaveniny i splaveniny se usazují v podobě sedimentů v rybnících Průhonického parku a přispívají tak v sezoně k masovému rozvoji sinic. Vzhledem k dlouhodobému přežívání sinic v bahně sloužily rybníky v Průhonickém parku v posledních třech letech jako výkonné předkultivační zařízení pro sinice, které byly tokem Botič odplaveny do vodní nádrže Hostivař. Problém silného znečištění vody v Průhonickém parku je třeba řešit s ohledem na hospodaření v okolní krajině. V roce 2015 si proto naše pracoviště nechalo zpracovat studii proveditelnosti zaměřenou na návrh reálných revitalizačních, protipovodňových a protierozních opatření v horním povodí Botiče. Součástí studie bylo doporučení způsobu správy ekologicky hodnotných a přírodě blízkých úseků vodních toků a úseků (zbytky mokřadů, zachovalejších břehových porostů a lužních lesů nebo křovin) a zlepšení u narušených úseků (zatrubnění, napřímení). Jde o komplex organizačních (např. dodržování standardů Dobrého zemědělského a environmentálního stavu půdy – GAEC podporující udržitelné zemědělské hospodaření), agrotechnických (protierozní orba) a technických opatření (výstavba suchých nádrží na všech hlavních vodních tocích povodí Botiče, meze, průlehy, hrázky, zasakovací pásy, protierozní příkopy, terasy, sanace strží), jejichž realizace však vyžaduje spolupráci mnoha subjektů.

Úvod

Památku UNESCO – Průhonický park navštěvují ročně statisíce lidí. Pohled na parkové rybníky je však v posledních pěti letech nevábný a nevonný, protože je zejména v letních měsících pokryt souvislou vrstvou sinic tvořících vodní květ (obr. 1b2). V průběhu vegetační sezony dominuje rod Microcystis doplněný z jara rody DolichospermumAphanizomenon, od srpna do konce sezony podporovaný rodem Planktothrix. Správa parku investovala více než 100 mil. Kč do obnovy krajinných scenerií a dendrologické péče, ale páchnoucí vodní prvky v parku (systém jezů, toků a nádrží) působí na návštěvníky odpudivě. Z průzkumu přítoků do parku vyplynulo, že zdroje skokového zhoršení kvality vody jsou především dva: 1) rychlý nárůst obyvatel a přetěžované čistírny odpadních vod bez terciálního čištění v samé blízkosti parku (Zdiměřice, Dobřejovice, Jesenice-Osnice) a 2) skokový nárůst zastřešených, zpevněných bezodtokových ploch satelitních sídlišť a dalších staveb včetně nákupních zón, zaústěných do Jesenického a Dobřejovického potoka a do Botiče (obr. 3). Botič je na průtoku Prahou se svými 21 km z celkových 34,5 km jedním z nejdelších jejich potoků. Plocha jeho povodí je 135,79 km2 a průměrný průtok činí 0,44 m3/s. Botič pramení severně od obce Křížkový Újezdec, protéká přes Čenětice, Kocandu, Průhonickým parkem přes rybníky Bořín a Labeška a místy zalesněným údolím Průhonic meandruje přes Křeslice do Prahy [1, 2].

Výše zmíněné zdroje živin jsou zásadní pro biomasu sinic, přičemž přívalové srážky způsobují podstatně vyšší hydraulický stres pro koryta toků. Následné plaveniny i splaveniny se usazují v podobě sedimentů v rybnících Průhonického parku (Bořín, Labeška a Podzámecký), a přispívají tak v sezoně k masovému rozvoji sinic. Vzhledem k dlouhodobému přežívání sinic v bahně sloužily rybníky v Průhonickém parku v posledních třech letech jako výkonné předkultivační zařízení pro sinice, které byly tokem Botič odplaveny do vodní nádrže Hostivař, která je určena pro rekreaci, rybářství a slouží i k ochraně proti povodním. Její součástí je také malá vodní elektrárna.

Obr. 1a. Mapa odběrových míst
Fig. 1a. Map of sampling points
Obr. 1b. Podzámecký rybník s vodním květem v roce 2018
Fig. 1b. Podzámecký pond – cyanobacteria water bloom in 2018

Domníváme se, že problém silného znečištění vody v Průhonickém parku je třeba řešit s ohledem na hospodaření v okolní krajině. V roce 2015 si proto naše pracoviště nechalo zpracovat studii proveditelnosti zaměřenou na návrh reálných revitalizačních, protipovodňových a protierozních opatření v horním povodí Botiče. Součástí studie bylo doporučení způsobu správy ekologicky hodnotných a přírodě blízkých úseků vodních toků a úseků (zbytky mokřadů, zachovalejších břehových porostů a lužních lesů nebo křovin) a zlepšení u narušených úseků (zatrubnění, napřímení). Jde o komplex organizačních (např. dodržování standardů Dobrého zemědělského a environmentálního stavu půdy – GAEC podporující udržitelné zemědělské hospodaření), agrotechnických (protierozní orba) a technických opatření (výstavba suchých nádrží na všech hlavních vodních tocích povodí Botiče, meze, průlehy, hrázky, zasakovací pásy, protierozní příkopy, terasy, sanace strží; blíže viz [1] a obr. 4).

Obr. 2. Vodní květ sinic – Podzámecký rybník (léto 2016)
Fig. 2. Cyanobacteria water bloom – Podzámecký pond (summer 2016)

Průzkum kvality vody přítoků do parku a vodních prvků v parku

Cílem sledování je vytipovat zdroje znečištění, kterým je ovlivňována kvalita vody přitékající do Průhonického parku a kvalita vody vodních prvků samotných. Obrázek 1a zobrazuje sledované lokality v průběhu roku. Na základě několikátého sledování budou navržena příslušná opatření vedoucí ke zlepšení kvality vody v parku a následně i ke zlepšení kvality vody vodní nádrže Hostivař.

Metody měření

Fyzikálně-chemické parametry in-situ byly stanovovány pomocí multiparametrické sondy YSI 6600 (obr. 5), vzorky pro analýzy fyzikálně-chemických parametrů byly odebírány podle ČSN EN ISO 5667 jakožto směsný vzorek. Kvantifikace fytoplanktonu byla stanovována fluorescenčně pomocí sondy FluoroProbe (bbeMoldaenke) a determinace fytoplanktonu pomocí světelného mikroskopu s fluorescencí Olympus BX60. Chemické analýzy byly provedeny v laboratoři spektrofotometricky pomocí kyvetových testů HachLange. Výsledky měření shrnují tabulky 13.

Výsledky měření

Byly sledovány následující ukazatele kvality vody: chemická spotřeba kyslíku (CHSKCr), celkový organický uhlík (TOC), celkový fosfor (Pc), biodostupný fosfor – fosfátový fosfor (P-PO43-), amoniakální dusík (N-NH4), dusičnanový dusík (N-NO3).

Naměřené hodnoty jsou porovnány se standardy ukazatelů přípustného znečištění vod, které jsou dány nařízením vlády č. 401/2015 o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových a odpadních vod [4]. Odkazujeme zejm. na tabulky s emisními standardy a koncentrace ukazatelů znečištění vypouštěných odpadních vod. Vzhledem k území nás zajímaly hodnoty přípustného znečištění povrchových vod a vod užívaných pro vodárenské účely, koupání osob a kaprové vody (hodnoty jsou v tabulce 1 označeny červeně – přípustné znečištění pro povrchové vody roční průměr, modře – průmyslové vody – zpracování a konzervování masa a výroba masných výrobků, emisní standardy: přípustné hodnoty znečištění pro vypouštěné odpadní vody, zeleně – kategorie ČOV do 2 000 EO, přípustné hodnoty, oranžově – kategorie ČOV do 10 000 EO, přípustné hodnoty).

Tabulka 1. Chemické parametry přítoků do parku (léto 2017), viz také obr. 6 a 7
Table 1. Chemical characteristics of inflow to the park (summer 2017) (see picture no. 6 and 7)

Přestože naměřené hodnoty odtoků z ČOV nepřekračují povolené limity (viz tabulka 1) vypouštění odpadních vod vnos živin je dostatečný pro rozvoj vodního květu sinic (240 mg/l chlorofylu v Podzámeckém rybníku, jak uvádí tabulka 2).

Tabulka 2. Kvantifikace fytoplanktonu v přítoku do Podzámeckého rybníku (viz obr. 8) a v rybníku samotném (léto 2016)
Table 2. Phytoplankton quantification of pond inflow and Podzámecký pond (see picture no. 8) (summer 2016)

Diskuse a závěr

Průhonický park je ceněn pro svou estetickou a historickou hodnotu, kterou v posledních letech degraduje masový rozvoj sinic v tocích a nádržích parku. Protože jde o problematiku, která výrazně překračuje hranice parku a která má zdroje znečištění mimo park, jsou připravována opatření, která by měla integrovat aktivity v povodí toků přitékajících do parku. Cílem plánovaných opatření je omezení přísunu živin a organického znečištění přitékajících z okolních obcí do Průhonického parku a v důsledku toho omezení rozvoje vodního květu sinic.

Tabulka 3. Fyzikálně chemické parametry vodních prvků v Průhonickém parku měřené in-situ pomocí multiparametrické sondy YSI 6600 (léto 2016)
Table 3. Physical-chemical parameters of water in Průhonický park – measured by multiparametric probe YSI 6600 (summer 2016)

V prvé řadě je potřeba dokončit aktualizaci zdrojů znečištění, a to měřením vybraných parametrů přímo na místě (in-situ monitoring) s cílem podchytit variabilitu v extrémních hydrologických událostech. Přípustné hodnoty sledovaných látek jsou většinou nastaveny na roční průměry, přičemž naměřené hodnoty většinou tyto limity přesahují, a to ve zvláště vysokých koncentracích na odtocích z ČOV nebo rybníků (tabulky 1–3), kde dochází k uvolňování ze sedimentů nebo činností sinic a ryb. Znečištěné povrchové vody ale pocházejí z černých úniků odpadních vod i z osídlených oblastí, což je patrné zejm. v době sníženého průtoku, kdy byly opakovaně podávány podněty na ČIŽP.

Voda v potocích (Jesenický/Zdiměřický, Botič a Dobřejovický) s sebou nese živiny a znečištění nejen pro rybníky v parku. V povodí těchto potoků se nacházejí nádrž Osnice (pod stejnojmennou obcí) a Nový rybník (pod Dobřejovicemi), které již nyní slouží jako zdroj sinic, které se následně množí v Průhonickém parku. Nádrž Osnice, která sloužila jako sedimentační nádrž, v současné době prochází odbahněním a rekonstrukcí hráze. Po jejím opětovném napuštění bude nutné kontrolovat vstupy a zdroje živin v této lokalitě. Nádrž Nový rybník je dalším detekovaným zdrojem sinic pro park a také zde bude nutná revize a identifikace zdrojů znečištění vody.

Obr. 3. Nárůst zástavby v okolí Průhonického parku za posledních zhruba 50 let (autor: M. Vojík); červeně jsou zvýrazněny nyní zastavěné plochy; pozaďová barva znázorňuje různá katastrální území
Fig. 3. Expansion of built-up areas in the vicinity of the Průhonice park

Problematickou částí je retenční nádrž pod čistírnou odpadních vod Jesenice, kde je v současné době nahromaděno více než 1,5 metru anaerobního zapáchajícího sedimentu (obr. 67), a to i přes skutečnost, že tato nádrž byla čištěna před čtyřmi roky. To dokazuje excesivní zdroje znečištění v této lokalitě a nutnost je identifikovat. Odběry a následné chemické a biologické rozbory těchto sedimentů jsou v přípravě.

Obr. 4. Projekt revitalizace horního povodí Botiče (se svolením zpracovatele projektu upravil M. Vojík)
Fig. 4. Revitalization of the Botič stream flowing through Průhonice park

Po ukončení fáze identifikace zdrojů znečištění vody jmenovaných potoků (budou-li finanční zdroje), bude v letech 2019–2020 přikročeno k návrhu a realizaci opatření jak na přítocích do parku, tak v parku samotném. V parku budou v letošním roce kvantifikovány sedimenty v jednotlivých nádržích a tocích, bude realizováno omezení, resp. řízení stavu rybí obsádky a kontrola kvality vody na odtoku z parku. Místa se stagnující vodou je třeba zprůtočnit, případně rozšířit provzdušňovací prvky. Na Podzámeckém rybníku budou navržena alternativní opatření tak, aby mohlo být rozhodnuto, zda sedimenty vytěžit, nebo ošetřit na místě tak, aby neuvolňovaly živiny a sinice. Analýzy mocnosti a složení sedimentů Podzámeckého rybníka budou průběžně realizovány v průběhu let 2019 a 2020 a následně pak bude možno realizovat projekt a vodoprávní povolení na revitalizaci této nádrže.

Obr. 5. Měření sondou YSI, batymetrie Podzámeckého rybníka a průtoků na přítocích (říjen 2016)
Fig. 5. Measuring by YSI probe, bathymetric measurement and flow measurement on tributaries of Botič (October 2016)

Celkově je ale třeba k nápravě stavu přistoupit komplexně z pohledu nejen hydrologie Botiče, ale také krajiny, protože bez vzájemných vazeb na hospodaření v okolních pozemcích povodí nemáme šanci podchytit zdroje znečištění, natož dosáhnout preventivních opatření v podobě revitalizací a regulací škodlivých činností. Jsme si samozřejmě vědomi, že realizace revitalizačních opatření si žádá vzájemnou spolupráci mnoha subjektů, a proto je zde důležitý management a řízení celé akce. Je nutné oslovit vlastníky, hospodáře (zemědělce, vodohospodáře, investory), státní správu i samosprávu. O náš krajinářský přístup projevil zájem Institut plánování a rozvoje hlavního města Prahy, což by mohlo přinést kýženou koordinaci. Víme, že bez pomoci specialistů/krajinných inženýrů se neobejdeme. Upřednostňujeme však přírodě bližší způsoby revitalizací, jak jsme předeslali na setkání ČSKI minulý rok [1]. Rádi bychom tímto příspěvkem otevřeli diskusi k široké problematice péče o krajinu v rychle se rozvíjejícím okolí jihovýchodně od Prahy s cílem ochrany přírodně-kulturního dědictví mezinárodního významu, jakým Průhonický park bezesporu je. Právě tímto se zabývá i náš projekt řešený ve spolupráci s Ministerstvem kultury.

Obr. 6. Retenční nádrž pod ČOV Jesenice v parku (říjen 2016)
Fig. 6. Retention basin below the WWTP Jesenice in park (October 2016)

Obecnou problematikou ekologické infrastruktury krajiny (tj. drobné vodní toky, mokřady, rozptýlená zeleň) a rolí občanské společnosti v procesu ochrany, správy a plánování se zabýval letošní seminář, který organizovala Platforma pro krajinu ve spolupráci s Komisí pro životní prostředí AV ČR. Platforma pro krajinu na něm iniciovala zhotovení podkladu pro tvorbu základního dokumentu „Politika krajiny ČR“ představujícího vyjádření všeobecných zásad, strategií, které umožňuje přijetí specifických opatření, zaměřených na ochranu, správu a plánování ekologické infrastruktury krajiny. Bližší informace naleznete na stránkách Platformy pro krajinu (www.nasekrajina.eu), kterou koordinuje Botanický ústav AV ČR.

Obr. 7. Retenční nádrž pod ČOV Jesenice v parku – anaerobie s bublinkami metanu (říjen 2016)
Fig. 7. Retention basin below the WWTP Jesenice in park (October 2016) – anaerobic condition
Obr. 8. Přítok do Podzámeckého rybníka (březen 2017)
Fig. 8. Inflow to Podzámecký pond (March 2017)

Poděkování

Tento příspěvek vznikl jako výsledek projektu NAKI Ministerstva kultury ČR Biotické ohrožení památek zahradního umění: řasy, sinice a invazní rostliny s kódem DG16P02M041. Děkujeme Ing. M. Vojíkovi za technickou pomoc.

Původní příspěvek byl publikován ve sborníku Rybníky 2018, ISBN 978-80-01-06452-8.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie.

Souhrn

Tato práce je zaměřena na zhodnocení kvality vody a antropogenního znečištění sedimentů ve starých ramenech Kozelská tůň a Vrť středního toku Labe. Stará říční ramena jsou významnými ekosystémy, ve kterých se může ukládat velké množství znečištěného materiálu. Tato kontaminace může pocházet z průmyslových zdrojů znečištění především z 2. pol. 20. století. Fluviální jezera také dokladují změny trasy koryta řeky a přispívají ke zvýšení stability říčního ekosystému. Výzkum Kozelské tůně byl zvolen především kvůli poloze tohoto jezera, které se nachází v blízkosti areálu Spolana Neratovice, a. s., která v minulosti představovala jeden z největších zdrojů labského znečištění. Tento výzkum zahrnoval měsíční analýzy chemických a fyzikálních parametrů vody v období od prosince 2016 do listopadu 2017. Další část výzkumu zahrnovala stanovení koncentrace kovů a arsenu v sedimentech ve frakci 20 µm. K výluhu sedimentů byl použit rozklad lučavkou královskou. Hodnocení kvality povrchové vody v jezerech prokázalo zvýšené koncentrace N-NO3. Obsah N-NH4 ve vodě byl v Kozelské tůni i v jezeře Vrť nejvyšší ze všech porovnávaných fluviálních jezer Polabí. Z hlediska kontaminace sedimentů byly nejvyšší koncentrace stanovovaných prvků zjištěny především v Kozelské tůni, což by mohlo potvrdit hypotézu o šíření průmyslové kontaminace z blízkých zdrojů znečištění (Spolana, a. s., v Neratovicích) při povodni pravděpodobně i proti proudu řeky, jak bylo zaznamenáno např. za povodně v roce 2002, kdy došlo ke zpětnému vzdutí řeky Labe. Naopak sedimenty jezera Vrť byly kontaminovány méně. Z hlediska kontaminace sedimentů byla nejvyšší míra znečištění zaznamenána v případě stříbra a kadmia. Jak výzkum prokázal, kontaminované sedimenty fluviálních jezer představují v řadě lokalit v Polabí staré antropogenní zátěže, které mohou být během povodní remobilizovány, a kontaminovaný materiál tak může představovat sekundární zdroj znečištění.

Úvod

Stará říční ramena tvoří velmi významné ekosystémy. Nejen že mohou být domovem vzácných a chráněných druhů, ale zvyšují retenční potenciál krajiny, takže hrají velmi důležitou roli v protipovodňové ochraně. Kromě jejich ekologického významu představují zdroj informací o historickém znečištění, které se v povodí Labe od 2. poloviny 20. století s rozvojem průmyslu významně zvýšilo. Od roku 1900 bylo Labe intenzivně regulováno a také vystavováno zhoršující se kvalitě životního prostředí kvůli nadužívání hnojiv, nedostatečnému čištění odpadních vod apod. Řeka je dlouhodobě vystavena znečišťování ze zemědělství, jelikož protéká intenzivně zemědělsky využívanou oblastí s pěstováním obilí, zeleniny a dalších plodin a průmyslovou výrobou včetně komunálního znečištění z výroby a sídel soustředěných v tomto regionu (Pardubice, Kolín, Neratovice). I přesto se ve starých říčních ramenech zachovaly fungující nivní ekosystémy [1].

V posledních letech se kvalitou vody a sedimentů v jezerech v této oblasti zabývali vědečtí pracovníci Univerzity Karlovy [1–3], kteří se zaměřili mimo jiné i na výzkum kvality vody ve fluviálním jezeře Vrť. Zmíněné studie zahrnovaly vybrané oblasti labské nivy a mnoho fluviálních jezer zůstalo stále nezmapováno. Jedním z nich je Kozelská tůň. Toto jezero bylo pro tuto studii vybráno kvůli poloze u Spolany Neratovice, a. s., která v minulosti představovala jeden z největších zdrojů znečištění Labe.

Práce se zaměřila na pravidelné odečty vodních stavů a měsíční analýzy chemických a fyzikálních parametrů kvality vody. V rámci průzkumných prací se prováděly zrnitostní analýzy a stanovení koncentrací kovů a arsenu v sedimentech.

Studované lokality

Kozelská tůň

Kozelská tůň se nachází na pravém břehu řeky Labe mezi 851,9 a 851,1 říčním km blízko obce Mlékojedy, která leží v okrese Neratovice. Toto fluviální jezero je spojeno s řekou úzkými kanály na 851,9 a 850,1 říčním km. Podloží lokality tvoří hlinito-písčité sedimenty.

Ve druhé polovině 20. století bylo zamrzlé jezero vápněno a také proběhlo vybagrování sedimentů ze dna jezera. Severovýchod jezera je obklopen ornou půdou a pastvami. V jihovýchodní části se nachází les, na severu od jezera se nachází chatová kolonie, která může představovat lokální zdroj znečištění z jejich domácností, pěstování plodin a vypouštění vody z bazénů.

Obrázek 1 znázorňuje vývoj jezera. Jak je vidět na mapě z III. vojenského mapování, v roce 1852 byl meandr ještě stále součástí řeky. Meandr byl pravděpodobně odstaven na začátku 20. století. Pravá část obr. 1 zobrazuje současný stav jezera, kdy je zřejmé, že tok byl napřímen a meandr je s řekou spojen pouze úzkými kanály.

Obr. 1. III. vojenské mapování (vlevo [4]) a současné ortofoto Kozelské tůně (vpravo [5]) 1 : 25 000
Fig. 1. The III. Military survey (left [4]) and current aerial photograph (right [5]) of lake Kozelská, 1 : 25 000

Vrť

Jezero Vrť se nachází na levém břehu řeky Labe mezi 881,7 a 881,2 říčním km v obci Semice, která je situována v okrese Nymburk. Jezero je spojeno s Labem jen úzkým kanálem na 881,2 říčním km pod jezerem ve směru toku Labe. Podloží lokality tvoří pleistocenní fluviální sedimenty a písčitými štěrky [6]. Ve druhé polovině 20. století bylo jezero vápněno [3]. Obrázek 2 zobrazuje propojení meandru s řekou v roce 1852. Jezero bylo odstaveno od Labe pravděpodobně ve 40. letech 20. století. V 50. letech bylo kompletně odstaveno bez povrchové komunikace s řekou. K opětovnému spojení došlo až v 90. letech 20. století. Aktuální stav je zobrazen v pravé části obr. 2, kdy je jezero s řekou propojeno kanálem.

Obr. 2. III. vojenské mapování (vlevo [4] 1 : 25 000) a aktuální ortofoto jezera Vrť (vpravo [5] 1 : 10 000)
Fig. 2. The III. Military survey (left [4] 1 : 25 000) and current aerial photograph (right [5] 1 : 10 000) of Vrť lake

Metody

Fyzikálně-chemické parametry povrchové vody

Měření fyzikálně-chemických parametrů povrchové vody v Kozelské tůni proběhlo ve dvou různých částech jezera (obr. 3). Výsledná hodnota jednotlivých měsíčních koncentrací byla spočítána jako průměr z těchto dvou hodnot. V jezeře Vrť probíhalo vzorkování povrchové vody z jednoho odběrového místa. Měření proběhlo 9× za rok. V terénu byla multiparametrickou sondou HQ40D Hach-Lange měřena teplota vody, rozpuštěný kyslík ve vodě, pH a vodivost. Přesnost sondy při měření koncentrace rozpuštěného kyslíku ve vodě je ±1 %, u měření konduktivity 0,5 % a u teploty 0,3 %.

Obr. 3. Odběrová místa povrchové vody z Kozelské tůně (vlevo) a z jezera Vrť (vpravo) [5]
Fig. 3. Sampling sites of surface water in Vrť lake (V) and Kozelská lake (K1, K2) [5]

Povrchová voda byla odebrána z hloubky 10 cm pod hladinou, ze vzdálenosti cca 1 m od břehu. Další stanovované parametry jako chemická spotřeba kyslíku (CHSKMn), biochemická spotřeba kyslíku (BSK5), N-NH4, N-NO2, N-NO3, P-PO4, Cl, alkalita, Ca, Fe, Mn a tvrdost vody byly měřeny v laboratoři Ústavu pro životní prostředí na Univerzitě Karlově. Vzorky povrchové vody byly odebrány mezi 10 h a 14 h a dopraveny v chladicím boxu do laboratoře do 16 h stejného dne. Tabulka 1 znázorňuje seznam použitých laboratorních metod.

Analýza sedimentů

Jádra dnových sedimentů byla odebrána pístovým odběrákem Eijkelkamp ze člunu z místa cca 3 m od břehu a byla rozdělena do vrstev po 10 cm, které pak byly analyzovány odděleně. Jednotlivé vzorky byly uchovány ve vzduchotěsných sáčcích v chladicím boxu. Délka odebraných jader sedimentů činila 59 cm. V každém jezeře byl proveden jeden odběr (obr. 4). Z Kozelské tůně byl sediment odebrán téměř u konce východní části ramene, jelikož v ostatních místech jezera nebyly pro odběr vhodné zrnitostní podmínky (příliš hrubý materiál). Z jezera Vrť byl odběr sedimentů úspěšně proveden zhruba uprostřed délky jezera.

Obr. 4. Odběrová místa sedimentů v Kozelské tůni (vlevo) a v jezeře Vrť (vpravo) [5]
Fig. 4. Sampling sites of sediments in Vrť lake (V) and Kozelská lake (K) [5]
Tabulka 1. Použité laboratorní metody při analýze povrchové vody
Table 1. Laboratory methods of water quality determination

V sedimentech byly stanoveny koncentrace Ag, Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, Zn a Ti vždy z reprezentativního vzorku ze zhomogenizované 10 cm silné vrstvy. Homogenizace byla provedena v třecí misce za mokra, po rozdružení byla odebrána část vzorku na oddělení frakce 20 µm. Tato zrnitostní frakce byla zvolena z důvodu srovnatelnosti s dalšími výzkumy labských sedimentů. Produkt sítování byl následně usušen při laboratorní teplotě na vzduchu na Petriho miskách. Pro chemickou analýzu bylo takto získáno cca 5 gramů vzorku.

Koncentrace kovů a arsenu v sedimentech byly stanoveny ve výluhu lučavkou královskou. Navážka vzorku 0,5 g byla zalita 10 ml lučavky královské (2,5 ml HNO3 + 7,5 ml HCl) do tlakových nádobek Savilex, které přes noc stály uzavřené při laboratorní teplotě. Poté byly zahřívány 6 hodin při teplotě 105 °C, po vychladnutí byl roztok převeden do objemu 50 ml. K měření pomocí emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP OES) bylo použito ředění 10× a 100×.

Obsah rtuti byl stanoven atomovým absorpčním spektrometrem AMA-254 z pevných vzorků. Výsledky hodnocení míry kontaminace sedimentů jsou popsány v kapitole 4.2.

Výsledky a diskuse

Kvalita povrchové vody

Hodnoty pH povrchové vody v jezeře Vrť i Kozelské tůni představovaly neutrální nebo slabě alkalické prostředí (tabulka 2). Mírné zvýšení pH bylo zjištěno na konci zimy a na začátku jara, což bylo pravděpodobně způsobeno zvýšenou činností fytoplanktonu, při které byl z vody odčerpáván CO2.

Tabulka 2. Naměřené hodnoty parametrů povrchové vody (určení charakteristické hodnoty, k jejímuž nepřekročení dojde s 90% pravděpodobností a následné zařazení do tříd kvality vody bylo provedeno podle ČSN 75 7221 – Jakost vod)
Table 2. Concentrations of measured parameters in water (characteristic value was calculated with 90% probability; clasiffication to quality classes was made according to the Czech National Standard – Classification of Surface Water Quality (757 221))

Zejména v jezeře Vrť byly naměřeny vysoké hodnoty konduktivity během zimních a jarních měsíců, což mohlo korespondovat s vyššími koncentracemi Ca, Cl (obr. 6) a N-NO3. Ke zvýšení konduktivity mohly přispět splachy látek z polí a posypu silnic během tání sněhu nebo vápnění jezer. Vyšší koncentrace chloridů a fosforečnanového fosforu můžou také indikovat znečištění odpadními vodami [7]. Hodnoty konduktivity v Kozelské tůni byly nejpodobnější hodnotám naměřeným v jezeře Obříství (tabulka 3).

V Kozelské tůni byl v létě pozorován vyšší obsah rozpuštěného kyslíku ve vodě (obr. 5), což mohlo být výsledkem vysoké populace fytoplanktonu v jezeře. V jezeře Vrť byl zaznamenán nižší obsah kyslíku od dubna do září 2017, což pravděpodobně korespondovalo s vyššími teplotami vody, kdy je rozpustnost kyslíku nižší a zvyšuje se intenzita rozkladných procesů, kdy je kyslík spotřebováván. Nižší koncentrace kyslíku byly také zaznamenány v období „clear water“ po úpadku fytoplanktonu, který byl doprovázen vysokými koncentracemi fosforečnanového fosforu ve vodě [6]. Podobný trend koncentrací kyslíku naměřených v jezeru Vrť byl pozorován také v jezeru Němčice (tabulka 3).

Obr. 5. Koncentrace rozpuštěného O2 ve vodě v jezeře Vrť (nahoře) a v Kozelské tůni (dole)
Fig. 5. Concentrations of O2 dissolved in water in Vrť lake (above) and Kozelská lake (down)

Kozelská tůň i jezero Vrť vykazovaly vysoké koncentrace N-NH4. V obou jezerech byl v březnu, dubnu a srpnu vyčerpán P-PO4 (obr. 6) kvůli vysoké produktivitě fytoplanktonu. Naopak vysoké koncentrace P-PO4 byly zaznamenány během období „clear water“, kdy nízký obsah rozpuštěného kyslíku ve vodě umožnil uvolnění P ze sedimentů po redukci železa v molekule FePO4 [8]. Vyšší obsah P byl také naměřen v zimě a na konci vegetačního období, k čemuž mohlo přispět smývání hnojiv z přilehlých polí nebo jiné antropogenní znečištění či dotace z obohacené podzemní vody.

V obou jezerech byly naměřeny vysoké hodnoty CHSKMn během vegetačního období při zvýšení biochemických a rozkladných procesů za vyšší teploty.

V rámci klasifikace ČSN 757 221 [9] byla povrchová voda zařazena do kategorie „silně znečištěná“ (IV. třída) v případě parametru BSK5 v Kozelské tůni (tabulka 1). Do kategorie „znečištěné vody“ (III. třída) byla kvalita povrchové vody zařazena v případě parametrů BSK5 v jezeře Vrť, CHSKMn v obou jezerech a u N-NH4 v jezeře Vrť (tabulka 2).

Tabulka 3. Srovnání fyzikálně-chemických parametrů povrchové vody s dalšími fluviálními jezery Středního Polabí [1, 3, 10–12] (v mg/l, v případě konduktivity v ms/m; uvedený rok odpovídá době, kdy probíhalo měření v dané lokalitě)
Table 3. Comparison of chemical and physical parameters of surface water with the other oxbow lakes of the middle course of the Elbe River [1, 3, 10–12] (in mg/l, in the case of conductivity in ms/m; year corresponds to the time of measurement in each locality)

Kvalita sedimentů

Nižší koncentrace téměř všech měřených prvků byly zaznamenány ve vzorcích z jezera Vrť, která byla od 50. do 90. let oddělena od Labe, a proto zde nedocházelo v takové míře k sedimentaci kontaminovaného materiálu. V tomto úseku Labe se rovněž nenachází významný zdroj znečištění, jako je tomu např. v oblasti Neratovic nebo Pardubic (Synthesia, a. s.). Vyšší obsahy stanovovaných látek v Kozelské tůni pravděpodobně souvisely s její polohou v blízkosti Spolany Neratovice, a. s., a jejímu celkovému umístění v nivě a spojení s Labem, kdy za povodní dochází k zalití celé oblasti. V roce 2002 bylo rovněž zaznamenáno vzdutí proti proudu Labe z rozvodněné Vltavy, jejíž soutok neleží daleko [13]. Při takových hydrologických situacích dochází k resuspendaci jemné frakce sedimentů, která může obsahovat značné množství škodlivin, a tak se mohla kontaminace rozšířit do širší oblasti nivy.

Tabulka 4. Průměrné koncentrace měřených prvků v sedimentárních jádrech z vybraných starých ramen Středního Polabí [1, 10, 11] s barevným rozlišením míry kontaminace podle indexu geoakumulace na základě pozaďových hodnot Turekiana a Wedepohla (1961) (uvedený rok odpovídá době, kdy byl proveden odběr sedimentu a jeho analýza)
Table 4. Mean concentrations of measured elements in sediment cores of selected oxbow lakes of the middle course of the Elbe River [1, 10, 11]; colors correspond to the rate of contamination according to Geoacumulation Index calculated from background values of Turekian and Wedepohl (1961); year corresponds to the time of sampling and its analyses

Tabulka 4 znázorňuje průměrné koncentrace měřených prvků v jádrech sedimentů zkoumaných jezer ve srovnání s výsledky starších výzkumů provedených v dalších ramenech ve Středním Polabí. Barevné rozlišení odpovídá zařazení do kategorie míry znečištění sedimentů pomocí Geoakumulačního indexu, jak definuje [14] za použití pozaďových koncentrací stanovených [15].

Cn = koncentrace naměřená ve vzorku

Bn = pozaďová koncentrace měřeného prvku

Třídy kontaminace včetně limitních hodnot Geoakumulačního indexu uvádí tabulka 5.

Lze konstatovat, že podle použité klasifikace vykazovaly sedimenty ve srovnávaných labských starých ramenech vysokou zátěž stříbrem a kadmiem. Vyšší kontaminace sedimentů byla zjištěna především v lokalitách u významných průmyslových zdrojů znečištění a s intenzivnější komunikací s řekou, což by odpovídalo vyšším obsahům kovů v Kozelské tůni, která se nachází blízko Spolany Neratovice, a. s., a je spojena kanály s Labem a při povodních zde dochází k zalití širší nivy včetně zkoumané lokality.

Závěr

Kontaminace z bodového znečištění se od roku 1990 významně snížila, ale plošné zdroje znečištění, např. z orné půdy, představují stále problém [16]. Díky tomu vykazují stará ramena často vyšší koncentrace N-NO3. V Kozelské tůni i v jezeře Vrť byly ve vodě naměřeny rovněž nejvyšší koncentrace N-NH4 ve srovnání s některými porovnávanými starými rameny Středního Polabí.

Z hlediska zatížení sedimentů lze konstatovat, že většina starých labských ramen vykazovala vyšší zatížení sedimentů stříbrem a kadmiem. V některých jezerech, např. v Kozelské tůni, byl také naměřen vysoký obsah rtuti a olova. V Kozelské tůni byly kromě těchto prvků naměřeny vyšší koncentrace i arsenu a zinku. Podobná míra kontaminace byla zaznamenána i v dalších lokalitách s výjimkou starých ramen Němčice či Doleháj, což by bylo možné vysvětlit jejich výrazně omezenou komunikací s řekou, která zamezila ukládání kontaminované suspenze, nebo se jezera nacházela nad průmyslovými zdroji znečištění, jako tomu bylo v případě starého ramene Němčice [1].

Obr. 6. Koncentrace Cl (nahoře) a P-PO4 (dole) v jezeře Vrť a Kozelské tůni
Fig. 6. Concentrations of Cl (above) and P-PO4 (down) in Vrť lake and Kozelská lake

Znečištění v Kozelské tůni mohlo být způsobeno transportem kontaminovaného materiálu při povodních z oblasti u Spolany Neratovice, a. s., i přes to, že jezero leží cca 2 km proti proudu od této chemické továrny. Tato hypotéza je založena na faktech z povodní, kdy byla celá oblast zaplavená. „V průběhu druhé fáze srpnové povodně Vltava způsobila ve značné délce zpětné vzdutí hladiny a po určitou dobu dokonce zpětné proudění v trati Labe směrem k Brandýsu nad Labem. Chemický podnik Spolana Neratovice na břehu Labe byl zaplaven právě zpětným vzdutím Vltavy“ [13].

Tabulka 5. Třídy kontaminace sedimentů podle Igeo [14]
Table 5. Igeo classes of sediment pollution [14]

Dalším významným faktorem byla významnost a vzdálenost od průmyslového zdroje znečištění. Takto lze vysvětlit např. nižší míru kontaminace v jezeře u Poděbrad, neboť ačkoliv toto staré rameno komunikuje intenzivně s řekou, kolínský průmysl pravděpodobně nedosahoval takového významu, jak tomu bylo např. v případě Synthesie, a. s., v Pardubicích, nebo Spolany, a. s., v Neratovicích. Kontaminace sedimentů starých ramen pochází ze starého antropogenního znečištění, které může být remobilizováno během povodní. Za takových situací mohou tyto staré zátěže představovat i sekundární zdroj znečištění. Za určitých hydrologických podmínek nebo při průmyslových haváriích se může změnit pH nebo redoxní potenciál, kdy se stabilní formy toxických prvků mohou stát opět rozpustnými a kontaminovat tak vodní prostředí. Tyto formy jsou snadněji využívány živými organismy a mohou se tak dostat do potravního řetězce. Při povodni mohou tyto toxické látky kontaminovat i přilehlé zemědělské oblasti. Jak je tedy evidentní, rizikovost kontaminovaných sedimentů je velmi značná, a proto je třeba se tímto výzkumem především v hustě obydlené a zemědělsky využívané oblasti labské nivy detailně zabývat.

 

Původní příspěvek byl publikován ve sborníku Rybníky 2018, ISBN 978-80-01-06452-8.

Posted by & filed under Informatika, kartografie ve vodním hospodářství, Aplikovaná ekologie.

Souhrn

Potenciál obnovy vodních ploch je aktuálním tématem v současném krajinném plánování. Nejčastěji jsou na území České republiky zkoumány vodní plochy na starých topografických mapách od poloviny 19. století, na kterých je již velmi dobrá polohová přesnost topografického zákresu. Přesto můžeme také použít starší mapování, konkrétně první rakouské vojenské mapování z let 1763–1768, které nám umožňuje nalézt hráze vodních ploch a posoudit možnosti obnovy zaniklých vodních ploch. Na základě analýzy tří zájmových území (povodí Bystřice, Jevišovky a Opavy) bylo zjištěno, že největší potenciál obnovy vodních ploch z let 1763–1768 byl zaznamenán v povodí řeky Jevišovky. V tomto povodí byla u 51 % zaniklých vodních ploch evidována dochovaná hráz či její větší část. Ostatní dvě povodí vykazují menší potenciál pro obnovu zaniklých vodních ploch – to je 26 % pro povodí řeky Opavy a 24 % pro povodí řeky Bystřice.

Úvod

Mapy 1. rakouského vojenského mapování v měřítku 1 : 28 800, které byly na našem území vytvořeny v letech 1763–1768, jsou cenným informačním zdrojem o rozsahu vodních ploch. Tyto mapy sice nedosahují polohopisné přesnosti navazujícího 2. rakouského vojenského mapování, ale i bez dostatečných geodetických základů je lze využít pro interpretaci výskytu vodních ploch, lokalizaci hrází rybníků a zhodnocení přibližného rozsahu zátopového území [1, 2].

V období druhé poloviny 18. století bylo na našem území značné množství rybníků, v Úředním soupisu rybníků (1786) bylo jen v Čechách zaznamenáno 20 789 rybníků o celkové výměře 76 816 ha [3]. I když se jednalo o období, ve kterém docházelo k postupnému úpadku rybníkářství a rušení rybníků, lze očekávat, že ve většině povodí zachycují větší počet vodních ploch než na následujícím mapování z let 1836–1852 [1, 2]. V 18. a 19. století se na poklesu počtu vodních ploch podepsal vliv různých hybných sil – např. osvícenské reformy Josefa II., včetně patentu o zrušení nevolnictví z roku 1871 a vyvolaným „hladem po půdě“, státem podporované inovace v zemědělském hospodaření, rozmach pěstování cukrové řepy, technické inovace spojené s jiným pohonem, než vodním kolem, rozmach železnice s požadavky na trasování v údolích vodních toků, špatný technický stav rybníků či obavy z šíření nemocí v okolí vodních ploch [1, 4–6].

Článek si klade za cíl zhodnotit na základě konkrétních případových studií možnosti využití starých topografických map z let 1763–1768 pro hodnocení vývoje vodních ploch a potenciál jejich obnovy. Obdobné články o historickém vývoji vodních ploch z různých povodí České republiky se zabývaly převážně vodními plochami z období let 1836–1852 a současností, případně z dalších doplňujících období topografického mapování v měřítku 1 : 28 800 a 1 : 25 000 z let 1876–1880, 1953–1957 a 1988–1995 [7–9]. V posledních letech se už také objevují práce, které využívají detailnějších map Stabilního katastru v měřítku 1 : 2 880 a podrobných aktuálních modelů terénu vytvořených z leteckého laserového skenování území [10].

Zájmová území

Pro studium potenciálu obnovy vodních ploch evidovaných na mapách z let 1763–1768 byla vybrána povodí ze všech hlavních povodí v České republice, tedy povodí Dunaje, Odry a Labe. Z povodí Dunaje to bylo povodí Jevišovky, z povodí Odry šlo o povodí Opavy a v povodí Labe se jednalo o povodí Bystřice – viz obr. 1. Při výběru povodí bylo snahou postihnout různé přírodní poměry, různé socioekonomické podmínky, způsoby osídlení a zároveň zastoupení povodí z odlišných historických administrativních územích – zástupce z oblasti Čech, Moravy a Slezska.

Obr. 1. Zájmová území povodí Opavy, Jevišovky a Bystřice
Fig. 1. Study areas – Opava river basin, Jevišovka river basin, Bystřice river basin

Povodí Opavy je ze tří zkoumaných povodí největší, má celkovou rozlohu 2 088 km2. Také vykazuje nejvyšší relativní výškovou členitost, protože zdrojnice Opavy, tedy Bílá Opava a Střední Opava mají své prameny na svazích masivu Pradědu v Hrubém Jeseníku v nadmořské výšce 1 280 m. Významným přítokem Opavy je i řeka Moravice pramenící jižně od Pradědu v nadmořské výšce 1 134 m. Pramenné oblasti mají charakter hornatin nebo vrchovin a leží v geomorfologických celcích Hrubý Jeseník a Zlatohorská vrchovina [11]. Střední část toku protéká Nízkým Jeseníkem, dolní část toku Opavskou pahorkatinou. Soutok Opavy s Odrou se nachází v nadmořské výšce 207 m v Ostravě.

Z hlediska typologie krajiny je v povodí Opavy velmi pestré zastoupení rámcových krajinných typů podle reliéfu [12]. Převažuje krajina vrchovin Hercynica rozkládající se ve střední části povodí a jižních okrajových částech, velká zastoupení mají také krajiny plošin a pahorkatin, vyskytující se ve východní části povodí na Opavsku a Hlučínsku, se solidním potenciálem pro výskyt vodních ploch. Západní část území v Hrubém Jeseníku je tvořena krajinou výrazných svahů a skalnatých horských hřbetů a krajinou hornatin, kde se nedá předpokládat větší zastoupení vodních ploch. Naopak pro výskyt vodních ploch jsou vhodné krajiny širokých říčních niv v dolní části povodí Opavy a krajiny zaříznutých údolí v povodí řeky Moravice. V okolí Bruntálu Opavy se plošně vyskytují malé izolované kužely a sopečná území. V povodí Opavy se nacházejí různé typy sídelních krajin – staré sídelní krajiny Hercynica na Opavsku a Hlučínsku, krajiny vrcholně středověké kolonizace Hercynica ve střední části povodí, krajiny pozdní středověké kolonizace v okolí měst Vrbno pod Pradědem, Bruntál, Vítkov, krajiny novověké kolonizace Hercynica v oblasti Hrubého Jeseníku, vyšších částí Nízkého Jeseníku a sopečných kuželů. Četnější výskyt vodních ploch lze předpokládat u starých sídelních krajin s vyšší hustotou sídel a obyvatelstva. Z hlediska využití krajiny v povodí Opavy převažují lesozemědělské krajiny (ve střední části povodí), dále lesní krajiny (převážně na západě povodí) a nejmenší zastoupení mají zemědělské krajiny (ve východní části území v nižších nadmořských výškách).

Převážná část povodí Jevišovky se nachází v Jevišovické pahorkatině, dolní část povodí zasahuje do Dyjsko­‑svrateckého úvalu [4]. Od pramenné oblasti s nadmořskou výškou okolo 500 m n. m. rovnoměrně klesá nadmořská výška až po soutok s Dyjí (175 m n. m.). Celková plocha povodí činí 787 km2. V povodí Jevišovky se vyskytují čtyři typy rámcových krajinných typů podle reliéfu [12]. V západní pramenné části území a na horním toku Jevišovky to je krajina vrchovin Hercynica, ve střední části povodí krajina plošin a pahorkatin, ve východní části krajina rovin, občas protnutá krajinou zařezaných údolí a v nejnižší části území až po soutok s Dyjí krajina širokých říčních niv. Většina území je z hlediska reliéfu vhodná pro budování vodních ploch. Větší část povodí Jevišovky patří do staré sídelní krajiny Pannonika (východně od Jevišovic), západní část území pak do krajiny vrcholně středověké kolonizace Hercynica. Rámcové krajinné typy způsobů využití krajiny jsou v povodí Jevišovky reprezentovány převážně zemědělskou krajinou, částečně lesozemědělskou krajinou a lesní krajinou [12].

Povodí Bystřice se nachází převážně v pahorkatinném reliéfu s nadmořskou výškou 200 až 300 m, pouze pramenná oblast má charakter vrchoviny s nadmořskými výškami mezi 300 až 500 m n. m. Řeka pramení v Krkonošském podhůří, protéká Jičínskou pahorkatinou a do Cidliny se vlévá ve Východolabské tabuli v Chlumci nad Cidlinou [11]. Celková plocha povodí je 379 km2.

Tabulka 1. Počet a rozloha vodních ploch v povodí Opavy v letech 1763–2015
Table 1. Number and area of water bodies in Opava river basin (1763–2015)

V povodí Bystřice se v pramenné oblasti vyskytují krajiny vrchovin Hercynica, na které navazují v jižní polovině území krajiny rovin [12]. Okrajově jsou zde zastoupeny i krajiny rozřezaných tabulí (v severní části povodí), krajiny plošin a pahorkatin (u Chýště) a krajiny širokých říčních niv (v okolí řeky Bystřice mezi Kratonohy a Olešnicí). Z hlediska reliéfu je většina typů krajin v povodí Bystřice vhodná pro budování vodních ploch. Převážná část území povodí Bystřice patří mezi krajiny vrcholně středověké kolonizace Hercynica, severní pramenná oblast patří mezi krajiny pozdní středověké kolonizace Hercynica a naopak jižní část území mezi staré sídelní typy Hercynica. Z rámcových krajinných typů způsobů využití krajiny jsou nejvíce v povodí Bystřice zastoupeny zemědělské krajiny a lesozemědělské krajiny, podíl lesních krajin je velmi nízký, specifické je zastoupení rybničních krajin v okolí Obědovic a Písku.

Metodika

Historický vývoj vodních ploch byl analyzován za použití vrstev prostorových objektů vytvořených vektorizací nad mapovými sadami starých topografických map v prostředí GIS. Vektorizace vodních ploch probíhala v prostředí Arc GIS metodou digitalizace z obrazovky [5]. Pokud byl uveden v mapě název objektu, tak byl doplněn do příslušné atributové položky. Vodní plochy byly zkoumány na podkladě mapových sad 1. rakouského vojenského mapování 1 : 28 800 (1763–1768). Pro zjištění případné kontinuity jejich výskytu byly rovněž využity mapy 2. rakouského vojenského mapování 1 : 28 800 (1836–1852), 3. rakouské vojenské mapování 1 : 25 000 (1876–1880), československé vojenské topografické mapy 1 : 25 000 (1953–1957), československé vojenské topografické mapy 1 : 25 000 (1988–1995) a základní mapy ČR (ZABAGED) 1 : 10 000 z let 2014–2015. Pro hodnocení vývoje vodních ploch byly zkoumány všechny vodní plochy zaznamenané na topografických mapách, které pak byly dále interpretovány podle velikosti a struktury typů vodních ploch. Použití I. rakouského vojenského mapování bylo vzhledem k topologickým nedostatkům tohoto kartografického díla upraveno detailním metodickým postupem. Nejdříve byly lokalizovány vodní plochy bodově (ideálně na místa hrází rybníků či do středu vodních ploch). V případě větších vodních ploch byla provedena rekonstrukce rozlohy vodní plochy s cílem získat orientační výměry vodních ploch v povodí v období let 1763–1768.

Obr. 2. Rybníky v povodí Jevišovky u obcí Božice a Pravice (1763) (zdroj: VÚKOZ, v. v. i., 1st Military Survey, Austrian State Archive/Military Archive, Vienna, Laboratoř geoinformatiky Univerzita J. E. Purkyně)
Fig. 2. Ponds in Jevišovka river basin near the villages Božice and Pravice (1763) (source: RILOG, p.r.i., 1st Military Survey, Austrian State Archive/Military Archive, Vienna, Laboratory of Geoinformatics University of J. E. Purkyně)

Při rekonstrukci vodních ploch v GIS byl využit podrobný model území reliéfu České republiky 4. generace (DMR 4G) z ČÚZK. V případě zachování hráze nebo části hráze byl rozsah zátopového území rybníka odvozen od nadmořské výšky hráze, sníženou na výšku maximální hladiny vodní nádrže. Průměrně byl řešen odpočet 0,5 m nadmořské výšky, přičemž obecně nejvyšší hodnota převýšení koruny hráze nad maximální hladinu je u malých vodních nádrží navrhována na 0,6 m.

Pro potenciál obnovy vodních ploch z období let 1763–1768 je považována za zásadní informace o aktuálním stavu hráze a využití zátopového území. Stav hráze byl interpretován následně těmito kódy v atributové tabulce:

0  – neřešeno – rybník stále existuje,

1  – v terénu je v současné době patrná velká část hráze,

2  – v terénu je v současné době patrná velká část hráze a vede po ní zpevněná komunikace (asfaltová, betonová, panelová),

3  – v terénu je v současné době patrná velká část hráze a vede po ní nezpevněná komunikace (vč. štěrkových cest),

4  – v terénu je v současnosti patrná menší část hráze,

5  – v terénu jsou v současnosti stopy existence bývalé hráze,

6  – žádné stopy hráze nejsou v současnosti v terénu patrné.

Výsledky a diskuse

Povodí Opavy

V letech 1763–1768 bylo v povodí Opavy evidováno celkem 148 vodních ploch s přibližnou výměrou 593 ha. V letech 1836–1852 poklesl počet vodních ploch v povodí Opavy na 115 (tabulka 1), tento pokles byl doprovázen významným poklesem celkové výměry vodních ploch v povodí Opavy (na 174 ha). Bylo zde ještě zachováno šest vodních ploch o výměře větší než 10 ha, ale převažovaly spíše menší vodní plochy do 1 ha, případně od 1 do 5 ha. Celkem v mezidobí zaniklo 55 vodních ploch. Jejich zánik je spojen zejména s nerentabilitou chovu ryb, větším tlakem na zisk orné půdy pro rozvíjející se zemědělství a počátky těžby uhlí ve východní části povodí [1, 5, 9].

Tabulka 2. Počet a rozloha vodních ploch v povodí Jevišovky v letech 1763–2015
Table 2. Number and area of water bodies in Jevišovka river basin (1763–2015)

V nižších částech území v širokých nivách a pahorkatinách se projevil také tlak na získávání orné půdy pro pěstování cukrové řepy, v letech 1848, 1851 a 1858 byly v Opavě postupně otevřeny tři cukrovary [13], další cukrovary byly provozovány v Háji ve Slezsku (1849) a Skrochovicích (1858). V tomto zájmovém území se v zemědělství projevovaly potřeby zajištění potravin pro rozvíjející se průmyslové aglomerace ve Slezsku a na Ostravsku, zájem o zemědělské pozemky byl způsoben i změnou ve způsobu hospodaření (přechod z trojpolního hospodaření na střídavý) a zrušením poddanství v roce 1848 [14]. Zachovány byly především rybníky, které měly kromě rybochovné funkce i funkci vodohospodářskou, např. jako retenční nádrž pro vodní mlýny, pily, hamry a další vodohospodářské objekty, případně byly využity pro průmysl. Příkladem je rybník u Dolních Životic s vodním mlýnem na řece Hvozdnice, rybník u Horních Životic s vodním mlýnem na Heřmanickém potoce. Větší výskyt dochovaných rybníků byl v polovině 19. století evidován u méně vydatných toků v zemědělských krajinách v oblasti pahorkatin a rovin, kde byla nutnost tyto vodní plochy pro pohon vodního kola zachovat [1].

Většinou byly rybníky vypuštěny a převedeny do orné půdy, případně luk a pastvin, u větších sídel se staly později součástí zastavěných ploch, včetně rozšiřujících se průmyslových areálů. V letech 1876–1880 bylo v povodí Opavy pouze 65 vodních ploch o celkové výměře 134 ha. Za zmínku stojí i velikostní struktura vodních ploch v tomto období, nebyla evidována ani jedna vodní plocha s výměrou větší než 10 ha, pouze jedna vodní plocha s výměrou od 5 do 10 ha. Od roku 1953–1957 do současnosti se výrazně zvýšil počet vodních ploch v povodí Opavy, přičemž nárůst byl zaznamenán ve všech velikostních kategoriích. Na výrazném navýšení celkové výměry vodních ploch však měla od poloviny 20. století hlavní podíl nově budovaná vodní díla Kružberk (240 ha) a Slezská Harta (840 ha) a taktéž obnova některých velkých rybničních soustav – např. v okolí Hlučína a Dolního Benešova. V současnosti je celková výměra vodních ploch v povodí Opavy přibližně 1 750 ha, přičemž 60 % z nich je tvořeno velkými vodními nádržemi (tabulka 1).

Při hodnocení potenciálu obnovy vodních ploch v povodí Opavy z let 1736–1768 bylo zjištěno, že ze 148 vodních ploch se 44 dochovalo do současnosti a 104 zaniklo. Velký potenciál pro obnovu má 12 lokalit, na kterých je patrná velká část hráze, 10 lokalit s dochovanou hrází se zpevněnou komunikací a 5 lokalit s hrází s nezpevněnou komunikací. Obtížněji jsou obnovitelné vodní plochy, u nichž je dochována jen menší část hráze (8) nebo stopy po hrázi (17). U 52 bývalých vodních ploch nejsou žádné stopy hráze v současnosti v terénu patrné, i přesto, v případě zájmu a aktivit majitelů pozemků, může být v daném území některá vodní plocha se zcela novou hrází obnovena.

Povodí Jevišovky

V prvním sledovaném období (1763–1768) bylo v povodí Jevišovky identifikováno celkem 217 vodních ploch, při rekonstrukci zákresu větších vodních ploch z map 1. rakouského vojenského mapování bylo zakresleno více než 1 050 ha vodních ploch (tabulka 2). I když jde jen o orientační údaj, lze konstatovat, že v letech 1763–1768 bylo ze všech sledovaných období v tomto povodí dosaženo největší celkové rozlohy vodních ploch. Největší zaniklé vodní plochy se nachází v dolní části toku Jevišovka mezi Lechovicemi a Hrušovany nad Jevišovkou, tedy v krajině rovin a širokých říčních niv [12]. Ukázky zaniklých rybníků mezi obcemi Božice a Pravčice jsou zaznamenány na obr. 2–4. Interpretací zákresu z mapy 1. rakouského vojenského mapování s využitím detailního podrobného modelu území byly provedeny zákresy rybníků v GIS a spočtena jejich přibližná výměra – na obr. 2 zleva doprava: Fostitzer Teich (107 ha), Erdberger Teich (153 ha), Johanner Teich (86 ha). Velikostní kategorie nebyly vzhledem k nepřesnostem zákresu na mapách 1. vojenského mapování sledovány.

V letech 1836–1852 pokles počet vodních ploch na 104, přesto celková výměra vodních ploch v povodí Jevišovky byla stále poměrně vysoká (615 ha). Je to dáno i největším zastoupením velkých vodních ploch o výměře větší než 10 ha (celkem 13 vodních ploch). V letech 1876–1880 bylo v povodí Jevišovky pouze 65 vodních ploch o celkové výměře 134 ha (tabulka 2). Za zánikem vodních ploch v tomto období stojí různé hybné síly, např. pokles poptávky po rybím mase, obecné změny ve způsobu zemědělského hospodaření, rozvoj cukrovarnictví, rozvoj lihovarnictví, rozvoj pěstování technických plodin pro průmysl [1, 5, 9]. Na největších zaniklých rybnících hospodařili především majitelé velkostatků v okolí Hrušovan nad Jevišovkou, konkrétně na dvorech Nový Dvůr, Karlov, v lokalitě dnešní Kolonie u dvora. Velkostatkáři se zabývali

 

Obr. 3. Zaniklé rybníky v povodí Jevišovky u obcí Božice a Pravice (1841) (zdroj: VÚKOZ, v. v. i., 1st Military Survey, Austrian State Archive/Military Archive, Vienna, Laboratoř geoinformatiky Univerzita J. E. Purkyně)
Fig. 3. Ponds in Jevišovka river basin near the villages Božice and Pravice (1841) (source: RILOG, p.r.i., 1st Military Survey, Austrian State Archive/Military Archive, Vienna, Laboratory of Geoinformatics University of J. E. Purkyně)

v 19. století především pěstováním technických plodin pro lihovarnictví, textilní průmysl, potravinářský průmysl a po vzniku cukrovarů v regionu v Hrušovanech nad Jevišovkou (1850), Želeticích (1870) i pro cukrovarnický průmysl [13]. Většinou byly rybníky vypuštěny a převedeny do orné půdy, případně luk a pastvin [7–9]. Dochované rybníky se v polovině 19. století vyskytovaly především v horní části povodí Jevišovky v krajině vrchovin a členitějších pahorkatin, část z nich sloužila pro rybochovné účely, některé pro provoz vodních mlýnů a pil (např. u Jackova a Krnčic).

V letech 1953–1957 byla celková výměra vodních ploch v povodí Jevišovky stále velmi nízká (okolo 166 ha), přičemž narostl počet vodních ploch, především však s menší rozlohou. V druhé polovině 20. století dochází k budování větších vodních nádrží, retenčních nádrží a na počátku 21. století k zakládání malých vodních nádrží a realizaci protipovodňových opatření. To se projevilo jak nárůstem počtu vodních ploch, tak i postupným růstem celkové výměry vodních ploch v povodí Jevišovky. Přesto není stále dosaženo hodnot celkových výměr z poloviny 19. století či poloviny 18. století (tabulka 2).

Při hodnocení potenciálu obnovy vodních ploch v povodí Jevišovky z let 1736–1768 bylo evidováno 78 vodních ploch z celkových 210, které se dochovaly až do současnosti. Celkem 132 vodních ploch zaniklo a dosud nebylo obnoveno. Největší potenciál pro obnovu má 24 lokalit, na kterých je patrná velká část hráze, 26 lokalit s dochovanou hrází se zpevněnou komunikací a 17 lokalit s hrází s nezpevněnou komunikací (obr. 5). Celkem je tedy v dobrém stavu dochována hráz u 51 % zaniklých vodních ploch v povodí Jevišovky. Menší potenciál pro obnovu mají bývalé vodní plochy, u nichž je dochována jen menší část hráze (10) nebo stopy po hrázi (22). U 33 bývalých vodních ploch v povodí Jevišovky z období let 1763–1768 nejsou v současnosti patrné žádné stopy hráze, přesto je možné v některých lokalitách ještě vodní plochu obnovit.

Povodí Bystřice

V prvním sledovaném období (1763–1768) bylo v povodí Bystřice evidováno celkem 233 vodních ploch, při rekonstrukci zákresu větších vodních ploch z map 1. rakouského vojenského mapování bylo zakresleno více než 890 ha vodních ploch (tabulka 3). I když jde jen o orientační údaj, lze konstatovat, že v letech 1763–1768 bylo ze všech sledovaných období v tomto povodí dosaženo největší celkové rozlohy. Největší zaniklé vodní plochy se nachází v dolní části toku Bystřice v okolí Chlumce nad Cidlinou a ve střední části povodí severně od Nechanic. Velikostní kategorie nebyly vzhledem k nepřesnostem zákresu na mapách 1. vojenského mapování sledovány.

Tabulka 3. Počet a rozloha vodních ploch v povodí Bystřice v letech 1763–2015
Table 3. Number and area of water bodies in Bystřice river basin (1763–2015)

V letech 1836–1852 poklesl počet vodních ploch na 142 (tabulka 3), přesto celková výměra vodních ploch v povodí Bystřice byla stále poměrně vysoká (658 ha). Je to dáno i poměrně velkým zastoupením velkých vodních ploch o výměře větší než 10 ha (celkem devět vodních ploch), především však dochováním čtyř významných rybníků v rybniční soustavě v okolí Chlumce nad Cidlinou o výměrách 190 ha, 101 ha, 88 ha a 73 ha. Dochovány tak zůstaly především velké rybochovné rybníky z krajin širokých říčních niv a rybničních krajin. V letech 1876–1880 bylo v povodí Bystřice přibližně stejné množství vodních ploch, ovšem tři největší rybníky z předchozího období byly vysušeny, a to se projevilo na zásadním úbytku celkové rozlohy vodních ploch na 210 ha. Za zánikem vodních ploch v tomto období stojí různé hybné síly, např. pokles poptávky po rybím mase, obecné změny ve způsobu zemědělského hospodaření, rozvoj cukrovarnictví, rozvoj lihovarnictví, rozvoj pěstování technických plodin pro průmysl [1, 5]. V povodí Bystřice byl významný úbytek vodních ploch v druhé polovině 19. století spojen především s rozvojem cukrovarnictví, v zájmovém území vzniklo postupně šest cukrovarů: Chlumec nad Cidlinou (1838, 1840), Syrovátka (1848), Třebovětice (1851), Sadová (1862), Bašnice (1871), další cukrovary vznikly v bezprostředním okolí [13]. Většinou byly rybníky vypuštěny a převedeny do orné půdy, jako v případě zisku půdy pro výsadbu cukrové řepy, dalších technických plodin, či obilovin pro výrobu potravin, případně byly převedeny do luk a pastvin, využívaných pro živočišnou výrobu [7–9]. V letech 1953–1957 pokračoval pokles celkové rozlohy vodních ploch až na minimum (okolo 119 ha), přičemž byl zaznamenán paradoxně mírný nárůst počtu vodních ploch, především však s menší rozlohou. V druhé polovině 20. století dochází k obnově některých rybníků, budování retenčních nádrží a na počátku 21. století k zakládání malých vodních nádrží a realizaci protipovodňových opatření. To se projevilo jak nárůstem počtu vodních ploch, tak i postupným růstem celkové výměry vodních ploch v povodí Jevišovky. Přesto není stále dosaženo hodnot celkových výměr z poloviny 19. století či poloviny 18. století (tabulka 3).

Obr. 4. Hráze zaniklých rybníků na digitálním modelu reliéfu České republiky 4. generace (DMR 4G) (zdroj: ČÚZK)
Fig. 4. Dams of extinct ponds on the digital terrain model of the Czech Republic 4th generation (source: ČÚZK)

Potenciál obnovy vodních ploch v povodí Bystřice z let 1736–1768 je obdobný jako u povodí Opavy, největší potenciál pro obnovu má 10 lokalit, na kterých je patrná velká část hráze, 16 lokalit s dochovanou hrází se zpevněnou komunikací a 15 lokalit s hrází s nezpevněnou komunikací. Jde o přibližně 24 % ze zaniklých vodních ploch v povodí. Z celkových 233 vodních ploch evidovaných na mapách z let 1736–1768 se do současnosti dochovalo 68 vodních ploch a 165 jich zaniklo a dosud nebylo obnoveno. Menší potenciál pro obnovu vykazují bývalé vodní plochy, u nichž je dochována jen menší část hráze (8) nebo stopy po hrázi (36). Celkem 80 bývalých vodních ploch z povodí Bystřice z období let 1763–1768 nenese v současnosti žádné stopy hráze, i u nich ale je možná případná obnova vodních ploch za podmínky vybudování zcela nové hráze.

 

Obr. 5. Stav hrází vodních ploch z let 1763–1768 v povodí Jevišovky
Fig. 5. Condition of dams of water areas from 1763–1768 in the Jevišovka river basin

Aktuální využití zaniklých vodních ploch z období roku 1763–1768

Další analýzy byly zaměřeny na hodnocení aktuálního převažujícího využití krajiny v zátopových oblastech vodních ploch z let 1763–1768, u kterých později došlo k jejich zániku, a nebyly dosud obnoveny. V povodí Bystřice zaniklo a dosud nebylo obnoveno 165 vodních ploch, v povodí Jevišovky 130 vodních ploch a v povodí Opavy 101 vodních ploch. Nejčastěji jsou zaniklé vodní plochy aktuálně využívány jako orná půda (obr. 6). V povodí Jevišovky jsou na druhém místě v četnosti lokality aktuálně využívané jako les, v povodí Bystřice louky a v povodí Opavy zastavěné plochy (obr. 6). Obecně je zastoupení zastavěných ploch u zaniklých vodních ploch poměrně vysoké, jedná se o lokality, kde již není možné počítat s jejich obnovou, stejně jako u rekreačních ploch. Naopak nejvyšší potenciál k obnově mají zaniklé vodní plochy na orné půdě a trvalých travních porostech, kde jsou z hlediska výstavby vodních děl očekávané nejmenší náklady a administrativní překážky. Obnova vodních ploch v lesích a sadech je technicky a administrativně náročnější i s ohledem na funkci a význam dřevin v krajině.

Obr. 6. Převažující aktuální využití krajiny na zaniklých vodních plochách z let 1763–1768 v zájmových územích
Fig. 6. The prevailing current land use on water areas extinct in the 1763–1768 in the study areas

Závěr

I přes nedostatečnou polohovou přesnost je možné pro obnovu vodních ploch využít i staršího 1. rakouského vojenského mapování z let 1763–1768. Díky novým terénním modelům a interpretaci současných i starých topografických map prostředí GIS umožní lokalizaci hrází rybníků a zhodnocení možnosti obnovy vodních ploch v současnosti. Na základě analýz provedených na třech zájmových územích (povodí Opavy, Jevišovky, Bystřice) lze zhodnotit, že nejvyšší potenciál obnovy vodních ploch z let 1763–1768 je u povodí Jevišovky, kde má přibližně 51 % zaniklých vodních ploch dochovanou hráz v původním rozsahu. U ostatních dvou povodí je potenciál obnovy vodních ploch s využitím zachovalých starých hrází výrazně nižší – v povodí Opavy u 26 % zaniklých vodních ploch, v povodí Bystřice u 24 % zaniklých vodních ploch. U ostatních lokalit sice není dochován žádný pozůstatek původní hráze, ale i přesto je tam možnost obnovy vodních ploch. V povodí Bystřice zaniklo a dosud nebylo obnoveno 165 vodních ploch, v povodí Jevišovky 130 vodních ploch a v povodí Opavy 101 vodních ploch. Nejčastěji jsou zaniklé vodní plochy aktuálně využívány jako orná půda. Obecně jsou důležité zejména majetkové poměry v dané lokalitě, možnosti v rámci územního plánu, zájmy majitelů pozemků a případné limity území. Mapy jednotlivých hrází zaniklých vodních ploch lze využít v územním a krajinném plánování, zejména při boji se suchem a kolísáním klimatu, při ochraně krajiny a managementu území.

Poděkování

Příspěvek byl zpracován s podporou projektu NAZV MZe ČR č. QJ1620395 s názvem Obnova a výstavba rybníků v lesních porostech jako součást udržitelného hospodaření s vodními zdroji v ČR.

Původní příspěvek byl publikován ve sborníku Rybníky 2018, ISBN 978-80-01-06452-8.

Posted by & filed under Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie, Aplikovaná ekologie.

Souhrn

Míra eutrofizace vodní nádrže Jordán v Táboře dosáhla na přelomu milénia velmi vysoké úrovně. To významně omezilo její vodárenské i rekreační využití. V letech 2011–2014 proběhlo na nádrži poměrně rozsáhlé odbahnění, v jehož průběhu bylo odstraněno téměř 270 tis. m3 sedimentů. Od roku 2015 provádí státní podnik Povodí Vltavy komplexní monitoring kvality vody VN Jordán a blízkého povodí. V roce 2017 bylo součástí tohoto monitoringu také sledování 11 rybníků, které byly vyhodnoceny jako potenciálně rizikové z pohledu eutrofizace VN Jordán. Cílem tohoto monitoringu je zjistit, zdali se realizovaná a plánovaná opatření projeví ve zlepšení kvality vody v této vodní nádrži. Doposud pořízené výsledky potvrzují, že pro zachování dobré kvality vody v nádrži i v budoucích letech je nezbytné výrazně snížit vstup fosforu přítoky. Aktuálně by tento požadavek mělo vyřešit vybudování centrální srážecí stanice pro fosfor umístěné na hlavním přítoku VN Jordán. Získané výsledky dále potvrdily, že většina vzorkovaných rybníků je rizikových nejen jako potencionální zdroje fosforu, ale obsahují také významné inokulum fytoplanktonu. Rybníky jsou také zdrojem drobných planktonofágních druhů ryb, které zhoršují celkový efekt biomanipulačních opatření, která jsou realizována v nádrži Jordán.

Úvod

Postupná eutrofizace vodních ekosystémů, projevující se zejména od druhé poloviny dvacátého století, neušetřila ani vodní nádrž Jordán v Táboře [1]. Míra eutrofizace této nádrže dosáhla na přelomu milénia velmi vysoké úrovně, což významně omezilo její vodárenské využití [2]. Projevy eutrofizace, zejména pak výskyt hladinových vodních květů sinic, také negativně ovlivnily i vodní rekreaci. Příčinou těchto negativních změn byl nadměrný přísun živin, zejména pak fosforu, z povodí Košínského potoka [3]. Hlavní podíl na celkovém přísunu fosforu z tohoto povodí mají bodové zdroje komunálního znečištění. Rizikové jsou zejména proto, že hlavní část celkového fosforu přicházejícího těmito zdroji je ve formě fosforečnanového fosforu, který je přímo dostupný pro růst fytoplanktonu (řas a sinic). Nezanedbatelné množství fosforu se do Košínského potoka dostává také z četných hospodářsky využívaných rybníků [4]. Ty v průběhu vegetační sezony generují značnou biomasu fytoplanktonu, ve které je vázáno i významné množství fosforu. Tento fosfor je relativně dobře uvolnitelný (rozklad biomasy) a musíme ho tedy považovat za prakticky stejně rizikový jako fosfor pocházející z bodových zdrojů znečistění.

V letech 2011–2014 proběhlo na nádrži poměrně rozsáhlé odbahnění, v jehož průběhu bylo odstraněno téměř 270 tis. m3 sedimentů. Součástí odbahnění byla i výstavba nové spodní výpusti, která kromě regulace hladiny v průběhu povodní může sloužit i ke zlepšování kyslíkových poměrů v hypolimniu nádrže. Z publikovaných prací vyplývá, že před odbahněním se koncentrace celkového fosforu v horních vrstvách sedimentu (0–5 cm) pohybovala v rozpětí od 1,5 do 2,2 mg.g-1 sušiny [5, 6]. Současně bylo potvrzeno riziko uvolňování tohoto fosforu ze sedimentu [7]. Je tedy zřejmé, že odbahněním došlo i k odstranění nemalého množství rizikového fosforu.

Dalším plánovaným opatřením, které by v blízké budoucnosti mělo řešit otázku nadměrného přísunu fosforu z povodí, je vybudování srážecí stanice pro fosfor na hlavním přítoku VN Jordán [8].

Na otázku, zdali se realizovaná a plánovaná opatření projeví na zlepšování kvality vody, má odpovědět hydrochemický a hydrobiologický monitoring nádrže a jejího blízkého povodí, který provádí od roku 2015 státní podnik Povodí Vltavy. V roce 2017 bylo součástí tohoto monitoringu také sledování 11 rybníků, které byly vyhodnoceny jako potenciálně rizikové z pohledu eutrofizace VN Jordán. Hlavním cílem tohoto příspěvku je představit nejdůležitější výsledky získané v průběhu monitoringu těchto rybníků.

Materiál a metody

V uplynulých letech probíhaly odběry vzorků na VN Jordán vždy od dubna do listopadu pravidelně ve čtrnáctidenních intervalech. Odběr byl realizován na třech odběrových profilech, v dolní části nádrže v prostoru u hráze a dále pak ve středu nádrže a v přítokové části (obr. 1). V rámci vzorkování bylo na každém odběrovém profilu prováděno zonační měření hlavních fyzikálně-chemických parametrů vody (teplota vody, koncentrace a nasycení vody kyslíkem, konduktivita, pH a oxidoredukční potenciál). Odběr hydrochemických vzorků byl realizován tak, aby reprezentativně postihl vertikální gradient sledovaných parametrů ve výše uvedených odběrových profilech. V průběhu odběrů byla měřena průhlednost vody pomocí Secchiho desky. Hydrochemická analýza byla zaměřena zejména na sloučeniny fosforu, dusíku, železa, nerozpuštěných a organických látek. V rámci monitoringu byla sledována také sezonní dynamika fytoplanktonu a zooplanktonu v epilimnetické části vodního sloupce.

Obr. 1. Schéma znázorňující umístění odběrových profilů na VN Jordán a jeho povodí v roce 2017; 1. Košínský potok pod VN Malý Jordán, 2. Košínský potok nad VN Malý Jordán, 3. Radimovický potok, 4. Svrabovský potok, 5. bezejmenný přítok od Stoklasné Lhoty, 6. bezejmenný přítok od Chotovin, 7. Hejlov Dolní rybník, 8. Hejlov Prostřední rybník, 9. Hejlov Horní rybník, 10. Nasavrky rybník u zastávky, 11. Nasavrky Dolní rybník, 12. Nasavrky Velký rybník, 13. Košín, 14. Košín 2, 15. Liderovice Návesní rybník, 16. Dlážděný rybník, 17. rybník Homolka
Fig. 1. The scheme of water quality monitoring of reservoir Jordán and nearby catchment in 2017; 1. Košínský stream under VN Malý Jordán, 2. Košínský stream above VN Malý Jordán, 3. Radimovický stream, 4. Svrabovský stream, 5. nameless tributary from Stoklasné Lhoty, 6. nameless tributary from Chotovin, 7. Hejlov Dolní pond, 8. Hejlov Prostřední pond, 9. Hejlov Horní pond, 10. Nasavrky pond at the stop, 11. Nasavrky Dolní pond, 12. Nasavrky Velký pond, 13. Košín, 14. Košín 2, 15. Liderovice Návesní pond, 16. Dlážděný pond, 17. Homolka pond

Monitoring blízkého povodí VN Jordán byl zaměřen zejména na vzorkování hlavního přítoku (Košínský potok) nad a pod nádrží Malý Jordán a dále pak na vzorkování dalších významných přítoků (Radimovický, Svrabovský potok a několik drobných bezejmenných přítoků) v úseku mezi nádrží Malý Jordán a nádrží Košín. Od roku 2017 bylo do monitoringu zařazeno také sledování jedenácti rybníků v povodí Košínského potoka (obr. 1). Monitoring rybníků byl v roce 2017 realizován třikrát během vegetační sezony (odběr směsného vzorku v prostoru u hráze). Rozsah sledovaných parametrů byl zacílen zejména na měření základních fyzikálně-chemických parametrů vody a stanovení obsahu sloučenin fosforu, dusíku, železa, nerozpuštěných a organických látek, chlorofylu-a a průhlednosti vody. Doplňkově se odebíraly vzorky fytoplanktonu a zooplanktonu. Pro odhad látkových vstupů do VN Jordán byl odběr vzorků doplněn o měření aktuálního průtoku vody přístrojem FlowTracker (SonTek).

Obr. 2. Průměrné, minimální a maximální koncentrace celkového fosforu (Pc) za vegetační sezonu (duben–říjen) v Košínském potoce na přítoku do VN Jordán za období 2009–2017
Fig. 2. Average, minimal and maximal concentration of total phosphorus (Pc) during the vegetation season (April–October) 2009–2017; Košínský stream – inflow of reservoir Jordán

Výsledky a diskuse

Hlavní riziko pro eutrofizaci VN Jordán představuje přísun fosforu z povodí Košínského potoka. Z porovnání průměrných a maximálních koncentrací celkového fosforu v Košínském potoce na přítoku do VN Jordán za uplynulých devět let (2009–2017) je patrné, že koncentrace se drží na stále velmi vysoké úrovni. Průměrné koncentrace celkového fosforu (Pc) za vegetační sezonu jsou přinejmenším 5× až 10× vyšší, než je z pohledu dobré kvality vody ve VN Jordán přijatelné (cílová průměrná koncentrace Pc za vegetační sezonu < 0,020 mg.l-1) (obr. 2).

Hlavním zdrojem tohoto fosforu zůstávají komunální odpadní vody. Nemalé riziko však mohou představovat i v povodí hojné hospodářsky využívané rybníky.

V povodí první nádrží rybničního typu je nádrž Malý Jordán. Jedná se o mělkou, průtočnou nádrž (teoretická doba zdržení ~ 4–5 dní) ležící na hlavním přítoku VN Jordán (Košínský potok). Do konce roku 2014 sloužila tato nádrž k chovu ryb. Hospodařícím subjektem byla společnost ESOX, s. r. o. V roce 2015 bylo Radou města Tábor schváleno odkoupení této nádrže s cílem jejího využití pro zlepšování kvality přitékající vody do VN Jordán.

Od roku 2016 je na nádrži Malý Jordán realizován živinově bilanční monitoring s cílem zjistit potenciál této nádrže k zadržování fosforu. Doposud vyhodnocené výsledky ukázaly, že v hydrologických podmínkách roku 2016 (relativně suchý rok s podprůměrnými srážkami) byla tato nádrž schopná zadržet ~ 16 % celkového fosforu (za období duben–říjen). Ve vztahu k teoretické době zdržení se její potenciální retence však měla pohybovat na úrovni 27 %. Naopak v hydrologických podmínkách roku 2017 (relativně suchá první polovina léta, od srpna intenzivní srážková činnost) vykázala tato nádrž za vegetační sezonu prakticky nulovou retenci celkového fosforu. Z porovnání výsledků získaných v uplynulých dvou letech je tedy zřejmé, že význam této nádrže z pohledu retence P vzrůstá v hydrologicky podprůměrných letech. Nádrž Malý Jordán však i přes případné budoucí snahy o nastolení vhodného „protieutrofizačního“ managementu sama o sobě k výraznému snížení vstupu fosforu Košínským potokem do VN Jordán stačit nebude. Role nádrže Malý Jordán bude tedy zejména v tom, že by v budoucnu měla sloužit jako „záchytné místo“, umožňující sedimentaci částic vyflokulovaného materiálu pocházejícího z procesu srážení fosforu v Košínském potoce.

Obr. 3. Průměrné a maximální koncentrace celkového fosforu (Pc) a chlorofylu-a (Chl_a) v rybnících sledovaných v průběhu vegetační sezony 2017
Fig. 3. Average and maximal concentration of total phosphorus (Pc) and chlorophyll-a a (Chl_a) in investigated fishponds during the vegetation season 2017

Kromě Malého Jordánu jsme v roce 2017 v rámci průzkumného monitoringu odvzorkovali také 11 vybraných hospodářsky využívaných rybníků v povodí Košínského potoka, o kterých jsme se domnívali, že mohou představovat přímé eutrofizační riziko pro Košínský potok a následně pak pro vlastní VN Jordán. Získané výsledky potvrdily, že většina těchto rybníků se nachází v silně eutrofním až hypertrofním stavu, kdy průměrné koncentrace celkového fosforu výrazně přesahují 0,2 mg.l-1. Nadměrné množství živin se odráží v celkové biomase fytoplanktonu. Průměrné koncentrace chlorofylu-a u více než 72 % rybníků přesahovaly 100 µg.l-1 (obr. 3). Nejhorší situace panovala na rybnících u obce Hejlov a na rybníce Dlážděný u obce Vrážná. Rybníky u obce Hejlov jsou málo průtočné, organickými látkami a živinami přetížené rybníky, které v případě intenzivní srážkové činnosti (vypláchnutí velkého objemu vody z rybníka) představují nemalé eutrofizační riziko pro VN Jordán. Hlavní míra přetížení je dána zejména vstupem komunálních odpadních vod z obce Hejlov. Tyto rybníky nejsou přímo využívány k produkčnímu chovu ryb. Naopak v pozitivním světle se ukázal vlastní rybník Košín a nad ním ležící rybník Košín 2. Ten vykazoval ze všech sledovaných rybníků v průměru nejnižší koncentrace celkového fosforu i chlorofylu-a (obr. 3).

Kromě nezanedbatelného množství fosforu představují tyto rybníky také významné inokulum fytoplanktonu pro VN Jordán. Abychom získali alespoň orientační představu o druhovém složení fytoplanktonu ve sledovaných rybnících, bylo v letním a pozdně letním odběrovém termínu ve směsných vzorcích stanoveno procentuální zastoupení biomasy hlavních taxonomických skupin fytoplanktonu (fluorescenční sonda FluoroProbe (bbe-Moldaenke)). Nejhojnější skupinou fytoplanktonu se ukázaly být zelené řasy. Ty dominovaly na více než 60 % sledovaných rybníků. Sinice a rozsivky byly dominantou shodně na 20 % rybníků.

Získané výsledky potvrdily, že většina vzorkovaných rybníků je rizikových nejen jako potencionální zdroje fosforu, ale obsahují také významné inokulum fytoplanktonu pro níže ležící VN Jordán. Důkazem je situace, která nastala na Košínském rybníce v srpnu 2017. Dne 13. 8. 2017 došlo k poruše na výpustním objektu rybníka Košín a následkem toho k nekontrolovatelnému odtoku vody z této nádrže do VN Jordán. Odtok vody se podařilo zastavit až 15. 8. 2017. Během tří dnů však odteklo z Košína bezmála 400 tis. m3 vody. Na tento neočekávaný přísun vody reagoval provozovatel VN Jordán odpouštěním vody spodní výpustí (cca 1,5 m3.s-1). Tento manipulační zásah měl na jednu stranu pozitivní vliv na zlepšení oxidoredukčních podmínek u dna nádrže Jordán. Na druhou stranu však do nádrže přiteklo nemalé množství vody bohaté na fosfor (průměrná koncentrace Pcelk v epilimniu Košína se v průběhu srpna pohybovala kolem 0,2 mg.l-1) i na biomasu fytoplanktonu. Z průběhu sezonní dynamiky fytoplanktonu v roce 2017 je patrné, že tato jednorázová „živinová infuze“ výrazně podpořila rozvoj planktonních sinic, které na konci prázdnin tvořily dominantní složku fytoplanktonu v podélném profilu VN Jordán (obr. 4).

Obr. 4. Sezonní dynamika biomasy planktonních sinic (mg.l-1) a procentuálního zastoupení planktonních sinic v biomase fytoplanktonu
Fig. 4. Seasonal dynamic of the planktonic cyanobacteria biomass (mg.l-1) and their frequency (%) in the phytoplankton biomass

Závěr

Rybníky obecně mohou být přínosné z pohledu retence živin, zejména pak fosforu. Pokud jsou však dlouhodobě přetěžovány, dílem ze strany komunálních odpadních vod nebo ze strany neúměrně intenzivního rybářského obhospodařování, chovají se přesně opačně a jsou tím pádem rizikové pro eutrofizaci níže ležících vodních ekosystémů. I přestože řada rybníků v povodí není příliš průtočná, mohou představovat významné riziko pro nádrž Jordán. Jedná se zejména o období intenzivní letní srážkové činnosti, kdy může dojít k propláchnutí velkého objemu vody těchto rybníků, které jsou v té době bohaté na živiny i na biomasu fytoplanktonu, a tedy ke značné jednorázové dotaci Jordánu živinami využitelnými pro růst řas a sinic. To má za následek zhoršení kvality vody a zhoršení podmínek pro vodní rekreaci.

Výsledky pořízené od roku 2015 potvrzují, že pro zachování dobré kvality vody ve VN Jordán i v budoucích letech je nezbytné výrazně snížit vstup fosforu přítoky. Aktuálně by tento požadavek mělo vyřešit vybudování centrální srážecí stanice pro fosfor umístěné na hlavním přítoku pod hrází rybníka Košín. Důležité bude vyzkoušet a následně navrhnout optimální dávku koagulátu (síran železitý) s ohledem na významné množství fosforu, které se do VN Jordán dostává z výše položených rybníků ve formě partikulované, vázané v biomase fytoplanktonu. Vybudování srážecí stanice však neznamená, že není nutné problematiku rybníků v povodí VN Jordán i nadále řešit. Důležité bude provést zejména revizi stávajícího způsobu rybářského obhospodařování. Samostatnou kapitolou je minimalizace odnosu fosforu a nerozpuštěných látek v průběhu výlovů. Důraz by měl být také kladen na omezení rozvoje a následného nekontrolovatelného transportu drobných planktonofágních druhů ryb z výše ležících rybníků, který může zhoršit celkový efekt biomanipulačních opatření, která jsou realizována ve vlastní nádrži Jordán. V posledních letech se ukazuje také jako velký problém šíření a výskyt nepůvodních druhů ryb (např. střevlička východní, sumeček americký) v povodí Košínského potoka.

Původní příspěvek byl publikován ve sborníku Rybníky 2018, ISBN 978-80-01-06452-8.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Pracujete jako hydrobiolog ve státním podniku Povodí Vltavy, přednášíte na Západočeské univerzitě v Plzni, jste členem mnoha národních i mezinárodních komisí a organizací, např. jste předsedou České fosforové platformy, z. s., členem Výboru České limnologické společnosti, z. s. Vaše příspěvky plní program mnoha konferencí, vypadá to, že limnologie nebyla pouze předmětem Vašeho studia. Co je na tomto oboru podle Vás tak zajímavého?

K vodě mám blízko odmalička, prostě jsem tuhle lásku dostal nějak do vínku, s tím se už nedalo nic dělat.

Voda je úžasná tím, že všechno propojuje, a to velmi dynamicky. Že „bez vody není života“, je sice hodně ohraná poučka, ale pořád to vypadá, že to chápe jen mizivé procento lidí. Jinak bychom přece nemohli v krajině s vodou hospodařit tak bídně, jak se děje. A co teprve, když tuhle poučku nepatrně rozšířím, že „bez zdravé vody není zdravého života“, či že „bez zdravého povodí není zdravé vody“! To už doopravdy nechápe skoro vůbec nikdo. Jinak bychom přece nemohli v diskusích třeba o obsahu pesticidů ve vodách nebo o obsahu různých mikrokontaminant (nebo dokonce i živin!) v komunálních odpadních vodách neustále narážet na argumenty „To je moc drahé!“ Protože co je vlastně drahé oproti ceně Života?

Jste člověk s velkým přehledem a zkušenostmi, skvělý řečník a neskutečně dobře umíte dávat věci do souvislostí, proto si neodpustím otázku, v čem podle Vás tkví ten největší problém současného vodního hospodářství?

Zásadní problém je, že když už si položíme takovouto důležitou otázku, je vždycky směrovaná k něčemu konkrétnímu: k vodě, zemědělství, ovzduší, biodiverzitě, srážkám, oceánům, motýlům. A v takto zúženém rámci tu otázku nemůžeme dobře zodpovědět. Je nezbytné z rámce otázky uniknout a říci, že největším problémem vodního hospodářství je celkové narušení poměrů na Zemi.

Příkladem takové chyby rozdělování problematiky na víc témat, která pak ale nelze dobře řešit, je sucho. Aby se v tom řešitelé vyznali, rozdělí si problematiku na sucho hydrologické a sucho zemědělské, případně na další. A pak se hydrologickým suchem začnou zabývat tradiční vodaři, kteří to bez přehrad prostě řešit nedokážou, a zemědělským suchem zemědělci, kteří ho rádi řeší požadavky na kompenzace ztrát a požadavky na vodu pro závlahy. To je výborné prostředí na vynaložení obrovských finančních prostředků, aniž bychom se dostali k řešení příčin.

Tím jsem se dostal k dalšímu zásadnímu problému vodního hospodářství, ale vlastně obecně naší lidské činnosti. Milujeme řešení následků a nikoli příčin.

Velkou část svého profesního života jste věnoval rybníkům, a to hlavně kvalitě vody v nich. Ačkoliv již poměrně dobře známe probíhající procesy v rybnících, máme potřebné technologie, stále se nedaří kvalitu vody v těchto ekosystémech zlepšit, nebo se pletu?

Ne, nepletete. Je to tak. Na vině je spousta faktorů. Od řádového zintenzivnění hospodaření na rybnících po druhé světové válce, přes obecné změny hospodaření v krajině až po vliv odpadních vod z měst a obcí. Když se na ten výčet podíváme, skoro by se zdálo, že většinu faktorů bychom dokázali z větší části napravit. Bohužel v zásadě nic už nejde „vrátit do původního stavu“. Proces ničení našeho prostředí vidím jako stroj, jehož ozubená kola pracují pouze směrem dopředu.

V případě rybníků nám hodně vadí například rozšíření invazních druhů. Jeden z nejdůležitějších invazních organismů jsou sinice, které jsme si celosvětově svědomitě napěstovali na sloučeninách fosforu vypouštěných do vod. Právě sinice nám dnes nedovolují snadno zlepšit kvalitu vody nejen v rybnících, ale ani v přehradních nádržích. Jsou totiž velmi šikovné. Dnes už prostě nestačí „jen“ snížit vstup fosforu do rybníka či snížit rybí obsádku.

 

Rybníky jsou často zmiňovány jako jedna z možností zvýšení retence vody v krajině. Jaký názor na budování či obnovu rybníků máte Vy?

Já mám rybníky rád. Myslím, že krajině dokážou velmi mnoho přinést. Nejedná se jen o zadržení povrchové vody, ale ve většině případů i o retenci podzemní vody. Důležitý je jistě i příznivý vliv na mikroklima, biodiverzitu,… Takže za mě rybníky ano, ALE – rybníky mají význam především v kontextu se sérií dalších změn ve prospěch retence vody v krajině. Samotný rybník situaci obvykle nevytrhne. Zejména pokud se například v povodí hospodaří erozně rizikovým způsobem nebo pokud není vyřešeno čištění odpadních vod. Pak si novým rybníkem jen vytvoříme další problémy do budoucna. Obávám se, že podpora budování rybníků, by mohla vyvolat klamný dojem, že jsme sucho konečně opravdu začali řešit. To by bylo špatně, protože bez změn komplexních se jedná pouze o další „hru na řešení“.

Jste zakladatelem České fosforové platformy, co Vás vedlo k tomuto kroku?

Dlouhá léta jsem bojoval za důležitost fosforu. Většina tohoto úsilí byla dost marná. Teď to vypadá, že už je fosfor konečně chápán s odpovídající vážností, ale není tomu tak. Jedním z mnoha důkazů může být z mého pohledu trapná tahanice o zpřísnění emisních standardů pro fosfor v rámci novelizace nařízení vlády č. 401/2015. Zpřísnění neprošlo doteď. O recyklaci fosforu z odpadních vod, na které pracují vyspělé státy světa, se u nás ještě ani vážněji nemluví.

To je ovšem jen úzká výseč problematiky fosforu. Fosfor je také surovinou, která rychle dochází a během cca 150 let také dojde. Hospodaření s fosforem se týká velmi zásadně zemědělského hospodaření a třeba také nakládání s potravinami. Chtěli jsme proto založit jakousi platformu pro sdílení informací pro aktivní podporu úvah, kudy na fosfor chytře.

Je velice těžké bojovat v této zemi za životní prostředí, kde berete energii ke své práci? Poslední roky vidíme i cítíme dopady klimatické změny, adaptace si vyžaduje okamžitou a rychlou změnu a já mám často pocit, že lidstvo není takové změny schopno. Jak to vidíte Vy, patříte mezi optimisty či spíše pesimisty?

S dostatkem energie jsem se už asi narodil a asi také s optimismem. Ten si zachovávat je stále náročnější, protože zřejmě bez zásadního průšvihu pro naši civilizaci vývoj k lepšímu obrátit nedokážeme. Mě tohle samozřejmě mrzí. Také je demotivující sledovat výroky a skutky nejen politiků a velké části občanů, kterým vůbec nedochází, o co se vlastně hraje, ale také tvrzení některých úzce zaměřených odborníků neschopných vidět problematiku jako celek. Mým cílem není spasit svět, protože jednak to nejde a jednak je to podle dr. Honzáka i nejlepší cesta k vyhoření. Snažím se dělat maximum, co já sám mohu, a když se mi to daří, mám dobrý pocit.

Patříte k přednášejícím, kteří měli prezentaci na každém ročníku konference Rybníky, dalo by se říct, že jste „tváří“ této konference. Po volbách jste se stal i předsedou Komise životního prostředí města Plzně, proto bych se Vás ráda zeptala, můžeme se na Vás těšit i v letošním roce?

Ano, aktivit mám spoustu, tak si nejsem jist, jestli se mi podaří připravit něco nového zajímavého. Ale účast rozhodně nevynechám.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Rybníky utvářejí charakter krajiny na mnoha místech v České republice, v některých oblastech jsou dokonce dominujícím krajinným prvkem. Nejznámější současnou rybníkářskou oblastí je bezpochyby Třeboňsko, najdeme u nás ale i další významné soustavy. Zmínit lze například soustavy Blatenskou, Hlubockou nebo Tovačovskou, Lednické rybníky, Rožďalovické rybníky či Máchovo jezero spolu s rybníky v jeho okolí. První rybníky se na území současné České republiky objevují již od 10. století. V průběhu staletí procházelo množství rybníků na našem území dramatickými změnami, přičemž konjunktura rybníkářství se odehrála v 15. a 16. století.

Obr. 1. Severně od obce Lískovice (okr. Jičín) se v minulosti nacházel rybník, který je zachycen ještě na mapě 3. rakouského vojenského mapování

Již v minulosti bylo rybníkářství předmětem zájmu odborníků, jelikož se jednalo o náročné odvětví vyžadující vysokou míru znalostí a zkušeností. Prvním odborným spisem, který byl zásadní nejen pro rybníkářství na našem území, byl spis olomouckého biskupa Jana Dubravia (1486–1553) De piscinis (O rybnících) vydaný v latině v roce 1547 (český překlad Anežky Schmidtové vydán v roce 1953 [1]). Další známou osobností, která se zabývala rybníkářstvím, byl Josef Šusta (1835–1914) působící převážně na Třeboňsku. Zabýval se především chovem kapra, ale věnoval se i historii rybníkářství. Jeho nejvýznamnějším dílem je kniha Výživa kapra a jeho družiny rybničné: nové základy rybochovu rybničného [2]. Obě uvedená zásadní díla jsou zaměřena na chov kapra zejména s ohledem na produkční možnosti. Je to pochopitelné, neboť po staletí byla funkce rybníků a rybničního hospodaření především produkční. Významným krokem s ohledem na tento směr výzkumu bylo zřízení Výzkumného ústavu rybářského a hydrobiologického v roce 1920, jelikož tímto byl výzkum v oblasti rybníků a rybníkářství institucionalizován. Do současnosti byla publikována dlouhá řada prací prezentujících výsledky takovéhoto výzkumu.

Obr. 2. Jihovýchodně od obce Syrovice (okr. Třebíč) se na soutoku Ctidružického a Spetického potoka nacházel rybník, který je naposledy zakreslen na mapě 2. rakouského vojenského mapování a na mapě 3. rakouského vojenského mapování již zobrazen není. Jeho hráz je však v terénu stále dobře patrná

Databáze CEP (Centrální Evidence Projektů) obsahuje záznamy o celkem 28 projektech, které ve svém názvu obsahují kořen slova „rybn“ (rybník, rybniční atp.). Nejstarší z těchto projektů byly řešeny na počátku devadesátých let (databáze obsahuje údaje od roku 1994 včetně projektů v tomto roce již běžících). Spektrum zaměření projektů je velmi široké, přičemž projekty orientované na chov ryb jako takový jsou zastoupeny omezenou měrou. Výzkum byl dále věnován sedimentům, biodiverzitě, ekologii rybníků a jejich okolí či živinám.

Pracoviště Katedry hydromeliorací a krajinného inženýrství (České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební) se v poslední době podílelo nebo podílí na řešení tří výzkumných projektů zaměřených na rybníky. Společným jmenovatelem všech těchto tří projektů je pohled do historie rybníků, které představují jeden z nejvýznamnějších krajinných prvků na mnoha místech naší republiky. Nejstarší z těchto projektů QJ1220233 s titulem „Hodnocení území na bývalých rybničních soustavách (vodních plochách) s cílem posílení udržitelného hospodaření s vodními a půdními zdroji v ČR“ byl řešen v rámci programu NAZV KUS v období 2012–2015 pod vedením týmu z Univerzity Palackého v Olomouci za účasti týmu z ČVUT, Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v. v. i., a společnosti Ecological Consulting, a. s. Tento projekt přinesl řadu zajímavých výsledků. Za všechny, kterých je celkem 75, lze jmenovat knihy „Historické rybníky České republiky: srovnání současnosti se stavem v 2. polovině 19. století“ [3] a „Zaniklé rybníky v České republice – případové studie potenciálního využití území“ [4] nebo mapu s názvem „Současný stav historických rybníků na území České republiky“ [5].

Obr. 3. Rožmberk nacházející se u Třeboně (okr. Jindřichův Hradec) je s rozlohou 489 ha naším největším rybníkem; postaven byl Jakubem Krčínem z Jelčan a Sedlčan v letech 1584 až 1590

Další projekt, řešený na pracovišti Katedry hydromeliorací a krajinného inženýrství, spadá také do programu NAZV KUS a nese název „Obnova a výstavba rybníků v lesních porostech jako součást udržitelného hospodaření s vodními zdroji v ČR“ (QJ1620395). Byl řešen od roku 2016 do roku 2018 pod vedením týmu z ČVUT za účasti týmů z Univerzity Palackého v Olomouci a Výzkumného ústavu Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví a společnosti Rovina, a. s. Za všechny výsledky stojí za zmínku především softwarový nástroj pro morfologické hodnocení profilů pro výstavbu malých vodních nádrží, který umožňuje hodnocení dávek profilů s ohledem na výběr těch nejvhodnějších [6], nebo mapy zaniklých a existujících vodních ploch ve třech povodích (Opava, Jevišovka, Bystřice), které zahrnují i informaci získanou z analýz map 1. rakouského vojenského mapování. Uvedené jsou významné především tím, že prezentují i rozsah zátopy rybníků zaniklých před obdobím 2. rakouského vojenského mapování, který je výsledkem poměrně náročné manuální digitalizace založené na podrobné analýze jak historických, tak současných mapových podkladů.

Obr. 4. Nesyt nacházející se v NPR Lednické rybníky mezi obcemi Sedlec a Hlohovec (okr. Břeclav) je největším rybníkem na jižní Moravě a postaven byl již v 16. století

Dosud posledním projektem, který pracoviště Katedry hydromeliorací a krajinného inženýrství, řeší, je projekt DG16P02M036 „Údržba, opravy a monitoring hrází historických rybníků jako našeho kulturního dědictví“, který je v rámci programu NAKI II plánován až do roku 2020. Projekt je zaměřen především na hráze historických rybníků, ale předmětem výzkumu je i výskyt rybníků ve vybraných oblastech v různých historických obdobích a jejich mapování zejména z pohledu stavu jejich hrází. S ohledem na to, že projekt je stále ve fázi řešení, nejsou nejvýznamnější naplánované výsledky dosud publikovány. Za ty dosud realizované stojí za zmínku především experimentální objekt pro testování technologie stříkaného bentonitu pro potřeby zatěsňování hrází historických rybníků [7]. Na tomto objektu již probíhají experimenty, které prokázaly účinek tímto způsobem realizovaného těsnění.

Obr. 5. Vavřinec je největším rybníkem ve Středočeském kraji; nachází se u stejnojmenné obce (okr. Kutná Hora) na toku Výrovky, jeho rozloha činí 71 ha a založen byl již roku 1472

Mezi výsledky uvedených projektů patří dále konference Rybníky, která je od roku 2015 pořádána každoročně. První ročník byl pořádán v rámci projektu QJ1220233, další tři ročníky pak v rámci projektu QJ1620395. V roce 2019 by se konference měla uskutečnit v rámci projektu DG16P02M036. Konference, o které se dočtete na jiném místě tohoto vydání, je tak dalším pojítkem mezi zmíněnými projekty. Další pojítko lze spatřit ve využití technologie UAV (Unmanned Aerial Vehicle), pro kterou se mezi laickou veřejností vžil název „drony“. Tato moderní a prudce se rozvíjející technologie je nedocenitelným pomocníkem při výzkumu krajiny a jejích prvků, mezi kterými rybníky zaujímají jedno z nejvýznamnějších postavení.

Obr. 6. Rybník Bubnovka u Miletína (okr. Jičín) je významnou ornitologickou lokalitou; nalézt jej můžeme již na mapě 1. rakouského vojenského mapování

Možnosti využití této technologie jsou široké a byly popsány v řadě publikací, které jsou výstupy uvedených projektů [8–10]. V první fázi byly technologie na pracovišti Katedry hydromeliorací a krajinného inženýrství aplikovány dodavatelským způsobem, od roku 2016 však již byly využívány vlastní stroje. UAV technologie je využívána jak pro potřeby pořízení leteckých snímků krajiny umožňujících pohled z ptačí perspektivy, tak pro potřebu vytvoření podrobných ortofotosnímků a výškopisných dat zpracovávaných dále v prostředí GIS. Pořizovaná data jsou dále analyzována a využívána k různým účelům, zajímavé jsou ovšem i samotné pohledy na krajinu, a zejména na rybníky, z výšky. Rádi bychom se proto se čtenáři podělili o tyto pohledy prostřednictvím fotografií v tomto příspěvku. Na snímcích jsou zobrazeny jak lokality, kde se rybníky nacházely v minulosti a kde dnes již neexistují (obr. 1 2), tak rybníky, které se v krajině nachází dodnes (obr. 3–7).

Obr. 7. Rybník Svatý Prokop byl vybudován u Ždánic na toku Střebovky v letech 2008 až 2010 na místě, kde se historicky rybník již nacházel; na mapách 1. rakouského vojenského mapování je ještě patrný zákres hráze, na pozdějších mapách již chybí

Rybníky a jejich vliv na krajinu a hydrologický režim jsou v současnosti stále častěji skloňovaným tématem. Na pracovišti Katedry hydromeliorací a krajinného inženýrství bude jejich výzkum bezpochyby probíhat i nadále, a to jak v rámci již studovaných aspektů, tak v rámci řešení dalších důležitých témat s rybníky spojených. Budeme rádi, pokud se budeme o výsledky výzkumu moci podělit i na stránkách VTEI. Určitě se budeme také snažit zpřístupnit veřejnosti snímky rybníků z ptačí perspektivy, protože je to mnohdy jediná cesta, jak je zobrazit v celé jejich kráse.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Konference Rybníky již tradičně probíhá v červnu a je pořádána jako dvoudenní akce s večerním neformálním posezením plánovaným vždy na první večer. První den je zaměřen na celkovou problematiku rybníků a přináší široké spektrum pohledů na tyto významné krajinné prvky. Na druhý den bývá naplánován workshop či exkurze. Workshop je vždy úzce tematicky zaměřen, lokality pro exkurzi jsou vybírány tak, aby stavby byly rozestavěné či v rekonstrukci (tedy nádrže vypuštěné, aby bylo něco vidět) či se snažíme představit dobře provedené realizace. V rámci prvního ročníku (2015) proběhla druhý den exkurze, následující rok se uskutečnil workshop na téma odbahňování a problematika rybničních sedimentů a v roce 2017 jsme se věnovali výpustným zařízením, jejich navrhování, opravám či realizaci u nových staveb i těch dnes již historických.

Obr. 1. Pohled do sálu při konferenci Rybníky 2018 (foto: Václav David, ČSKI)

Počet účastníků posledního ročníku (2018) přesáhl číslici 180 a zařadil se tak, co do návštěvnosti, na první místo. První přednáškový den se byl plný zajímavých jmen přednášejících i témat. V prvním bloku se slova ujal prof. RNDr. Jaroslav Vrba, CSc., (JČU v Českých Budějovicích) s příspěvkem „Nevstoupíš dvakrát do téhož rybníka – aneb vývoj rybničních ekosystémů od Šusty k hypertrofii“. Následoval ho RNDr. Jan Potužák, Ph.D., (Povodí Vltavy, s. p.) s aktuálními informacemi o vlivu rybníků na kvalitu vody VN Jordán v Táboře. Na kolegu Potužáka navázal RNDr. Jindřich Duras, Ph.D., s příspěvkem o Horusickém rybníku a jeho živinové bilanci. První blok přednášek uzavřel RNDr. Pavel Novák, Ph.D., jenž přítomné seznámil s kvalitou rybničních sedimentů v zemědělsky využívaném povodí MVN Ždír.

V rámci druhého bloku vystoupil např. Ing. Ján Regenda, Ph.D., z JČU s příspěvkem o manipulaci s vodní hladinou rybníků. Na téma bezpečnostní přelivy – rozdílné způsoby technických řešení a jejich vliv na celkovou ekonomiku výstavby malých vodních nádrží upozornil Ing. David Veselý z Lesů ČR, s. p. Navazoval příspěvek Ing. Stanislav Žatecký (Vodní díla-TBD) o bezpečnostních přelivech historických rybníků – prověření kapacity a možné úpravy, nouzové přelivy. Dopolední blok uzavřela RNDr. Jitka Uhlíková, Ph.D., (AOPK ČR) se zajímavým a nanejvýše aktuálním tématem „Problematika výskytu bobrů na rybnících“.

Obr. 2. Zastávka při exkurzi v roce 2018 na dokončeném rybníce Lipiny v Modřanech (foto: Věra Hubačíková, ČSKI)

Během odpoledního bloku vystoupil např. Mgr. Marian Velešík (OU) s příspěvkem o ekosystémových službách rybníků na Svitavsku, Ing. Václav Mazín, Ph.D., (SPÚ Plzeň), který přítomné informoval o návrzích, projekci a stavbě malých vodních nádrží v subpovodí Předenického potoka v povodí vodárenského toku řeky Úhlavy či Mgr. Kataríne Slabeyové (ČSO) s informacemi „Proč i ornitologové měří průhlednost vody v rybnících?“.

Program konference, přednášky i sborníky ze všech čtyř konferencí jsou dostupné na webových stránkách http://www.cski-cr.cz/.

Večerní posezení proběhlo v pivovaru v Úněticích, kde bylo pro účastníky nachystáno pivo a guláš. Diskutovalo se až do pozdních hodin. Druhý den proběhla exkurze po právě dokončovaných akcích v Praze a blízkém okolí. Exkurzí účastníky provázel Ing. Jiří Karnecki z Magistrátu hlavního města Prahy.

Akci každoročně pořádá Česká společnost krajinných inženýrů ve spolupráci s Českým vysokým učením technickým v Praze, Univerzitou Palackého v Olomouci, Výzkumným ústavem vodohospodářským TGM, v. v. i., a Českou zemědělskou univerzitou v Praze.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

konaném dne 10. října 2018 v kongresovém sále č. 217, sídlo ČSVTS, z. s., Novotného lávka 5, Praha 1.

Zaměření semináře

Problematika výstavby, provozu a oprav malých vodních nádrží (včetně suchých nádrží) a ochranných hrází na tocích je v naší republice trvale aktuální, a to bez ohledu na momentální hydrologické podmínky, tj. nejen pro extrémní období povodní i sucha posledních let.

Cílem semináře je poskytnout v jednotlivých příspěvcích současné či nedávné zkušenosti a poznatky představitelů vybraných správců předmětných vodních děl a specializovaných odborníků z oboru ucelené informace o výstavbě, opravách a provozu uvedených vodních staveb.

Seminář je určen především pro vodohospodářské pracovníky státní správy, projektanty, provozovatele malých vodních nádrží, suchých nádrží a ochranných hrází na tocích, ale i pro další zájemce.

Program semináře

9,30–10,00 Prezence účastníků a zahájení, seznámení s programem
Ing. Jiří Poláček, VODNÍ DÍLA – TBD a. s.
10,00–11,00 Škody na ochranných hrázích toků Povodí Moravy, s. p., následkem činnosti bobrů
Ing. Vlastimil Krejčí, Povodí Moravy, s. p.
11,00–12,00 Rybníky očima hydrobiologa – funkce rybníků v krajině
Ing. Marek Baxa, ENKI Třeboň, o. p. s.
12,00–13,00 Příklady výstavby a oprav malých vodních a „suchých“ nádrží Povodí Vltavy, s. p.
Ing. Martin Poláček a kolektiv, Povodí Vltavy, s. p.
13,00–13,30 Přestávka
13,30–14,30 Opravy hrází a funkčních objektů historických malých nádrží v poslední době
Ing. Tomáš Pecival, VODNÍ DÍLA – TBD a. s.
14,30–15,00 Diskuse, závěr

K jednotlivým vystoupením

Ing. V. Krejčí se ve svém vystoupení věnoval nežádoucí činnosti bobrů zejména na ochranných hrázích podél řek ve správě Povodí Moravy, s. p. Bobr evropský je jako sympatické vodní zvíře a současně silně ohrožený živočišný druh pod přísnou ochranou, avšak svou přirozenou činností způsobuje na zemních hrázích velké škody. Jeho přirozená reprodukce je velmi vysoká, a tak počet bobrů v ČR, ale i v jiných zemích se neustále výrazně zvyšuje. Působení bobrů v rovinatém území jižní Moravy poškodilo ochranné hráze v povodí řek Dyje, ale i Moravy a jejich přítoků natolik, že bez radikálního technického opatření hrozilo jejich protržení na několika místech. Povodí Moravy, s. p., investovalo do opatření, zajišťujících bezpečnost těchto hrází, v průběhu posledních let více než 100 mil. Kč. Zpočátku byly z koruny hrází zaráženy ocelové štětové stěny do hloubky sahající až na základovou spáru. Tímto způsobem byly sanovány stovky m hrází zejména podél Dyje v oblasti Staré Břeclavi. V posledních letech se preferuje opevňování návodního svahu těžkým kamenem nebo ochrana svahu pokládkou pevného ocelového pletiva pod vrstvu zeminy. Tato vrstva sice bobra do hráze nepustí, ale jedná se o technická řešení velmi nákladná.

V poslední době je výskyt bobra v ČR stále četnější, a to i v oblastech, kde v posledních letech zaznamenán nebyl (např. některé oblasti v povodí Vltavy, Labe aj.). Česká legislativa ochrany přírody je v tomto směru poněkud zastaralá a je nejvyšší čas přistoupit k regulaci počtů bobra evropského v naší zemi dříve, než bude situace nezvladatelná a škody nevyčíslitelné.

Ing. M. Baxa, doplněn svými kolegy Ing. M. Musilem a Ing. Z. Benedovou, prezentoval změny na rybnících za posledních 40 let očima hydrobiologa. Na případových studiích, vypracovaných na základě výsledků dlouhodobých pozorování a výzkumů na třeboňských rybnících Rod a Staňkovský, doložil změny kvality vody vlivem změn v osádce fytoplanktonu, makrofyt a ryb. Na rybníku Rod proběhl v letech 2014–2017 ve spolupráci s Rybářstvím Třeboň a. s. pokus, který měl prokázat význam kapří osádky v rybníku. V tomto období byl rybník Rod oproštěn od kapra. Kvalita vody v rybníku se velmi zhoršila, protože převahu zde získaly nežádoucí rostlinné i živočišné druhy, dále vodu devastující. Nyní se již rybník Rod po obnově kapří osádky pomalu vrací do původního stavu. Hlavním problémem Staňkovského rybníka je nadměrná tvorba sirovodíku ve vodě v letním období, kterou doprovází odpuzující zápach v okolí spodní výpusti, která je situována přímo v obci Staňkov, která je centrem významné rekreační oblasti. Ing. Baxa detailně a srozumitelně vysvětlil důvody tvorby tohoto jevu, ke kterým kolektiv ENKI dospěl na základě rozsáhlého rozboru různých vlivů na předmětné území a jejich změn po roce 1989.

Ing. M. Poláček úvodem připomněl přehled malých vodních nádrží v péči Povodí Vltavy, s. p., které nevyhověly posudku bezpečnosti vodních děl při povodních. Dále popsal současný stav řešení nápravných opatření, a to na příkladech z vodních děl Kastelský rybník, Luženice, Němčice u Kdyně, Nový Vstišský rybník, Mačice a Stražiště. Tyto malé vodní nádrže byly spravovány donedávna ZVHS a hlavním cílem opatření na nich provedených bylo zvýšení kapacity bezpečnostních přelivů, resp. zvětšení retenčního prostoru a oprava dalších funkčních objektů. Poslední část příspěvku byla věnována nedávno dokončené výstavbě suché protipovodňové nádrže Bílsko na Bílském potoce na Strakonicku nad stejnojmennou obcí. Suchá nádrž o objemu cca 183 tis. m3 (hráz vysoká přes 10 m a dlouhá 200 m) zajistí výraznou transformaci povodňového průtoku Q100 = 25 m3.s-1 na Q100T = 7,0 m3.s-1. Svou velmi zajímavou přednášku doplnil autor o zajímavou video dokumentaci stavby pořízenou profesionálně z dronu.

Ing. T. Pecival seznámil účastníky semináře s řadou příkladů oprav a rekonstrukcí malých vodních nádrží, na nichž působil jako projektant nebo ve funkci autorského dozoru.

Postupně prezentoval vodní díla:

  • Hvížďalka u Spáleného Poříčí; při rekonstrukci z let 2014–2016 byla provedena oprava spodních výpustí, vodní dílo bylo zabezpečeno při povodních, došlo k vyrovnání koruny hráze a odbahnění nádrže a konečně k výstavbě mokřadů.
  • Rybník Chotouchov u Bečvár na Kolínsku; při povodni v červnu 2013 došlo ke spontánnímu přelití hráze přes korunu v délce mnoha desítek m a k protržení hráze; při opravě byla hráze opravena a vybudován nový kapacitní bezpečnostní přeliv.
  • Holoubkovský rybník u Rokycan (III. kategorie z hlediska bezpečnosti); hráz je důležitou místní dopravní komunikací a přetížené těleso hráze bylo dlouhodobě ve špatném technickém stavu a doprava po něm omezena na jeden pruh; při opravě byla hráz opravena a dostatečně stabilizována, vybudován nový přelivný objekt, nová spodní výpust a zanesená nádrž odbahněna.
  • Merklínský rybník na Domažlicku (III. kategorie); byly vybudovány dva nové kapacitní bezpečnostní přelivy a objekt spodní výpusti.
  • Nový rybník u Jistebnice na Táborsku (III. kategorie); kolaudace po rekonstrukci proběhla v říjnu 2018; výstavbou nové spodní výpusti byla odstraněna kaverna nad starým dřevěným potrubím, k jejímuž provalení došlo při povodni v červnu 2013 a omezovala funkci objektu; dále byla upravena koruna hráze včetně návodního opevnění a vybudován nový nehrazený kapacitní přeliv.
  • Ovčácký rybník na Strakonicku (III. kategorie); hlavním cílem opravy byla výstavba nového objektu spodní výpusti, která byla realizována překopem tělesa vysoké hráze.
  • Kařezský dolní rybník na Rokycansku (III. kategorie); v rámci rekonstrukce byl vybudován nový objekt spodní výpusti, který nahradil dlouhodobě nevyhovující objekt s požerákem u vzdušní paty hráze.

Na závěr svého vystoupení Ing. Pecival popsal opravy požárních nádrží v obcích Cheznovice a Těně.

Závěry

Semináře se zúčastnilo celkem 56 osob, z toho bylo 39 platících. Ze 17 neplatících bylo 7 přednášejících a 9 studentů s jednou vyučující (VOŠS a SPŠS v Praze, Dušní ul.). Mezi 39 platícími bylo 5 účastníků z úřadů.

Organizace semináře týkajícího se problematiky malých vodních nádrží (včetně „suchých poldrů“) a ochranných hrází na tocích je dlouhodobě velmi živým tématem. Proto se doporučuje ČVTVHS, z. s., uspořádat další seminář s podobnou tématikou v roce 2020.

Jednotlivé příspěvky publikované na popsaném semináři mají zájemci k dispozici na www.cvtvhs.cz.

Posted by & filed under Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie.

Souhrn

Vodní prvky představují významnou součást prostředí kulturních památek, památkových zón a rezervací. K naplnění požadovaných funkcí, které mohou zahrnovat sociální, historické, rekreační a vzdělávací, ale také environmentální funkce, je nutné zajistit jejich odpovídající cílový stav. Tento stav zahrnuje strukturně-technický stav a kvalitativní stav. Článek uvádí výsledky dotazníkového vyhodnocení ohrožení negativních změn vodních prvků. Představuje také výsledky kontaminace vybraných typických vodních prvků a jejich systémů fosforem a změny trofického potenciálu vody v průběhu roku 2017. Tento článek přináší informace o možných řešeních pro zlepšení kvality prostředí vodních prvků založených na přírodních metodách (biologické bakteriálně-enzymatické přípravky, plovoucí ostrovy s okrasnou mokřadní vegetací, mokřadní rostliny s plovoucími listy, změny v rybích obsádkách atd.).

Úvod

Historické zahrady a parky od renesance až do poloviny 20. století zahrnují různé zahradní typy a umělecké pojetí volného prostoru v jejich rámci. Skládají se z konstrukčních a vegetačních prvků a jsou součástí krajiny, uměle a umělecky navržené či upravené člověkem [1, 2]. Konstrukční prvky zahrnují i všechny vodní prvky, jenž se dělí na prvky formální (např. vodní plochy prizmatických tvarů, umělé kanály, fontány, kašny a jiné – více viz [3]) a neformální (např. malé vodní plochy přírodního charakteru, části koryt vodních toků apod.). Pohled na historické zahrady se výrazně změnil v průběhu 20. století. Až do společenského zřízení ochrany přírody v 70. letech bylo stanovení památkové kvality historických zahrad a parků v závislosti na jejich umělecké hodnotě. Myšlenka ochrany přírody posunula náhled na parky a zahrady či přírodní scenérie s jejich biotopy stejně vysoko jako umělecké kvality. Dnes jsou historické zahrady a parky vnímány v jejich komplexitě. V mnoha konkrétních případech spory mezi ochranou přírody a zachováním historického stavu zahrady se změnily na přístup umožňující sladění obou pohledů [2]. K tomu v případě vodních prvků rybničního typu vstupuje potřeba sladit produkční hospodaření na nich s potřebným ekonomickým přínosem, s památkově ochranářskými či i přírodně ochranářskými požadavky, navíc v kombinaci se zachováním podmínek pro rekreační a turistické užití (např. památkově chráněné komplexy v Lednici, Kroměříži, Českém Krumlově apod.). Sladění těchto požadavků si kladou za cíl i projekty zaměřené na rekonstrukce, revitalizace a případně i obnovu historických zahrad a památkově chráněných areálů, včetně vodních prvků [4]. Přístupy k revitalizaci a obnově historických zahrad po skončení období totality v Polsku uvádí Wener [5].

Z hlediska ohrožení vodních prvků lze identifikovat převážně ohrožení kvality jejich vodního prostředí (přísun znečištění z bodových, plošných a difúzních zdrojů znečištění), ohrožení prostorových charakteristik (zazemňováním, ucpáváním, vysycháním atd.) a ohrožení kvality doprovodné vegetace (rozšiřování invazivních druhů, ohrožení suchem, záplavami, změnami hladiny podzemní vody, škůdci a nemocemi atd.). Kontaminaci objektů netěsnými kanalizacemi a odpadovými jímkami popisuje jako jeden z problémů zejména při výskytu povodní Krčmář [6]. Významnou roli v ohrožení kvality rybničních vodních prvků hraje eutrofizace vod [7, 8]. Velkým problémem je také ukládání splavenin a následné zarůstání ploch s nízkým vodním sloupcem vegetací, což může být problémem i u vodních prvků památek, které jsou napojeny na povrchové vody s nedostatečnou kvalitou, přinášející erozní smyvy [9]. Údržba a monitoring stavu památek, včetně zahrad a parků a vodních prvků, bude hrát podle [10] významnou roli v souvislosti se změnou klimatu a výskytem extremit počasí.

Cíle výzkumu

Cílem výzkumu bylo provést prověření a hodnocení stavu vodních prvků (fontán, kašen, bazénů, nádrží, rybníků apod.) památkově chráněných objektů a území a kvality jejich vodního prostředí, se zaměřením na všechny typy památkových rezervací, národní kulturní památky a lokality světového kulturního dědictví. Nejprve bylo třeba zvolit vhodné postupy, mezi něž patřilo využití dotazníkového šetření, detailního průzkumu vodního prostředí vybraných lokalit a analýz vzorků vod a sedimentů, se zahrnutím rozboru vybraných biologických složek (fytoplankton, zooplankton, vegetace) a posouzení složení rybích obsádek. Výsledkem výzkumu by měla být doporučení a návrhy opatření k udržení či zlepšení kvality, včetně úprav rybích obsádek.

Metodické postupy a pilotní lokality

Úvodní fáze výzkumu zahrnovala provedení dotazníkového šetření zaměřeného na posouzení ohrožení lokalit národních kulturních památek a památkových rezervací (městských, vesnických, archeologických) vybranými antropogenními vlivy (povodně, sesuvy, eroze, atmosférické spady, znečištění, ohrožení průmyslovou činností atd.) provedené pracovníky VÚV TGM, v. v. i., a NPÚ, v. v. i., [11] postupně v jednotlivých krajích ČR v letech 2012 až 2015. V případě vodních prvků měla být hodnocena vybraná rizika ohrožení jejich stavu z hlediska změn jakostních charakteristik vodního prostředí a na vodu vázaných biotopů, výskytu invazních druhů, změn jejich diverzity, z hlediska zajištění potřebného množství vody, zazemnění, zanesení sedimenty, zarůstání, která mohou mít významný dopad na stav a kulturní hodnotu památek a památkově chráněných území. Dotazník zahrnoval otázky týkající se: pozorování kvalitativních změn vodního prostředí, výskytu projevů eutrofizace, výskytu nežádoucí vegetace, zarůstání, stavu sedimentů, stavu znečištění vody, vnosu a charakteru znečištění, zajištění požadovaného množství vody, ohrožení nadměrným množstvím vody, pozorování projevů sucha, konstrukčního stavu apod.

Následně byla použita část metodiky [12] hodnocení ohrožení stavu vodních prvků průzkumem kvality vodního prostředí (voda, sedimenty, bioseston, rybí obsádka). Nejprve se jednalo o podrobné šetření pro všechny památkově chráněné objekty a území zařazené do světového kulturního dědictví „SKD“, tzv. „památky UNESCO“. Následně bylo šetření na místě provedeno pro lokality vytipované dotazníkovým šetřením, a to v roce 2016, v období s předpokládaným nejméně příznivým stavem v jakosti vod během roku (přelom jara/léta až konec léta). Od roku 2017 je prováděn dvouletý detailní monitoring užší skupiny lokalit (obr. 1). Poslední fází výzkumu, která není ještě dokončena a není zařazena do článku, je zobecnění poznatků a zpracování doporučení pro praxi v oboru péče o kulturní dědictví.

Popis sledovaných vodních prvků lokalit na obr. 1:

  • průtočné rybníky bez produkčního chovu ryb – Břevnov, Červené Poříčí, Český Krumlov, Holašovice, Ploskovice, Vesec, Krátká, Rájec nad Svitavou (2 rybníčky), Kroměříž-Podzámecká zahrada (1 rybník), Lednice;
  • průtočné rybníky s produkčním chovem ryb – Osek (1 rybník), Kroměříž-Podzámecká zahrada (2 rybníky), Holešov;
  • větší bazény a nádrže s okrasnými rybami – Osek (3 nádrže), Ratibořice, Litomyšl, Rájec nad Svitavou (2 nádrže), Kroměříž-Květná zahrada;
  • kašny, fontány a malé nádrže – Libochovice, Zákupy, Nové Město nad Metují;
  • vodní příkop – Švihov.

V terénu byly přístroji Hach-Lange HQ40d 1× měsíčně měřeny: teplota vody, koncentrace rozpuštěného kyslíku, nasycení kyslíkem, elektrická konduktivita vody a pH, a to pod hladinou a u dna. Průhlednost byla měřena Secchiho deskou. Odebrané vzorky vod byly analyzovány v akreditovaných laboratořích VÚV TGM na obsah nerozpuštěných a organických látek, jednotlivé formy dusíku a fosforu, chlorofyl, trofický potenciál [13] atd.

Mezi hlavní posuzované skupiny ukazatelů kvality vodního prostředí patří posouzení teplotního a kyslíkového režimu během roku, jenž odráží i vliv primární produkce reagující na zatížení nutrienty, a na druhou stranu vytvářející podmínky pro život zoocenózy, zejména ryb, které jsou v případě vodních prvků památkově chráněných areálů i součástí estetického působení těchto prvků, anebo součástí produkčně-ekonomického využití. Dále se jednalo o posouzení mikrobiální kontaminace, zatížení nutrienty a odezva v primární produkci (analýza chlorofylu a, množství a složení fytoplanktonu).

Obr. 1. Výzkumné lokality a jejich zařazení do kategorií památek
Fig. 1. Surveyed localities and their rank by culture heritage site categories
Tabulka 1. Podíl ohrožených lokalit z pohledu vodních prvků na celkovém počtu sledovaných památkově chráněných lokalit dané kategorie
Table 1. Ratio of threatened localities of the surveyed and assessed cultural heritage localities of given categories from the water elements point of view

Výsledky

Dotazníkové šetření

Dotazníkové šetření mělo přispět k základnímu rozdělení objektů a území do kategorií „neohrožené“ a „ohrožené“ ve smyslu působení antropogenních vlivů na památky, v naší části výzkumu [11], na vodní prvky.

Z šetření vyplynulo, že více než polovina památek zařazených mezi památky světového kulturního dědictví (UNESCO) má vodní prvky ohrožené působením antropogenních vlivů (tabulka 1), což je dáno i tím, že se jedná o areály s historickými zahradami majícími řadu vodních prvků typu nádrží a rybníků (Český Krumlov, Holašovice, Lednice, Litomyšl, Kroměříž, Průhonice, Telč), konkrétně 7 ze 12 lokalit (přičemž zde uvádíme Průhonice jako zástupnou lokalitu za Prahu (SKD je vymezena jako historické jádro Prahy + Průhonický areál). Také byl zjištěn významný podíl ohrožených lokalit mezi souborem vesnických památkových rezervací (VPR), a to 30 %. Důvodem je většinou nadměrná eutrofizace vod (spojená se zvýšením zákalu vody, rozvojem fytoplanktonu anebo zarůstání plovoucími vodními rostlinami, výskytem sinic, změnou vlastností vody až s tvorbou zápachu) návesních rybníčků, nádrží a rybníků v důsledku vnosu splaškových vod či erozních smyvů ze zemědělsky obhospodařovaných pozemků v povodí. Jeden nebo více vodních prvků typu nádrže, nebo rybník, má v rámci vymezené památkově chráněné zóny 32 z 61 zkoumaných VPR. Z těchto 32 lokalit bylo 18 (56 %) zařazeno mezi ohrožené.

Dokumentace ohrožení byla orientačně rozčleněna do okruhů spojených s i) zhoršením konstrukčního stavu, kam bylo zařazeno i ohrožení povodněmi a projevy eroze, ii) vnosem znečištění, iii) projevy eutrofizace a znečištění, iv) zanášením splaveninami a zazemňováním sedimenty, v) zarůstáním vegetací, vi) poškození nálety vegetace a vii) ohrožení kvality prostředí výskytem invazních druhů (ryb anebo rostlin).

Roztřídění odpovědí z dotazníků ukazuje, že v kategorii „SKD“ je 5 lokalit ohroženo znečištěním, 3 projevy eutrofizace, 3 výskytem invazních druhů, 2 nadměrným množstvím sedimentů a jedna navíc i zarůstáním a poškozeními konstrukcí. V kategorii „NKP“ je nejvíce lokalit ohroženo znečištěním (28) a možnou změnou funkčnosti konstrukce (25), v tomto případě se jedná zejména o ohrožení poškození povodněmi a erozními jevy. U 15 lokalit je jejich prostředí ohroženo negativními projevy eutrofizace, v 19 případech je prostředí ohroženo nadměrným množstvím sedimentů. Osm lokalit je ohroženo zarůstáním, 11 výskytem invazních druhů a 11 nálety. V kategoriích památkových rezervací jsou ze sledovaných městských rezervací „MPR“ pouze 4 ohroženy projevy eutrofizace a 4 nálety vegetace. Vodní prvky sledovaných vesnických rezervací „VPR“ ohrožuje znečištění vod, ať už je to znečištění přinášené přítoky, které zahrnuje zejména vnos odpadních vod, ale také erozních smyvů ze zemědělských ploch, anebo znečištění v důsledku uvolňování živin z nadměrného množství deponovaných sedimentů. Jedná se o 15 lokalit z 18, které byly označeny jako „ohrožené“. U 4 lokalit navíc dochází k zarůstání vodních prvků, což je spojené opět s velkým množství sedimentů.

Analýzou odpovědí dotazníkového šetření bylo vytipováno zhruba sedmdesát lokalit (obr. 2) s ohrožením stavu, anebo kvality prostředí vodních prvků.

Na výsledky dotazníkového šetření a zařazení lokalit do dvou skupin „neohrožené“ a „ohrožené“, navázal v letech 2015 a 2016 orientační průzkum na místě. V rámci tohoto průzkumu byl vždy prověřen stav konstrukce vodních prvků, zásobení vodou a další otázky obsažené v dotaznících, a to i s využitím diskuse s pracovníky správy daných památek, nebo území. Také byly z jednotlivých vodních prvků odebírány orientační jednorázové vzorky vody a sedimentů, v nichž byly sledovány výše uvedené parametry, látky a rizikové prvky. Výsledky byly posuzovány s využitím limitní hodnoty koncentrací, uvedených v nařízení vlády č. 401/2015 Sb. a ve vyhlášce č. 257/2009 Sb. Bylo snahou vzorky odebrat v jednom charakteristickém období, konkrétně v letním období, kdy bylo pravděpodobné, že bude zachycen nejméně příznivý kvalitativní stav.

U vzorků vod byly následně z rozborů zjištěny jako problematické parametry: rtuť, celkový fosfor, amoniakální dusík a parametry související s rozvojem fytoplanktonu a samočistícími procesy eliminujícími znečištění (nerozpuštěné látky, TOC, pokles koncentrace rozpuštěného kyslíku a nárůst pH vody). U rtuti byly zjištěny významné koncentrace (mezi 0,3 a 0,9 mg/l) u lokalit v blízkosti hnědouhelných lomů v severních Čechách (Duchcov, Osek) a u tří VPR, kde nebyl možný původ identifikován. Výskyt nadlimitních koncentrací amoniakálního dusíku (nad 0,23 mg/l) a celkového fosforu (nad 0,15 mg/l) spolu často koreloval. Zvýšené koncentrace obou látek byly zjišťovány u lokalit ovlivňovaných vnosem nečištěných komunálních vod. Koncentrace celkového fosforu byly nadlimitní i u mnoha dalších lokalit, konkrétně u 54 vzorků ze 105 analyzovaných.

Analýza sedimentů ukázala, že u 12 vzorků z 38 bylo zjištěno překročení limitní hodnoty některého ze sledovaných těžkých kovů. Jednalo se zejména o limity pro kadmium, arsen a zinek. U arsenu a kadmia to byly lokality v severních a severovýchodních Čechách (Duchcov, Frýdlant, Osek). V jednotlivých případech se dále jednalo o dosažení limitní hodnoty olova a překročení limitní hodnoty mědi (110 mg/kg oproti limitu 100 mg/kg) a kobaltu (zde pouze o 1 mg/kg nad limit 30 mg/kg).

 

 

Obr. 2. Hodnocené památkově chráněné zóny a objekty
Fig. 2. Cultural protected zones and localities assessed by the questionnaire
Vysvětlivky:
Památky SKD: 1 – Litomyšl, zámek; 2 – Kroměříž, zahrady a zámek; 3 – Lednice, zámek; 4 – Holašovice, VPR; 5 – Český Krumlov, historické jádro
NKP: 1 – Klášter premonstrátů Teplá; 2 – Klášter Plasy; 3 – Klášter Kladruby; 4 – Zámek Kozel; 5 – Zámek Horšovský Týn; 6 – Hrad Švihov; 7 – Zámek Červené Poříčí; 8 – Klášter v Oseku; 9 – Zámek Duchcov; 10 – Zámek Libochovice; 11 – Zámek Ploskovice; 12 – Zámek Zákupy; 13 – Zámek Lemberk; 14 – Hrad Grabštejn; 15 – Zámek Frýdlant; 16 – Zámek Veltrusy; 17 – Hradiště Šárka; 18 – Břevnovský klášter; 19 – Zámek Konopiště; 20 – Zámek Orlík; 21 – Klášter premonstrátů v Želivě; 22 – Rožmberská rybniční soustava; 23 – Zámek Třeboň; 24 – Klášter v Broumově; 25 – Zámek v Ratibořicích; 26 – Zámek Nové Město nad Metují; 27 – Zámek Opočno; 28 – Zámek Velké Losiny; 29 – Zámek Lysice; 30 – Zámek Rájec nad Svitavou; 31 – Zámek Jaroměřice nad Rokytnou; 32 – Zámek Milotice; 33 – Zámek Buchlovice; 34 – Valašské muzeum v přírodě; 35 – KP Zámek Slezské Rudoltice; 36 – Bratrský sbor ve Fulneku
PR: 1 – MPR Terezín; 2 – VPR Třebíz; 3 – VPR Ostrovec; 4 – VPR Drahenice; 5 – VPR Dobrovíz; 6 – VPR Záboří; 7 – MPR České Budějovice; 8 – VPR Janovice; 9 – VPR Nosálov; 10 – VPR Mužský; 11 – VPR Vesec; 12 – VPR Bošín; 13 – VPR Křinice; 14 – VPR Křižánky; 15 – VPR Krátká; 16 – MPR Pelhřimov; 17 – MPR Jihlava; 18 – MPR Telč; 19 – MPR Třeboň; 20 – VPR Dešov; 21 – MPR Lipník nad Bečvou
Tabulka 2. Hodnocení ohrožení vodních prvků vybraných lokalit památek světového kulturního dědictví (UNESCO) podle metodiky [12]
Table 2. Threat assessment (by the guidance [12]) of the water elements of the selected localities belonging to the UNESCO World Cultural Heritage

V případě mikrobiálního znečištění bylo ze 40 vzorků již zpracované sady: 18 vzorků s obsahem termotolerantních koliformních bakterií a enterokoků méně než 50 KTJ na gram; 10 vzorků s obsahem termotolerantních koliformních bakterií méně než 1000 KTJ/g a enterokoků méně než 50 KTJ/g; 6 vzorků s obsahem obou typů bakterií méně než 1000 KTJ/g a 4 vzorky nevyhověly. Zbývající dva vzorky obsahovaly méně než 50 KTJ/g termotolerantních koliformních bakterií, ale více než 50 KTJ/g enterokoků (obě hodnoty však byly do 100 KTJ/g). Podle vyhlášky č. 257/2009 Sb. musí pro indikátorové mikroorganismy termotolerantní koliformní bakterie a enterokoky z 5 odebraných vzorků minimálně 2 vzorky vyhovět limitu <1000 KTJ/g a 3 vzorky limitu <50 KTJ/g. Vzhledem k tomu, že byl prováděn průzkumný monitoring, kdy byl odebírán pouze 1 vzorek, je hodnocení pouze orientační. Mikrobiální znečištění se tak jeví podstatnější překážkou pro aplikaci sedimentů v případě nutnosti odtěžení než obsah kovů. Při orientačním průzkumu nebyly z finančních důvodů analyzovány organické polutanty uvedené ve zmíněné vyhlášce. Tyto polutanty budou sledovány až při detailním monitoringu v letech 2017 a 2018 a vyhodnoceny v roce 2019.

Další fází práce bylo provedení detailního posouzení památek zařazených do světového kulturního dědictví (tabulka 2). Na místě byly opět s pomocí pracovníků správy jednotlivých lokalit ověřeny výsledky dotazníkového šetření, provedeny odběry vzorků vod a zpracováno hodnocení podle dílčí části metodického postupu [12].

tabulce 2 uvedené číselné hodnoty 0 až 3 odpovídají těmto definovaným stupňům ohrožení:

  • 0 – žádné ohrožení

Hodnocená lokalita nezahrnuje žádné vodní prvky ani biotopy.

  • 1 – nízké

Nízký stupeň ohrožení stavu dané lokality. Stav odpovídající podmínkám dané lokality, stabilizovaný, bez nutnosti zásahů ke stabilizaci, nebo ke zlepšení současného stavu. Naplánovat průběžné drobné zásahy nutné k udržení stavu, realizovatelné v rámci každoroční údržby.

  • 2 – střední

Střední stupeň ohrožení stavu dané lokality. Vyskytují se kritické jevy vedoucí k ohrožení s potenciálem brzkého narušení stavu, funkčnosti, kvality vodního prostředí, složení biotopů, nadměrného rozšíření invazivních druhů, zhoršení estetické funkce. Naplánovat větší zásahy, realizovatelné během několika let v rámci každoroční údržby, nebo při získání finančních prostředků (dotační programy) ke zlepšení stavu.

  • 3 – vysoké

Kritický stav, nebezpečí trvalého poškození, znehodnocení a degradace. Naplánovat zásahy co nejdříve, maximálně do dvou let. Naplánovat zásahy realizovatelné v rámci každoroční údržby, vedoucí k okamžitému řešení kritické situace. Dále plánovat strategická opatření rozsáhlejšího charakteru měnící celkové nepříznivé podmínky.

Přesný postup zatřídění do uvedených stupňů ohrožení vychází ze zpracování dotazníku (pro posouzení technického a provozního stavu a kvality habitatů) anebo odběru vzorků vod a analýzu veličin trofický potenciál, celkový fosfor, celkový dusík a zatřídění hodnot do vybraných klasifikací, např. [13] pro trofický potenciál. Postup, struktura dotazníků, klasifikační tabulky a návod zatřídění do stupňů ohrožení je součástí práce [12].

Do nejhoršího stupně ohrožení podle kvality vodního prostředí byly zařazeny rybníky nacházející se v zahradách zámků v Kroměříži, v Průhonicích a v Lednicko-valtickém areálu (*), kde se jednalo o rybníky v prostoru vymezeném přibližně sídly Břeclav – Lednice – Sedlec – Valtice a státní hranicí (v tabulce 1 označené jako „další lokality v území“). Na daném stavu se podílel také nevhodný návrh rybích obsádek, produkční chov kapra a doprovodných druhů, a znečištění přítoků do těchto rybníků. Rybníky v Podzámecké kroměřížské zahradě se nachází v nedobrém technickém stavu. Tato situace by se měla v následujících letech zásadně změnit díky plánované rekonstrukci rybniční soustavy v zahradě (ústní sdělení pracovníků NPÚ v Kroměříži). Více lokalit, prakticky ve všech případech se opět jedná o nádrže rybničního typu, bylo ohroženo i rozšiřováním invazivních druhů vegetace a ryb (střevlička východní nebo karas stříbřitý).

Hodnocení eutrofizace vod vzorových vodních prvků

Další částí výzkumu je podrobné sledování kvality vody a sedimentů menší skupiny památkových lokalit, které jsou zobrazeny na mapě (obr. 1). Kvalitativní hodnocení se věnuje zejména posouzení koncentrace nutrientů ve vodě, včetně jejich forem (např. celkový fosfor, fosforečnanový fosfor) a průběhu jejich výskytu během jednotlivých měsíců dvouletého monitoringu 2017–2018. Současně je sledována odezva vodního prostření na míru eutrofizace, změny v kyslíkovém režimu (související i s teplotou vody a aktuálním klimatem), změny v pH, množství a složení biosestonu, výskyt sinic, změny průhlednosti vody atd. Analyzován je i obsah chlorofylu a, feopigmentů a počítán je trofický potenciál. Do příspěvku byly z této části výzkumu zařazeny jako ukázkové lokality různé typy vodních prvků.

Na obr. 3 jsou uvedeny průběhy trofického potenciálu a koncentrace celkového fosforu ve vodě během roku 2017 pro dva malé návesní rybníčky bez ryb na území VPR Krátká u Sněžného. Vtok představuje nátok drenážních vod a prameništní vody do horního rybníčku. Dolní rybníček je již zatížen i difúzními úniky a smyvy z komunikací. Odezvou je rozvoj vláknitých řas během sezony. Poměr rozpuštěného fosforu se pohyboval v průměru od 0,82 (vtok) přes 0,26 (odtok Horní r. – masivní rozvoj vláknitých řas, porosty makrofyt) po 0,49 (odtok Dolní r.).

Obr. 3. Rybníky na území VPR Krátká u Sněžného
Fig. 3. Ponds in the “VPR” protected area (Historic Village) inside the village Krátká (near the Sněžné town)

Na obr. 4 jsou prezentovány průběhy stejných ukazatelů pro dva rybníčky s chovem ryb v zámeckém parku v Rájci nad Svitavou a pro dva okrasné bazény (R-3 bez ryb, porosty makrofyt a vláknitých řas; R-4 s násadou okrasných ryb, lekníny a fontánkou). Podíl rozpuštěného fosforu byl v průměru 0,40 (R-1), 0,53 (R-2), 0,58 (R-3) a 0,34 (R-4).

Obr. 4. Rybníčky (Rájec-1, Rájec-2) a bazény (Rájec-3, Rájec-4) v areálu NKP Rájec nad Svitavou
Fig. 4. Small ponds (Rájec-1, Rájec-2) and basins (Rájec-3, Rájec-4) within the area of “NKP” (National cultural monument) the Rájec nad Svitavou palace

Na obr. 5 jsou uvedeny průběhy ukazatelů pro slabě úživné, prakticky neznečištěné vody, charakteristické nízkými koncentracemi fosforu, bazénů v areálu Květné zahrady v Kroměříži, které jsou napájeny zejména zachycenými srážkovými vodami. Bazény Pstruží zadní a přední mají také po rekonstrukci filtrační systémy, které je možné spustit a okrasné rozstřikovače. V těchto dvou bazénech jsou přítomny okrasné ryby – dospělci Koi kaprů v počtu několika kusů. Letní zvýšení obsahu fosforu ve vodě souvisí pravděpodobně s rozvojem řas (zvýšení obsahu nerozpuštěných látek ve vzorcích, zvýšení zákalu), a to i v důsledku krmení ryb návštěvníky. Podíl rozpuštěného fosforu byl ve Pstružích nádržích v průměru 0,27, resp. 0,26 (s letními maximy 0,5 až 0,9), a v Ptáčnici 0,15 (letní maximum 0,5).

Poslední uvedenou lokalitou (obr. 6) je soustava větších rybníků propojených kanály, které přivádí vodu z řeky Moravy, v areálu Podzámecké zahrady v Kroměříži. Rybníky Dlouhý a Chotkův jsou využívány pro produkční chov ryb místní organizací MRS s každoročními výlovy.

Divoký rybník má neřízenou rybí obsádku z důvodu zanesení sedimenty a obtížnému vypuštění a slovitelnosti. Podíl rozpuštěného fosforu se v roce 2017 pohyboval v průměru od 0,75 (přítokový kanál do zahrady) po hodnoty 0,41 (Divoký r.), 0,44 (Dlouhý r.) a 0,52 (Chotkův r.). V přítoku byl poměr 0,7 až 0,9 ve všech měřeních od března do listopadu. V Divokém r. byl poměr také stabilní 0,3–0,4. V obou chovných rybnících se pohyboval mezi 0,3 a 0,4 s maximy v květnu (0,7) a v červenci (0,6, resp. 0,7). Přítok vykazuje také celosezonně nejvyšší trofický potenciál ze všech uvedených vzorových situací. Nejvyšší hodnoty celkového fosforu, ale i fosforečnanového fosforu, byly zjištěny v červenci (Dlouhý a Chotkův) anebo v srpnu (Divoký).

Možnosti ovlivnění kvality prostředí vodních prvků

Ovlivnění kvality prostředí je možné jak osvědčenými a používanými postupy, tak i řízením biologických procesů. Používané postupy zahrnují recirkulaci a filtraci vody, což se uplatní spíše pro formální vodní prvky. Tato řešení jsou pro ně rozpracována např. v příručce [3]. Dále se jedná o manipulaci s vodou, její výměnu anebo zajištění dostatečného průtoku a ředění znečištění, tedy postupy využitelné pro formální i neformální vodní prvky. V některých případech je možné v rámci rekonstrukce změnit zdroj vody. U menších vodních prvků lze ovlivnit, respektive omezit projevy eutrofizace vody, zákal, zbarvení vody, výskyt tzv. vodního květu, zarůstání, aplikací chemických přípravků pro ošetření anebo desinfekci vody. Zlepšení stavu může významně přispět odbahnění a samozřejmě řešení znečištění přitékajících vod a vnos splavenin úpravami v povodí, což pravděpodobně přesáhne vždy možnosti správy dané památkově chráněné lokality, nebo objektu.

Obr. 5. Bazény v areálu Květné zahrady v Kroměříži
Fig. 5. Basins of the “Květná” (Flower) garden in the Kroměříž town

Specifická problematika množství, kontaminace a možností odstranění a uložení sedimentů vodních nádrží, v přeneseném významu i vodních prvků kulturních památek historických sídel, je celosvětovým problémem [14] a i v podmínkách České republiky je upravena legislativou (vyhláška č. 257/2009 Sb., o používání sedimentů na zemědělské půdě). V případě, že sediment kvalitou nesplňuje požadavky této vyhlášky, je nutné jeho uložení na skládky, což s sebou nese velké finanční prostředky. Proto je snahou řešit množství a i složení sedimentů pomocí jiných technologií, než je bagrování a následné deponování sedimentů [15–17]. Novými postupy, které se postupně rozšiřují, je využití biochemie a biotechnologií spočívajících v aplikaci biologicko-enzymatických preparátů, které mohou příznivě ovlivnit složení sedimentů a jejich množství [18, 19]. Pro studium vlastností preparátů a jejich účinností jsou využívány mikrobiologické metody a také stanovování změn koncentrací ukazatelů kvality vody (zejména obsah nutrientů) a složení biosestonu (v návaznosti na kompetici bakterií s řasami) – např. [20]. Biologické enzymaticko-bakteriální preparáty, šetrné chemické preparáty, založené na uvolnění biomasy vláknitých řas, mohou pravděpodobně při pravidelném používání účinně zlepšit vlastnosti vodního prostředí prvků, menších bazénů a nádrží, včetně potlačení rozvoje vodního květu, jak je dokumentováno na obr. 7, který zobrazuje stav dvou identicky velkých pokusných poloprovozních nádrží (o ploše cca 15 m2 a objemu cca 8 m3), napájených stejným množstvím vody, stejného původu (říční voda), na jejichž dně byla na začátku sledování vrstva sedimentů převážně organického charakteru o tloušťce cca 10 cm. Pro potvrzení dosavadních zjištění je však třeba sledování dalších pokusných aplikací.

Obr. 6. Soustava rybníků v areálu Podzámecké zahrady v Kroměříži
Fig. 6. Pond system of the “Podzámecká” (The Chateau Garden) garden in the Kroměříž town

Další možnosti pro omezení rozvoje řas a následného nechtěného zákalu vody nabízí využití mokřadních a vodních druhů rostlin, i s okrasnou funkcí, které konkurují fytoplanktonu odběrem dusíku a fosforu z vody. Běžně jsou využívány různé druhy leknínů. Potenciál představuje využití plovoucích ostrovů s okrasnými druhy mokřadních rostlin. Volně plovoucí vodní rostliny jsou v zahraničí používány ke snížení nerozpuštěných a organických látek v odpadních a znečištěných povrchových vodách. Tyto systémy mohou dosahovat efektivního odstraňování nerozpuštěných látek a organické hmoty (např. řas) pomocí stínění, snížení větrného a tepelného mísení apod. [21]. Publikované údaje o čisticí účinnosti ukázaly odstranění 33–68 % CHSK, 66–95 % NL, a 24–61 % Pcelk. Je pravděpodobné, že tyto ostrovy mohou najít uplatnění u kašen, menších bazénů a jezírek.

Možnosti využití uvedených biochemických a biotechnických postupů jsou v rámci výzkumu sledovány v období 2017 až 2019, a to včetně aplikace na reálných vodních prvcích s různým pohybem vody (s doplňováním vody po úbytku výparem, s recirkulací vody, s průtočným systémem napájení), s cílem ověření poloprovozních poznatků (viz obr. 7).

Ryby jsou jedním z klíčových prvků vodních ekosystémů a jsou tak i důležitým indikátorem jejich ekologické kvality [22]. Rybí obsádka je přirozenou a nedílnou součástí vodních ekosystémů a hraje tudíž významnou roli ve fungování potravních vztahů v nich a tím i vývoji podmínek prostředí. Obecně platí, že v nádržích s vysokou biomasou planktonofágních ryb (většinou drobných kaprovitých druhů) je zooplankton tvořen drobnými druhy a jedinci o nízké biomase, a fytoplankton je bohatě rozvinut (nízká průhlednost). Naopak při nízké biomase ichtyofauny v nádrži převažují v zooplanktonu velké filtrující dafnie, fytoplankton je velmi chudý a průhlednost vysoká.

Ve vodních prvcích, které jsou součástí památkových objektů, jejich zahrad, nádvoří apod., je úloha ryb často podceněna a kvalita vody v nich je mnohdy nevhodným, často i nelegálním nebo nekontrolovaným vysazováním ryb degradována. Mnohdy dochází k jejich kolonizaci nežádoucími invazními (střevlička východní – Pseudorasbora parva, karas stříbřitý – Carassius gibelio) nebo nepůvodními druhy ryb (amur bílý – Ctenopharyngodon idella), které mají negativní vliv na podmínky prostředí v nich. Nevhodné složení a množství rybí obsádky vede k nepříznivé kvalitě vodního prostředí, tvorbě zákalu spojenému s uvolňováním živin, využívaných sinicemi a dalšími řasami [23].

Formování rybí obsádky nádrží v areálech kulturních památek by mělo být orientováno na vytvoření takového stavu, kdy rybí obsádka nebude mít zásadní negativní vliv na kvalitu vody v nich. V praxi to znamená vytvořit s ohledem na specifické podmínky jednotlivých objektů předpoklady pro dosažení preferovaného stavu, kterým může být např. zajištění dobré průhlednosti („čistoty“) vody, přiměřeného rozvoje submerzní (ponořené) a/nebo emerzní (vynořené) vegetace, případně výskyt okrasných (barevných) forem ryb. Velmi pravděpodobně však bude žádoucí i jejich kombinace (nádrž s čistou vodou, rostlinami a okrasnými rybami).

Diskuse a závěr

Vodní prvky představují významnou součást prostředí kulturních památek a památkových zón a rezervací. Pro plnění požadovaných funkcí, které mohou zahrnovat společenské, ale i environmentální funkce, je nutné, aby byly v odpovídajícím cílovém stavu. Tento stav zahrnuje jak stavebně – technický stav, tak i kvalitativní stav.

Kvalitativní stav můžeme rozdělit na: i) kvalitu vodního prostředí, v metodice [12] prezentované částí II, která se věnuje posouzení míry eutrofizace (znečištění) vodního prostředí, ii) kvalitu biotopů vázaných na vodní prostředí, které jsou v interakci s vodními prvky. Zde je nutné posoudit výskyt invazních druhů rostlin a ryb. Výsledkem takového průzkumu může být návrh doporučení pro úpravu hospodaření s rybí obsádkou (řešitelné dohodou s nájemci, zavedením dravých ryb apod.), pro nakládání se sedimenty a pro úpravu zdrojů vody (což nemusí být vždy v silách a možnostech správy objektů).

Obr. 7. Rozdíl mezi průhledností vody nádrže bez aplikace biopreparátu (vlevo, sinicový vodní květ) a s aplikací biopreparátu během vegetační sezony (vpravo)
Fig. 7. Differences of the water transparence between basin without biological preparation application (left, blue algae surface film) and basin with biological preparation application during vegetation period (right)

Obdobný metodický postup pro rámcové zjištění situace, v tomto případě stavu a kvalitě vodních prvků, uvádí Lindblom [24], a to pro problematiku přístupu a hodnocení ohrožení památkově chráněných objektů v procesu posuzování vlivů na životní prostředí. Přístup je založený na podrobném dotazníkovém šetření. Jiný postup hodnocení kvality prostředí pomocí objektivních a subjektivních kritérií, včetně využití mapových podkladů a protokolů, uvádí Ehrenfeld [25].

Pro posouzení ohrožení vodních prvků se ukázalo jako potřebné doplnění dotazníkového šetření, provedeného distančně, místním ověřením stavu a provozu prvků, kvality prostředí měřením vybraných parametrů kvality vodního prostředí [26], záznamem výskytu invazních druhů rostlin, průzkumem složení rybí obsádky a početnosti, včetně invazních druhů ryb [27–29] a vedle výpočtu trofického potenciálu vody [13], také rámcovým průzkumem složení fyto- a zooplanktonu.

Kvalita vody se v malých nádržích a rybnících často zásadně mění, podle míry znečištění dochází ke změnám pozitivním, v případě silného organického zatížení přítoku (dočištění samočistícími procesy), tak negativním v případě neznečištěného přítoku [30, 31]. V práci [32] autoři identifikovali jako hlavní tlaky působící negativně na malé vodní nádrže: skládkování v povodí, vnos znečištění odpadními vodami, vnos znečištění drenážními systémy; dále sousedství se zemědělsky obhospodařovanou půdou, chov ryb a rybářství. Také v případě námi sledovaných lokalit jsou tyto tlaky hlavními příčinami ohrožení s následkem nevyhovujícího stavu, včetně nevhodného estetického působení, které je důležitým faktorem vnímání návštěvníky památkově chráněných objektů, areálů a území.

Terénní šetření provedené v letním období roku 2016 také pomohlo nastavit rozsah detailního monitoringu osmnácti lokalit (1× SKD-VPR, 2× VPR, 4× SKD-NKP, 10× NKP, 1× KP), který je prováděn od začátku roku 2017 s plánovaným ukončením v prosinci 2018. Poznatky z poloprovozních pokusů a dvouletého šetření na vybraných, do jisté míry vzorových, lokalitách, budou využity při formulování doporučení pro správu památek, pro úpravy managementu vodních prvků.

Poděkování

Výsledky byly získány za finanční podpory projektu DG16P02M032 z výzvy NAKI II Ministerstva kultury ČR „Neinvazivní a šetrné postupy řešení kvality prostředí a údržby vodních prvků v rámci památkové péče“.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Článek představuje dvě rozdílné metody měření rýhové eroze, která patří k častým důsledkům extrémních srážkových úhrnů. Na vybrané lokalitě, postižené výraznou rýhovou erozí, byly pomocí volumetrické kvantifikace a blízké fotogrammetrie zdokumentovány projevy eroze způsobené přívalovými srážkami. Volumetrická kvantifikace je metodou přímého měření terénu. Pomocí speciálního zařízení – erodoměru – jsou ve vybraných místech zaměřeny příčné profily průběhu terénu, na základě kterých je pak vypočítána celková hodnota rýhové eroze. Metody blízké fotogrammetrie jsou založeny na snímkování zájmové lokality pomocí bezpilotního letadla. Pořízené fotografie následně slouží k vytvoření digitálního modelu terénu (DMT), jeho analýzou je poté zjištěn objem erodovaného materiálu. Srovnání těchto postupů pak proběhlo s využitím příčných řezů terénem vyneseným fotogrammetrií v místech fyzického měření erodoměrem.

Úvod

Rýhová eroze patří v našich podmínkách k rozšířenému typu poškození půdy. Tento typ vodní výmolové eroze ohrožuje zejména svažité zemědělské pozemky. Míra ohrožení stoupá, pokud je povrch půdy bez vegetačního pokryvu, případně s výsadbou širokořádkových plodin (kukuřice, řepa, brambory apod.). Spouštěčem rýhové eroze bývá nejčastěji přívalový déšť. Srážky nejprve odtékají po povrchu, následně se soustřeďují do jednotlivých rýh a celá situace může vyústit v soustředěný odtok vody. Při tomto jevu dochází k odnosu nejúrodnější části půdy a poškození daného zemědělského pozemku, případně i odnosu sadby.

Kvantifikace odnesené půdy slouží ke stanovení přímých škod způsobených na pozemku, kdy vlivem eroze dochází k odstraňování úrodné orniční vrstvy a tím ke snižování produkční schopnosti půdy. Zhoršují se její fyzikální, biologické ale i chemické vlastnosti půdy [1].

Měření eroze půdy je možné provádět pomocí volumetrické kvantifikace s využitím tzv. erodoměru – přístroje pro záznam průběhu povrchu půdy ve vybraném profilu. Toto zařízení bylo nejprve využito pro stanovení ztráty půdy, ke které došlo při těžbě dřeva [2]. Dále byl erodoměr používán v různých modifikacích. Například v hornatých oblastech Blaney a Warrington [3] pracovali s erodoměrem, který zaměřoval pouze deset bodů pro jeden příčný profil. V České republice začal erodoměr pro stanovení objemu odnesené půdy využívat tým v Ústavu vodního hospodářství krajiny Fakulty stavební VUT v Brně pod vedením profesora Dumbrovského [4, 5], kde stále probíhá vývoj přístroje i postupů zaznamenávání a vyhodnocení erozních odnosů půdy při rýhové erozi.

Obr. 1. Snímkování erozní rýhy pomocí bezpilotního letadla
Fig. 1. Photographing of the erosion rill with unmanned aircraft

Nepřímou metodu stanovení objemu eroze představují bezpilotní letecké prostředky (UAV), které mohou být používány k dálkovému průzkumu Země (DPZ) a umožňují sledování objektů a zemského povrchu bez přímého fyzického kontaktu [6]. UAV v dnešní době umožňují přesné, rychlé a relativně levné podklady pro vyhodnocení eroze na zemědělských plochách. Díky metodám fotogrammetrie a SfM (Structure from Motion) je možné zpracovat sadu neuspořádaných a různě se překrývajících snímků a rekonstruovat tak trojrozměrné modely, ze kterých lze následně měřit parametry erozních rýh (hloubka, šířka, délka) a stanovit objem odnesené půdy či vytvářet 3D modely současného i původního terénu. Metodami SfM se podrobně ve své práci zabývá například Westoby a kol. [7].

UAV byly pro monitoring časových změn půdního povrchu a intenzity eroze půdy využity např. v letech 2012 a 2013 Eltnerovou a kol. [8]. Další studie od Pierzchala [9] využila snímkování pomocí bezpilotních letadel ke sledování objemu přemístěné zeminy při těžbě dřeva. V České republice se pak na výzkum erozního poškození půd pomocí metod DPZ zaměřuje ve své práci Vláčilová a Krása [10]. V současnosti se pak optimalizací monitoringu eroze zemědělské půdy a postupy kvantifikace erodovaného materiálu s využitím bezpilotních letadel zabývá například Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství ČVUT v Praze ve spolupráci s Výzkumným ústavem meliorací a ochrany půdy, v. v. i., a Českým hydrometeorologickým ústavem v projektu s názvem Vývoj automatizovaného nástroje pro optimalizaci monitoringu eroze zemědělské půdy pomocí distančních metod.

Brněnské pracoviště Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v. v. i., provádí výzkum v oblasti možného stanovení míry odnosu erodovaného materiálu ze zemědělsky využívaných ploch pomocí metod digitální fotogrammetrie a volumetrické kvantifikace s následným porovnáním získaných výsledků. Tento příspěvek popisuje první výsledky záznamu rýhové eroze a jejího vyhodnocení pomocí výstupů dvou výše uvedených metod na vybrané pilotní lokalitě.

Materiály a metody hodnocení

Metody digitální fotogrammetrie

K měření rýhové eroze pomocí bezpilotního letadla se využívá metody blízké fotogrammetrie. Vlastní postup se skládá ze snímkování povrchu terénu, následného zpracování pořízených snímků a vytvoření podrobného digitálního modelu terénu, ze kterého se provede výpočet objemu odnesené půdy [11].

Snímkovaná zájmová oblast musí být před vlastním vzletem bezpilotního letadla (obr. 1) vyznačena vlícovacími body (obr. 2), které je nezbytné přesně polohově zaměřit pomocí geodetických přístrojů. Naměřené souřadnice vlícovacích bodů a jejich nadmořské výšky slouží k případné korekci nepřesností vlastních snímků a ke georeferencování vytvářeného modelu terénu. U pořízených snímků terénu je nezbytný překryv z 60–80 %. Jen tak je zabezpečeno bezproblémové spojení získaných fotografií, které usnadní další dílčí zpracování dat a zvýší přesnost konečného výsledku.

Po práci v terénu následuje již vlastní zpracování snímků metodou SfM pomocí specializovaného softwaru (např. Agisoft PhotoScan Professional). Program je schopen identifikovat polohy, směry a náklony fotoaparátu umístěného na bezpilotním letadle [12]. Výstupem jsou data ve formátu ASCII nebo bodová vrstva s XYZ souřadnicemi, které je možné dále zpracovávat v prostředích GIS. Zde lze zvolit ideální velikost rozlišení modelu, který se pro samotné zpracování může stát zásadním. Samotný výpočet objemu erozních rýh je pak založen na stanovení objemu prostoru mezi teoretickým původním terénem a terénem po odnosu půdy, který byl zaměřen bezpilotním letadlem a následně vymodelován. Podobnými postupy a využitím UAV při kvantifikaci objemů erodovaného materiálu se věnuje ve své publikaci Glendell a kol. [13].

Metoda přímé volumetrické kvantifikace

Volumetrická kvantifikace rýhové eroze na ploše pozemku představuje metodu přímého měření průběhu terénu. Pro jeho zaznamenání je využíván erodoměr – zařízení umožňující zaměření příčného profilu průběhu terénu. Použitý typ měřicího zařízení byl vyvinut v Ústavu vodního hospodářství krajiny Fakulty stavební VUT v Brně [4]. Při kvantifikaci rýhové eroze se záznam průběhu terénu provádí ve čtvercovém rámu o rozměru 2 × 2 m (obr. 3), v němž je vyneseno pět profilů v celé šířce čtvercového pole v pravidelných vzdálenostech (cca 0,33 m). Čtvercový rám s erodoměrem je umísťován na erozí zasažený svah. Povrch půdy vyznačují jehlice v celé šířce erodoměru (1 m), jejichž horní části po spuštění na terén kopírují průběh povrchu půdy. Ten je zdokumentován pomocí fotoaparátu a převeden do digitální podoby ve formě grafu, který dále slouží ke stanovení objemu erozních rýh [5].

Vyhodnocení erozního odnosu na pilotní lokalitě Šardice

Katastr obce Šardice (okres Hodonín) byl v únoru 2017 postižen erozí z náhlého tání sněhu, kdy vznikly poměrně výrazné souběžné erozní rýhy. Lokalita se nacházela jižně od intravilánu obce nad Šardickým potokem s půdami o hlavní půdní jednotce (HPJ) 08, popsané jako černozemě modální a černozemě pelické, hnědozemě, luvizemě, popř. i kambizemě luvické, smyté. Následky eroze byly dokumentovány jak přímou metodou volumetrické kvantifikace (erodoměr), tak i s využitím blízké fotogrammetrie (UAV).

Obr. 2. Zájmová lokalita s vyznačenými vlícovacími body
Fig. 2. The location of interest with marked ground control points

Nejprve bylo metodou přímého měření zaznamenáno 25 příčných profilů erozních rýh – v pěti čtvercích (2 × 2 m) rozmístěných tak, aby zachytily výrazné projevy rýhové eroze. Vlícovacími body pro snímkování pomocí UAV byla jednak vymezena zájmová oblast, ale také i vrcholy jednotlivých měřících čtverců pro volumetrickou metodu (obr. 4). Na základě terénního průzkumu, velikosti snímaného území a požadované přesnosti výsledků byla pro pilotní lokalitu optimální výška letu stanovena na 10 m nad terénem. Z pořízených snímků byl vytvořen DMT povrchu půdy a v místech, kde probíhalo přímé měření pomocí erodoměru, byly vytvořeny příčné řezy DMT pro následné porovnání. V případě pilotní lokality byla velikost pixelu modelu DMT určena na velikost 1 cm, tato vzdálenost odpovídá rozlišení při metodě volumetrické kvantifikace.

Obr. 3. Záznam průběhu terénu pomocí erodoměru s využitím čtvercového pole
Fig. 3. Record the terrain course using the soil erosion bridge with the use of a square field

Výsledky a diskuse

Základním výstupem volumetrické metody je záznam jednotlivých příčných profilů erozních rýh (obr. 5). Pro srovnání obou metod bylo nezbytné vynést z fotogrammetrických výstupů shodné příčné profily (umístění, rozsah). Srovnání výstupů získaných oběma metodami ukazuje dobrou shodu v průběhu těchto linií (obr. 6). Z jednotlivých příčných profilů je zřejmé, že výsledky získané metodou blízké fotogrammetrie shlazují do určité míry tvar terénu, a to především v případě kolmých stěn erozních zářezů.

Obr. 4. Ortofoto snímek a DMT erozních rýh s vlícovacími body pro jeden ze čtverců měřených erodoměrem
Fig. 4. Ortofoto image and DMT erosion rill with ground control points for one of the squares measured by a soil erosion bridge

Dosavadní zkušenosti uváděné v literatuře předpokládaly, že odhad objemu erodovaného materiálu měřeného přímou metodou pomocí erodoměru bude až dvojnásobný ve srovnání s postupy blízké fotogrammetrie (bezpilotní letadlo) [10]. První srovnání výstupů z pilotní lokality v Šardicích tyto předpoklady nepotvrzují, průběh příčných profilů ve čtyřech z pěti měřených čtverců vykazují dobrou shodu. K vyneseným řezům byl pro prvotní stanovení odnosu ze čtverců při hodnocení volumetrické kvantifikace vynesen řez z digitálního modelu reliéfu ČR 5. generace [14]. Následný odnos ze čtverce byl stanoven rozdílem ploch v profilech přepočtených na plochu. Odhad objemu erodovaného materiálu při blízké fotogrammetrii byl stanoven přímo pro plochu každého čtverce, jako rozdíl dvou DMT. První výpočty odnosu uvádí tabulka 1. Z tabulky vyplývají u 4 z 5 čtverců minimální rozdíly při srovnání výsledků stanoveného odnosu půdy. Významnost shody obou metod bude následně stanovena obvyklými statistickými metodami a další kroky výzkumu povedou k hledání postupů ke zpřesnění vyčíslení objemu odneseného materiálu oběma metodami.

Obr. 5. Příčné profily erozních rýh získané pomocí erodoměru
Fig. 5. Cross profile of erosion rills obtained by using a soil erosion bridge

 

Obr. 6. Srovnání příčných profilů erozních rýh získaných pomocí volumetrické kvantifikace (erodoměr) a bezpilotního letadla (blízká fotogrammetrie)
Fig. 6. Comparison of transverse profiles of erosion rills obtained by volumetric quantification (soil erosion bridge) and unmanned aircraft (close-up photogrammetry)

První srovnání výstupů obou metodik tak ukazuje, že postupy založené na leteckém snímkování mohou být považovány za rovnocenné přímým metodám. Pro jejich širší uplatnění hovoří také, že poskytují spojitý obraz erozní rýhy v celém jejím průběhu. Je třeba mít na paměti shlazování kolmých stěn erozních zářezů při tvorbě digitálního modelu terénu z orotofoto snímků. Nicméně i metoda volumetrické kvantifikace má svá omezení, kdy může docházet ke zkreslení reálných hodnot při zaznamenávání průběhu terénu pomocí fotoaparátu a jeho následnou interpretaci. Navíc její pracnost a časová náročnost omezuje počet prováděných měření. Podrobné srovnání pozitiv a negativ obou metod je uvedeno v tabulce 2. Další práce v této oblasti budou zaměřeny na možnosti stanovení celkového objemu erodované půdy. Pro obě metody je třeba vyřešit stanovení základní roviny povrchu výchozího terénu před erozní událostí, a to jak její celkový průběh, tak také její vertikální umístění v získaných řezech terénu s projevem eroze.

Tabulka 1. Hodnoty průměrné ztráty půdy z profilů vynesených terénem v absolutních hodnotách v m3 pro jednotlivé čtverce
Table 1. Average soil loss values ​​from terrain profiles in absolute values ​​in m3

V současné době jsou za účelem stanovení průběhu původního terénu ověřovány možnosti využití digitálního modelu reliéfu ČR 5. generace [14], a to jak v jednotlivých příčných profilech, tak i na celkové ploše pozemku. Další možností, jak stanovit průběh původního povrchu terénu, je zaměření pozemku po zapravení erozních projevů zemědělskou technikou pomocí digitální fotogrammetrie.

Tabulka 2. Srovnání výhod a nevýhod jednotlivých stanovení
Table 2. Comparison of advantages and disadvantages of individual determinations

Závěr

Erozní procesy mají za následek odstraňování úrodné orniční vrstvy a tím i snižování produkční schopnosti půdy. Stanovení objemu odneseného materiálu představuje jednu z možností vyčíslení přímých škod způsobených na pozemku. Pro stanovení objemu odnesené půdy je možné využít jak přímou volumetrickou metodu pomocí erodoměru, tak také i metody blízké fotogrammetrie pomocí bezpilotního letadla (UAV).

Na pilotní lokalitě v katastrálním území obce Šardice (okres Hodonín) byly pomocí obou uvedených metod zaznamenány projevy eroze z tání sněhu v roce 2017. Hlavním cílem bylo posouzení přesnosti výstupů získaných metodou blízké fotogrammetrie ve srovnání s výstupy z měření erodoměrem. Srovnání prvních výsledků ukázalo, že metody blízké fotogrammetrie poskytují srovnatelné výstupy (průběh příčných profilů terénu) jako záznam erodoměrem. V dalších krocích budou hledány postupy pro zpřesnění stanovení objemu odneseného materiálu pomocí obou metod. Pokud by se prokázalo, že metody blízké fotogrammetrie poskytují dostatečně spolehlivé a přesné výsledky, umožnilo by to širší využití těchto postupů. Jedná se o efektivní, flexibilní, ekonomický i ekologický způsob sběru dat s vysokou přesností. Určitou nevýhodou bezpilotních letadel je v současné době slabá výdrž baterií a s tím spojený omezený dolet stroje a také značná závislost na vhodných povětrnostních podmínkách pro provoz UAV.

Kombinace metod blízké fotogrammetrie a volumetrické kvantifikace tak jak jsou prezentovány, může přispět k lepšímu poznání míry poškození zemědělské půdy erozními jevy. Bezkontaktní postupy navíc umožní získání spojité informace o následcích eroze na velkých plochách v relativně krátkém čase.

Poděkování

Příspěvek vznikl za podpory projektu CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_023/0000118 Voda pro Prahu řešeného v rámci operačního programu Praha – Pól růstu ČR.

Posted by & filed under Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Příspěvek přináší souhrn vstupních informací o výzkumném projektu Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití. Ten se zabývá vývojem věžových vodojemů na dnešním území České republiky od počátků jejich vzniku až do současnosti. V první části příspěvku je vymezena základní terminologie problematiky a v návaznosti na ní i objekt zájmu výzkumu. Druhá část pak přináší přehled východisek výzkumu, zajištění a přehled zdrojů jeho primárních dat a také ve stručnosti dosavadní zpracování problematiky. Ve třetí části jsou vysvětleny zvolené výzkumné metody a krátce shrnuty plánované výstupy.

Úvod

Stavební, technologický a architektonický vývoj věžových vodojemů na našem území nebyl doposud systematicky a vědecky zpracován. Projekt Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití, který je řešen v rámci programu Národní a kulturní identity (NAKI II) Ministerstva kultury ČR, se snaží tuto mezeru vyplnit. Příjemcem projektu je Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., spoluřešitelem České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební.

Obr. 1. Věžový vodojem Nebužely (archiv projektu, 2007) – takto konstruované vodojemy bývají někdy mylně označovány za „nadzemní“; podobný objekt bychom našli např. v obci Ločenice-Nesměň
Fig. 1. Water tower Nebužely (project archive, 2007) – the water reservoirs thus constructed are sometimes mistakenly referred to as “overground“; a similar object would be found in the village Ločenice-Nesměň

Přestože nebylo téma doposud adekvátně zpracováno, navazujeme v projektu na některé badatelské aktivity z dřívější doby. Na většině projektů již dříve spolupracovali autoři příspěvku. Jmenovitě se jedná zejména o práci Roberta Kořínka prezentovanou v populární formě ve webové databázi věžových vodojemů nebo vědecký projekt NAKI stejného autora ve spolupráci s Martinem Vonkou, který se zabýval komínovými vodojemy [1, 2]. Současný projekt ale šíří svého záběru, použitou metodou výběru objektů i samotného výzkumu a plánovanými výstupy zásadním způsobem problematiku rozšiřuje a překonává.

Cílem projektu je vytvoření evidence věžových vodojemů a podrobná dokumentace vybraných objektů. Na nich budou zevrubně popsány hodnoty, které je činí z různých důvodů zajímavými. Zároveň se však může jednat o aspekty zobecnitelné i na další stavby. U zvolených věžových vodojemů, které ztratily svou předchozí funkci, budou navrženy nové možnosti jejich využívání. Realizace výsledků projektu by tak měla zároveň přinést nástroje pro dokumentaci, popularizaci a ochranu typologicky specifické skupiny ohrožených a mizejících objektů stavebního dědictví. Řešení projektu má také posloužit pro zvýšení povědomí o problematice v odborných kruzích, ale zároveň ji popularizovat mezi laickou veřejností a samotnými majiteli.

Předkládaný příspěvek představuje vymezení objektu našeho zájmu, včetně jeho nutného terminologického definování. Ve stručnosti přináší přehled východisek s přehledem dosavadního zpracování problematiky. Především se však zabývá zvolenou metodou výzkumu s podrobným rozebráním jednotlivých metod práce a jejich přínosu pro realizaci výsledků.

Odborná terminologie a vymezení objektu výzkumu

Terminologie a výběr objektů

Na počátku řešení projektu bylo nutno podrobit rozboru a stanovit základní odbornou terminologii. Na základě jejího ujasnění proběhl následně i výběr dotčených objektů.

Vodárenství je jakožto technický obor zabývající se jímáním, odběrem, úpravou, akumulací, dopravou a rozvodem vody pro potřeby obyvatelstva, průmyslu a zemědělství postaven na používání správných termínů a definic. Odborná terminologie, která se v souvislosti s věžovými vodojemy nejčastěji používá, prošla od dob prvních vodohospodářských staveb dlouhým vývojem. Ten nebyl vždy jednotný. Navíc nevznikla doposud žádná metodická příručka, jaké termíny při výzkumu vývoje těchto objektů používat. Historicky se mění nejen označování staveb v soudobé literatuře a pramenech, ale stejně tak je terminologie roztříštěná v současných pracích, které se zabývají jak historickými, tak dobovými stavbami.

Obr. 2. Věžový objekt čerpací stanice v Hoříněvsi nesloužil k nesení nádrže (Jiří Polák, 2016)
Fig. 2. The tower object of the pumping station in Hoříněves did not serve to sustain of the reservoir (Jiří Polák, 2016)

Ve starší odborné literatuře se můžeme setkávat s pojmem vodní (vodná) věž, např. ve zprávě o vodojemu Starého Města pražského z roku 1431, kde se uvádí, že „vyhořela věž vodná mistra Petra ode dna“ [3]. Ottův slovník naučný užívá na konci 19. století pro vodojem původem francouzské slovo bassin [4]. Profesor Českého vysokého učení technického v Praze Ing. Dr. Jan Vladimír Hráský, jeden z nejvýznamnějších projektantů vodovodních systémů první poloviny 20. století na našem území, používá ve své literatuře pojmu vodojmy, přičemž tyto stavby rozlišuje na „v zemi zapuštěné, nadzemní a ekvivalentní stavby vodojmové“. Nadzemní vodojemy pak dále dělí na „vodojmy o nízké podezdívce, věžové, vodojmy na továrních komínech, vodojmy na dřevěných lešeních a vodojmy v budovách“ [5]. Technický slovník naučný z roku 1938 rovněž uvádí pojem vodojmy a věžové vodojmy [6]. Jednotná není v tomto směru ani současná literatura. Kupříkladu Jaroslav Jásek si všímá náročnosti sjednocení výrazů, termín věžové vodojemy pak ale trochu nepřesvědčivě zaměňuje s již zmíněným historizujícím výrazem vodní věž [7]. Obdobně nejasně pracují s terminologií i další práce.

Pro tento neukotvený stav jsme se při řešení projektu rozhodli v převážné míře vycházet z termínů daných platnými normami ČSN 75 5355 Vodojemy a ČSN 75 0150 Vodní hospodářství – Terminologie vodárenství.

Hlavní pojmy dané normou pro vodojemy jsou:

  • vodojem – objekt pro akumulaci vody;
  • věžový vodojem – vodojem, pro dosažení potřebné hydrostatické výšky hladiny umístěný na vlastní nosné konstrukci;
  • akumulační nádrž – část vodojemu, která slouží k akumulaci vody [8].

Norma pro vodárenskou terminologii pak tyto hlavní pojmy definuje:

  • vodojem – samostatný objekt pro akumulaci vody skládající se ze dvou nebo více nádrží a z jedné nebo více manipulačních komor; vodojem s jednou nádrží se navrhuje výjimečně v odůvodněných případech;
  • věžový vodojem – vodojem, jehož nádrže jsou umístěny na nosné konstrukci nad terénem;
  • nádrž vodojemu – jednotlivá nádrž na akumulaci samostatně napojená na manipulační komoru vodojemu [9].

Vodojemy zajišťovaly (a dodnes zajišťují) následující funkce:

  • vyrovnávací – spočívající ve vyrovnání rozdílu mezi rovnoměrným přítokem ze zdroje vody a nerovnoměrným odběrem spotřebiště;
  • tlakovou – spočívající v zajištění potřebného hydrostatického a hydrodynamického tlaku ve spotřebišti;
  • rezervní – pro případ přerušení dodávek vody a poruch ve zdrojové a přítokové části systému;
  • protipožární [10].

Jako věžové vodojemy tak vnímáme samostatné objekty k akumulaci vody, jejichž nádrže jsou umístěny na nosné konstrukci nad terénem. Vymezení terminologie je rovněž důležité z hlediska výběru věžových vodojemů k podrobnější dokumentaci. Příkladem může být stavba u obce Nebužely (okres Mělník), jejíž nádrž je nesena poměrně nízkou konstrukcí (obr. 1). Dno nádrže se nachází přibližně jen 3 m nad okolním terénem a objekt se příliš neliší od staveb nadzemních vodojemů. Vzhledem k výše uvedené definici se ale jedná skutečně o vodojem věžový, a takto realizované stavby jsou tudíž taktéž součástí řešení projektu.

Pro věžové vodojemy se i dnes běžně užívá pojmu vodárenská věž. Ten se vžil zejména právě u starších objektů, ale k záměně dochází, nejen laickou veřejností, i u staveb z 19. a 20. století, včetně těch současných. Pojem vodárenská věž, který pramení ze samotné stavebně-technické podstaty zkoumaného objektu, je však nutné pro náš projekt odmítnout jako příliš vágní. Pojmem vodárenská věž bývají označovány i další věžovité objekty vodovodních systémů, které nemusí sloužit k akumulaci vod či zajištění potřebného tlaku v systému.

Příkladem mohou být věže sloužící k tlumení vodních rázů, vznikajících v potrubí při ovládání vodovodního systému (např. Praha-Radlice (okres Hlavní město Praha), Svídnice-Práčov (okres Chrudim)). Mezi další věžovité vodárenské stavby řadíme odvzdušňovací věže (např. na vodovodních řadech vedoucích surovou vodu od zdrojů k úpravně vody v Káraném-Sojovice (okres Mladá Boleslav), Benátky nad Jizerou (okres Mladá Boleslav)) nebo objekty věžovitých staveb nad samotnými zdroji – studnami (např. Benešov (okres Benešov), Hoříněves (okres Hradec Králové), obr. 2).

Obr. 3. Šítkovská vodárna a přilehlé mlýny na konci 19. století [12]
Fig. 3. The Šítkovská water-station and adjacent mills at the end of the 19th century [12]

V souvislosti s věžovými vodojemy se občas setkáme i s označením vodárna. Tento pojem však odkazuje spíše na technologický celek, který se na daném místě nacházel a jehož byla věžová stavba s nádrží součástí. U nejstarších vodáren se k pohonu čerpadla používalo vodní kolo (takže se vodárny nacházely přímo u vodních toků, často v sousedství vodních mlýnů), řeka byla zároveň zdrojem čerpané vody do vodovodní sítě. Takto pojatý technologický celek pak býval přirozeně označován vodárnou – například Šítkovská vodárna (obr. 3), Staroměstská vodárna, Novomlýnská vodárna [11].

Ze stejného důvodu je potřeba rozlišovat pojmy drážní věžové vodojemy, které jsou také předmětem našeho zájmu, a drážní vodárny. Součástí objektu drážního věžového vodojemu totiž v některých případech býval i parní kotel, parní stroj pohánějící čerpadlo a parní pulsometr (později i čerpadlo s pohonem elektrickým, případně poháněné spalovacím motorem). Rovněž zdroj vody (studna) se mohl nacházet buď v jeho těsné blízkosti, případně přímo pod objektem vodojemu (např. Mikulovice, Lověšice u Přerova, Ústí nad Labem-Střekov) [13]. V takových případech lze na objekt nahlížet jako na vodárenský komplex – vodárnu. Jsou však drážní věžové vodojemy, které žádnou z výše uvedených technologií neobsahovaly (např. Ctidružice – stanice Grešlové Mýto). Proto budeme výhradně používat pojmu drážní věžové vodojemy s případným doplněním, zda jeho součástí byla další technologie.

Z hlediska dnešní vodárenské terminologie se pojem vodárna užívá v souvislosti s úpravou vody nebo s jejím zdravotním zabezpečením [8]. V této formě pracujeme v projektu s termínem i my.

Kromě drážních věžových vodojemů se v projektu zabýváme ještě několika specifickými typy objektů, jejichž funkce i stavební podoba suplovala věžové vodojemy. Jedná se především o tovární komíny, které nesou na svém dříku nádrž (obr. 4). Vznikaly na konci 19. a zejména pak v první polovině 20. století. Pro takto umístěné nádrže používáme termín komínové vodojemy.

Komíny nesoucí vodojem nejsou jedinými stavbami, které v sobě kombinovaly více funkcí. Věžových víceúčelových objektů, jejichž součástí byla i nádrž k akumulaci vody, bychom našli celou řadu a vždy je nutné jejich funkce i popis samotných staveb stanovovat individuálně [1]. Příkladem může být věžovitá stavba v Liberci-Vratislavicích nad Nisou (okres Liberec) v tkalcovně koberců firmy Ignaz Ginzkey & Co. pro potřeby budované podnikové elektrárny. V přízemí objektu se nacházela strojovna, ve střední části zásobník na uhlí a v horní části nádrž. Podobným příkladem může být věž železobetonové konstrukce z roku 1928 stojící v areálu letiště Praha-Kbely (okres Hlavní město Praha). Vrchol věže je zakončen kupolí s plošinou, na které je ve výšce 40 metrů umístěn původní otáčecí reflektor. Nádrž na vodu je umístěna o dvě patra níže. Identifikace těchto objektů není zcela jednoduchá a dá se předpokládat, že jejich vymezení i konkrétní počty budou v rámci řešení operativně upravovány.

V některých, zejména textilních, továrnách byla nádrž umístěna ve věži, která byla stavební součástí výrobního areálu a sloužila i k dalším funkcím, především schodišti spojujícímu jednotlivá poschodí továrny. Tyto věže v sobě sdružovaly převážně protipožární funkce a i voda akumulovaná v nádržích sloužila nejčastěji pro hasební účely. Stavební podoba těchto objektů se zaměřením projektu ne zcela souvisí. Postihnutí jejich množství navíc přesahuje jeho možnosti i časový rámec, a proto se jimi v projektu nezabýváme.

Vymezení objektu zájmu

Díky vyjasnění odborné terminologie jsme zároveň mohli vymezit objekt našeho zájmu. Projekt se tak zabývá všemi stavbami, které obsahují nádrž či více nádrží sloužících k výše uvedeným funkcím vodojemů. Tyto nádrže jsou umístěny na samostatných nosných konstrukcích v určité výšce, které byly k účelu nesení nádrže zkonstruovány. V projektu tak nebudou zpracovávány věžové objekty, které původně vznikly za jiným účelem a nádrž do nich byla umístěna až později, např. obranné věže v hradebních systémech měst (Vysoké Mýto (okres Ústí nad Orlicí), Louny (okres Louny)), věž sýpky v Chotěšově (okres Plzeň-jih) a podobně.

Věžové vodojemy najdeme jako součást několika technologických celků. Jedná se o obecní vodovody sloužící primárně k zajištění rozvodu vody do domácností, areálů občanské vybavenosti v obvodu obce (např. školy ad.) a průmyslových podniků v jejich obvodu. Druhou oblastí našeho zájmu jsou stavby situované přímo v rámci průmyslových areálů (případně sloužící pro areály občanské vybavenosti jako nemocnice ad.), které sloužily rozvodu vody do podnikových vodovodů, pro zajištění technologické vody ve výrobě (nebo obě tyto funkce) a někdy také jako zařízení pro rezervu vody k hašení požárů. Některé z těchto staveb jsou v podobě zmiňovaných komínových vodojemů. Poslední specifickou skupinou zájmu jsou drážní věžové vodojemy, které sloužily především jako zásobárna vody pro zbrojení parní trakce.

Obr. 4. Ocelový komínový vodojem bývalé válcovny trub v Ostravě-Svinově (okres Ostrava-město, archiv projektu, 2015)
Fig. 4. Factory chimney with steel water reservoir of the former tube mill in Ostrava-Svinov (Ostrava-city district, project archive, 2015)

Záběr projektu zachycuje věžové vodojemy na dnešním území České republiky, samozřejmě v kontextu vývoje českých zemí v rámci jiných státních celků, kterých byly historicky součástí. Vznik a vývoj věžových vodojemů na našem území nikdy ale nestál osamocen od vývoje v zahraničí, především v Evropě. Pro zasazení tohoto vývoje i pro zachycení některých širších souvislostí proměny společnosti, trendů v soudobém stavitelství a architektuře a vývoji vodárenských technologií tak bude projekt rámcově vývoj u nás se zahraničím vhodně srovnávat. Jako zvláště důležité se nám pak jeví i srovnání a hledání zahraniční inspirace v tématu realizace nového využívání věžových vodojemů.

Vzhledem k historickému vývoji staveb určených buď pro akumulaci vody či především pro zajištění tlakových poměrů byly do projektu zahrnuty i stavby ze staršího období (hovoříme o období od 15. do 18. století). Vzhledem k technologickému vývoji samotných nádrží, které v minulosti nedosahovaly dnešních objemů (například u Šítkovské vodárny se uvádí objem nádrže pouze 1,71 m3 [3]) sloužily tyto stavby především k zajištění potřebného tlaku ve vodovodním systému a samotné množství akumulované vody bylo z dnešního pohledu velmi malé.

K nejvýznamnějšímu rozvoji výstavby věžových vodojemů došlo ve druhé polovině 19. století a v průběhu 20. století s několika vzájemně souvisejícími procesy. Jednalo se zejména o proces urbanizační (spojený s masivním stěhováním obyvatel do měst), industrializační (spojený s výstavbou a rozvojem průmyslových areálů) a modernizační (spojený se zvyšováním kvality života nejen ve městech). Na jejich základě postupně vznikla potřeba stále většího zásobování zdravotně nezávadnou pitnou vodou či vodou užitkovou pro potřeby průmyslových závodů.

Projekt se tak zaměřuje na stavby vzniklé v celém uvedeném období (od 15. století). Zahrnuty jsou rovněž věžové vodojemy současných konstrukcí, přičemž jejich terminologické i typologické vymezení bude upřesněno během řešení projektu.

Východiska, zdroje vstupních dat a zpracování tématu

Evidence všech věžových vodojemů na našem území je nyní ve stádiu rozpracování a její, pokud možno, kompletní doplnění přinese probíhající výzkum. Již nyní ale můžeme předložit průběžné výsledky, ze kterých při práci taktéž vycházíme. Z nich vyplývá, že na území České republiky je nyní evidováno více než 1 240 věžových vodojemů (přičemž 241 z nich již neexistuje). Přes 300 z nich pak patří mezi nejčastější typ věžových vodojemů u nás – tzv. hydrogloby a aknagloby (21 již neexistuje). Z uvedeného celkového počtu se pak jedná o 401 drážních věžových vodojemů (101 objektů již neexistuje), 69 vodojemů komínových (44 již neexistuje) a 78 vodojemů, které jsou součástí věžového víceúčelového objektu (50 již neexistuje).

Primárními zdroji dat a informací při tvorbě vstupní evidence byla především webová databáze Vodárenské věže [1]. V ní bylo v době začátku projektu evidováno 530 objektů, které ovšem zahrnovaly i stavby, které nebyly věžovými vodojemy podle metodiky našeho projektu. Tuto evidenci doplnilo studium databáze Industriální topografie Výzkumného centra průmyslového dědictví [14], Památkový katalog NPÚ ČR [15] atd. Kromě nich byly využity mapové podklady (základní vodohospodářské mapy ČR [16], veřejně dostupné mapy internetových portálů [17], obr. 5) nebo historické ortofotomapy [18]. Využita byla i odborná soudobá a současná literatura včetně regionální [19] a také odborná periodika či periodický tisk. Stranou nezůstaly samozřejmě ani výsledky dosavadních projektů či výzkumů členů řešitelského týmu [20].

Obr. 5. Při identifikaci věžových vodojemů typu „hydroglobus“ na leteckých mapách usnadňuje práci typický šestiboký půdorys daný rozložením kotvících lan; lze např. využít pro odlišení od vzhledově podobného věžového vodojemu typu „aknaglobus“, který není lany ukotven (mapy.cz, 2017)
Fig. 5. During identification of hydroglobus water tower on air maps, the work is facilitated by the typical six-layered floor plan given by the layout of anchor ropes; it can be used to discriminate it from the visually similar water tower “aknaglobus“, which is not rope anchored (maps.cz, 2017)

Jak bylo výše zmíněno, evidence v této podobě není a ani nemůže být definitivní. Její průběžné doplňování probíhá i nadále především dalším výzkumem v dostupných zdrojích informací (literární zdroje, periodika ad.) a zejména pak v archivních a jiných nepublikovaných pramenech, které mohou přinést vítané informace o doposud neznámých stavbách. Své místo ve výzkumu mají i informace poskytnuté pamětníky.

Účelem identifikace a evidence věžových vodojemů na území ČR (existujících, neexistujících) je shromáždění dat a dokumentů k určení přesné polohy objektů a základních dostupných údajů (důležitá časová data, typologie, stavebně-technická data, osobnosti), vztah k příslušné vodárenské síti/systému a časové zařazení do historického vývoje vodárenství. Evidence má následně také posloužit ke zjištění stavu současné funkce věžových vodojemů – zda stále slouží své původní funkci, našly nové funkční uplatnění, anebo jsou naopak nevyužité a opuštěné. U věžových vodojemů se zachovanou vodohospodářskou funkcí projekt věnuje pozornost jejich současnému provozně-technickému stavu a jeho výsledky mají přispět k řešení situací v rámci vodárenských infrastruktur, včetně podchycení zásadních provozních problémů, poruch a závad, postupů při jejich řešení a souhrn sanačních přístupů. Naopak věžové vodojemy nevyužité a opuštěné jsou pro nás důležité při tvorbě podkladů a možností jejich nového využívání. Nerealizované návrhy budou reflektovány na kontextuální úrovni podle dostupných podkladů.

Z identifikovaného množství věžových vodojemů byl proveden výběr přibližně 250 objektů pro bližší zdokumentování. Tento výběr není konečný a při jeho sestavení bylo počítáno s rozšířením v případě nových zásadních zjištění o doposud neznámých stavbách či projektech. V daném výběru se nachází několik hlavních vybraných skupin věžových vodojemů, pro jejichž zařazení byla definována jistá kritéria.

Na prvním místě se jedná o věžové vodojemy vyhodnocené jako cenné. Hodnocení bylo provedeno na základě analýzy podle nastaveného systému hodnot. Při výběru se braly v potaz parametry jako hodnota stáří, stavební, technologická a architektonického provedení. Důležitou hodnotou byl rovněž vliv stavby na utváření daného místa. Vliv na hodnocení měla rovněž zachovalost a autenticita stavby. Kromě hodnotového hlediska jsme zároveň zohlednili, aby výběr pokryl jednotlivé typy věžových vodojemů, jejich konstrukční a technologická řešení a aby zasáhl různá časová období jejich výstavby.

Obr. 6. Průzkum ocelové nádrže věžového vodojemu v Praze-Michli (okres Hlavní město Praha, archiv projektu, 2018)
Fig. 6. Research of steel reservoir water tower in Prague-Michle (district of the Capital City of Prague, project archive, 2018)

Vedle těchto objektů byly identifikovány i věžové vodojemy ohrožené (tj. takové, které jsou nefunkční, chátrající, opuštěné, mnohdy s výhledem na demolici, nebo ve stavu, který nenaznačuje zlepšení stavu). V tomto případě byly při výběru vypuštěny některé z hodnoticích hledisek výše, především zachovalost stavby. Vzhledem k jejich stavu se u nich postupuje při výzkumu přednostně.

Z obou výše uvedených skupin bude proveden i zmiňovaný výběr staveb, které již neslouží svému účelu a jsou vhodné nejen k zachování, ale i k nalezení nového využití.

Poslední specifickou skupinou ve výběru jsou věžové vodojemy již demolované. Ty byly vybrány taktéž s ohledem na některá kvalitativní hlediska výše, samozřejmě v dobovém kontextu jejich existence. Tento výběr má posloužit jako ukázka nenávratně zničených hodnot.

Výzkumné metody a metody práce

Výzkumné metody

Povaha zkoumaných objektů, souvislosti jejich vzniku a využívání a také interdisciplinarita týmu řešícího projekt stojí za zvolenými metodami výzkumu. Věžové vodojemy jsou v rámci naší práce vnímány primárně jako technické stavby (mnohdy stále funkční), které ale často nabývají díky svému zpracování povahy umělecky ztvárněných objektů. Přes svůj utilitární význam a častou spojitost s rozvojem průmyslu ale nelze věžové vodojemy považovat za čistě industriální stavby. Jejich vznik souvisí i s proměnou úrovně hygienicko-zdravotních poměrů našich měst a také s modernizačními procesy.

Díky tomu vycházíme z přístupů studia dějin techniky, ale také historické geografie. Ve vazbě na proměnu průmyslu a společnosti jako takové, včetně modernizačních procesů, využíváme metody studia hospodářských a sociálních dějin. V souvislosti s dokumentací, důrazem na možnosti zachování a prezentací a popularizací výsledků se projekt prolíná i s přístupy v památkové péči. Poslední zmíněný přístup je pak někdy ve vztahu k industriálním a technickým stavbám označován za metodu průmyslové archeologie [21].

Se zvolenými metodami výzkumu souvisí i konkrétní metoda naší práce. V ní kombinujeme samostatný výzkum archivních i dalších dostupných pramenů s průzkumy přímo v terénu (obr. 6), které zahrnují jak stavebně-technické, tak stavebně-historické průzkumy. Z výzkumných metod pak vychází i povaha a konkrétní podoba připravovaných výstupů projektu.

Rešerše zdrojů informací a jejich výzkum

Při získávání informací o věžových vodojemech vycházíme ve výzkumu zejména z archivních pramenů. Jejich výběr je přizpůsobován zájmům projektu a předchází mu důkladná rešerše. Archivní výzkum slouží nejen jako primární zdroj informací pro výstupy projektu, ale zároveň i jako podklady pro další průzkumy (viz níže).

Hlavní oblastí dohledávaných pramenů je stavební dokumentace a s ní související spisový materiál. Z nich je pak možné získat nejen vědomí o stavební podobě vodojemů, ale i informace o tom kdo a kdy nechal danou stavbu postavit, jakým způsobem byla financována, kdo a jak ji stavěl, jakým způsobem se stavebně proměňovala a podobně. Mnohdy pak tyto prameny přináší i širší informace o fungování celku, jehož byl věžový vodojem součástí.

Stavební dokumentace včetně spisů bývá, pokud se zachovala, uložena v archivních fondech dotčených úřadů. Jedná se zejména o fondy okresních úřadů. Zde je dokumentace podle povahy spisu uložena buď pod signaturou vodního oddělení, případně živnostenského a zcela výjimečně i stavebního. Tyto fondy jsou uloženy v příslušných Státních okresních archivech (SOkA).

Druhou skupinou jsou pak archivy měst a obcí (pokud se jednalo o obecní vodovody, město zde zároveň bývalo obvykle iniciátorem výstavby a fondy k výstavbě vodovodů obsahují i řadu dalších relevantních informací). Zde je nutné poznamenat, že v případě stále stojících staveb a provozovaných systémů jsou spisy s nimi související mnohdy považovány za „živé“. V těchto případech neprošly skartačním řízením a obvykle bývají dodnes součástí spisoven místních úřadů (obr. 7). Pokud byly skartovány, najdeme je ve fondech příslušného SOkA.

Stavební dokumentace (někdy i včetně minimálně části spisu s ní souvisejícího) bývá mnohdy dochovaná také v archivních fondech původců, kteří věžové vodojemy nechávali stavět. Jedná se především o fondy jednotlivých podniků, případně pak fondy velkostatků (či jejich technických/stavebních kanceláří). Fondy velkostatků jsou uloženy v příslušných Státních oblastních archivech (SOA), podnikové fondy převážně také, případně v příslušném SOkA.

Stavební dokumentaci je rovněž možné někdy dohledat i v neoficiálních archivech, které vznikly (či byly zděděny) činností majitelů či provozovatelů daných vodovodů a jako živý materiál dříve neprošly skartačním řízením.

Samostatnou kapitolou je uložení stavebních spisů, které vznikly v gesci stavebních úřadů. Jejich struktura, její proměna a problematika dnešního uložení ale výrazným způsobem přesahuje možnosti tohoto článku.

Specifické je i dohledávání archivních pramenů k drážním věžovým vodojemům. Kromě výše řečených archivů je najdeme i v archivu Českých drah, Národního technického muzea (NTM) a ve fondech dalších archivů souvisejících s výstavbou železničních tratí u nás.

Mimo stavební dokumentaci pracujeme i s řadou dalších archivních pramenů, které nám mohou osvětlit i hospodářsko-sociální souvislosti vzniku a provozování věžových vodojemů. Jedná se například o obecní kroniky, zápisy z jednání městských orgánů a další. Samostatnou skupinou jsou pak informace o stavitelích či projektantech věžových vodojemů. Ty najdeme (často také ovšem včetně původní stavební dokumentace) buď v nemnohých archivních fondech dotčených firem, které jsou uloženy ve stejných archivech jako podnikové fondy, nebo ve specializovaných institucích jako je např. archiv NTM apod.

V případě zbořených staveb jsou archivní prameny často jedinými relevantními zdroji informací o samotné podobě jednotlivých staveb i jejich historii. V tomto směru je pro nás důležité i dohledávání dobové ikonografie, uložené obvykle ve fotografických sbírkách příslušných archivů, ale mnohdy i regionálních muzeí apod.

Prameny archivní povahy pak při rešerši i při výzkumu doplňujeme dalšími sekundárními zdroji, které jsou stručně již shrnuty výše u popsání evidence primárních dat.

Průzkumy v terénu

Řešitelský tým provádí u vybraných objektů (250) průzkumy v terénu (in-situ), které vychází z metod stavebně-historického průzkumu (SHP). U 8 až 12 objektů pak bude proveden i stavebně-technický průzkum (STP). Na jejich výsledky navážou architekti při návrzích konverzí věžových vodojemů. U řešených objektů je tak vždy kontaktován majitel pro svolení výzkumných prací.

Průzkum na místě se detailně zaměřuje na konstrukční a technologické řešení stavby a prostorových souvislostí. Nechybí ani zjišťování poznatků o energetickém hospodářství, zdrojích vody a jejich následné distribuci. Takto získaná data obsahují hodnocení objektu z hlediska stavební historie, architektury i dalších aspektů a je v nich poukázáno na hodnoty řešeného objektu. Jejich nedílnou součástí je pak grafická příloha obsahující jak dobovou ikonografii, tak i současnou fotodokumentaci.

Obr. 7. Ukázka původního plánu (řez) věžového vodojemu v Hořičkách (okres Náchod) z roku 1925 (zdroj: Obecní úřad Hořičky, Vodovod, Skupinový vodovod Česká Skalice, Projekt Vodovodu Hořičky)
Fig. 7. Demonstration of the original plan (cross-section) of the water tower in Hořičky (district Náchod) from 1925 (source: Hořičky Municipal Authority, Water supply, Group Water Supply of Česká Skalice, Project water supply Hořičky)

STP se provádí za účelem zjištění skutečného celkového stavu konstrukcí a materiálů, dokumentují se zjištěné vady a poruchy s identifikací jejich příčin. Průzkumy zahrnují i sběr klimatologických informací a podkladů o dlouhodobém vlivu vnějšího a vnitřního prostředí, které má vliv na životnost a s ohledem na velmi individuální řešení jednotlivých věžových vodojemů nezřídka vyžaduje i specifické zásahy a opatření. Provádí se i odběry vzorků materiálů (často vzhledem k historické hodnotě objektu pouze na mikro úrovni), případně sondy, které jsou následně laboratorními rozbory analyzovány ke stanovení mechanických charakteristik materiálu, stanovení vlhkosti materiálu, určení chemického složení zdiva, zjištění skladby jednotlivých konstrukcí a posouzení základových podmínek dané lokality. Dále je pozornost zaměřena na původní účel jednotlivých konstrukcí, na měření (monitoring) tepelně vlhkostních parametrů (teplota a relativní vlhkost vnitřního vzduchu) a na způsobu větrání objektu. Výsledkem těchto průzkumů je objektivní stanovení technického stavu konstrukcí věžového vodojemu, popis a dokumentace zjištěných poruch, diagnostika jejich příčin včetně koncepčního návrhu sanačních metod pro zajištění dlouhodobé funkční způsobilosti a životnosti objektu.

Samostatnou kapitolou je pořizování dokumentace současného stavu. U většiny staveb dochází alespoň k základnímu zaměření, které obsahuje elementární geometrické charakteristiky (rozměr objektu, rozměry nádrže, výška dna nad terénem aj.). U přibližně 30 objektů bude provedeno kompletní zaměření a zpracování dokumentace současného stavu externím dodavatelem. Výstupem jsou pak řezy, půdorysy a pohledy řešeného objektu (obr. 8).

Výstupy

Databáze věžových vodojemů, specializované mapy

Data získávána v průběhu řešení projektu jsou postupně zadávána do nově vznikající databáze věžových vodojemů. Databáze bude webovou aplikací sloužící pro ukládání nashromážděných dat a zároveň jejich přehlednou prezentaci. Datové rozhraní umožní editorům komfortní zadávání údajů a zakládání vizuálního materiálu nezávisle na platformě a nainstalovaném softwaru, a to i z terénu pomocí mobilních zařízení. Prezentační vrstva nabídne přehlednou specializovanou mapu dokumentovaného území a propracovaný systém filtrace a vyhledávání. Aplikace samotná využívá prověřených open-source technologií PHP/MySQL a běží v cloudovém pravidelně zálohovaném prostředí předního tuzemského poskytovatele. Dále bude vytvořen soubor specializovaných map existujících a neexistujících věžových vodojemů s odborným obsahem.

Publikační výstupy, prezentace výsledků

Data získaná výše zmíněnými výzkumy budou sloužit i jako podklady pro realizaci tří odborných monografií. První bude orientována na věžové vodojemy v systémech zásobování obyvatelstva, zemědělství a průmyslu. Druhá bude věnována drážním věžovým vodojemům. Třetí monografie vyjde v rámci výstavy zaměřené na představení vybraných ukázek nového využití věžových vodojemů jako kritický katalog. Průběžnou prezentaci výsledků budeme zajišťovat prostřednictvím příspěvků v odborných časopisech a sbornících a dále na vlastní konferenci a workshopu.

Obr. 8. Dokumentace současného stavu věžového vodojemu v Nových Dvorech (okres Kutná Hora) vychýleného ze svislé osy – pohledy (zdroj: archiv projektu)
Fig. 8. Documentation of the current state of the water tower Nové Dvory (Kutná Hora district), which is deflected from the vertical axis – views (source: project archive)

Závěr

Příspěvek rámcově představil projekt Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití. Vymezil objekt zájmu, jeho východiska i výzkumné metody. Projekt si vytyčil za cíl zmapovat a zdokumentovat dědictví věžových vodojemů na našem území. Přestože se nejedná o téma zcela nové, šíří metod bádání i svým rozsahem dosavadní výzkumy a zpracování výrazným způsobem převyšuje.

Novým přístupem ke zpracování tématu bylo i přednostní definování objektu zájmu. S ním souvisí i výklad dosavadní používané terminologie a jejích zdrojů. Díky tomu jsme byli schopni nalézt pevné stanovisko k pojmu věžový vodojem a s ním i konkrétní objekty našeho zájmu. Zároveň jsme se vymezili především vůči paušálnímu užívání výrazu vodárenská věž pro tyto stavby.

Cílem projektu má být vytvoření webové databáze věžových vodojemů a také několik publikačních výstupů, které zachytí věžové vodojemy v různých souvislostech a z pohledu několika vědních disciplín. Jejich součástí bude i kritický katalog k výstavě, která představí možnosti nového využití věžových vodojemů. Z evidovaného množství dotčených objektů bude cca 250 objektů vybráno k podrobnějšímu zpracování.

Vstupní data evidence všech dotčených objektů vychází z dosavadního odborného zpracování problematiky. Data a podklady pro zpracování vybraných objektů i realizaci výstupů projektu naopak budou již získávána souborným primárním výzkumem, který provádí interdisciplinární tým projektu. Ten zahrnuje jak podrobný archivní výzkum, včetně dalších nearchivních zdrojů, tak výzkumy přímo v terénu. Při nich využíváme metod stavebně-historického průzkumu. U úzké skupiny objektů pak bude proveden i podrobný stavebně-technický průzkum.

Projekt by tak měl přinést zcela nové zpracování problematiky věžových vodojemů u nás. Originalita výzkumu tkví nejen v důsledném vymezení objektu zájmu, ale především v inovativním přístupu kombinace více výzkumných metod zpracovávaných badatelským týmem napříč více vědními obory.

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci řešení projektu Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití (Program na podporu aplikovaného výzkumu a vývoje NAKI II, Ministerstvo kultury ČR, kód DG18P02OVV010).

Posted by & filed under Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

V článku je doplněna chybějící tabulka 6.

 

Souhrn

Tento článek si klade za cíl seznámit odbornou veřejnost se souhrnnými výsledky hodnocení ekologického a chemického stavu, resp. potenciálu útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ a kategorie „jezero“ za období let 2013–2015 v České republice, které byly v roce 2017 realizovány Výzkumným ústavem vodohospodářským T. G. Masaryka, v. v. i. (dále VÚV TGM). Současně jsou zmíněny postupy a metody využité k realizaci hodnocení stavu vod. V závěru článku jsou uvedena konkrétní doporučení, jejichž zajištění umožní v maximální možné míře optimalizovat následné hodnocení stavu povrchových vod, které proběhne v roce 2019, přičemž právě toto hodnocení stavu povrchových vod bude jedním ze zásadních podkladů pro aktualizaci všech úrovní plánů povodí. Všechna prezentovaná agregovaná data vznikla zpracováním primárních dat z monitoringu povrchových vod, která na základě smluvních vztahů poskytly v roce 2017 jednotlivé státní podniky Povodí. Data o vybraných prioritních a prioritních nebezpečných látkách v biotě využitá pro hodnocení chemického stavu útvarů povrchových vod byla poskytnuta z monitoringu pevných matric, který zajišťuje Český hydrometeorologický ústav (dále jen ČHMÚ). Vzhledem k rozsahu a povaze problematiky není cílem tohoto článku podrobnější analýza souvislostí, příčin a faktorů ovlivňující výsledky předkládaného hodnocení stavu útvarů povrchových vod jako rovněž srovnání s výsledky hodnocení stavu útvarů povrchových vod v prvním a druhém plánovacím cyklu.

Úvod

Obecně hodnocení stavu útvarů povrchových vod v podmínkách České republiky představuje podle požadavků národních právních předpisů a Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze dne 23. října 2000, kterou se stanoví rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky [1] (dále jen Rámcová směrnice), hodnocení stavu vodních útvarů v kategoriích „řeka“ a „jezero“. Současně je potřeba zmínit, že hodnocení stavu vodních útvarů je nedílnou součástí všech úrovní plánů povodí, které se zpracovávají v šestiletých cyklech v souladu s příslušnými ustanoveními zákona č. 254/2001 Sb., o vodách, ve znění pozdějších předpisů [2] (dále jen vodní zákon). Výsledky hodnocení jsou následně zásadním podkladem pro návrh programu opatření na zlepšení stavu vod a dalších aktivit v oblasti výkonu vodohospodářských činností na úrovni České republiky i dílčích povodí.

Podle § 4 vyhlášky č. 98/2011 Sb., o způsobu hodnocení stavu útvarů povrchových vod, způsobu hodnocení ekologického potenciálu silně ovlivněných a umělých útvarů povrchových vod a náležitostech programů zjišťování a hodnocení stavu povrchových vod, ve znění pozdějších předpisů [3], má být stav útvarů povrchových vod vyhodnocen jednou za tři roky. V rámci procesu zpracování druhých plánů povodí bylo na národní úrovni dohodnuto, že obdobím pro hodnocení stavu vod v České republice pro tyto plány bylo období 2010–2012.

Metodické postupy použité pro řešení

Předkládané hodnocení stavu povrchových vod za období 2013–2015 bylo realizováno podle schválených metodických postupů pro 2. plánovací cyklus v oblasti vod a vzhledem k cílům použitým při hodnocení stavu povrchových vod pro 2. plánovací cyklus.

Pro samotné řešení hodnocení stavu byly použity certifikované metodické postupy a certifikované metodiky schválené Odborem ochrany vod MŽP, které jsou dostupné na www.mzp.cz/cz/metodiky_hodnoceni_stavu_vod. Tyto postupy plně respektují požadavky Rámcové směrnice [1] a souvisejících dokumentů (ostatní směrnice Evropské unie např. [4–6] a příslušné Guidance dokumenty), současně tyto postupy rovněž respektují požadavky národních právních předpisů a dalších relevantních dokumentů [2, 3, 7]. Součástí hodnocení stavu povrchových vod bylo i doplnění potřebných informací k reprezentativním profilům z hlediska potřeb jednotlivých metodických postupů hodnocení biologických složek ekologického stavu.

Podle ustanovení vodního zákona [2] se stavem povrchových vod (celkový stav) rozumí obecné vyjádření stavu útvaru povrchové vody určené ekologickým nebo chemickým stavem podle toho, který je horší. Při systému vyhodnocení stavu povrchových vod byl v souladu s požadavky relevantních legislativních předpisů na úrovni České republiky i Evropské unie vždy dodržen princip „one out – all out“. Platí tedy, že pro výsledné hodnocení je vždy určující nejhorší z výsledků vyhodnocení relevantních dílčích složek, což je v konečném důsledku klíčové pro výslednou klasifikaci stavu konkrétního útvaru povrchových vod.

Systém hodnocení chemického a ekologického stavu/potenciálu povrchových vod v České republice se dělí do dvou samostatných celků – systém hodnocení ekologického stavu/potenciálu a systém hodnocení chemického stavu útvarů povrchových vod. Každá z těchto částí má své specifické přístupy a podmínky hodnocení a stejně tak i rozsah hodnocených parametrů a matric, požadavky na četnost sledování, kvalitu dat atd.

Vyhodnocení chemického i ekologického stavu/potenciálu bylo realizováno na základě reálně naměřených dat v reprezentativních profilech útvarů povrchových vod, kde probíhal v daném období situační nebo provozní monitoring. Každý útvar nebo skupina útvarů má v podmínkách České republiky určeno právě jeden reprezentativní profil, v několika případech je jedním reprezentativním profilem hodnoceno dva nebo více útvarů povrchových vod kategorie „řeka“. Výsledné hodnocení chemického a ekologického stavu/potenciálu bylo vztaženo na celý vodní útvar, v němž se reprezentativní profil nachází. Pokud v reprezentativním profilu neproběhl v hodnoceném období odpovídající monitoring, nebyl příslušný stav vodního útvaru klasifikován.

Tabulka 1. Kategorie útvarů povrchových vod
Table 1. Surface water bodies – categories
Tabulka 2. Celkový stav útvarů kategorie „řeka“ a „jezero“
Table 2. Overall status of surface water bodies in categories “river” and “lake”

Pro hodnocení jednotlivých biologických složek ekologického stavu/potenciálu útvarů povrchových vod – kategorie „řeka“ – byla vyhodnocena dostupná data z reprezentativních profilů s využitím funkčních možností nástroje informačního systému ARROW, který provozuje ČHMÚ (dále jen IS ARROW). Hodnocení chemických a fyzikálně-chemických parametrů v rámci klasifikace chemického stavu a ekologického stavu/potenciálu útvarů povrchových vod bylo realizováno prostřednictvím upravených softwarových nástrojů vyvinutých VÚV TGM [8]. Hodnocení všeobecných fyzikálně-chemických složek a biologických složek v rámci ekologického potenciálu útvarů povrchových vod kategorie „jezero“ bylo realizováno Biologickým centrem Akademie věd České republiky, v. v. i. V rámci hodnocení ekologického stavu/potenciálu útvarů povrchových vod nebyly, stejně jako v 2. plánovacím cyklu, hodnoceny hydromorfologické složky, a to především z důvodu absence monitorovaných dat a pro praktické potřeby hodnocení nedostatečné metodické podpory.

Obr. 1. Celkový stav útvarů povrchových vod za období 2013–2015 v České republice
Fig. 1. Overall status of the surface water bodies for the 2013–2015 period in the Czech Republic

Pro realizaci hodnocení stavu povrchových vod byla poskytnuta data z Programu monitoringu povrchových vod státních podniků Povodí za období 2013–2015, včetně přiřazení reprezentativních profilů monitoringu k příslušným vodním útvarům povrchových vod v jednotném formátu a struktuře vhodném pro hromadné zpracování dat.

V rámci hodnocení chemického stavu a ekologického stavu/potenciálu útvarů povrchových vod (kategorie „řeka“ i „jezero“), viz tabulka 1, byly použity oficiální platné metodické postupy [9–20].

Výsledky

Přehled výsledků hodnocení stavu útvarů povrchových vod je dále uveden v tabulkové a grafické formě v agregované podobě za území České republiky.

Celkový stav útvarů povrchových vod

Následující tabulka 2 uvádí přehled vyhodnocení celkového stavu útvarů kategorie „řeka“ a „jezero“ včetně procentuálního zastoupení v dané kategorii hodnocení.

Vyhodnocení celkového stavu útvarů povrchových vod v rámci České republiky je mapově znázorněno na obr. 1.

Z výše uvedených výsledků vyplývá, že více než 90 % útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ byla v hodnoceném období 2013–2015 v nevyhovujícím celkovém stavu. Podobně je tomu i u celkového stavu útvarů kategorie „jezero“, kde je do nevyhovujícího stavu zařazeno více než 81 % útvarů.

Ekologický stav/potenciál útvarů povrchových vod

V následující tabulce 3 je uveden přehled agregovaných výsledků hodnocení ekologického stavu/potenciálu útvarů kategorie „řeka“ a „jezero“ v jednotlivých klasifikačních třídách.

 

Obr. 2. Ekologický stav/potenciál útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ podle hodnocení jednotlivých složek a jednotlivých všeobecných fyzikálně-chemických složek
Fig. 2. Ecological status/potential of the surface water bodies in categories “river” and “lake” according to individual elements and individual physico-chemical elements

 

Obr. 3. Ekologický potenciál útvarů povrchových vod kategorie „jezero“ podle hodnocení složek a jednotlivých všeobecných fyzikálně-chemických složek
Fig. 3. Ecological potential of the surface water bodies in category “lake” according to the assessment of the elements and individual physico-chemical elements

 

Obr. 4. Ekologický stav a ekologický potenciál útvarů povrchových vod za období
2013–2015 v České republice
Fig. 4. Ecological status/potential of the surface water bodies in the Czech Republic for the period 2013–2015

Graficky je hodnocení ekologického stavu/potenciálu útvarů kategorie „řeka“ s rozdělením na jednotlivé hodnocené složky uvedeno na obr. 2.

Tabulka 3. Ekologický stav/potenciál útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ a „jezero“
Table 3. Ecological status/potential of the surface water bodies in categories “river” and “lake”

Z výše uvedených výsledků vyplývá, že klíčovými parametry nebo složkami, které jsou určující pro zařazení tvarů kategorie „řeka“ do středního a horšího stavu jsou makrozoobentos a fytobentos a ze všeobecných fyzikálně-chemických složek jsou to celkový fosfor, dusičnanový a amoniakální dusík. Pro specifické znečišťující látky je podrobnější hodnocení uvedeno v následující tabulce 4, kde je přehled vybraných specifických znečišťujících látek, u nichž došlo k překročení normy environmentální kvality (dále jen NEK) u více než 1 % všech útvarů povrchových vod kategorie „řeka“.

Z výše uvedených výsledků vyplývá, že nejvyšší procento překročení NEK u útvarů kategorie „řeka“ bylo zaznamenáno v případě specifických znečišťujících látek u parametrů – AOX, metabolity alachloru, bisfenol A, fenantren a malathion.

Tabulka 4. Vybrané specifické znečišťující látky, které překračují NEK u více než 1 % útvarů povrchových vod kategorie „řeka“
Table 4. Selected river basin specific pollutants exceeding EQS of more than 1 % of the surface water bodies in category “river”

Ekologický potenciál útvarů povrchových vod kategorie „jezero“ je uveden v grafickém znázornění pro jednotlivé složky hodnocení na obr. 3.

Z výše uvedeného grafického znázornění vyplývá, že určujícími složkami pro zařazení útvarů povrchových vod kategorie „jezero“ do středního a horšího potenciálu byl fytoplankton, všeobecné fyzikálně-chemické složky – celkový fosfor a průhlednost a některé specifické znečišťující látky.

Přehled souhrnného hodnocení ekologického stavu/potenciálu útvarů povrchových vod za období 2013–2015 v České republice je v mapové podobě uveden na obr. 4.

Souhrnně lze konstatovat, že ekologický stav/potenciál útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ dosahoval středního a horšího stavu/potenciálu u více než 86 % útvarů a pro kategorii „jezero“ byl střední a horší potenciál zaznamenán u více než 76 % útvarů.

Chemický stav útvarů povrchových vod

V následující tabulce 5 je uveden přehled výsledků hodnocení chemického stavu útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ a „jezero“ za období 2013–2015. Dále na obr. 5 je znázorněno graficky procentuální hodnocení chemického stavu útvarů povrchových vod pro obě kategorie.

Obr. 5. Chemický stav útvarů povrchových vod kategorie „řeka“/„jezero“
Fig. 5. Chemical status of the surface water bodies in categories “river” and “lake”

V následující tabulce 6 jsou uvedeny prioritní a prioritní nebezpečné látky, u nichž v hodnoceném období 2013–2015 došlo k překročení NEK u více než 1 % útvarů kategorie „řeka“.

Z výše uvedené tabulky vyplývá, že nejproblematičtějšími parametry v rámci hodnocení chemického stavu útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ byly v hodnoceném období 2013–2015 ukazatele ze skupiny polycyklických aromatických uhlovodíků – fluoranthen, benzo(a)pyren, benzo(ghi)perylen, benzo(b)fluoranthen a benzo(k)fluoranthen.

Tabulka 5. Chemický stav útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ a „jezero“
Table 5. Chemical status of the surface water bodies in categories “river“ and “lake“

Přehled hodnocení chemického stavu útvarů povrchových vod v České republice je mapově znázorněn na obr. 6.

Obr. 6. Chemický stav útvarů povrchových vod za období 2013–2015 v České republice
Fig. 6. Chemical status of the surface water bodies for the period 2013–2015 in the Czech Republic

V hodnoceném období 2013–2015 lze konstatovat, že 64 % útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ bylo v dobrém chemickém stavu a 36 % vykazovalo nedosažení dobrého stavu. V případě útvarů povrchových vod kategorie „jezero“ bylo v dobrém chemickém stavu 71 % a naopak 15 % nedosahovalo dobrého chemického stavu. V této souvislosti je však rovněž nutné zmínit, že důležitou úlohu v tomto hodnocení sehrává vlastní monitoring povrchových vod, který v případě parametrů pro hodnocení chemického stavu pokrýval celkově jen cca 70 % reprezentativních profilů útvarů povrchových vod. Současně byl i rozsah sledovaných prioritních a prioritních nebezpečných látek v rámci České republiky velmi variabilní.

Tabulka 6. Vybrané prioritní a prioritní nebezpečné látky, které překračují NEK u více než 1 % útvarů povrchových vod kategorie „řeka“
Table 6.  Selected priority and priority dangerous substances exceeding EQS in more than 1 % surface water bodies in category „river“

Doporučení pro optimalizaci procesu hodnocení stavu povrchových vod

Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., na základě zkušeností ze zpracování hodnocení stavu útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ a „jezero“ za období 2010–2012 a 2013–2015 navrhl ve spolupráci s ČHMÚ níže uvedená doporučení. Tato doporučení si kladou za cíl zefektivnit realizaci hodnocení stavu povrchových vod na národní úrovni za období 2016–2018 pro 3. plány povodí a umožnit jeho zpracování v optimálním časovém horizontu, který bude minimalizovat možné zpoždění vzhledem k požadavkům časového plánu a programu prací pro jejich přípravu a zpracování.

Seznam reprezentativních profilů pro hodnocení stavu povrchových vod

Před samotnou realizací hodnocení stavu povrchových vod pro 3. plány povodí je potřeba v dostatečném předstihu mít k dispozici finální seznam reprezentativních profilů pro hodnocení stavu útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ a „jezero“, přičemž lze v obou případech jako základ využít seznamy uvedené v Rámcovém programu monitoringu. V případě vodních útvarů kategorie „řeka“ je nutné i doplnění typologických a abiotických charakteristik, jako jsou geologie, úmoří, řád toku, nadmořská výška reprezentativního profilu, sklonitost, délka toku od pramene, apod. Současně je rovněž nutné k definovaným profilům mít jejich jednoznačnou identifikaci. Za součást identifikace lze považovat nejen ID ale i název profilu, název vodního toku a souřadnice, pokud možno v souřadnicovém systému S-JTSK. Kvůli jednoznačnému určení výše uvedených typologických a abiotických charakteristik by bylo vhodné rovněž k těmto údajům přidat ID vodního toku podle Centrální evidence vodních toků jakožto oficiální databáze (alternativně podle Digitální báze vodohospodářských dat) a zejména číslo hydrologického pořadí podle oficiální datové vrstvy ČHMÚ, která je státním podnikům Povodí dostupná. Je nutné dále odstranit určité technické problémy, pokud jde o „jedinečné“ ID profilů, a to zejména vzhledem k tomu, že v současnosti neexistuje jednoznačná identifikace v rámci celé České republiky. Aby se identifikátory nemohly mezi jednotlivými státními podniky Povodí překrývat, předřazuje VÚV TGM před ID i kód státního podniku Povodí (přičemž se předpokládá, že ID profilu je v jejich databázích jedinečné). Zcela nepřípustné by mělo být nadále používání identifikátorů zrušených profilů pro profily nové, obzvláště pokud jsou lokalizovány ve zcela jiném vodním útvaru. Uvedené identifikační údaje by měly být v databázích státních podniků Povodí a IS ARROW vždy shodné. Jako velmi přínosné se jeví dohodnout způsob celostátně jednoznačné a všemi zainteresovanými subjekty používané identifikace profilů.

Je nutné vyřešit i problematiku jednotných ID u profilů ve vodních útvarech kategorie „jezero“, kde část parametrů je stanovována z integrálního vzorku z hloubky 3–4 m a část parametrů ze zonálních měření sondou. Pro hodnocení stavu vodních útvarů kategorie „jezero“ je vhodné používat jedno ID pro hodnocený profil podobně jako u útvarů povrchových vod kategorie „řeka“.

Rovněž je důležité do IS ARROW k reprezentativním profilům zavést informaci o příslušných vodních útvarech (ID + název), které daný profil hodnotí. Současně před samotným hodnocením by bylo vhodné mít přehled o rozsahu monitorovaných biologických složek v reprezentativních profilech v daném hodnoceném období.

Aktualizace metodických postupů hodnocení stavu povrchových vod

Před realizací hodnocení stavu povrchových vod pro 3. plány povodí je nutné mít metodicky dořešen přístup k hodnocení stavu v nemonitorovaných útvarech povrchových vod, a to v obou částech hodnocení – chemický stav i ekologický stav, resp. potenciál.

Podle požadavků Evropské komise zřejmě dojde ke změnám v postupu hodnocení ekologického potenciálu silně ovlivněných vodních útvarů (tj. i u „jezer“, které nyní probíhá mimo IS ARROW) – je otázka, jestli bude hodnocení součástí modulu biologického hodnocení. Revizí by měla rovněž projít i metodika na hodnocení ichtyofauny pro útvary kategorie „řeka“. Pokud k určitým změnám hodnocení biologických složek dojde, je pak nezbytné zajištění dodatečného naprogramování nových algoritmů do IS ARROW s náležitou odbornou garancí těchto postupů.

Je potřebné rovněž rozpracovat detaily plánovaného zahrnutí hodnocení hydromorfologie tekoucích i stojatých vod do hodnocení stavu.

Kontrola exportu dat z laboratoří státních podniků Povodí do IS ARROW

Před hodnocením stavu je účelné provést kontrolu kompletnosti dat a verifikaci datového souboru, který půjde do samotného výpočtu. To lze provádět již v průběhu tříletí průběžně, ale je nutné mít definitivní a kompletní datový soubor pro hodnocení stavu pro minimalizaci vzniku nadbytečných verzí výstupů hodnocení stavu. V této souvislosti navrhujeme zavést pravidelnou zpětnou vazbu mezi laboratořemi státních podniků Povodí a ČHMÚ, jako správce databáze, která by ověřila požadovanou kompletnost exportovaných souborů. Kontrola by měla probíhat na úrovni zaslaných dat ze státních podniků Povodí na ČHMÚ po jejich vložení do IS ARROW. Doporučujeme, aby státní podniky Povodí měly zpětnou informaci s přehledem vložených vzorků a základní statistiku za každou dávku dat, kterou odešlou. Tyto vzorky by měly zkontrolovat a odsouhlasit, že jsou kompletní. S ohledem na výše uvedené by bylo dále vhodné zajistit, aby následný export dat z IS ARROW ke zpracovateli hodnocení stavu povrchových vod byl součástí samotného programu, což se týká především podkladových dat pro hodnocení prioritních a specifických znečišťujících látek, aby se minimalizovalo riziko neúplného exportu. V této souvislosti se nám zdá přínosné označit již přímo v IS ARROW relevantní látky pro hodnocení stavu.

Jinak platí, že veškerá data by i nadále měla jít cestou přes IS ARROW, aby se zamezilo poskytování dat v různých formátech a struktuře. Pokud by z nějakého důvodu nebylo možné zajistit kompletní data v IS ARROW, bylo by alternativou posílat data v jednotném povinném formátu XML a struktuře pro zasílání dat do IS ARROW přímo zpracovateli hodnocení.

Rovněž bude nutné zahrnout údaje z odběrového protokolu biologických složek do IS ARROW, zejména z důvodů jejich potřeby při výpočtu jednotlivých metrik pro vyhodnocení stavu.

Kontrola správnosti výpočetních algoritmů pro hodnocení biologických složek v IS ARROW

Je potřeba definovat přesné odpovědnosti jednotlivých institucí s ohledem na zajištění aktuálních a správných postupů a algoritmů použitých pro výpočet jednotlivých metrik pro všechny biologické složky. Vzhledem k dosavadním zkušenostem je nutné v pravidelných intervalech kontrolovat aktuálnost a správnost výpočetních postupů a jejich použitelnost na modelových testovacích vzorcích dat z monitoringu. Tím je myšleno mít kontinuálně zajištěnu odbornou garanci vývoje systému hodnocení stavu povrchových vod. Bez expertní znalosti algoritmů není možné dále hodnocení rozvíjet, resp. aktualizovat podle potřeb. Doporučujeme, aby odborným garantem tohoto vývoje byl VÚV TGM, který disponuje odbornými kapacitami a může tuto garanci vývoje a kontinuální kontroly dlouhodobě zajišťovat.

Kromě kontroly úplnosti dat je třeba také před samotnými výpočty provést i kontrolu správnosti dat, alespoň namátkově. Došlo například k případům, že v rámci IS ARROW chyběly některé monitoringem zjištěné taxony, protože jejich seznam byl poslán v kódování podle nového taxalistu, ačkoli se předpokládalo, že vše bude kódováno podle taxalistu starého, platného pro data do roku 2015.

Pro zpracování hodnocení pro 3. plány povodí je rovněž potřeba implementovat do IS ARROW navržené výpočetní postupy jednotlivých metrik pro hodnocení ekologického potenciálu biologických složek pro vodní útvary kategorie „jezero“ (fytoplankton, makrofyta a ryby). V současné době je hodnocení ekologického potenciálu této kategorie útvarů povrchových vod zajišťováno externě Biologickým centrem Akademie věd České republiky, v. v. i., mimo IS ARROW.

Závěr

Ze získaných výsledků hodnocení stavu útvarů povrchových vod v České republice za období 2013–2015 při aplikaci principu „one out – all out“ vyplývá, že v nevyhovujícím stavu je asi 91 % útvarů kategorie „řeka“ a 82 % útvarů kategorie „jezero“. Pro většinu útvarů povrchových vod s nevyhovujícím stavem platí, že pro tento stav jsou určující výsledky hodnocení ekologického stavu/potenciálu. Určujícími složkami pro výsledky hodnocení ekologického stavu/potenciálu byly biologické složky – makrozoobentos a fytobentos, všeobecné fyzikálně-chemické složky ekologického stavu/potenciálu – celkový fosfor a formy dusíku a ze specifických znečišťujících látek parametry – AOX, metabolity alachloru a metolachloru, bisfenol A a fenanthren. V rámci hodnocení chemického stavu útvarů povrchových vod je hlavní příčinou nedosažení dobrého stavu koncentrace prioritních a prioritních nebezpečných látek ze skupiny polycyklických aromatických uhlovodíků. V této souvislosti je nutné rovněž upozornit na velmi nízké cílové limitní koncentrace – NEK právě pro tyto parametry [5].

Hodnocení stavu útvarů povrchových vod bylo realizováno na základě naměřených výsledků monitorovacích programů v reprezentativních profilech (přímé hodnocení stavu) – každý útvar nebo skupina útvarů má v podmínkách České republiky určen právě jeden reprezentativní profil, v několika případech je jedním reprezentativním profilem hodnoceno dva nebo více útvarů povrchových vod kategorie „řeka“. Konkrétní podoba výstupů hodnocení chemického a ekologického stavu/potenciálu útvarů povrchových vod vycházela z potřeb jednotlivých státních podniků Povodí. Výsledky řešení je možné případně použít i pro plnění reportingové povinnosti České republiky vůči Evropské unii.

Poděkování

Závěrem bychom velice rádi poděkovali jednotlivým státním podnikům Povodí za poskytnutá data a souhlas se zveřejněním výše uvedených souhrnných výsledků hodnocení stavu povrchových vod za období 2013–2015. Rovněž si dovolujeme poděkovat odborným pracovníkům oddělení jakosti vod ČHMÚ v Praze a Brně za součinnost a ochotu spolupracovat při zpracování těchto výsledků.

Posted by & filed under Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Informační a komunikační technologie jsou v současné době jedním z rozhodujících faktorů ovlivňujících ekonomický a společenský vývoj. Obdobný vývoj a trendy ve vazbě na informační a komunikační technologie lze zaznamenat i v oboru vodního hospodářství. Pro získání relevantních výsledků v oblasti říční hydrauliky, stanovení kapacit vodních toků a nádrží, sledování množství a dynamiky sedimentů jsou rozhodující vstupní data. Příspěvek prezentuje souhrn výsledků a zkušeností z prováděných batymetrických měření na vodárenské nádrži (VN) Nýrsko na Úhlavě. V rámci pilotní monitorovací kampaně byla získána data o morfologii dna vodní nádrže pomocí sofistikovaného přístrojového vybavení na bázi echo sounderu RiverSurveyor M9EcoMapper AUV (z angl. Autonomous Underwater Vehicle). V příspěvku je uvedena příprava a postup terénního měření, popis následného postprocesingu získaných datových sad, vzájemné srovnávací analýzy, včetně porovnání s datovými sadami pořízenými pomocí ultrazvukové měřicí aparatury firmy Meridata ty MD500 osazené na měřicím člunu Joska, který je provozován Povodím Vltavy, s. p.

Úvod

Procesy eroze na zemědělské půdě a s tím spojená sedimentace ve vodních nádržích jsou aktuálně jedním z největších globálních vodohospodářských problémů [1–4]. Po celém světě mají procesy eroze, transportu půdních částic a sedimentace významný dopad na environmentální, ekonomickou i sociální sféru. Více než padesát procent původní zásobní kapacity světových nádrží bude pravděpodobně ztraceno v průběhu následujících třiceti let kvůli sedimentaci [5].

Zanášení vodních toků a nádrží produkty eroze způsobuje především zmenšení průtočnosti koryt vodních toků, akumulačních prostorů vodních nádrží a ovlivňuje jejich hydraulickou funkci, kdy se zkracuje doba zdržení, zvyšuje se rychlost průtoku nádrží a snižuje se zabezpečenost odběru vody. Obecně tím dochází ke snížení objemu zadržené vody v území, což přináší dopady i na jakostní ukazatele vody. Při nižším objemu vody v nádržích dochází k rychlejšímu zvyšování teploty, což v kombinaci s uvolňujícími se živinami ze sedimentů významně podporuje eutrofizační procesy. Transport sedimentů do nádrže a rychlost sedimentace závisí na mnoha faktorech. Jsou jimi množství a distribuce srážek, rozmístění a typ vegetačního pokryvu, velikost povodí, geologické a geomorfologické poměry ve sběrné oblasti i míra antropogenních zásahů do krajiny [6, 7].

Pro detailní geomorfologické analýzy povodí jsou rozhodující kvalitní vstupní data. Metodou leteckého laserového skenování (LLS) je možné získávat velké množství bodových dat s georeferenčními informacemi (X, Y, H) ve velmi krátkém časovém intervalu. Ve spojení s poměrně vysokým stupněm automatizace jejich zpracování při vytváření digitálního modelu terénu a povrchu představuje jednu z nejefektivnějších metod pro získávání relevantních prostorových dat. V roce 2013 bylo dokončeno nové výškopisné mapování metodou leteckého laserového skenování území České republiky (ČR), které poskytlo nové výškopisné produkty Digitální model reliéfu 4. generace (DMR 4G), Digitální model reliéfu 5. generace (DMR 5G) a Digitální model povrchu 1. generace (DMP 1G) [8, 9]. Otázkou přesto zůstává, co se nachází pod vodní hladinou, jaké jsou zásobní (retenční) kapacity vodních toků, vodních nádrží. Kolik máme sedimentů ve vodních tocích či vodních nádržích, jaká je jejich dynamika. Na tyto otázky hledá odpovědi vědní obor batymetrie.

Na počátku batymetrických měření hloubek byla používána olovnice. Dnes je jednou z nejmodernějších a nejpoužívanějších metod pro získání informace o morfologii dna vodních nádrží technologie sonaru (SOund Navigation And Ranging) v kombinaci s metodou určení polohy GNSS-RTK (Global Navigation Satellite System – Real Time Kinematic). Na VN Nýrsko byla touto technologií v roce 2017 provedena testovací měřicí kampaň za účelem získání poznatků o morfologii dna. Pro zaměření vodárenské nádrže Nýrsko byla mimo jiné využita měřicí aparatura EcoMapper, která byla na území ČR testována poprvé. Pro doměření v blízkosti břehové linie a v oblasti sedimentačního kuželu zde byly využity dvě měřící aparatury RiverSurveyor M9, které byly neseny na míru sestrojeným trimaranem na dálkové ovládání a originálním plavidlem Hydroboard II.

Obr. 1. Pilotní lokalita – VN Nýrsko
Fig. 1. Pilot site Nýrsko water reservoir

AUV přístroje byly původně vyvíjeny především pro vojenské účely, v současnosti představují zařízení, která se využívají v široké škále hydrografického průzkumu. První pokusy o sestrojení AUV přístroje proběhly v roce 1957 na univerzitě ve Washingtonu. Pomocí prvních sestrojených AUV se zkoumala difúze, zvukový přenos a výzkum pohybu ve vodě. V průběhu 80. let minulého století se pak AUV přístroje začaly používat také na průzkumné a hydrografické účely [10].

Získáním digitálního modelu reliéfu (DMR), který bude reflektovat i požadovanou informaci o morfologii vodního dna, je možné analyzovat zásobní kapacity vodních toků a nádrží. Při využití optimálního postupu je možné kvantifikovat množství sedimentů ve vodních tocích či nádržích, sledovat jejich dynamiku, resp. identifikovat kritické body vstupu sedimentů do vodních toků a nádrží (tvorba sedimentačních kuželů) a v důsledku toho přijímat příslušná opatření, která množství deponovaných sedimentů ve vodních tocích a nádržích omezí.

Metodika sběru dat, průběhu měření a zpracování dat

Pilotní lokalita

Vodní nádrž Nýrsko se nachází na úpatí Šumavy na horním toku Úhlavy nad obcí Nýrsko, viz obr. 1 a 2. Stavba přehrady probíhala v letech 1965–1969. Hlavním účelem stavby je akumulace vody pro vodárenské účely. Vodní nádrž Nýrsko poskytuje pitnou vodu v oblasti Plzeňska, Klatovska a Domažlicka. Vzdušní líc je osázen stabilizačními dřevinami, přičemž vodní dílo dobře zapadá do okolní krajiny. Délka hráze v koruně je 320 m a výška nad terénem 36,2 m. Při levém břehu prochází hrází odpadní a komunikační štola, na jejímž začátku stojí kruhová věž sdruženého objektu, ve kterém je šachtový přeliv, dvě spodní výpusti a vodárenské odběry. Plocha povodí VN Nýrsko se rozkládá na 80,9 km2, délka vzdutí je 2,5 km, zatopená plocha činí 148 ha a objem je stanovený na 20,75 mil. m3. Nádrž se nachází v III. zóně chráněné krajinné oblasti Šumava.

Měřicí aparatura

Měřicí aparatura EcoMapper byla navržena tak, aby umožňovala rychlý sběr hloubkových dat, kvalitativních parametrů vody a detekci objektů pomocí side-scan sonaru (obr. 3). EcoMapper představuje přístroj, který je schopný samostatně se pohybovat po volné hladině nebo pod jejím povrchem v předem stanovené hloubce a vykonávat sofistikovaný záznam definovaných dat.

Obr. 2. Pilotní lokalita – VN Nýrsko, pohled jižně z tělesa hráze
Fig. 2. Pilot site Nýrsko water reservoir, a view south of the dyke body

Zařízení EcoMapper je tvořeno vysokovýkonným hardwarovým vybavením v kombinaci se sofistikovaným softwarem [11].

Z hlediska konstrukčního je EcoMapper tvořen třemi hlavními částmi. V přední sekci jsou umístěné senzory, které slouží k měření kvalitativních parametrů vody (pH, teplota, chlorofyl aj.), tlakový senzor a DVL senzor (Dopler Velocity Log), sloužící pro navigaci zařízení při misích pod vodní hladinou. Ve střední části zařízení jsou umístěny elektronické komponenty, baterie a integrovaná palubní jednotka. V zadní sekci je pak umístěný lodní šroub zajišťující pohyb zařízení a GPS anténa, která slouží pro navigaci v případě měření na hladině [11].

EcoMapper po dobu měření shromažďuje data předem stanovených parametrů v sekundových intervalech, ke kterým automaticky přidává lokalizační data. Pro měření batymetrie je možné využít tzv. bottom tracking (více-paprsčitý sonar) nebo single beam (jedno-paprsčitý sonar). Konkrétní možnosti nastavení a specifikaci hardwarových součástí detailně popisuje dokument viz [12].

Pro účely porovnání přesnosti získaných dat byla část VN Nýrsko v blízkosti hlavního přítoku (Úhlava) a v oblasti břehové linie zaměřena přístroji na bázi sonaru RiverSurveyor M9. Jedná se o zařízení, která primárně slouží pro měření průtoku na základě Dopplerova jevu – Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP). RiverSurveyor M9 však představuje robustní zařízení, které je možné využít i v případě měření batymetrie v rozsahu hloubek 0,2–80 m [13], což odpovídá hodnotám zaznamenaným při kampani na VN Nýrsko. Při instalaci této aparatury na poloautomatickém plavidle trimaran zde byla zaznamenána batymetrická data od 18 cm. Měřicí aparatura je velmi sofistikovaným zařízením kombinujícím ověřenou instrumentaci ADCP se softwarem pro osobní počítač nebo mobilní telefon. Přístrojové vybavení bylo testováno s velkou mírou přesnosti [14] a jeho kompletní specifikaci a možnosti využití popisuje dokument viz [13].

Obr. 3. Konstrukční provedení EcoMapper
Fig. 3. EcoMapper design

Pro potřeby měření na VN Nýrsko bylo první zařízení RiverSurveyor M9 připevněno na nosném plavidle, konstruovaném do podoby trimaranu, tj. nosné lodě disponující trupem lodi a dvěma stabilizačními plováky. Konstrukce trimaranu pro batymetrická měření vychází z požadavku na rychlost pořizování dat a stabilitu nosného plavidla, přičemž splňuje požadavek na poloautomatické měřicí zařízení, viz obr. 4 [15]. Druhé zařízení RiverSurveyor M9 bylo při měřicí kampani připevněno na originálním nosném plavidle Hydroboard II (obr. 5) dodávaném firmou SonTek. Toto plavidlo nedisponuje vlastním pohonem, proto je nutné jej při batymetrickém měření umístit za tažné plavidlo, v našem případě nafukovací člun s elektromotorem. Kompletní měřicí vybavení použité na lokalitě VN Nýrsko je prezentováno na obr. 6.

Příprava a průběh měření

Měřická kampaň byla provedena 2.–3. srpna v roce 2017 v příznivých meteorologických podmínkách, kdy nejvyšší teploty dosahovaly 26–30 °C a vanul mírný západní vítr o síle 3–7 m.s-1, který k večeru ustával. Vzhledem k vodárenským účelům nádrže bylo nutné před samotnou měřickou kampaní žádat o povolení vstupu na území VN Nýrsko na vodoprávním úřadu Klatovy. Po specifikaci účelu, délky pobytu a využití získaných poznatků bylo žádosti bez větších obtíží vyhověno a vlastní hydrografický výzkum mohl proběhnout.

Sběr dat pomocí přístrojového vybavení EcoMapper funguje na principu sledování předem připravené trasy tzv. mise, která je vytvářená v softwarovém prostředí VectorMap. Plánování mise zahrnuje nastavení navigačních bodů, jejich vzájemné vzdálenosti, hloubku ponoru, rychlost měření, nastavení konkrétních kvalitativních parametrů a bezpečnostních opatření. Po spuštění mise EcoMapper pracuje nezávisle na uživateli a pro navigaci využívá integrovaný systém GPS s korekcemi EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service). V průběhu jednotlivých misí EcoMapper sleduje trasu podle předem naprogramovaných bodů (waypointů). Po dokončení své mise EcoMapper využívá pro komunikaci vzdálené připojení plochy, které slouží na odesílání zaznamenaných dat přes bezdrátové Wi-Fi připojení a bezpečné ukončení mise [17].

Obr. 4. Konstrukční provedení plavidla trimaran
Fig. 4. Trimaran design

Sběr dat na VN Nýrsko s využitím EcoMapper byl proveden celkem ve třech misích. Vzhledem k měření na vodárenské nádrži, kde by se osoby bez povolení neměly pohybovat, a ke klidným povětrnostním podmínkám byla zvolena varianta trasování na hladině. Data byla získána křižováním nádrže, jak je znázorněno na obr. 7. Celkem bylo zaměřeno 37 677 bodů, přičemž minimální zaměřená hloubka byla 0,43 m a naopak maximální 28,83 m. Předem plánovaná trasa a rychlost plavidla byla volena s ohledem na celkovou kapacitu akumulátoru tak, aby EcoMapper vždy bezpečně dorazil na předem určený cílový bod. Sběr dat prostřednictvím EcoMapper je prezentován na obr. 8.

Měřicí kampaň zařízeními RiverSurveyor M9, která byla připevněna na trimaranu a Hydroboardu II, byla použita pro mapování především příbřežních zón u přítoku do nádrže. Pro daný účel (měření batymetrie v mělkých vodách) disponuje vhodnými vlastnostmi především trimaran, kdy je možné pořizovat batymetrická data již od hloubek cca 20 cm. Plavidlo disponuje vhodnou konstrukcí a splňuje vysoké manévrovací požadavky při mapování již zmíněných příbřežních zón. K vedení trimaranu slouží standardní dálkové ovládání, jehož hlavní předností je proporcionální řízení, což znamená, že je možné přidávat rychlost plynule nebo zvolit konstantní rychlost. Způsob ukotvení a vedení RiverSurveyoru M9 je vhodný na menší vodní plochy. V průběhu měřicí kampaně bylo pořízeno celkem 19 602 bodů. Data byla získána křižováním oblasti hlavního přítoku, přičemž vybraná ukázka pořízených dat je znázorněna na obr. 9.

Obr. 5. Konstrukční provedení plavidla Hydroboard II [16]
Fig. 5. Hydroboard II design [16]

Pro srovnávací analýzu bylo využito rovněž batymetrických dat Povodí Vltavy, s. p., která byla v roce 2010 pořízena měřícím člunem Joska – pořízeno bylo 516 811 bodů, přičemž trajektorie pořízených transektů je prezentována na obr. 10. Člun Joska je laminátový kajutový člun Quicksilver typ 650 obr. 11. Na měřenou lokalitu je dopravován na podvozku za terénním autem. Ultrazvuková měřicí aparatura firmy Meridata ty MD500 pořizuje data v souřadnicích X, Y, H, která jsou transformována do systému S-JTSK. Možnosti nasazení jsou na přehradních nádržích, rybnících a vodních tocích, kde jsou splněny podmínky pro umístění na vodní plochu, podmínky dostatečného manipulačního prostoru či nutného ponoru. Technologie umožňuje měření hloubky sedimentů, klasické měření hloubek i vyhledávání případných překážek. Minimální hloubka měření je vzhledem k ponoru člunu stanovena na 1 m, ta maximální je uváděna až do 200 m pod hladinou [18].

Obr. 6. Použité batymetrické vybavení při zaměřovací kampani na VN Nýrsko
Fig. 6. Used equipment for bathymetric surveying campaign on Nýrsko water reservoir

Výsledky

Zpracování a vyhodnocení získaných dat proběhlo pomocí nástrojů geoinformačního systému ArcGIS od firmy ESRI. Prvním krokem bylo stažení dat z jednotlivých datových úložišť používaných přístrojů pomocí připojení vzdálené plochy (Windows®) ve formátu ASCII, v souřadnicovém systému WGS 84 (World Geodetic System 1984). Dále byla data transformována do souřadnicového systému S-JTSK. Pro získání DMR dna nádrže a blízkého okolí se nabízí celá řada interpolačních metod (IDW, TIN, Topoto Raster aj.). Na základě poznatků z předešlé případové studie zaměřené na batymetrické mapování [19] pak byla vybrána geostatistická metoda kriging, která při porovnání s výše uvedenými metodami dosahovala nejlepších výsledků.

Jako první byla provedena změna velikosti gridu získaných dat do buněk o velikosti hrany 5 m. Z naměřených hodnot, které se protínaly s jednotlivými buňkami rastru, byla vypočítána průměrná hodnota buňky vstupující do interpolace. Takto připravená batymetrická data byla přepočítána na nadmořské výšky odečtením od aktuální kóty hladiny (519,5 m n. m.). Připravená batymetrická data byla spojena s výškovými údaji DMR 4G okolního terénu (buffer 500 m), pro účely lepšího zasazení do terénu a zpřesnění průběhu interpolace. Data DMR 4G byla využita na úkor přesnějších dat DMR 5G z důvodu nižších nákladů na pořízení a doplňující role těchto dat pro předkládanou případovou studii. Posledním krokem přípravy dat bylo odstranění batymetrických dat, která se vlivem změny velikosti gridu vyskytovala mimo zájmové území. Stejně tak byly odstraněny body z DMR 4G, které naopak do zájmového území zasahovaly.

Obr. 7. Trasování na VN Nýrsko – EcoMapper
Fig. 7. Tracking on Nýrsko water reservoir – EcoMapper

Analogicky jako pro data pořízená měřicí aparaturou EcoMapper, resp. RiverSurveyor M9, bylo postupováno i pro data poskytnutá od Povodí Vltavy, s. p. Takto získané DMR byly porovnávány mezi sebou, viz obr. 12 a 13, kde je prezentováno porovnání výsledné morfologie dna Joska vs. EcoMapper.

Obr. 8. EcoMapper při batymetrické misi v blízkosti sdruženého objektu
Fig. 8. EcoMapper on a bathymetric mission near a clustered object

Získané výsledky dokládají shodu jednotlivých měřických přístupů (A) v případě pravidelné morfologie dna (pravidelné členitosti) vodní nádrže. V případě proměnlivosti morfologie dna (B) je zřejmé, že v případě EcoMapperu nejsou podchycena tato specifika, což vychází z hustoty pořizovaných dat v rámci měřicí kampaně – viz srovnání obr. 79, resp. počtu pořízených bodů vstupujících do přípravy finálních DMR (EcoMapper 37 677, Joska 516 811). Obdobné poznatky byly získány i v případě porovnání výsledků z EcoMapperu, RiverSurveyoru a Josky, které jsou dokumentovány na obr. 13. Dílčí analýza byla provedena na vybraném příčném profilu u ústí vodního toku Úhlavy do VN Nýrsko. V dané lokalitě byla provedena detailní kampaň RiverSurveyorem M9, což dokládá i identifikace původního koryta vodního toku Úhlavy. Původní koryto řeky Úhlavy bylo také velmi dobře zachyceno při měřicí kampani, kterou provedlo Povodí Vltavy, s. p. Samotný širší záběr však opět dokládá vysokou shodu pořízených dat v rámci jednotlivých měřických zařízení.

Obr. 9. Trasování na VN Nýrsko – RiverSurveyor M9
Fig. 9. Tracking on Nýrsko water reservoir – RiverSurveyor M9

Diskuse

Bodová data zpravidla obsahují chyby, které ovlivňují výsledný model reliéfu dna vodní nádrže a navazující analýzy. Chyby mohou vznikat v různých fázích sběru i zpracování dat [20]. Jedna z nejzávažnějších chyb vyhodnocení batymetrických dat v morfologicky členitých vodních nádržích vzniká nedostatečnou hustotou měřených vzorků. Výsledný model reliéfu tak může být v těchto místech více ovlivněn interpolací než v místech, kde jsou data v husté síti. Naopak v malých vodních nádržích s miskovitým profilem není prioritou vysoká hustota odebraných vzorků, ale podrobně zaměřené předpokládané zlomové linie mezi břehy a dnem nádrže.

Obr. 10. Trasování na VN Nýrsko – Joska
Fig. 10. Tracking on Nýrsko water reservoir – Joska

Přestože velkou roli v přípravě DMR hraje zvolený postup zpracování dat a vybraná interpolační metoda, není možné u morfologicky členitých nádrží jakoukoliv metodou nahradit nedostatečně „hustou“ datovou sadu. Z toho vyplývá, že v případě potřeby detailního modelování morfologie, např. v zatopených lomech nebo při odhalování podvodního bohatství, je potřeba při využití výše popsaných, finančně dostupnějších technologií (single beam) zvýšit rozlišení zaměřených dat na maximum v závislosti na velikosti požadovaného detailu. V případě studií dynamiky sedimentu ve vodní nádrži, které budou reprezentativní v řádech cm, je nutné identické trasování podle předem zvolené trajektorie pro všechna období [21]. Proto pro takovouto studii se jeví jako ideální přístup technologie EcoMapperu, kdy můžeme několikrát využít předem zvolenou trajektorii, a reálně tak podchytit změny v mocnosti a dynamiku sedimentu v nádrži.

Obr. 11. Laminátový kajutový člun Joska – Quicksilver typ 650 [17]
Fig. 11. Laminated cabin boat Joska – Quicksilver typ 650 [17]

Alternativou pro časově náročné získávání dat jedním sonarovým paprskem jsou technologie mnoho-paprsčitého sonaru, jeho rozšířená verze v podobě interferometrického sonarového systému, boční sonar, výložníkový systém, parasound sub-bottom profiling nebo duální LiDAR. Tyto technologie se velmi rychle rozvíjejí a jejich detailní popis lze nalézt v certifikované metodice viz [22], kde se dále také autoři zabývají testováním v podmínkách ČR, cenovou dostupností testovaných technologií a možnými přístupy pro batymetrická měření.

Obr. 12. Porovnání výsledné morfologie dna (Joska vs. EcoMapper)
Fig. 12. Comparison of final bottom morphology (Joska vs EcoMapper)

Závěr

Hlavním cílem testovacího měření na VN Nýrsko měřící aparaturou EcoMapper bylo vytvoření, resp. aktualizování 3D topografie vodní nádrže. Dalším cílem bylo ověřit deklarovanou využitelnost aparatury a její přesnost v porovnání s daty získanými aparaturou RiverSurveyor M9 a daty poskytnutými od Povodí Vltavy, s. p.

Obr. 13. Porovnání výsledné morfologie dna (EcoMapper vs. RiverSurveyor M9 vs. Joska)
Fig. 13. Comparison of final bottom morphology (EcoMapper vs RiverSurveyor M9 vs Joska)

Získané výsledky vykazují vysokou shodu z pohledu pořízených dat jednotlivými přístupy (RiverSurveyor M9, EcoMapper, Joska). Sběr dat prostřednictvím jednotlivých zařízení poskytuje řadu výhod, které předurčují jejich širší využití. Na druhé straně je nutné rovněž reflektovat omezení, která je nutné zohlednit při prováděných měřeních jednotlivými aparaturami. Výhody trimaranu lze spatřovat především ve vysoké operabilitě a schopnosti měřit i v mělkých vodách, rychlém sestavení měřicí aparatury a mobilitě měření. Nevýhody spočívají především v časové náročnosti při pořizování datových sad – omezení na malé vodní nádrže. Zařízení EcoMapper naopak poskytuje zcela autonomní systém, který je vhodný nejen pro batymetrii sledování dynamiky sedimentů, ale i pro monitoring kvality vody, rozložení rychlostí aj. Poskytuje rovněž měření na místech, kde není dovoleno motorové plavidlo (vodárenské zdroje). Dále nabízí vysokou variabilitu z pohledu volby hustoty pořizovaných dat za předem jasně specifikovaných podmínek a zaručuje měření v předem určené trase.

Naměřené datové zdroje poskytují vysoce kvalitní podklad pro následné pokročilé analýzy v geografických informačních systémech. Výsledné datové zdroje jsou následně využitelné při kvantifikaci množství sedimentů, projektové činnosti, matematickém modelování, případně pro zobrazování a prezentaci dat o jakosti vody v případě měřicí aparatury EcoMapper.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory Technologické agentury ČR, projektu číslo TH02030399 Sledování množství a kvality sedimentů ve vodních tocích a nádržích za účelem snižování znečištění z nebodových zdrojů. Příspěvek vznikl rovněž za podpory řešení projektu VEGA-2-0058-15 Analýza miery vplyvu sedimentov na interakciu povrchových tokov s podzemnými vodami pri implementácii progresívnych metód merania.

Posted by & filed under Aplikovaná ekologie.

Souhrn

Příspěvek nastiňuje možnosti vybraných metod hodnocení životního prostředí. Jeho cílem je upozornit na vzrůstající potřebu věnovat se této integrální vědní disciplíně více i v České republice.

fotografie: Ing. Tomáš Sezima, Ph.D.

Úvod

Životní prostředí (Environment) je systém složený z přírodních, umělých a sociálních složek materiálního světa, jež jsou, nebo mohou být s uvažovaným objektem ve stálé interakci. Je to vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů, včetně člověka, a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Podle § 2 zákona č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, je složkami myšleno především ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie [1].

Trvale udržitelný rozvoj je většinou chápán jako jeden z hlavních principů Evropské unie, sestávající se ze tří hlavních pilířů, a to z udržitelnosti ekonomické, sociální a environmentální.

V oblasti environmentální politiky je kromě principu trvale udržitelného rozvoje uplatňován ještě zejména princip prevence a obezřetnosti, únosné zátěže, uvážlivého hospodaření s přírodními zdroji, přímé zodpovědnosti, sanace a restituce.

Na úseku životního prostředí se mohou hodnotit jednak různé ukazatele a složky, dále opatření, včetně jejich efektivity, anebo různá opatření v kombinacích a seskupeních, zpracovaná v různých projektových návrzích, a to včetně vyhodnocení z pohledu poměru „výkon (efektivnost)/cena“.

Komplexní hodnocení životního prostředí České republiky je prováděno ve Zprávě o životním prostředí ČR.

Každé hodnocení je důležité pro zjištění, zda-li bylo dosaženo vytyčených cílů, popř. s jakou efektivitou či s jakými finančními náklady.

Metody hodnocení v Evropské unii

V Evropské unii je doporučováno a také prováděno hodnocení zejména pomocí metod nákladově-výstupové analýzy efektivnosti Cost-Effectiveness Analysis (dále jen CEA), nákladově-přínosové analýzy Cost-Benefit Analysis (dále jen CBA) a dále popř. také různými vybranými metodami multikriteriálního hodnocení Multi-Criteria Analysis (dále jen MCA).

Metoda CEA byla vyvinuta v padesátých letech minulého století ve Spojených státech amerických jako nástroj pro rozhodování mezi požadavky kladenými zejména Ministerstvem obrany a Armádou na zbrojní programy atd. Jedná se původně o metodu hodnocení předmětů nebo alternativ řešení. Účelem analýzy efektivnosti nákladů je zjistit, který projekt/program nebo varianta projektu/programu může dosáhnout stanovených cílů při co nejnižších nákladech. CEA se používá k identifikaci nejvíce nákladově-efektivní strategie z množiny možných variant, které mají podobné výsledky.

Vzhledem k tomu, že analýza efektivnosti nákladů (CEA) úzce souvisí s analýzou nákladů a přínosů (CBA), lze kombinaci těchto metod využít při hodnocení projektů nebo programů opatření. Pomocí této nákladově-přínosové analytické metody lze u realizovaných projektů porovnat různé alternativy s podobnými cíli a změřit jejich efektivitu z hlediska vynakládaných nákladů. Dále lze taktéž metodu využít v rámci hodnocení očekávaných dopadů alternativních opatření ještě dříve, než jsou realizována (ex-ante), nebo k evaluaci účinnosti opatření, která již byla zrealizována (ex-post).

Výsledky CEA jsou častokrát integrovány do multikriteriální analýzy (MCA), která umožňuje kombinaci různých kritérií pro rozhodování v různých formátech.

Analýza nákladů a užitků (Cost-Benefit Analysis, CBA) je důležitá metoda, která sleduje ekonomickou efektivnost možné alternativy posuzovaného projektu, ať už v soukromém, nebo veřejném sektoru.

CBA je nástroj, který umožňuje srovnání nákladů a přínosů, a podle této analýzy lze určit, která alternativa projektu je z hlediska ekonomické efektivnosti nejvýhodnější.

Aby mohla být CBA dobře provedena, musí být prováděna podle přesně logického postupu (metodiky). Nejznámější metodiky CBA jsou např. podle Boardmana [3] a nově i podle manuálů a doporučení EU [4, 5].

Problematické zůstává ohodnocování (oceňování) užitků na úseku životního prostředí. Oceňování lze provádět jen v konkrétních kontextech daného území podle nejvhodnější metody oceňování. Velmi významný je posun k přírodě blízkým opatřením [2].

Oceňování statků životního prostředí

Metody oceňování statků životního prostředí (ŽP) můžeme rozdělit na:

  • metody tržního oceňování statků ŽP – používají se u statků, se kterými se již na trhu obchoduje (odvozují hodnotu statků ŽP na základě ceny, kterou již trh danému statku stanovil, obvykle historickým vývojem),
  • mimotržní oceňovací techniky – používají se u statků, se kterými se na trhu neobchoduje, a je nutné zjistit jejich hodnotu jiným způsobem. Použít lze např. preferenční metody, které vycházejí z preferencí spotřebitelů (odvozují hodnotu statků ŽP na základě chování, kterým vyjadřujeme, jakou hodnotu pro nás daný statek má), a nepreferenční metody, které jsou založeny na expertním hodnocení (odvozují hodnotu statků ŽP na základě názoru odborníků).

Přehled základních oceňovacích metod je znázorněn na obr. 1.

Multikriteriální analýza je metoda, která se používá při rozhodování mezi několika alternativami, přičemž se (na rozdíl od lineárního programování) nepřipouští současně více výsledných alternativ, a závěrem analýzy by měla být vždy pouze alternativa jediná. Předpokladem použití multikriteriální analýzy je větší počet kvantifikovatelných kritérií, která zahrnujeme do rozhodování.

Metoda se skládá minimálně ze čtyř navazujících kroků:

  • identifikace alternativ a kritérií,
  • ohodnocení (kvantifikace) kritérií,
  • přidělení vah (normalizace),
  • výpočet ohodnocení.

Multikriteriální analýza se zabývá hodnocením možných alternativ podle několika kritérií, přičemž alternativa hodnocená podle jednoho kritéria zpravidla nebývá nejlépe hodnocená podle kritéria jiného. Metody vícekriteriálního rozhodování poté řeší disbalance mezi vzájemně protikladnými kritérii. Jde o metodu, která má za cíl shrnout a utřídit informace o variantních projektech.

Obr. 1. Oceňovací metody (zdroj: Ekonomie životního prostředí, dostupné z: http://fzp.ujep.cz)
Fig. 1. Valuation methods (source: Ekonomie životního prostředí)

Vícekriteriální rozhodování vzniká všude tam, kde rozhodovatel hodnotí důsledky své volby podle několika kritérií, a to kritérií kvantitativních, která se zpravidla vyjadřují v přirozených stupnicích (hovoříme také o číselných kritériích) nebo kritérií kvalitativních, kdy zavádíme vhodnou stupnici, např. stupnice klasifikační, nebo stupnice velmi vysoký – vysoký – průměrný – nízký – velmi nízký a současně definujeme směr lepšího hodnocení, tj. zda je lepší maximální nebo minimální hodnota (klesající nebo stoupající hodnoty). Je-li k dispozici seznam kritérií i seznam rozhodovacích variant, je nutné zvážit, jakou formu by mělo konečné rozhodnutí mít.

Metody MCA

Multikriteriální rozhodování je vždy analytický hierarchický proces [6]. Důležitým krokem při hodnocení vícekriteriálních problémů je stanovení vah (významu kritérií). Pro jejich určení je možné využít širší spektrum metod. Jednou z možných alternativ je metoda bodovací. Tato metoda patří mezi výpočetně nejméně náročné, ale současně kvalita výsledků získaných jejím prostřednictvím je nižší. Metoda bývá také označována jako alokace 100 bodů [7]. Problém spočívá v tom, že řešitel musí být schopen kvantitativně ohodnotit důležitost kritérií. Toto je však často velmi obtížné vzhledem k různorodosti sledovaných kritérií. Pro zvolenou bodovací stupnici musí řešitel ohodnotit i-té kritérium hodnotou bi ležící v dané stupnici. Čím je kritérium důležitější, tím je bodové ohodnocení vyšší. Řešitel nemusí volit pouze celá čísla z dané stupnice a může přiřadit stejnou hodnotu i více kritériím. Bodovací metoda sice vyžaduje od řešitele kvantitativní ohodnocení kritérií, ale umožňuje diferencovanější vyjádření subjektivních preferencí než například metoda pořadí. Výpočet váhy se provádí podle vzorce (1) [7].

Váhy jednotlivých kritérií leží v intervalu <0, 1>, a tedy se jedná o váhy normalizované do jednoho intervalu (1). Tato metoda je zatížena velkým stupněm subjektivity v hodnocení respondenta.

Další možností je využití Saatyho postupu binomického hodnocení. Saatyho metoda je založena na kvantitativním párovém srovnání kritérií. Při vytváření párových srovnání S = (sij), i, j = 1, 2, …, k, se často používá stupnice 1–9. Prvky matice sij jsou interpretovány jako odhady podílu i-tého kritéria a j-tého kritéria. Saatyho metoda je tedy založena na určení váhy jednotlivých kritérií – na stanovení vzájemné preference [7]. V případě každé dvojice kritérií se stanovuje hodnota síly vzájemné preference, která je poté zapsána do matice. Hodnocení je založeno na využití bodové stupnice uvedené v tabulce 1 [8].

Tabulka 1. Systém hodnocení jednotlivých kritérií
Table 1. The system of evaluation of individual criteria

Pro citlivější vyjádření preferencí, na základě principů manažerského rozhodování [8], je možné použít i další mezistupně (2, 4, 6, 8, 10). Velikost preferencí i-tého kritéria proti j-tému kritériu můžeme uspořádat do Saatyho matice, jejíž prvky sij představují odhady podílů vah kritérií (kolikrát je jedno kritérium významnější než druhé), podle vztahu (2) [7].

Matice S je čtvercového řádu n x n a pro její prvky platí [7]:

Matice je tedy ve své podstatě reciproční a na její diagonále jsou vždy hodnoty jedna. Toto je dáno faktem, že každé kritérium je samo o sobě rovnocenné. Pro určení konečných vah každého kritéria je pak používán normalizovaný geometrický průměr řádků Saatyho matice, vztah (4) [7].

Saatyho princip hodnocení je výhodný vzhledem k tomu, že redukuje hodnocení respondenta na porovnání dvou kritérií (variant).

Závěry a doporučení

Nástroje vícekriteriálního rozhodování umožňují do hodnocení zahrnout široké spektrum kategoriálně odlišných kritérií. Každá z metod je do jisté míry zatížena subjektivním postojem řešitele. Minimalizaci tohoto vlivu lze dosáhnout především u Saatyho metody, kdy je pevně stanoveno hodnocení vah, ze kterého musí řešitel vyjít. Navíc je škála deskriptorů od sebe oddělena hodnotou dvou bodů, díky čemuž dochází k většímu oddělení vah. Za další výhodu můžeme označit fakt, že hodnocení je založeno na porovnání dvou kritérií, kdy ostatní nebereme v úvahu.

Vzhledem k uvedeným faktům se jako efektivní jeví využití nástrojů vícekriteriálního rozhodování v kombinaci s přístupem CBA (Cost-Benefit Analysis). Tento fakt je podpořen různorodostí kritérií, kterými můžeme problémy v oblasti životního prostředí hodnotit, ale také požadavky na ekonomické vyhodnocování prováděných opatření. Výhodou kombinace obou přístupů je také možnost opakovaného hodnocení, a tedy verifikace dosaženého zlepšení.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Za více jak 20 let se v ČR nepostavilo žádné významné vodní dílo, a naopak došlo ke značné redukci lokalit, které jsou hájeny pro výstavbu přehrad. Jak vnímáte tuto situaci z pohledu své životní zkušenosti?

Na konci 20. století se vodohospodáři mj. zaměřili na výzkum řízení vodohospodářských procesů v podmínkách neurčitosti. Snad proto mě někdy později zaujala stať ze zcela jiné oblasti, nazvaná Dějiny ve věku nejistot. Jejím autorem byl náš významný historik Dušan Třeštík. Ten po roce 1989 publikoval originální stati a eseje, zahrnující aktuální problémy z různých oblastí života společnosti, např. byrokratizaci vědy a dalších oblastí, vliv médií atd. (v originální útlé brožuře s názvem Mysliti dějiny, 1998 i jinde). Jako historik měl ve svých úvahách zakotvenu existenci trvalého zápasu o vliv a moc jako motivaci společenského vývoje, o čemž technici zpravidla příliš nepřemýšlejí.

Současná doba se vyznačuje tím, že ochrana přírody a ekologie jsou vedle vznešeného poslání též významnými prostředky v onom historickém zápase o moc. Vodní nádrže a přehrady se celosvětově staly jedním z bojišť, kde se to odehrává již půl století. Věcné argumenty tu pak ztrácejí účinnost. Po roce 1994 světová banka iniciovala vznik pracovní skupiny, v níž početně vyváženě byli zastoupeni představitelé ekologie a špičky z oblasti výstavby vodních děl. Byla vydána jakási závěrečná zpráva, k níž se členové skupiny nehlásili, prokazující, že žádné sblížení východisek neexistuje. Zpráva byla kritizována z nejrůznějších stran. I tento výsledek prokázal, že není racionální hledat nějaká obecná východiska. Proto se nadále budou publikovat prohlášení o škodlivosti velkých vodních nádrží. Nemůže nás zarážet sdělení z Bruselu, že zelená infrastruktura zabrání povodním i suchu, když výpovědi od Kosmovy kroniky po současnost i naše čerstvé poznatky prokazují, že nezabrání.

Můj postoj k této problematice nemůže být neutrální. Po dobu více než dvacet let jsem se aktivně podílel na vytváření moderní metodologie vodohospodářských řešení nádrží pro zásobování vodou a ochranu před povodněmi v týmu pod vedením Ladislava Votruby. Tu jsem rovněž měl možnost se podrobně seznámit s pozoruhodným bohatstvím dat naší říční hydrologie, zásluhou nichž je možno vcelku spolehlivě řešit např. různé scénáře dopadu změn klimatu na odtokové poměry u nás. Měl jsem bezprostřední podíl na rozvoji našeho vodního hospodářství.

Že se u nás za posledních dvacet pět let žádné významné vodní dílo s nádrží nepostavilo, je zarážející, zejména ve vztahu k opakovanému výskytu extrémních hydrologických jevů – povodní i sucha. Obdobná situace na počátku 20. století přispěla k postupnému rozmachu výstavby nádrží, kterou později výrazně podporoval nově vzniklý Československý stát a rozpracované projekty se dokončovaly v některých případech až v době druhé světové války.

Na počátku éry poválečné obnovy extrémní sucho v roce 1947 a další krátce na to 1950–1954 podnítilo mimořádné aktivity našich vodohospodářů, a to nejen v přípravě a realizaci nových projektů, ale zejména v oblasti koncepcí. Jejich dílo, nazvané Státní vodohospodářský plán (SVP), zahrnující bilanci vodního bohatství státu, celosvětově předstihlo dobu, stejně tak prosazení zásady správy významných vodních toků a vodních děl na nich v rámci ucelených povodí. Kdyby se jejich myšlenek využilo např. při vytváření Rámcové směrnice EU o vodě, mohla být pojata komplexněji. Tehdy naši vodohospodáři prožívali šťastné období – v rámci poválečného období byla vodohospodářská výstavba v celé Evropě plně rozvinuta. Významná vodní díla se budovala nejen ve Švýcarsku, Francii či Itálii, ale např. i ve Finsku, zemi známé existencí více než 180 tisíc přirozených jezer.

Závažné problémy, které bylo u nás nutno řešit v rámci celkové společenské a ekonomické transformace po roce 1989 a následujícího rozdělení Československa na dva samostatné státy, zatlačily vodohospodářskou problematiku někam dozadu, dokonce výrazné několikaleté sucho v té době prošlo prakticky bez zájmu veřejnosti. Výrazný zlom, hlavně v zájmu medií, přinesla až mimořádná povodeň v létě 1997 v povodí Odry, Moravy a horního Labe. Občané mohli sledovat probíhající katastrofické události na obrazovkách televizorů. Přesto ale v té době stačilo prohlášení typu „dosavadní koncepce ochrany před povodněmi selhaly“, aby se paralyzovaly snahy odborníků o aktualizaci některých vodohospodářských projektů v postižených oblastech.

V následujících letech se s podporou státu uskutečnila významná výstavba staveb povodňové prevence, bohužel na zpracování náročných projektů, v nichž by nádrže měly přinést zásadní efekt, nebylo dost času. Vybudovaly se některé „suché“ nádrže s lokálním protipovodňovým účinkem. Při jejich přípravě uplatňují orgány ochrany přírody požadavek, aby v zájmu biologické kontinuity vodního toku došlo k zadržení vody jen za povodňových epizod. Tu dochází k rozporu se zákonem o vodách a zejména potřebou systematicky ověřovat technický stav a bezpečnost těchto vzdouvacích objektů, což bez programově připraveného občasného naplnění a řízeného vyprázdnění nádrže není dobře možné. Výsledkem pak je zvýšené riziko, že dílo, které má zachycovat povodně, může být v průběhu povodně porušeno. Takové absurdní stavy, vyplývající ze střetu zájmů – ochrany před povodněmi a ochrany přírody – by měl stát urychleně řešit.

Stále častěji se opakující a bohužel i prodlužující suché periody prokazují potřebnost existence multifunkčních vodních děl (nádrží) před výstavbou jednoúčelových suchých nádrží. Odborníkům se ale nedaří laické veřejnosti tuto potřebnost vysvětlit. V čem si myslíte, že je hlavní problém?

Za stavu, kdy se prosazují tendence nestavět žádná další vodní díla na tocích, je velmi obtížné prosazovat ty, jejichž vodohospodářské účinky jsou sdruženy do jedné soustavy – s významnou zásobní i ochrannou funkcí vodní nádrže. V soudobém přístupu musí být současně zahrnuta problematika celého dotčeného povodí s množstvím dílčích opatření. Příprava těchto víceúčelových děl je náročná, stejně tak zajištění množství podkladů, v průběhu procesu schvalování je nutno očekávat vážné komplikace.

Z nádrží, které byly zahrnuty do vládního usnesení k „suchu“, je jako víceúčelovou možno označit tu v povodí Vláry. Původně zahrnutý Pěčín pod Orlickými horami, byl záhy zastaven, což se ostatně vícekrát odehrálo již před rokem 1989.

S ohledem na budoucnost a dopady změny klimatu, přinášející další hydrologické extrémy, považuji za významné, aby bez ohledu na současný stav se intenzivně pracovalo na projektových studiích, včetně podmínek proveditelnosti, potenciálně nejefektivnějších vodních děl. Z pohledu EU to může být chápáno negativně, je však zřejmé, že žádná její směrnice nemůže postihnout značně rozdílné konkrétní hydrologické poměry např. u nás, na Maltě, v Nizozemí či Finsku. I proto např. ve Španělsku v zásadě nejsou proti redukci výstavby dalších nádrží, ovšem poté, až rychle zrealizují více než sto připravených projektů. Tu zřejmě nějaký byrokratický předpis nemůže paralyzovat vodohospodářské potřeby suverénního státu.

Prof. Ing. Vojtěch Broža, DrSc., (vpravo) při diskusi s Ing. Miroslavem Loutockým (vlevo) (zdroj: www.ckait.cz)

Pokud jde o výrazné omezení počtu chráněných lokalit v zájmu výstavby nádrží někdy v budoucnu, nemá to smysl ani z hlediska ochrany přírody. Tu bych očekával shodu na podstatně větším počtu lokalit. Důvody, proč se tak nestalo, zřejmě nejsou věcného charakteru. Pokud se v budoucnu ukáže hrozba kritického nedostatku vody, všechny současné „dohody“ budou odloženy a budou se přijímat i nestandardní postupy pro nápravu stavu. Časové hledisko pak bude všem na obtíž – dostatek času prostě nebude.

V průběhu svého profesního života jste měl možnost z projekčního hlediska ovlivnit významná vodní díla jako Hracholusky nebo např. Vrchlice, které z nich bylo pro Vás nejzajímavější a na které nejraději vzpomínáte?

Již za studií na fakultě jsem měl příležitost pracovat v Hydroprojektu na technickém projektu vodního díla Orlík. Velmi mě to zaujalo a představoval jsem si, že po promoci budu působit jako projektant. Vše se však vyvinulo jinak a zůstal jsem na vysoké škole. Tehdy byla přijata směrnice o spolupráci s praxí. Jednou z prvních zakázek byla problematika sdruženého objektu VD Hracholusky. Pak následovalo moje dlouhodobé zapojení do problematiky realizace VD Vrchlice – od přípravy až po uvedení do provozu. Velmi si cením své účasti na rekonstrukci přehrady Mšeno v Jizerských horách, kde jsme spolu s J. Bláhou z Povodí Labe prosadili vyražení štoly v oblasti založení objektu v zájmu kontroly průsaků a vztlaků. Takový postup se opakoval na více našich starých přehradách. Z dalších vodních děl to byl např. Vír, Nechranice, Morávka, Mostiště atd. Po léta jsem aktivně spolupracoval s odborníky TBD na problematice bezpečnosti přehrad.

Úzkou spolupráci s praxí a podíl na řešení konkrétních závažných problémů považuji za zásadní pro odborný růst vysokoškolských pracovníků. Když se dnes preferuje jakýsi byrokratický systém jejich hodnocení a spolupráce s praxí se podceňuje, odporuje to tradici ČVUT. Jsem rád, že moji mladší pracovníci na katedře jsou ve spolupráci s praxí nadále aktivní, i když to dnes nic nepřináší pro jejich kariéru. Pro hodnotu jejich odbornosti nesporně ano.

Patříte ke generaci významných českých hydrotechniků, na které se generace dnešních čtyřicátníků dívá jako na legendy. Koho jste naopak vnímal jako legendu Vy a kdo Vás nejvíce ovlivnil?

Když jsem nastoupil na katedru vodních staveb fakulty inženýrského stavitelství ČVUT jako studentská síla, byl vedoucím katedry a zároveň rektorem ČVUT Theodor Ježdík, velmi výrazná osobnost ČVUT již od předválečného období. Již od nástupu a zejména po ukončení vysokoškolských studií jsem pracoval pod vedením L. Votruby, mimořádné osobnosti, velmi zaujatého vysokoškolského pedagoga, pro něhož měl student, který se zajímal aktivně o obor, vždy přednost přede vším. Sám jsem byl bezprostředně zapojen do výzkumných aktivit s možností značné samostatnosti. L. Votruba v 60. letech 20. století rozvinul v rámci našeho členství v mezinárodní přehradní asociaci (ICOLD) myšlenku vytvořit relativně široký aktiv vodohospodářských odborníků, který by se věnoval přenášení nových poznatků ze světa do naší praxe. I do těchto aktivit jsem byl zapojen, a díky jim jsem se seznámil s mnohými špičkovými vodohospodáři, mnohdy i podstatě staršími než já. Od nich jsem měl možnost získávat mnohé – hlavně mimo akademickou půdu.

Od mládí jsem byl činný ve vysokoškolském sportu, zajímala mě klasická hudba a stále víc historie. Proto připomínám znovu Dušana Třeštíka, který byl věkově na tom zhruba stejně jako já. Vedle historických prací z 10. století mě velmi zaujaly jeho stati k aktuálním otázkám naší společnosti. Měl jsem možnost se s ním setkat i osobně, bohužel po mém soudu velmi předčasně zemřel, protože lékařský obor přes explozivní rozvoj ještě všechno nezvládá.

Bylo by nespravedlivé opomenout mladší spolupracovníky na katedře a jejich pozitivní vztah ke mně.

Na závěr bych rád připojil poznámku, že se málo zabýváme vodou jako velmi významnou součástí krajiny, v níž žijeme. Nerozčilují nás vyschlá koryta potoků v období sucha ani vyprahlé pobřežní zóny. Bez rozpaků se plavíme po hladině zasažené množstvím sinic, někdy se v takových vodách i koupeme atd.

Problematika vody v přírodním i urbanizovaném prostředí by asi měla být trvale v popředí našeho zájmu, ne jako mocenský nástroj, ale něco, co je blízké našemu srdci.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Pro mnohé to je nejkrásnější přehrada u nás, s unikátními romantickými prvky na koruně. Je vedena v seznamu národních kulturních památek ČR pod poněkud zvláštním označením Vodní elektrárna – přehrada Les Království v Bílé Třemešné, i když to zřejmě není zásluhou samotné vodní elektrárny.

V průběhu let se měnilo oficiální označení vodního díla; ještě v roce 1975 je uváděno pod názvem VD Bílá Třemešná, jindy se psalo VD Nad Dvorem Králové a někteří patrioti by se rádi vrátili k původnímu (snad) označení Tešnov.

Pro vodohospodáře je cenné, že myšlenka vybudovat toto vodní dílo se zrodila již na počátku 20. století, kdy se u nás prosazovaly názory na potřebu hospodařit s vodou a po varovných zkušenostech s velkými povodněmi též chránit se před extrémními povodňovými škodami.

Povodně v letech 1890 a 1897 vyvolaly požadavky na úpravu odtokových poměrů v nejvíce postižených povodích. To zřejmě přispělo k přijetí mnohem šířeji pojatého říšského zákona (v roce 1903), z něhož bez odkladů vzešla i operativní reakce zemského úřadu – záměr na úpravy na Labi pod Špindlerovým Mlýnem až po Jaroměř, v nichž byla zahrnuta též výstavba přehrad Labská a Les Království (podle dnešního označení)

V přehradním místě u Bílé Třemešné se začalo s výstavbou v roce 1910 a až do vypuknutí války (1914) práce probíhaly plynule. Pak došlo k zásadním omezením, takže se výstavba přehrady a nádrže protáhla až do roku 1919 (na rozdíl od Labské přehrady dokončené v roce 1916 – snad proto, že nesla v názvu jméno císaře pána). V letech 1920–1923 byla vybudována vodní elektrárna o výkonu 2,21 MW, snahy o vyšší instalovaný výkon a špičkový provoz vyzněly naprázdno – pro obtíže spojené s realizací vyrovnávací nádrže.

Z dnešního pohledu jde i tak o pozoruhodné lhůty výstavby, svými parametry vodního dílo dosáhlo některé rekordy, např. šlo o dosud největší objem nádrže u nás (9,159 mil. m3); dnes se s ohledem na množství zachycených materiálů v nádrži uvádí jen 7,26 mil m3. Vodní nádrž byla víceúčelová, i když dominantní byla ochrana před povodněmi; nebylo zanedbáno ani nadlepšování minimálních průtoků, zvažovala se rovněž dodávka vody pro závlahy níže pod vodním dílem.

Dokončení výstavby VD Les Království spadalo do prvních vodohospodářských akcí nového státu, který z dob Rakouska-Uherska „zdědil“ některá vodní díla, zároveň však i mnohé problémy. Mimo jiné bylo nutno odborně reagovat na válečnou katastrofu přehrady na Bílé Desné, a pokud jde o Les Království, již při prvním napouštění nádrže se ukázaly mimořádně velké průsaky podložím přehrady. Východiska se hledala v použití tehdy málo rozvinuté technologie injektáže, jako účinné se však ukázalo až vybudování levobřežní těsnicí zdi zasahující směrem do nádrže až 182 m, na niž později navázal další těsnicí prvek, zasahující do hloubky levého svahu. Potřeba dotěsňovat podloží se ostatně ukázala vícekrát v průběhu let provozu, naposledy v letech l996–1997.

Přes tyto významné provozní problémy vodní dílo dobře plnilo požadované funkce, hlavně snižování povodňových průtoků v Labi, a to včetně extrémních povodní v roce 1997 a dalších. Přitom správce vodního díla opakovaně prováděl zásahy zejména v zájmu vyšší kapacity a operativnosti spodních výpustí, s cílem co nejvíce využít retenčního potenciálu díla. Provoz vodního díla zřejmě vyžadoval kvalifikovanou a zejména soustavnou péči o funkční spolehlivost a technický stav celého vodohospodářského komplexu. Rovněž vodní elektrárna prodělala opakované rekonstrukce.

Závažné problémy jsou dlouhodobě spojeny s vodní nádrží, zaujímající kaňonovité údolí Labe. Jejich hlavní příčinou byly odpadní vody z provozů výroby papíru a celulózy v Krkonoších. Toto odvětví se tu rozvíjelo od poloviny 19. století, nejvýznamnější nárůst výroby však nastal po roce 1950. Odpadní vody hlavně z papíren v Hostinném se v důsledku nezvládnuté technologie čištění staly velkou zátěží pro mnohakilometrový úsek Labe, mj. znečištěním vodního toku s výrazným zápachem. Trvající stav se postupně stal závažným politickým problémem, který se nakonec (po roce 1975) řešil změnou výrobního programu papíren, v rámci něhož bylo možno problém odpadních vod zvládnout. To vše se událo až za situace, kdy v nádrži bylo usazeno velké množství plavenin (odhadem přes 1,5 milionu m3), o nichž se uvažovalo jako o průmyslovém odpadu. Zásadním přínosem však bylo vytvoření podmínek pro postupnou obnovu dobrého stavu prostředí nádrže. Zejména se postupně omezoval charakteristický zápach a dospělo se k záměru vytěžit usazené materiály. Ukázalo se, že převážně jde materiály transportované vodou z lesních popř. zemědělských ploch z povodí přesahujícího rozlohou 500 km2, ovšem kontaminované papírenskými odpady.

Hlavní problém spočívá v tom, jak a kam uložit takové množství materiálu, což nepochybně vyvolá extrémní náklady. Zřejmě se taková akce vymyká z možností správce vodního díla, Povodí Labe, státní podnik. Na problém je nepochybně třeba nahlížet jako na řešení staré ekologické zátěže.

Významným technickým problémem je odvodnění usazeného materiálu a ochrana Labe pod nádrží před znečištěním v průběhu těžebních prací.

Tyto závažné skutečnosti zřejmě oddálily globální řešení sanace nádrže, v současné době se podařilo zajistit systematické odstraňování spláví transportovaného do nádrže, které je zachycováno pomocí clony na hladině, osazené v místě s dobrým přístupem ze silnice.

Na závěr je možno shrnout, že za sto let svého života VD Les Království spolehlivě plnilo své funkce a díky soustavné péči o jeho technický stav a bezpečnost naznačuje dobrou kondici do dalších desetiletí.

V období předválečné Československé republiky vodohospodářská výstavba v oblasti horního Labe se zaměřila hlavně na výstavbu významných jezů s vodními elektrárnami, což bylo spojeno s úpravami úseků vodních toků. Ty ostatně probíhaly jako soustavné zásahy na dalších tocích. Výstavba vodních nádrží se realizovala na přítocích, např. VD Seč na Chrudimce a VD Pastviny na Divoké Orlici. Po roce 1950, již v prvním období poválečné obnovy, přibyla soustava Křižanovice – Práčov na Chrudimce.

V éře tzv. socialistické výstavby z vodohospodářského hlediska nebyl ve východních Čechách rozvoj zvlášť pozoruhodný. Výjimkou byla nádrž na Rozkošském potoce s převodem vody z Úpy (1972), která byla motivována potřebou nadlepšovat průtoky na dlouhém úseku Labe. Další doporučované projekty vodních děl, včetně klíčové nádrže v oblasti horního Labe, byly opakovaně odkládány – rozhodující „činitelé“ zřejmě měli jiné priority. Pro řešení napjaté situace v zásobování pitnou vodou bylo nutno dodatečně „použít“ již dříve postavených VD Křižanovice, popř. Seč.

Po roce 1989 a po vzniku České republiky před dvaceti pěti lety a také po nástupu období extrémních povodní (od roku 1997) nebyl v oblasti realizován žádný projekt v zájmu posílení možností hospodaření s vodou. S podporou státu se uskutečnila výstavba suchých nádrží a množství dalších protipovodňových opatření, další akce se připravují (např. suchá nádrž Mělčany). Velmi populární se stala výstavba popř. obnova malých vodních elektráren s využitím dříve vybudovaných jezů.

V rámci vládních opatření vyvolaných extrémním suchým obdobím na našem území byla oživena myšlenka vybudovat několik vodních nádrží, ve východních Čechách významné víceúčelové vodní dílo Pěčín na Zdobnici. S ohledem na reálné lhůty realizace takových veřejných staveb jde o záměr, který může veřejnosti pomoci tak za dalších pětadvacet let. Proto nemůže pomoci v kritické situaci letošního podzimu, kdy při dalším pokračování období bez srážek mohou extrémně nízké průtoky v Labi narušit i provoz elektrárny Opatovice – včetně dodávky tepla pro Hradec Králové, Pardubice a další obce. Navíc v přípravě VD Pěčín se zatím nepokračuje.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Dne 11. září 2018 proběhl na Novotného lávce v Praze pod záštitou odborné skupiny Odpadní vody-čistota vod při ČVTVHS, z. s., a ve spolupráci s odbornou skupinou ČAO při České asociaci pro vodu akreditovaný seminář zaměřený na revize domovních čistíren o velikosti do 50 EO. Hlavním cílem semináře bylo zhodnotit dosavadní zkušenosti s procesem revizí, které odborně způsobilé osoby (OZO) provádějí od roku 2012, a představit návrh novely metodického pokynu k provádění revizí podle § 15a vodního zákona č. 254/201 Sb., ve znění pozdějších předpisů. Seminář byl určen pro pracovníky vodoprávních úřadů, ale účastnili se jej i pracovníci z řad OZO a státních podniků Povodí (celkem 59 účastníků).

Domovní čistírnu odpadních vod do 50 EO je dnes možno legalizovat dvěma možnými způsoby: stavebník může zažádat vodoprávní úřad o klasické vodoprávní povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových nebo podzemních podle § 8 odst. 1 písm. c), nebo pokud je DČOV deklarována jako výrobek v souladu s harmonizovanou technickou specifikací (nese označení CE), může ji ohlásit jako vodní dílo podle § 15a vodního zákona. Vodoprávní úřad má možnost rozhodnout, který ze způsobů je na základě místních podmínek vhodnější.

Impulz novelizovat metodický pokyn k provádění revizí po šestileté praxi vzešel od Ministerstva životního prostředí. Ing. Ivana Beděrková z odboru ochrany vod představila hlavní důvody změn i konkrétní návrhy, především zjednodušení formuláře revizní zprávy, aby se tak snížil rozsah písemné agendy při předpokládaném nárůstu využívání ohlašování v budoucnu. Zpracovatelé VÚV TGM, v. v. i., ve spolupráci s MŽP a školiteli OZO Ing. Karlem Plotěným a Ing. Martinem Kollerem připravili novelizovaný metodický pokyn, který na semináři prezentoval Ing. Tomáš Mičaník, Ph.D. Ve všeobecné shodě zúčastněných je doporučeno, aby se současný formulář revizní zprávy v příloze č. 1 metodického pokynu po dílčích úpravách stal metodickým podkladem OZO pro provedení revize a stručná revizní zpráva s provedenými závěry a fotodokumentací se stala přílohou č. 2 (pouze tato by byla zasílána vodoprávnímu úřadu). Z dalších úprav je možno zmínit požadování praxe OZO v oblasti čištění odpadních vod i u autorizovaných inženýrů a techniků, úpravu povinného vybavení pro provedení revize, začlenění kontroly neporušitelnosti poklopu DČOV z technických i bezpečnostních důvodů a upuštění od kontroly způsobu likvidace přebytečného kalu. Způsob bodového hodnocení DČOV a celkového hodnocení zůstávají nezměněny.

V navazujících přednáškách dopoledního bloku semináře Ing. Karel Plotěný, jednatel společnosti ASIO, s. r. o., a Ing. Marek Jilemnický z Magistrátu města Mladá Boleslav představili své zkušenosti z praxe. Je potřeba říci, že tyto přednášky zaznamenaly největší úspěch. Byly v nich představeny konkrétní problémy nefunkčnosti ČOV, nekázeň uživatelů ČOV, kvalita provedených revizí a administrace vodoprávních úřadů. Tyto jsou většinou pracovně přetíženy a prostor pro kontrolu, zda provozovatelé plní povinnosti vyplývající z § 59 odst. 1 písm. k) vodního zákona, není dostačující. Záleží také na způsobu vedení agendy úřadem.

Který ze způsobů legalizace DČOV je v kterých případech vhodnější, prezentoval Ing. Martin Koller, který je školitelem OZO a revize i sám provádí. Je důležité, aby revize měla pro provozovatele spíše „školící charakter“ a úroveň obsluhy ČOV tak vzrůstala. Nelze také jednoznačně říci, který ze způsobů legalizace je lepší, vždy záleží na konkrétních podmínkách.

Odpolední blok přednášek odborníků odboru technologie vody a odpadů VÚV TGM, v. v. i., byl zaměřen na technologický aspekt DČOV. Ing. Věra Štiková ve spolupráci s Martinem Peškem z Technického a zkušebního ústavu stavebního Praha, s. p., uvedla účastníky semináře do problematiky prokazování shody DČOV (harmonizované technické specifikace). Ty stanovují úkoly při posuzování a ověřování stálosti vlastností výrobků jak pro oznámený subjekt, tak i pro výrobce, a na jejich základě jsou uváděny a hodnoceny příslušné charakteristiky (vlastnosti) výrobku. Hodnocenými vlastnostmi jsou: účinnost čištění, kapacita/výkonnost čištění, vodotěsnost, únosnost (stabilita konstrukce), trvanlivost, protipožární odolnost, obsah nebezpečných látek v konstrukčních materiálech. Část z těchto zkoušek (účinnost čištění) je realizována i ve zkušebně VÚV TGM, v. v. i. O tom, jak taková zkouška probíhá a co všechno obsahuje, nás seznámila Ing. Jana Čejková. Probíhá za definovaných podmínek ve zkušební hale a prokazuje splnění účinnosti čištění v jednotlivých parametrech (minimálně BSK5, CHSK a NL) deklarované výrobcem. Ing. Jiří Kučera prezentoval, na co se zaměřit při zhodnocení funkčnosti DČOV v reálném provozu. Také provedl srovnání náročnosti provozování DČOV vs. jímky na vyvážení.

Poslední přednáška zobecnila podněty pro zefektivnění revizí do budoucna. Jsou to zvláště: součinnost vodoprávních úřadů, OZO a MŽP, zlepšení vedení evidence DČOV na vodoprávních úřadech (kontrola zasílání revizních zpráv), větší důslednost kontrol ze strany OZO, zjednodušení administrace (návrh ohlašování revizí prostřednictvím ISPOP), proškolení obsluhy ze strany firem prodávajících DČOV. Výrobci DČOV by měli také přesněji specifikovat nároky na údržbu svých výrobků včetně periodicity jednotlivých úkonů (často deklarovány jako „bezúdržbová“). Účelné by bylo přenesení některých povinností z metodického pokynu do legislativního předpisu (vodního zákona nebo vyhlášky), zvl. termínování povinnosti provedení první revize do šesti měsíců od zprovoznění ČOV.

Seminář byl účastníky hodnocen jako přínosný s přáním jeho uspořádání i v příštím roce.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Tradiční setkání vodohospodářské veřejnosti, zástupců státní správy a samosprávy, které se již vžilo pod označením Národní dialog o vodě, se konalo ve dnech 18.–19. září 2018. Letošní, již osmé pokračování akce, přineslo dvě organizační změny. Předně podzimní termín konání a nově také místo – poprvé účastníky přivítal hotel Skalský Dvůr na Vysočině. Akce byla připravena Českou vědeckotechnickou vodohospodářskou společností (ČVTVHS, z. s.) ve spolupráci s Výzkumným ústavem vodohospodářským T. G. Masaryka, v. v. i. (dále jen VÚV TGM). Odborným garantem akce byl Ing. Karel Drbal, Ph.D., (VÚV TGM) a organizačním garantem pak Ing. Václav Bečvář, CSc. (ČVTVHS, z. s.).

Téma letošního ročníku Národního dialogu o vodě, které se neslo pod názvem: Vodní hospodářství a veřejné zájmy, již samo o sobě otevřelo řadu otázek. Akce si kladla za cíl nalézt, alespoň na některé z nich, přiléhavé odpovědi. Zejména, co vše je věcí veřejného zájmu ve vodním hospodářství, kde a jak veřejný zájem vzniká, kdo jej formuluje, reprezentuje a hájí atd. Formát akce a zejména přítomnost 77 účastníků nabídly různé pohledy na shodné problematiky vodního hospodářství a životního prostředí z úrovně státní správy, samosprávy, správců a odborné veřejnosti.

V úvodním dopoledním bloku vyhrazeném pro čestné hosty, vystoupil se zdravicí a představením VÚV TGM jeho ředitel pan Ing. Tomáš Urban. Připomněl, že jak založení ústavu před 99 lety, tak jeho současná forma, coby veřejné výzkumné instituce, odráží naplňování řady veřejných zájmů. Ty mohou a jsou vnímány různě. Závěrem prezentace zaznělo pozvání účastníků setkání na oslavy 100. výročí založení ústavu v příštím roce. K aktuální problematice sucha a nedostatku vody zazněl příspěvek od předsedy ČVTVHS, z. s., a ředitele ČHMÚ pana Mgr. Marka Riedera. Zde posluchači získali ucelenou představu o všech významných iniciativách, které jsou z vládní (resortní) i parlamentní úrovně vedeny s cílem přijímat klíčová rozhodnutí, jak předcházet a snižovat dopady nedostatku vody. Následoval podrobný vhled do aktivit Ministerstva zemědělství v oboru VH, který přednesl pan Ing. Daniel Pokorný, ředitel odboru státní správy ve vodním hospodářství a správy povodí. Ministerstvo životního prostředí v úvodním bloku prezentoval pan Ing. Evžen Zavadil, vedoucí oddělení ochrany vod a zástupce ředitele odboru ochrany vod. Milým hostem byla paní senátorka Ing. Bc. Anna Hubáčková, která se problematikou vody jako složky životního prostředí zabývá celou svou profesní kariéru a mohla poskytnout účastníkům setkání praktické zkušenosti z vyjednávání samospráv na komunální, krajské úrovni při posuzování různých mnohdy kolizních zájmů.

Vodní hospodářství a veřejné zájmy je téma, které může být uchopeno mnoha způsoby a ani tak není jisté, že budou zodpovězeny beze zbytku všechny související otázky. Aby dialog byl dialogem, bylo snahou organizátorů vytvořit maximální prostor pro řízené diskuse, které byly uvozeny celkem patnácti příspěvky.

Úvodní přednáškou se pan JUDr. Zdeněk Horáček, Ph.D., (Ambruz & Dark Deloitte Legal, s. r. o.) věnoval aplikaci pojmu veřejný zájem ve vodním právu. Již formulace veřejného zájmu není jednoduchým procesem, protože není možné vymezit pouze jeden univerzální zájem, který by byl nadřazen všem ostatním, dílčím. Zde byl připomenut nález Ústavního soudu (28. 6. 2005, sp. zn. Pl. ÚS 24/04), podle kterého by veřejný zájem v konkrétní věci měl být zjišťován v průběhu správního řízení na základě poměřování nejrůznějších partikulárních zájmů, po zvážení všech rozporů a připomínek. Z odůvodnění správního rozhodnutí pak musí zřetelně vyplynout, proč veřejný zájem převážil nad řadou jiných partikulárních zájmů. Veřejný zájem je třeba nalézt v procesu rozhodování o určité otázce a nelze jej v konkrétní věci a priori stanovit. Z těchto důvodů je zjišťování veřejného zájmu v konkrétním případě typicky pravomocí moci výkonné a nikoliv zákonodárné. Za připomenutí stojí princip definování konkrétního veřejného zájmu přímo zákonem, který jako návrh řešení zazněl v řadě dalších příspěvků. Zmíněný princip „deklarování veřejného zájmu v konkrétně určené věci zákonem“, pokládá Ústavní soud za protiústavní.

Nad potřebou definování veřejného zájmu ve vodním zákoně se zamýšlela ve svém vystoupení paní prom. práv. Jaroslava Nietscheová z Povodí Vltavy, s. p., vycházela ze skutečností, se kterými se správci povodí v praxi setkávají. V různých situacích zpravidla existuje pluralita veřejných zájmů. Veřejný zájem je nutno chápat jako možnost státu (veřejné moci) žádat po kterékoliv právnické nebo fyzické osobě, aby něco konala, něčeho se zdržela nebo něco strpěla. V oblasti vodního hospodářství je zákonem č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů, veřejný zájem deklarován nebo zohledněn v řadě ustanovení. Za výslovný veřejný zájem je možno považovat stanovení ochranných pásem vodních zdrojů (§ 30 odst. 1). Dále je veřejný zájem uveden § 52 odst. 2 (povinnosti vlastníků staveb a zařízení v korytech vodních toků nebo sousedících s nimi), § 56 odst. 4 (stavby k VH melioracím pozemků), § 59 odst. 5 (povinnosti vlastníků vodních děl) nebo § 62 odst. 2 (povinnosti vlastníků a stavebníků vodních děl při technicko-bezpečnostním dohledu). Závěrem bylo doporučeno zvážit ve smyslu přijaté koncepce vodního hospodářství, které další povinnosti a omezení prohlásí zákon za veřejný zájem, a tím je vyloučí z rozhodování při vodoprávním řízení před vodoprávními úřady.

Podrobný exkurz i do etymologických analýz a filozofických úvah umožnil účastníkům Národního dialogu pan Ing. Arnošt Kult z VÚV TGM svojí přednáškou nazvanou: Historický, sociologický, politologický a právní rozbor pojmu „veřejný zájem“. V úvodu zdůraznil neurčitost, která se váže k sousloví veřejný zájem a dále konstataci, že se nejedná pouze o pojem úzce právní, ale lze jej spíše označit za pojem společenskovědní. V tomto širším pojetí se mnohdy hovoří i o tzv. společenském či celospolečenském zájmu (případně v EU používaném obecném zájmu). V přednášce byl dále věnován prostor dalším souvisejícím pojmům a jejich případným proměnám v historickém kontextu: veřejnost, veřejné záležitosti, veřejné mínění, veřejný statek, obecné dobro. Nicméně závěrem bylo uvedeno, že každý dílčí veřejný zájem lze „rozdělit“ na složku ryze „racionální“ a spíše „iracionální“, která je většinou určována velmi těžce „uchopitelným“ a neustále se měnícím (rovněž v návaznosti na v dané době převažující politické „tendence“) veřejným míněním.

První blok přednášek uzavřelo vystoupení, ve kterém pan RNDr. Josef K. Fuksa, CSc., (VÚV TGM) odpovídal na otázku: K čemu jsou nám řeky dobré – co formuje veřejný zájem? Proto, aby bylo možné přistoupit ke specifikaci veřejného zájmu na vodních tocích, uvedl autor podrobný přehled funkcí toků v současné krajině. Je-li pominut důležitý „kulturní“ aspekt – řeky jsou historickou součástí krajiny, dějin, našich domovů atd., nabídl autor sdělení dva základní přístupy, které existují a uplatňují se současně: (i) přírodní funkce (historická i současná tvorba krajiny, transport vody, ekosystémy); (ii) antropogenní přístup (zdroje, recipient odpadních vod, energetika, doprava). Přednáška směřovala k zobecnění současného rozporu/kompromisu mezi uvedenými přístupy. K vymezení veřejného zájmu pak bylo doporučeno: těsnější vazba současných právních nástrojů na Rámcovou směrnici o vodách (ve znění čl. 1), respektování vodních toků (vody obecně) jako dlouhodobého společného zdroje, který vyžaduje soustavnou ochranu; s tím související aktivní aplikace principu předběžné opatrnosti včetně zapojení ekosystémových služeb.

Odpolední blok semináře byl zahájen přednáškou „Vodní hospodářství a faktor veřejného zájmu“, kterou za nepřítomného autora, pana RNDr. Pavla Punčocháře, CSc., (MZe) přednesl pan Ing. Daniel Pokorný. V úvodní části navázal na výkladovou část přecházejících sdělení, nicméně zdůraznil, že veřejný zájem představuje právní kategorii, která ohraničuje specifické chování jak individuální, tak, v určitých případech, také státní (pokud by byla omezována základní občanská práva). Ačkoliv se jedná v praxi o velmi frekventovaný termín, není přesně definován a v mnoha právních předpisech jsou uvedeny odkazy ve vazbě na různé činnosti, omezení, prosazování. Je otázkou, zda specifikaci důvodů uplatnění v konkrétních situacích by měly obsahovat jednotlivé zákony. Nosným tématem přednášky byla tzv. „konkurence“ veřejných zájmů, kdy současné způsoby řešení, např. formou meziresortních dohod, jsou mnohdy problematické a orgány státní správy zjevně nejsou konečnou instancí rozhodování. S pokračujícími důsledky změny klimatu v oblasti vodního hospodářství se dostáváme do „konkursu“ uplatňování veřejného zájmu stále častěji, přičemž způsoby řešení chybějí jak pro individuální chování, tak pro postoje resortů. Zdá se, že nejobtížnější je řešení „nadřazenosti“ v případě ochrany kvality života obyvatel v porovnání s ochranou organismů v přírodních ekosystémech (tj. ochranou přírody). Zda se bude dařit „meziresortní“ vyjednávání je závislé především na jednajících osobách, což samozřejmě nastoluje kritiku subjektivní podjatosti. Rozhodování soudu v těchto případech je (politicky) neschůdné. Řešení zjevně nepřináší dikce vodního zákona, že harmonizaci zajistí „plánování v oblasti vod jako trvalá koncepční činnost“. V rámci prezentace bylo připomenuto několik příkladů chybného řešení „konkurence“ veřejných zájmů z poslední doby (odpor obce Nové Heřminovy vůči realizaci záměru ochrany regionu před povodněmi, změna konceptu nádrže Mělčany, ukončení přípravy nádrže Pěčín a zejména snižování počtu hájených lokalit pro potřeby výstavby přehradních nádrží viz Generel území chráněných pro akumulaci povrchových vod).

Jednotlivé veřejné zájmy zajišťované činnostmi podniků Povodí podrobně a přehledně uvedl pan Dr. Ing. Antonín Tůma z Povodí Moravy, s. p. Mezi činnosti vykonávané v rámci „veřejného zájmu“ náleží správa povodí definovaná vodním zákonem představující správu a monitoring povrchových vod, jejich ochranu a zabezpečení jejich hospodárného a účelného využívání včetně ochrany vodních zdrojů, ochrany před povodněmi v rámci vodohospodářského plánování. Vodohospodářské plánování je v tomto smyslu kontinuální a koncepční činnost vykonávaná v rámci veřejného zájmu s historickou tradicí v našich zemích. Podrobně k tématu vodohospodářského plánování v historických souvislostech vystoupil s další přednáškou pan Ing. Miroslav Foltýn (vedoucí útvaru vodohospodářského plánování, Povodí Moravy, s. p.). Chronologicky byl uveden přehled vývoje vodního hospodářství, jeho právních a koncepčních dokumentů v návaznosti na měnící se potřeby společnosti. Nicméně nechyběl ani pohled na aktuální a někdy bolestivá dílčí témata VH plánování (nejednoznačná metodická podpora procesu plánování, nejasná závaznost realizací potřebných opatření, mnohá opatření nejsou v kompetenci oboru vodního hospodářství atd.).

Na úkoly VH plánování navázala svým vystoupením paní RNDr. Hana Prchalová (VÚV TGM), když se zaměřila na veřejný zájem v plánech povodí podle Rámcové směrnice o vodách. Právě uvedená směrnice zmiňuje veřejný zájem v čl. 4, kde jsou definovány environmentální cíle a případné výjimky z těchto cílů. I když je nadřazený veřejný zájem výslovně uveden pro aplikaci čl. 4.7 (výjimky důsledkem vlivu nově změněných fyzikálních poměrů v útvaru povrchové vody nebo změn hladin útvarů podzemní vody), seznam možných tzv. uznatelných užívání je vyjmenován u identifikace silně ovlivněných vodních útvarů. Mezi uznatelná užívání patří tyto „užitečné funkce“: (i) širší okolí, (ii) plavba, včetně přístavních zařízení, nebo rekreace, (iii) činnosti, pro něž je voda jímána, jako je zásobování pitnou vodou, výroba elektrické energie nebo závlahy, (iv) úprava vodních poměrů, ochrana před povodněmi, odvodňování, nebo (v) jiné stejně důležité trvalé rozvojové činnosti člověka. V české metodice určení silně ovlivněných vodních útvarů z roku 2013 byl seznam uznatelných užívání dále zpřesněn (např. do trvalé rozvojové činnosti člověka byly zahrnuty chov ryb v rámci vodních útvarů v kategorii jezero a odběry vod pro průmysl). Protože uznatelné užívání je zároveň důležitým prvkem pro stanovení ekologického potenciálu (tedy cíle jsou podřízeny tomuto užívání), probíhá v současné době nové upřesnění užitečných funkcí mezi Ministerstvem zemědělství a Ministerstvem životního prostředí. Zároveň výsledek uznatelných užívání by měl být použit jako podklad pro uplatnění výjimek podle čl. 4.7, neboť hlavní rozdíl mezi identifikací silně ovlivněných vodních útvarů a aplikací čl. 4.7 je v tom, že při identifikaci silně ovlivněných útvarů se jedná o již existující užívání (a následné ovlivnění), kdežto při aplikaci čl. 4.7 se jedná o nové, plánované užívání a změny.

S úvahou na téma: „Je voda samozřejmost nebo národní bohatství“ vystoupil Ing. Václav Hlaváček, CSc. (Agrární komora ČR). V polemické odpovědi bylo zdůrazněno, že voda jako surovina je velkou částí společnosti vnímána spíše jako samozřejmost a odpovídá tomu mnohdy nešetrné nakládání s vodou. Příčinu a rezervy je třeba vidět již ve výchově dětí a mládeže, aby bylo dosaženo jiného, odpovědného postoje k vodě. Změny k lepšímu a hospodárnému užívání vody není možné více odkládat a je třeba uplatnit celou škálu vhodných a promyšlených opatření.

Druhý den semináře byl zahájen tématem – Územní plánování ve veřejném zájmu: teorie a praxe. Velice zajímavou přednáškou představila paní Ing. Věra Třísková, z Krajského úřadu Jihočeského kraje, nástroje, které nám skýtá zákon 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu, a leckdy ne zcela šťastné jejich uplatnění v praxi. Úvodem byly připomenuty cíle územního plánování (ÚP), které mj. sledují dosažení obecně prospěšného souladu veřejných a soukromých zájmů na rozvoji území. Současně úlohou orgánů ÚP je koordinace veřejných i soukromých záměrů změn v území, výstavby a jiných činností, které ovlivňují rozvoj území a konkretizují ochranu veřejných zájmů. Dále územní plánování ve veřejném zájmu chrání a rozvíjí přírodní, kulturní a civilizační hodnoty území, včetně urbanistického, architektonického a archeologického dědictví. Přitom chrání krajinu jako podstatnou složku prostředí života obyvatel a základ jejich totožnosti. S ohledem na to určuje podmínky pro hospodárné využívání zastavěného území a zajišťuje ochranu nezastavěného území a nezastavitelných pozemků. I když v porovnání s jinými právními předpisy lze usuzovat, že cíle územního plánování jsou ve stavebním zákoně podrobněji uvedeny, přesto příklady z praxe ukazují, že ne vždy je dodržen „duch zákona“ či dalších předpisů. Jedním z uvedených příkladů bylo umisťování kolizní aktivity do záplavového území, kde se ve výsledku jedná o nesoulad se závazným nástrojem ÚP s celostátní působností, kterým je Politika územního rozvoje ČR, resp. její aktualizace č. 1 z roku 2015.

V další přednášce se pan Ing. Petr Tušil, Ph.D., MBA, (VÚV TGM) zaměřil na problematiku nadřazeného veřejného zájmu s ohledem na uplatnění požadavků a podmínek čl. 4.7 Rámcové směrnice 2000/60/ES (RSV). Ve svém sdělení podrobně přiblížil případ záměru realizace MVE v Rakousku, který nicméně skončil až u Evropského soudního dvora. Výsledkem tedy byla soudní kauza Evropská komise (EK) versus Rakouská republika. Spor spočíval ve skutečnosti, že EK vytýkala Rakousku, že povolením výstavby vodní elektrárny na řece Schwarze Sulm, nebyly splněny povinnosti, které vyplývají z ustanovení čl. 4 odst. 1 a 7 RSV. Současně EK uváděla argument, že nelze ani uplatnit výjimku ze zákazu zhoršení podle čl. 4.7 RSV. Nicméně rakouská strana se opírala o rozhodnutí z roku 2007 povolit projekt vodní elektrárny vedoucí případně ke zhoršení stavu útvaru povrchové vody, jelikož všechny podmínky stanovené v RSV čl. 4.7 byly dodrženy. Navíc zmíněné rozhodnutí bylo přijato po provedení řízení, v němž bylo právně přezkoumáno a posouzeno celkové stanovisko týkající se existence nadřazeného veřejného zájmu s přihlédnutím k cílům RSV a účinkům, které bude mít tento projekt na regionální a lokální úrovni. Důležité je poznamenat, že v případě sporného projektu rakouské úřady velmi podrobně analyzovaly a poměřily očekávané přínosy oproti skutečnosti zhoršení stavu vodního útvaru. Byl doložen cíl výstavby MVE rozvoj energie z obnovitelných zdrojů, což odpovídá nadřazenému veřejnému zájmu, to bylo jednoznačně potvrzeno návaznou studií a veřejný zájem tedy výrazně převážil nad zjištěnými zásahy do environmentálních cílů. Protože EK nedoložila konkrétní výtky k závěrům studie, soudní dvůr konstatoval, že EK tvrzené nesplnění povinností neprokázala a žaloba byla zamítnuta jako neopodstatněná.

Jiný pohled na obsah pojmu veřejný zájem nabídl pan RNDr. Jan Daňhelka, Ph.D., z ČHMÚ. Zabýval se otázkou, nakolik je požadavek pořizovat informace o vodě právě veřejným zájmem. Připomenul milníky, události a konání historických postav, které vedly k zahájení organizovaných měření a vyhodnocování hydrosféry u nás v roce 1875 jako veřejné služby. Současně s uvedením vývoje těchto nároků a požadavků k dnešku byla hledána odpověď na související otázku, zda by hydrologická data mohla být pořizována na komerčním principu. Na základě srozumitelných simulací shrnutí hlavních aspektů, které tvoří užitnou hodnotu služeb, dospěla úvaha k závěru, že získávání dat o vodě naplňuje charakter veřejného zájmu, hlavně proto, že zjevně nenaplňují znaky zájmu soukromého. Zajištění informací o vodě by na komerčním principu zřejmě fungovat nemohlo, pokud by úhrada nebyla zajištěna z veřejných peněz a tedy pořizovatelem stát.

Čtvrtý blok přednášek zahájil pan Ing. Arnošt Kult (VÚV TGM) příspěvkem: Veřejný charakter povrchových vod – historický přehled příslušné právní úpravy. Poměrně podrobný historickoprávní přehled byl zahájen vhledem do významu pojmů a rozdělení právních věcí v římském právu. Veřejnoprávnost řek, zde byla vymezena ve smyslu tzv. „res publica“ (věc veřejná) – tj. patřící římským občanům. Obdobně rakouský Obecný zákoník občanský z roku 1811, který platil i pro území Čech, Moravy a Slezska prakticky až do roku 1950, pojímal věci veřejné jako obecný statek či veřejný majetek. Podle Ústavy ČSSR (zákon č. 100/1960 Sb.) byly vodní toky pokládány za tzv. národní majetek. Po roce 1989 došlo bohužel k úplnému zrušení příslušného článku – nová Ústava České republiky (zákon č. 1/1993 Sb.) již majetkoprávní charakter povrchových vod neřešila s ohledem na předpoklad, že příslušná ustanovení budou obsažena pouze v zákonu speciálním, tj. v zákonu o vodách. Před vydáním zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), probíhala na dané téma široká odborná diskuse. Nakonec bylo rozhodnuto (i s ohledem na určité obavy z možné „privatizace“ vodních toků) tak, že povrchové vody nebudou pojímány jako předmět vlastnictví (tedy též ne veřejného) – a že budou zahrnuty do kategorie „res nullius“ (věc nikoho, „věc bez pána“). Autor příspěvku vznesl pouze námět na možnou další odbornou diskusi na dané téma (vycházel též z té skutečnosti, že poměrně „vyhrocená“ teoreticko-právní diskuse z devadesátých let minulého století nebyla dosud zcela rozhodnuta) – a to, zda by nebylo vhodné se v případné novelizované právní úpravě „vrátit“ zpět k osvědčenému majetkoprávnímu pojetí povrchových vod obsaženému jak v „klasických“ definicích římského práva, tak i v Obecném zákoníku občanském z roku 1811.

Další sdělení zaměřilo pozornost na povodňovou problematiku, resp. na vývoj míry povodňového ohrožení v ČR. Na základě zpracovaných dat, která byla pořízena v průběhu let 2009 až 2016, dokumentoval Ing. Karel Drbal, Ph.D., (VÚV TGM) negativní trend, totiž zvyšování potenciálních škod v tzv. záplavových územích (ZÚ). Jedná se paradoxně o území, jejichž vymezení podle § 65 zákona č. 254/2001 Sb. o vodách patří mezi povodňová přípravná opatření. V současnosti jsou v ČR stanovena ZÚ celkem na cca 15 tis. km úseků vodních toků. Silné restrikce (viz § 67 vodního zákona) jsou definovány v tzv. aktivních zónách záplavových území. Těchto je stanoveno na cca 12,5 tis. km úseků toků. Uvedené skutečnosti je třeba vnímat optikou, že informace a podklady o povodňovém nebezpečí, ohrožení a rizicích jsou známé a zmapované pro drtivou většinu lokalit v České republice. Současně všichni bychom měli mít ještě v živé paměti téměř dvě povodňové dekády. Nicméně přesto v případě 250 obcí ze 787 (obce, kde mezi lety 2009–2016 nedošlo ke změně plochy rozlivu Q100) se zvýšil podíl trvale bydlících osob právě v ZÚ o více než 20 %. Uvedené znamená, že se zvyšují povodňová rizika, náklady na realizaci a provoz účinných opatření do budoucna jak preventivních, tak i operativních. Jistě není ve veřejném (většinovém) zájmu ochrana majetků za každou cenu.

Poslední příspěvek pana Ing. Stanislava Žateckého z akciové společnosti Vodní díla – technicko-bezpečnostní dohled se obsáhlým způsobem věnoval využití malých vodních (MVN) a suchých nádrží (SN) jako opatření snižování dopadů povodní a nedostatku vody v obdobích sucha. V souvislosti s ochrannou funkcí bylo konstatováno, že suchá nádrž je totiž jedním z mála typů vodních děl tolerovaných orgány ochrany přírody a ekologickými sdruženími. Nicméně protože se jedná o jednoduchý typ klasické ochranné, resp. retenční, nádrže, je zásadní nevýhodou těchto opatření právě jejich jednoúčelovost, a tím málo efektivní využití investičních prostředků na jejich výstavbu. Jelikož hydrologické extrémy nadbytku a nedostatku vody se sice nepravidelně, ale přeci jen střídají, nejeví se jako efektivní (hospodárné, logické) budovat jednoúčelová zařízení. Důvody, proč tomu tak ve skutečnosti je, jsou spatřovány: v nekoncepčnosti, v politickém populismu, v toleranci orgánů ochrany přírody ke zdánlivě „přírodě bližším projektům“ a příčinou je také „krátká paměť“ obyvatel, kdy se většinou řeší jen aktuální a akutně nepříjemné problémy, a ty i nedávné se odkládají a neřeší. Další nepříjemnou skutečností je mnohdy problematické zajištění minimálních zůstatkových průtoků (MZP) u malých vodních nádrží, protože řada z nich není vybavena vhodným výpustným zařízením. Veřejný zájem je v této souvislosti spatřován právě v potřebě výstavby nových víceúčelových nádrží, kterými bude možno zajistit zásobní funkci a alespoň MZP pod vodním dílem. Pokud dojde k návrhu změny stávající suché nádrže na víceúčelovou, je nezbytné prověřit použité zeminy v tělese hráze a dořešit případné dotěsnění, nejen dostavbu výpustného zařízení.

Všechny zmíněné příspěvky splnily zamýšlený účel, tedy iniciovat diskuse ke všem souvisejícím otázkám. Diskuse mnohdy pokračovaly i mimo programové bloky o přestávkách a v průběhu společenského večera. Byl tak využit charakteristický a typický znak semináře – dialog. I když nelze předpokládat, že ve všech problematikách všichni účastníci dosáhli názorového konsenzu, splnil letošní Národní dialog o vodě svůj cíl. Zahájit diskusi na mnohdy velmi abstraktní téma, seznámit účastníky s růzností pohledů a vnímání obsahu pojmu veřejný zájem ve vodním hospodářství.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Již více než 60 let je ve Výzkumném ústavu vodohospodářském řešena problematika výskytu a chování radioaktivních látek ve vodě. Se sledováním přírodních a umělých radionuklidů v hydrosféře započal již v roce 1956 tým pod vedením Dr. Ing. Jaroslava Bulíčka. Zpočátku hlavním úkolem bylo sledování množství a jakosti důlních vod z těžby uranu v lokalitách Jáchymov, Příbram, Stráž pod Ralskem, Tachov, Okrouhlá Radouň a Dolní Rožínka a jejich vliv na jakost povrchových vod, do kterých byly důlní vody z provozu podniku Český uranový průmysl (později DIAMO, s. p.) zaústěny. Současně se zahájením těchto prací bylo třeba vyvinout metody na stanovení celkových objemových aktivit alfa a beta a jednotlivých radionuklidů, zejména radonu 222, radia 226 a přírodního uranu.

S rozvojem prací byli do oddělení postupně přijímáni další pracovníci, a to p.ch. Jan Pazderník, RNDr. Jaromír Justýn, CSc., vyškolený v problematice radio-biologie v hydrologické laboratoři AV ČR, dále Ing. Adolf Mansfeld, CSc., který vystudoval radiochemii na Lomonosovově univerzitě v Moskvě, absolventi Průmyslové školy jaderné techniky Jaroslav Hájek, Jarmila Vokáčová a Milada Světová a dále Hana Kalová a Eduard Hanslík, který si následně doplnil vzdělání externím studiem na Vysoké škole chemicko-technologické. V letech 1964 až 1969 vystudoval obor technologie vody a na téže instituci obhájil v roce 1980 i vědeckou aspiranturu. Absolvoval také hydrologický kurz UNESCO na Lomonosovově univerzitě v Moskvě a stal se vedoucím oddělení Jakosti povrchových vod, v roce 1987 vedoucím odboru Procesů změn jakosti vod a od roku 1991 byl vedoucím útvaru Radioekologie, který byl následně včleněn do sekce Jakosti vod a ochrany ekosystémů – nyní Referenční laboratoř složek životního prostředí a odpadů. Do roku 1990 docházelo jen k malým personálním změnám, po tomto roce pak byli postupně přijímáni noví pracovníci: Ing. Barbora Sedlářová, RNDr. Diana Marešová, Ph.D., Ing. Eva Juranová, Ing. Irena Pohlová, Bc. Martina Kluganostová, Michal Novák a Michal Komárek. Od prosince roku 2017 je vedením oddělení pověřena Ing. Barbora Sedlářová.

Radioanalytické postupy aktuálně potřebné pro řešení projektů byly a jsou dosud vyvíjeny v laboratoři Radioekologie a postupně předávány i vodohospodářským radiologickým laboratořím (VHRL). Kvalita práce laboratoře je pravidelně ověřována s využitím standardů radioaktivních látek získaných od Českého metrologického institutu Oblastního inspektorátu Praha. Laboratoř se též zúčastňuje mezilaboratorního porovnání zkoušek, včetně analýzy referenčních vzorků poskytovaných Mezinárodní agenturou pro atomovou energii ve Vídni. Oddělení se za využití radioanalytických postupů zaměřilo jak na chování přírodních a umělých radioaktivních látek ve vodním prostředí, tak na problematiku radioekologie vodních organismů. Šlo především o výzkum sorpce a migrace vybraných přirozených a umělých radionuklidů ve vodním prostředí, vliv přírodních činitelů, terénního smyvu a odpadních látek na jakost vody v tocích a nádržích a vliv těžby radioaktivních surovin na jakost povrchových vod. Byly vyvinuty a navrženy technologické postupy na snížení obsahu radioaktivních látek v podzemních vodách. Jednalo se hlavně o aerační procesy ke snížení obsahu radonu 222 v podzemních vodách a záchyt izotopů radia na vodárenských pískových filtrech preparovaných oxidy manganu a železa. Tento postup byl patentován.

Pozornost byla věnována i kontaminaci dalších složek životního prostředí umělými radionuklidy v souvislosti s jejich uvolňováním ve spojitosti s atmosférickými testy jaderných zbraní. Z uvolňovaných radionuklidů hlavní složku představovaly tritium, radioizotopy cesia a stroncium 90. Pro stanovení stroncia 90 byla využívána srážecí metoda. Výsledky od roku 1963 do roku 1986, kdy došlo k havárii v Černobylu, představovaly reziduální kontaminaci po atmosférických testech jaderných zbraní. V roce 1986 došlo ke zvýšení a posléze k postupnému poklesu koncentrací až do roku 2001, kdy byl zahájen provoz Jaderné elektrárny Temelín. Po zahájení provozu tak docházelo k superpozici stroncia uvolněného do prostředí po testech jaderných zbraní, po havárii v Černobylu a po zahájení vypouštění odpadních vod z Jaderné elektrárny Temelín. Metody na stanovení tritia – kapalinová scintilační spektrometrie a radioizotopů cesia – gamaspektrometrie byly zavedeny později po roce 1990, tedy po havárii reaktoru v Černobylu, protože byly vázány na finančně nákladné přístrojové vybavení. V návaznosti na potřebu sledování změn koncentrace přírodních i umělých radionuklidů v povrchové vodě, v upravené (pitné) vodě, dnových sedimentech a biomase vodních rostlin a organismů byla laboratoř zařazena do Radiační monitorovací sítě ČR, jejíž činnost je metodicky řízena Státním úřadem pro jadernou bezpečnost. V této oblasti laboratoř spolupracuje úzce s vodohospodářskými radiologickými laboratořemi státních podniků Povodí, a to zejména při odběru a předúpravě vzorků.

Od osmdesátých let je v souvislosti s výstavbou jaderných elektráren a zároveň i ochranou vodních zdrojů stěžejním bodem činnosti oddělení radiologie podrobný průzkum jakosti povrchových, podzemních a srážkových vod, dnových sedimentů a biomasy vodních rostlin a ryb. Pracovníci oddělení a další se soustředili především na lokalitu plánované Jaderné elektrárny Temelín, jejímž vlivem na vodní prostředí i prognózou vlivu její dostavby se zabývá dodnes. V souvislosti s výstavbou a provozem této elektrárny byla řešena řada projektů zabývajících se možnými vlivy jejího provozu na životní prostředí: Výzkum vlivu Jaderné elektrárny Temelín na hydrosféru a další složky životního prostředí, Výzkum vlivu jaderně energetických zařízení na životní prostředí a dále Program sledování a hodnocení vlivu Jaderné elektrárny Temelín na životní prostředí a sledování pro ČEZ, a. s., Jaderná elektrárna Temelín. Byla získána více než 25letá řada výsledků, které jsou průběžně zpracovávány a publikovány. Do roku 2000 se práce soustředily na hodnocení „předprovozního stavu“, tj. hodnocení referenčních úrovní. Od roku 2001 je hlavním cílem prací hodnocení možného vlivu JE Temelín na životní prostředí, resp. hydrosféru.

Oddělení Radioekologie se zabývá i řadou dalších odborných problematik, např. kontaminací životního prostředí umělými radionuklidy tritiem, stronciem 90 a cesiem 134, resp. cesiem 137, v důsledku havárie jaderného reaktoru v Černobylu se zaměřením na kontaminaci povrchových toků a dnových říčních sedimentů, dále odstraňováním radionuklidů úpravárenskými postupy a v poslední době především hodnocením jakosti vody v tocích – kontaminací hydrosféry radioaktivními látkami nebo migrací škodlivých látek v povodí Labe (s využitím tritia jako stopovací látky).

Členové subkomise pro radiologické metody v roce 2018

Vedoucí oddělení řídí subkomisi č. 4 Radiologické metody, která je součástí Technické normalizační komise č. 104, a ve spolupráci se SWECO Hydroprojekt, a. s., se podílí na tvorbě ČSN/TNV. Dále je členem Mezinárodní radioekologické společnosti, členem odborné skupiny Odpadní vody a čistota vod ČVTVHS, z. s., členem Konzultační rady ASLAB a Mezirezortní radonové komise.

V rámci oddělení jsou pro potřeby vlastní i pro potřeby vodohospodářských laboratoří státních podniků Povodí vyvíjeny a ověřovány metody stanovení radioaktivních látek. Připravují se podklady pro zavádění ukazatelů radioaktivity a jejich hodnot v hydrosféře do právních předpisů. Odborně jsou garantovány celostátní konference se zahraniční účastí Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství (1958–2018) a Radiologické metody v hydrosféře (2003–2017).
Ve spolupráci s VÚVH Bratislava jsou každoročně pořádány Konzultační dny pro pracovníky vodohospodářských radiologických laboratoří (1991–2018). O tom, že Radioekologická laboratoř Výzkumného ústavu vodohospodářského (dnes VÚV TGM, v. v. i.) je uznávána i z mezinárodního hlediska svědčí také dlouhodobé citování E. Hanslíka v encyklopedii Who´s Who od roku 2001 a Who´s Who in Science and Engineering od roku 2003 dosud.

Obsáhlá je také publikační činnost. Jde o desítky příspěvků na semináře a konference v ČR i zahraničí, desítky článků v tuzemských, ale i zahraničních časopisech. Z nich lze jmenovat např.:

Hanslík, E., Mansfeld, A. Tritium v odpadech jaderného palivového cyklu. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, Výzkumný ústav vodohospodářský, Práce a studie, 1983, seš. 159, s. 159.

Mansfeld, A., Hanslík, E. Radium-226: Content reduction in waters used for drinking purposes, Praha: State Agricultural Publishing House, Výzkumný ústav vodohospodářský, Praha Výzkumný ústav vodohospodářský, Práce a studie, seš. 177, 62 s., 1990. ISBN 80-209-0137-X.

Hanslík, E., Mansfeld, A., Žáček, L. Způsob odstraňování radia z vody filtrací přes filtrační písek. AO č. 190791.

Hanslík, E. Vliv Jaderné elektrárny Temelín na hydrosféru a další složky životního prostředí. Praha: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, Výzkum pro praxi, seš. 26, 37 s., 1994. ISBN 80-901181-7-8.

Hanslík, E. Vliv Jaderné elektrárny Temelín na hydrosféru. Praha: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, Výzkum pro praxi, seš. 34, 80 s., 1996. ISBN 80-85900-12-2.

Hanslík, E. Impact of Temelín power plant on hydrosphere. Praha: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, Výzkum pro praxi, seš. 35, 96 s., 1997. ISBN 80-85900-13-0.

Hanslík, E. aj. Vliv těžby uranových rud na vývoj kontaminace hydrosféry Ploučnice v období 1966–2000. Praha: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, 148 s., 2002. ISBN 80-85900-43-2.

Kolektiv. Příručka provozovatele úpravny pitné vody. Líbeznice: SOVAK, s. 24–27, 2005. ISBN 80-239-4565-3.

Ivanovová, D., Hanslík, E. Optimalizace monitoringu kapalných výpustí z jaderné elektrárny Temelín. Bezpečnost jaderné energie, roč. 17, č. 1/2, s. 29–36, 2009. ISSN 1210-7085.

Ivanovová, D., Hanslík, E. Vliv odpadních vod z JE Temelín na obsah tritia ve Vltavě a Labi do roku 2008. VTEI, roč. 51, č. 6, s. 1–5, 2009. ISSN 0322-8916.

Ivanovová, D., Hanslík, E. Vývoj objemové aktivity tritia v povodí řeky Vltavy. Bezpečnost jaderné energie, roč. 18 [56], č. 3/4, s. 68–75, 2010. ISSN 1210-7085.

Ivanovová, D., Hanslík, E. Temporal and spatial changes in tritium concentration in the Vltava River basin affected by the operation of Temelín Nuclear Power Plant. Acta Universitatis Carolinae Environmentalica, roč. 2009, č. 1–2, s. 17–31, 2010. ISSN 0862-6529.

Ivanovová, D., Hanslík, E., Stierand P. The assessment of natural and artificial radionuclides in river sediments in the Czech Republic. Sediment Dynamics for a Changing Future, roč. 2010, č. 337, s. 157–162, 2010. ISSN 0144-781.

Marešová, D., Hanslík, E., Juranová, E. Přírodní a umělé radionuklidy v říčních dnových sedimentech a plaveninách na území České republiky v období
2000–2010. VTEI, roč. 53, č. 6/2011, s. 1–5, 2011. ISSN 0322-8916.

Hanslík, E., Barnet, I., Marešová, D. aj. Radioaktivní látky v životním prostředí. Chrudim: Vodní zdroje Ekomonitor spol. s r.o., 83 s., 2012. ISBN 978-80-86832-64-7.

Hanslík, E, Marešová, D. Case study: Quantification of individual components of tritium balance in the Vltava and Elbe Rivers affected by the operation of Temelín Nuclear Power Plant (Czech Republic) [Kap.] In: Tosti, S. and Ghirelli, N. (eds.) Tritium: Production, Uses and Environmental Impact. New York: Nova Publishers p. 339–354, 2013. ISBN 978-1-62417-270-0.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E. Radioactive Background in Hydrosphere prior to Planned Extension of Nuclear Power Plant. International Journal of Nuclear Energy Science and Engineering (IJNESE), vol. 3, No. 3, p. 47–55, 2013. ISSN 2226-3217.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E. Development of 3H, 90Sr and 137Cs background activity concentrations in hydrosphere and impact of Nuclear Power Plant Temelín (Czech Republic). In: Ban, M. et al. (eds.) 8th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, September 22.–27. 8. 2013, Dubrovnik, Croatia, Book of Abstracts. Zagreb, Chorvatsko: Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, Zagreb,  2013, p. 384.

Hanslík, E., Juranová, E., Marešová, D. Temporal changes of background of 3H, 90Sr and 137Cs in hydrosphere in the Czech Republic. In: Radiation, ecology and manmade risk factors. Gomel, Bělorusko, 26. 9. 2013. Minsk, Bělorusko: Institute of radiology, National Academy of Sciences of Belarus, p. 169–171. 2013. ISBN 978-985-7003-32-7.

Hanslík, E., Juranová, E. Radon 222 at ground water treatment plant. In: 7th International symposium on Naturally Occuring Radioactive Material. Beijing, Čína, 2013, 22. 4. 2013, p. 95.

Hanslík, E., Juranová, E. Natural radionuclides at ground water treatment plant. Bezpečnost jaderné energie, roč. 21(59), č. 5/6, s. 152–155, 2013. ISSN 1210-7085.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E. Temporal and spatial changes in radiocaesium and radiostrontium concentrations in the Vltava River basin affected by the operation of Temelín Nuclear Power Plant. European Journal of Environmental Sciences, vol. 3, No. 1, p. 5–16, 2013. ISSN 1805-0174.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E. Vliv atmosférických testů jaderných zbraní a významných jaderných havárií na obsah radioaktivních látek v povrchových vodách na území České republiky. SOVAK, roč. 22, č. 10, s. 12–16, 2013.
ISSN 1210-3039.

Hanslík, E., Juranová, E., Ramešová, L. Chování radioaktivních látek v hydrosféře – podmínky laboratorního stanovení distribučního koeficientu. In: Hanslík, E. a Kánská, K. (eds.) Sborník konference Radiologické metody v hydrosféře 13. Buchlovice, 14. 5. 2013. Semtín: Ekomonitor spol. s r.o., s. 54–59, 2013.
ISBN 978-80-86832-71-5.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E. Natural and artificial radionuclides in river bottom sediments and susended matter in the Czech Republic in the period 2000–2010. Journal of Environmental Protection, vol. 5, No. 2, p. 114–119, 2014.
ISSN 2152-2197.

Juranová, E., Hanslík, E. Stanovení distribučního koeficientu pro sorpci umělých radionuklidů ve vodním prostředí. VTEI, roč. 56, č. 2, s. 5–8, 2014. ISSN 0322-8916.

Desortová, B, Hanslík, E. Vývoj biomasy fytoplanktonu v monitorovaných tocích povodí Vltavy po zahájení provozu JE Temelín (období 2001–2013). In: Hanslík, E. (ed.) Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství, XXIII. konference. České Budějovice, 6. 5. 2014. Praha: ČVTVHS-OS čistota vod, 2014.

Fremrová, L., Hanslík, E. Normy pro stanovení radioaktivních látek ve vzorcích vody, názvoslovné normy a další související normy. In: Hanslík, E. (ed.) Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství, XXIII. konference. České Budějovice, 6. 5. 2014. Praha: ČVTVHS-OS čistota vod, 2014.

Hanslík, E., Juranová, E. Ukazatele NEK v nařízení vlády č. 61/2003 Sb. v platném znění. In: Hanslík, E. (ed.) Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství, XXIII. konference. České Budějovice, 6. 5. 2014. Praha: ČVTVHS-OS čistota vod, 2014.

Juranová, E., Hanslík, E. Metodika stanovení sorpčních vlastností umělých radionuklidů ve vodním prostředí. In: Hanslík, E. (ed.) Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství, XXIII. konference. České Budějovice, 6. 5. 2014. Praha: ČVTVHS-OS čistota vod, 2014.

Marešová, D., Juranová, E., Hanslík, E. Vztahy objemové aktivity tritia v profilech Vltava Kořensko, Solenice a PrahaPodolí a Labe Hřensko za období 2008–2013. In: Hanslík, E. (ed.) Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství, XXIII. konference. České Budějovice, 6. 5. 2014. Praha: ČVTVHS-OS čistota vod, 2014.

Hanslík, E., Marešová. D., Desortová, B. Studie radiologických, biologických a fyzikálně-chemických charakteristik vodního prostředí a jejich změn v souvislosti s provozem Jaderné elektrárny Temelín. VÚV TGM, v. v. i, Práce a studie, sešit 206, s. 135, 2015. ISBN 978-80-87402-38-2.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E. Development of 3H, 90Sr and 137Cs background activity concentrations in hydrosphere and impact of Nuclear Power Plant Temelín (Czech Republic). Journal of Environmental Protection, vol. 6, No. 8, p. 813–823, 2015. ISSN 2152-2219.

Juranová, E., Hanslík, E., Novák, M., Komárek, M. Sorpce umělých radionuklidů na dnové říční sedimenty a její závislost na vlastnostech sedimentů. Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, roč. 57, č. 3, příloha Vodního hospodářství č. 6/2015. ISSN 0322-8916.

Hanslík, E., Marešová. D., Desortová, B. Behaviour of selected radiological, biological and physico-chemical indicators of the hydrosphere and their changes related to the operation of the nuclear power plant Temelín. Praha: VÚV TGM, v. v. i, Research Publiceations, No. 207, p. 135, 2015. ISBN 978-80-87402-53-5.

Sedlářová B., Hanslík, E., Juranová, E. Rychlá metoda stanovení celkové objemové aktivity beta. Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, roč. 58, č. 1, s. 28–33, 2015. ISSN 0322-8916.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E., Sedlářová, B. Umělé radionuklidy v hydrosféře – rezidulní kontaminace a vliv Jaderné elektrárny Temelín. Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, roč. 58, č. 2, s. 20–27, 2015. ISSN 0322-8916.

Hanslík, E., Marešová, D., Juranová, E., Vlnas, R. Dependence of selected water quality parameters on flow rates at river sites in the Czech Republic. Journal of Suitable Development of Energy, Water and Environmental Systems, 2016, vol. 4,
No. 2, p. 127–140.

Marešová, D., Hanslík, E., Juranová, E., Sedllářová, B. Case Study: Long Term Consequences of Atmospheric Tests of Nuclear Weapons and Chernobyl Disaster on Territory of South Bohemia (Czech Republic). Ed. Maxine Peterson, The Chernobyl Disaster, NOVA, p. 107–132, 2016. ISBN 978-1-63485-458-0.

Marešová, D., Sedlářová, B., Juranová, E. Stanovení velmi nízkých objemových aktivit tritia s využitím elektrolytického nabohacení vzorků. Czech Chemical Society Symposium Series, roč. 14, č. 5, s. 214, 2016. ISSN 2336-7202.

Marešová, D., Sedlářová, B., Hanslík, E., Juranová, E. Spolupráce VÚV TGM, v. v. i, a státních podniků Povodí v rámci Radiační monitorovací sítě ČR. Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, roč. 59, č. 3, s. 23–26, 2017. ISSN 0322-8916.

Marešová, D., Hanslík, E., Juranová, E., Sedlářová, B. Determination of low level tritium concentrations in surface water and precipitation in the Czech Republic. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, vol. 314, No. 2, p. 681–687, 2017. ISSN 0236-5731.

Mičaník, T., Hanslík, E., Němejcová, D., Baudišová, D. Klasifikace kvality povrchových vod. Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, roč. 59, č. 6, 2017. ISSN 0322-8916.

 

Na práci laboratoře je kladně hodnocena odbornost a profesionální přístup k problematice, k čemuž přispívá vynikající spolupráce s řadou institucí v oboru, ať už jde o radiologické laboratoře státních podniků Povodí, Státní úřad pro jadernou bezpečnost, Státní ústav radiační ochrany, ÚJV Řež, a. s., či výrobní podniky apod. V laboratoři byla vychována řada odborníků v oboru formou školení, resp. diplomových a doktorských prací pro Přírodovědeckou fakultu UK a Vysokou školu chemicko-technologickou.

Stručný příspěvek, jenž se pokusil zmapovat více než 60letou činnost radiologické laboratoře Výzkumného ústavu vodohospodářského (dnes VÚV TGM, v. v. i.), dokladuje úspěšné zvládnutí široké škály úkolů v oblasti radioekologie, zejména pokud jde o sledování radioaktivních látek ve vodách a dalších složkách životního prostředí, hodnocení vlivu jaderných zařízení na hydrosféru, vývoj a aplikaci metod radiologické analýzy hydrosféry a řadu dalších.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Zvýšený výskyt suchých období v České republice s sebou přináší potřebu vytvořit či upravit legislativu. Neméně důležité je vytvoření nástroje, který bude sloužit pro rozhodování v období sucha na jednotlivých úrovních managementu. Princip tohoto nástroje/systému je popsán v tomto článku. Systém je založen na propojení modelu půdního a modelu hydrologické a vodohospodářské bilance. Tyto modely spolu se vstupními klimatologickými daty reprezentují sucho meteorologické, zemědělské a hydrologické. Nástroj bude poskytovat informaci, jaký je současný stav vodních zdrojů a jak by se měl vyvíjet na základě předpovědi, která bude podkladem pro operativní řízení vodních zdrojů.

Úvod

V České republice, ale i ve světě ve stále větším počtu oblastí velmi rychle narůstá nedostatek vody a výskyt sucha, který v některých případech dosahuje úrovně živelné katastrofy s masivními dopady. V případě sucha dochází k nárůstu jeho četnosti v některých oblastech včetně střední Evropy. Tento jev úzce souvisí s procesem globální klimatické změny. Problém zabezpečení vodních zdrojů se už začíná projevovat i v oblastech, v nichž obyvatelstvo projevy sucha dosud příliš nepociťovalo. Navíc míru dopadů sucha a nedostatku vody na obyvatelstvo a průmysl v posledních letech příznivě ovlivnila skutečnost, že došlo k poklesu odběrů vody přibližně o polovinu oproti situaci v roce 1990. Zmírňující efekt tohoto vývoje se však již postupně vytrácí. V roce 2015 byly v ČR zaznamenány problémy se zásobováním obyvatelstva v obcích s nedostatečně spolehlivými vodními zdroji a výrazně vzrostly dopady sucha na zemědělskou produkci a lesní hospodářství, kde se dopady tohoto jevu projevují obvykle nejdříve, a ostatní hospodářské sektory. Došlo ke zvýšení počtu dní s nedostatkem vláhy v klíčovém období pro produkci většiny plodin. Do budoucna lze očekávat, že stávající vodní zdroje nebudou dostatečné, a to nejen z hlediska potenciálně snižujícího se dostupného množství vody, ale i z hlediska nevyhovující jakosti vody. Z těchto důvodů se řada institucí zabývá v posledních více než 10 letech výzkumem problematiky sucha a upozorňuje na problém, který se již začíná výrazně projevovat. Jednou z klíčových výzkumných činností je v současnosti tvorba nástroje pro predikci stavu vodních zdrojů v dlouhodobém měřítku, který je představen v tomto příspěvku.

V současné době rozhodování dispečerů správců povodí v období sucha a nedostatku vody probíhá na základě předchozích zkušeností, bez podpůrných nástrojů. Tento stav by šel přirovnat k situaci zvládání povodní bez jednotlivých prognostických nástrojů a modelů. Dispečeři jsou schopni stav zmírnit, ale bez podpory expertního systému mohou dělat opatření, která nemusí být optimální a může docházet k ekonomickým ztrátám v případě suché epizody (v případě povodní by mohlo docházet v krajních případech i k ohrožení společnosti). Pro rozhodování má dispečink správců povodí nyní k dispozici:

  • manipulační řády vodních děl,
  • informace o aktuální klimatické a hydrologické situaci – měřené hodnoty srážek, teploty vzduchu, přítoku a odtoku z nádrží, stavu hladin v nádržích, průtoků atp.,
  • informaci o dlouhodobých statistických charakteristikách hydrologických poměrů v daném měsíci,
  • informaci o nutných opravách na vodních dílech aj.

Pro rozhodování v období sucha však dosud zcela chybí informace o předpokládaném vývoji hydrologické situace ve výhledu následujících týdnů až měsíců, která může napomoci optimalizaci řízení vodohospodářských soustav pro efektivní distribuci vody v čase a prostoru. Z těchto důvodů byl na základě iniciativy MŽP vyvinut systém HAMR.

Metodika

Sucho a nedostatek vody jsou pojmy, které je třeba od sebe správně rozlišovat.

  • Sucho představuje dočasný pokles dostupnosti vody a je považováno za přirozený jev. Pro sucho je charakteristický jeho pozvolný začátek, značný plošný rozsah a dlouhé trvání. Přirozeně dochází k výskytu sucha, pokud se nad daným územím vyskytne anomálie v atmosférických cirkulačních procesech v podobě vysokého tlaku vzduchu beze srážek, která setrvává po dlouhou dobu nad určitým územím.
  • Nedostatek vody je definován jako situace, kdy vodní zdroj není dostatečný pro uspokojení dlouhodobých průměrných požadavků na vodu.

Dopady sucha mohou být méně nápadné – začátek a konec sucha lze stanovit jen velmi obtížně. Účinky sucha mají kumulativní charakter, neboť velikost sucha se zvyšuje s jeho délkou. S dopady sucha se setkáváme ještě několik let po výskytu normálních dešťů [1]. Sucho nepříznivě ovlivňuje různá odvětví lidské společnosti, např. zemědělství, energetiku, zásobování vodou, průmysl, lodní dopravu; může mít i sociální a environmentální dopady. Četná odvětví jsou potenciálně ohrožená v důsledku nedostatku vody v různých složkách hydrologického cyklu zemského povrchu [2–5]. Dopady sucha lze rozdělit do tří základních kategorií: ekonomické, environmentální a sociální (obr. 1).

Obr. 1. Propagace sucha do jednotlivých částí hydrologického cyklu
Fig. 1. Drought propagation by the hydrogical cycle

I když bývá kvantifikace škod způsobených suchem velmi obtížná, je jisté, že ztráty způsobené suchem dosahují značných rozměrů. Podle různých studií převyšují odhady ztrát způsobených suchem škody z jiných přírodních katastrof. Například Witt [6] označil sucho jako nejnákladnější přírodní katastrofu, roční náklady na sucho ve Spojených státech odhaduje na 6–8 miliard dolarů, což je více než náklady na hurikány nebo povodně [2]. Sucho také postihuje větší území než jiná přírodní rizika a zároveň postihuje více lidí než jakákoli jiná nebezpečí [1, 7, 8]. V posledních desetiletích má sucho významný dopad na ekonomiku a život ve střední a východní Evropě. Pomineme-li povodně, jsou sucha považována za nejničivější přírodní katastrofy v České republice. I když poslední výskyt sucha u nás nemohl být přímo spojen s člověkem způsobenou změnou klimatu, odhadované dopady sucha ukazují zranitelnost těchto oblastí, co se sucha týče.

Obr. 2. Schéma systému pro předpověď hydrologické situace
Fig. 2. Scheme of system HAMR

Navíc nedávná studie Brázdila [9] jasně ukázala, že trendy k výskytu častějšího a intenzivnějšího sucha nelze vysvětlit jinou přirozenou příčinou, jakými jsou kolísání sluneční aktivity, vulkanická činnost či přirozené klimatické oscilace. Vzhledem k předpokládanému zvýšení teploty nad střední Evropou s jen mírným růstem srážek v některých obdobích (jaro, podzim, zima) a poklesu v letním období je velmi pravděpodobné, že se četnost výskytu sucha a jeho závažnost bude v budoucnosti ve střední Evropě zvyšovat a dopady související s těmito událostmi se zhorší. Navíc, rostoucí poptávka po vodě (i rostoucí tlak na další přírodní zdroje) v důsledku populačního růstu, zvyšující se urbanizace a větší důraz kladený na ochranu životního prostředí mění zranitelnost obyvatelstva vůči období sucha [7, 10]. Je však důležité si uvědomit, že v rozvinutých vlhkých a subhumidních oblastech jsou škody způsobené suchem především finančního charakteru, zatímco nejzávažnější důsledky sucha se často vyskytují v rozvojových oblastech s (polo-) suchým klimatem, kde je dostupnost vody nízká již za normálních podmínek, kde se potřeba blíží nebo převyšuje dostupnost přirozenou, kde společnost má jen zřídka možnost zmírnění sucha či přizpůsobení se suchu a kde sucho často ohrožuje samotné životy lidí [2, 11]. Sucho nebo kombinace sucha a lidské činnosti v těchto oblastech mohou vést ke vzniku pouští, přičemž půdní struktura a úrodnost půdy jsou degradovány a bio-produktivní zdroje se snižují, nebo mizí [12]. Nicméně lepší monitorování a management vodních zdrojů a pochopení vývoje sucha mohou dopady sucha zmírnit [13].

Systémový nástroj pro předpověď hydrologické situace HAMR

Nástroj HAMR je založen na propojení modelu vláhové bilance půdy SoilClim, modelu hydrologické bilance BILAN a modelu vodohospodářské soustavy jednotlivých povodí WATERES za účelem modelování pravděpodobného vývoje hydrologické situace na cca osm týdnů dopředu. Schéma systému je zobrazeno na obr. 2. Jednotlivé komponenty jsou podrobněji popsány níže. Systém nese název HAMR, který v sobě skrývá všechny komponenty systému, a to:

  • Hydrologie,
  • Agronomie,
  • Meteorologie,
  • Retence,

a také samotné slovo „hamr“ je přímo spojené s vodou, konkrétně se jedná o dílnu, která je poháněna vodním kolem. Výhodou názvu rovněž je jeho shodnost i v anglickém jazyce. Pro systém HAMR bylo navrženo jednoduše identifikovatelné grafické logo (obr. 3).

Obr. 3. Grafické logo systému HAMR
Fig. 3. HAMR graphic logo

Cílem je zajištění podkladů pro operativní řízení nádrží a vodohospodářských soustav pro dispečinky státních podniků Povodí a pro rozhodování „komisí pro zvládání sucha“ svolaných v souvislosti s probíhajícím suchem. Dále je to vytvoření platformy pro sdílení informací o aktuálních požadavcích na vodu ze strany odběratelů pro optimalizaci řízení.

Data

Vstupem do systému jsou následující data:

  1. klimatologická data:
    • srážkové úhrny,
    • teplota vzduchu,
    • globální radiace,
    • rychlost větru,
  2. vodohospodářská data:
    • průtok a jeho charakteristiky (m-denní vody),
    • manipulační řády nádrží,
    • batygrafické křivky nádrže,
    • data o užívání vod z databáze VÚV TGM, v. v. i., v měsíčním časovém kroku (1979–2016),
  3. zemědělské informace a charakteristiky půd,
  4. jiné:
    • satelitní data.

Data jsou v denním kroku za období 1979–2016 (testovací období) a jsou pro model agregována na podrobnost vodních útvarů (pro mnoho veličin je původní informace podrobnější, která se následně agreguje). Jako testovací povodí pro vývoj systému bylo zvoleno povodí Vltavy.

BILAN

Konceptuální model BILAN [13], simulující hydrologickou bilanci v denním či měsíčním časovém kroku, je ve VÚV TGM, v. v. i., vyvíjen a používán od 90. let 20. století. Vyjadřuje základní bilanční vztahy na povrchu povodí v zóně aerace, do níž je zahrnut i vegetační kryt povodí, a v zóně podzemní vody. Jako ukazatel bilance toků energie, která hydrologickou bilanci významně ovlivňuje, je použita teplota vzduchu. Výpočtem se modeluje potenciální evapotranspirace, územní výpar, infiltrace do zóny aerace, průsak touto zónou, zásoba vody ve sněhu, zásoba vody v půdě a zásoba podzemní vody. Odtok je modelován jako součet tří složek: dvě složky přímého odtoku (zahrnující i hypodermický odtok) a základní odtok. Schéma modelu je uvedeno na obr. 4.

V roce 2011 byla původní softwarová implementace modelu BILAN, napsaná v jazyce Object Pascal, kompletně přepsána do jazyka C++, čímž se výrazně zjednodušil další vývoj modelu. Zároveň byla vytvořena dvě rozhraní k modelu: grafické uživatelské rozhraní (GUI) založené na multiplatformní knihovně Qt a balík pro statistické a programovací prostředí R. Obě rozhraní se vzájemně doplňují (individuální a hromadné zpracování). K dispozici je také online verze modelu na adrese http://bilan.vuv.cz. Model BILAN se využívá pro řešení mnoha komerčních a výzkumných projektů, jako jsou například projekty Podpora dlouhodobého plánování a návrhu adaptačních opatření v oblasti vodního hospodářství v kontextu změn klimatu, viz http://rscn.vuv.cz, a Možnosti kompenzace negativních dopadů klimatické změny na zásobování vodou a ekosystémy využitím lokalit vhodných pro akumulaci povrchových vod, viz http://lapv.vuv.cz.

Obr. 4. Schéma modelu BILAN
Fig. 4. Scheme of model BILAN

Za pomoci informací z modelu SoilClim [15] byly získány parametry modelu BILAN [14] pro každý z 1 121 útvarů povrchových vod. Vstupní časové řady denních srážkových úhrnů, průměrných teplot a potenciální evapotranspirace pocházely z období 1980–2010. Model v denním kroku byl upraven tak, aby jej bylo možné kalibrovat pomocí vícekriteriální funkce s možností operativní volby vah mezi jednotlivými kritérii. Simulace chování odtokových poměrů útvaru vychází zejména z kvantilů m-denních průtoků (Q30d–Q364d), odvozených pracovníky Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) [16] a dlouhodobého průměrného ročního průtoku (Qa). Odchylky od těchto hodnot byly určeny jako průměrné absolutní vzdálenosti. Vzhledem k tomu, že hydrologické indexy (Qa, Q30d–Q364d) postrádají autokorelační strukturu, byly ke kalibraci použity rovněž časové řady skutečné evapotranspirace, opět vypočteny modelem SoilClim. Za kalibrační kritérium při tomto postupu byla zvolena funkce Kling-Gupta Efficiency (KGE) [17]. Optimalizace modelu BILAN byla prováděna pomocí globálního optimalizačního algoritmu Shuffled Complex Differential Evolution. Tento algoritmus pracuje s populacemi modelů a prostřednictvím jejich interakcí nachází optimální hodnoty [18]. Prohledávaný parametrický prostor maximální velikosti zásobníku půdní vody u modelu BILAN (Spa) byl omezen rovněž využitím údajů o celkové půdní zásobě vody z modelu SoilClim. K validaci simulovaných denních průtoků slouží časové řady ze 156 měrných stanic ČHMÚ. Na snížení nejistot u parametrů modelu Bilan se stále pracuje, neboť úspěšnost kalibrací vykazuje významnou variabilitu, způsobenou rozličnými činiteli.

SoilClim

Základem pro provoz modelu SoilClim je využití databáze meteorologických prvků v denním kroku (maximální a minimální teploty vzduchu, sumy globální sluneční radiace, úhrnů srážek, rychlosti větru, vlhkosti vzduchu) pro současné klima, která vychází z měření na jednotlivých stanicích v rámci celé ČR. Tyto hodnoty jsou interpolovány do gridů (500 m × 500 m) pokrývající ČR. Pro tyto gridy jsou pak stanoveny hodnoty indikátory referenční a aktuální evapotranspirace (ETr a ETa), vodní bilance, vlhkosti a teploty půdy a popis půdního klimatu. Ve výpočtech SoilClimu je zohledněna retenční kapacita půdy (pro každý grid) ve dvou vrstvách (0–40 a 40–100 cm) a pravděpodobné zastoupení vegetace (podle informací o LandUse). SoilClim byl vyvinut jako modifikace přístupu FAO-56 [19] a pro podmínky České republiky byl kalibrován a validován Hlavinkou [15]. Tento nástroj pracuje na modulární bázi (skládá se z několika samostatných modulů – sad algoritmů), kdy výstupy ze základních modulů jsou využity jako vstupy do navazujících výpočtů (viz obr. 5).

Obr. 5. Schéma modelu SoilClim
Fig. 5. Scheme of model SoilClim

Prvním krokem výpočtu je odhad referenční evapotranspirace ETr pro hypotetický travní porost s využitím metody Penman-Monteith [19]. Paralelně s odhadem ETr dochází na základě denních hodnot teploty vzduchu a srážkových úhrnů k odhadu výskytu sněhové pokrývky (vč. obsahu akumulované vody) modelem SnowMAUS [20]. Tímto způsobem jsou odhadovány i termíny a intenzita případného postupného tání sněhu, což je významný údaj pro korektní modelování vodní bilance v obdobích s možností výskytu sněhové pokrývky, přičemž je zohledněna i odhadovaná hodnota sublimace. SoilClim následně prostřednictvím kombinace výpočtů v denním kroku umožňuje modelovat obsah vody v půdě (pro každou ze dvou definovaných hloubek) s využitím tzv. kapacitního přístupu. Významnou roli zde sehrává odhad odběru vody aktuální evapotranspirací (ETa), který je dán dostupností půdní vlhkosti a vlastnostmi předpokládaného vegetačního krytu či povrchu. K tomuto je v modelu SoilClim využívána metoda tzv. crop koeficientů (Kc) [19], které popisují vlastnosti daného povrchu vzhledem k referenčnímu trávníku. Hodnota Kc se mění v průběhu sezony podle aproximovaného vývoje listové plochy a dalších vlastností vegetace.

WATERES

Model WATERES je vodohospodářský model vyvinutý ve VÚV TGM, v. v. i., v Praze a je zaměřený na výpočet charakteristik a provádění simulací na vodních nádržích. Model je dostupný ve formě R balíku (volně stažitelný z GitHubu). Model WATERES lze využít k výpočtu:

  • dlouhodobé vodní bilance nádrží a vodohospodářských soustav,
  • charakteristik vodních nádrží a odhadu účinnosti vodní nádrže,
  • nedostatkových objemů (pro posouzení sucha) v povodí nádrže a vodohospodářské soustavy,
  • transformace povodňových vln.

Podrobnější informace o modelu jsou uvedeny na webových stránkách http://lapv.vuv.cz. Na obr. 6 je uvedeno ilustrační schéma vodohospodářské soustavy, ve kterém je také zobrazeno nakládání s vodami.

Obr. 6. Schéma modelu vodohospodářské soustavy a nakládání s vodami
Fig. 6. Scheme of water management model with water withdrawals

Verifikace použitého vodohospodářského modelu byla provedena pomocí podrobného vodohospodářského modelu, který provede obdobnou simulaci na menším povodí. Z dřívějších výpočtů by však navržená podrobnost měla být dostačující. Vstupem do modelu jsou údaje o nakládání s vodami, kdy se hodnotí jak povolené množství za den či měsíc, tak skutečné hodnoty užívání vody. Nakládání s vodami je identifikováno podle kódu ICOC nebo CZ_NACE.

Aplikace pro zobrazení výsledků

Grafy zpravidla mají vlastní výběr proměnných, který se na uvedeném obr. 7 nachází v pravém horním rohu grafického panelu. Tento výběr má tvar srolovatelného menu. Dále grafický panel může obsahovat vlastní lištu se záložkami pro přepínání mezi jednotlivými typy grafů a tabulek. Základní přehled je uveden na obr. 7.

Obr. 7. Základní rozložení systému HAMR
Fig. 7. Basic layout of the HAMR system

„Základní mapa“ je první záložkou a zobrazí se ihned po spuštění aplikace. Obsahuje informace o hydrologické bilanci povodí České republiky. Záložka základní mapa je rozložena na boční panel, panel s mapovým výstupem a panel s grafickým výstupem.

V bočním panelu se nacházejí pole „Vyhledávání útvaru“, „Prvky hydrologické bilance“, „Filtrace dle hodnoty“, „Vrstvy“ a tlačítka „Reset“ a „Zobrazit“. Uživatel volí proměnnou hydrologické bilance, podle níž jsou zbarveny jednotlivá povodí, zobrazená na mapě. Hodnoty proměnné jsou agregovány do měsíčních a ročních kroků, lze je také vykreslit jako dlouhodobé průměry, tzn. průměry za celé období nebo za konkrétní periody po 30 letech: 1961–1990, 1971–2000
a 1981–2010. „Filtrace dle hodnoty“ v počátečním stavu obsahuje všechny hodnoty zvolené proměnné a dále umožňuje nastavení rozsahu hodnot, které omezí vykreslená povodí. „Vyhledávání útvaru“ je jedinou částí bočního panelu, která je propojená nejenom s mapou, ale i s grafickými výstupy. Mapové objekty jsou vykresleny pomocí Leaflet. Pro zvolené povodí se vypočítají časové řady z měsíčních a denních dat (pomocí balíčku dygraphs), čára překročení pro celé období, roční období a měsíce (pomocí balíčku Plotly) a trendy: grafické znázornění a tabulka s vyhodnocením statistické významnosti (ggplot2). Zvolené povodí se zvýrazní v mapě červeným okrajem. Kliknutím na jiné povodí se přepočítají grafické výstupy a název nově zvoleného povodí s jeho UPOV_ID se promítne do pole „Vyhledávání útvaru“. Základní mapa je zobrazena na obr. 8.

Obr. 8. Základní mapa systému
Fig. 8. Basic map of the system HAMR

Indikátory sucha

Záložka „Indikátory sucha“ (obr. 9) se skládá z bočního panelu, mapového panelu a grafického panelu. V bočním panelu se obdobně jako v záložce „Základní mapa“ nachází pole „Vyhledávání útvaru“ a „Vrstvy“. Dále v bočním panelu lze zvolit indikátor a krok, do kterého budou data agregována. Dále lze zvolit datum pro vykreslení mapy.

Obr. 9. Komponenta indikátory sucha
Fig. 9. Drought indicator component

Protože data mají měsíční časové měřítko, volba konkrétního dne v kalendáři nehraje pro vykreslení žádnou roli, ale volba data ve formátu „mm-YYYY“ zatím není možná. Momentálně jsou v mapě zobrazeny indikátory SPI (Standardized Precipitation Index), SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index) a PDSI (Palmer Drought Severity Index) a scPDSI (Self-calibrating Palmer Drought Severity Index), které jsou počítány klouzavě s krokem 1, 3, 6, 9 a 12 měsíců. Povodí se dělí do sedmi kategorií podle hodnoty příslušného indikátoru tak, aby se dostatečně projevila variabilita, viz tabulka 1.

Tabulka 1. Hodnocení intenzity sucha pro jednotlivé indikátory
Table 1. Dry intensity assessment for individual indicators

Mapové objekty jsou vykresleny pomocí Leaflet. V grafickém panelu se vykresluje časová řada indikátoru pro zvolené povodí pomocí balíčku dygraphs.

Užívání

Záložka „Užívání“ obsahuje informace o užívání vody v ČR a je rozdělena do pěti částí: boční panel, panel s mapovým výstupem, dva panely s grafickými výstupy a jeden panel s tabulkovým výstupem. Boční panel obsahuje pole „Vyhledávání útvaru“ a „Vrstvy“. Pole „Vrstvy“ je rozšířeno o vrstvu „Odběratele“, avšak postrádá administrativní členění České republiky. Mapový panel spojuje místa odběru do shluků. Po přiblížení lze na bod kliknout. Po kliknutí se zobrazí popisek s informací o odběrateli a vykreslí se časová řada odběrů. Kliknutím na povodí se obdrží informace o všech odběratelích v tabulkovém panelu a časová řada pro jednotlivé jevy v grafickém panelu (odběry z podzemních vod POD, odběry z povrchových vod POV či vypouštění VYP). Grafické panely jsou vytvořeny pomocí dygraphs. Tabulka je vytvořená pomocí balíčku DT a je interaktivní. Komponenta pro nakládání s vodou je na obr. 10.

Obr. 10. Komponenta nakládání s vodou
Fig. 10. Water withdrawal component

Validace

Záložka „Validace“ se dělí na tři části: boční panel, panel s mapovým výstupem a panel s grafickým výstupem. Boční panel obsahuje standardní pole „Vrstvy“ a přepínač mezi následujícími možnostmi: denní průtoky, měsíční průtoky, přepínání parametrů a m-denní průtoky.

Mapový výstup denních průtoků obsahuje polohu 153 měrných stanic a grafický panel pro zvolení konkrétní měrné stanice vytvoří časovou řadu pozorovaných a simulovaných průtoků, které lze vykreslit v denním, měsíčním a ročním kroku pomocí menu „Výběr časových řad“ (nachází se v oblasti bočního panelu). Záložku grafického panelu lze přepnout z grafů na tabulky, které nejsou interaktivní. Tabulka denních průtoků obsahuje pouze základní přehled o datech (počet pozorování, střední hodnotu atd.).

Mapový výstup měsíčních průtoků obsahuje pozice 542 vodoměrných stanic. Body vodoměrných stanic jsou propojeny s informacemi o UPOVu, do kterého spadají. Kliknutím na bod se objeví popisek stanice a vykreslí se horní povodí, obdobně jako v záložce „Základní mapa“. Graf obsahuje časové řady pozorovaných a simulovaných průtoků a tabulka obsahuje číselné vyhodnocení přesností simulovaných dat vůči pozorovaným datům. Výpočet je uskutečněn pomocí funkce gof() z balíčku hydroGOF1.

Po zvolení „Přepínání parametrů“ se v bočním panelu objeví pole s nabídkou parametrů (Spa, Alf, Dgm, Soc, Mec, Grd). Momentálně „Přepínání parametrů“ obsahuje pouze panel s mapovým výstupem pro vizualizaci plošného rozložení parametrů. UPOVy jsou zbarveny podle stávajících hodnot parametru (current).

Po zvolení m-denních průtoků se objeví v bočním panelu nabídka m-denních vod (Q30d, Q60d, Q90d, Q120d, Q150d, Q180d, Q210d, Q240d, Q270d, Q300d, Q330d, Q355d, Q364d). Také se objeví pole “Vyhledávání útvaru”, které propojuje mapový a grafický panel. Útvary mapového výstupu se zbarvují podle hodnoty proměnné, kterou zvolí uživatel. Grafickým výstupem je Plotly objekt, který obsahuje seřazené hodnoty pozorovaných a simulovaných m-denních průtoků pro zvolené povodí. Tabulkový výstup obsahuje tytéž hodnoty. Komponenta je na obr. 11.

Obr. 11. Komponenta validace průtoků a parametrů hydrologického modelu
Fig. 11. Validation and estimation component

Závěr

V předloženém příspěvku je ukázka navrženého systému, který by měl být v letošním roce zprovozněn v testovacím režimu, tzn. bude provedeno propojení jednotlivých komponent modelu a model bude kalibrován v rozlišení vodních útvarů. Vzhledem k tomu, že model teprve vzniká, tak není možné prezentovat jeho konkrétní výsledky. Dalším cílem je propojení modelu s aktuálními daty, tzn. propojení na databázi ČHMÚ a tvorbu předpovědi hydrologické a vodohospodářské bilance pro období následujících několika týdnů.

Poznámky

  1. https://rain1.fsv.cvut.cz/docs/projekt.html#vypocet-uhrnu-navrhovych-srazek

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci úkolů řešených pro Ministerstvo životního prostředí České republiky a na základě výsledků různých výzkumných úkolů.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Katalog přírodě blízkých opatření pro zadržení vody v krajině je jedním z výstupů řešení problematiky sucha v gesci Ministerstva životního prostředí. Hlavním cílem bylo sestavit soubor opatření, která jsou vhodná pro zvýšení retence vody v krajině a zároveň nemají významný negativní vliv na ekologický stav vodních útvarů. Tento katalog představuje metodickou pomůcku pro návrhy systémů opatření při adaptaci území na projevy extrémních hydrologických situací – především sucha a povodní. Jednotlivé katalogové listy popisují možné způsoby realizace a využití opatření v území včetně krátkého shrnutí jejich případných vlivů na složky životního prostředí a společnost. Katalog by měl napomoci k jednotnému přístupu při přípravě, návrhu a realizaci účinných systémů opatření v rámci hydrologických celků. Pro podporu realizace opatření v ploše povodí a na vodních tocích a za účelem posílení osvěty veřejnosti byla v souladu s katalogem opatření připravena interaktivní webová mapová aplikace Typová opatření pro zadržení vody v krajině, kde jsou na vzorových lokalitách navrženy komplexní soubory opatření s popisem jejich očekávaných účinků.

Úvod

Sucho je jedním z projevů globální změny klimatu. Jedná se o dočasný přirozený jev, který může vést k nedostatku vody, kdy požadavky na užívání vodních zdrojů přesahují jejich přirozenou dlouhodobou obnovitelnost. Měnící se přírodní podmínky spolu se změnami socioekonomických poměrů vedou k rostoucímu tlaku na potřebu vodních zdrojů, a ty v mnoha případech již nedostačují potřebám. Řada států proto přijala strategické dokumenty definující soubor adaptačních a mitigačních opatření vůči projevům klimatických změn, včetně nedostatku vody.

Na území České republiky se do budoucna očekává víceméně stejný roční úhrn srážek v porovnání s minulými obdobími, mění se však jejich charakter a distribuce v čase i prostoru. Lze očekávat mnohem vyšší četnost hydrologických extrémů – přívalových srážek a povodní a zejména období sucha [1].

Vláda České republiky iniciovala v roce 2015 svým usnesením přípravu realizace opatření pro zmírnění negativních dopadů sucha a nedostatku vody, která následně vyústila ke schválení strategického dokumentu Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky [2] (dále jen Koncepce) dne 24. července 2017.

Součástí Koncepce, jako jedna z jejích příloh, je uveden seznam plošných a liniových opatření na zemědělské a lesní půdě a opatření na tocích a v údolních nivách, která jsou obecně vhodná pro zvýšení retence vody v krajině a zároveň zlepšují (nebo alespoň nezhoršují) ekologický stav vodních útvarů. V návaznosti na tento seznam byl zpracován podrobný Katalog přírodě blízkých opatření pro zadržení vody v krajině s detailním popisem vybraných parametrů, charakteristik a účinků typových opatření.

Katalog přírodě blízkých opatření pro zadržení vody v krajině

Práce na sestavení Katalogu přírodě blízkých opatření pro zadržení vody v krajině (dále jen Katalog) navázaly na výstupy projektů a úkolů řešených pracovníky Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v. v. i. (dále jen VÚV TGM). Mezi ně patří především projekt Strategie ochrany před negativními dopady povodní a erozními jevy přírodě blízkými opatřeními v České republice [3], jehož výsledky jsou publikovány na portálu www.vodavkrajine.cz. Cílem projektu byly návrhy komplexních systémů protipovodňových a protierozních opatření v ploše povodí na zemědělské i lesní půdě a opatření na vodních tocích a v nivách. Při sestavování Katalogu bylo rovněž využito poznatků získaných z řešení projektu Nové postupy optimalizace systémů integrované ochrany území v kontextu jejich ekonomické udržitelnosti [4].

Katalog vychází také z dílčích výstupů úkolů řešených pro MŽP v rámci podpory výkonu státní správy v problematice sucho v letech 2016–2018 [5, 6]. V průběhu těchto let byl vypracován seznam opatření na zemědělské a lesní půdě a na tocích a údolních nivách, která jsou obecně vhodná pro zvýšení retence vody v krajině. Při jejich výběru byl kladen důraz na to, aby tato opatření minimálně nezhoršovala ekologický stav vodních útvarů.

Katalog vymezuje pět druhů opatření, která se dále dělí na 26 typů opatření (tabulka 1). Některé typy opatření jsou dále členěny na detailní typy (např. průlehy, příkopy) nebo komponenty (např. revitalizace). Rovněž typ opatření malé vodní nádrže (dále MVN) je rozdělen na detailní typy podle ČSN Malé vodní nádrže [7]. Zařazeny byly ty, které se ukázaly jako vhodné pro zadržení vody v krajině. Pro komplexní pohled na retenci vody byl Katalog doplněn o dva další druhy opatření, a to agrolesnická opatření a hospodaření s dešťovou vodou.

Tabulka 1. Vymezení druhů a typů opatření v katalogu
Table 1. Specification of categories and types of measures in the catalog

Všechny typy opatření jsou popsány formou jednotného katalogového listu (tabulka 2), který obsahuje základní charakteristiky opatření, popis jejich interakce a vlivu na složky životního prostředí i společnost, schematické nákresy opatření, fotodokumentaci příkladů jejich realizací a rovněž časové hledisko přípravy a realizace a rychlosti dosažení očekávaného efektu jednotlivých opatření. Osnova katalogového listu je částečně inspirována i strukturou katalogu opatření pro plánování [8] podle směrnice 2000/60/ES.

Celkem bylo vytvořeno 13 katalogových listů pro opatření na zemědělské půdě a samostatný list pro MVN. Opatření na lesní půdě jsou uvedena na celkem devíti katalogových listech a pro opatření na tocích a v nivách existují čtyři katalogové listy. Agrolesnická opatření a hospodaření s dešťovou vodou jsou stručně charakterizovány každé na jednom listě.

Tabulka 2. Struktura katalogového listu
Table 2. Structure of the catalog sheet

Součástí prací na sestavení Katalogu bylo také hodnocení opatření z hlediska jejich účinnosti a efektivnosti na zvýšení retence vody v krajině. Výběr hodnoticích kritérií byl koncipován tak, aby zohlednil i možné dopady opatření na ekologický stav vodních útvarů. Celkem bylo definováno šest skupin těchto kritérií, pro které bylo stanoveno od 4 do 6 hodnoticích hledisek (tabulka 3).

Tabulka 3. Kritéria hodnocení účinnosti opatření
Table 3. Criteria for evaluating the effectiveness of the measure

Slovní popis hodnocení je součástí každého katalogového listu a odráží výsledky semikvantitativního hodnocení efektivity opatření, které bylo realizováno metodou multikriteriální analýzy. Toto hodnocení je podrobně popsáno v závěrečné zprávě VÚV TGM, viz [6], a výsledky ve formě nástroje hodnocení efektivnosti opatření jsou součástí metodického návodu [9], který je volně dostupný na portálu www.suchovkrajine.cz.

Katalog je dostupný na informačním webovém portálu Sucho v krajině (http://suchovkrajine.cz) v části Výstupy.

Aplikace Typová opatření pro zadržení vody v krajině

Souběžně s Katalogem byla připravena webová mapová aplikace Typová opatření pro zadržení vody v krajině (dále jen Mapová aplikace), která je postavena na technologiích programovacího jazyka R [10] a nástrojů HTML5 [11]. Jako podklad využívá Mapová aplikace mapy ve formátu OpenStreetMap (polohopisná mapa) [12] a ortofotomapu ČÚZK.

Mapová aplikace je koncipována jako nástroj pro podporu realizace opatření v ploše povodí a na vodních tocích a za účelem posílení informovanosti široké veřejnosti. Základem Mapové aplikace je soubor tzv. vzorových lokalit s realizovanými nebo navrženými komplexy opatření. Celkem bylo vybráno 17 vzorových lokalit pro opatření na zemědělské půdě a 11 vzorových lokalit pro toky a nivy mimo zastavěné území. Cílem bylo zvolit co nejrůznorodější lokality podle charakteru území a zároveň postihnout co nejširší škálu typů opatření.

Obr. 1. Webová mapová aplikace Typová opatření pro zadržení vody v krajině
Fig. 1. Web map application Typical measures for water retention in the landscape

Pro každou vzorovou lokalitu opatření na zemědělské půdě byly na základě klastrové analýzy sestaveny soubory základních fyzicko-geografických charakteristik vztažených k povodím 4. řádu. Kombinace hodnot těchto charakteristik pak umožňují přiřadit jednu nebo více vzorových lokalit k jednotlivým povodím 4. řádu s podobnými charakteristikami jako možné řešení opatření na zemědělské půdě.

Vzorové lokality na tocích a v nivách jsou kategorizovány podle příslušnosti toku do řádu podle Strahlera v kombinaci s nadmořskou výškou. Vhodné úpravy toků v intravilánu jsou popsány pomocí jednoho informačního listu, který uvádí více příkladů. Vzorové lokality opatření na lesní půdě budou doplněny v další fázi tvorby Mapové aplikace.

Uživatel aplikace může všechny příklady využít pro návrhy systému opatření, a to v libovolné řešené lokalitě v ČR s přihlédnutím na charakteristiky a potřeby daného zájmového území. Mapová aplikace nabídne uživateli seznam vzorových lokalit s komplexy opatření, které jsou pro dané území jako vzor nejvhodnější (obr. 1), a to na základě kategorizace popsané výše. Ke každé vzorové lokalitě je možné v aplikaci otevřít tzv. informační list lokality, který obsahuje podrobnější popis lokality, realizovaných nebo navržených opatření v ní, včetně popisu jejich účinků z pohledu zlepšení zadržení vody v krajině a výsledků modelování vlivu opatření na objem zadržené vody i na její kvalitu. Zároveň se v jednom z oken aplikace zobrazí situační nákres umístění opatření v prostoru, v dalším fotodokumentace, popř. schéma vztahující se k danému typu opatření a rovněž link na příslušný katalogový list.

Webová mapová aplikace je dostupná na webovém portále Sucho v krajině (http://suchovkrajine.cz) v části Mapové kompozice.

Závěr

Katalog přírodě blízkých opatření pro zadržení vody v krajině a mapová aplikace Typová opatření pro zadržení vody v krajině byly vytvořeny s cílem přiblížit problematiku zvýšení retence vody v krajině široké veřejnosti. Katalog je určen jako metodická pomůcka především pro projektanty pozemkových úprav a územně plánovacích dokumentací, zpracovatele studií proveditelnosti, orgány státní správy a samosprávy, a to s cílem napomoci jednotnému přístupu při přípravě, návrhu a realizaci komplexních systémů opatření v rámci hydrologického celku. Měl by se stát nedílnou součástí plánovacích procesů, ať již podle směrnice 2000/60/ES nebo směrnice 2007/60/ES, kde by měl doplnit již stávající katalogy opatření.

Zejména pro širokou veřejnost je určena webová aplikace Typová opatření pro zadržení vody v krajině, v rámci které uživatelé získají představu, jakým způsobem je ve vybraném území možné řešit zadržování vody v krajině, a to prostřednictvím vybraných příkladů vhodných opatření (nebo systémů opatření) na vzorových lokalitách. V současnosti je aplikace připravena pro řešení opatření na zemědělské půdě a na tocích a v nivách.

Postup, jak Katalog i Mapovou aplikaci využít při návrzích opatření, představuje metodický návod na výběr vhodných opatření pro zadržení vody v krajině [9]. Tento metodický návod by měl napomoci k jednotnému přístupu při přípravě, návrhu a zpracování účinných systémů opatření v rámci hydrologického celku.

Oba představované nástroje jsou součástí webového portálu „Sucho v krajině“, který slouží jako informační platforma o jednotlivých krocích směřujících k naplňování úkolů definovaných v Koncepci ochrany před následky sucha pro území České republiky schváleným vládou ČR v červenci 2017.

Opatření zařazená do Katalogu a představená v Mapové aplikaci ve formátu vzorových lokalit tvoří základ pro návrhy komplexních systémů opatření při adaptaci území na projevy extrémních hydrologických situací – nedostatku vody i povodní. Tyto dva extrémy nelze od sebe oddělovat. Obecně mají všechna vhodně navržená opatření stejné cíle – podpoření vsaku vody do půdy, zpomalení povrchového odtoku, prodloužení doby zadržení vody v krajině, bez ohledu na to, zda jsou opatření navrhována jako ochrana před negativními dopady sucha či povo