Posted by & filed under Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie, hydrobiologie, Ze světa vodního hospodářství.

Souhrn

Za odběr vzorků pro účely stanovené vodním zákonem, zákonem o vodovodech a kanalizacích a zákonem o ochraně veřejného zdraví zodpovídá zkušební laboratoř. Požadavky na kvalifikaci a další vzdělávání vzorkařů definuje laboratoř ve své řízené dokumentaci, přičemž v oblasti vzorkování vod jsou nově minimální požadavky stanoveny v normě ČSN EN ISO 5667-14. K definování požadavků může laboratoř využít kvalifikační standardy pro povolání vzorkař pitných vod a vzorkař odpadních vod. V příspěvku jsou popsány důvody vedoucí k navržení nového povolání specialista vzorkování vod a jeho kvalifikačního standardu. Zároveň jsou představeny dokumenty zpracované k problematice bezpečnosti a ochrany zdraví při práci pro oblast vzorkování vod.

ilustracni-2

Úvod

Zpracování programu odběru vzorků a následné precizní provedení vlastního odběru předurčují, nakolik bude výsledek navazujícího rozboru použitelný k účelu, pro nějž byl pořízen. To se týká i vzorkování vod, ať již v oblasti výzkumu, či při kontrole dodržování požadavků právních předpisů – míry znečištění povrchových a podzemních vod, kvality pitné vody či znečištění odpadních vod. Pokud jde o vzorkování předepsané právními předpisy, je jednoznačné, že za kvalitu odběru vzorku odpovídají laboratoře, které musí být akreditovány od Českého institutu pro akreditaci, o. p. s., držiteli osvědčení o správné činnosti laboratoře vystaveného ASLAB, autorizovány Státním zdravotním ústavem, případně autorizovány podle zákona o metrologii (jednotlivé předpisy upravují požadavky na prokázání odborné způsobilosti laboratoří poněkud odchylně). Předpisy dále uvádějí řadu technických požadavků, z nichž některé v zásadě definují program odběru vzorků, ale nejsou stanoveny žádné zvláštní požadavky na způsobilost osob oprávněných ke vzorkování vod v rámci laboratoře – vzorkařů. Požadavky na odbornou způsobilost všech osob pracujících v laboratoři včetně vzorkařů a osob organizujících vzorkování definuje v souladu s normou ČSN EN ISO/IEC 17025 [1] sama laboratoř a o vhodnosti zvolených požadavků musí přesvědčit akreditační či jiný dozorový orgán.

Autoři článku se v rámci projektu podpořeného Technologickou agenturou ČR a řešeného v letech 2016 a 2017 zabývají problematikou požadavků na kvalifikaci vzorkařů s cílem zpracovat doporučení k vhodné úrovni kvalifikace, kterou by mohly laboratoře využít při své činnosti. Významná pozornost je věnována nejen odborné způsobilosti k odběru vzorků, ale rovněž zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci.

Souhrn požadavků na činnost vzorkaře a jeho kvalifikaci

Odběr vzorků vod pro účely definované právními předpisy se řídí těmito předpisy. Jde zejména o vodní zákon [2] (stav povrchových a podzemních vod, míra znečištění vypouštěných odpadních vod), zákon o vodovodech a kanalizacích [3] (upravovaná a pitná voda v procesu výroby a odpadní voda v kanalizaci a v procesu čištění) a zákonem o ochraně veřejného zdraví [4] (pitná voda u spotřebitele a povrchové vody užívané ke koupání) a jejich prováděcí předpisy [5]. Upraveny jsou četnost odběru vzorků, typ vzorků, způsob předúpravy, požadované rozbory a další technické aspekty, takže tyto předpisy do značné míry předurčují program odběru vzorků zpracovaný laboratoří.

Neméně důležité jsou požadavky na bezpečnost práce a prevenci rizik stanovené zákoníkem práce [6], zákonem o zajištění dalších podmínek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci [7] a jeho prováděcími předpisy [8]. Bezpečnostní aspekty, které se k práci vzorkaře váží, nejsou v těchto předpisech podrobněji řešeny, a proto bylo třeba vycházet z analogií pro příbuzné obory činností a zkušeností z aplikační praxe. Vzorkař se musí dále orientovat v předpisech upravujících pohyb v různých typech chráněných území a ochranných pásem.

Základní požadavky na kvalifikaci vzorkařů vycházejí z normy ČSN EN ISO/IEC 17025 [1] a jsou uvedeny v kapitole 5.2 společně pro všechny osoby pracující v laboratoři včetně vzorkařů. Úroveň požadavků si stanoví laboratoř s ohledem na rozsah vykonávaných činností a tuto úroveň poté obhajuje před akreditačním orgánem.

Postupy pro odběry vzorků vod včetně přípravy programů odběru vzorků (jindy zvaných též plány vzorkování), konzervace vzorků a zabezpečování kvality jsou upraveny v technických normách řady ČSN EN ISO 5667. V březnu 2017 vyšla aktualizace normy ČSN EN ISO 5667-14 Kvalita vod – Odběr vzorků – Část 14: Návod pro prokazování a řízení kvality odběru vzorků vod a manipulace s nimi [9], která nově definuje speciální požadavky na výcvik vzorkařů. Požadováno je vhodné vzdělání, počáteční odborný výcvik, pravidelné školení a prověřování výkonnosti vzorkařů. Tyto nové požadavky se do běžné praxe budou teprve postupně promítat.

Současná praxe laboratoří v požadavcích na kvalifikaci vzorkaře

V rámci řešení projektu bylo provedeno dotazníkové šetření mezi vzorkaři firem provádějících vzorkování vod a akreditovaných laboratoří zaměřený na kvalifikační požadavky kladené na vzorkaře a na praktické otázky související s bezpečností práce při vzorkování vod. Byly získány odpovědi od 168 respondentů. V rámci průzkumu nebyl omezen počet respondentů z jedné laboratoře či firmy, počet odpovědí určitého typu proto nevypovídá zcela přesně o počtu pracovišť se stejným přístupem ke kvalifikaci a vzdělávání vzorkařů. Výsledky však poskytují dobrou celkovou představu o používaných požadavcích.

Jednotlivé laboratoře požadují podle respondentů v 74 případech nejméně střední nebo střední odborné vzdělání bez maturity, v 81 případech úplné střední s maturitou, ve čtyřech případech vyšší odborné nebo vysokoškolské bakalářské a v jednom případě vysokoškolské magisterské vzdělání.

Z šetření dále vyplývá, že délka požadované praxe u nastupujícího vzorkaře se pohybuje od žádné až po tři roky praxe (tato nejvyšší hodnota se objevila v 29 odpovědích). Respondenti obvykle kladli větší důraz na kvalitu vstupního školení a výcviku než na předchozí praxi.

Před zařazením pracovníka na pozici vzorkaře vod vyžadují laboratoře interní zaškolení vedoucím nebo manažerem v 75 případech, externí školení nebo seminář ve 33 případech a externí kurz zakončený zkouškou a vydáním osvědčení ve 47 případech.

Podle 22 odpovědí laboratoře nevyžadují pravidelné školení vzorkařů. Čtyři respondenti uvádějí školení jednou za půl roku, 41 jednou ročně, 33 jednou za dva roky, 25 jednou za tři roky a 10 jednou za pět let. V řadě odpovědí byla rozlišena větší četnost interních školení a méně častá účast na externích kurzech.

Úvahy o úrovni kvalifikace a vzdělávání v laboratoři

Jak již bylo uvedeno, požadavky na kvalifikaci, výcvik a prověřování znalostí vzorkařů nově stanoví norma ČSN EN ISO 5667-14. Jde o minimální standard, který budou muset zavést všechny laboratoře, poskytuje však dostatek volnosti k tomu, aby laboratoře přizpůsobily postupy podle svých potřeb a zaměření. Je zřejmé, že vzorkaři „provozní“ laboratoře zabývající se pouze rozbory vyráběné pitné vody a čištěné a vypouštěné odpadní vody musí perfektně ovládat problematiku vzorkování pitných a odpadních vod, naproti tomu se nemusí detailněji orientovat v problematice například odběru podzemních vod. Vzorkaři laboratoře zaměřené na různé výzkumné projekty pak musí počítat s tím, že budou vzorkovat ve velmi rozdílných situacích a k různým účelům a že často budou reagovat na místě na zjištění řešitele projektu (zadavatele práce).

Ze zkušeností praxe vyplývá, že je vhodné rozlišit dvě úrovně kvalifikace vzorkařů.

Jednu úroveň představuje pracovník, který zajišťuje odběry určitých typů vod víceméně rutinně stálými postupy. Takový vzorkař musí znát standardní operační postupy pro dané odběry a příslušné programy odběru vzorků a měl by být schopen na základě svých zkušeností identifikovat neobvyklé situace, vyhodnotit (sám nebo ve spolupráci s jiným vzorkařem) jejich dopady na kvalitu odběru vzorků a vypovídací schopnost odebraného vzorku a přijmout na místě potřebná opatření (podle situace posun bodu odběru, detailní zaznamenání okolností odběru apod.).

Za vyšší úroveň kvalifikace považujeme pracovníka, který je schopen nejen řádně provést odběr vzorků, ale tuto činnost také organizovat a řídit. Od takového pracovníka předpokládáme pochopení cílů, k nimž má vzorkování vést, a navržení tomu odpovídajícího programu odběru vzorků. Tento pracovník musí znát nejen vlastní postupy odběru vzorků, ale musí chápat i širší souvislosti fungování celého vzorkovaného systému. Pozice proto vyžaduje vyšší vzdělání a soustavné zvyšování kvalifikace.

Zatímco u „rutinních“ pracovníků lze za dostatečné považovat periodicky opakované interní školení v rámci laboratoře, u pracovníků řídících vzorkování je plně na místě další vzdělávání včetně externích kurzů.

Externí kurzy nabízejí komerčně různí poskytovatelé. Liší se délkou, odborným zaměřením (přehled problematiky nebo zaměření jen na určité druhy matric) i způsobem ukončení. Někdy je vydáváno potvrzení o absolvování kurzu, jindy je součástí kurzu závěrečná zkouška. Organizátoři kurzů nepotřebují žádné zaštítění jinou autoritou (certifikaci či autorizaci kurzu), úroveň kurzu je obvykle garantována dobrou pověstí organizátora a vystupujících lektorů.

Současné předpisy nepožadují prokazování kvalifikace vzorkařů nezávislým přezkoušením. Přesto je zaveden personální certifikát Manažer vzorkování vod, který můžeme považovat za vhodný způsob prokázání kvalifikace laboratoře vůči zákazníkům nad rámec její akreditace. Složení zkoušek a získání personálního certifikátu lze chápat jako další, třetí úroveň kvalifikace vzorkařů v laboratoři. Instituce udílející personální certifikát jsou akreditovány Českým institutem pro akreditaci, o. p. s., a je tak zajištěna návaznost tohoto certifikátu na definované postupy.

Definování kvalifikačních požadavků na vzorkaře

Metodika, která je navrhována v rámci řešení projektu, by měla poskytnout laboratořím vodítko k nastavení kvalifikačních požadavků na své vzorkaře.

Přestože nejspíše nejsou v praxi zcela běžně užívány (z výše uvedeného dotazníkového šetření mezi vzorkaři vyplynulo, že celých 79 % oslovených respondentů je vůbec nepoužívá nebo o nich neví), existují veřejně dostupné databáze Národní soustava povolání (dále jen NSP; dostupná na webovém portále www.nsp.cz) a Národní soustava kvalifikací (dále jen NSK; dostupná na www.narodnikvalifikace.cz).

Národní soustava povolání je soustavně rozvíjený a na internetu dostupný katalog popisů povolání. Tvorba a aktualizace NSP je definovaná v § 6 zákona č. 435/2004 Sb., o zaměstnanosti, ve znění pozdějších předpisů. NSP je nástrojem pro zvýšení mobility pracovní síly na základě potřeb trhu práce, které identifikují zaměstnavatelé a odborníci z trhu práce. V této databázi jsou evidovány i tři pozice vztahující se k problematice vzorkování vod, a to vzorkař pitných vod (ID 102061), vzorkař odpadních vod (ID 102060) a chemik pro vzorkování (ID 102812), včetně definování náplně práce. Vzorkař pitné vody provádí odběr vzorků pitné a surové vody na odběrných místech vodovodních řadů, zdrojů a úpraven vod. Vzorkař odpadních vod provádí odběr vzorků odpadních vod a kalů na odběrných místech kanalizace a čistíren odpadních vod. Chemik pro vzorkování provádí práce spojené s odběrem vzorků různých matric pro chemické a biologické analýzy a zajišťuje předání do laboratoře. Ačkoliv jsou první dvě uvedená povolání v NSP rozdělena, v praxi dochází při vzorkování vod k jejich prolínání a vzorkař v mnoha případech odebírá vzorky pitných i odpadních vod.

Základní kvalifikační předpoklady pro povolání vzorkař pitných vod a vzorkař odpadních vod jsou v NSP téměř identické a liší se pouze v detailu. Obecně lze říct, že podle NSP poskytuje nejvhodnější přípravu pro tuto pozici střední vzdělání s maturitní zkouškou, případně vyšší vzdělání v tomto nebo příbuzném oboru. Podle potřeby zaměstnavatele je kvalifikace vzorkařů doplněna o znalosti, které lze získat absolvováním specializovaných kurzů. Poněkud odlišná je situace u chemika pro vzorkování. U této profese se na jednu stranu očekává jeho využití pro rutinní vzorkování především ve výrobních provozech, nicméně požadavky kladené na jeho znalosti a dovednosti jsou výrazně vyšší než v případech vzorkařů (pitné vody, resp. odpadních vod), neboť se předpokládá, že tento pracovník bude zpracovávat program odběru vzorků a podílet se na řízení procesu odběru vzorků včetně jejich transportu do laboratoří.

Detailnějším popisem a úrovní kvalifikace se zabývá Národní soustava kvalifikací. NSK je průběžně budovaný, státem podporovaný a občany i zaměstnavateli využitelný registr profesních kvalifikací existujících na pracovním trhu v ČR. Umožňuje zájemcům získat celostátně uznávané osvědčení o jejich profesní kvalifikaci. Rozvoj a implementaci Národní soustavy kvalifikací zajišťuje do roku 2015 stejnojmenný projekt MŠMT financovaný Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

Databáze NSK uvádí kvalifikační předpoklady pro obě dvě pracovní pozice vztahující se k problematice vzorkování vod, tj. vzorkař odpadních vod (kód 36-078-H) a vzorkař pitné vody (kód 36-079-H). Databáze uvádí, jaké kvalifikační standardy musí osoba splňovat pro jednotlivé profese, jakým způsobem má být realizována zkouška způsobilosti, dále pak požadavky na odbornou způsobilost zkoušejících a v neposlední řadě samotné hodnocení zkoušky a nezbytné materiální a technické vybavení pro provedení zkoušky.

Požadavky uvedené pro povolání vzorkař pitných vod a vzorkař odpadních vod lze považovat za vhodnou, doporučenou úroveň kvalifikace vzorkařů. Pro potřeby laboratoří zajišťujících odběru vzorků i jiných typů vod lze tyto požadavky vhodně modifikovat a přizpůsobit konkrétním podmínkám. V NSK jsou požadavky definovány v zásadě jako podklady pro složení zkoušky, jako zadání zkušebních okruhů a otázek. V praxi k nim však lze přistoupit jako k souhrnu potřebných znalostí a dovedností a využít je tímto způsobem.

Ačkoli povolání chemik pro vzorkování lze vnímat jako profesi s vyšší úrovní znalostí, než je vyžadována pro „běžné vzorkaře“, požadavky na toto povolání definované v NSK nelze volně aplikovat do oblasti vzorkování vod. V rámci metodiky, která bude výstupem projektu, je proto navrhováno povolání specialista vzorkování vod, které představuje alternativu povolání chemik pro vzorkování, nicméně se jedná o profesní specializaci. Kvalifikační standard specialisty vzorkování vod (tj. požadavky na jeho znalosti a dovednosti) byly navrženy tak, aby pracovník uměl nejen odebrat vzorek různých typů vod, ale aby uměl také zpracovat program odběru vzorků a další dokumentaci a řídit činnosti při vzorkování. Kvalifikační standard je koncipován ve stejné struktuře jako v NSK a i v tomto případě platí stejné poznámky o využití požadavků pro potřeby laboratoře jako u vzorkaře pitné vody nebo vzorkaře odpadních vod. Klíčovým inovativním prvkem ale je, že jednotlivá znalostní kritéria byla navržena na základě požadavků a potřeb aplikační sféry (viz provedené dotazníkové šetření) a dalších skutečností získaných při aplikovaném výzkumu (např. provedené série terénních experimentů).

Jelikož nebude usilováno o zařazení této specializace do NSK, bude moci aplikační sféra navrženou metodiku využít zcela volně v rozsahu a způsobem podle svých představ. Metodickou podporou pro implementaci metodiky do praxe pak budou představovat zejména její přílohy – metodické listy a obrazové přílohy, karta bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, vzorový příkaz k provedení odběru vzorků apod.

Metodické listy pro odběr vzorků vod a další dokumenty týkající se bezpečnosti práce při vzorkování

Protože požadavky na odběry vzorků včetně předpisů bezpečnosti práce jsou rozptýleny v řadě dokumentů, byly v rámci řešení projektu zpracovány metodické listy pro odběr vzorků vod, které obsahují základní zásady pro odběr vzorků (pro orientaci v problematice, nikoliv pro řádné provedení odběru ve všech detailech), přehled právních předpisů upravujících odběr vzorků a bezpečnost a ochranu zdraví při práci, přehled norem pro odběr vzorků vod, seznam pomůcek, vybavení a dokumentace potřebných při práci, výčet možných nebezpečných situací a seznam osobních ochranných pracovních prostředků. Metodické listy byly zpracovány pro odběr vzorků tekoucích povrchových vod, stojatých povrchových vod, podzemních vod, pitných vod a odpadních vod včetně tekutých kalů (aktivovaného kalu apod.).

Části metodických listů týkající se bezpečnosti a ochrany zdraví při práci jsou provázány s kartou BOZP pro profesi vzorkař vod a tekutých kalů a vzorem příkazu k provedení odběru vzorků. Využití těchto dokumentů pomůže laboratořím ke zvládnutí problematiky BOZP při odběrech vzorků vod. Finální verze metodiky včetně uvedených příloh, bude v plném znění zveřejněna na webových stránkách řešitelských organizací na začátku roku 2018.

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci řešení projektu TD03000017 Kritéria a požadavky na způsobilost osob oprávněných ke vzorkování vod. Projekt byl realizován za finanční podpory Technologické agentury České republiky.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

V roce 1980 u příležitosti 90. výročí narození akademika Theodora Ježdíka vyhlásil tehdejší Český ústřední výbor vodohospodářské společnosti ČSVTS z podnětu prof. Ing. Dr. L. Votruby, DrSc., Diplom akademika Theodora Ježdíka jako cenu za stěžejní díla z oblasti teorie, výzkumu, vývoje, přípravy, výstavby a provozu vodohospodářských děl a zařízení. S vědomím účelného a motivujícího povzbuzení odborné, resp. vědecké, činnosti v oboru se výbor České vědeckotechnické vodohospodářské společnosti zabýval obnovením této ceny pod původním názvem a jejím znovu vyhlášením pro rok 2004, jen s mírně upraveným statutem s ohledem na současné podmínky. K dalšímu doplnění a úpravě došlo z rozhodnutí výboru v roce 2017.

ilustracni-9

Akademik Theodor Ježdík (9. 11. 1889–27. 2. 1967) byl vynikajícím odborníkem, vysokoškolským učitelem, významnou osobností ČVUT a dalších institucí. Jako profesor vzbuzoval u svých studentů i u celé odborné veřejnosti mimořádnou úctu. Měl vzácné lidské vlastnosti, z nichž vycházela výjimečná a oboustranná důvěra, své kolegy, studenty a mladé absolventy oslovoval také činorodou sociální citlivostí a připraveností k okamžité pomoci i v materiální oblasti.

Byl zakladatelem dnešní katedry hydrotechniky na Fakultě stavební ČVUT a přednášel předměty týkající se zejména vodních nádrží, přehrad a staveb k využití vodní energie. Na jeho přednášky vzpomínají jeho studenti jako na vynikající. Vědecky přispěl do hydrauliky, úprav toků, řešení nádrží a přehrad. Z původních vědeckých prací bývá nejvíce oceňováno jeho odvození vztahu pro kritický stav průtoku v korytě obecného průřezu z roku 1924, na něž se ve světové literatuře poukazovalo až v roce 1941, a odvození původní metody návrhu příčného profilu tížných přehrad. Angažoval se v odborných problémech vodohospodářské praxe, zvláště výstavby přehrad a vodních elektráren, a zabýval se i problematikou vodních staveb ve vztahu k životnímu prostředí, jakožto i vysokoškolskou pedagogikou.

Zastával významné akademické funkce, kdy v letech 1955–1960 byl rektorem ČVUT. Měl mnoho veřejných funkcí, jimž nezištně věnoval mnoho času. Nejvíce mu přirostla k srdci Česká matice technická. Zařadil se mezi nejvýznamnější osobnosti české techniky 20. století. Plným právem jej tedy mimo jiné bude obnovený diplom připomínat.

Statut Diplomu akademika Theodora Ježdíka

Cíl ocenění

Diplom akademika Theodora Ježdíka je udělován stěžejním dílům z oblasti teorie, výzkumu, vývoje, přípravy, výstavby a provozu vodohospodářských děl a zařízení, která vznikla na území České republiky.

Nominace díla

  1. Udělení Diplomu akademika Theodora Ježdíka konkrétnímu dílu (projektu, práci) může navrhnout individuální člen ČVTVHS, z. s., nebo zástupce přidružené instituce.
  2. Navržené dílo (projekt, práce) musí splňovat následující náležitosti:
    1. autor je odborníkem působícím v České republice, v případě autorského týmu je podmínkou, aby vedoucí autor a současně většina autorského týmu působili v České republice,
    2. nominované dílo dosud nebylo oceněno jinou oficiální cenou,
    3. nominované dílo není starší pěti let od uveřejnění nebo dokončení realizace.
  3. Nominace jsou předávány výboru písemně s uvedením:
    1. jména autora, v případě autorského týmu jmen všech jeho členů a uvedení vedoucího týmu,
    2. zdůvodnění návrhu v podobě stručného popisu díla, z něhož musí být jasné, v čem spočívá význam a podnětnost přihlášené práce a jejího přínosu díla pro oblast teorie, výzkumu, vývoje, přípravy, výstavby a provozu vodohospodářských děl a zařízení,
    3. podklady či odkazy na takové materiály, které jsou nezbytné pro posouzení díla (např. text studie, dokumentace projektu, dokumentace realizace stavby či použité technologie apod.).

 

Posouzení navrženého díla

  1. Na základě nominace výbor ČVTVHS, z. s., ustaví minimálně tříčlennou odbornou porotu pro posouzení díla. Její členové jsou vybírání s ohledem na jejich odbornost ve vztahu k tématu nominovaného díla.
  2. Členem poroty nemůže být nikdo z řešitelů posuzovaných prací.
  3. Porota zpracuje stanovisko s doporučením udělení diplomu a předá jej výboru ČVTVHS, z. s.

 

Rozhodnutí o udělení Diplomu akademika Theodora Ježdíka

  1. Stanoviska odborných porot schraňuje tajemník výboru ČVTVHS, z. s., který je předkládá na prvním jednání výboru v kalendářním roce vždy souhrnně za předchozí kalendářní rok.
  2. Výbor ČVTVHS, z. s., na svém zasedání rozhodne o udělení Diplomu akademika Theodora Ježdíka, přičemž v jednom roce mohou být ocenění udělena nejvýše dvěma nominovaným dílům.
  3. Proti rozhodnutí o udělení diplomu není odvolání právní cestou.

 

Předání ocenění

  1. Diplomy jsou předány autorům oceněného díla na nejbližší valné hromadě ČVTVHS, z. s.
  2. Udělení diplomu může být doprovázeno dalším oceněním v rámci ČVTVHS, z. s., a případně finanční odměnou ve výši stanovené výborem s ohledem na aktuální možnosti ČVTVHS, z. s.
  3. Rozhodnutí o udělení diplomů bude zveřejněno v časopisu VTEI.

 

Ostatní

Dílo, které bylo nominováno a doporučeno odbornou komisí k ocenění, avšak nebylo na základě rozhodnutí výboru oceněno v daném roce, je možné jednou znovu nominovat, pokud nadále splňuje podmínky uvedené v článku II. Výbor přitom může rozhodnout o akceptaci stanoviska odborné komise z předešlého posouzení díla.

 

Praha, duben 2017

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Místo konání: sál č. 319, Klub techniků, Novotného lávka 5, Praha 1

Datum a čas zasedání: 24. května 2017, 10:00 hod.

Jednání řídil: místopředseda společnosti Ing. Jan Kubát

 

Program valné hromady:

 
1. Zahájení

Po formálním zahájení předsedající Ing. Jan Kubát přivítal kromě přítomných členů ČVTVHS, z. s., hosty: doc. Ing. Daniela Hanuse, CSc., EUR ING, předsedu ČSVTS, z. s., Ing. Evžena Zavadila, zástupce ředitele odboru ochrany vod na MŽP, Ing. Pavla Hucka, CSc., předsedu Slovenské vodohospodářské společnosti a Mgr. Jiřího Hrušku jako zástupce SOVAK. Doc. Hanus pak přednesl krátkou informaci o činnosti ČSVTS, z. s., a o spolupráci s námi.
 
2. Volba mandátové a návrhové komise

Do mandátové komise byli navrženi a zvoleni Ing. Tomáš Kendík., Ing. Miroslav Tesař, CSc., a na návrh z pléna Ing. Petr Vít. Předsedou komise se stal Ing. M. Tesař, CSc.

Do návrhové komise byli navrženi a zvoleni Ing. Jiří Poláček (jako předseda této komise), Ing. Petr Tušil, Ph.D., MBA, a podle návrhu z pléna Ing. Zdeněk Barták.
 
3. Zpráva o činnosti ČVTVHS, z. s., v období od května 2016 do května 2017

Zprávu přednesl předseda společnosti Mgr. Mark Rieder. Informoval v ní o činnosti výboru v uvedeném období a o plnění jednotlivých bodů usnesení loňské valné hromady. Ocenil odborné i finanční výsledky deseti loňských odborných akcí, informoval o struktuře a problémech našich odborných skupin. Dále pozitivně zhodnotil spolupráci s většinou našich přidružených členů, prospěšné kontakty s ministerstvy zemědělství a životního prostředí i s Českým svazem vědeckotechnických společností, z. s., a s Global Water Partnership, Svazem vodního hospodářství a se SOVAK. Řekl, že jejich podporu a spolupráci chápeme jednak jako výraz ocenění našeho působení v oboru, jednak jako pochopení snah o to, aby se vodní hospodářství neztratilo v často chaotických proměnách současnosti, že si jí vážíme a budeme se o ni opírat i v dalších letech. Zmínil se i o stycích se Slovenskou vodohospodářskou společností i o problémech se zařazováním vybraných akcí do vzdělávacího programu Ministerstva vnitra pro úředníky. Ujistil přítomné, že chceme pokračovat v tradici oceňovat významné práce a přínosy v oboru udělením Diplomu akademika T. Ježdíka. V průběhu roku byl připraven návrh nového statutu této ceny, který výbor projedná a schválí jako interní organizační normu společnosti v nejbližší době.

Na závěr konstatoval, že výbor společnosti, kontrolní komise, odborné skupiny i tajemník si počínali po celé období zodpovědně a požádal členy společnosti, aby podpořili usnesení valné hromady v tomto duchu a všem, kdo se aktivně v uplynulém období podíleli na úspěšné činnosti naší společnosti, poděkoval.
 
4. Zpráva o hospodaření v roce 2016 a návrh rozpočtu na rok 2017

V materiálech valné hromady dostali účastníci tabelární přehled hospodaření a návrh rozpočtu, který byl tajemníkem společnosti Ing. Václavem Bečvářem, CSc., okomentován. Hospodaření v roce 2016 skončilo přebytkem 24 525,29 Kč. Bylo to důsledkem zejména finančně úspěšné většiny uspořádaných odborných akcí a pokračujícího trendu šetření.

Rozpočet na rok 2017 se navrhuje jako vyrovnaný na úrovni 1 226 tis. Kč.
 
5. Zpráva kontrolní komise

Zprávu přednesla předsedkyně komise Ing. Růžena Divecká. Konstatovala souhlas KK se způsobem řízení společnosti výborem, s výsledky hospodaření v roce 2016 a s návrhem rozpočtu na rok 2017 a doporučila valné hromadě, aby předložené dokumenty schválila.
 
6. Zpráva mandátové komise

Zprávu přednesl předseda komise a sdělil, že valné hromady se účastní 17 individuálních a čestných členů s jedním hlasem a 15 zástupců přidružených členů pověřených právem hlasovat, dohromady s celkovou vahou 104 hlasů ze 155 možných. Valná hromada byla v celém svém průběhu usnášeníschopná. Kromě členů společnosti bylo na valné hromadě přítomno i 6 hostů.
 
7. Informace o likvidaci pobočných spolků

Předseda Mgr. M. Rieder ve své zprávě mimo výše uvedené sdělil, že proces likvidace pobočných spolků při akciových společnostech Slovácké vodárny a kanalizace, a. s., Uherské Hradiště, Vodárenská akciová společnost, a. s., Třebíč a Vodovody a kanalizace Přerov, a. s., pokračoval prakticky po celý rok 2016 a k výmazu prvních dvou jmenovaných poboček ze spolkového rejstříku došlo v závěru roku 2016, k výmazu pobočky při VaK Přerov pak na počátku roku 2017.
 
8. Čestné členství

Návrh na udělení čestného členství v České vědeckotechnické vodohospodářské společnosti, z. s., Ing. Zdeňku Bartákovi přednesl místopředseda výboru Ing. Jan Kubát. Využil této příležitosti k ocenění jeho dosavadní práce jak pro ČVTVHS, z. s., tak i pro vodní hospodářství. Návrh byl schválen a diplom čestného členství pak předsedou výboru Mgr. M. Riederem předán.
 
9. Diskuse

Diskuse byla vedena zejména ke způsobům, jak může ČVTVHS, z. s., přispět ke zvýšení zájmu nastupující generace o problematiku vodního hospodářství a ochrany životního prostředí. V diskusi vystoupilo více než 10 účastníků VH, kteří mj. konstatovali, že se potřeba vyšší vzdělanosti netýká jen mladých pracovníků, že jde o systémový problém, jehož řešení bude mnohaleté a vysoce převyšující úroveň působnosti našeho spolku. Nicméně výbor i všichni členové by měli využít každé příležitosti ke zlepšování uvedené negativní skutečnosti.
 
10. Návrh a schválení usnesení

Návrh usnesení přednesl předseda návrhové komise Ing. Jiří Poláček. Na žádost předsedajícího Ing. Jana Kubáta bylo pak usnesení, obsahující pasáž o schválení přednesených zpráv a jiné náležitosti, jednomyslně schváleno.
 
11. Odborný program

Odborným programem byla přednáška na téma Intenzifikace ÚČOV Praha na Císařském ostrově, kterou připravil a přednesl Ing. Petr Kuba, Ph.D., člen výboru a hl. inženýr projektu Sweco Hydroprojekt, a. s.
 
12. Závěr

Předsedající Ing. Jan Kubát požádal předsedu Mgr. M. Riedera, aby valnou hromadu zakončil a poté pak všechny účastníky pozval na oběd do restaurace Klubu techniků a členům výboru připomněl, že po obědě se uskuteční v sekretariátu společnosti 20. jednání výboru, ke kterému byli přizváni i členové kontrolní komise a nový čestný člen ČVTVHS, z. s., Ing. Zdeněk Barták.

 

V Praze dne 24. května 2017

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

Souhrn

Kolmatace je zcela přirozeným jevem, ale v umělých mokřadech využívaných k čištění a dočišťování odpadních vod je jevem nežádoucím. Proto je nutné při návrhu a provozování umělých mokřadů dodržovat zásady, které mohou vznik a rozvoj kolmatace významně omezit. Patří mezi ně zejména dostatečné dimenzování a správné provozování mechanického předčištění, vhodná volba zrnitosti filtrační náplně umělého mokřadu, látkové a hydraulické zatěžování, provozní podmínky. Pokud ke kolmataci dojde a její rozsah ovlivňuje účinnost čištění nebo množství vyčištěné odpadní vody, je třeba přistoupit k výměně nebo regeneraci filtrační náplně umělého mokřadu. Článek shrnuje zkušenosti s in-situ aplikací bakteriálně-enzymatického preparátu do zakolmatovaného kořenového pole.

Mlejnska-ilustracni
Přítoková zóna kolmatovaného kořenového pole v Bezděkově pod Třemšínem

Úvod

V kořenových čistírnách (horizontálně nebo vertikálně podpovrchově protékaných umělých mokřadech), které jsou v malých obcích poměrně běžně využívanou technologií čištění odpadních vod, probíhá celá řada procesů spojených nejen s vlastním čištěním, ale také s kolmatací. Kolmatace je na rozdíl od čisticích procesů jevem nežádoucím. Jde o souhrn fyzikálních, chemických a biologických procesů, které vedou ke snižování porozity a propustnosti (hydraulické vodivosti) náplně umělého mokřadu [1–6], dále významně ovlivňují přenos kyslíku ze vzduchu do vody [7–9]. Tyto skutečnosti mají za následek snižování účinnosti čištění, tedy významný pokles schopnosti systému čistit odpadní vodu.

Dochází ke snížení množství dostupné filtrační náplně, zvýšení rychlosti proudění a snížení doby zdržení čištěné odpadní vody v systému a velice často také k povrchovému a zkratovému proudění [10].

U umělých mokřadů mluvíme zejména o kolmataci náplně nerozpuštěnými látkami, především jemnými minerálními a organickými částicemi z povrchových smyvů, kalem vyplavovaným ze stokové sítě a mechanického stupně čištění. Dalšími příčinami mohou být nevhodně řešené dešťové oddělovače, nevhodně zvolený (většinou příliš jemný) materiál filtrační vrstvy nebo pronikání sekundárního znečištění z předřazené biologické nádrže, zejména v letním období [11]. Rozsah kolmatace závisí na množství látek (vyjádřeno ukazateli CHSKCr, nerozpuštěné látky) v přitékající odpadní vodě [2], hydraulickém zatížení umělého mokřadu [3], zrnitostním složením náplně, jeho struktuře a textuře, době provozu zařízení atd.

Ke kolmataci filtračního prostředí může dojít buď nárazovým uvolněním těchto částic, např. při přívalových deštích nebo významnějších srážkových událostech, dále potom hydraulickým přetěžováním umělých mokřadů [12] nebo pozvolným zakolmatováním, které způsobuje především nevhodná konstrukce usazovacích nádrží nebo jejich nesprávné provozování a údržba, např. nedostatečné průběžné vyvážení usazeného kalu [13]. Příčinou může být i nevhodně zvolený materiál filtrační náplně umělého mokřadu nebo jeho nevhodná zrnitost.

Kolmatace může vznikat i tzv. interními zdroji, kterými jsou odpad z růstu biomasy, kořenů rostlin, dále potom detrit z biofilmu a rostlin, pevné látky zanešené během výstavby umělého mokřadu nebo pevné látky z chemické eroze štěrku [14].

Mlejnska-1
Obr. 1. Pohled na levé kořenové pole čistírny Bezděkov pod Třemšínem a letecký pohled na celou kořenovou čistírnu
Fig. 1. View on the left part of the constructed wetland of Bezděkov pod Třemšínem wastewater treatment plant and air view on the whole constructed wetland

Vliv mechanického předčištění

Kolmataci je možné omezit především volbou vhodného a dostatečně dimenzovaného mechanického předčištění, zejména pak usazovací nádrže. Kalový prostor usazovacích nádrží a lapáků písku je nezbytně nutné dostatečně často vyvážet. Zhoršení usazovací schopnosti je možné monitorovat zvyšujícími se koncentracemi nerozpuštěných látek na odtoku ze stupně mechanického předčištění.

Vliv zatížení

Literární data týkající se látkového zatížení jsou vzácně ve shodě. Autoři Platzer a Mauch [15] uvádějí jako prevenci vzniku kolmatace v klimatických podmínkách střední Evropy maximální zatížení (vyjádřeno ukazatelem CHSKCr) 25 g/(m2.den).  Systémy mohou být zatěžovány i více, pokud jsou provozovány s využitím cyklů (přerušovaný provoz). Autoři Winter a Goetz [2] uvádějí, že zatížení CHSKCr a nerozpuštěnými látkami by v klimatických podmínkách střední Evropy nemělo překročit 20 g/(m2.den), resp. 5 g/(m2.den). Autoři Hua a kol. [16] uvádějí, že pro vertikálně protékané umělé mokřady by koncentrace nerozpuštěných látek neměla překročit hodnotu 100 mg/l a maximální zatížení hodnotu 5 g/(m2.den), resp. 20 g/(m2.den), vyjádřeno ukazatelem CHSKCr. Autorky Tuszyńska a Obarska-Pempkowiak [17] uvádějí, že maximální látkové zatížení (vyjádřeno ukazatelem CHSKCr), které ještě nezpůsobí kolmataci v klimatických podmínkách střední Evropy, je 25 g/(m2.den).

Tendence ke kolmataci koreluje s celkovou koncentrací nerozpuštěných látek v přitékající odpadní vodě. Nezakolmatované umělé mokřady jsou charakterizovány nízkým látkovým zatížením a nízkými vstupními koncentracemi nerozpuštěných látek, částečně kolmatované nízkým látkovým zatížením a vyššími vstupními koncentracemi nerozpuštěných látek, kolmatované potom vysokým látkovým zatížením a vysokými vstupními koncentracemi nerozpuštěných látek. Z toho plyne, že je nutné umělé mokřady co nejlépe chránit před nerozpuštěnými látkami.

Mlejnska-2
Obr. 2. Pohled na přítokovou zónu pravého kořenového pole očištěnou od stařiny a usazeného kalu
Fig. 2. View on the inflow zone of the right part of the constructed wetland cleared from the old vegetation and settled sludge

Vliv vegetace

Podle našich zkušeností je ukládání stařiny mokřadní vegetace závažným problémem. Po několika letech provozu může mocnost takto vytvořené vrstvy dosáhnout až 20 cm. Uložený materiál se postupně rozkládá a přispívá ke kolmataci filtrační náplně. Proto je důležité důkladně z povrchu osázeného umělého mokřadu odstraňovat stařinu mokřadní vegetace [18]. Žádoucí je pravidelné časně jarní odstraňování zbytků vegetačního pokryvu [19].

Vliv filtrační náplně

Filtrační náplň je jednou ze tří základních součástí umělého mokřadu a její výběr je pro jeho správnou funkci zásadní. Vlastnosti filtračních materiálů, zejména hydraulická vodivost, se během provozu mění. Propustnost filtrační náplně je ovlivňována zhutněním (údržba, přirozené sesedání), prorůstáním kořeny a ukládáním stařiny mokřadní vegetace, kolmatací volných pórů nerozpuštěnými látkami apod. [20]. Nevhodně zvolená frakce kameniva v nátokové zóně může mít spolu s dalšími faktory za následek vznik a rozvoj kolmatace. Vzhledem k tomu, že i vlastní filtrační náplň může přispívat k rozvoji kolmatace, doporučuje se používat zrnité materiály, které jsou čisté, s nízkým obsahem vápence nebo rozložitelných minerálních látek. K hlavním opatřením, která významně omezují rozsah a průběh kolmatace, patří navrhování postupného přechodu zrnitostního složení filtrační náplně [19].

Vliv provozních podmínek

Vedle volby vhodné filtrační náplně a hydraulického a látkového zatížení může průběh kolmatace významně ovlivnit i dávkovací strategie a také rovnoměrné rozdělení mechanicky předčištěné odpadní vody po celé šíři filtračního pole [19]. Autoři Zhao a kol. [21] zjistili sledováním sta umělých mokřadů, že rychlost infiltrace lze vrátit na téměř původní úroveň, pokud jsou přijata vhodná provozní nastavení, tzn. plnění a klidové periody kořenových polí. Akumulované organické látky jsou pak efektivněji rozkládány mikroorganismy.

Vliv teploty

Dalším z parametrů ovlivňujících kolmataci je teplota. Vyšší teploty souvisí s vyšší biologickou aktivitou a vyššími růstovými rychlostmi, to vede k rychlejšímu odbourávání organických látek akumulovaných v pórech, ale na druhou stranu jsou póry zaplňovány vyšším přírůstkem biomasy.

Mlejnska-3
Obr. 3. Pohled na očištěnou část pravého kořenového pole po 14 dnech
Fig. 3. View on the cleared sector of the right part of the constructed wetland

Důsledky kolmatace

Kolmatace je doprovázena nejen zhoršením účinnosti čištění, ale také hydraulickými poruchami, jako je zaplavování povrchu filtračních polí odpadní vodou, tzn. preferenčním tokem odpadní vody po povrchu umělého mokřadu, nebo vznikem zkratového proudění nevyčištěné odpadní vody filtrační náplní [5, 14]. Zaplavování povrchu má za následek zvyšování zápachu v okolí umělého mokřadu, dále možnost kontaktu osob s odpadní vodou a v neposlední řadě také možnost zvýšeného výskytu komárů [13]. Zkratové proudění nepříznivě ovlivňuje účinnost čištění, protože významně snižuje dobu zdržení odpadní vody v systému. Pokud je kolmatace filtrační náplně umělého mokřadu rozsáhlá, ovlivňuje účinnost čištění, případně množství vyčištěné odpadní vody, je třeba hledat metody, jak kolmataci odstranit nebo alespoň omezit.

Metody odstranění kolmatace

Pokud dostatečně nefungují přijatá preventivní opatření, která zahrnují využití dostatečně dimenzované usazovací nádrže, správné provozování mechanického předčištění, nastavení co nejvhodnějších zatěžovacích parametrů a vhodných změn v hydraulickém zatížení (přerušovaný provoz, promývání, obrácený směr toku odpadní vody apod.), a dojde k částečné nebo úplné kolmataci filtrační náplně umělého mokřadu, je třeba přikročit k nápravným opatřením [16, 22]. V současné době je známo několik metod revitalizace ucpaných filtračních náplní, některé z nich ale prozatím nebyly testovány v reálném měřítku a jsou spíše teoretickými možnostmi.

V minulosti se nejčastěji používala výměna části nebo celé filtrační náplně. Výměna filtrační náplně spočívá v odstranění kolmatované části nebo celé filtrační náplně a její nahrazení novým praným kamenivem nebo jinou vhodnou náplní stejných nebo upravených frakcí. V případě výměny části filtrační náplně je třeba před realizací vyhodnotit rozsah kolmatace a určit část filtrační náplně nutné k výměně.

Další možností je regenerace stávající filtrační náplně. V podstatě existují tři možné způsoby regenerace filtračních náplní umělých mokřadů:

  • odstraňování usazeného kalu ze zakolmatované filtrační náplně proplachováním, bakteriálním rozkladem, chemickým rozkladem apod. – tyto procesy se provádějí přímo v umělém mokřadu, odstávka regenerované části umělého mokřadu není dlouhodobá;
  • vytěžení zakolmatované filtrační náplně, její ponechání v tenké vrstvě přes zimní období na zpevněné ploše odvodněné přes lapák písku a vyplavení kalových částic deštěm a následně vodou – provádí se mimo umělý mokřad, je třeba mít k dispozici zpevněnou plochu, odstávka je dlouhodobější;
  • vytěžení zakolmatované filtrační náplně a její následná regenerace ve speciálních pračkách – provádí se mimo umělý mokřad, pračky kameniva u nás zatím nejsou běžně používanou technologií, navíc zde nastává problém, jak naložit se znečištěnou prací vodou.

Všechny tyto možnosti regenerace filtrační náplně vyžadují uzpůsobené uspořádání umělého mokřadu umožňující čistit v období regenerace odpadní vodu v jiné části umělého mokřadu, tedy např. paralelní zapojení kořenových polí nebo bypass v sériovém zapojení kořenových polí.

Všechny tyto metody jsou vysoce účinné, ale zejména varianty (2) a (3) jsou spojeny se značnými finančními náklady. Autor Kršňák [23] uvádí, že varianta vyprání štěrkové náplně je oproti úplné výměně nebo metodě vymrznutí finančně nejdostupnější. Ale je třeba brát v úvahu fakt, že dochází k vyřazení umělého mokřadu z provozu mnohdy i na několik měsíců.

Vzhledem ke skutečnosti, že je výměna nebo regenerace filtrační náplně značně nákladná, je nutné hledat jednodušší a levnější metody odstranění kolmatace. Autoři Li a kol. [9] poukazují na možnost využití žížal (Eisenia foetida, Pheretima guillelmi). Ty mohou pomoci nejen uvolnit substrát, ale také odstranit nahromaděné organické látky. Výzkum ukázal, že použití druhu Eisenia foetida je vhodnější, protože množství nahromaděných nerozpuštěných organických látek kleslo o 90 %, z toho bylo 40 % přeměněno na rozpuštěné organické látky a 50 % na rozpuštěné anorganické látky. Tato metoda je však spíše alternativní než prakticky využitelná v masovém měřítku.

Jako další alternativní metoda regenerace filtračního lože se v poslední době zkouší in-situ aplikace různých druhů přípravků, které by účinně odstranily nakumulované nerozpuštěné látky a uvolnily filtrační lože bez nutnosti jeho mechanického čištění. Autoři Nivala a Rousseau [24] popisují dvě případové studie regenerace filtračního lože kořenových čistíren za použití 35% roztoku peroxidu vodíku, který je schopen oxidovat jinak biologicky neodbouratelné části biofilmu, které mohou tvořit více než 60 až 75 % váhy biomasy ve filtrační náplni. Výsledky výzkumu ukazují, že se regenerace filtrační náplně peroxidem vodíku zdá být nadějnou cestou k odstranění kolmatace v podpovrchově protékaných umělých mokřadech.

Mlejnska-4
Obr. 4. Průměrné koncentrace CHSKCr na přítoku, za mechanickým předčištěním a na odtoku z levého a pravého kořenového pole v různých fázích experimentu
Fig. 4. Mean COD concentrations on the inflow, after mechanical pretreatment and on the outflow from the left and right parts of the constructed wetland during the different periods of experiment

Autoři Hua a kol. [16] se experimentálně zabývali možnostmi odstranění usazených nerozpuštěných látek z filtračního lože kořenové čistírny za pomoci dávkování čtyř různých roztoků, a to konkrétně roztoku hydroxidu sodného (NaOH), chlornanu sodného (NaClO), kyseliny chlorovodíkové (HCl) a speciálně připraveného detergentu. Efektivní porozita i infiltrační rychlost se nejrychleji a nejvíce zlepšovala při použití roztoku chlornanu sodného. Při použití vodovodní vody (srovnávací roztok) se efektivní porozita téměř neměnila a rychlost infiltrace jen velmi nepatrně stoupala. Proteiny a polysacharidy byly rozpuštěny hlavně roztokem hydroxidu a chlornanu sodného a anaerobně vytvořený plyn uložený v pórech byl uvolněn roztokem kyseliny chlorovodíkové.

Obě tyto studie sice prokázaly dobrou účinnost in-situ regenerace zakolmatovaného filtračního lože aplikací výše uvedených přípravků, na druhé straně došlo jejich vlivem k dočasnému poškození biofilmu a také kořenů mokřadní vegetace. Autoři uvádějí, že po aplikaci těchto přípravků následovalo období cca 1 měsíce regenerace biofilmu filtračního lože.

Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce, v posledních letech testuje možnosti využití in-situ aplikace směsí bakteriálně enzymatických přípravků do kolmatovaných zemních filtrů [25] a kořenových čistíren.

Testovací lokalita

K testování in-situ aplikace bakteriálně enzymatického preparátu byla vybrána kořenová čistírna Bezděkov pod Třemšínem (obr. 1). Jedná se o obecní kořenovou čistírnu odpadních vod s kapacitou 150 EO, která se skládá z česlí, lapáku písku, štěrbinové usazovací nádrže objemu 39 m3 a dvou paralelně zapojených, horizontálně podpovrchově protékaných kořenových polí s celkovou plochou cca 790 m2. Porost kořenových polí tvoří rákos obecný, který je sečen jednou ročně. Kanalizace přivádějící odpadní vodu je oddílná. Do trvalého provozu byla tato kořenová čistírna uvedena v listopadu roku 2004. Jako náplň je použito jemné drcené kamenivo.

Vlastní aplikace preparátu probíhala ve dvou fázích, a to od 22. 5. 2013 do 10. 7. 2013 (8 týdnů) a od 3. 6. 2014 do 22. 7. 2014 (8 týdnů). Po dobu odstávky pravého kořenového pole byla veškerá odpadní voda čištěna na paralelním (levém) kořenovém poli, kvalita odtékající vyčištěné odpadní vody byla pravidelně kontrolována. Stejně tak před započetím vlastního experimentu a po jeho ukončení probíhalo pravidelné sledování vybraných parametrů na přítoku, za mechanickým předčištěním a na odtoku z jednotlivých kořenových polí. Kořenové pole, do kterého probíhalo dávkování preparátu, zůstalo po dobu experimentu zatopeno, pouze byl zastaven průtok odpadní vody.

V roce 2013 probíhal experiment následovně: v den zahájení experimentu bylo vybrané kořenové pole odstaveno z provozu, preparát byl dávkován v předem určených termínech do několika míst přítokové zóny (ve vzdálenosti cca 1,5 metru od začátku kořenového pole). Preparát byl před vlastní aplikací aktivován rozpuštěním v odpadní vodě odebrané za mechanickým předčištěním. Aplikován byl na povrch kořenového pole. Celkem proběhlo 6 aplikací preparátu (2 kg 22. 5. 2013, 1 kg 29. 5. 2013, nic 5. 6. 2013, 1 kg 12. 6. 2013, nic 19. 6. 2013, 1 kg 26. 6. 2013, 1 kg 3. 7. 2013, 1 kg 10. 7. 2013). Devátý týden experimentu bylo odstavené kořenové pole uvedeno do provozu.

V roce 2014 probíhal experiment následovně: před vlastním odstavením pravého kořenového pole z provozu a aplikací preparátu proběhlo očištění části povrchu přítokové zóny od stařiny (obr. 2) a nashromážděného organického materiálu, aby mohlo dojít k porovnání mezi částí kořenového pole bez stařiny a se stařinou. Čištění probíhalo, s ohledem na množství stařiny a náročnost jejího odstranění, ve dvou fázích a s týdenním krokem, po dalších 14 dnech byla odklizená část nalezena zatopená čištěnou odpadní vodou (obr. 3). Zatopení odklizené části bylo způsobeno nevhodným nastavením výšky hladiny v kořenovém poli, která je regulována prostřednictvím odtokové roury. V den zahájení experimentu (3. 6. 2014) bylo vybrané kořenové pole odstaveno z provozu, preparát byl dávkován v předem určených termínech do několika míst přítokové zóny (ve vzdálenosti cca 1,5 m od začátku kořenového pole). Preparát byl před vlastní aplikací aktivován rozpuštěním v odpadní vodě odebrané za mechanickým předčištěním. Aplikován byl na povrch kořenového pole. Celkem proběhlo 8 aplikací preparátu (2 kg 3. 6. 2014, 1 kg 10. 6. 2014, 1 kg 17. 6. 2014, 1 kg 24. 6. 2014, 0,5 kg 1. 7. 2014, 0,5 kg 8. 7. 2014, 0,5 kg 15. 7. 2014, 5 kg 22. 7. 2014), po znovuuvedení kořenového pole do provozu byl preparát dále dávkován do rozdělovací šachtice za mechanické předčištění (0,5 kg 29. 7. 2014 a 0,5 kg 5. 8. 2014).

Mlejnska-5
Obr. 5. Průměrné koncentrace NL na přítoku, za mechanickým předčištěním a na odtoku z levého a pravého kořenového pole v různých fázích experimentu
Fig. 5. Mean SS (suspended solids) concentrations on the inflow, after mechanical pretreatment and on the outflow from the left and right parts of the constructed wetland during the different periods of experiment

V tomto článku není podrobněji diskutováno složení preparátu, které je obchodním tajemstvím výrobce. Lze pouze konstatovat, že se jedná o speciálně komerčně připravenou směs bakterií a enzymů.

S ohledem na nemožnost přesného měření průtoku na odtoku z jednotlivých kořenových polí bylo měření prováděno pouze orientačně. Průtok pravým a levým kořenovým polem byl zpravidla velice podobný a pohyboval se většinou v rozmezí od 0,5 do 1 l/s.

Výsledky testování

Cílem experimentu bylo ověřit, jestli může dávkování preparátu účinně snížit míru kolmatace umělého mokřadu, a tím zvýšit jeho průchodnost a účinnost čištění, a dále ověřit, jestli nedojde ke snížení účinnosti čištění kořenového pole, přes které je během experimentu převáděna veškerá čištěná odpadní voda.

Pravé kořenové pole bylo k testování vybráno na základě vlastního pozorování a doporučení provozovatele. V přítokové části kořenového pole a pak dále až do cca poloviny kořenového pole byla na povrchu velká vrstva usazeného materiálu (až 20 cm stařiny mokřadní vegetace, usazeného kalu), docházelo k zaplavování přední části kořenového pole a rovněž účinnost čištění byla nižší, než jaké dosahovalo levé kořenové pole, a to i přes to, že byl průtok oběma poli velice podobný. Přes levé kořenové pole protékala v průběhu vlastního experimentu veškerá čištěná odpadní voda, ale i přes tuto skutečnost nedošlo k významnému poklesu účinnosti čištění, resp. k významnému zvýšení koncentrací sledovaných látek na odtoku z něj (tabulka 1).

Tabulka 1. Průměrná účinnost čištění a průměrné koncentrace znečištění na odtoku z levého (OL) a pravého (OP) kořenového pole v různých fázích experimentu
Table 1. Mean treatment efficiency and mean pollution concentrations on the outflow from the left (OL) and right (OP) parts of the constructed wetland
Mlejnska-tabulka1

Je třeba říci, že umělé mokřady jsou primárně určeny k odstraňování organického znečištění, nejsou určeny k odstraňování dusíku a fosforu. Účinnost čištění levého kořenového pole byla ve všech fázích experimentu zejména pro parametr nerozpuštěné látky velmi vysoká, odtokové koncentrace nerozpuštěných látek byly většinou velmi nízké, a to i v období, kdy levé kořenové pole čistilo veškerou přitékající odpadní vodu. Pouze v jednom případě byla u levého kořenového pole zjištěna odtoková koncentrace nerozpuštěných látek 43 mg/l, naopak v 16 případech byla naměřena koncentrace < 2 mg/l. Velice zajímavé jsou i průměrné účinnosti čištění celkového dusíku v levém kořenovém poli, které se pohybovaly od 48,07 % do 82,74 %. U pravého kořenového pole byly průměrné účinnosti čištění pro celkový dusík podstatně nižší, pohybovaly se od 19,71 % do 46,91 %, aplikace preparátu neměla na účinnost čištění celkového dusíku pozitivní vliv, stejně tak tomu bylo u celkového fosforu, kde jsou navíc účinnosti čištění velice rozkolísané.

Mlejnska-6
Obr. 6. Průměrné koncentrace celkového dusíku na přítoku, za mechanickým předčištěním a na odtoku z levého a pravého kořenového pole v různých fázích experimentu
Fig. 6. Mean total nitrogen concentrations on the inflow, after mechanical pretreatment and on the outflow from the left and right parts of the constructed wetland during the different periods of experiment

Během testování v roce 2013 došlo k výraznému nárůstu koncentrací sledovaných látek na přítoku, nejméně u CHSKCr – v průměru o cca 66 % a nejvíce u Pc – v průměru o cca 134 %. Podrobněji je kolísání koncentrací vybraných parametrů v různých fázích experimentu patrné z grafů na obr. 4, 56.

K vyhodnocení experimentu byly odebírány dvouhodinové směsné vzorky, v období před testováním 2013 bylo odebráno 8 vzorků, během testování 2013 6 vzorků, po testování 2013 6 vzorků, před testováním 2014 4 vzorky, během testování 2014 9 vzorků a po testování 2014 7 vzorků. Čistírna byla navštěvována v dopoledních i odpoledních hodinách, aby bylo alespoň částečně podchyceno kolísání průtoku a znečištění během dne.

Aby bylo možné vyhodnotit množství kolmatačního materiálu, byly odebírány vzorky kameniva. K odběru byl použit vrták, který se běžně používá k odběru vzorků zemin. Odebraný vzorek, který obsahoval kamenivo, stařinu rákosu a vlastní kolmatační materiál, byl několikrát důkladně propláchnut destilovanou vodou, aby došlo k oddělení jednotlivých částí. Ve vzorku kolmatačního materiálu byly stanoveny nerozpuštěné látky sušené a žíhané. Dále bylo zváženo množství čistého suchého kameniva a suché stařiny. Výsledky stanovení nerozpuštěných látek sušených a žíhaných byly přepočítány na odebraný kg kameniva. Výsledky shrnuje tabulka 2. Je z nich velice dobře patrné, že jsou nerozpuštěné látky přítomné ve vysoké míře nejen v přítokové zóně, ale i ve středu kořenového pole, a dokonce v odtokové zóně, to ukazuje na pokročilé zanesení filtrační náplně. Dále je z tabulky 2 patrné, že jsou zejména výsledky nerozpuštěných látek sušených značně rozkolísané. Na jejich základě rozhodně nelze tvrdit, že množství kolmatačního materiálu po aplikaci preparátu kleslo. Patrný je pouze rozdíl ve zjištěném množství stařiny na odklizené a neodklizené části kořenového pole. Příčinou rozkolísanosti výsledků může být nevhodně zvolený způsob odběru vzorku kameniva, protože v případě kořenových čistíren se jedná o prostředí trvale zatopené odpadní vodou.

Tabulka 2. Výsledky analýzy odebraného kameniva – množství kameniva, množství stařiny, množství nerozpuštěných látek sušených a žíhaných na kg čistého suchého kameniva
Table 2. The results of the sampled gravel analysis – amount of dry pure gravel, amount of old vegetation, amount of dry and ignited suspended solids per kg of dry pure gravel
Mlejnska-tabulka2

Závěr

Nejdůležitějším krokem je předcházení vzniku a rozvoje kolmatace volbou vhodného a dostatečně dimenzovaného mechanického předčištění, jeho správným provozováním spojeným s dostatečně častým vyvážením kalového prostoru usazovací nádrže. Důležitá je i vhodná volba filtrační náplně. Tyto faktory mohou významnou měrou zvýšit dobu životnosti umělého mokřadu.

S ohledem na skutečnost, že je kolmatace zcela obvyklým jevem, je většinou třeba dříve či později přistoupit k opatřením vedoucím ke zvýšení propustnosti a účinnosti čištění ucpané filtrační náplně.

Provedený experiment nepotvrdil, že aplikace bakteriálně-enzymatického preparátu do zakolmatované filtrační náplně kořenové čistírny v Bezděkově pod Třemšínem měla vliv na snížení množství nerozpuštěných látek přítomných ve filtrační náplni. Výsledky experimentu dále ukazují, že v době, kdy byla veškerá odpadní voda čištěna v levém kořenovém poli, nedošlo k významnému snížení účinnosti čištění tohoto kořenového pole, resp. nedošlo k významnému nárůstu koncentrací na odtoku z něj. U pravého kořenového pole došlo zejména po aplikaci preparátu v roce 2014 ke zvýšení účinnosti čištění, resp. k významnému snížení odtokové koncentrace nerozpuštěných látek.

Provedený experiment jednoznačně nepotvrdil, že je aplikace biologicko-enzymatického preparátu vhodnou cestou ke snížení rozsahu kolmatace filtrační náplně a ke zvýšení účinnosti čištění.

Více informací nejen o kolmataci naleznete v publikaci Optimalizace provozu a zvýšení účinnosti čištění odpadních vod z malých obcí pomocí extenzivních technologií autorského kolektivu Mlejnská, Rozkošný, Baudišová, kterou vydal v roce 2015 Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl v rámci implementace projektu TA02020128 – Výzkum možností optimalizace provozu a zvýšení účinnosti čištění odpadních vod z malých obcí pomocí extenzivních technologií, který byl řešen v letech 2012–2015s finanční podporou TA ČR v rámci programu Alfa.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Článek se zabývá hodnocením hydrologické bilance na celém území České republiky, které bylo rozděleno do 133 mezipovodí za období 1981–2015 v měsíčním časovém kroku. Pro ověření, jak se suchá období chovala, byl použit model hydrologické bilance Bilan, pomocí kterého byly tyto epizody za posledních 35 let vyhodnoceny, a to jak z pohledu jednotlivých zásob vody (sníh, půda, podzemní vody), tak podle jednotlivých toků vody (srážky, evapotranspirace, infiltrace, odtok). Článek dále seznamuje s výsledky disponibilní vody za normálních podmínek a při pětiletém a desetiletém suchu ve dvou variantách. První se zabývá vyhodnocením zdrojové oblasti, ve druhé je vyhodnocení pomocí zjednodušeného modelu vodohospodářské bilance WATERES.

hydro_bilance

Úvod

Sucho, které postihlo Českou republiku v roce 2015, bylo mimořádné a celospolečensky široce diskutované. Tato suchá epizoda se postupně projevila výskytem všech typů sucha (meteorologické, zemědělské, hydrologické) a širokým spektrem jeho dopadů (sucho socioekonomické). Tato suchá epizoda je často zdůvodněna tím, že povrchová vrstva povodí má nízkou retenční kapacitu. Dalším důvodem byly sněhově podprůměrné zimy v letech 2014 a 2015 a srážkově podprůměrný rok 2015. Cílem úkolu tedy je vyhodnocení těchto faktorů z časoprostorového pohledu na celém území České republiky.

Metodika

Hydrologická bilance se stanovuje pro povodí či určité území. Rekapituluje vstupy (srážky, přítok, zásoby) a výstupy (výpar, odtok, úbytek zásob vody) do hydrologického systému. Pro hodnocení hydrologické bilance byl použit model Bilan, který je vyvíjen více jak 15 let v oddělení hydrologie Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka. Model počítá v denním či měsíčním časovém kroku chronologickou hydrologickou bilanci povodí či území. 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 energie, která hydrologickou bilanci významně ovlivňuje, je použita teplota vzduchu. Výpočtem se modeluje potenciální evapotranspirace pomocí metody [1, 2], 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 (např. [3]). Vstupem do modelu jsou: (i) srážkové úhrny [mm], (ii) průměrné teploty, (iii) průměrná vlhkost vzduchu [%], (iv) pozorované odtokové výšky [mm], (v) užívání vody [mm/měsíc], (vi) potenciální evapotranspirace [mm].

Schéma modelu Bilan je zobrazeno na obr. 1 pro modelování přirozených (neovlivněných) průtoků, schéma propojeného modelu Bilan, který zahrnuje užívání vody, tzn. hodnoty o podzemních i povrchových odběrech a vypouštění je uvedeno v publikaci Vizina a kol. [3]. Další výpočty byly provedeny v prostředí R [4] a byly použity především balíky Bilan [5] a WATERES [6]. Pro hodnocení propagace sucha se využívají indikátory popsané například v [7].

Vizina-1
Obr. 1. Schéma modelu Bilan
Fig. 1. Scheme of model Bilan

Hydrologická bilance byla modelována na sadě 133 mezipovodí, která pokrývají území celé České republiky, v měsíčním časovém kroku za období 1980–2015. Rozmístění jednotlivých mezipovodí je možné vidět na obr. 2. Červená čísla jsou identifikátory jednotlivých mezipovodí, které převážně vycházejí z databázových čísel vodoměrných stanic, které se na daném území nacházejí, případně jsou závěrným profilem daného mezipovodí.

Vizina-2
Obr. 2. Mapa řešené oblasti s jednotlivými mezipovodími
Fig. 2. Study area with intercatchments

Výsledky a diskuse

Průměrný roční odtok za období 1981–2015 je zobrazen na obr. 3 (nahoře). Lze vidět, že odtokové výšky se pro jednotlivá mezipovodí pohybují od desítek mm v suchých oblastech až po cca 700 mm za rok pro mezipovodí nacházející se v oblastech horských. Průměrný odtokový součinitel za zmíněné období nám ukazuje obr. 3 (dole). Jedná se o poměr odtokové výšky ke srážkovému úhrnu. Na základě tohoto součinitele můžeme jednoduše odvodit, že v tradičních deficitních oblastech se nacházejí i povodí s nízkým odtokovým součinitelem (tzn., že v těchto oblastech je malé množství vody, které je možné využít).

Sumarizované hodnocení bilance za období 1981–2015 je zobrazeno na následujících grafech. Jedná se o měsíční boxploty1 pro všechna řešená mezipovodí (133). Obarvení jednotlivých boxplotů je dáno průměrnou měsíční hodnotou v daném roce. Hodnoty lze určit pomocí legendy, která je uvedena v pravé části grafu. Na obr. 4 jsou uvedeny měsíční hodnoty odtokových výšek (značeno 1–12, v pořadí leden–prosinec). Jak již bylo zmíněno, obarvení jednotlivých boxplotů nám udává průměrnou roční hodnotu. V tomto případě to znamená, že červená barva ukazuje roky málo vodné a směrem k barvě modré se jedná o roky vodnatější. Na obr. 4 můžeme pozorovat, že roky 2014 a 2015 patřily k těm nejméně vodným (spolu s roky na počátku devadesátých let). Modrá čára udává trend pro jednotlivé měsíce. Trendová analýza byla provedena pomocí metody GAM-Generalized Additive Models [8]. Trend pro jednotlivé měsíce nebyl dále statisticky testován. Na grafu můžeme pozorovat, že odtokové výšky v letních měsících roku 2015 byly opravdu extrémní a v pozorované řadě se v jiném období nevyskytovaly.

Situace v letech 2003 a 2015

Na obr. 5 jsou zobrazeny absolutní odtokové výšky v jednotlivých měsících v milimetrech pro jednotlivá mezipovodí v roce 2015. Lze pozorovat, že mapy mají tendenci mít červenou barvu (v průměrném roce je mapa spíše žluto-zelená), což značí výrazně nízké odtoky, které se nacházejí téměř na celém území České republiky, a to především v letních a prvních podzimních měsících.

Pro ilustraci, jaké byly odtokové výšky, relativní změny odtoku, hodnoty evapotranspirace a absolutní změny v zásobě vody ve sněhu v roce 2003 a 2015, se přikládá obr. 6. V levém sloupci je uveden rok 2003, v pravém potom rok 2015. Absolutní hodnoty odtokových výšek jsou zobrazeny v prvním řádku. Na obrázku v druhém řádku je možné pozorovat, že průměrné roční odtokové výšky za tyto roky dosahují řádově 30–70 % průměru za období 1981–2015 (bílá barva reprezentuje nezměněný stav, žlutá pokles a modrá nárůst). Ve třetím řádku jsou hodnoty evapotranspirace, které v těchto letech dosahovaly relativně nízkých hodnot, což je dáno především tím, že nebyla disponibilní voda v půdě, která by evapotranspirovala. Analogicky je zobrazena relativní změna zásoby vody ve sněhu v mm (čtvrtý řádek). Zásoba vody ve sněhu má většinou velký vliv na odtokové poměry v celém roce. V roce 2015 oproti průměrným podmínkám za období 1981–2015 lze pozorovat výrazný pokles zásoby, což je jedním z hlavních důvodů nedostatku vody v roce 2015 v kombinaci s výrazně podprůměrnou zimou v roce 2014. Zásoba vody ve sněhu má také velký vliv na doplňování zásob podzemních vod, což se projevilo poté především v roce 2016, kdy zásoby poklesly (v České republice existuje také cyklicita v zásobách podzemních vod). Výstupy pro změny odtoku, průměrné odtoky, aktuální evapotranspirace a změny zásoby vody pro jednotlivé roky jsou dostupné na webu www.suchovkrajine.cz.

Vizina-3a Vizina-3b
Obr. 3. Průměrný roční odtok v mm (nahoře) a odtokový součinitel (dole) za období 1981–2015
Fig. 3. Mean annual runoff in mm (above) and runoff coeficient (down) for the period 1981–2015
Vizina-4
Obr. 4. Odtokové výšky pro celé území České republiky v jednotlivých měsících a letech
Fig. 4. Runoff heights for the whole territory of the Czech Republic in individual months and years

Disponibilní vodní zdroje

Disponibilní vodní zdroje modelované modelem WATERES [6] jsou zobrazeny na následujících obrázcích ve variantním výpočtu, kdy se uvažovalo, že jednotlivá povodí fungují samostatně (varianta MEZI) a pro zapojení jednotlivých povodí do vodohospodářské soustavy (varianta SOUST). Na obr. 7 jsou průměrné disponibilní zdroje (mediány) pro variantu MEZI. V této variantě se disponibilní vodní zdroje (za období 1981–2015) pro jednotlivá mezipovodí pohybují okolo 4 m3.s-1. Logicky vyšší hodnoty se vyskytují na horských a podhorských povodí a naopak nižší hodnoty se vyskytují v nížinách. Zajímavé však je, jak dostupnost vodních zdrojů klesá pro pětileté sucho a zejména pro sucho desetileté, kdy i pro současné podmínky jsou hodnoty téměř nulové. Výjimkou je mezipovodí v Praze, kde je velký vliv vypouštění z ČOV. To s sebou však samozřejmě nese zhoršenou kvalitu vody (problematika je popsána v rámci jiného úkolu na stránkách www.suchovkrajine.cz).

Vizina-5
Obr. 5. Absolutní odtokové výšky v roce 2015 v jednotlivých měsících (značeno 1–12, leden–prosinec)
Fig. 5. Absolute runoff heights in 2015 for each months (ranked 1–12, January–December)

Pro variantu SOUST a současné podmínky jsou dostupné vodní zdroje zobrazeny na obr. 8. Pro průměrné podmínky hodnoty dosahuje Labe na hranicích ČR hodnot téměř 200 m3.s-1. Pro pětileté sucho tato hodnota klesá na třetinu a u desetiletého sucha přibližně na pětinu. Obdobné snížení je možné pozorovat pro období sucha i na ostatních tocích.

Vliv vodních nádrží na hydrologické sucho můžeme pozorovat na obr. 9, kde jsou zaznamenány denní průtoky na Labi v Děčíně za období 1880–2015. Barvy označují jednotlivá sucha, která jsou dána M-denními vodami (300, 330, 355 a 364) a silná červená čára vyjadřuje celkový retenční prostor v celém povodí s vyznačením uvedení do provozu nejvýznamnějších nádrží a jejich objemem.

Závěr

Byla zpracována hydrologická bilance na celém území České republiky na souboru 133 mezipovodí pro současné a výhledové podmínky. Dále byly zpracovány disponibilní vodní zdroje v jednotlivých letech a výhledech ke konci 21. století. Byla provedena trendová analýza jednotlivých veličin podle Mann-Kendall testu. Výsledky byly zpracovány do mapových podkladů, které jsou k dispozici ve větším měřítku na webovém portále www.suchovkrajine.cz. Na základě zjištěných poznatků zde bodově uvádíme obecné závěry a doporučení:

  1. vyhodnotit hydrologickou a vodohospodářskou bilanci v denním kroku na území ČR,
  2. zpracovat hydrologickou bilanci pro jednotlivé vodní útvary,
  3. vytvoření propojeného modelu hodnotícího hydrologickou, vodohospodářskou bilanci v on-line módu,
  4. zpracování dlouhodobých syntetických řad pro vyhodnocení hydrologické bilance, u které by se daly stanovit dlouhodobé doby opakování.
Vizina-6
Obr. 6. Absolutní hodnoty odtokových výšek v mm, relativní změna odtoku za rok 2003, 2015 k referenčnímu období 1981–2015, hodnoty evapotranspirace v mm a změna zásoby vody ve sněhu k období 1981–2015 v mm
Fig. 6. Absolutes values of runoff heights in mm, relative change of runoff in year 2003, 2015 vs reference period 1981–2015, evapotranspiration in mm and changes in water storages at snow vs reference period 1981–2015 in mm

Výsledky byly využity pro návrh Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky. V rámci řešení byly identifikovány následující nejistoty:

  1. neexistence vybraných prostorově distribuovaných hydrologických podkladů v potřebné podrobnosti (minimální a maximální odtoky, charakteristiky variability odtoku, vybrané kvantily rozdělení odtoku, charakteristiky základního odtoku apod.) pro kalibraci hydrologického modelu BILAN na mezipovodí;
  2. malá podrobnost řešení, která hodnotí pouze velké územní celky, lokální problémy mohou zaniknout;
  3. neexistence syntetických řad, podle kterých je možné simulovat delší doby opakování (tzn. kvantifikovat například 100leté sucho).
Vizina-7a
Vizina-7bVizina-7c
Obr. 7. Disponibilní vodní zdroje pro variantu MEZI (nahoře – medián, vlevo – pětileté sucho, vpravo – desetileté sucho)
Fig. 7. Disponible water sources for variant MEZI (above – median, left – 5 years drought, right – 10 years drought)
Vizina-8a
Vizina-8bVizina-8c
Obr. 8. Disponibilní vodní zdroje pro variantu SOUST (nahoře – medián, vlevo – pětileté sucho, vpravo – desetileté sucho)
Fig. 8. Disponible water sources for variant SOUST (above – median, left – 5 years drought, right – 10 years drought)
Vizina-9
Obr. 9. Výskyt hydrologického sucha na Labi v historické časové řadě s uvážením vlivu Vltavské kaskády
Fig. 9. The occurrence of hydrological drought on the Elbe in historical time series considering the infl uence of the Vltava cascade

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci úkolů řešených pro Ministerstvo životního prostředí České republiky.

Poznámky

  1. V deskriptivní (popisné) statistice je boxplot neboli krabicový graf či krabicový diagram jeden ze způsobů grafické vizualizace numerických dat pomocí jejich kvartilů. Střední „krabicová“ část diagramu je shora ohraničena 3. kvartilem, zespodu 1. kvartilem a mezi nimi se nachází linie vymezující medián.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Cílem této studie je regionalizace České republiky z hlediska rizika výskytu sucha v jednotlivých povodích. Regionalizace České republiky byla provedena pro sadu 133 (mezi-)povodí pro období 1901–2015. Primárním indexem popisujícím sucho v rámci této studie jsou nedostatkové objemy vzhledem k prahu odpovídajícímu 20% kvantilu měsíčních průtoků. Na základě srážek, výparu, celkového a základního odtoku a hydrogeologických rajonů byla pomocí shlukové analýzy provedena regionalizace České republiky z hlediska chování v době sucha. Tato regionalizace byla následně expertně revidována. Nedostatkové objemy v simulaci modelu Bilan byly vyčísleny a byl vytvořen statistický model pro odhad N-letých nedostatkových objemů. Charakteristiky sucha v simulaci modelu Bilan pro povodí s dostupnými pozorovanými daty i výsledky statistického modelu byly úspěšně validovány.

Ilustracni-fotografie-1

Úvod

Odhad charakteristik sucha, včetně regionalizace jeho výskytu, je zatížen značnou nejistotou. Tato nejistota je, oproti analýze extrémních srážek, navíc znásobena skutečností, že sucho se nevyskytuje každý rok a efektivní délka standardně používaných 30–50letých časových řad je ve skutečnosti přibližně poloviční, významnější sucha se vyskytují pouze v malém zlomku let. Ve studii popsané v tomto článku jsou proto využity dvě strategie pro snížení nejistot odhadů charakteristik sucha.

První spočívá ve využití dlouhých časových řad srážek a teploty (1901–2015), které jsou dostupné v měsíčním kroku a prostorovém rozlišení 0,5° pro celý svět. Tyto řady, opravené o systematické chyby, slouží jako vstupy do modelu Bilan a výsledná simulace odtoku je analyzována z hlediska charakteristik sucha. Druhá strategie je založena na využití regionální frekvenční analýzy. Tato metoda předpokládá, že rozdělení normovaných extrémů (např. maximálních ročních deficitních objemů) je v homogenních oblastech stejné pro všechna povodí. Normovaným rozdělením extrémů se rozumí rozdělení hodnot vydělených normovacím faktorem (např. průměr nebo jiný parametr polohy daného rozdělení). Kombinací dat z různých povodí tak lze částečně nejistoty odhadu redukovat.

Následující kapitola stručně popisuje použitá data, studované charakteristiky nedostatkových objemů a jejich validaci. Další kapitola popisuje regionalizaci ČR z hlediska rizika sucha a poslední kapitola prezentuje odhady N-letých nedostatkových objemů.

Strnad-1
Obr. 1. Porovnání charakteristik sucha pozorovaného a modelovaného průtoku; na ose x je vynesena pravděpodobnost z distribuční funkce jednotlivých charakteristik, na ose y jsou uvedeny hodnoty jednotlivých charakteristik sucha, barevné plochy jsou rozsahy 25% a 75% kvantilů hodnot charakteristik ze souboru povodí
Fig. 1. Comparison of drought characteristics for observed and simulated runoff; the horizontal axis shows the probability from the distribution of the individual characteristics, the vertical axis indicate the values of the drought characteristics, the colored polygons correspond to the range between the 25th and 75th percentile of the value of drought characteristics in the set of catchments

Charakteristiky sucha

Pro účely studie je sucho definováno na základě nedostatkových objemů odvozených ze simulované hydrologické bilance pro sadu mezipovodí pro období 1901–2015. Odvozené časové řady měsíčních srážek a teplot na plochy mezipovodí jsou založeny na kombinaci HadCRU-TS3.21 [1], staničních dat a gridovaného datasetu srážek a teploty [2]. Gridovaná data byla převedena na plochu povodí pomocí váženého průměru (podle velikosti průniku plochy povodí a příslušných grid boxů), následně byla u teploty provedena korekce na nadmořskou výšku na základě porovnání nadmořské výšky povodí a průměrné nadmořské výšky grid boxů a korekce srážek na základě vrstvy dlouhodobých průměrných srážek v období 1981–2010. Pomocí těchto časových řad a parametrů modelu Bilan získaných kalibrací na pozorovaných datech byla simulována hydrologická bilance pro celé období 1901–2015.

Nedostatkové objemy jsou definovány jako suma doplňků měsíčních odtoků souvisle pod 20% kvantilem rozdělení odtoku. Mezi základní charakteristiky nedostatkových objemů lze zařadit:

  1. velikost nedostatkového objemu, D [mm nebo m3],
  2. doba trvání deficitní události, L [měsíce],
  3. intenzita sucha, I = D/L [mm/měsíc nebo m3/měsíc],
  4. poměr deficitního objemu k průměrnému měsíčnímu odtoku, rD [-],
  5. relativní intenzita, rI = rD/L [t-1].

Podle průměrných hodnot jednotlivých charakteristik sucha v tabulce 1 je zřejmé, že jsou na sobě jednotlivé charakteristiky lineárně závislé. Také lze pozorovat postupný růst jednotlivých charakteristik v průběhu první (1901–1930) až třetí periody (1961–1990), v poslední periodě (1991–2015) lze pozorovat jejich pokles.

Tabulka 1. Porovnání průměrných hodnot charakteristik sucha podle jednotlivých period na základě modelovaného celkového odtoku (D [mm] velikost nedostatkových objemů, I [mm/měsíc] intenzita sucha, L [měsíc] délka deficitního období, rD [-] poměr deficitního objemu k průměrnému měsíčnímu odtoku, rI [t-1] relativní intenzita)
Table 1. Average drought characteristics for different time periods based on simulated runoff (D [mm] deficit volume, I [mm/month] drought intensity, L [month] length of the deficit period, rD [-] ratio of deficit volume to average monthly discharge, rI [t-1] relative intensity)
Strnad-tabulka1

Validace deficitních objemů

Validace deficitních objemů probíhala pomocí selekce uzavřených povodí se známým pozorovaným odtokem tak, aby bylo možné porovnat jednotlivé charakteristiky sucha vypočítané na základě modelovaného a zároveň pozorovaného průtoku. Validaci bylo možno provést na 65 povodích (ze 133).

Jak je možné vidět v tabulce 2, všechny charakteristiky sucha vypočítané na základě simulovaného odtoku jsou pouze mírně vyšší oproti charakteristikám získaným pomocí pozorovaného odtoku.

Obrázek 1 prezentuje porovnání charakteristiky jednotlivých deficitních událostí. Je zřejmé, že model Bilan simuluje důležité charakteristiky sucha dostatečně přesně.

Tabulka 2. Porovnání celkových průměrů charakteristik sucha pro vybraných 65 povodí na základě pozorovaného a simulovaného odtoku (D [mm] velikost nedostatkových objemů, I [mm/měsíc] intenzita sucha, L [měsíc] délka deficitního období, rD [-] poměr deficitního objemu k průměrnému měsíčnímu odtoku, rI [t-1] relativní intenzita)
Table 2. Comparison of average drought characteristics in simulated and observed data for 65 catchment with available data (D [mm] deficit volume, I [mm/month] drought intensity, L [month] length of the deficit period, rD [-] ratio of deficit volume to average monthly discharge, rI [t-1] relative intensity)
Strnad-tabulka2

Regionalizace ČR z hlediska výskytu sucha

Ze všech fází regionalizace je identifikace homogenních oblastí zpravidla nejobtížnější a vyžaduje velké množství subjektivních rozhodnutí. Pro identifikaci homogenních oblastí byl využit algoritmus K-means [3], jehož cílem je nalezení shluků v datasetu. Vstupem algoritmu je množina bodů, které jsou definované souřadnicemi v n-rozměrném prostoru, a číslo k, určující požadovaný počet shluků. Všechny shluky jsou reprezentované svými středy a každý bod náleží do shluku, jehož střed je mu nejblíže. Souřadnice středů se určují iterativním způsobem, tento iterativní algoritmus neustále zmenšuje chybu, definovanou jako součet vzdáleností všech bodů od středů svých shluků, a spěje tak k lokálně-optimálnímu řešení. Shluková analýza pro povrchový odtok proběhla se škálovanými daty průměrných odtoků a rozdílů odtoků a potenciální evapotranspirace (tj. ve dvourozměrné metrice [odtok; odtok – PET]), algoritmus proběhl celkově desetkrát, pokaždé se startem v jiné, náhodné pozici. Do padesáti iterací každý běh konvergoval k lokálně-optimálnímu řešení, výsledné shluky a jejich středy jsou zobrazeny na obr. 2 a výsledná regionalizace pak na obr. 3.

Strnad-2
Obr. 2. Výsledné shluky (barevně) a jejich středy (lokální optima)
Fig. 2. Resulting clusters (colors) and their centers (bold dots)

Regionální extremální model pro nedostatkové objemy

Odhad N-letých nedostatkových objemů je zatížen značnou nejistotou, vyplývající mj. z délky dostupných řad. Podobně jako pro extrémní průtoky a srážky lze i pro nedostatkové objemy využít tzv. index-flood metodu. Předpokladem je, že nedostatkové objemy v každém (mezi-)povodí v rámci předem definované oblasti mohou být normovány tak, že rozdělení těchto normovaných nedostatkových objemů je v dané oblasti stejné. Normovací faktor, který je určen pro jednotlivá (mezi-)povodí, je zpravidla označován index-flood, stejně jako tato metoda [4]. Primárně uvažujeme, že nedostatkové objemy v jednotlivých povodích lze popsat pomocí zobecněného rozdělení extrémních hodnot (Generalized Extreme Value Distribution – GEV). Rozdělení je korigováno vzhledem k výskytu let bez sucha na základě vztahu, který uvádí Engeland [5].

Výsledkem optimalizace modelu jsou normovací faktory pro jednotlivá povodí a regionální kvantilová funkce. Detaily modelu popisuje Hanel [6]. Regionální kvantilové funkce spolu s normovanými nedostatkovými objemy pro jednotlivá povodí uvádí obr. 4. Pravděpodobnosti p jsou transformované pomocí vztahu –log(-log (p)). Tato transformace zajišťuje lepší zobrazení extrémů s vysokou dobou opakování.

Na obr. 5 jsou uvedeny odhady 2, 5, 10, 20 a 50letého nedostatkového objemu [mm] pro celkový odtok. Je zjevné, že nedostatkové objemy jsou do jisté míry korelované s celkovým odtokem. V relativním vyjádření vzhledem k průměrnému celkovému odtoku (obr. 6) nedostatkové objemy rostou s dobou opakování (platí i v absolutní hodnotě) a zřetelně je vidět větší dopad na povodí v oblasti 3 (tj. v oblasti s nejvyšším rizikem výskytu sucha).

Strnad-3
Obr. 3. Výsledky regionalizace
Fig. 3. Resulting regionalization
Strnad-4
Obr. 4. Regionální kvantilové funkce pro jednotlivé oblasti (tlustá čára) spolu s normovanými kvantilovými funkcemi pro pozorovaná data z jednotlivých (mezi-)povodí
Fig. 4. Regional quantile functions for individual regions (bold line) together with standardized quantile functions for the observed data from individual catchments
Strnad-5aStrnad-5d
Strnad-5bStrnad-5e
Strnad-5c
Obr. 5. Mapa N-letých nedostatkových objemů pro (simulovaný) celkový odtok pro 2, 5, 10, 20, 50 let
Fig. 5. Map of N-year deficit volumes for (simulated) total runoff for 2, 5, 10, 20, 50 years

Závěr

Hydrologický model Bilan byl použit pro simulaci hydrologické bilance 133 mezipovodí v ČR pro období 1901–2015. Bylo ukázáno, že simulované charakteristiky sucha odpovídají dobře charakteristikám pozorovaným (pro povodí, pro která jsou dostupná data). Území ČR bylo rozděleno do tří homogenních oblastí označovaných „bez rizika“ (horské polohy), „mírně ohrožené“ (Vysočina a střední polohy) a „ohrožené“ (nížiny – zejména jižní Morava a střední Čechy). Byly odhadnuty parametry statistického modelu umožňujícího vyčíslení N-letých nedostatkových objemů. Z hlediska rozdělení nedostatkových objemů se jednotlivé oblasti liší zejména variabilitou sucha – oblasti označované „bez rizika“ mají poměrně vyrovnaný režim a nedostatkové objemy v jednotlivých suchých obdobích se příliš neliší. Naopak v oblastech označovaných jako „ohrožené“ je velký rozdíl mezi různě extrémními suchy – tj. rozdíl mezi 2letým a 10letým suchem je zde podstatně větší než v ostatních oblastech.

Dalšími kroky v regionalizaci hydrologického sucha v ČR je zjemnění prostorového měřítka použitého pro regionalizaci a odhad N-letých nedostatkových objemů až na povodí útvarů povrchových vod, vyhodnocení jednotlivých historických případů sucha, prodloužení rekonstrukce dále do minulosti, simulace podmínek ovlivněných klimatickou změnou a vyhodnocení nejistot.

Strnad-6
Obr. 6. Poměr deficitního objemu k průměrnému měsíčnímu odtoku pro doby opakování 2, 5, 10, 20, 50 let
Fig. 6. Ratio of deficit volume to mean monthly runoff for 2, 5, 10, 20, 50 years return periods

Poděkování

Studie byla provedena v rámci úkolu Činnosti k podpoře výkonu státní správy v problematice sucho v roce 2016 a vnitřních grantů Fakulty životního prostředí ČZU č. 20164230 (FS) a 20174227 (VM).

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

V dílčím úkolu Vyhodnocení dopadu sucha na užívání vod podpory výkonu státní správy v problematice sucho (v gesci Ministerstva životního prostředí) byly analyzovány současné nástroje pro bilanční hodnocení. Hodnocen byl vývoj odběrů vod a jejich sezonní variabilita, rozdíly mezi povolenými a skutečnými odběry a dopad sucha na odběry v roce 2015. Identifikovány byly lokality, které jsou z hlediska dopadu sucha a nedostatku vody pro její užívání rizikové.

Ilustracni-fotografie-2

Úvod

Při posouzení dostupnosti vodních zdrojů pro potřebu jejich užívání je nutné rozlišovat mezi situací sucha jako dočasného přirozeného jevu a situací nedostatku vody, kdy požadavky na užívání vodních zdrojů přesahují jejich přirozenou dlouhodobou obnovitelnost. Sucho a nedostatek vody tak představují odlišné jevy, jejichž současné působení často výrazně zvyšuje celkové nepříznivé dopady. V Česku je dlouhodobě zaveden institut vodohospodářské bilance (VHB) – jako složka vodním zákonem definované a vyhláškou 431/2001 Sb. blíže určené vodní bilance – který „porovnává požadavky na odběry povrchové a podzemní vody a vypouštění odpadních vod s využitelnou kapacitou vodních zdrojů z hledisek množství a jakosti vody a jejich ekologického stavu“. Předmětem úkolu byla kritická analýza stávajících nástrojů k posouzení dopadů sucha a rizika nedostatku vody pro užívání a identifikace rizikových území, včetně specifikace neznalostí a nejistot stávající úrovně řešení.

Metodika a vstupní data

Při posouzení možných dopadů sucha a nedostatku vody na současné požadavky na užívání vod (zejména odběry) byla využita data evidovaná pro potřeby vodní bilance a postupy aplikované při zpracování vodohospodářské bilance, včetně simulačního modelování zásobní funkce vodohospodářských soustav [1], a hodnocení kvantitativního stavu podzemních vod [2]. Při identifikaci rizikových lokalit byly jak pro povrchové, tak pro podzemní vody nejprve vyhodnoceny bilanční stavy vodohospodářské bilance „minulého roku“ za období let 1999 až 2015 ve 137 bilančních profilech povrchových vod a za období 2007 až 2015 pro všechny hydrogeologické rajony, k nimž byla k dispozici roční data o přírodních zdrojích (tj. 97 ze 152 hydrogeologických rajonů). Pro hodnoty odběrů realizovaných v roce 2015 byla simulována zjednodušená vodohospodářská bilance množství povrchových vod současného stavu vzhledem k řadě přirozených měsíčních průtoků za období let 1986 až 2015. V případě požadavků na odběry zajišťovaných vodními nádržemi bylo dále přihlédnuto k výsledkům studií zpracovaných v letech 2008 až 2011 v souvislosti s tvorbou Generelu území chráněných pro akumulaci povrchových vod. Jako orientační kritérium pro klasifikaci lokality jako rizikové byla zvolena zabezpečenost odběrů (zjednodušeně poměr doby, kdy je odběr zabezpečen v plné výši bez újmy na zachování minimálních zůstatkových průtoků k celé posuzované době) – 90 % u profilů bez nadlepšování průtoků vodními nádržemi a/nebo převody vody, resp. 95 až 99,5 % (podle významu užívání) u odběrů zajišťovaných vodními nádržemi. Jako potenciálně rizikové byly identifikovány rovněž vodní nádrže, kde objem vody v zásobním prostoru v „suchých“ letech 2014 a 2015 klesl pod 30 %. Pro podzemní vody byla dále hodnocena současná bilance odběrů podzemních vod a dlouhodobých hodnot přírodních zdrojů za období let 2007 až 2015 – tentokrát již pro všechny hydrogeologické rajony s výjimkou 37 kvartérních rajonů, pro něž dosud nebyly stanoveny přírodní zdroje s dostatečnou vypovídací hodnotou. Pro identifikaci rizikových rajonů bylo kromě těchto výsledků přihlédnuto rovněž k hodnocení kvantitativního stavu podzemních vod, zpracovanému pro 2. plánovací cyklus [3].

Vyskoc-1
Obr. 1. Povodí a vodní nádrže rizikové vzhledem k nedostatku vody
Fig. 1. Risk basins and water reservoirs due to lack of water

Výsledky a nejistoty

V celkovém vývoji realizovaných odběrů vod je – po výrazném poklesu v 90. letech – v posledním desetiletí patrná stagnace až mírný pokles. V suchém roce 2015 nebyl v realizovaných odběrech vody (ve srovnání s „vodným“ rokem 2013) celkově zaznamenán významný pokles (odběry byly za celé Česko v roce 2015 o 3 % nižší než v roce 2013). K sezonnímu nárůstu došlo u odběrů povrchových vod pro závlahy. Odběry pro závlahy jsou zároveň jediným účelem odběru, kde je patrná významná sezonní variabilita.

Současná vodohospodářská bilance se sice jeví jako užitečný nástroj zjišťování rizikových lokalit, zároveň však bude nutné lépe rozlišovat podíl sucha a nedostatku vody na nevyhovujícím stavu a minimalizovat zjištěné nejistoty.

Identifikovány byly rizikové a případně potenciálně rizikové (tam kde vyhodnocení byla zatíženo velkou nejistotou) lokality:

  • hydrogeologické rajony pro podzemní vody,
  • hydrologická povodí (mezipovodí vodoměrných stanic s rizikem pasivní vodohospodářské bilance),
  • vodní nádrže pro povrchové vody.

Riziková povodí a vodní nádrže jsou uvedeny na obr. 1, rizikové hydrogeologické rajony na obr. 2. Podrobné údaje jsou dostupné na http://heis.vuv.cz/projekty/sucho. V případě dopadu sucha a nedostatku vody na užívání podzemních vod bylo 5 % celkové plochy hydrogeologických rajonů zařazeno do kategorie rizikových, 18 % do kategorie potenciálně rizikových (vzhledem k nedostatku vstupních dat ale nemohl být hodnocen žádný kvartérní rajon). Jako rizikové byly identifikovány převážně pánevní hydrogeologické rajony s vyšším využitím podzemních vod (např. 4232 Ústecká synklinála v povodí Svitavy nebo 4522 Křída Liběchovky a Pšovky). Pro povrchové vody byly v kategorii rizikových identifikovány 3 % plochy povodí ČR, v kategorii potenciálně rizikových 18 %. Z celkem 89 hodnocených významných vodních nádrží bylo z hlediska plnění jejich zásobní funkce v kategorii potenciálně rizikových klasifikováno 19 nádrží.

Vyskoc-2

 

Obr. 2. Hydrogeologické rajony rizikové vzhledem k nedostatku vody
Fig. 2. Risk hydrogeological ranges due to lack of water

Vyhodnocení je však zatíženo značnou mírou nejistoty, vyplývající jak z dílčích nedostatků současných metodik (např. již zmiňované nedostatečné rozlišení nedostatku vody způsobené suchem jako přírodním jevem a nadměrným využíváním zdrojů vody), tak z omezené datové základny. Bilance zdrojů a potřeb vody vyžaduje kvantifikaci požadavků na zdroje vod, zejména požadavky na odběry, což údaje o realizovaných odběrech a povolených množstvích nemusí dostatečně reprezentovat. Skutečně odebrané množství se může měnit v závislosti na mnoha faktorech, souvisejících např. s provozem průmyslových podniků nebo výskytem sucha (omezení odběrů, zvýšené nároky pro závlahy apod.). Povolené množství odběru se často liší od skutečně odebíraného množství (např. v letech 2010 až 2015 bylo odebráno cca 65 % množství odběrů povolených ke konci roku 2015). Evidence odběrů nezahrnuje malé odběry, což může zakrýt problémy např. v zemědělských oblastech. Užívání vod je limitováno požadavky na zachování minimálních průtoků a hladin podzemních vod (obecněji požadavky na dosažení dobrého stavu vod). V současné době je připravováno nařízení vlády týkající se požadavků na minimální zůstatkové průtoky, problematika ekologických průtoků nicméně není dosud do VHB plně integrována. Podrobnější posouzení je rovněž žádoucí v případě komplexnějších vodohospodářských a vodárenských soustav. Vyhodnocení rizikových lokalit nezahrnuje možné dopady klimatické změny jak na zdroje vody, tak na požadavky na jejich užívání (např. zvýšená potřeba odběrů pro závlahy či energetiku). Účelná se jeví podrobnější verifikace dat reprezentující obnovitelné zdroje vod (průtoků a dlouhodobých hodnot přírodních zdrojů podzemních vod).

Závěr

Metody vodohospodářská bilance (a v případě vodohospodářských soustav modelování jejich zásobní funkce) povrchových a podzemních vod představují v zásadě vhodný nástroj k posouzení kapacity vodních zdrojů vzhledem k potřebám na jejich využívání a identifikaci rizikových lokalit. Zpracování vodohospodářské bilance současného (případně výhledového) stavu by měla předcházet podrobná analýza vstupních dat i výsledků bilančního hodnocení, zejména s ohledem na výše uvedené nejistoty a podrobnější určení příčin napjatých či pasivních bilančních stavů, které je nutné pro návrh případných preventivních opatření, a rozhodovací činnost vodoprávních úřadů. Rovněž bude nutné upravit metodické postupy, které byly zpracovány v 90. letech podle současných poznatků. Vodohospodářská bilance sice sama nemůže řešit již nastalou situaci nedostatku vody, ale na základě jejich výsledků může významně těmto problémům předcházet.

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci úkolů řešených pro Ministerstvo životního prostředí České republiky.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Efekt přírodě blízkých opatření na hydrologickou bilanci byl modelován na povodí Trkmanky. Povodí se nachází na jižní Moravě a je intenzivně zemědělsky obhospodařované. V rámci projektu Strategie ochrany před negativními dopady povodní a erozními jevy přírodě blízkými opatřeními v České republice (www.vodavkrajine.cz) na něm byl navržen značný počet komplexních protierozních opatření na téměř 132 km2, což tvoří 43 % celkové plochy povodí, viz obr. 1. Tato opatření mají za úkol minimalizovat erozi a zvyšovat celkovou retenci povodí. Cílem příspěvku je kvantifikovat vliv navržených opatření na vybrané složky hydrologické bilance pomocí modelu Bilan a následně porovnat efekt těchto opatření s efektem případné nádrže Terezín.

Ilustracni-fotografie-3

Úvod

Přírodě blízká opatření zabraňují erozi a také zvyšují celkovou retenci vody v povodí, která je jedním z klíčových faktorů utvářejících výslednou hydrologickou bilanci povodí. Celkovou retenci vody pro dané povodí tvoří časově a prostorově proměnlivé zásoby vody zadržené ve sněhové pokrývce, na povrchu vegetačního pokryvu, na povrchu povodí, v nenasycené a nasycené zóně [1]. Jedním ze způsobů jak vyhodnotit vliv změny celkové retence povodí na základě navržených či provedených opatření je aplikace modelu hydrologické bilance. Cílem příspěvku je kvantifikovat vliv všech navržených opatření (v rámci projektu Strategie ochrany před negativními dopady povodní a erozními jevy přírodě blízkými opatřeními v České republice) na vybrané složky hydrologické bilance pomocí modelu Bilan a následně porovnat efekt těchto opatření s efektem případné nádrže Terezín. Ta je jednou z 65 hájených lokalit pro akumulaci povrchových vod (LAPV) uvedených v Generelu LAPV [2].

Kozin-1
Obr. 1. Oblasti s navrženými přírodě blízkými opatřeními v povodí Trkmanky
Fig. 1. Areas with proposed nature-related measures in the Trkmanka basin

Metodika

Pro povodí Trkmanky byl kalibrován model hydrologické bilance Bilan (bilan.vuv.cz), který je dlouhodobě vyvíjen ve Výzkumném ústavu vodohospodářském T. G. Masaryka, v. v. i., dále jen VÚV. Více o modelu pojednává článek viz [3]. Kalibrace modelu proběhla na základě pozorovaných srážek, teploty a průtoků v měsíčním kroku za období 1963–2010, data pocházejí z databáze Českého hydrometeorologického ústavu. Kapacita zásoby půdní vlhkosti Spa [mm] je jeden z osmi kalibrovaných parametrů a vyjadřuje schopnost půdy zadržet vodu. Když je v půdním profilu zadrženo více než Spa [mm] vody, nastává průsak (perkolace) vody z půdy do horninového prostředí. Parametr Spa je možné použít jako ukazatel průměrné retenční kapacity půd v povodí. V práci [1] jsou uvedeny regresní vztahy využívající geomorfologii povodí a hodnotu odtokové křivky (CN) k odhadu parametru Spa:

Kozin-vzorce1

S3 – maximální retence pro III. typ předchozích vláhových podmínek [mm],

Dd – hustota říční sítě povodí [km/km2],

St – průměrný sklon říční sítě [%].

 

Maximální retence vychází ze vztahu:

Kozin-vzorce2

Na základě změny hodnoty CN (navržená opatření) se přenastaví hodnota parametru Spa v modelu Bilan. Po opětovné simulaci s novou hodnotou Spa lze kvantifikovat vliv opatření na složky hydrologické bilance. Celková hodnota CN v povodí po navržených opatření byla vypočtena váženým průměrem přes dílčí plochy.

Tabulka 1. Hodnoty vybraných veličin na povodí bez opatření a s navrženými opatřeními; CN III – hodnota pro III. typ předchozích vláhových podmínek, S3 – maximální retence pro III. typ předchozích vláhových podmínek, Spa – kapacita zásoby půdní vlhkosti, SW – zásoba vody v půdě, RM – modelovaný odtok
Table 1. Values of selected variables before and after proposed measures; CN III – curve number for the third type antecedent moisture condition (AMC), S3 – maximal retention for the third type AMC, Spa – capacity of soil moisture storage, SW – soil water content, RM – modeled runoff
Kozin-tabulka1

Výsledky a diskuse

Kapacita zásoby půdní vlhkosti (Spa) se s navrženými opatřeními zvýší o 5 mm a zásoba vody v půdě (SW) o 3 mm. V důsledku toho poklesne celkový odtok (RM) z povodí o 2 mm. Výsledky modelování hydrologické bilance za období 1963–2010 shrnuje tabulka 1. Zvětšením retence se podaří v povodí zadržet ročně v průměru o 943 950 m3 vody více. Toto relativně malé číslo (vzhledem k rozsahu navržených opatření) je dáno především nízkým průměrným ročním úhrnem srážek 540 mm a relativně vysokým územním výparem 498 mm. Na povodí s vyšší průměrnou srážkou by bylo množství zadržené vody zcela určitě vyšší. Na druhou stranu, pokud výslednou hodnotu převedeme na průtok, dostaneme 30 l/s, což vzhledem k minimálnímu zůstatkovému průtoku (MZP) 95 l/s není zanedbatelné. MZP byl vypočten podle vzorce MZP = 0,73 * Q10 (Q10 – 10% kvantil z řady měsíčních průtoků) a odpovídá MZP na základě nové metodiky uvedené v [4].

Kozin-2
Obr. 2. Roční chod vybraných složek hydrologické bilance v povodí; červeně bez opatření, modře s opatřeními; RM – modelovaný odtok, BF – základní odtok, SW – zásoba vody v půdě, GS – zásoba podzemní vody, RC – dotace podzemní vody
Fig. 2. Seasonal variation of selected variables of hydrological balance; before (red) and after (blue) proposed measures; RM – modeled runoff, BF – baseflow, SW – soil water storage, GS – ground water storage, RC – recharge of ground water

Tabulku 1 doplňují grafy na obr. 23. Roční chod vybraných složek hydrologické bilance se v podstatě nemění. V důsledku navržených opatření dochází ke zvětšení zásoby vody v půdě (SW), ostatní složky hydrologické bilance vykazují pokles. Je zajímavé, že v tomto konkrétním případě dochází ke snížení dotace podzemních vod v zimních měsících a tím i k poklesu zásob podzemní vody. To pravděpodobně souvisí s tím, že více vody se udrží v půdě, a ta je následně využita rostlinami ve vegetačním období.

Deficitní objemy byly počítány na základě prahového průtoku, který byl dán MZP vypočteným podle vzorce MZP = 0,73 * Q10 (Q10 – 10% kvantil z řady měsíčních průtoků), který odpovídá MZP na základě nové metodiky uvedené v [4]. K výpočtům byly použity měsíční průtoky za období 1963–2010. Analýza deficitních objemů ukázala, že se po navržených opatřeních zvýšila četnost, velikost i doba trvání deficitních objemů, viz obr. 45. Průměrná hodnota deficitu se nezměnila, naopak průměrná délka deficitního období lehce klesla. Z hlediska množství vody ve vodních tocích se tedy provedená opatření projevují spíše negativně. Pokles množství vody ve vodoteči je na úkor zvýšeného množství vody zadrženého v půdě, tj. zlepšení podmínek pro vegetaci.

Kozin-3
Obr. 3. Relativní změna složek hydrologické bilance po navržených opatřeních; RM – modelovaný odtok, BF – základní odtok, SW – zásoba vody v půdě, GS – zásoba podzemní vody, RC – dotace podzemní vody
Fig. 3. Relative change of hydrological variables after proposed measures; RM – modeled runoff, BF – baseflow, SW – soil water storage, GS – ground water storage, RC – recharge of ground water

V povodí Trkmanky se také nalézá LAPV Terezín s celkovým potenciálním objemem 5,6 mil. m3 a zatopenou plochou 316 ha. Pro tuto nádrž můžeme očekávat nadlepšený průtok 149 l/s s 95% zabezpečeností, což odpovídá ročně v průměru 4,7 mil. m3 vody. Výsledky pocházejí z projektu Možnosti kompenzace negativních dopadů klimatické změny na zásobování vodou a ekosystémy využitím lokalit vhodných pro akumulaci povrchových vod, viz www.lapv.vuv.cz. Pro výpočet byl použit model WATERES (github.com/tgmwri/wateres), který je vyvíjen v rámci projektu. MZP pod nádrží je vypočten podle [3] 48 l/s, tedy v obdobích sucha by ještě zbývalo 100 l/s, např. pro závlahy, což je v průměru 3krát více, než mohou poskytnout navržená přírodě blízká opatření.

Závěr

V předloženém článku je navržen možný postup kvantifikace vlivu přírodě blízkých opatření na složky hydrologické bilance. Bylo zjištěno, že na povodí Trkmanky by navržená opatření, provedená na 43 % celkové plochy povodí, pomohla zadržet v průměru za rok o 943 950 m3 více vody v půdě. Zvýšení celkové retence je ale na úkor celkového odtoku z povodí a pravděpodobně by se zvýšila četnost, velikost a trvání deficitních objemů. Na povodích tohoto typu, kde se vyskytuje nízký úhrn srážek a poměrně vysoký výpar, se jeví smysluplnější dělat přírodě blízká opatření za účelem snižování eroze a zlepšení kvality půdy než za účelem zvyšování celkové retence. V případě postavení nádrže Terezín lze dodávat v suchých obdobích až 100 l/s (MZP je cca 50 l/s), což je v přepočtu 3 153 600 m3 za rok.

Kozin-4
Obr. 4. Hodnoty deficitních objemů – bez (bez) a s (opa) navrženými opatřeními; zeleně zobrazen průměr
Fig. 4. Deficit volumes in the basin before (bez) and after (opa) measures; green dots represent mean

Nádrž v intenzivně obhospodařovaném povodí se ovšem neobejde bez rozsáhlých protierozních opatření a změny agrotechnických postupů v jejím povodí, které redukují odnos půdy a její akumulaci v nádrži, což by mělo za následek zanášení a zmenšení akumulačního prostoru.

Kozin-5
Obr. 5. Délka trvání deficitních událostí – bez opatření (bez) a s navrženými opatřeními (opa); zeleně zobrazen průměr
Fig. 5. Duration of drought event – before measures (bez) and after proposed measures (opa); green dots represent mean

Poděkování

Tento článek vznikl v rámci řešení úkolu Činnosti k podpoře výkonu státní správy v problematice sucho v roce 2016 a projektu Možnosti kompenzace negativních dopadů klimatické změny na zásobování vodou a ekosystémy využitím lokalit vhodných pro akumulaci povrchových vod (TA04020501), který je spolufinancován Technologickou agenturou České republiky.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

V rámci prací na sestavení návrhu koncepce ochrany před následky sucha na území České republiky byla provedena analýza a hodnocení potenciálu přírodě blízkých opatření pro zadržení vody v krajině. Vyhodnoceny byly vybrané typy opatření v ploše povodí (na zemědělské i lesní půdě), malé vodní nádrže a opatření na tocích, včetně jejich potenciálního vlivu na biologickou složku ekologického stavu. Výsledkem jsou doporučení vhodných typů opatření pro zvýšení retence vody v krajině, která zároveň přispějí ke zlepšení ekologického stavu vodních útvarů nebo jej alespoň nezhorší. Účinnost navrhovaných opatření byla ověřována v pilotním povodí Husího potoka, a to modelováním v programu HEC-HMS.

Úvod

Řešení vycházelo z hodnocení typů opatření, které byly definovány v projektu Strategie ochrany před negativními dopady povodní a erozními jevy přírodě blízkými opatřeními v České republice a které jsou publikovány na portálu www.vodavkrajine.cz. Jednalo se o návrhy komplexních a propojených systémů protipovodňových a protierozních opatření v ploše povodí na zemědělské půdě (organizační, agrotechnická a biotechnická), návrhy malých vodních nádrží, opatření na lesní půdě a opatření na vodních tocích a v nivách.

Pro účely posouzení opatření z hlediska zvýšení retence vody v krajině byly do souboru těchto typů opatření přidány k hodnocení i mokřadní biotopy. Vhodnost použití malých vodních nádrží (MVN) byla posuzována samostatně pro každý typ MVN podle [1]. Rovněž revitalizace toků byly hodnoceny podrobně, z pohledu jednotlivých návrhových prvků systému.

Opatření v ploše povodí na zemědělské půdě

Vhodně navržená ochranná opatření v krajině plní vždy řadu funkcí (protierozní, protipovodňovou, ochranu před suchem, ale i ekologickou) zásadně podporujících ochranu krajinných systémů a jejich obnovu v místech předchozího narušení způsobeného převážně za přispění lidské činnosti. Vhodně navržená protipovodňová a protierozní opatření mají i velice pozitivní vliv při ochraně před následky sucha, protože celková ochrana povodí sleduje tyto základní cíle:

  • co nejvíce podpořit vsakování vody do půdy;
  • omezit soustřeďování odtoku do stružek, tzn. podpořit jeho rozptylování;
  • zpomalovat a neškodně odvádět povrchový odtok tak, aby nenabyl unášecí síly schopné odnášet zeminu;
  • prodloužit dobu retence vody v ploše povodí.

Omezení délky svahu, zkrácení dráhy odtoku, snížení rizika vzniku soustředěného povrchového odtoku a snížení jeho rychlosti i objemu spolu úzce souvisí a jedná se o hlavní funkce zejména liniových biotechnických opatření. Zvýšení vsaku vody do půdy a prodloužení doby infiltrace závisí jak na zpomalení povrchového odtoku, tak i na stavu půdy (nakypřená půda vodu lépe vsákne) a krajinném pokryvu. Narušení a degradace půdy hrozí zejména u půdy nechráněné krajinným pokryvem. Řešením proti tomu jsou opatření, jejichž součástí je zatravnění nebo jiná ochrana půdního povrchu. S ohledem na tyto účinky a další, uvedené podrobněji ve zprávě [2], jsou vhodnými krajinnými prvky, podporujícími udržení vody v krajině, právě zasakovací prvky. Ty splňují hlavní aspekty pro zmírnění účinků sucha – podpora infiltrace a prodloužení doby vsaku i zpomalení povrchového odtoku. Jedná se zejména o zasakovací příkopy a průlehy, hrázky doplněné průlehy, přehrážky v údolnicích, zasakovací pásy apod. Tyto prvky je vhodné doplnit o travnatý pás s doprovodnou zelení, čímž se zvýší i jejich ekologická funkce a mohou být začleněny do územního systému ekologické stability (ÚSES).

Plošná opatření na zemědělské půdě (organizační, agrotechnická i na speciálních kulturách) jsou žádoucí opatření ve všech ohledech. Z hlediska řešení problematiky sucha je důležitý zejména jejich vliv na zpomalení povrchového odtoku a zvýšení infiltrace. Pro většinu plošných opatření na orné půdě platí, že zlepšují vodní režim v půdě a omezují důsledky eroze, což snižuje nežádoucí vnos erodovaných částic a na ně vázaných polutantů do vodního prostředí, což je v důsledku pozitivní pro vodní organismy, a tedy i ekologický stav. Změnami ve využití a způsobu obdělávání zemědělských pozemků, ideálně doplněných biotechnickými prvky, lze docílit zmírnění projevů sucha v krajině.

Při návrhu opatření podporujících zadržení vody v krajině je vhodné vycházet z historických map znázorňujících místa původního umístění krajinných prvků před kolektivizací, při které došlo k jejich rozorání (meze, polní cesty, mokřady atd.), a obnovovat je.

Tabulka 1. Vhodnost plošných, lesních, biotechnických opatření a malých vodních nádrží k řešení problematiky sucha
Table 1. Suitability of area measures (on agricultural and forest land), biotechnological measures and small water reservoirs to solution of drought issues
Dzurakova-tabulka1

Malé vodní nádrže

V rámci opatření typu malých vodních nádrží je hlavním pozitivem z pohledu zlepšení retence vody v povodí akumulace vody a její možné využití v období sucha. S ohledem na funkce MVN, z nichž mnohé sice vodu akumulují, ale není možné ji v suchých obdobích využívat (např. z důvodu výskytu rybí obsádky), lze za nejvhodnější označit retenční nádrže suché a s malým stálým nadržením, částečně i zásobní nádrže (zejména závlahové), které vytvářejí disponibilní zásoby vody pro využití v období sucha. Suché nádrže, zejména mimo vodní tok, na drahách soustředěného odtoku (DSO), kde netvoří migrační bariéru pro živočichy, zadržují vodu z přívalových srážek, čímž zpomalují povrchový odtok. Retenční nádrže s malým stálým nadržením mohou v suchém období sloužit jako mokřady, čímž je podpořena retence vody v krajině. V období srážek se voda v retenčním prostoru akumuluje a obdobně jako u suchých nádrží může být později upouštěna. Tyto nádrže by se však neměly stávat útočištěm nepůvodních nebo invazivních druhů (např. ryba střevlička východní), popř. v důsledku eutrofizace i zdrojem zhoršené kvality vodního prostředí v navazujících úsecích toků a zdrojem nadměrné biomasy fytoplanktonu. Návrh zátopy by měl zohlednit i tyto možné negativní dopady. Ideálně by měla být výška vodního sloupce těchto nádrží do 0,6 m. Závlahové nádrže mají hlavní výhodu v akumulaci vody určené primárně pro závlahové systémy, z pohledu retence či zasakování vody jsou bezvýznamné, pro vodní ekosystémy negativní.

Dzurakova-1
Obr. 1. Ukázka zatravněného příkopu
Fig. 1. Example of a grassy ditch
Dzurakova-2
Obr. 2. Pásové střídání plodin v k. ú. Šardice
Fig. 2. Band rotation of crops, Šardice

Malé vodní nádrže jsou velmi diskutovaná opatření. Podle výsledků ze srážko-odtokových modelů lze konstatovat, že dokáží zadržet poměrně velké množství vody v povodí a následné nadlepšování průtoků v suchém období může mít pozitivní vliv na vodní toky pod nimi až několik dní. Vše však závisí na typu a ovladatelnosti spodních výpustí, zvoleném způsobu manipulace a manipulačním řádu. Často bývá v projektech nádrží uváděno, že nádrž bude v suchých obdobích sloužit k nadlepšování průtoků, po realizaci k tomu však nedochází (zejména u rybochovných či rekreačních nádrží, kde naopak v suchých obdobích téměř veškerou vodu zadržují a vypouští se pouze nezbytné stanovené minimum). Tuto problematiku by mohla alespoň částečně vyřešit například vhodná změna legislativy a zejména její důsledné dodržování.

K identifikaci ploch zaniklých vodních prvků v krajině je možné využít certifikovanou mapu Současný stav historických rybníků na území České republiky [3], která je v podobě interaktivní aplikace [4] dostupná v informačním systému HEIS VÚV TGM, v. v. i. Pro rámcové posouzení využití ploch zaniklých vodních prvků v krajině pro účely vodního hospodářství, realizaci vodních a mokřadních prvků (protipovodňová ochrana, opatření proti suchu apod.) lze využít certifikovanou metodiku [5] zabývající se hodnocením ploch zaniklých rybníků z hlediska optimalizace jejich využití.

Dzurakova-3
Obr. 3. Suchá nádrž v k. ú. Nenkovice, zátopa využívána k pastvě koní
Fig. 3. Dry retention basin, a floodplain is used to horse pasture, Nenkovice

Opatření v lesních ekosystémech

Co se týče opatření na lesní půdě nebo obecněji v lesním ekosystému, les jako významný krajinný prvek je značně zranitelný ve vztahu ke klimatické změně, která se projevuje teplotními a srážkovými výkyvy, včetně period sucha. Jde především o velkou setrvačnost zdánlivě se neprojevující žádnou nebo málo přesvědčivou reakcí. O to razantnější může být následný kolaps celého systému, např. v návaznosti na dlouhodobá sucha. Z dlouhodobého pohledu by opatření měla směřovat především k postupné revizi systémů lesnické typologie, tvorbě hospodářských souborů a s nimi souvisejících rámcových směrnic hospodaření alespoň v suchem nejvíce ohrožených lokalitách a lokalitách, které mají vysoký potenciál k zadržování vody (lokality s výrazně aktivními vodními bilancemi).

Prvořadým úkolem operativních opatření je udržet srážkovou vodu v lesních porostech. Od přístupu směřujícímu k rychlému odvedení srážkové vody, např. z lesních odvozních cest, skládek dříví a jiných manipulačních ploch, do recipientů a následně mimo lesní porosty je třeba jednoznačně přejít k přístupu zadržování a postupnému využívání veškeré vody přicházející do lesních povodí. Opatření jsou přitom poměrně jednoduchá, od opatření v porostech, kdy např. po těžbách je vhodnější klest vyrovnávat do hromad orientovaných po vrstevnici, na plochách je vhodné ponechávat v rozumné míře přirozené změny mikroreliéfu (např. vývratové jámy), po vlastní technická opatření např. zaúsťování svodných příkopů a rigolů do drénů, revitalizace vodních toků, výstavba malých vodních nádrží atp. Vliv lesa a hospodaření v lesích na vodní režim krajiny je v podmínkách ČR natolik zásadní, že hospodaření s vodou v lesích by se do budoucna mělo stát plnohodnotnou součástí lesnických činností.

Pro efektivní zadržení vody v lesích je primárním předpokladem udržení lesa a jeho inventáře v optimální kondici (tzn. v odpovídající dřevinné skladbě v odpovídajících podmínkách, se zdravou lesní půdou, zdravým lesním porostem a optimálním lesním inventářem).

Klíčovými nástroji adaptačních opatření jsou změny dřevinného složení, včetně introdukce nových druhů, zvýšení biodiverzity, snížení doby obmýtí zranitelných dřevin a využívání nepasečných hospodářských způsobů. Obecně nejdůležitějším opatřením je zvyšování adaptačního potenciálu lesů druhovou, genovou a věkovou diverzifikací porostů.

Strategickou záležitost představuje vyhodnocení hydrické a protierozní funkce lesa a jeho zakotvení do rámcového plánování. Vyplývá z toho stanovit na úrovni přírodních lesních oblastí hydrický potenciál lesní půdy včetně vlivu lesních porostů. Na to navazují těžebně-dopravní technologie, které zásadním způsobem ovlivňují hydrický režim lesa.

Všechna výše zmíněná opatření v lesích mají také zpravidla pozitivní vliv na ekologický stav vodních toků. Opatření jsou zaměřena zejména na zadržení srážkové vody v lesních porostech a zajišťují infiltrace srážkové vody do hlubších vrstev zvodní, popř. převádí povrchový odtok na odtok podpovrchový. V případě hrazení strží je vhodné přednostně využívat polopropustné hráze. Při průchodu vody zvodní dochází k procesům samočištění a do říčních systémů vtéká „vyčištěná“ podzemní voda s lepšími fyzikálně-chemickými a chemickými parametry, která podporuje rozvoj vodní bioty a nemění habitatovou strukturu vodních biotopů.

Doporučení vhodných typů opatření v ploše povodí (na zemědělské a lesní půdě) a MVN jsou přehledně znázorněna v tabulce 1.

Opatření na vodních tocích a v nivách

Přírodě blízké úpravy vodních toků (revitalizace, renaturace) a jejich niv (realizace tůní, mokřadních ploch apod.) jsou souborem dílčích opatření, které v souvislosti s hydrologickým suchem slouží zejména ke třem účelům. Prvním je akumulace vody v podzemní vodě niv, druhým je vytvoření refugií pro vodní biotu a třetím je podpora samočištění.

Tabulka 2. Vhodnost opatření na tocích a mokřadních biotopů k řešení problematiky sucha
Table 2. Suitability of watercourses measures and wetland habitats to solution of drought issues
Dzurakova-tabulka2

Revitalizace jsou tak opatřeními, která i při realizaci v omezeném prostoru stávajících koryt toků vytváří vodním organismům operativní prostor pro únikovou migraci a refugia pro přežití při výskytu sucha. Přínos pro řešení problematiky sucha z pohledu vodohospodářského a ekologického se zvyšuje s komplexností provedení revitalizačních a renaturačních zásahů. V projektech řešených VÚV TGM bylo zjištěno, že vliv revitalizace na zlepšení ekologického stavu závisí i na jakosti vod. Dopad na zlepšení fyzikálně-chemických parametrů vodního prostředí se zvyšuje s délkou revitalizačních úprav. Např. při řešení projektu ProFor – Výzkum procesů samočištění drobných, silně degradovaných toků v oblasti Weinviertel a jižní Moravy: Vývoj metodiky pro trvale udržitelná opatření ke zlepšení jakosti vod v letech 2009–2011 bylo prokázáno, že pro odstranění určitého množství živin ve vodě je u malého vodního toku v zemědělsky intenzivně využívané krajině jižní Moravy s úpravou členitosti dna a svahů v rámci stávajícího regulovaného koryta potřeba mnohem kratší délka toku, než v případě regulovaného, napřímeného úseku s jednotvárnou kynetou. Podobné úpravy toků, které nezasahují příliš do majetkoprávních poměrů, mohou pomoci zlepšit situaci v míře znečištění navazujících páteřních toků, pomoci k dočištění vypouštěných čištěných odpadních vod na kratším úseku (přínos v obdobích s nízkou vodností toků). Opatření v údolních nivách, která zvýší jejich diverzitu a rozsah, zvýší i jejich potenciál zásaku vod při rozlivech. Obecně realizace všech typů mokřadních biotopů v krajině podporuje zadržení vody, výpar v místě, rozšiřuje plochy ohrožených a cenných biotopů.

Mokřady a břehové zóny podél vodních toků plní tyto hydrologické a ekosystémové služby a funkce [6]:

  • zadržení vody během mokrých období a protipovodňová ochrana,
  • rezervoár vody během suchých období,
  • zadržení sedimentů a přidružených polutantů (jejich uložení),
  • zadržení nutrientů (absorpce, denitrifikace) a polutantů na jejich cestě do říčního systému,
  • zajištění přirozeného prostředí pro rybářství,
  • zachování biologické diverzity.

Mokřady patří mezi nejúčinnější prvky pro obnovu krátkého vodního cyklu v krajině. Živiny a látky unášené vodou se zde využívají a usazují, neodcházejí z povodí, recyklují se. Mají vyrovnávací funkci pro průtok vody a filtrační funkci pro sedimenty a rozpuštěné nutrienty a polutanty. Pomáhají zmírňovat dopady povodní, zlepšují kvalitu vody ve vodních tocích, zmírňují dopady sucha a redukují proces eroze. Historické porozumění vzniku mokřadů a jejich dynamice je základním předpokladem pro efektivní opatření pro jejich management, ochranu a obnovu. V současnosti končí životnost některých drenáží na zemědělské půdě a taková území se navrací do zamokřeného stavu. Informace o lokalizaci těchto ploch mohou být součástí podkladů pro rozhodování o zachování spontánně vznikajících mokřadů nebo pro realizaci nových.

Dzurakova-4
Obr. 4. Koryto potoka Borová před revitalizací (vlevo), revitalizované koryto v roce 2006 (vpravo)
Fig. 4. Borová stream before revitalization (on the left), revitalized riverbed in 2006 (on the right)

Klíčovými mokřadními prvky v krajině jsou prameniště a na ně navazující plochy a údolnice. Tyto mokřady by měly být chráněny, vyjmuty z obhospodařování pozemků a zahrnuty do realizací komplexních opatření (protierozních, protipovodňových, revitalizačních atd.). Mokřadní biotopy jsou součástí niv vodních toků a při plánování revitalizačních opatření by měly být jejich součástí. Při návrhu konkrétních mokřadních prvků je třeba vždy zvážit jejich následný vývoj, možnost zanášení, zarůstání a případně plánovat cílový stav prvků. Doporučení vhodných typů opatření na vodních tocích a v nivách jsou přehledně znázorněna v tabulce 2.

Hodnocení účinnosti a vhodnosti navrhovaných typů opatření

V pilotním povodí Husího potoka bylo provedeno zpracování komplexního návrhu opatření s cílem zvýšení retence vody v povodí. Základem byla volba vhodných morfologických profilů pro následnou realizaci retenčních malých vodních nádrží doplněná návrhem ochranných, organizačních a biotechnických opatření v ploše povodí. Návrhy následně prošly vyhodnocením jejich vlivu na odtok z povodí a retenci vody v krajině za pomocí hydrologického modelování srážko-odtokovým modelem v programu HEC-HMS [7].

Z výsledků (tabulka 3) vyplývá, že i aplikací organizačních a agrotechnických opatření na orné půdě, tedy tzv. nižších opatření, které lze aplikovat bez povolení vodoprávními úřady či složitějších dokumentací, lze zvýšit retenci vody v krajině o několik procent (téměř 9 % v modelovaném případě). S tzv. vyššími opatřeními (TTP, biotechnická opatření, vodní nádrže) zvýšení retence vody v povodí prudce stoupá (až 42 % v modelovaném případě).

Tabulka 3. Vliv navržených opatření na zadržení vody v povodí
Table 3. Effect of proposed measures on water retention in the catchment area
Dzurakova-tabulka3

Doporučení jednotlivých typů opatření v ploše povodí (na zemědělské i lesní půdě), typů malých vodních nádrží i opatření na tocích vedoucích ke zvýšení retence vody v krajině jsou shrnuta v tabulkách 12, včetně vhodnosti jejich použití z hlediska vodohospodářského vlivu na biologické složky určující ekologický stav vodních útvarů a vlivu na fyzikální, fyzikálně-chemické a chemické parametry podporující biologické složky ekologického stavu. V přílohách P1–P7 zprávy [2] jsou podrobněji uvedeny výhody a nevýhody (klady a zápory) jednotlivých typů opatření.

Pro exaktnější hodnocení vlivu opatření na ekologický stav vodních útvarů je doporučeno zavést dlouhodobou účelovou podporu monitoringu kvality vod a bioty před a po realizaci přírodě blízkých opatření v ploše povodí a na tocích. Průzkumy by měly být komplexní a opakované v určitém časovém kroku. Za účelem snižování nejistot v hydrologickém modelování (zejména nejistoty vstupních dat) je vhodné doplňovat měřící systémy (srážkoměry, hladinoměry) i do malých povodí.

Dzurakova-5
Obr. 5. Revitalizované koryto potoka Borová v roce 2016
Fig. 5. Revitalized riverbed of Borová stream in 2016

Závěr

Přírodě blízká opatření v ploše povodí i na vodních tocích jsou opatření, která spolu úzce souvisí. Je nutné si uvědomit, že tato opatření přispívají nejen ke snížení povodňového nebezpečí a snížení ztráty půdy smyvem, ale podporují i zasakování a akumulaci vody v krajině a zpomalují povrchový odtok. To jsou hlavní aspekty pro zvládání problematiky sucha – podpora infiltrace a prodloužení doby vsaku i zpomalení povrchového odtoku.

Využití jednotlivých typů opatření by mělo být hierarchicky uspořádáno s ohledem na aktuální stav posuzovaného území. Přednost je nutno dávat měkkým typům opatření s reverzibilním charakterem (opatření na zemědělské a lesní půdě, budování mokřadů, tj. zelená opatření). Budování nádrží, jejich obnova nebo případně převody vody mezi povodími (technická opatření) by měly být brány v potaz jako poslední článek komplexního systému řešení. U technických opatření je potřebné upřednostnit optimalizované využití stávajících kapacit před budováním nových staveb.

Optimálním řešením pro krajinu jako celek je komplexní přístup k řešení problematiky sucha, tzn. navrhovat kombinaci vhodně se doplňujících všech typů opatření.

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci úkolů řešených pro Ministerstvo životního prostředí České republiky.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Od roku 2014 probíhají aktivity směřující k nastavení koncepčního politického rámce pro zajištění ochrany území ČR před následky sucha a nedostatku vody. Příspěvek ve své úvodní části shrnuje rozhodující fáze procesu přípravy Koncepce na ochranu před následky sucha pro území ČR v rámci meziresortní pracovní skupiny VODA-SUCHO a dále uvádí nejdůležitější teze koncepce. V návaznosti na popis rozhodujících pozorovaných změn hydroklimatických poměrů v ČR jsou představeny vize a strategické cíle dokumentu. Pro jejich dosažení byla navržena opatření, která jsou rozdělena do pěti tematických pilířů koncepce. Nad rámec těchto pěti pilířů budou zapotřebí opatření legislativního a ekonomického charakteru, která jsou předpokladem pro úspěšnou implementaci navrhovaných opatření. Proces zvyšování ochrany území ČR před následky sucha a nedostatku vody musí probíhat na několika úrovních najednou. Je třeba přistoupit k přijímání preventivních opatření, která by měla vést ke zvyšování retence vody v krajině v co největším plošném rozsahu, dále je třeba zajistit operativní řešení období sucha a nedostatku vody a v neposlední řadě je třeba připravit realizaci strategických opatření, která mají potenciál významně snížit zranitelnost území vůči nedostatku vody. Zvláštní pozornost je třeba věnovat osvětě a vzdělávání obyvatelstva v tématu zodpovědného hospodaření s vodou.

Countryside landscape scenic view of a fresh water stream on a n

Úvod

Sucho a povodně představují hydrologické extrémy, které mají potenciál ohrozit život a zdraví lidí, způsobit značné hmotné škody a poškodit stávající ekosystémy. Po katastrofálních povodních v roce 1997 začala být problematika ochrany před povodněmi v ČR systematicky řešena. V roce 2000 vznikla Strategie ochrany před povodněmi pro území České republiky. Na ni navázala novelizace zákona č. 254/2001 Sb., o vodách (dále jen vodní zákon), v rámci které vznikla nová hlava věnovaná ochraně před povodněmi. Byla zahájena tvorba plánů pro zvládání povodňových rizik a následně proběhla realizace mnoha opatření. Jako evidentní se proto jeví potřeba analogicky ošetřit i extrém opačný – sucho. Činnosti vedoucí k nastavení koncepčního politického rámce pro zajištění ochrany území ČR před následky sucha byly zahájeny v souvislosti s výrazným suchem, které započalo v roce 2014 a které ještě v současnosti na značné části území ČR přetrvává. Prvním koncepčním dokumentem, který se problematice sucha blíže věnuje, je Strategie přizpůsobení se změně klimatu v podmínkách ČR a navazující Národní akční plán pro adaptaci na klimatickou změnu. Samostatně se tématu zvládání sucha a nedostatku vody věnuje Koncepce na ochranu před následky sucha pro území ČR, jejíž příprava a hlavní teze jsou popsány dále. Kromě zlepšení procesu zvládání rizika sucha je potřeba rovněž připravit i potřebné mechanismy a nástroje ochrany společnosti pro řízení případné krizové situace. Schéma na obr. 1 znázorňuje stávající nebo připravované koncepční a plánovací dokumenty relevantní pro dané fáze sucha.

Hrdinka-1
Obr. 1. Stávající nebo připravované koncepční a implementační dokumenty relevantní v jednotlivých fázích sucha
Fig.1. Structure of existing or prepared policy documents relevant to different stages of drought

Přípravný proces – činnost meziresortní komise VODA-SUCHO

Proces přípravy Koncepce na ochranu před následky sucha pro území České republiky (dále koncepce) spustil souběh událostí v roce 2014. Prvotní a zásadní příčinou byla nepříznivá hydrologická situace na počátku roku 2014, kdy byly zaznamenány jedny z historicky nejnižších průtoků v profilu Labe-Děčín (obr. 2). K zahájení společného koncepčního řešení sucha dále přispěla zesílená spolupráce a shoda z hlediska věcných cílů obou zásadních resortů na poli vodní a vodohospodářské politiky, tedy resortů Ministerstva životního prostředí (dále MŽP) a Ministerstva zemědělství (dále MZe).

Hrdinka-2
Obr. 2. Porovnání průměrných měsíčních průtoků v Labi ve stanici Děčín během vybraných epizod sucha od roku 1900
Fig. 2. Mean monthly discharge of the Elbe River in Děčín during the significant periods of drought after 1900

Dne 9. dubna 2014 se ve Výzkumném ústavu vodohospodářském T. G. Masaryka, v. v. i. (dále VÚV TGM), uskutečnilo první jednání pracovní skupiny SUCHO, zřízené na žádost ministra životního prostředí Mgr. Richarda Brabce. V červenci téhož roku došlo k zásadnímu navázání spolupráce s pracovní skupinou VODA, zřízenou v roce 2013 ministrem zemědělství Ing. Marianem Jurečkou. Tato skupina se v první řadě zabývala otázkami opatření ve spojitosti s povodněmi (jako reakce na povodně v roce 2013) a související vodní erozí, a to především na zemědělské půdě. Vzhledem k aktuálnímu průběhu tehdejší hydrologické situace však pracovní skupina VODA přislíbila pomoc i při řešení otázek sucha, a to hlavně z pohledu půdního sucha a vytvoření dostatečných zásob závlahové vody v podmínkách měnícího se klimatu České republiky. Dne 9. října 2014 se uskutečnilo první společné jednání výkonného výboru meziresortní komise VODA-SUCHO (dále komise), zřízené podle jednacího řádu komise „pro zpracování koncepce řešení problematiky sucha a nedostatku vody včetně přípravy preventivních a podpůrných opatření napříč resorty“.

Komise je tvořena výkonným výborem, složeným ze zástupců gesčně odpovědných resortů, jejich zřízených organizací a dalších relevantních subjektů a rozsáhlejším poradním orgánem tvořeným zástupci vědeckých institucí, vysokých škol, vodohospodářských společností a zemědělských podniků.

Hrdinka-3
Obr. 3. Pravděpodobnost překročení průtoků ve vodoměrných stanicích ze dne 12. 8. 2015 jako ukazatel hydrologického sucha; na mnoha stanicích byla zaznamenána historická minima (zdroj: www.hydro.chmi.cz)
Fig. 3. The exceeding probability of river discharges on 12th August 2015 used as the indicator of drought severity; several gauging stations reported historical minimum records (source: www.hydro.chmi.cz)

Výkonný výbor se za dobu působení komise pravidelně scházel k věcně-politickým jednáním, na kterých usměrňoval prvotní vize koncepce, zajistil přípravu podkladových materiálů pro potřeby vytvoření koncepce a posléze řešil základní otázky struktury a směřování (strategických cílů) koncepce. V průběhu let 2015 (tj. v období, kdy hydrologické sucho v ČR vrcholilo, obr. 3 obr. 4) a 2016 byly do komise přizváni zástupci dalších relevantních resortů, konkrétně resorty Ministerstva vnitra, Ministerstva financí, Ministerstva průmyslu a obchodu, Ministerstva pro místní rozvoj a Ministerstva dopravy. V roce 2017 byl přizván zástupce Ministerstva zdravotnictví.

V roce 2014 byl nejprve na půdorysu komise rozpracován návrh základních typů opatření (monitorovací a informativní, legislativní, organizační a provozní, ekonomická, technická, environmentální a jiná) pro předcházení a řešení negativních dopadů sucha. Tento dokument byl 29. července 2015 schválen vládou ČR přijetím usnesení č. 620/2015 (dále usnesení), zavazujícím gesčně odpovědné resorty k naplňování přibližně 50 úkolů (především k zpracování studií, sběru a třídění dat o území postihovaných suchem) jako věcný podklad pro tvorbu koncepce, a to do konce roku 2016. Na řešení zadaných úkolů se v rámci resortu MŽP odborně podílel zejména VÚV TGM prostřednictvím řešení úkolu Naplňování činností k podpoře výkonu státní správy v problematice sucho v roce 2016.

Hrdinka-4
Obr. 4. Pokles hladiny vody v zásobním prostoru vodní nádrže Orlík v srpnu 2015 (zdroj: MAFRA/Profimedia)
Fig. 4. Water level decline in the Orlík water reservoir in August 2015 (source: MAFRA/Profimedia)

V srpnu 2016 byl představen 1. návrh osnovy koncepce, který byl za účasti všech členů komise dále rozpracován tak, aby postihl všechny aspekty sucha, kterým může Český republika v blízké až středně vzdálené budoucnosti čelit. Dne 23. března 2017 se ve VÚV TGM uskutečnil odborný pracovní seminář za účasti členů poradního orgánu a výkonného výboru komise k naplnění jednotlivých bodů osnovy koncepce podklady připravenými na základě plnění usnesení. Výsledkem jednání byl mimo jiné požadavek na úpravu osnovy a struktury koncepce v souladu s metodikou Ministerstva pro místní rozvoj. Nový formát koncepce byl představen v dubnu 2017 (viz dále), zpracování náplně koncepce bylo dokončeno na konci května 2017. Počátkem června 2017 byl dokument odeslán do meziresortního připomínkového řízení. V souladu s usnesením byla koncepce předána k projednání vládou ČR do konce června 2017. V případě rozhodnutí o nutnosti strategického posouzení vlivu koncepce na životní prostředí (proces SEA) by mohl být termín přijetí koncepce adekvátně posunut. Stálou aktuálnost potřeby vzniku koncepce více než 3 roky po zahájení její přípravy dokládají přetrvávající problémy se suchem (obr. 56), aktuální data u vybraných toků v oblasti jižní a střední Moravy dokonce ukazují na intenzivnější hydrologické sucho v roce 2017, než v suchém roce 2015.

Hrdinka-5
Obr. 5. Intenzita zemědělského sucha na území ČR ukazující přetrvávající problémy se suchem v létě 2017 (zdroj: CzechGlobe, www.intersucho.cz)
Fig. 5. Intensity of agricultural drought showing the ongoing drought situation in summer 2017 (source: CzechGlobe, www.intersucho.cz)

Shrnutí analytické části koncepce

Úvodní část dokumentu je věnována stručnému rozboru problematiky sucha a nedostatku vody v ČR. Pro její zpracování byly využity výsledky z úkolů uložených v rámci usnesení vlády č. 620/2015 a rovněž výsledky výzkumných úkolů a projektů řešených ve VÚV TGM, v. v. i., VÚMOP, v. v. i., aj. Rozhodující zjištěnou změnou klimatu je zvýšení teploty vzduchu v posledních třiceti letech přibližně o 1 °C oproti průměru z let 1961–1985 [1]. S rostoucí teplotou vzduchu souvisí zvyšování potenciálního i skutečného výparu z povodí, přičemž nárůst skutečného výparu je vždy limitován množstvím dostupné vláhy. Skutečný výpar roste především v zimě, kdy je vzhledem k vyšší teplotě vzduchu a rostoucím srážkám k dispozici dostatek vody. Obecně platí, že suché a teplé oblasti se stávají suššími a teplejšími a chladné a vlhké oblasti se stávají vlhčími a teplejšími. Dochází tak k postupnému zvětšování oblastí s pasivní vodní bilancí, kde rostoucí potenciální výpar přesahuje hodnotu ročních srážek a narůstá tak zranitelnost území ČR vůči suchu [2].

Hrdinka-6
Obr. 6. Hydrologické sucho na jižní Moravě (profil Jevišovka-Plaveč, plocha povodí 290 km2, 5. června 2017, průtok 5,4 l.s-1)
Fig. 6. Hydrological drought in southern Moravia (gauging profile Jevišovka-Plaveč, watershed area 290 km2, 5th July 2017, discharge 5.4 l.s-1)

Z výsledků porovnání dostupnosti půdní vláhy mezi obdobími 1961–1990 a 1991–2014 vyplývá, že na většině území v polohách pod 600 m n. m. došlo ke zvýšení počtu dní s nedostatkem půdní vláhy v průměru o 10–15 dní v období od dubna do června [3]. Podle hydrologických a pedologických analýz poklesla retenční kapacita půd přibližně o 40 %, oproti stavu půdy před rokem 1950, tedy době, kdy ještě půda nebyla systematicky odvodňována, zcelována do velkých půdních bloků a obdělávána s uplatněním těžké zemědělské mechanizace. Odhadovaný rozdíl mezi stávajícím stavem a potenciální retenční kapacitou půdy činí přibližně 3 mld. m3 [4]. Způsob hospodaření na zemědělské a lesní půdě zpětně ovlivňuje klimatické procesy. Odvodněná území ponechaná dlouhou část roku bez transpirující vegetace se během teplých slunečních dní významně rychleji prohřívají (obr. 7), a tím urychlují ztrátu nejen půdní vláhy, ale i ztrátu vodní páry z přípovrchové vrstvy atmosféry [5]. Podobným způsobem působí i nárůst ploch zastavěných území.

Hrdinka-7
Obr. 7. Porovnání teploty povrchu zemědělské krajiny s různým množstvím vody v půdě a různým vegetačním krytem; vysoký rozdíl v povrchové teplotě je evidentní i mezi zamokřenou neposekanou loukou a loukou čerstvě posekanou [5]
Fig. 7. Surface temperature of different land cover in agricultural landscape; high difference in observed values between cut and wet mature grasslands is reflected [5]

Z hlediska zranitelnosti vůči hydrologickému suchu je pozorován nepříznivý trend poklesu odtoku v letním období, který je v ročním průměru kompenzován nárůstem odtoku v zimním období [6]. Od roku 2015 přetrvává sucho v podzemních vodách, které bylo hodnoceno jako srovnatelné s událostmi z počátku 90. let, a jedná se o dvě nejzávažnější epizody sucha v podzemních vodách od roku 1961. Výsledky modelování dopadů změny klimatu na vláhovou bilanci půdy a hydrologickou bilanci bohužel nasvědčují tomu, že pozorované trendy budou zřejmě dále zesilovat.
Součástí úvodní části koncepce je rovněž posouzení zranitelnosti území z hlediska nedostatku povrchové a podzemní vody. Nedostatek vody nastává v případě, kdy požadavky na odběry vody nejsou zabezpečovány z dostupných zdrojů s dostatečnou spolehlivostí. Do oblastí rizikových z hlediska nedostatku povrchových vod spadají 3 % plochy území ČR, do oblastí potenciálně rizikových 18 % plochy území. Z celkem 89 významných vodních nádrží bylo v souvislosti s plněním jejich zásobní funkce hodnoceno jako potenciálně rizikových 19 nádrží. Do kategorie potenciálně rizikových hydrogeologických rajónů bylo zařazeno 18 % plochy území ČR [7]. Sucho a nedostatek vody vytváří další tlak na jakost povrchových a podzemních vod a rovněž na stav vodních a na vodu vázaných ekosystémů. Se suchem souvisí zvýšené riziko požárů a tento jev je třeba koncepčně řešit zabezpečením dostatečných vodních zdrojů pro hašení.

Strategická část koncepce

Z jednání komise VODA-SUCHO vyplynulo, že sucho a nedostatek vody je komplexní problém, který je třeba řešit v meziresortní spolupráci s uvážením přesahu tématu do oblasti ochrany a péče o půdu, jakost vody a vodní ekosystémy a socioekonomické vazby. Koncepcí byly definovány tři strategické cíle (viz box). Prvním cílem je zajištění dostatečné informovanosti o riziku sucha a připravenosti na tyto události pomocí tzv. Plánů pro zvládání sucha a všeobecné osvěty. Plány pro zvládání sucha budou zajišťovat operativní řešení vznikající nepříznivé situace, podobně jako Povodňové plány řeší opačný extrém. Dále je třeba dosáhnout udržení rovnováhy mezi dostupnými vodními zdroji a potřebou vody napříč sektory i v měnících se klimatických a socioekonomických podmínkách a zmírňovat dopady sucha na akvatické i terestrické ekosystémy prostřednictvím obnovy přirozeného vodního režimu krajiny.

Naplnění strategických cílů bude vyžadovat implementaci řady opatření, která vyplývají z výsledků úkolů realizovaných na základě usnesení vlády č. 620/2015 a z konzultačního procesu realizovaného v letech 2014–2017 v rámci meziresortní komise VODA-SUCHO. Tato opatření byla rozdělena do pěti tematických pilířů, které je třeba začít naplňovat souběžně a využít tak vzájemně synergického působení těchto opatření na celkové snížení následků sucha a nedostatku vody (obr. 8).

 

Vize Koncepce ochrany před následky sucha na území ČR

Česká republika je odolná vůči nebezpečným projevům sucha a nedostatku vody i v měnících se klimatických a socioekonomických podmínkách. Odolnost je založena na porozumění riziku sucha, na připravenosti a schopnosti včas reagovat na výskyt sucha a na realizaci preventivních a strategických opatření za účelem minimalizace dopadů sucha a nedostatku vody na společnost, hospodářství a přírodní ekosystémy. Občané ČR vnímají zodpovědnost za množství a jakost dostupných vodních zdrojů, za ovlivňování vodního režimu krajiny a individuálně přispívají ke snižování zranitelnosti vůči suchu a nedostatku vody.

Strategické cíle

1. Zvýšit informovanost o riziku sucha prostřednictvím monitoringu a predikce výskytu sucha, zajistit připravenost na události sucha pomocí plánů pro zvládání sucha a všeobecné osvěty.

2. Zabezpečit udržení rovnováhy mezi vodními zdroji a potřebou vody napříč sektory i v měnících se klimatických a socioekonomických podmínkách.

3. Zmírňovat dopady sucha na akvatické i terestrické ekosystémy prostřednictvím obnovy přirozeného vodního režimu krajiny.

Tematické pilíře koncepce

  1. Vytvoření informační platformy o suchu a nedostatku vody

Prvním krokem při zvládání rizika sucha a nedostatku vody je vytvoření společné informační platformy pro monitoring sucha a stavu vodních zdrojů. Opatření navržená v rámci tematického pilíře směřují k naplnění prvního strategického cíle a zajišťují srozumitelné informace o aktuálním stavu sucha a vodních zdrojů včetně očekávaného vývoje, aby bylo možné včas zahájit přijímání potřebných operativních opatření v souvislosti s probíhající nepříznivou hydrologickou situací. První pilíř zahrnuje opatření na doplnění a úpravu monitorovacích sítí Českého hydrometeorologického ústavu, vytvoření propojeného předpovědního a varovného informačního systému na sucho, opatření na operativní optimalizaci odběrů vody v období sucha a další.

  1. Posilování odolnosti a rozvoj vodních zdrojů

Druhý tematický pilíř je zaměřen na posilování odolnosti a rozvoje vodních zdrojů. Představuje reakci na pozorované nepříznivé trendy v množství a jakosti dostupných vodních zdrojů a rovněž na nepříznivé dopady změny klimatu. Do této skupiny opatření primárně spadají opatření na ochranu množství a jakosti dostupných vodních zdrojů, opatření na stávající vodárenské infrastruktuře a strategické aktivity zaměřené na přípravu a realizaci nových vodních zdrojů pomocí nových víceúčelových nádrží, umělé infiltrace povrchových vod do vod podzemních a další. Do tohoto pilíře byla zařazena rovněž opatření na rozvoj zemědělské závlahy a opatření na zlepšení požární ochrany.

  1. Zemědělství jako nástroj ochrany množství a jakosti vody a ochrany půdy

Třetí tematický pilíř směřuje k udržení rovnováhy mezi dostupnými vodními zdroji a požadavky na vodu v zemědělství a lesnictví. Opatření navržená v rámci tohoto pilíře představují reakci na zhoršující se vláhovou bilanci, klesající retenční a infiltrační schopnosti zemědělské půdy, nepříznivé dopady vodní eroze, znečištění vody látkami na výživu a ochranu rostlin a zhoršení stavu lesních porostů v souvislosti s probíhající klimatickou změnou. Cílem opatření navržených v rámci tohoto tematického pilíře je snížení následků sucha v zemědělství. Navržená opatření zahrnují optimalizaci monitoringu stavu zemědělské půdy, opatření na zvyšování množství organické hmoty v půdě, opatření na zvýšení protierozní ochrany půdy, opatření na zlepšení ochrany jakosti vody před znečištěním z prostředků na ochranu a výživu rostlin a další.

  1. Obnova přirozeného vodního režimu krajiny

Čtvrtý tematický pilíř zahrnuje veškeré aktivity k nápravě nepříznivých důsledků systematického odvodnění krajiny a zásahů člověka do sítě vodních toků. Cílem opatření přijatých v souladu s touto prioritou je zvýšení retence vody v krajině a zvyšování odolnosti vodních ekosystémů vůči hydrologickým extrémům. Patří sem především opatření na obnovu přirozených funkcí vodních toků a niv, obnova mokřadů v krajině a opatření na lesní půdě.

  1. Podpora principů zodpovědného hospodaření s vodou napříč sektory

Pátý tematický pilíř je zaměřen na úsporné využívání vody, možnosti její recyklace a snižování míry znečištění vody, která se navrací do přirozeného prostředí. V této oblasti je k dispozici řada nových technologií, které zatím nejsou v praxi uplatňovány a mohou výrazně přispět ke snižování následků sucha a nedostatku vody na společnost, hospodářství a na životní prostředí.

Hrdinka-8
Obr. 8. Tematické pilíře koncepce na ochranu před následky sucha a nedostatku vody – pět úrovní, na kterých je třeba zahájit nebo zintenzivnit činnosti spojené s přijímáním nezbytných opatření
Fig. 8. Five spheres of interest in the Policy of Protection from Impacts of Drought and Water Scarcity where the measures have to be implemented

Implementace opatření koncepce

Pro úspěšnou implementaci navrhovaných opatření je naprosto klíčová účinná spolupráce resortů Ministerstva zemědělství a Ministerstva životního prostředí od úrovně nejvyšších orgánů státní správy až po nejnižší úroveň místně příslušných institucí veřejné správy, správy povodí a ochrany přírody a krajiny. K zajištění realizace navrhovaných opatření bude třeba přikročit k úpravám stávající legislativy a bude třeba navrhnout způsoby udržitelného financování veškerých aktivit spojených s realizací opatření. Pro posílení procesu implementace opatření v praxi bude třeba nastavit podmínky a podpory u jednotlivých opatření tak, aby byly dostatečně ekonomicky motivační. Klíčovým procesem při zavádění opatření do praxe je osvěta a vzdělávání veřejnosti. Změny ve stávající legislativě by měly směřovat k vypracování nové hlavy vodního zákona zaměřené na prevenci a operativní zvládání sucha a nedostatku vody. Dále bude třeba přistoupit k revizi způsobu financování státních podniků Povodí a správy povodí a k vyrovnání plateb za odebrané množství podzemních a povrchových vod. Předmětem novelizace vodního zákona a souvisejících předpisů by měla být rovněž problematika ochranných pásem vodních zdrojů, hospodaření se srážkovou vodou a odpadní vodou. Koncepce též obsahuje potřebu dokončení tzv. protierozní vyhlášky a nařízení vlády o způsobu a kritériích stanovení minimálního zůstatkového průtoku ve vodních tocích.

Závěr

Ze stávajícího vývoje meteorologické a hydrologické situace vyplývá, že období let 2014 až 2017 se zapisuje do statistik jako jedno z nejvýznamnějších období sucha. Rovněž se jeví jako pravděpodobné, že se nejedná pouze o náhodný výkyv počasí, ale že s podobným charakterem klimatu se musíme naučit žít. Aktuální nepříznivou hydrologickou situaci je třeba vnímat i jako mimořádnou příležitost nastartovat procesy nutné pro zajištění odolnosti České republiky vůči následkům sucha a nedostatku vody.

Tyto procesy musí probíhat na několika úrovních najednou a je třeba do nich zapojit co nejširší spektrum zainteresovaných skupin. Je třeba urychlit a zefektivnit realizaci těch opatření, která působí především preventivně a lze je přijmout v co nejkratším časovém horizontu a v co největším plošném měřítku. Jedná se především o opatření na zemědělské půdě, opatření na zadržování vody v krajině a opatření na snižování spotřeby vody. Dále je třeba se zaměřit na klíčová opatření, která povedou k nastavení procesů pro operativní řešení sucha a nedostatku vody. To je oblast, která zahrnuje přípravu nové hlavy vodního zákona a přípravu plánů pro zvládání sucha. Současně s těmito procesy musí probíhat příprava složitějších strategických opatření, která mají potenciál razantně snížit zranitelnost území vůči nedostatku vody – do této skupiny patří opatření na stávající vodárenské a vodohospodářské infrastruktuře včetně zajištění nových nebo alternativních zdrojů vody. Zvláštní pozornost je třeba věnovat systematickému vzdělávání obyvatelstva a osvětě. Do budoucna je třeba věnovat pozornost bilanci vody v jednotlivých částech hydrologického cyklu včetně vodní páry v atmosféře. Ukazuje se, že pro efektivní adaptaci na nové klimatické poměry bude klíčové najít účinná opatření směřující ke stabilizaci cyklů energie a vody.

Poděkování

Na tomto místě je třeba poděkovat všem členům meziresortní komise VODA-SUCHO a další odborníkům z výzkumných organizací a komerční sféry, kteří svými příspěvky do diskuse, konzultacemi a řadou podkladových materiálů přispěli k vypracování společného koncepčního dokumentu a k vytvoření společného konsensu v oblasti ochrany před následky sucha. Vypracování společného koncepčního dokumentu a k vytvoření společného konsensu v oblasti ochrany před následky sucha. Vypracování koncepce bylo finančně podpořeno Ministerstvem životního prostředí ČR.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

V rámci řešení dílčího úkolu Zhodnocení dopadů sucha v útvarech povrchových vod na vodní a vodu vázané organismy projektu zahrnující činnosti k podpoře výkonu státní správy v problematice sucho v roce 2016 byla zpracována zejména rešeršní analýza potenciálního vlivu sucha na jednotlivé složky a ukazatele hodnocení stavu vodních útvarů jako prostředku pro hodnocení kvality vodních ekosystémů ve smyslu směrnice 2000/60/ES [1], rešerše možných opatření pro eliminaci negativních vlivů sucha na vodní ekosystémy, návrh stupňů ohrožení suchem pro jednotlivá území Natura 2000 s vazbou na vodu, analýza druhových vlastností pro vybrané skupiny vodních organismů ve vztahu k rizikům spojeným s výskytem sucha a shrnutí možných dopadů vodních nádrží na zajištění ochrany vodních a na vodu vázaných ekosystémů.

Úvod

Suchem mohou být ovlivněny všechny typy vod a s nimi i druhy na vodu vázaných organismů včetně některých terestrických druhů rostlin a živočichů (např. obojživelníci, ptáci, savci), které jsou s vodou úzce spjaty – ať už habitatově, reprodukčně, či potravně [2].

Při vysychání toků či biotopů stojatých vod dochází ke snižování výšky vodního sloupce v recipientu a může docházet až k úplné ztrátě povrchové vody. To může mít na vodní ekosystém přímé i nepřímé vlivy [3]. Přímé vlivy spočívají ve ztrátě vody, ztrátě habitatů pro vodní organismy a v přerušení povrchového propojení se sousedními vodními biotopy. Nepřímé vlivy představuje zhoršení kvality vody, změna potravních zdrojů a změna intenzity a struktury mezidruhových interakcí.

Durcak-1
Obr. 1. Reofilní druhy ryb nejsou schopny dlouhodobě přežívat nepříznivé podmínky v izolovaných tůních; potok Kameničná (fotografie: M. Straka, 13. 8. 2015)
Fig. 1. The fish reofilic species are unable to survive the long-term adverse conditions in isolated pools; Kameničná stream (photo: M. Straka, 13. 8. 2015)

Při vysychání dochází ke změnám podmínek ve vodním prostředí, které mohou postupně vést až ke stavu, kdy se pro vodní organismy stává neobyvatelným. Na účinky sucha reagují dvěma nezávislými způsoby – resistencí a resiliencí. Resistencí je myšlena schopnost odolávat nepříznivým podmínkám např. ve formě semen, spor, odolných vajíček apod. Resiliencí pak schopnost vrátit se na daný biotop po zlepšení nevyhovujících podmínek. Většina vodních organismů jako reakci na sucho využívá kombinaci obou těchto schopností [4]. Při přetrvávajícím suchu dochází k oslabování významu resistence a resilience se stává stále více důležitou.

Výsledky řešení

Hlavní výstupy řešení dílčího úkolu:

  • Hodnocení stavu vodních útvarů podle vybraných biologických složek – pro analýzu vlivu sucha v roce 2015 na ekologický stav vodních útvarů na území celé České republiky byl použit datový soubor 3 889 vzorků fytobentosu (rok odběru 2007–2015), 426 výsledků sledování makrofyt (2007–2015) a 4 844 vzorků makrozoobentosu (2007–2016).
  •  

  • Návrh stupňů ohrožení suchem pro jednotlivá území Natura 2000s vazbou na vodu – byl proveden návrh stupňů relativního ohrožení hydrologickým suchem pro jednotlivá území Natura 2000 s vazbou na vodu se zohledněním životních nároků pro jednotlivé druhy živočichů, k jejichž ochraně byly vymezeny, typů lokalit, kde se tito živočichové v rámci chráněného území vyskytují, a zohledněním regionalizace rizika vysychání drobných vodních toků na území České republiky.
  •  

  • Analýza rizik spojených s výskytem sucha pro vybrané skupiny vodních organismů – analýza byla zaměřena na druhové vlastnosti taxonů makrozoobentosu a makrofyt se zvláštním zřetelem na druhy uvedené v červeném seznamu [5, 6] a druhy zvláště chráněné podle vyhlášky č. 395/1992 Sb. a představuje ukázku možného přístupu k hodnocení citlivosti druhů vůči vysychání. Dále byla zpracována analýza druhových vlastností zvláště chráněných druhů mihulí a ryb.
  •  

  • Vliv sucha na jednotlivé složky a ukazatele hodnocení stavu vodních útvarů jako prostředku pro hodnocení kvality vodních ekosystémů ve smyslu směrnice 2000/60/ES – rešerše byla orientována na popis potenciálních vlivů sucha na jednotlivé biologické složky podle směrnice 2000/60/ES, popis vlivu sucha na změny habitatové diverzity v tekoucích vodách, popis vlivu změn vybraných parametrů (teplota vody, nasycení kyslíkem, pH a konduktivity, průtok) na vodní organismy a popis potenciálních vlivů hydrologického sucha na chemické a fyzikálně-chemické složky podporující biologické složky.
  •  

  • Možné dopady vodních nádrží na zajištění ochrany ekosystémů tekoucích vod – rešerše byla zaměřena na vlivy vodních nádrží na jakost vody v tocích, hydromorfologické charakteristiky vodních toků a na biologická společenstva v tocích včetně shrnutí hlavních možných dopadů na makrozoobentos, ryby a akvatickou flóru.
  •  

  • Seznam vybraných přírodě blízkých opatření pro zadržení vody v krajině a jejich vliv na ekologický stav – byl zpracován přehled vybraných typů opatření pro eliminaci negativních vlivů sucha na vodní ekosystémy včetně expertního posouzení jejich vlivu na ekologický stav.

 

Shrnutí závěrů a doporučení

Vlivem vysychání dochází k postupným změnám fyzikálně-chemických a chemických parametrů vody, které se následně mohou projevit i na oživení vod. Vlivem zmenšujícího se celkového objemu vody dochází ke zvyšování koncentrací některých látek (např. amoniakálního dusíku, rozpuštěných organických látek, solí atd.), naopak koncentrace rozpuštěného kyslíku ve vodě klesá (při mimořádné fotosyntetické aktivitě řasových nárostů může během dne docházet k dočasnému zvyšování). Dochází k úbytku dostupných habitatů a k prostorové izolaci refugií.

Ve stojatých vodách, obzvláště v mělčích nádržích, často dochází k rozvoji vodního květu. K rozvoji vodního květu nemusí dojít v případě, pokud je nádrž dotována vodou nezatíženou živinami a pokud nemá vnitřní zdroje živin v sedimentu. Z hlediska vztahu fytoplankton-makrofyta může být sucho spouštěčem změny alternativního stabilního stavu v mělkých nádržích směrem k dominanci fytoplanktonu i obráceně směrem k dominanci makrofyt. Většina taxonů makrozoobentosu stojatých vod je schopna relativně dobře se vypořádat s důsledky období sucha, někteří zástupci dokonce vyžadují alespoň krátkodobé vyschnutí pro dokončení svého vývoje, to se však týká zejména taxonů obývajících periodické tůně. Zvýšení teploty a snížení obsahu kyslíku ve vodě se negativně projevuje na rybích populacích (obr. 1). Tento negativní vliv se nejvíce projevuje na mělkých uměle vytvořených (habitatově jednotvárných) produkčních vodách.

Durcak-2
Obr. 2. Vyschlé koryto potoku Luha u Vlčí skály; Moravský kras (fotografie: D. Němejcová, 29. 7. 2015)
Fig. 2. The dry riverbed of Luha stream; Moravský kras (photo: D. Němejcová, 29. 7. 2015)

V tekoucích vodách dochází při vyschnutí (obr. 2) k vymizení nárostů biofilmů a řas, ale po znovuzaplavení dochází velice rychle k jejich obnově. Jednotlivé druhy makrozoobentosu jsou k vysychání různě citlivé, z vodního hmyzu jsou obecně považovány za citlivější zástupci jepic, pošvatek a chrostíků, zatímco zástupci brouků nebo ploštic patří mezi relativně odolné skupiny. Pro vodní živočichy, zejména pro ryby a permanentní složku makrozooobentosu v tekoucích vodách je mimořádně důležitá migrační prostupnost, která umožňuje alespoň části populace nalézt refugia, ve kterých mohou přežít nepříznivé období (např. zbytkové tůně – viz obr. 3).

 Durcak-3

Obr. 3. Zbytkové tůně; potok Luha u Vlčí skály, Moravský kras (fotografie: D. Němejcová, 29. 7. 2015)
Fig. 3. Residual pools; Luha stream near Vlčí skála, Moravský kras (photo: D. Němejcová, 29. 7. 2015)

Přítomnost refugií je klíčovým parametrem pro resistenci a resilienci bioty téměř ve všech typech prostředí. Ta je ve stojatých i tekoucích vodách zajištěna především dostatečně hustou mozaikou biotopů a pestrou morfologií, tj. střídání peřejí a tůní, přirozený sedimentačně-erozní režim s prostupností do hlubších vrstev dna (hyporeálu), přirozený vegetační kryt tvořící stín a úkryty. Úbytek přirozených stanovišť, stejně jako nepřirozená morfologie břehů a dna tekoucích i stojatých vod výrazně zvyšuje citlivost ekosystému vůči vysychání.

Z tohoto hlediska jsou pro stabilitu ekosystému v oblastech, které bývají postiženy suchem, důležitá revitalizační opatření zaměřená na zlepšení hydromorfologického stavu vodních toků včetně nivy. Zlepšení hydromorfologického stavu antropogenně ovlivněných vodních toků je možné dosáhnout zejména přírodě blízkou úpravou koryta a břehů, vytvářením refugií a odstraněním migračních bariér, zejména příčných překážek typu jezů a hrází. Nanejvýš vhodné je využití renaturačních procesů (např. změna koryta následkem povodní po povodňovém průtoku). Součástí revitalizace/renaturace koryta toků musí být i blízké okolí (příbřežní zóna, niva). Přirozená stromová, popř. keřová, vegetace stíní volnou vodní hladinu a podporuje vytváření příznivějšího mikroklima a tlumí denní teplotní extrémy.

Jedním z řady navrhovaných adaptačních opatření na omezení negativních dopadů sucha je často i výstavba a obnova vodních nádrží, zejména malých vodních nádrží. Umělé vodní nádrže jsou považovány za jeden z nejvýznamnějších negativních typů lidského ovlivnění fluviálních systémů. Mimo zásadní změny vlastního zaplaveného území, kde zanikají původní biotopy a vznikají biotopy s lenitickým charakterem (stojaté vody), ovlivňují nádrže závažně i úseky toků pod zátopou a do určité míry i nad ní.

Nádrže významně fragmentují říční systémy – přerušují poproudový transport vody a sedimentů, čímž z hlediska geomorfologického indukují početné odezvy včetně agradace a siltace nad hrází a ovlivnění průtoků pod hrází. To je provázeno změnou charakteru dna, průtokového režimu a degradací toku pod hrází. Nádrže také mění teplotní a živinový režim v toku. V toku vznikají bariéry (hráz, zátopa), které organismy většinou nemohou překonat. Uvedenými vlivy a vlivy souvisejícími se závažně mění podmínky pro veškerou biotu v toku. Dochází ke změnám biologické diverzity, mění se druhové složení, namísto citlivějších druhů (specialistů) nastupují druhy odolnější (generalisté, včetně druhů nepůvodních). Změny v taxonomickém složení jsou příčinou změn funkčních. Nejnápadněji se změny projevují na vodních bezobratlých, což je skupina nejlépe indikující změny v tekoucích vodách a která není, na rozdíl od ryb, cíleně člověkem ovlivňována.

Změny ve složení bioty vyvolané působením nádrží nejsou významné jen z hlediska ochrany přírody, ale – a to zejména – z hlediska odolnosti ekosystémů k jejich narušování a tedy i snížení poskytovaných ekosystémových služeb. Význam těchto služeb je aktuálně doceňován v důsledku projevů globální klimatické změny. Ekosystémové služby mohou být poskytovány tzv. zdravými toky, tedy těmi, jejichž stav je přirozený nebo přirozenému blízký. Degradované ekosystémy poskytují tyto služby omezeně nebo vůbec. Vyšší podíl malých vodních nádrží v povodí má také za následek zvýšené riziko vysychání drobných vodních toků se všemi důsledky pro biotu. Výstavba a obnova malých nádrží na tocích (zejména rybochovných) by neměla být, a to z hlediska jejich negativního vlivu na biologické složky ekologického stavu, podporovaným opatřením v boji proti suchu.

V rámci projektu BIOSUCHO (TA02020395) [7] byla vytvořena Metodika retrospektivní bioindikace vyschnutí toku, která umožňuje zpětně indikovat epizody vyschnutí toků na základě analýzy taxonomického a funkčního složení vzorků makrozoobentosu (vodní bezobratlí). Metodika by mohla být využita pro hodnocení úspěšnosti opatření směřujících k omezení negativních dopadů sucha na vodní toky.

Na základě analýzy dat a získaných znalostí v rámci projektu BIOSUCHO bylo zjištěno, že vyschnutí toku, tj. přerušení kontinuity vodní hladiny, může vyvolat při následném hodnocení ekologického stavu vodního útvaru na reprezentativním profilu pokles hodnoty ekologického kvalitativního poměru multimetrického indexu (EQR MMI) makrozoobentosu a způsobit i nepříznivý posun v klasifikaci ekologického stavu.

Závislost výsledků hodnot EQR MMI makrozoobentosu a hodnot diskriminačního skóre indexu BIOSUCHO je patrná z obr. 4 – čím větší je pravděpodobnost výskytu sucha na lokalitě, tím nižší je hodnota EQR MMI.

V oblastech s rizikem vysychání toků (tyto oblasti je možné identifikovat na základě Mapy rizika vysychání drobných vodních toků [7]) navrhujeme využívat výpočet indexu BIOSUCHO podle metodiky retrospektivní bioindikace vyschnutí toku, jako doplňkové k hodnocení ekologického stavu. Pokud bude tok podle vzorku vyhodnocen, že byl ohrožen vyschnutím anebo vyschl, bylo by vhodné toto uvést do výsledků hodnocení dat a správce povodí tak získá informaci o dalším případném riziku nedosažení dobrého ekologického stavu.

Z výše uvedených důvodů doporučujeme pro zvládání sucha v maximální míře využít:

  • plošných opatření vedoucí k vyšší retenci vody v povodích (změny hospodaření na zemědělských a lesnických plochách, obnova mokřadů a pramenišť atd.) a současně
  • opatření vedoucí k vyšší prostupnosti a diverzitě vodního prostředí (revitalizace a renaturace vodních toků, odstraňování příčných překážek v toku či obnova laterálních vodních biotopů, tedy poříčních tůní, mokřadů, podmáčených ploch či pramenných oblastí).

Nejistoty stávající úrovně řešení

Dopady sucha v útvarech povrchových vod na vodní a vodu vázané organismy nebyly na území České republiky nijak intenzivně studovány a ve středoevropském prostoru existuje pouze omezené množství prací zabývajících se systematicky touto tematikou.

Obecné vlivy dopadů sucha na vodní organismy, na hydromorfologii a fyzikálně-chemické a chemické parametry vodních ekosystémů jsou rámcově známé a jsou zdokumentovány a publikovány. Konkrétní datové zdroje k dopadům sucha jsou však těžko dostupné a mají mnoho různých omezení. Důležitými zdroji informací získaných na území České republiky jsou především data z Programu monitoringu povrchových vod, data z mimořádného monitoringu v suchém roce 2015 státního podniku Povodí Vltavy a výsledky projektu BIOSUCHO (TA02020395).

Data z Programu monitoringu povrchových vod umožňují nahlédnutí na vývoj ekologického stavu vodních útvarů v suchých letech, ale je třeba vytvořit dostatečný časový a finanční prostor, který umožní detailní statistickou analýzu dat ekologického stavu (biologických složek a jejich podpůrných parametrů).

Z opatření pro eliminaci negativních vlivů sucha na vodní ekosystémy je v literatuře relativně dobře podložen velký význam revitalizací/renaturací vodních toků pro odolnost ekosystému vůči suchu jak v Evropě, tak i na jiných kontinentech (Austrálie, Afrika, Severní Amerika). Vliv revitalizačních a renaturačních opatření pro eliminaci negativních vlivů sucha na biologické složky hodnocení ekologického stavu, zejména kvantifikace pozitivního efektu těchto opatření na biologické složky, dosud na území České republiky běžně zkoumán a hodnocen není. V rámci řešení dílčího úkolu jsme se potýkali s nedostatkem konkrétních naměřených dat, která bychom mohli použít pro podporu rešeršních výstupů. Dostatečně také nejsou dokumentovány samočistící procesy, které v našich tocích (a jejich dně) v období sucha probíhají.

Durcak-4
Obr. 4. Závislost hodnot EQR MMI (v grafu označeno EQR) a hodnot diskriminačního skóre indexu BIOSUCHO (v grafu označeno gradient vysychavosti) v sezoně JARO; hodnota gradientu vysychavosti stoupá s vyšší pravděpodobností výskytu sucha v předchozím období
Fig. 4. The dependence of the EQR MMI values (EQR in the chart) and the BIOSUCHO discriminatory score values (in graph – gradient of desiccation) in the SPRING season; the discriminatory score value raises with higher probability of dry phase occurence in previous period

Negativní vlivy vodních nádrží na ekosystém tekoucích vod jsou popsány v odborné literatuře a jsou dokumentovány. Datových podkladů, které dokumentují vliv jednotlivých typů malých vodních nádrží na biotu tekoucích vod v období sucha, je k dispozici z Programu monitoringu povrchových vod poměrně málo anebo pro některé typy malých vodních nádrží úplně chybí. Výzkum vlivu malých vodních nádrží na vodní a vodu vázané ekosystémy včetně bioty v období sucha by měl být účelově podpořen. Data, která jsou již k dispozici, by měla být podrobena detailní analýze s ohledem na biotu a na procesy v toku probíhající.

Plošná opatření na zemědělské či lesnické půdě a jejich význam pro vodní faunu a flóru lze hodnotit většinou jen odborným odhadem, protože na území České republiky chybí konkrétní zkušenosti s jejich vlivem. Monitorovací profily Programu monitoringu povrchových vod se v dostatečné blízkosti plošných opatření na zemědělské či lesnické půdě nevyskytují, anebo na nich nejsou monitorovány biologické složky, proto nejsou k dispozici relevantní data. I v tomto případě doporučujeme formou účelové podpory podpořit komplexní monitoring bioty, kvality vod, a to včetně režimu transportu sedimentů a hydrologických parametrů před realizací plošných opatření a v určitých intervalech po jejich realizaci (1 rok, 3–5 a 10 let).

Potřeba dalšího výzkumu vlivu sucha na vodní a vodu vázané ekosystémy je z výše uvedeného zřejmá. Je třeba lépe pochopit dopady sucha a následné procesy v suchem postiženém toku a jeho povodí (typy bariér, způsoby rekolonizace, predace, samočištění, fyziologické změny aj.).

Závěr

Přirozené ekosystémy disponující dostatkem různorodých habitatů a dostatečnou prostupností pro migrující organismy se dokáží vyrovnávat s případnými epizodami sucha lépe než člověkem řízené umělé systémy. Zároveň mají přirozené či přírodě blízké plochy vyšší schopnost zadržovat vodu, kterou v obdobích s nedostatečnými srážkami dotují okolní krajinu a vodní toky. Výstavba technických opatření jde často proti těmto principům a tato opatření znesnadňují vodním ekosystémům a jejich obyvatelům přirozenou obnovu a snižují schopnost čelit suchým obdobím.

Poděkování

Příspěvek vznikl v rámci úkolů řešených pro Ministerstvo životního prostředí České republiky.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Ze světa vodního hospodářství.

Souhrn

Téma uplatňování převodů vody ve vodním hospodářství se stává opět aktuální v souvislosti s přípravou opatření na ochranu před následky sucha a nedostatku vody. Vyvstává však rovněž řada otázek, na které by bylo dobré znát odpověď ještě před tím, než se s realizací nových převodů vody začne. Na první z otázek odpovídal prof. Broža v předcházejícím vydání časopisu VTEI – Mají převody vody potenciál přispět k operativnímu řešení sucha a nedostatku vody? Jeho odpověď zní: bez akumulačního prostoru pravděpodobně ne, ve spojení s nádrží však zvyšují „hydrologický“ potenciál povodí dané vodní nádrže [1]. Tento příspěvek do diskuse se zabývá následujícími otázkami: Jaká jsou potenciální environmentální rizika spojená s propojením dvou povodí? Jak je to s převody vody v souvislosti s cíli ochrany vod v souladu s Rámcovou směrnicí o vodě?

Úvod

V souvislosti s významným hydrologickým suchem v roce 2015 a rovněž v souvislosti s plněním úkolů vzešlých z usnesení vlády č. 620 z roku 2015 připravují podniky Povodí studie proveditelnosti nových převodů vody. Převodem vody rozumíme technickou infrastrukturu, která zajišťuje přivedení vody z místa, kde je jí dostatek, do místa, kde se jí nedostává (ať už dlouhodobě, nebo při hydrologickém suchu), nebo odvedení části povodňového odtoku do toku nebo nádrže, kde neškodí. Může se jednat o umělé vodní toky, kdy se převádí voda v říční síti (označované rovněž jako kanály, stoky, přivaděče aj.), převod může mít rovněž podobu trubního propojení – zpravidla v rámci vodárenských systémů [2]. Převod vody může probíhat nejen z toku do toku, ale rovněž s uplatněním nádrže na jedné, na druhé nebo na obou stranách.

Budování převodů vody má na území ČR bohatou historii a souviselo s rozvojem klíčových hospodářských činností dané doby. Význam převodů vody pro operativní zvládání nedostatku vody během málovodné epizody je však diskutabilní, neboť sucho svým plošným působením zpravidla povede k poklesu disponibilního průtoku nejen v deficitní oblasti, ale rovněž i v oblasti zdrojové [1]. S realizací převodů vody je spojena řada environmentálních rizik (viz box 1). Voda je zpravidla odebírána z oblastí, které jsou přirozeně na vodu bohaté a ekologicky cenné nebo mohou být převodem vody ochuzeny oblasti níže po toku, jejichž společenstva byla vázána na původní na vodu bohatý hydrologický režim [3]. Vzhledem k prohlubujícím se problémům s nedostatkem vody v některých povodích však budou mít opatření tohoto typu svá opodstatnění, především z důvodů posílení hydrologického potenciálu povodí vodní nádrže s nedostatečnou zabezpečeností vodohospodářských účelů. Nový převod vody tak může přispět k výraznému snížení zranitelnosti řešeného území (včetně vodních toků) vůči dlouhodobému suchu a nedostatku vody.

Potenciální environmentální dopady převodů vody

Otázkou potenciálních environmentálních dopadů převodů vody se zabývala studie realizovaná v rámci podpory výkonu státní správy v souvislosti s přípravou Koncepce na ochranu před následky sucha na území ČR. Cílem studie bylo na základě literární rešerše popsat potenciální environmentální dopady převodů vody a navrhnout metodiku posuzování záměru nového převodu vody na ekologický stav (potenciál) dotčených útvarů povrchových vod. Na základě rešerše literatury, která by odpovídala podmínkám a rozměrům převodů vody v ČR, a na základě konzultace napříč výzkumnými odbory VÚV TGM, v. v. i., byla identifikována rizika uvedená v boxu 1.

Nové převody vody ve vztahu k dosahování cílů ochrany vod

Nové převody vody představují významný antropogenní vliv spojený s novou trvalou změnou fyzikálních poměrů v obou dotčených vodních útvarech. Z hlediska dosahování cílů ochrany vod v souladu s Rámcovou směrnicí o vodní politice 2000/60/EK bude pro realizaci nových převodů vody nutné posoudit jejich potenciální vliv na stav dotčených vodních útvarů. V případě, že hrozí zhoršení jejich ekologického stavu (u umělých vodních útvarů hovoříme o potenciálu), je třeba posoudit, zda bude možné uplatnění výjimky z těchto cílů podle § 23a odstavce 7 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách (dále jen vodní zákon). Výjimku je možno udělit v případě, že jsou splněny podmínky stanovené v § 23a odstavci 8 vodního zákona. První podmínkou je odůvodnění projektu – musí se jednat o nadřazený veřejný zájem, nebo musí být přínosy pro životní prostředí a společnost při dosahování cílů ochrany vod převáženy přínosy nových změn pro lidské zdraví, udržení ochrany obyvatel nebo udržitelný rozvoj. Druhou podmínkou je, že prospěšné cíle, které z těchto změn nebo úprav vodního útvaru vyplývají, nelze dosáhnout jinými prostředky (nebo jinde), jež by byly z hlediska životního prostředí významně lepší. Třetí podmínkou je, že musí být navržena zmírňující opatření, která eliminují nepříznivé dopady projektu na ekologický stav (potenciál) dotčených vodních útvarů. Záměry, na které se vztahuje výjimka z dosahování environmentálních cílů, musí být uvedeny a zdůvodněny v plánu povodí.

Převody vody představují záměry, na které se v závislosti na parametrech stavby mohou vztahovat požadavky zákona č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí (dále EIA). Zatím nebylo dosaženo jednoznačného konsenzu, zda požadavky na parametry plánované stavby vyplývající z vodního zákona popsané výše budou součástí procesu EIA nebo zda posuzování dopadů záměru na stav vodních útvarů bude řešeno samostatně a proces EIA až následně u záměrů, které pod působnost zákona č. 100/2001 Sb. spadají.

Zmírňující opatření, která by měla snížit dopad převodu vody na stav dotčených vodních útvarů, zahrnují především průběžnou kontrolu zachování minimálního zůstatkového průtoku ve zdrojovém vodním toku, revitalizaci nebo renaturaci zdrojového toku v ovlivněném úseku, aby byla zajištěna dostatečná morfologická členitost s úkryty pro organismy, pokud možno průběžný provoz převodu vody, aby bylo eliminováno významné nepřirozené kolísání hladin v dotčených útvarech, navržení odběrného objektu s ohledem na zachování podélné prostupnosti koryta aj.

Nesladkova-box1
Box 1. Identifikovaná potenciální environmentální rizika spojená s převody vody

Jakost převáděné vody by neměla představovat riziko pro organismy žijící v dotovaném vodním útvaru. Je vhodné zajistit odstranění hrubých nečistot, vyrovnání teploty převáděné vody a okysličení (viz box 2) a další. Vhodně navržená zmírňující opatření mohou eliminovat nutnost uplatnění výjimky z cílů ochrany vod pro daný záměr. Pro zajištění datových podkladů pro studie dopadů záměru na stav dotčených vodních útvarů a na životní prostředí obecně doporučujeme zavedení účelového monitoringu ukazatelů chemických a biologických složek stavu dotčených vodních útvarů a monitoring průtoků v propojovaných profilech již ve fázi předprojektové přípravy.

Požadavek na uplatnění výjimky pro daný záměr uvádí správce povodí ve svém stanovisku správce povodí (podle § 54 odst. 4 vodního zákona). Základní postup pro udělování výjimek z dosažení cílů ochrany vod je popsán v metodickém pokynu Ministerstva zemědělství ČR č. j.: 20380/2016-MZE-15120 k posouzení možnosti vlivu záměru na stav dotčeného vodního útvaru při vydávání povolení, souhlasů a závazných stanovisek vodoprávních úřadů. Na základě ustanovení § 106 odst. 1 vodního zákona je k řízení o udělení výjimky příslušný vodoprávní úřad obecního úřadu obce s rozšířenou působností, vyjma záměrů uvedených v ustanovení § 107 vodního zákona, pro které je k udělení výjimky příslušný krajský úřad. Podrobná metodika pro posuzování dopadů plánovaného opatření na stav vodních útvarů a pro rozhodování o udělení výjimky podle § 23a vodního zákona zatím není k dispozici. V této oblasti teprve podpůrné dokumenty vznikají (a to jak na úrovni Evropské komise, tak na národní úrovni).

Zde je vhodné podotknout, že systematické nadlepšování průtoků v období sucha pro zlepšení hydrologických poměrů vodních útvarů původně neovlivněných vodních toků není vhodným argumentem pro zdůvodňování nových fyzikálních změn na útvarech povrchových vod. V kontextu přípravy opatření pro zvládání sucha a nedostatku vody je dobré vzít v úvahu, že Rámcová směrnice pro vodní politiku umožňuje uplatnění výjimky z dosažení environmentálních cílů v případech, které byly zapříčiněny okolnostmi přírodní povahy nebo vyšší mocí, které jsou výjimečné a které nemohly být rozumně předpovídány, jako v případě extrémních povodní, déletrvajícího sucha nebo v důsledku havárií (článek 4.6 Rámcové směrnice o vodní politice). Na druhou stranu by však institut výjimky neměl sloužit jako všeobecný argument pro neplnění cílů ochrany vod.

Potenciální dopady nových převodů vody na stávající infrastrukturu

Při přípravě záměru na nový převod vody je třeba vzít v úvahu potenciální dopady změny hydrologického režimu na stávající infrastrukturu a povolená nakládání s vodami. Převod vody může představovat pro zdrojový vodní tok významný odběr, který mění hydrologické podmínky v úseku pod odběrným objektem pro převod.

Nesladkova-box2
Box 2. Zmírňující opatření pro snížení nepříznivých dopadů převodů vody

Minimální zůstatkový průtok pod místem převodu musí být stanoven tak, aby byly zohledněny povolené odběry v dotčeném úseku a zároveň aby byly zajištěny požadavky na obecné nakládání s povrchovými vodami a ekologické funkce vodního toku. Změna vodnosti toků nebo změna úrovně hladiny vody v nádržích dotčených převodem může změnit podmínky pro provoz instalovaných vodních elektráren.

U povolených vypouštění odpadních vod je nutno posoudit potenciální dopad na plnění povolených emisních limitů, které jsou na základě tzv. kombinovaného přístupu odvislé od ukazatelů jakosti vody v recipientu. Tyto hodnoty se však mohou v souvislosti se změnou hydrologického režimu změnit.

Nesladkova-1
Obr. 1. Porovnání koncentrací rozpuštěného kyslíku v jednotlivých měsících za období 2010–2015 (v profilu na Ohři pod Nechranicemi v září bylo k dispozici pouze jedno pozorování) (zdroj: ČHMÚ, IS ARROW)

Při hodnocení dopadů plánovaného záměru je třeba vzít v úvahu, zda jsou v dotčených úsecích vodních toků vymezeny oblasti se specifickými požadavky na jakost vody z důvodů ochrany vodních zdrojů. Jedná se o ochranná pásma vodních zdrojů, zranitelné oblasti, povrchové vody využívané ke koupání – tzv. koupací vody – a oblasti zajišťující podporu života ryb – tzv. rybné vody.

Uspořádání práv, povinností a poplatků při převádění vody

Připravované projekty převodů vody zpravidla vedou jednak k zajišťování obecného nakládání s vodami a dále zabezpečují vodu pro další hospodářské využití. Poměrně složitým aspektem budování převodů vody je budoucí uspořádání práv a povinností provozovatele nově vybudovaného systému vůči budoucím odběratelům a vůči životnímu prostředí a nastavení struktury a výše plateb za odebrané množství převáděné vody v případě jejího hospodářského využití. Parametry smluvních uspořádání mezi provozovatelem a odběrateli úzce souvisí s výsledným technickým řešením připravované infrastruktury. Jedná se o načasování, velikost a spolehlivost dodávky vody. Při rozhodování o nastavení těchto parametrů hraje klíčovou roli míra rizika, kterou je budoucí odběratel ochoten akceptovat a jaký charakter bude jeho odběr mít, zda bude odebírat až v okamžiku, kdy jeho vlastní zdroje jsou již vyčerpány a bude tedy požadovat nárazové pokrytí celé své potřeby, nebo zda bude odebírat průběžně menší množství vody i za cenu většího celkového množství převedené vody. Až na základě těchto informací je možno přistoupit k dimenzování stavby a k odhadování investičních a provozních nákladů a následně k ceně převáděné vody. Ve své podstatě se jedná o iterativní proces, kdy je hledáno řešení přijatelné pro všechny smluvní strany. Obecně platí, že čím větší je ochota odběratele nést riziko, tím nižší jsou náklady na stavbu a provoz infrastruktury a naopak [4]. Nastavení smluvních požadavků a parametrů infrastruktury je možno optimalizovat s využitím modelu vodohospodářské soustavy pro proměnné hydrologické podmínky.

Převod vody z nádrže Nechranice do povodí Rakovnického potoka

Z připravovaných záměrů na výstavbu převodů vody je dále diskutován záměr na výstavbu převodu vody z nádrže Nechranice do povodí vodních toků Blšanka, Liboc, Rakovnický potok, Hasina a Smolenský potok. Jedná se o region, který je dlouhodobě zranitelný vůči suchu a nedostatku vody zejména pro zemědělství. Pro daný záměr byla v roce 2016 vypracována studie proveditelnosti [5].

Nesladkova-2
Obr. 2. Porovnání teplotního režimu ve zdrojovém a v dotovaných útvarech povrchových vod za období 2010–2015 (zdroj: ČHMÚ, IS ARROW)

Záměrem převodu vody je zajistit dostatečný průtok v dotovaných tocích pro obecné nakládání s vodami a pro zemědělskou závlahu. Vzhledem k rozdílnému kyslíkovému a teplotnímu režimu v plánovaném odběrném profilu pod nádrží Nechranice a v dotovaných vodních tocích (viz obr. 12) však bude nutné převáděnou vodu vypouštět do stávajících nebo za tímto účelem nově zrealizovaných nádrží. Studie proveditelnosti navrhuje zaústění přivaděče do nádrže Vidhostice na Mlýneckém potoce (zásobní prostor 861 tis. m3), který je levostranným přítokem Blšanky, a v povodí Rakovnického potoka je uvažováno variantně buď se zaústěním převodu do Velkého Jesenického rybníka (zásobní prostor 606 tis. m3), nebo do nově připravované nádrže Senomaty (zásobní prostor nádrže 539 tis. m3). Stávající návrh parametrů potrubí byl dimenzován na pokrytí nedostatkového průtoku s pravděpodobností překročení 95 % stanoveného z rozdílu průtoků modelovaných pro výhledové období 2071–2100 a součtu minimálního zůstatkového průtoku stanoveného k uzávěrovému profilu dotovaných vodních toků a požadavků na odběry vody pro závlahy chmelnic. Při výpočtech nebylo uvažováno s akumulací vody v nádržích. Takové řešení však vede k neúměrně velké dimenzi potrubí, technologií a následně investičním a provozním nákladům. Potenciální problém by mohla představovat jakost převáděné vody. Jakost vody odebrané z nádrže Nechranice by se následkem stagnace v tlakovém systému mohla výrazně zhoršit, minimálně hrozí kolísání ukazatelů jakosti v souvislosti se změnami průtoku.

Pro další fázi přípravy projektu doporučujeme přehodnocení minimálních zůstatkových průtoků uvažovaných při dimenzování stavby. Tyto hodnoty by měly odpovídat požadavkům a limitům ekosystémů v úsecích ovlivněných nadlepšováním z přivaděče. Návrh by měl počítat s efektivním zapojením akumulace v nádržích v rámci budované vodohospodářské soustavy, aby bylo možné zajistit průběžný provoz systému a operativně řídit jeho provoz. Pro zvýšení využitelnosti převáděné vody pro závlahu by bylo vhodnější řešení s uplatněním většího počtu menších závlahových nádrží (viz obr. 3).

Nesladkova-3
Obr. 3. Malá montovaná závlahová nádrž realizovaná přímo v místě odběru vody pro závlahu (fotografie: Josef Ježek, Chmelařský institut, s. r. o.)

Závěr

Převody vody představují strategické opatření, které má potenciál významně snížit zranitelnost dotovaného území vůči nedostatku vody. Zároveň se však jedná o opatření, které vede k nové trvalé změně fyzikálních poměrů dotčených útvarů povrchových vod, a bude tedy vyžadovat podrobnější posouzení potenciálního vlivu na dosahování cílů ochrany vod v dotčených útvarech, případně splnění podmínek pro získání výjimky z plnění těchto cílů a návrh zmírňujících opatření. S tímto povědomím je třeba přistupovat k zadávání studií proveditelnosti a další projektové dokumentace u tohoto typu opatření. Opatření by mělo být uplatňováno především tam, kde je třeba zajistit dostatečně spolehlivý vodní zdroj pro konkrétní hospodářské využití. Opatření na zajištění stabilního minimálního zůstatkového průtoku pro obecné nakládání s vodami v období sucha by měla mít charakter nikoliv technických infrastrukturních opatření, ale primárně by měla být přijímána opatření v ploše povodí zaměřená na obnovení přirozeného vodního režimu krajiny.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Lékaři s trochou nadsázky tvrdí, že zdravý člověk neexistuje, setkat se lze pouze s pacientem špatně vyšetřeným. Toto tvrzení lze aplikovat i na pitnou a odpadní vodu. Ještě před několika lety oba tyto typy vody splňovaly většinu všech kritérií, které předpokládá dnešní česká i evropská legislativa.

Ilustracni-fotografie-5

Tak je tomu i nyní, protože právní předpisy vycházely z laboratorních postupů, které celou řadu látek neuměly stanovit s dostatečnou citlivostí. Velmi rychlý rozvoj analytických laboratorních metod však nyní odhaluje ve vodách řadu látek, o jejichž existenci ve vodním prostředí jsme neměli tušení. Pro tuto velmi pestrou skupinu látek se začala používat zkratka PCCP (Pharmaceuticals and Personal Care Products). Jedná se např. o léčiva, která se dostávají do odpadních vod z kanalizace. Současné čistírenské technologie jsou často málo účinné, v krajním případě na některé látky vůbec nereagují. V rámci monitoringu projektu AQUARIUS na pilotní lokalitě Horní Beřkovice se pod mechanicko-biologickou čistírnou odpadních vod v letech 2015–2016 systematicky objevoval hydrochlorothiazid, sulfamethoxazol, sulfapyridin, sulfanilamid, karbamazepin, včetně jeho metabolitu carbamazepine-10,11-epoxide [1, 2]. Tyto látky byly registrovány ve velmi nízkých koncentracích řádově v desítkách až stovkách nanogramů na litr (pouze karbamazepin, gabapentin a hydrochlorothiazid byly analyzovány v koncentracích řádově v mikrogramech na litr). Podobné výsledky byly registrovány i na kořenových čistírnách odpadních vod v povodí vodárenské nádrže Želivka [3–5].

Tyto zkušenosti vedly k formulaci projektu Varovný systém pro pražskou vodárenskou soustavu před znečištěním mikropolutanty včetně softwaru pro predikci průtoků a koncentrací PPCP, který je v průběhu let 2017–2018 v rámci projektu Pól růstu I. realizován pracovníky VÚV TGM, v. v. i.

Jeho cílem je na pražských vodárnách Káraný a Želivka kvantifikovat obsahy 46 sledovaných farmak a jejich derivátů od zdroje surové vody až po celý proces výroby. Pro vodárnu v Podolí, která je v současné době v záložním režimu, jsou sledovány pouze časové změny obsahů farmak v surové vodě. Systém monitoringu je postaven na sledování PPCP v měsíčních intervalech na 5 profilech Jizery v prostoru mezi Mladou Boleslaví a Káraným a na 7 měrných profilech přítoků do vodárenské nádrže Želivka. Dále je sledována kvalita vody po čištění v rámci technologie břehové infiltrace a klasické infiltrace pomocí van v Káraném a po aplikaci tradičních čistírenských postupů na Želivce. V období nízkých vodních stavů v letních měsících je frekvence sledování zkrácena na polovinu.

Získaná dvouletá řada dat umožní posoudit časové změny sledovaných farmak v surové vodě, a to v závislosti na průtoku, a dále stanovit efektivitu jejich odstraňování na jednotlivých pražských vodárnách. Jedním z nejvýznamnějších výstupů projektu je na základě poznatků z popsaného monitoringu nastavit mechanismy kontroly farmak v zdrojové povrchové vodě při různých hydrologických situacích. Z předchozích projektů totiž jasně vyplývá zvyšující se koncentrace mikropolutantů v souvislosti se snižujícím se průtokem. Zatímco zdroj PPCP, kterým jsou čistírny odpadních vod, má víceméně konstantní výkon, ředící schopnost vodních toků v letních měsících většinou rychle klesá. Kvalitativní i kvantitativní data monitoringu proto umožní vývoj varovného systému, který je založený na modelování hydrologické bilance a odpovídajících koncentrací farmak.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Příspěvek představuje přípravnou fázi návrhu obsahu plánu pro zvládání sucha a nedostatku vody v ČR v procesu připomínkování. Plán je základní dokument ochrany před následky sucha. Slouží ke koordinaci činností v daném území v období sucha a nedostatku vody. Jedná se o souhrn popisu území z hlediska vodních zdrojů a systému zásobování vodou, organizačních a technických opatření, potřebných k odvrácení nebo zmírnění škod v oblasti základních lidských potřeb a majetku, hospodářské činnosti a životního prostředí souvisejících s nároky na vodu v období sucha.

Ilustracni-fotografie-4

Úvod

Z usnesení vlády ČR č. 620 ze dne 29. července 2015 k přípravě realizace opatření pro zmírnění negativních dopadů sucha a nedostatku vody vyplynul v souvislosti s přípravou Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky požadavek přípravy návrhu obsahu plánů, jejichž cílem je koordinace činností v období sucha a nedostatku vody.

Následující text představuje základní východiska pro tvorbu plánu pro zvládání sucha a nedostatku vody v ČR (dále jen plán). Plán by měl sloužit pořizovatelům a zhotovitelům při zadání a přípravě plánu především na úrovni kraje, ale také pro obce s rozšířenou působností.

Základní pojmy

Suchem se rozumí hydrologické sucho jako výkyv hydrologického cyklu, který vzniká zejména v důsledku deficitu srážek a projevuje se poklesem průtoků ve vodních tocích a poklesem stavu podzemních vod.

Stavem sucha se rozumí míra nebezpečí sucha vázaná na směrodatné limity, jimiž jsou zejména průtoky ve vodních tocích, hladiny podzemních vod a stav srážek nebo kritické hodnoty jiného jevu uvedené v příslušném plánu pro zvládání sucha.

Nedostatkem vody se rozumí dočasný stav s potenciálním dopadem na základní lidské potřeby, hospodářskou činnost a životní prostředí, kdy v důsledku sucha požadavky na užívání vod převyšují dostupné zdroje vod, a proto je nezbytné omezovat hospodaření s vodou a přijímat další opatření.

Plán pro zvládání sucha a nedostatku vody je dokument, který je podkladem pro rozhodování komise pro zvládání sucha a nedostatku vody a vodoprávního úřadu o opatřeních ke zvládání sucha a nedostatku vody. Jeho hlavním cílem je návrh opatření k zajištění dostatku vody k pokrytí základních společenských potřeb, minimalizaci negativních dopadů sucha na vodní útvary a minimalizaci dopadů sucha a nedostatku vody na hospodářskou činnost.

Komise pro zvládání sucha (dále jen komise) je orgánem s rozhodovací pravomocí pro přijímání opatření při hrozbě vzniku nedostatku vody podle plánu.

Orgány pro zvládání sucha a nedostatku vody

Orgánem pro zvládání sucha a nedostatku vody je vodoprávní úřad a od jejího svolání do ukončení činnosti komise. Komise rozhoduje podle plánu o opatřeních, a to zejména podle ustanovení § 6 odst. 4, § 59 odst. 4 a § 109 odst. 1. Komise jsou zřizovány na ústřední úrovni, úrovni krajů a fakultativně též na úrovni obcí s rozšířenou působností.

Předsedou komise je hejtman kraje. V komisi je zastoupen vodoprávní úřad, odbor krizového řízení, podniky Povodí, Český hydrometeorologický ústav, Hasičský záchranný sbor, Krajská hygienická stanice, Policie ČR. Poradní hlas mají vodou zásobující organizace, správci vodních toků a významní odběratelé vody.

Pokud dojde k vyhlášení krizového stavu podle zvláštního zákona, je komise součástí orgánu krizového řízení.

Opatření proti nedostatku vody

Opatření proti nedostatku vody lze přibližně rozdělit na opatření přípravná, realizovaná v období mimo sucho nebo při hrozícím nedostatku vody, a na opatření realizovaná v průběhu sucha a nedostatku vody.

  1. Přípravná opatření a opatření při nebezpečí nedostatku vody jsou:
    1. stanovení limitů kategorií sucha,
    2. stanovení limitů pro přijímání opatření při nedostatku vody,
    3. příprava a aktualizace plánu,
    4. vytváření a příprava záložních zdrojů vody,
    5. příprava záložních (mobilních) úpraven vody,
    6. zavádění technologií omezujících spotřebu vody,
    7. zavádění technologií ke zlepšení jakosti vypouštěné vody,
    8. příprava a činnost předpovědní a hlásné služby,
    9. příprava on-line systému monitoringu aktuální spotřeby a požadavků na vodu, organizační a technická příprava,
    10. příprava účastníků ochrany před nedostatkem vody,
    11. upozornění na výskyt sucha,
    12. zahájení informační kampaně,
    13. evidenční a dokumentační práce.
  2. Opatření při nedostatku vody uvedené v chronologickém sledu v závislosti na intenzitě průběhu situace nedostatku vody jsou:
    1. průběh informační kampaně,
    2. omezení obecného nakládání s vodami podle § 6 odst. 4 vodního zákona,
    3. mimořádné manipulace na vodním díle podle § 59 odst. 4 vodního zákona,
    4. využití technologií omezujících spotřebu vody,
    5. omezení odběrů s platným vodoprávním rozhodnutím podle § 109 odst. 4 vodního zákona,
    6. opatření k zajištění náhradního odběru podle § 109 odst. 4 vodního zákona,
    7. dočasné snížení minimálních zůstatkových průtoků,
    8. dočasné snížení minimálních hladin podzemní vody,
    9. dočasné úprava limitů pro jakost vypouštěných odpadních vod (snížení limitů čistíren, jejichž technologie to umožňuje, zvýšení limitů u podniků po vyčerpání ostatních prostředků k omezení spotřeby vody (recirkulace)),
    10. zabezpečení náhradních funkcí a služeb v území zasaženém nedostatkem vody.

Opatření k omezení dopadů sucha na vodárenství, průmysl a zemědělství jsou často v konfliktu s jakostí vody a s cíli ochrany přírody (např. snížení odtoků z nádrží pod minimální zůstatkové průtoky může spolu s vysokými teplotami vést ke zhoršení jakosti vody).

Hodnocení sucha

Velikost, intenzitu a délku trvání sucha z hlediska vodních zdrojů vyhodnocuje Český hydrometeorologický ústav ve spolupráci s podniky Povodí. Vodními zdroji se rozumí povrchové a podzemní vody podle ustanovení vodního zákona1. Český hydrometeorologický ústav provádí hodnocení sucha z hlediska srážek, evapotranspirační bilance, průtoku v tocích, stavu podzemních vod, podniky Povodí hodnotí zásob vody v nádržích. Monitoring a vyhodnocení hydrometeorologických veličin probíhá v týdenním kroku podle schématu na obr. 1.

V případě dosažení silného, resp. mimořádného, sucha v území ORP nebo kraje vydá ČHMÚ upozornění na výskyt sucha v povrchových nebo podzemních vodách územně příslušnému vodoprávnímu úřadu. Výskyt silného sucha odpovídá stupni upozornění bdělost, mimořádné sucho odpovídá stupni upozornění pohotovost. Vydání upozornění na sucho je jedním z impulsů ke svolání komise, dalším je překročení místních směrodatných limitů uvedených v plánu. Vodoprávní úřad po zvážení aktuální situace a výhledu dalšího vývoje plnění požadavků na vodu rozhodne o svolání komise.

Hodnocení nedostatku vody

Vodoprávní úřad v souladu s plánem a ve spolupráci se správcem povodí vyhodnotí, zda na základě ohlášeného stavu sucha nebo překročení místních směrodatných limitů uvedených v plánu vzniká nedostatek vody na celém jeho území či jeho části, a navrhne svolání komise. Svoláním komise vzniká stav nedostatku vody.

Směrodatné limity jsou stanovovány podle schopnosti systému plnit požadavky uživatelů na vodu podle bilance reálného stavu vodních zdrojů v území a požadavků na vodu. Limitem v rámci jednoduchého systému zásobování může být např. stav konkrétního vodního zdroje (průtok, hladina podzemní vody, objem nádrže, …), na druhé straně v rámci vodohospodářské soustavy její schopnost plnit požadavky na vodu především preferovaných uživatelů po stanovenou dobu.

Hierarchie uživatelů při plnění nároků na vodu v období nedostatku vody je navržena podle významu způsobu užití vody pro společnost následovně:

  1. Skupina A – celostátně důležité provozy, vybrané průmyslové podniky (zejména s nepřetržitým provozem) a tepelné elektrárny, prvky kritické infrastruktury;
  2. Skupina B – zásobování obyvatelstva pitnou vodou, významné průmyslové podniky a živočišná zemědělská prvovýroba2;
  3. Skupina C – průmyslové podniky oblastního významu;
  4. Skupina D – ostatní zemědělská prvovýroba;
  5. Skupina E – ostatní užívání vod.

Přijímání opatření, při nichž dochází k omezení práv uživatelů vody s platným vodoprávním rozhodnutím, by mělo odpovídat této hierarchii.

Po vzniku stavu nedostatku vody je zahájena nebo pokračuje informační kampaň (veřejnost, uživatelé), jsou aktualizovány informace o potřebě vody významných uživatelů, zajištěn monitoring množství a jakosti vodních zdrojů, připravována technická a organizační opatření.

V situaci, kdy se sucho projevuje napjatou bilancí při plnění nároků na odběry nebo pro zachování minimálních zůstatkových průtoků nebo minimálních hladin podzemní vody, je podle plánu především omezováno obecné nakládání s vodami, jsou zaváděna opatření především za účelem omezení spotřeby (technologická opatření na straně průmyslových uživatelů) a přerozdělování zásob vody, navrhovány mimořádné manipulace na vodních dílech, omezovány odběry méně významných uživatelů podle hierarchie dané plánem.

Při dalším poklesu vodních zdrojů může docházet k vzniku škod většího rozsahu nebo ohrožení životů a majetku v důsledku nedostatku vody pro zásobování pitnou vodou, zajištění provozu krizové infrastruktury a významných podniků. Podle plánu dále probíhají činnosti za účelem omezení spotřeby vody a přerozdělování zásob vody, dochází k omezování dalších uživatelů v rámci hierarchie, může být umožněno dočasné snížení minimálních zůstatkových průtoků, minimálních hladin podzemní vody nebo dojít k úpravě limitů jakosti vypouštěných odpadních vod.

Obsah plánu

Plán by měl obsahovat následující části: titulní list, úvodní část, věcnou část, organizační část, grafickou část a přílohy.

Plán pořizuje a průběžně aktualizuje pro své území v přenesené působnosti krajský úřad ve spolupráci s příslušnými správci povodí a Českým hydrometeorologickým ústavem. Plán může pořídit pro svůj správní obvod také obecní úřad obce s rozšířenou působností. Plán menších celků musí být v souladu s plánem vyššího stupně, soulad potvrzuje příslušný orgán ochrany před suchem.

Revize základní části se provádí při výrazných změnách s komentářem změn. Revize operativní části se provádí 1× ročně ověřením platnosti všech údajů plánu, zejména s ohledem na personální obsazení a telefonní spojení.

Titulní list

Titulní list by měl obsahovat název plánu, orgány pro zvládání sucha a jejich sídlo, zpracovatele plánu, datum zpracování, schvalující úřad a datum schválení, záznamy (nebo odkaz do textu) o aktualizaci, potvrzení souladu s plánem vyšší úrovně, příslušné související (geograficky, technicky z hlediska zásobování vodou související) orgány pro zvládání sucha.

Úvodní část

Úvodní část by měla obsahovat:

  • pravidla pro aktualizace;
  • použité symboly a zkratky;
  • použité termíny a definice, vysvětlení pojmů (sucho, nedostatek vody, opatření … – citace právních předpisů apod.);
  • orgány pro zvládání sucha a nedostatku vody (citace právních předpisů apod.);
  • popis hodnocení sucha (kdo vyhodnocuje, co, jak, kategorie sucha – formou odkazu…);
  • statut orgánu pro zvládání sucha a nedostatku vody (úvodní ustanovení, činnost orgánu pro zvládání sucha a nedostatku vody, druhy komisí (složení pracovního štábu komise, poradního orgánu komise, skupiny evidenčních a dokumentačních prací), jejich kompetence, jednací řád, spolupráce komise s ostatními orgány, fyzickými a právnickými osobami, zabezpečení činnosti komise, závěrečné ustanovení);
  • jmenné seznamy, adresy a způsob spojení účastníků ochrany před nedostatkem vody a úkoly pro jednotlivé účastníky této ochrany, způsob komunikace.
Vlnas-1
Obr. 1. Schéma monitoringu sucha, jeho vyhodnocení a vydání upozornění na sucho
Fig. 1. Scheme of drought monitoring, evaluation and issue a dry alert

Věcná část

Věcná část by měla obsahovat charakteristiku zájmového území (kraje, obce nebo podniku, dále jen území), druh a rozsah ohrožení, směrodatné limity pro přijímání opatření a další údaje potřebné pro zabezpečení dostatku vody pro zásobování vodou a pro funkci ekosystémů. To znamená především:

Popis řešeného území za běžného stavu:

  • popisné údaje a charakteristiky území – vymezení území, charakteristiky geografické, hydrologické, hydrogeologické, socioekonomické;
  • popis zdrojové části zásobování – zdroje povrchových a podzemních vod včetně rezervních (jejich lokalizace, vydatnost, limity využití), systém vodohospodářských soustav, jejich klíčové prvky, odkazy na manipulační řády vodohospodářských soustav a vodních děl;
  • seznam významných odběratelů podle druhu vody (povrchová, podzemní) a užití vody (pitná, energetika, průmysl, zemědělství, rybářství, ostatní nakládání – využití klasifikace podle OKEČ); nároky odběratelů na vodu podle vodoprávních povolení, běžných nároků, nároků v období sucha, limitních nároků na množství a jakost vody umožňujících zachování funkcí odběratele);
  • rezervní zdroje vody;
  • popis způsobu úpravy a dopravy vody a jeho případná propojenost a zastupitelnost;
  • popis jakosti vody v tocích, seznam hlavních znečišťovatelů, jejich lokalizace a druh znečištění, vymezení za sucha citlivých úseků vodních toků;
  • vyhodnocení proběhlých epizod sucha – jejich příčiny, projevy, postižené území, délka sucha, roční období, dopady na množství povrchové a podzemní vody, dopady na jakost vody, popis přijatých opatření proti nedostatku vody a jejich účinnost;
  • popis pravděpodobných rizik nedostatku vody v území – příčiny, postižení uživatelé vody druhu a užití vody, délka nedostatku vody, roční období, dopad na povrchové a podzemní vody, dopad na jakost vod, možné dopady nedostatku vody na životy a zdraví osob, na funkci kritické infrastruktury, ekonomické dopady, dopady na životní prostředí, na citlivé úseky toků pod zdroji znečištění, mezinárodní dopady.

Popis řešeného území v období sucha a nedostatku vody:

  • seznam účastníků systému ochrany před suchem (jejich povinnosti v operativní části);
  • popis rozhodujících veličin (množství a jakost povrchové a podzemní vody), jejich monitoringu, zodpovědnost za monitoring (kdo provádí, jakým způsobem předává informace, odkazy na zdroje aktuálních informací);
  • kritéria a místní směrodatné limity pro stanovení nedostatku vody;
  • schéma toku informací výstražných informací ČHMÚ, informačních zpráv vodohospodářských dispečinků podniků Povodí,  zpráv zásobujících organizací;
  • postupy a prostředky (technická zařízení) pro snížení následků sucha a nedostatku vody – druh, způsob použití, místo uložení, majitel či správce.

Organizační část

Organizační část by měla obsahovat zejména:

  • systém řešení sucha a nedostatku vody – druhy komisí, jejich složení, kompetence, vazby, jednací řád, způsob komunikace;
  • obecné principy pro (včetně uvedení zodpovědné organizace, popř. osoby):
    • zjištění provozního stavu zdrojových a přepravních systémů (existující poruchy, opravy, omezení),
    • zjištění rozsahu deficitu a dopadů (počet obyvatel, zdravotnictví, sociální služby, bezpečnost, ostatní služby, socioekonomické dopady, životní prostředí),
    • zajištění kontroly situace přímo v terénu,
    • četnější monitoring množství a jakosti vody,
    • prognózy vývoje,
    • priority zásobování,
    • přijatá opatření,
    • realizace opatření,
    • kontrola realizace opatření,
    • modifikace opatření na základě dalšího vývoje situace,
    • doporučené činnosti a opatření při fázích sucha pro jednotlivé účastníky procesu zvládání sucha.
  • kompetence účastníků ochrany před nedostatkem vody;
    • krajský úřad: zajištění činnosti komise, kontrola opatření, předávání informací,
    • vodoprávní úřad: kontrola opatření (omezení odběrů apod.) v povodí týkajících se vodních toků a vodních děl (obecné nakládání s povrchovými vodami, nakládání s vodami v případech nezajišťujících prioritní zásobování vodou) ve spolupráci se správci povodí a správci vodních toků,
    • ČHMÚ: monitoring aktuálního stavu povrchových a podzemních vod, vývoje meteorologické situace, prognóza meteorologická a hydrologická,
    • správci povodí: stav nádrží a prognóza jeho vývoje, kontrola nakládání s vodami, sledování jakosti vod v tocích, monitoring znečišťovatelů vod, realizace opatření, manipulace na vodních dílech,
    • zásobující organizace: návrh a realizace opatření v sítích, náhradní zásobování vodou,
    • správci vodních toků: realizace opatření, spolupráce se správcem povodí, vlastníci vodních děl, manipulace na vodních dílech,
    • Hasičský záchranný sbor: nouzové zásobování (náhradní úprava vody…),
    • Krajská hygienická stanice: hygienický dohled nad kvalitou vody, prevence epidemií v souvislosti se suchem,
  • návaznost na krizové řízení – popis konkrétní situace a kritérií, kdy by došlo k přechodu na krizové řízení.

Grafická část

Grafická část obsahuje zpravidla následující mapy a/nebo schémata:

  • mapa území, sídla komisí;
  • mapa vodohospodářské soustavy;
  • mapa vodovodní sítě;
  • mapa zdrojů a úpraven vody (včetně rezervních);
  • výsledky monitoringu jakosti vod ve zdrojích;
  • mapa významných odběratelů vody;
  • mapa hlavních znečišťovatelů vody.

Přílohy

Přílohou plánu jsou např.:

  • odkazy na plány nižších úrovní, popř. významných uživatelů vody;
  • dokumentační práce, vyhodnocení epizod sucha včetně vzniklých škod, příčin negativně ovlivňujících zvládání nedostatku vody, účinnosti přijatých opatření a návrhy na úpravu přijímaných opatření;
  • související havarijní a krizové plány (popř. odkazy).

Poděkování

Autor děkuje Ing. Petru Březinovi za spolupráci při přípravě struktury návrhu obsahu plánu a dále členům meziresortní skupiny pro přípravu novely vodního zákona za podnětné připomínky.

Poznámky

  1. Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách (vodní zákon), a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů.
  2. Zemědělskou prvovýrobou se rozumí chov hospodářských zvířat, pěstování zemědělských plodin, včetně sklizně, výroba mléka, popř. vajec a produkce hospodářských zvířat před porážkou.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Sucho a nedostatek vody je v současné době stále častěji možné vidět v českých médiích. Je tento mediální prostor adekvátní danému problému nebo jde spíše o dramatizování situace?

Sdělovací prostředky reagují především na aktuální situace a vzhledem k vyššímu výskytu extrémních situací, jako jsou epizody sucha, vlny veder, výskyt intenzivních srážek, je jejich komentování přirozeně častějším mediálním tématem. Z pohledu člověka odtrženého od přírody se může množství a frekvence tohoto typu informací zdát skutečně vysoká. Jde o to, že máme velmi vysokou životní úroveň, zajištěný dostatek pitné vody, energie, potravin apod. Situaci odlišně vnímají ti, kteří naše ekosystémy sledují, či jsou na ně pracovně odkázáni. Vodohospodáři, krajináři, botanici, zoologové, lesníci, ale především zemědělci změny v krajině vidí a pociťují je. Nejen krátkodobě trvající extrémy, ale i dlouhodobý vývoj. Vyhodnocení klimatických řad, ale i údajů z oblasti vodní bilance, fenologie, výskytu sucha, trvání vegetačního období, počtu extrémů apod. svědčí o postupných změnách v naší krajině. Na mnoha místech jsou změny velmi rychlé, a to dokonce tak, že např. farmáři během jedné, dvou generací pozorují změnu tradičních vzorců chování zemědělských ekosystémů. Pokud by se v krajině nic nedělo, jak si máme vysvětlit, že dva významné poslední projekty v oblasti vody/sucha v krajině byly iniciovány právě zemědělskou veřejností, konkrétně Agrární komorou ČR, jakožto nejsilnější zemědělskou organizací u nás. Byli to jejich zástupci, kteří nás požádali o vybudování monitorovacího a předpovědního systému zemědělského sucha (www.intersucho.cz) a o posouzení dopadů zvyšujících se hydrometeorologických extrémů na zemědělství (Generel vodního hospodářství krajiny ČR).
 

Rozhovor-1

Jaký vliv má na tuto problematiku změna klimatu?

Jsou dvě zásadní příčiny zvyšujících se problémů s vodu v krajině. První příčina, která vede k nedostatku vody v naší krajině, je její charakter vytvářený velkými půdními bloky a způsob zemědělského hospodaření silně orientovaného na rostlinnou výrobu. Pokud se zaměříme na produkční funkci, asi by se nenašel zemědělec, který by volal po rozdrobení půdních bloků a který by si přál malá políčka. Na druhé straně je tato scelená krajina velmi citlivá na intenzivní srážky a na erozi. Zvláště na svazích se projevuje fakt, že tato krajina neumí zadržet vodu a je tak logicky mnohem náchylnější na sucho. Eroze, ale i utuženost půdy je důsledkem velkých honů. Tento stav vyčerpal své počáteční výhody a je nadále neudržitelný. Nutné je si uvědomit i současný charakter našeho zemědělství, který erozi a utuženosti napomáhá. Ekonomicky nevýhodnou živočišnou výrobu opustila velká část zemědělců, a tím se snížila produkce organických hnojiv a především zastoupení tzv. zlepšujících plodin, jako jsou např. pícniny. Nejsou-li potřeba krmiva, mění se skladba pěstovaných plodin, která se omezila na několik málo komerčně zajímavých rostlin, často pěstovaných na nepotravinářské účely. Omezení střídání plodin a především absence organické hmoty vede k degradaci půdy a snížení schopnosti zemědělské krajiny zadržet vodu.

A co se týče změny klimatu, dovolím si jen pár faktů. Za posledních 150 let se teplota na území ČR zvýšila o cca 1,1 °C a množství srážek zůstává stejné. Vyšší teplota znamená vyšší výpar, a tím je voda více ve formě vodní páry v atmosféře a chybí v půdě. Od teplejšího povrchu se více energie předává do atmosféry. Více energie v atmosféře znamená více hydrometeorologických extrémů. Rovněž platí, že díky silnějšímu zahřátí aktivního povrchu (půdy, vegetace apod.), zvláště v letních měsících, zesilují vzestupné vzdušné proudy, které brání výskytu tzv. zahradnických dešťů, a více se objevují intenzivní srážky, často s erozním či dokonce povodňovým dopadem. Ano, množství srážek zůstává v roční sumě stejné, ale mění se jejich rozložení. Mimochodem, pokud by vás zajímala průměrná roční teplota ČR (průměr 1800–2016 = 7,0 °C), v posledních třiceti letech (1987–2016 = 8,3 °C), resp. poslední tři roky 2014 = 9,4 °C, 2015 = 9,4 °C a 2016 = 8,7 °C. Tyto tři roky patřily k nejteplejším rokům (2014 a 2015 absolutně nejteplejší) od poloviny 18. století. V tomto kontextu lze konstatovat, že nic nenaznačuje, že by se vzestupný teplotní trend měl změnit a začít klesat.
 

Jaké změny lze očekávat na území České republiky v polovině 21. století?

Pro popis dopadů změny klimatu jsme vytvořili veřejnosti určený web www.klimatickazmena.cz, kde si jeho návštěvník může prohlédnout dopady změny klimatu nejen na zemědělství a lesnictví, ale i na výskyt meteorologických extrémů, změnu vodního režimu a dopady na krajinu. Na portálu pracujeme s třemi různými scénáři chování lidstva (nejpravděpodobnější je tzv. RCP 4.5), pěti různými klimatickými modely (střední odhad, spíše vlhčí či spíše sušší charakter klimatu), vše pro tři časové horizonty 2021–2040, 2041–2060 a 2081–2100.

Zajímavé je, že všechny modely se shodují ve zvyšování teploty. Není divu, emise jsou již v atmosféře a pro příštích dvacet let nepomohou žádná opatření. Bude pokračovat zvyšování teploty.
 

Jaké sektory jsou nejohroženější a proč?

Jednoznačně zemědělství a lesnictví. Z pohledu zemědělství, ale i vinařství, ovocnářství či zelinářství rozhoduje o úspěchu daného ročníku výskyt hydrometeorologických extrémů. V teplejších zimách je více kapalných srážek a méně sněhových, voda se neakumuluje ve sněhové pokrývce a více odtéká. Zimní měsíce tvoří období, kdy se především ze sněhu doplňují zásoby podzemních vod. Bez něj se tento proces zpomaluje. A někdy se díky absenci sněhu ani nenasytí půdní profil, což je zásadní pro úspěšný start polních plodin na jaře. Navíc, bez sněhu plodiny, zvláště v nižších polohách, více vymrzají. Teplejší klima přináší prodloužení doby vegetace. Rozkolísané nástupy jar budou začínat dříve a otevřou se tak delší časová okna pro vpády studeného vzduchu, což stále častěji budou pociťovat (a již pociťují) obzvláště ovocnáři a vinaři, ovšem i zemědělci, protože polní plodiny dříve spotřebují vodu v půdě, a tím pociťujeme stále silněji pozdně jarní a letní sucho. Zvláště nižší polohy budou mít častěji roky, kdy jim plodiny v zimě při silných holomrazech (nízká teplota vzduchu bez sněhové pokrývky) vymrznou a na jaře budou trpět přísušky. Zvláště plodiny jarní, které nemají tak silný kořenový systém. Zásadní informací je zvyšující se podíl suchých (dlouhodobě prosychajících) půdních vlhkostních režimů na jižní Moravě a hlavně dramatická redukce promyvného režimu, a to i v pramenných oblastech. To následně ovlivní řadu procesů v půdě včetně akumulace organické hmoty. Bude pokračovat nárůst hydrometeorologických extrémů, které převážně souvisí s nedostatkem/nadbytkem vody. Jsou to spojené nádoby, dvě strany jedné mince. Více energie v atmosféře vede skutečně k vyšší frekvenci extrémních hodnot meteorologických prvků. A stále častější budou jejich kombinace. Jednou z nejvýznamnějších je časově současný výskyt vysokých teplot a sucha. To jsou pro rostliny již velmi limitující podmínky vedoucí k drastickému omezení růstu a produkce.

Samostatnou kapitolou je lesnictví. Jen jeden příklad. Smrky, naše nejvíce pěstovaná dřevina, často podléhají kůrovci. Víte, že zdravý smrk kůrovci často odolá? Ale strom oslabený suchem ne. A právě kombinace škůdců a sucha je důvod výrazného poškození našich lesů, především v nižších nadmořských výškách. Nejvíce tento jev pozorujeme v Olomouckém či Moravskoslezském kraji.
 

Je možné dopady zmírnit?

V dnešní době lze realizovat mnoho opatření. Základem všeho je však diagnóza. Zde bych v oblasti sucha odkázal na webový portál www.intersucho.cz, na kterém jsou v gridu 500 × 500 m v týdenním kroku publikovány mapy půdní vlhkosti a zemědělského sucha pro celou ČR. Navíc nabízí prognózu sucha až na 8 týdnů. Přehled o aktuálním suchu tedy máme a díky našim zpravodajům i o jeho aktuálních dopadech včetně snížení výnosů. Pokud hovoříme o zemědělském a hydrologickém suchu v krajině, tedy zvyšujícímu se nedostatku vody v půdě a ve vodních tocích, resp. nádržích, je plánována a realizována řada opatření proti dopadům sucha, ale současně také povodním. Nejde to hned, je to běh na dlouhou trať. Každé z nich má své ale. V určitých lokalitách potřebujeme nové nádrže nejen pro nadlepšení průtoků v době sucha, ale i pro zadržení velké vody, ale to znamená zaplavení krásného údolí. Jinde je potřeba změnit charakter krajiny, ale to naráží např. na neochotu zemědělců zmenšit kvůli jejich zakoupené velké mechanizaci velkoplošné půdní bloky, jinde by pomohlo změnit skladbu plodin, ale proč pěstovat něco, co neprodám? Půdě by pro zadržení vody rozhodně pomohla organická hmota, tedy především více skotů, ale dnešní kráva nadojí 2× více než kráva před dvaceti lety, a tedy při současné spotřebě a soběstačnosti mléka jich nepotřebujeme tolik. Potřebovali bychom nové trhy jak pro dojného, tak i masného skota. Bylo by výborné propojit vodohospodářské soustavy, ale budou chtít vlastníci na svých pozemcích věcná břemena? Když jsem u vlastníků a nájemců – proč by měl uživatel realizovat opatření proti suchu či erozi, když tím zvýší cenu pozemku, a tím fakticky za kvalitnější pozemek svůj budoucí nájem? Na mnoha místech by se měly vybudovat kapkové závlahy a opět jsme u vlastnických vztahů. Kilometrový páteřní kanál půjde přes pět vlastníků a jeden řekne, že toto břemeno nechce. Jak to asi dopadne? Je to o motivaci vlastníků, ale i uživatelů půdy. Je to také o vhodném načasování, pokud by stát po roce 1997 či 2002 razantně zasáhl, nikdo by proti protipovodňovým opatřením včetně nádrží neprotestoval. Ale lidská paměť je krátká. Kromě toho jsou to všechno investice ve výši stovek miliard. Ale je to o prioritách. Pokud stát najde především legislativní a motivační nástroje, půjde to.
 

Konají příslušná ministerstva? A existují dotační pobídky? A jaké by měly být?

Opatření, jak zadržet vodu v krajině, jsou častým námětem na MŽP a MZe. Především tato ministerstva a na ně napojené ústavy, jako jsou např. Státní pozemkový úřad, podniky Povodí, či vodoprávní úřady, jsou zodpovědní za strategie boje se suchem. A je jim ke cti, že se touto problematikou zabývají. Otázkou je, zda máme v současnosti „osvícené ministry“, nebo nás dopady měnícího se klimatu již významně dostihly. S největší pravděpodobností jde o kombinaci obojího. Směr dotačních titulů musí jít jednak do krajiny a její schopnosti zadržet vodu, ale i do technologií, např. hospodaření v suchem ohrožených oblastech či hospodaření s vodou na úrovni jednotlivce a obcí. Je pozitivní, že jdou tímto směrem již i současné dotační tituly, ať již z MZe, jako je Podpora retence vody v krajině – rybníky a vodní nádrž, Prevence před povodněmi, Podpora konkurenceschopnosti agropotravinářského komplexu – závlahy, či přímo na využití srážkové vody. Jako poslední vyhlásilo MŽP titul Dešťovka pro oblasti postižené suchem, kde podporuje budování zahradních nádrží, ale i sofistikovanější systémy na přečištění již využité vody pro její opětovné využití. Je-li parametrem úspěšnosti dotačního titulu (ne o všechny je vždy 100% zájem) rychlost vyčerpání, pak rozhodně úspěšný byl.
 

Má na dotační politiku vliv věda a výzkum?

Výzkumné prostředí v dané oblasti, ve kterém vznikají relevantní vědecké práce, je tvořeno širokým týmem expertních organizací. Například na klíčové publikaci s názvem Sucho v českých zemích: minulost, současnost a budoucnost (mj. ke stažení v aktualitách na www.intersucho.cz) se podílelo 45 autorů. Tým vedli odborníci z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR, Masarykovy univerzity, Mendelovy univerzity v Brně, ale spolupracovali na něm fakticky všechny oborově zaměřené VaV organizace u nás. Nejen tato publikace, o kterou byl i mezi pracovníky ministerstev značný zájem, ale i vyžádané semináře s touto problematikou na MZe či diskuse na MŽP dávají podněty pro zodpovědné pracovníky obou sektorů na tvorbu dotačních titulů. Jsme zváni do odborných komisí, kde sdělujeme své poznatky o vodě v krajině a o dopadech změny klimatu. Obdobně často diskutujeme s pracovníky příslušných ministerských odborů informace z našich expertních webů o aktuálních, ale i očekávaných údajích o vodě v krajině. Samotná tvorba dotačních titulů nepatří do naší kompetence, ale informace, na základě kterých vznikají, jsou s námi v posledních letech konzultovány.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Historické civilizace vyschly, archeologové je nachází pod nánosy písku. Nejstarší velká civilizace byla v Mezopotámii na území dnešní Sýrie mezi řekami Eufrat a Tygris. Záběry ze Sýrie můžeme vidět každý den – je to vyschlá země bez stromů, bez vegetace, bez vody. Jakou chybu udělaly historické civilizace, že vyschly, poučili jsme se?

Ilustracni-fotografie-7

Nepoučili jsme se, opakujeme jejich chyby v globálním měřítku a za pomoci strojů. Lidé kolonizují lesnatou krajinu s močály, vypalují lesy a zakládají pole a pastviny. Les totiž uživí pouze 1–2 osoby na km2. Jak populace roste, přeměňuje les na zemědělskou půdu. Hlavní zemědělské plodiny jsou obilniny a ty vznikly ze stepních rostlin, nesnesou zatopení vodou. Zemědělec proto odvodňuje pole, odvodňuje mokřady, odvodňujeme i města, abychom se zbavili komárů, malárie a nenosili na botách bláto domů. Ideálem pořádku je vydlážděná plocha a krátce sekaný trávník. Krajina postupně vysychá, přehřívá se sluncem, přestávají mlhy, netvoří se rosa, ubývá drobných odpoledních srážek. Jak výpar převládá nad srážkami, člověk přivádí vodu z kopců, racionálně zavlažuje, tj. dává vodu jen plodinám, holá půda se přehřívá, ohřátý vzduch odnáší vodu z krajiny, půda se postupně zasoluje. Vody, které bylo kdysi nadbytek, se nedostává, zemědělství upadá, hlas zemědělců není ve městě vyslyšen, nastává nedostatek a rozklad impéria. Tak popisuje rozvoj a úpadek civilizací archeolog Clive Ponting ve své knize Green History of the World, The Environment and the Collapse of Great Civilizations.

Na území České republiky bylo od roku 1948 do konce 80. let rozoráno na 270 000 ha luk a pastvin, 145 000 ha mezí (což odpovídá délce 800 000 km), 120 000 km polních cest, 35 000 hájků, lesíků, remízků a bylo odstraněno na 30 000 km liniové zeleně, více než milion hektarů polí je odvodněno trubkovou drenáží, 14 000 km malých toků bylo napřímeno, zahloubeno a z toho 4 500 km toků bylo zatrubněno. Z naší krajiny zcela zmizela síť drobných toků. Na rozlehlých půdních blocích jezdí dnes vysokou rychlostí velké zemědělské stroje. Půda postupně ztrácí organické látky, nedrží vodu. Města se rozrostla a voda je svedena do kanalizace.

Za jasného dne ve vegetační sezoně od března do října přichází na metr čtverečný až 1 000 W sluneční energie, na 1 km2 tedy přichází 1 GW, což je množství energie srovnatelné s produkcí jednoho bloku Jaderné elektrárny Temelín. Pokud slunce svítí na odvodněné plochy bez vody a vegetace, tak se tyto plochy ohřívají na 50–60 oC, od nich se ohřívá vzduch, který unáší vysoko do atmosféry vodní páru a vysouší okolní stromy i vodní plochy. V lese je v parném létě chládek, protože se stromy ochlazují výparem vody, z lesa stoupá vodní pára jen pomalu vzhůru a voda se může vracet zpět jako drobný déšť poté, co vodní pára kondenzuje odpoledne a v noci zpět na vodu kapalnou. Nic takového se nemůže dít nad rozsáhlým odvodněným polem, betonovými povrchy parkovišť a rozsáhlými halami o povrchové teplotě 50 oC. Když v červenci v České republice sklidíme řepku a obilí, obnaží se na 18 000 km2 ploch bez vody a vegetace, které se ohřívají, a teplý vzduch, který z nich stoupá, představuje energii 4 000–6 000 GW. Takový sloupec horkého vzduchu brání přísunu vlhkosti od Atlantiku a rozpouští případnou oblačnost. Sedláci říkávali „na suché pole neprší“, sedláci téměř vymřeli a o klimatu a o vodě se jedná v klimatizovaných místnostech a více se dá na modely než na zkušenost hospodáře v krajině.

Na jednání poradního sboru Koncepce na ochranu před následky sucha pro území České republiky prosazovali přítomní odborníci protichůdné názory, například: „ rybníky nebudeme stavět, protože se z nich odpařuje mnoho vody v teplém letním počasí, z mokřadů se také odpařuje mnoho vody, a proto je nebudeme obnovovat. Z polí bez vegetace se voda nemůže odpařovat, protože tam není, tudíž suché plochy šetří vodu.“ Jiní tvrdí: „ úhyn lesa na Šumavě nemohl snížit vodnost pramene Vltavy, protože je přeci zřejmé, že suchý les odpaří méně vody nežli les živý.“ Jiní vědci kategoricky tvrdí: „ les je tmavý a otepluje planetu, protože absorbuje více sluneční energie než světlé pole.“ Další doporučují barvit plochy bíle, aby více odrážely světlo. Na vysvětlenou dodávám: z rybníků a mokřadů se vypařuje více vody proto, že ji odebírá suchý vzduch z odvodněných přehřátých ploch. Mokřady, podobně jako lesy, si udržují nízkou teplotu pod 30 oC, vzduch nasycený vodou z nich stoupá pomalu vzhůru a voda se může vracet v podobě drobného deště, rosy a mlhy. Mlha a oblačnost tlumí příkon sluneční energie a zabraňuje vzniku ranních mrazů. Ještě v 70. letech bývala brzy ráno i v létě hustá mlha od Veselí nad Lužnicí do Sezimova Ústí, srážela se nad blaty, nad mokrými loukami. Vzrostlý les na Šumavě vyčesával několik set mm horizontálních srážek ročně, uschlý les to nedokáže, naopak urychluje ztráty vody.

Současná klimatická věda se soustředila na zabránění vzrůstu průměrné globální teploty, který je údajně způsoben zvýšenou koncentrací skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý, metan a oxidy dusíku. Obáváme se vzrůstu průměrné teploty a přitom častěji zmrznou meruňky, broskve a na jihu Čech i borůvky. Problém je v odvodnění a nedostatku vody způsobeném dlouholetým špatným hospodařením v krajině. Ve východní Africe klesla za posledních 50 let plocha lesa z 60 % na 2 %. Z lesů stoupal vlhký vzduch do vysokých hor a tam přirůstal ledovec, dnes ledovec odtává následkem přísunu ohřátého vzduchu z odvodněných a odlesněných nížin. Španělsko ztratilo vodu poté, co byly vykáceny lesy na stavbu lodí. Kolumbus, když připlul k Jamajce, zapsal: „každý den odpoledne zde prší, tak tomu bývalo na ostrovech u Španělska, než jsme vykáceli lesy.“ Na území USA bylo od příchodu Evropanů odvodněno na 46 milionů hektarů mokřadů a nahrazeno zemědělskými plodinami, vzduch se na takové ploše ohřívá energií 175 000 GW, vytváří se tepelné rozdíly, kterými jsou poháněna tornáda a teplý vzduch se přesouvá i nad oceán.

Pod každým metrem čtverečním půdy chybí u nás několik set litrů vody, ta je v oceánu. Náprava je možná jedině soustavným zadržováním vody v krajině na plochách, na půdních blocích a podporou trvalé vegetace. Zemědělská produkce klesnout nemusí, zemědělská produkce klesá následkem sucha. Nejsušší oblasti jsou právě tam, kde je odvodněná zemědělská půda, to platí i pro Slovensko a území východního Německa. Potřebujeme zadržet dešťovou vodu a ochladit území výparem vody přes vegetaci, potom se bude voda do chladné krajiny vracet. Suchá území dále vysychají, naopak krajina ochlazovaná vegetací přitahuje dešťové srážky. Veřejnost musí žádat od vědců jasná vysvětlení a vědci by se měli zodpovídat z toho, co hlásají. Zatím vysycháme a opakujeme chyby předchozích civilizací.

Začátkem června jsme byli v Turkmenistánu na konferenci států Střední Asie o vodě a klimatu. Aralské jezero vyschlo a prohlubuje se nedostatek vody v celé oblasti. Obloha je zde bez mraků mírně zastíněna všude přítomným drobným prachem z písku. Naměřili jsme příkon slunečního záření do 800 W.m-2, tedy méně než u nás za jasného dne. Teplota v Ašchabádu a okolí byla ovšem nad 35 oC, tedy vyšší než u nás. Teplotu zvedají odlesněné okolní svahy kopců a hor vyhřáté na 60 0C, z těch přichází horký vzduch a přehřáté plochy sálají do svého okolí. V okolí Ašchabádu vysazují stromy na úctyhodné ploše 2 500 km2 ve snaze vrátit vodu a snížit prašnost. U každého stromku je hadička přivádějící závlahovou vodu.

U nás zatím necháváme les schnout s tím, že to nemá vliv na hydrologii území. Odstraňujeme stromy a travnaté plochy ve městech, zrychlujeme odtok vody. Zemědělská pole jsou kryta rostoucí vegetací jen několik měsíců v roce. Opakujeme chyby starých civilizací, nedivme se, že je sucho občas přerušené přívalovým deštěm, vždyť krajinu i města přeměňujeme systematicky ve step, místy v poušť.

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

Souhrn

Aktuální situace v oblasti ochranných pásem vodních zdrojů (dále také OPVZ) je v České republice dlouhodobě problematická, a to nejen z hlediska jejich vymezování, ale také správného nastavení opatření či dostupnosti dat veřejnosti. Ochranná pásma jsou v České republice vymezována již více než 50 let, přičemž mnohá z nich jsou stále v platnosti, a to i přes objektivní důvody ke změně.

Z hlediska legislativních nástrojů se vymezování OPVZ pohybuje v nesourodém prostředí. Jednak zde platí vyhláška č. 137/1999 Sb., kterou se stanoví seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů [1], jednak se vymezování OPVZ řídí zejména § 30 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých předpisů (vodní zákon) ve znění pozdějších předpisů [2]. Tím mohou vznikat odlišné postoje k celé problematice.

Korinek-1

Obr. 1. Silniční most dálnice D1 překračující vodárenskou nádrž Švihov u obce Píšť (2016)
Fig. 1. Road bridge of D1 highway crossing a water supply reservoir Švihov near the village Písť (2016)

Úvod

Historický vývoj vymezování OPVZ na našem území je z hlediska pochopení aktuální situace zásadní. Přístupy k ochranným pásmům se v minulosti lišily a je dnes obtížné nahlížet na všechna OPVZ jednotně.

Pokud je řeč o vodním zdroji, který má speciální ochranu stanovenou před rokem 1955, dá se očekávat, že v příslušném dokumentu správního úřadu bude uvedeno území, na kterých platí určité zásady a podmínky. V tomto případě nebude zřejmě ještě použit pojem „ochranné pásmo vodního zdroje“, každopádně však toto opatření bylo v té době platné a pro dotčené subjekty závazné.

S účinností zákona č. 11/1955 Sb., o vodním hospodářství stanovoval vodohospodářský orgán po provedeném řízení již ochranná území. Ochrana vodních zdrojů se stala záležitostí nejen vodohospodářů, ale také hygienických orgánů. V této souvislosti byly vydány směrnice Ministerstva zdravotnictví a Ústřední správy vodního hospodářství č. 14/1954 Sb., Hygienické předpisy pro stanovení pásem hygienické ochrany kolem zdrojů určených k hromadnému zásobování pitnou a užitkovou vodou.

K další změně došlo vydáním zákona č. 20/1966 Sb., o péči o zdraví lidu. Zde bylo k určitým úkonům, mj. i k vymezení pásem hygienické ochrany (dále také PHO), zapotřebí závazného posudku orgánu hygienické služby. Jak vyplývá z názvu typu vymezení – pásma – jednalo se o ochranu plošnou, zpravidla v celém povodí jednotlivých vodních zdrojů.

Výše uvedené předpisy vzniklé po roce 1955 lze považovat za počátky koncepce speciální ochrany vodních zdrojů.

Dalším zásadním krokem bylo vydání zákona č. 138/1973 Sb., o vodách a směrnice Ministerstva zdravotnictví a hlavního hygienika ČSR č. 51/1979 o hlavních hygienických zásadách pro stanovení vymezení a využívání ochranných pásem vodních zdrojů určených k hromadnému zásobování pitnou a užitkovou vodou a pro zřizování vodárenských nádrží. Ta byla registrována v části 20/1979 Sbírky zákonů jako obecně závazný předpis. Právě v době platnosti těchto dokumentů bylo na území České (resp. Československé) republiky jednotnou metodikou navrženo několik set pásem hygienické ochrany vodních zdrojů povrchových a podzemních vod. Jednotný byl v podstatě také soubor zákazů a omezujících činností vztahujících se na území stanovených ochranných pásem. Principiálně bylo kolem každého jímacího objektu vymezeno pásmo hygienické ochrany 1. stupně a dále dvě části pásma hygienické ochrany 2. stupně – vnitřní a vnější. U vnitřní části byla většinou vypočítána nebo odhadnuta doba 50 denního zdržení vody v horninovém prostředí, u vnější části pak bylo počítáno s infiltračním povodím daného vodního zdroje. Celá řada takto správním rozhodnutím vodohospodářských orgánů stanovených pásem je v platnosti do dnešní doby, protože tato správní rozhodnutí nebyla později zrušena ani nebyla časově omezena.

Pásma stanovená těmito postupy vycházela z poměrně nepřesných dat, resp. určité nejistoty přirozeně vyplývaly z reálného nedostatku potřebných údajů. V celé řadě případů se jedná o pásma příliš rozsáhlá či centricky stanovená, která mnohdy ani nerespektovala směr přítoku vody k jímacímu území. Rovněž tento přístup často nerespektoval místní specifické hydrogeologické systémy.

K první změně v rámci samostatné České republiky došlo po vydání zákona č. 14/1998 Sb. (tzv. Malá novela vodního zákona), resp. vyhlášky MŽP č. 137/1999 Sb., kterou se stanoví seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů a která současně zrušila směrnici č. 51/1979. Zásadní změnou byla redukce ochranných pásem pouze na dva stupně a dále vznik institutu individuálního posouzení jak rozsahu ochranných pásem, tak návrhů limitujících činností s tím, že budou odvozeny především od analýzy rizika ohrožení vydatnosti, jakosti nebo zdravotní nezávadnosti vodního zdroje [3].

V současné době se OPVZ podle ustanovení § 30 vodního zákona (tzv. Velká novela vodního zákona) stanovují za účelem ochrany vydatnosti, jakosti a zdravotní nezávadnosti vodního zdroje využívaného nebo využitelného jen pro zásobování pitnou vodou. Uvedený způsob ochrany vodních zdrojů je tzv. speciální ochranou vodních zdrojů, která je zcela individuálně stanovena vždy pro konkrétní území individuálním správním aktem příslušného vodoprávního úřadu, tj. jeho správním rozhodnutím, podle zákona č. 500/2004 Sb., správní řád, resp. opatřením obecné povahy po novele vodního zákona zákonem č. 150/2010 Sb. [4, 5].

Podle § 30 odst. 13 vodního zákona č. 254/2001 Sb. Ministerstvo životního prostředí ČR zmocnění vyhláškou stanoví seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů. Tato vyhláška však od doby vzniku současného vodního zákona (za 15 let jeho platnosti) nebyla přijata, takže i nadále platí s vodním zákonem ne zcela kompatibilní vyhláška původní č. 137/1999 Sb.

Metodika, podklady

Návrh aktualizace legislativních nástrojů a metodických postupů pro stanovení ochranných pásem vodních zdrojů byl zpracován v roce 2016 v rámci projektu Podpora výkonu státní správy v oblasti voda, část Odborná podpora legislativních předpisů v rámci vodního hospodářství, jehož zadavatelem bylo Ministerstvo životního prostředí ČR a zpracovatelem Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce.

Metodicky bylo nutno vycházet z relevantních aktuálně platných právních předpisů a dále z metodických dokumentů a doporučení, přestože tyto nebyly doposud uvedeny v platnost. Hlavní obecně závazné právní předpisy jsou:

  • zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů,
  • vyhláška MŽP č. 137/1999 Sb., kterou se stanoví seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů.

Mezi další relevantní právní předpisy patří:

  • vyhláška č. 501/2006 Sb., o obecných požadavcích na využívání území,
  • vyhláška č. 26/2007 Sb., kterou se provádí zákon č. 265/1992 Sb., o zápisech vlastnických a jiných věcných práv k nemovitostem, ve znění pozdějších předpisů, a zákon č. 344/1992 Sb., o katastru nemovitostí České republiky (katastrální zákon), ve znění pozdějších předpisů, (katastrální vyhláška),
  • zákon č. 334/1992 Sb., o ochraně zemědělského půdního fondu,
  • zákon č. 289/1995 Sb., o lesích,
  • vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby,
  • vyhláška č. 590/2002 Sb., o technických požadavcích na vodní díla,
  • zákon č. 139/2002 Sb., o pozemkových úpravách,
  • zákon č. 326/2004 Sb., o rostlinolékařské péči a o změně některých souvisejících zákonů.

Problematickou oblastí při tvorbě OPVZ je také doposud nerealizované sjednocení postupů pro stanovování a změny ochranných pásem. Poslední verze připravovaných dokumentů, které byly zpracovateli poskytnuty, pochází z roku 2012:

  • Tvorba metodik pro vymezování ochranných pásem vodních zdrojů, závěrečná zpráva, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i., Praha, únor 2012,
  • Metodika pro zpracování dokumentace ochranných pásem povrchových vodních zdrojů, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i., Povodí Vltavy, státní podnik, Praha, únor 2012,
  • Katalog opatření OPVZ, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i., Povodí Vltavy, státní podnik, Praha, únor 2012,
  • Ideový návrh směrnice pro stanovení ochranných pásem vodních zdrojů podzemní vody, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i., Povodí Vltavy, státní podnik, Praha, únor 2012,
  • Metodické doporučení k § 2, odstavec 3 a 4, vyhlášky č. 137/1999 Sb. po její navrhované změně, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i., Povodí Vltavy, státní podnik, Praha, únor 2012 [6].

V rámci úkolu Aktualizace ochranných pásem vodních zdrojů řešeného rovněž v rámci projektu Podpora výkonu státní správy v oblasti voda je dlouhodobě prováděna aktualizace a ověření správnosti geoprostorových a dokumentačních dat ochranných pásem vodních zdrojů a vodárenských nádrží z podkladů získaných od krajských vodoprávních úřadů a vodoprávních úřadů obcí s rozšířenou působností, popř. od správců povodí nebo uživatelů vodních zdrojů. Jedná se o tyto typy podkladů:

geoprostorová data OPVZ v některém z běžně používaných datových formátů pro GIS nebo CAD (ESRI shapefile, ESRI personal nebo file geodatabase, .dwg, .dxf, .dgn), ideálně s polygonovou geometrií a připojenými atributními informacemi, skenované dokumenty (vodoprávní rozhodnutí, mapové podklady) vztahující se k jednotlivým OPVZ, papírové dokumenty zaslané na adresu VÚV TGM.

Podnětem pro změnu stávajících dat jsou také podněty od Ministerstva životního prostředí, Ministerstva zemědělství, Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského, zemědělských družstev, popř. dalších subjektů, které naleznou chyby ve vymezení ochranných pásem.

Zásadním zdrojem informací v rámci řešení projektu byly realizační a provozní zkušenosti státních podniků povodí a subjektů z oblasti provozu vodohospodářských infrastruktur.

Výsledky a jejich diskuse

Aktuální situaci v oblasti ochranných pásem vodních zdrojů lze definovat třemi základními problematickými okruhy:

  • neaktualizované legislativní prostředí,
  • absence oficiálních metodických nástrojů a postupů pro stanovení, změny a zrušení ochranných pásem vodních zdrojů pro povrchové a podzemní vody,
  • absence aktuální a řádně vedené jednotné evidence OPVZ v rámci ČR.

V návaznosti je pak zapotřebí věnovat prostor k analýzám následujících otázek:

  1. potřebě zavedení všech OPVZ (včetně PHO) do katastru nemovitostí,
  2. aktualizace a sjednocení postupů pro náhrady za omezení užívání nemovitostí a prováděných činností v OPVZ,
  3. stanovení potřeby a povinnosti pro případné přehodnocování OPVZ (včetně PHO) podle vývoje jakosti, vydatnosti nebo zdravotní nezávadnosti vodního zdroje nebo místních podmínek.

Základní teze

Aby bylo při řešení problému dosaženo jednotného a koordinovaného přístupu, je nutno stanovit základní teze a vytyčit si cíle, na které je bezpodmínečně nutné se zaměřit. Ochrana vodních zdrojů by proto měla být vnímána jako zcela zásadní společenský problém a nezbytná potřeba. Jejich ochranu je nutno jednoznačně vnímat jako veřejný zájem nadřazený všem jiným zájmům v území včetně zemědělského obhospodařování pozemků tak, jak je to již stanoveno vodním zákonem (§ 30 odst. 1).

Vzhledem k existujícím podmínkám v řadě ochranných pásem I. stupně (např. mosty dálnice D1 vedoucí přes vodárenskou nádrž Švihov, obr. 1) je třeba zvážit nutnost úplného uzavření ochranného pásma I. stupně zákazem vstupu pro kohokoliv mimo odběratele vody z vodního zdroje nebo subjektu s právem hospodařit s vodárenskou nádrží. Je třeba vzít v úvahu, že v těchto územích budou i jiní vlastníci nemovitostí, než je odběratel vody nebo stát, a zákazem vstupu a vjezdu do ochranného pásma I. stupně je jen nepřiměřeně zasahováno do jejich vlastnických práv. Na tom nic nemění ani fakt, že stanoveným úředním postupem lze pro vlastníky nemovitostí získat přístup k jejich majetku – § 30 odst. 7 vodního zákona. Tento postup je zbytečně administrativně náročný.

Vodním zákonem je jasně stanoveno, že „stará“ ochranná pásma (například PHO – pásma hygienické ochrany) se považují co do rozsahu za ochranná pásma stanovená opatřením obecné povahy (přechodné ustanovení zákona č. 150/2010 Sb., kterým se mění zákon č. 254/2001 Sb.). Velmi problematické se však toto ustanovení jeví v tom, že vyžaduje, aby každá případná změna existujícího OPVZ byla provedena tak, že se celé OPVZ stanoví znovu opatřením obecné povahy. To velmi komplikuje situaci při nutných změnách existujících OPVZ, zvláště jsou-li velmi rozsáhlá. Fakticky lze vidět silné tendence toto ustanovení nerespektovat z logických a praktických důvodů. Potřeba zvážit tento princip je tedy velmi silná a musí být řešena při nejbližší novele vodního zákona.

Korinek-2
Obr. 2. Vodárenská nádrž Šance na řece Ostravici (2014)
Fig. 2. Water supply reservoir on the river Ostravice (2014)

Ochrana nemovitosti zapsané v katastru nemovitostí by měla být vždy na celou parcelu (parcelní číslo) i v případě, že hranice ochranného pásma probíhá mimo hranice jednotlivých parcel. Tato skutečnost odpovídá současným možnostem evidence katastru nemovitostí a potřebě navrhovatelů OPVZ.

Rozhodnutím Ministerstva zemědělství ze dne 19. 5. 1998 bylo uloženo tehdejším akciovým společnostem Povodí zajistit postupy pro poskytování náhrad za omezení užívání nemovitostí v ochranných pásmech vodárenských nádrží ve vlastnictví subjektů Povodí podle Metodického pokynu k uplatňování náhrad za omezení užívání nemovitostí v ochranných pásmech vodárenských nádrží podle § 19 odst. 5 a 6 zákona č. 138/1973 Sb., o vodách, ve znění zákona č. 14/1998 Sb. Poskytování náhrad bylo uloženo realizovat na základě písemných žádostí vlastníků pozemků, popř. nájemců pozemků (na základě plné moci od vlastníků pozemků), a následně písemně uzavřených smluv. Poté vydalo MZe Metodický pokyn k postupu státních podniků Povodí při poskytování náhrad za omezení užívání nemovitostí v ochranných pásmech vodních zdrojů podle § 30 odst. 11 zákona č. 254/2001 Sb. Pokyn v článku 2 připustil možnost dohody mezi podnikem Povodí a vlastníkem, popř. uživatelem, bude-li k tomu zmocněn vlastníkem, o paušální náhradě, nebude-li hrazeno prokázané omezení užívání nemovitostí. Zároveň tento metodický pokyn stanovil v článku 4, že postup při uplatňování a vyplácení náhrady za omezení užívání nemovitostí se řídí metodickým pokynem z roku 1998 až do doby, kdy budou všechna ochranná pásma vodárenských nádrží stanovena nově podle platného vodního zákona.

Je zřejmé, že paušální náhrady stanovené před dvaceti lety již neodpovídají současnosti, a bylo by je třeba i několikanásobně zvýšit tak, aby byly uspokojeny oprávněné nároky vlastníků, popř. uživatelů pozemků. Zároveň je vhodné v odborné diskusi probrat i otázku možných kompenzací pro vlastníky a uživatele pozemků za dobrovolné a vhodné hospodaření v ochranných pásmech bez použití prostředků na ochranu rostlin – např. zatravnění pozemků.

Některá ochranná pásma vodních zdrojů, stanovená poměrně dávno v minulosti, jsou oficiálně stále platná a musí být respektována, pokud nebudou zrušena. Proto je třeba zvážit možnost stanovení „zániku ochranných pásem vodních zdrojů“, popř. povinnosti jejich pře-vymezení, nebudou-li v nějakém termínu stanoveném zákonem zaevidována v katastru nemovitostí.

Úpravy a změny legislativního prostředí ve vazbě na OPVZ

Novelizace a změny legislativních nástrojů s cílem sjednotit postupy při vymezování, změnách a rušení OPVZ jsou v současné situaci stěžejní záležitostí. Úpravy je nutno provést v platném vodním zákoně a v dalších relevantních právních předpisech a zároveň je třeba vydat novou prováděcí vyhlášku, která naplní zákonné zmocnění a nahradí zastaralou vyhlášku č. 137/1999 Sb. Diskuse kolem řešení problematiky probíhají již řadu let, realizace se však stále odkládá. Vzhledem k omezenému rozsahu příspěvku je v následující části věnována pozornost pouze vodnímu zákonu a vyhlášce č. 137/1999 Sb.

Vybrané návrhy novely vodního zákona

20 odst. 3

Na základě změny vyhlašování ochranných pásem vodních zdrojů formou opatření obecné povahy je zapotřebí upravit slovní formulaci v následujícím odstavci. Místo slova rozhodnutí se užije slovní spojení opatření obecné povahy.

„Vodoprávní úřad je povinen zaslat příslušnému katastrálnímu úřadu údaje potřebné k evidenci ochrany území podle odstavce 2 do 30 dnů ode dne nabytí účinnosti opatření obecné povahy, kterým byla tato ochrana území vymezena.“

V této souvislosti se rovněž diskutuje varianta, kdy by výše uvedená povinnost, kontaktovat katastrální úřad a evidovat stanovené ochranné pásmo v katastru nemovitostí, byla přesunuta na ten subjekt, který podal návrh na stanovení ochranného pásma.

30 odst. 5

Na konci textu se doplní věta: „Ochranné pásmo II. stupně se nestanoví v případech, kdy obecná ochrana vod a stanovení území ochranného pásma I. stupně v daných místních podmínkách dostatečně zajišťují ochranu vydatnosti, jakosti a zdravotní nezávadnosti vodního zdroje.“

Tento požadavek byl původně ve vyhlášce č. 137/1999 Sb. Znění povinnosti je dostačující, mělo by ale být přímo součástí zákona a odpovídajícího odstavce.

Zákaz vstupu a vjezdu do OPVZ I. stupně – § 30 odst. 7

Stanovená ochranná pásma vodních zdrojů jsou v některých případech velmi rozsáhlá a v řadě případů jsou situována v zastavěném území nebo území silně zemědělsky obhospodařovaném. Je proto prakticky nemožné, aby zákazy vstupu a vjezdu do ochranných pásem I. stupně byly skutečně dodržovány. Kromě toho povolování výjimek pro vstupy a vjezdy vlastníků pozemků, uživatele pozemků, pracovníky různých služeb, zásobování, zdravotní péče apod. by znamenalo nepřiměřené a nadbytečné administrativní zatížení vodoprávních úřadů.

Je proto logické ponechání v kompetenci příslušného vodoprávního úřadu při stanovení nebo změně ochranného pásma, i vymezení okruhu osob, které smí do ochranného pásma I. stupně vstupovat a za jakých podmínek.

„Do ochranného pásma I. stupně je zakázán vstup a vjezd, nestanoví-li vodoprávní úřad rozhodnutím nebo opatřením obecné povahy jinak nebo nebylo-li jinak stanoveno podle předchozích předpisů při stanovení ochranných pásem vodního zdroje.“

Náhrady za omezení užívání nemovitostí v OPVZ – § 30 odst. 11

Náhrady za omezení užívání zemědělských pozemků vlastníkům zemědělských pozemků jsou prakticky rovněž problematické. Vzhledem ke skutečnosti, že na většině zemědělské půdy v České republice nehospodaří její vlastníci ale uživatelé (nájemci, pachtýři), je otázkou, kdo z těchto subjektů by měl být příjemcem této náhrady.

Naprostá většina zemědělských pozemků je pronajata na základě dlouhodobých nájemních smluv, jejichž změna je problematická, a to převážně pro odpor uživatelů zemědělských pozemků. Je proto velmi komplikované, jestliže náhradu za omezení užívání zemědělských pozemků mohou získat jen jejich vlastníci. Prakticky to proto funguje tak, že náhrady za omezení jejich užívání inkasují jejich nájemci, na základě plných mocí od vlastníka, pokud mezi nimi dojde k dohodě.

Prakticky by tedy byly v OPVZ vypláceny dvě různé náhrady – vlastníkům pozemků např. za změnu druhu pozemku (např. orná půda na trvalý travní porost) a dále nájemcům zemědělských pozemků za omezení zemědělského obhospodařování.

„Za prokázané omezení vlastnictví pozemků a staveb v ochranných pásmech vodních zdrojů náleží vlastníkům těchto pozemků a staveb náhrada, kterou jsou povinni na jejich žádost poskytnout v případě vodárenských nádrží vlastníci vodních děl umožňujících v nich vzdouvání vody, v ostatních případech oprávnění k odběru vody z vodního zdroje; je-li jich více, poměrně podle povoleného množství odebírané vody. Nedojde-li o poskytnutí náhrady k dohodě, rozhodne o jednorázové náhradě soud. Náhrada za omezení obhospodařování zemědělských pozemků náleží jejich uživatelům (nájemcům, pachtýřům) podle zvláštního předpisu.“

Princip stávající právní úpravy je však jiný. Náhrady mají být vypláceny pouze vlastníkům pozemků a vztah mezi vlastníkem a nájemcem má být řešen v nájemní nebo pachtovní smlouvě, kde by případné řešení náhrad za omezení obhospodařování zemědělských pozemků měly být mezi vlastníkem a nájemcem jasně definovány a popsány.

Přechodná ustanovení

Za účelem řešení nevyhovujícího stavu OPVZ je vhodné také upravit přechodná ustanovení vodního zákona.

V minulosti bylo stanoveno velké množství pásem hygienické ochrany a OPVZ rozhodnutím příslušných správních orgánů. Jimi uložená omezení jsou stále platná. Vzhledem k tomu, že správní rozhodnutí o stanovení OPVZ bylo závazné jen pro účastníky těchto řízení, bylo by jejich vymáhání problematické u vlastníků nemovitostí, kteří nebyli účastníky původního řízení o stanovení OPVZ. Je proto otázkou, zda by bylo možné stanovit, že vymezení těchto ochranných pásem je závazné včetně obecných omezení užívání nemovitostí v nich včetně zákazů vstupu, omezení zemědělského obhospodařování pozemků, hospodaření v lesích atd. i pro právní nástupce původních vlastníků.

Druhá změna v přechodných ustanoveních by měla souviset s celkovou evidencí OPVZ (včetně PHO) na MŽP ČR a jejich záznamem v katastru nemovitostí.

Z hlediska veřejného zájmu je zcela žádoucí, aby byla v katastru nemovitostí vedena všechna OPVZ přinejmenším pro obecnou informaci související s možností využití pozemků a nemovitostí v těchto ochranných pásmech pro případné zájemce o koupi nebo užívání konkrétních nemovitostí.

Zároveň je vhodné, aby ta ochranná pásma stanovená v minulosti, u nichž již není využíván zdroj a není využitelným vodním zdrojem, a tudíž již nejsou nutná, zanikla samovolně v případě, že vlastník souvisejícího vodního díla neprokáže potřebnou aktivitu.

„Subjekty, které mají právo vodu z vodního zdroje odebírat, případně ti, kteří o takové povolení žádají, u vodárenských nádrží pak ti, kteří vlastní vodní díla sloužící ke vzdouvání vodní hladiny, jsou povinni nejpozději do …………….. předložit příslušnému katastrálnímu úřadu potřebné doklady pro vyznačení stanovených ochranných pásem stávajících vodních zdrojů dosud v katastru nemovitostí nevyznačených. Stanovená ochranná pásma v katastru nemovitostí po tomto datu nevyznačená se považují za zrušená.“

Základní rámec nové vyhlášky nahrazující vyhlášku č. 137/1999 Sb., kterou se stanoví seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů

Návrh vyhlášky vychází ze současných znalostí a postojů k problematice, zároveň jsou zohledněny určité zvyklosti, které jsou již v procesu stanovení a změn OPVZ obecně zažité. Vyhláška je rozdělena na dvě části, přičemž část první se týká Zásad pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů, část druhá pak obsahuje Seznam vodárenských nádrží. Zde je určitá změna také v tom, že název vyhlášky je nejprve zaměřen na jeho podstatnější část (OPVZ), následně na seznam nádrží – vyhláška Ministerstva životního prostředí, kterou se stanoví zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů a seznam vodárenských nádrží.

Část první by bylo vhodné rozdělit do tří paragrafů. V prvním by měla být řešena potřeba individuality každého takového procesu.

§ 1

  1. Ochranná pásma vodních zdrojů se stanovují na základě odborného posouzení stavu území a potřeb ochrany vydatnosti, jakosti a zdravotní nezávadnosti vodního zdroje ve vztahu k jeho hydrologickému nebo hydrogeologickému povodí.
  2. Ochranná pásma vodních zdrojů se navrhují individuálním postupem s přihlédnutím k zásadám pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů uvedených v této vyhlášce.

Druhý paragraf by měl být rámcovým přehledem všech potřebných a relevantních podkladů, které je zapotřebí předložit při stanovení či změnách OPVZ.

§ 2

  1. Podklady pro stanovení či změnu ochranných pásem zahrnují zejména:
    1. Popisné a technické údaje o vodním zdroji a odběru vody, jako jsou zejména způsob jímání, odběru, vodoprávní dokumentace, předpokládané podmínky zásobování pitnou vodou.
    2. Přírodní podmínky a charakteristika území zahrnující geomorfologické, hydrologické, klimatické podmínky, pedologické, geologické, hydrogeologické podmínky, ochranná pásma a ochranná území jiných zájmů podle zvláštních předpisů, územní plán, projekt technického řešení.
    3. Provozní podklady, výsledek terénního šetření a další relevantní podklady.
    4. Analýzu rizik ohrožení vydatnosti, jakosti nebo zdravotní nezávadnosti, která obsahuje analýzu jakosti vody, prognózu dalšího vývoje, ohrožení vodního zdroje vlivem přírodních poměrů, odběry vody, nakládání s vodami, nakládání se závadnými látkami, charakteristiku zástavby a hospodářského využívání území, údaje o bodových, plošných, difúzních zdrojích znečištění a činnostech, které mohou ohrozit vydatnost, jakost nebo zdravotní nezávadnost vodního zdroje a závěr analýzy rizik s odpovídajícím zdůvodněním.
    5. Návrh rozsahu ochranného pásma a jeho zdůvodnění svedením jímacích (odběrných) objektů, které jsou předmětem dokumentace, vymezení rozsahu ochranného pásma I. stupně, vymezení rozsahu ochranného pásma II. stupně, návrh ochranných opatření v ochranných pásmech, přikázaný režim činností v ochranném pásmu, pokud to místní podmínky vyžadují a závěrečné zhodnocení návrhu ochranných pásem a zdůvodnění ochranných opatření.

V třetím paragrafu by měly být stanoveny zásady, které jsou obecně už zažité, a to jak z pohledu zákonodárců, tak z pohledu veřejnosti. Zaměřen je na značení hranice OPVZ.

§ 3

  1. Hranice ochranných pásem se vyznačují na viditelných místech tabulemi s nápisem „ochranné pásmo I/II. stupně vodního zdroje“. V případě ochranného pásma I. stupně, kde je ze zákona stanoven zákaz vstupu a vjezdu, se doplní na tabuli nápis „Nepovolaným vstup zakázán“.
  2. Ochranné pásmo II. stupně se v terénu označuje obvykle pouze v místech se zvýšeným nebezpečím ohrožení nebo znečištění vodního zdroje a v místech křížení hranice ochranného pásma s komunikacemi. Probíhá-li hranice ochranného pásma vodní hladinou nádrže, umístí se tabule na plovoucí zakotvené bóje.

Dále k navržené vyhlášce patří příloha stanovující seznam vodárenských nádrží, kterých je evidováno 47. Zde by oproti původní vyhlášce nemuselo dojít k žádné změně.

V této podobě by nová vyhláška byla kompaktní se současným zněním platného (resp. novelizovaného) vodního zákona a systematicky by doplnila přehled všech pravidel a požadavků při stanovení či změně OPVZ.

Metodiky a metodické postupy

V roce 2012 byly pro Ministerstvo životního prostředí ČR zpracovány metodiky, které měly pomoci při stanovování a řešení změn OPVZ.

Cílem metodik je sjednocení pracovního postupu zpracování dokumentací OPVZ povrchových vod v celém rozsahu povodí povrchových vodních zdrojů a OPVZ podzemních vod.

Předmětem metodiky je tzv. speciální ochrana vodních zdrojů vycházející důsledně z požadavků ustanovení § 30 vodního zákona a nově navržené vyhlášky, kterou se stanoví zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů a seznam vodárenských nádrží.

Metodiky přesto nemohou postihnout všechny budoucí požadavky příslušných vodoprávních úřadů, které mohou být vzneseny k předložené dokumentaci v průběhu projednávání návrhu na stanovení OPVZ. Přesto však odpovídají současnému trendu a snahám o novelizaci legislativního prostředí v oblasti OPVZ. Podrobný rozbor metodik a zpracovaných podkladů však není možno z hlediska daného rozsahu příspěvku provést.

Projekt „Aktualizace ochranných pásem vodních zdrojů“ – současný stav, výsledky

Oddělení GIS a kartografie VÚV TGM, v. v. i., řeší v letech 2015–2017 projekt podpory výkonu státní správy Ministerstva životního prostředí ČR s názvem Aktualizace ochranných pásem vodních zdrojů a ochranných pásem vodárenských nádrží (dále také OPVN).

Cílem projektu je vytvořit prostorovou vrstvu správně zakreslených ochranných pásem vodních zdrojů s ověřenou platností a s připojeným vodoprávním rozhodnutím (resp. opatřením obecné povahy) v digitální podobě. V průběhu řešení byla navázána spolupráce se všemi krajskými úřady v ČR. Protože situace v evidenci pásem je v rámci jednotlivých krajů velmi odlišná, je nutné řešit získání a implementaci ověřených dat individuálně. V řadě případů je nezbytné oslovit vodoprávní úřady obcí s rozšířenou působností (VÚ ORP). Značnou část pásem je nezbytné editovat ručně – pročíst příslušný dokument, opsat z něj atributy do databáze a hranice pásma zdigitalizovat podle mapy. Je rovněž navázána spolupráce s Ministerstvem zemědělství ČR, Ústavem pro hospodářskou úpravu lesů, Českým úřadem zeměměřickým a katastrálním a podniky Povodí.

Vstupem do projektu aktualizace jsou dvě vrstvy Digitální báze vodohospodářských dat (DIBAVOD). Vrstva OPVZ vznikla na přelomu tisíciletí primárně digitalizací papírových vodohospodářských map. Databáze byla částečně plněna z dokumentů získaných z rušených okresních úřadů. Časem byla z vrstvy OPVZ vyčleněna samostatná vrstva OPVN. Od doby vzniku byla vrstva několikrát revidována. Tvorba komplexní databáze ovšem nebyla nikdy dokončena. Databáze v 03/2017 obsahuje 13 260 polygonů OPVZ a 1 373 polygonů OPVN. Protože během aktualizačních prací jsou ochranná pásma nejen editována, ale i rušena či vkládána zcela nová, je počet polygonů v čase proměnný.

Datový model vrstvy OPVZ vznikl na základě požadavků MŽP ČR a byl v průběhu řešení upravován a doplňován o řadu pracovních atributů. Datový model vrstvy OPVN bude přizpůsoben potřebám řešení a atributům podkladových vrstev podniků Povodí, které OPVN nejčastěji evidují ve formě prostorových dat.

Až v průběhu řešení projektu bylo postupně zjišťováno, jak komplikovaný úkol je aktualizovat všechna ochranná pásma v ČR. Pásem je mnoho, jejich evidence dlouhodobě neprobíhá konzistentně a není kontrolována. Vodoprávní úřady ve velké části případů vyhlašovaly ochranu svých vodních zdrojů v 80. či 90. letech minulého století (či ještě dříve). Dokumenty z té doby se díky několikanásobné změně struktury státní správy ale i zastaralé technologii dochovaly ve špatném stavu a někdy dokonce vůbec. Je proto velmi obtížné podklady od vodoprávních úřadů získat v použitelné podobě.

Další okolností, která přispívá k časové náročnosti řešení projektu, je neexistence jednotné struktury geoprostorových dat, ať již na krajských úřadech nebo na samotných VÚ ORP. Práce s geografickými informačními systémy je na nižších stupních státní správy spíše výjimečná. Tam, kde digitální formu zákresů pásem k dispozici mají, velice často nevěnují náležitou pozornost jejich věcné a datové správnosti.

V neposlední řadě práce komplikuje neochota některých VÚ ke spolupráci, ať již z důvodu nedostatečné kapacity, či frustrace z opakovaných požadavků různých subjektů na zasílání podkladů.

Samotná aktualizace OPVZ a OPVN je výsledkem několika činností. V případě datových sad z krajských úřadů jsou po více či méně náročné úpravě dat převzaty zákresy pásem a dokumenty vodoprávních rozhodnutí. U podkladů z VÚ ORP jsou jednotlivá pásma editována ručně. Polygony hranic pásem jsou opraveny podle zaslaných zákresů, atributová tabulka doplněna o informace z vodoprávních rozhodnutí a digitální podoba dokumentu je vložena do databáze.

V prvním čtvrtletí roku 2017 byla dokončena aktualizace OPVZ ze 4 celých krajů a 49 ORP (obr. 3). Celkem se jedná přibližně o 60 % ověřených polygonů pásem. Aktualizace vrstvy OPVN započala teprve na konci roku 2016 opravou prvních několika pásem. Další verze aktualizace bude připravená k odevzdání v červnu 2017. Do konce listopadu 2017 podle požadavku MŽP ČR musí být projekt dokončen.

Aktualizace OPVZ a OPVN tak, jak byla definována v předmětu projektu, je časově omezená činnost. Cílem má být vytvoření aktuální geodatabáze platných pásem, a to pouze těch, ke kterým je připojena digitální forma vodoprávních rozhodnutí. Pásma, ke kterým nebylo možné dohledat příslušné dokumenty, budou z databáze vyřazena bez ohledu na jejich platnost. Protože ale agenda ochrany vodních zdrojů probíhá kontinuálně, nová pásma jsou vyhlašována, stará měněna či rušena, je nezbytné s aktualizací pásem pokračovat. Tým řešitelů navrhl praktický způsob, jak databázi udržet aktuální. Postup využije zákonem danou povinnost vodoprávních úřadů evidovat veškerou dokumentaci týkající se (mimo jiné) OPVZ a OPVN ve vodoprávní evidenci. Zákresy nově vyhlašovaných pásem musí rovněž hlásit katastrálnímu úřadu. Tento postup vyžaduje spolupráci MŽP ČR ve věci finančního krytí a také kontroly a motivace VU ORP k vyplňování vodoprávní evidence. A také dohodu s ČÚZK s cílem najít cestu, jak získat prostorová data ochranných pásem z katastru nemovitostí s výhledem na pravidelnou aktualizaci vrstvy OPVZ a OPVN.

Vrstva OPVZ a OPVN je součástí (podkladovou vrstvou) systému Veřejného registru půdy (LPIS), který spravuje MZe ČR a podle kterého Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský kontroluje činnost zemědělských podniků. Chyba v zákresu pásma může ovlivnit způsob obhospodařování konkrétního půdního bloku, udělení pokut a dotační politiku. Je nezbytné prodiskutovat budoucí spolupráci MŽP a MZe ČR v této oblasti a zajistit pravidelnou a koncepční údržbu databáze.

 

Korinek-3
Obr. 3. Přehled stavu aktualizace ochranných pásem vodních zdrojů a ochranných pásem vodních nádrží k 15. březnu 2017
Fig. 3. Overview update status of water resources protection zones and buffer zones of water supply reservoirs on March 15, 2017

Převymezení OPVZ

Ačkoliv by se našla celá řada objektivních důvodů k přehodnocení některých současných OPVZ a k jejich následnému převymezení, samotný proces je do značné míry dosti komplikovaný. Zkušenosti subjektů, které přehodnocování OPVZ provádějí, upozorňují zejména na významnou časovou a personální zátěž během celého postupu, který v případě rozsáhlejších OPVZ může trvat i několik let. Dalším podstatným faktem je náročnost ekonomická, kterou správci povodí a vodohospodářské subjekty musí řešit za svých zdrojů. Pokud by proces převymezení OPVZ byl požadován legislativou, je nutné, aby se následně stát také podílel na jeho podpoře dotační formou ze zdrojů operačních programů a podobných opatření.

Závěr

Není v omezených kapacitních možnostech příspěvku probrat všechna současná úskalí, která se týkají ochranných pásem vodních zdrojů na našem území. V článku uvedené informace jsou názorem jeho autorů a je nepochybně zřejmé, že názorová základna k problematice bude mnohem širší a různorodá. Přesto by se výše uvedené pojednání mohlo stát jedním z iniciátorů mezioborové diskuse a konečnému vyřešení současného nevyhovujícího stavu.

Jak vyplývá z výše provedené analýzy, máme dnes poněkud nesourodé právní normy, kdy klíčová vyhláška č. 137/1999 Sb., kterou se stanoví seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů, jako prováděcí předpis k § 30 zákona č. 254/2001 Sb., tomuto zákonu chronologicky předcházela a v současné době je nevyhovující. Navíc po zrušení směrnice Ministerstva zdravotnictví č. 51/1079 není momentálně k dispozici žádný centrální podrobnější metodický nástroj ke stanovování OPVZ.

Ačkoliv se odborná veřejnost problematikou již dlouhé roky zabývá [7–9], kompetentní orgány problém OPVZ neřeší.

Subjekty, kterých se oblast práce s vymezováním, změnami a rušením OPVZ přímo dotýká, mají většinou zpracovány své interní postupy a metodiky, které jsou v maximální možné míře v souladu se současným legislativním prostředím a obecnými zvyklostmi. Přístup těchto institucí je zodpovědný, na druhou stranu však může být absence potřebných nástrojů potencionálním prostorem pro porušování zákonných předpisů, ať již z neznalosti a neinformovanosti, či s určitým záměrem.

Předložený návrh novelizace a úprav legislativních prostředků by měl být prvotním impulsem k další systematické činnosti v oblasti – provedení novelizací všech relevantních zákonných předpisů, následné sjednocení metodických postupů a systematické evidence OPVZ. Momentálně řešený projekt Aktualizace ochranných pásem vodních zdrojů by mohl být zásadním stavebním prvkem celého systému evidence všech platných ochranných pásem vodních zdrojů na území České republiky.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

V článku popsaný model používá stochastickou předpověď různé délky. Předpověď je vždy kratší než 1 rok. Pro adaptivní řízení je použita pouze první hodnota řady řízených odtoků. Řada předpovězených přítoků vody do nádrže je transformována na řadu řízených odtoků vody z nádrže. Stochastické řízení pracuje s rozptylem řízených odtoků. Stochastické řízení pracuje s vějířem možných hodnot. Článek popisuje konstrukci a vyhodnocení adaptivního stochastického modelu, který používá pro optimalizaci evoluční algoritmy. Model byl použit pro stochastické řízení zásobní funkce nádrže. Při zadání vstupů (předpovězené hodnoty přítoků) je modelem pro zvolenou pravděpodobnost překročení vypočten řízený odtok vody z nádrže. Model byl testován i validován na umělé vodní nádrži (profil Bílovice nad Svitavou) z důvodu dostupnosti dat. Model řídil nádrž logicky a při zvýšení celkového počtu předpovědí (z 300 na 500) se zlepšil celkový průběh řízení. Další zvyšování celkového počtu předpovědí nepřineslo výrazné zlepšení. Model využívající evoluční algoritmy by potřeboval velké množství strojového času, a proto byly výpočty prováděny v clusteru.

P8280190_edit

Úvod

V současné době jsou v praxi používány při řízení zásobní funkce nádrže převážně deterministické modely. Výhodou použití deterministický modelů je pouze jeden výstup (hodnota) řídicí veličiny, avšak při používání pouze jedné hodnoty dochází díky silnému zjednodušení problematiky ke ztrátě přesnosti řízení či mylnému vyhodnocení situace (předpověď se může výrazněji odlišovat od skutečnosti, která byla předpokládána) [1]. Oproti tomu stochastické řízení pracuje s určitým rozptylem hodnot řídicích průtoků s daným pravděpodobnostním rozdělením, a proto dochází k výrazně lepší aproximaci skutečné problematiky řízení. Výhodou stochastického řízení je výběr možnosti řízení pro danou pravděpodobnost scénáře. Výběr pravděpodobností nám poskytne vějíř možností.

Pro stochastické řízení můžeme při adaptivním způsobu řízení využít metodu Monte Carlo [2]. Její využití v oblasti vodohospodářského řešení nádrží naráží na omezení z hlediska výpočetní techniky (velké nároky na strojový čas). Pro vyhodnocení opakovaných náhodných stavů je zapotřebí minimálně 300 opakování výpočtu. Adaptivní řízení s použitím metody Monte Carlo a využitím tradičních algoritmů pro optimalizaci (kritériem optimalizace budeme v textu chápat odchylku mezi nadlepšeným a řízeným odtokem, která bude minimalizována) je vhodnou volbou pro stochastické řízení. Avšak výpočetní doba je pro běžné počítače neúnosná. Velké požadavky na výpočetní techniku jsou způsobeny především optimalizací, která je použita v každém časovém kroku, ve kterém opakovaně korigujeme řízení (vychází z principu adaptivity). Optimalizace využívá tradiční algoritmy (Diferenciální evoluci). Výpočty byly prováděny v clusteru, protože nároky na strojový čas u běžného počítače by byly neúnosné. Cílem je navrhnout algoritmus, který bude účinně minimalizovat ekonomické ztráty vzniklé z nedodávky vody (nesplněné hodnoty odtoku vody). Mělčí avšak delší poruchy (např. mírné omezení výroby) jsou ekonomicky výrazně příznivější než hlubší a kratší poruchy (např. výrazné omezení, zastavení výroby, nedostatečný průtok vody v toku pro směsný poměr s vodou vypouštěnou z čistírny odpadních vod atd.) Pro sestavení a práci s modelem byl použit program Matlab 2013.

Model

Model používá princip adaptivity a jeho jádrem je optimalizační modul využívající diferenciální evoluci (DE) [3], která používá tři rodiče. Modelu je poskytnuta řada budoucích přítoků vody do nádrže (předpovězené průtoky), na základě kterých by měl být model schopen najít nejlepší možné řešení podle kriteriální funkce, pokud by přítoky vody do nádrže nebyly zatíženy nejistotami. Nejistota spojená s předpovědí může vést k jinému průběhu řízení, než které by poskytla 100% předpověď (reálná řada) [4].

Kozel-1
Obr. 1. Řídicí algoritmus modelu
Fig. 1. Control algorithm of model

Uvedená nejistota může způsobit rychlejší průběh prázdnění zásobního objemu vody nádrže, než jak by bylo potřebné (nádrž je prázdněna po skocích, ne plynule). Rychlost (gradient) prázdnění nádrže je hlídána modelem, a pokud rychlost prázdnění nabývá výrazných hodnot ve dvou časových úsecích po sobě jdoucích, model odtok vody z nádrže sníží o poměr mezi rychlostí prázdnění a maximální hodnotou zásobního objemu pro následující časový krok. Druhým důvodem zavedení pomocného algoritmu je, že metoda DE pracuje s celým zásobním objemem nádrže (včetně předpovědi). Pokud bude předpověď vyšší než reálný průtok, který nastane, může se při dlouho trvajícím suchu vyčerpat velmi rychle po skocích celý zásobní prostor nádrže a následně dojde ke vzniku velmi hluboké poruchy. Poruchy při řízení dodávky vody by měly být ideálně mělčí a delší než kratší a hlubší. Model provede řízení pro všechny předpovědi, sestaví empirickou čáru překročení řízených odtoků a odečte odtok vody z nádrže pro požadovanou pravděpodobnost. Poté je hodnota odtoku korigována a podle rovnice (1) je spočtena nová hodnota zásobního objemu. Kriteriální funkce je suma druhých mocnin odchylek řízeného odtoku vody z nádrže od řídícího odtoku vody z nádrže. Na obr. 1 je uveden hlavní algoritmus řízení nádrže.

Kozel-vzorec1
Kde Qi [m3/s]  jevypočtený odtok vody pro zvolenou pravděpodobnost,
Qpi [m3/s]    reálný přítok vody do nádrže,
Vi [m3/s]  objem vody v nádrži na počátku řešeného kroku,
Vi+1 [m3/s]na konci řešeného kroku.

Korekce řízení

Při použití metody DE jsou řízené odtoky vody často velmi rozkolísané, a proto bylo přistoupeno ke korekci řízeného odtoku vody. Korekce vychází z myšlenky metody konjugovaných gradientů. Řízený odtok vody z nádrže je zprůměrován s předchozími kroky řízení pro danou pravděpodobnost řízeného odtoku vody z nádrže.

Aplikace

Model byl aplikován na fiktivní nádrž na řece Svitavě (obr. 2, měrný profil Bílovice nad Svitavou). Místo aplikace bylo vybráno pro dostupnost dat. Nádrž byla navržena tak, aby došlo k výrazným poruchám během trénovacího období (délka 15 let). Nádrž byla řízena adaptivně s časovým krokem jeden měsíc. Řídicí odtok byl nastaven na hodnotu 4,25 m3/s a maximální objem vody v nádrži byl stanoven na 19,76 m3/s (objem je uveden v poměrných jednotkách jako podíl objemu za jednotku času, pokud by z nádrže byla vypouštěna hodnota poměrného objemu po dobu 1 průměrného měsíce = 2 630 000 s, byl by celý zásobní objem nádrže vyprázdněn). Maximální objem vody v nádrži a řídicí odtok byly zvoleny tak, aby docházelo v testovacím období k výrazným poruchám (nedodávce vody). Model provedl řízení s pravděpodobností odtoku 99, 95, a5, 5, 0,01 % pro délky předpovědí 1 až 12 měsíců. Předpovědi průměrných měsíčních přítoků byly získány z modifikovaného zonálního lineárního autoregresivního rekurentního modelu [5].

Kozel-2
Obr. 2. Měrný profil Bílovice nad Svitavou
Fig. 2. Measured profile Bílovice nad Svitavou

Vyhodnocení

Hlavním kritériem úspěšnosti řízení byla druhá mocnina chyby mezi výstupy z modelu používající předpovězené přítoky a řízením, které bylo získáno z klasického modelu za použití 100% předpovědi (reálná průtoková řada) [6]. Počet zpětně uvažovaných kroků silně ovlivňoval průběh řízení a pravděpodobnost, pro kterou byly dosaženy nejlepší výsledky (obr. 3). Za nejlepší průběh řízení bylo považováno nejvyrovnanější řízení s mělkými poruchami. Uvedené obrázky grafů mají totožné osy, kdy na svislé ose je vždy řízený odtok vody z nádrže pro vybranou pravděpodobnost odtoku vody z nádrže a na vodorovné ose je čas v měsících. V legendě číslo uvedené za P (pravděpodobnost) značí uvažovanou pravděpodobnost řízeného odtoku vody z nádrže.

Kozel-3
Obr. 3. Výsledky pro různý počet předchozích kroků řízení použitých pro průměrování
Fig. 3. Result for different numbers of backward steps of management used for averaging

Druhým významným faktorem, který ovlivní celkový průběh řízení, je délka předpovědi. Z výsledků bylo zjištěno (obr. 4), že nejlepších výsledků bylo dosaženo při délce předpovědi šest měsíců a použití čtyř kroků řízení zpětně pro průměrování. Při použití kratší délky předpovědi než šest měsíců je velmi zmenšen počet pravděpodobností, pro které nedojde k úplnému vyčerpání zásobního objemu (P99, P95), a umělé poruchy jsou hlubší než pro delší předpověď. Použití delší předpovědi než šest měsíců nepřineslo výrazné zlepšení. Výsledky pro délku předpovědi osmi a šesti měsíců jsou téměř totožné, uvedené tvrzení neplatí pro potřebnou délku výpočty.

Kozel-4
Obr. 4. Vliv délky předpovědi na průběh řízení
Fig. 4. Influnce lenght of forecast on course of management

Během řízeného období model vytvářel umělé poruchy, avšak průběh řízení byl velmi dobrý i při srovnání s klasickým modelem (100% předpověď) (obr. 5).

Kozel-5
Obr. 5. Porovnání stochastického modelu a deterministického modelu
Fig. 5. Comparison between results of stochastic model and results of deterministic model

Závěr

Z výše uvedeného textu vyplývá, že výsledné řízení je závislé na požadované pravděpodobnosti, s níž by se měly přítoky vyskytnout a s nimi i požadovaný odtok vody z nádrže. Nelze opomenout, že výsledné řízení je závislé na celkovém počtu i délce předpovědí a počtu kroků uvažovaných při řízení zpětně. Při vyšším počtu předpovědí dochází ke zlepšení řízení. Vyhodnocení stochastického řízení vyžadovalo velké množství strojového času a výpočty na clusterech. Srovnatelný výpočet (150 měsíců, délka předpovědi 8 a počet předpovědí 500, 10 pravděpodobností) trval na clusteru 10 hodin, na běžném stolním PC bylo potřeba 7 dní. Výsledky ukazují, že lze zásobní funkci nádrže řídit stochasticky pomocí metody DE a stochastického modifikovaného zonálního předpovědního modelu.

Poděkování

Článek vznikl za podpory projektu Řízení zásobní funkce nádrží při uvažování nejistot hydrologických vstupů s použitím metod umělé inteligence s podporou stochastických předpovědních modelů.

Posted by & filed under Hydrochemie, radioekologie, mikrobiologie, hydrobiologie.

Souhrn

Článek uvádí přehled základních právních předpisů upravujících činnost Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v. v. i., a jednotlivých Povodí, státní podnik, v rámci Radiační monitorovací sítě ČR. Je uveden přehled sledovaných profilů a požadavky na četnost odběru vzorků, hodnocených ukazatelů a dále výsledky monitorování za období 2004–2016.

P7060281_edit

Úvod

Pravidelné sledování radiační situace bylo zahájeno v dubnu 1986 těsně před havárií v jaderné elektrárně v Černobylu, kdy byla zřízena Radiační monitorovací síť. Proces systematického zajišťování činnosti a vybavení Celostátní radiační monitorovací sítě (RMS) v současné podobě požadované evropskou legislativou byl zahájen přijetím usnesení vlády č. 478 ze dne 14. 7. 2001. Právní základ pro činnost RMS byl přijat v roce 2002 novelizací atomového zákona č. 18/1997 Sb. (zákon č. 13/2002 Sb.) [1] a vyhláškou SÚJB č. 319/2002 Sb. [2]. V minulém roce proběhla významná změna legislativy – byl vydán nový atomový zákon č. 263/2016 Sb. [3] a vyhláška SÚJB č. 360/2016 Sb., o monitorování radiační situace [4].

Maresova-1
Obr. 1. Mapa odběrových míst
Fig. 1. Map of sampling sites

Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i. (dále jen VÚV TGM), se ve spolupráci se státními podniky Povodí podílí na monitorování radiační situace na území České republiky, které zajišťuje Státní úřad pro jadernou bezpečnost (dále jen SÚJB) od roku 2004. V Referenční laboratoři složek životního prostředí a odpadů VÚV TGM jsou sledovány radioaktivní látky v povrchových a pitných vodách, sedimentech, rybách a vodárenských kalech.

Metodika

Do monitoringu byly vybrány lokality tak, aby byly do spolupráce zapojeny všechny podniky Povodí a bylo zajištěno rovnoměrné rozložení profilů po celé České republice. Jedná se o tři závěrové profily na hlavních tocích (Labe-Hřensko, Odra-Bohumín a Morava-Moravský Sv. Ján) a sedm profilů na vodních nádržích (VN Švihov, VN Římov, VN Fláje, VN Přísečnice, VN Křižanovice, VN Vír, VN Kružberk) a dále profil Praha-Podolí, kde je sledována objemová aktivita tritia s vyšší četností. Upravená pitná voda je sledována z vybraných pěti nádrží. Přehled odběrových míst je na obr. 1.

Monitorování je prováděno formou normálního monitorování za obvyklé radiační situace a formou havarijního monitorování za nehodové expoziční situace. Za obvyklé radiační situace jsou odebírány na jednotlivých profilech vzorky vod s četností 4× ročně. Jsou sledovány ukazatele obsahu radioaktivních látek v povrchových vodách (celková objemová aktivita beta po odečtení příspěvku draslíku 40, objemová aktivita tritia, objemová aktivita stroncia 90 a objemová aktivita cezia 137), ve dnových sedimentech (hmotnostní aktivita cezia 137), v biomase ryb (hmotnostní aktivita cezia 137) a v pitných vodách (objemová aktivita tritia, objemová aktivita stroncia 90 a objemová aktivita cezia 137) a kalech z úpravy vody (hmotnostní aktivita cezia 137). Stanovení objemové aktivity cezia 137 a stroncia 90 je prováděno ze vzorků vody o objemu 20 l, stanovení postihuje tyto radionuklidy ve veškerých látkách. Stanovení v pevných matricích je prováděno jedenkrát ročně, a to v sušině (105 °C). V případě ryb je výsledná hmotnostní aktivita cezia 137 vztažena na čerstvou hmotnost. Odběr, předúpravu vzorků a stanovení ukazatele celkové objemové aktivity beta provádí jednotlivá Povodí, s. p., stanovení ostatních ukazatelů (tritia, cezia 137 a stroncia 90) provádí Referenční laboratoř složek životního prostředí a odpadů VÚV TGM.

Maresova-2
Obr. 2. Vývoj ročních průměrných celkových objemových aktivit beta po odečtení příspěvku 40K (cβK-40) v povrchových vodách
Fig. 2. Development of annual average gross beta activity (cβK-40) in surface water

Jsou uváděny výsledky větší než nejmenší významná aktivita (cNV). Hodnoty < cNV byly do průměrných hodnot (aritmetický průměr) započteny na úrovni cNV.

Získávaná data jsou předávána do informačního systému RMS (MonRaS). Jejich zveřejňování zajišťuje SÚJB v současnosti prostřednictvím webových stránek. V letech 2004 a 2005 byly výsledky zveřejněny ve Zprávě o radiační situaci na území České republiky, od roku 2006 jsou výsledky součástí výročních zpráv SÚJB.

Výsledky a diskuse

Na obr. 2 je zpracován přehled výsledků sledování celkové objemové aktivity beta po odečtení příspěvku 40K za období 2006–2016. Průměrná hodnota vyhodnocená ze všech profilů za toto období byla méně než 0,032 Bq/l. Ve sledovaném období nebyly zaznamenány žádné extrémní hodnoty.

Maresova-3
Obr. 3. Vývoj ročních průměrných objemových aktivit tritia (cH-3) v pitných vodách
Fig. 3. Development of annual average tritium activity concentrations (cH-3) in drinking water

Toto stanovení provádí laboratoře státních podniků Povodí podle ČSN 75 7612 [5]. Jedná se o screeningový ukazatel. Jedná se o ukazatel možného obsahu radionuklidů s přeměnou beta. Zjištěná hodnota postihuje zejména radionuklidy vysílající záření beta, a to různou měrou, některé nepostihuje vůbec. Slouží zejména jako podklad k rozhodování o potřebě stanovení objemových aktivit jednotlivých radionuklidů ve vodě. Za obvyklé radiační situace charakterizuje zejména úroveň přírodního pozadí. Za havarijní situace by sloužil k rychlé klasifikaci kontaminace vzorků z odběrových míst. Pro tyto účely byla ve spolupráci se Státním ústavem pro radiační ochranu zavedena metoda rychlého stanovení celkové objemové aktivity beta pro účely havarijního monitorování (ČSN 75 7613) [6].

Ostatní stanovení, tj. stanovení tritia, cezia 137 a stroncia 90, provádí vzhledem k nárokům na přístrojové vybavení (kapalinová scintilační spektrometrie, gamaspektrometrie) a časovou náročnost (radiochemická separace) Referenční laboratoř složek životního prostředí a odpadů VÚV TGM ve vzorcích odebraných laboratořemi státních podniků Povodí, které provádí předúpravu (zakoncentrování velkoobjemových vzorků).

Maresova-4
Obr. 4. Vývoj ročních průměrných objemových aktivit tritia (cH-3) v povrchových vodách
Fig. 4. Development of annual average tritium activity concentrations (cH-3) in surface water

Všechny tyto radionuklidy jsou sledovány zejména v souvislosti s provozem jaderných elektráren nejen na našem území. S výjimkou tritia se jedná o antropogenní radionuklidy, které se do prostředí dostávají v důsledku využívání jaderné energie. Tritium vzniká i přirozenými procesy v atmosféře.

Na obr. 34 je uveden přehled výsledků sledování tritia v pitných a povrchových vodách sledovaných v rámci RMS včetně vyhodnocených průměrů za celé sledované období. V případě tritia byly v profilech pod zaústěním odpadních vod z JE Temelín a JE Dukovany zjištěny hodnoty zvýšené oproti ostatním profilům. Zjištěné zvýšení objemové aktivity tritia odpovídá výpočtově odvozeným hodnotám za předpokladu vypouštění tritia na úrovni limitu aktivity, resp. dávky podle povolení vydaných SÚJB. Zatímco průměrná objemová aktivita tritia v povrchových vodách neovlivněných výpustmi z jaderných zařízení a v pitných vodách byla za období 2004–2016 < 1,0 Bq/l, na ovlivněných profilech to bylo 4,9 Bq/l (Labe-Hřensko 5,7 Bq/l, Morava-Mor. Sv. Ján 4,0 Bq/l). Samostatně je na obr. 5 uveden vývoj objemové aktivity tritia cH-3 v profilu Vltava-Praha-Podolí spolu s ročními průměry, průměrem (13,7 Bq/l) za celé sledované období (2006–2016) včetně ročních kapalných výpustí tritia AH-3 podle údajů ČEZ, a. s., JETE [7].

Maresova-5
Obr. 5. Vývoj objemové activity tritia (cH-3), ročních průměrných objemových aktivit tritia (cH-3,průmR) v povrchové vodě v Praze-Podolí a ročních kapalných výpustí tritia (AH-3) podle údajů ČEZ, a. s., JETE [7]
Fig. 5. Development of tritium activity concentration (cH-3), annual average tritium activity concentrations (cH-3,průmR) in surface water in Vltava at Prague Podolí and annual tritium activity in wastewater discharged from NPP Temelín [7]

Tento profil je sledován podrobněji, vzorky jsou odebírány 1× týdně. Zjišťované aktivity tritia v povrchové vodě odpovídají celkovým výpustem podle údajů provozovatele a splňují přípustné znečištění povrchových vod podle nařízení vlády 401/2015 Sb., kde je uvedena pro tritium hodnota ročního průměru 1 000 Bq/l (při využití povrchové vody jako zdroje pro pitné účely 100 Bq/l) a maxima 3 500 Bq/l [8].

Maresova-6
Obr. 6. Vývoj ročních průměrných objemových aktivit cezia 137 (cCs-137) v pitných vodách
Fig. 6. Development of annual average caesium 137 activity concentrations (cCs-137) in drinking water

Obsah cezia 137 a stroncia 90 v povrchových i pitných vodách je i při zpracování vzorků o objemu 20 l na hranicích měřitelnosti (většina výsledků je menší než nejmenší významná aktivita) a odpovídá reziduálnímu znečištění po atmosférických testech jaderných zbraní a havárii jaderného reaktoru v Černobylu v minulém století. Průměrná koncentrace cezia 137 a stroncia 90 v pitných a povrchových vodách byla za období 2006–2016 < 0,001 Bq/l, resp. < 0,003 Bq/l. Na profilech ovlivněných provozem jaderné elektrárny nebyly zaznamenány žádné zvýšené hodnoty. Výsledky sledování cezia 137 jsou pro ukázku na obr. 6 a 7. Zatímco v případě tritia můžeme detekovat prokazatelný vliv našich jaderných elektráren na povrchové vody ovlivněné jejich výpustmi (které splňují požadované limity), v případě cezia 137 a stroncia 90 je teoretický vliv elektráren významně menší než doznívající znečištění umělými radionuklidy z minulého století. Zjišťované objemové aktivity jsou o tři řády nižší než hodnoty pro přípustné znečištění – maximum podle NV 401/2015 Sb. (2, resp. 1 Bq/l) a dva řády nižší než je norma environmentální kvality – roční průměr (0,5, resp. 0,2 Bq/l) [8].

Maresova-7
Obr. 7. Vývoj ročních průměrných objemových aktivit cezia 137 (cCs-137) v povrchových vodách
Fig. 7. Development of annual average caesium 137 activity concentrations (cCs-137) in surface water

Cezium 137 v pevných matricích je měřeno spolehlivě (měřené aktivity jsou vyšší než nejmenší významná aktivita). Přehled dosavadních výsledků sledování cezia 137 v sedimentech je uveden na obr. 8 a v rybách na obr. 9. Nejvyšší hmotnostní aktivita cezia 137 byla zjištěna ve vzorcích sedimentů VN Římov (průměr za období 2004–2016 103 Bq/kg), v rybách VN Fláje (průměr 2004–2016 3,9 Bq/kg) a ve vzorcích vodárenských kalů ÚV Švarec a Meziboří (průměr 2004–2016 9,7 Bq/kg, resp. 9,6 Bq/kg). I v případě pevných matric je hlavním zdrojem cezia 137 reziduální znečištění po atmosférických testech jaderných zbraní a havárii jaderného reaktoru v Černobylu v minulém století.

Maresova-8
Obr. 8. Vývoj hmotnostních aktivit cezia 137 (aCs-137) v sedimentech
Fig. 8. Development of caesium 137 activity concentrations (aCs-137) in sediments
Maresova-9
Obr. 9. Vývoj hmotnostních aktivit cezia 137 (aCs-137) v rybách
Fig. 9. Development of caesium 137 activity concentrations (aCs-137) in fi sh

Závěr

Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., se od roku 2004 podílí ve spolupráci s podniky Povodí na monitorování radiační situace, které zajišťuje Státní úřad pro jadernou bezpečnost. Laboratoře Povodí, s. p., provádí odběr vzorků a screeningové stanovení celkové objemové aktivity beta. Stanovení dalších ukazatelů obsahu radioaktivních látek – tritia, cesia 137 a stroncia 90 je prováděno ve VÚV TGM. Tato spolupráce je významná zejména v kontextu zajištění havarijního monitorování během nehodové expoziční situace. Pro tyto účely jsou Státním úřadem pro jadernou bezpečnost pravidelně pořádána porovnávací měření a zátěžová cvičení v jednotlivých laboratořích.

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

Souhrn

V předloženém článku jsou shrnuty závěry projektu TD020113, jehož cílem bylo stanovení možných budoucích potřeb vody v časovém horizontu 2030 až 2050. V rámci projektu TD 020113 byly analyzovány čtyři možné scénáře vývoje české společnosti. Článek navazuje na předchozí publikované výsledky zabývající se pouze sektorem veřejných vodovodů [1] a doplňuje je o další zpracované sektory (energetika a živočišná výroba). Odběry pro průmysl, rostlinnou výrobu a ostatní odběry jsou pak odhadnuty na základě současných trendů.

IMAG6350

Úvod

Existující studie dopadů klimatické změny jasně formulují trendy a závěry týkající se poklesu dostupnosti vodních zdrojů v následujících desetiletích. Ke stejným závěrům dochází studie jak české, tak evropské či globální. Kvantifikace dostupnosti vodních zdrojů je předmětem mnoha studií a výzkumných projektů jak v České republice, tak na celém světě. Z českých výstupů v posledních dvou letech lze pro ilustraci jmenovat např. materiál zpracovaný pro MŽP [2] či studie VÚV TGM [3–5]. České materiály se, snad vlivem dlouhodobého poklesu odběrů povrchových a podzemních vod v uplynulých 35 letech, kdy maximálních odběrů ve výši 3,52 mld. m3·rok-1 bylo dosaženo v roce 1983 [6] (obr. 1), kvantifikací budoucích odběrů ve výhledu 15, 20 a více let prakticky nezabývají a soustřeďují se na problematiku kvantifikace hydrologické bilance. Strategické rozhodování v sektoru vodního hospodářství i řešení vodohospodářské bilance ve střednědobém a dlouhodobém výhledu často spoléhá na porovnávání současných odběrů, či dokonce současných povolených odběrů s budoucími zdroji. Že taková srovnání mohou vést k ošidným závěrům je jasné, pokud si uvědomíme, jak dramatické změny v odběrech mohou nastat vlivem změněných klimatických (což je předpokládaná budoucnost) či socioekonomických podmínek (což dokládá zejména vývoj odběrů v 90. letech minulého století). V rámci zmiňovaného projektu TD020113 jsme se pokusili uvedenou skutečnost alespoň částečně napravit a připravit odhad potřeb vody na základě scénářů socioekonomických podmínek v časovém horizontu 2030 až 2050.

Odběry v uplynulých 35 letech

Sektor veřejných vodovodů

Zatímco v 80. letech minulého století (s výjimkou roku 1984) docházelo prakticky k plynulému nárůstu odběrů pro sektor veřejných vodovodů až na úroveň 1,27 mld. m3·rok-1 (obr. 2a), tak po roce 1989 dochází k plynulému poklesu (s výjimkou let 2006, 2012 a 2015) až na úroveň 602 mil. m3·rok-1 v roce 2014. Výjimky v trendech v letech 1984, 2006 a 2012 jsou statisticky nevýznamné (méně jak 0,4 %). Proti tomu změna v roce 2015 dosáhla hodnoty 1,79 % ve srovnání s rokem předchozím a mohlo by tak jít o změnu trendu, což však bude možno posoudit až v následujících letech.

Ansorge-1
Obr. 1. Odběry povrchových a podzemních vod v ČR v letech 1980–2015 (zdroj dat: MZe a MŽP [6])
Fig. 1. Water withdrawals in the Czech Republic between 1980 and 2015 (blue = public water supply systems; light blue = industry; yellow = energy; green = agriculture; red = other withdrawals)

Sektor energetiky

Odběry pro sektor energetiky dosáhly maxima v roce 1981 ve výši 1,284 mld. m3·rok-1 (obr. 2b) a až do roku 2001 lze sledovat klesající trend odběrů až na úroveň 502 mil. m3·rok-1. Nárůst odběrů pro sektor energetiky je spojen s uváděním Jaderné elektrárny Temelín do provozu v letech 2001 a 2002. Desetiletí 2003–2012 pak vykazuje odběry kolísající v intervalu 828 mil. až 942 mil. m3·rok-1 následované postupným poklesem na hodnotu 613 mil. m3·rok-1 v roce 2015. S ohledem na plánované i neplánované odstávky obou jaderných elektráren v uplynulém roce lze předpokládat pokračování poklesu v odběrech celého sektoru i v roce 2016.

Sektor průmyslu

Odběry pro sektor průmyslu dosáhly maxima v roce 1981 na úrovni 1,03 mld. m3·rok-1 a minima v roce 2013 na úrovni 248,5 mil. m3·rok-1 (obr. 2c). Celkově lze odběry pro sektor průmyslu charakterizovat klesajícím trendem, který byl akcelerován po roce 1989. V období 2009 až 2015 však dochází k výrazné ztrátě dynamiky poklesu odběrů a spíše stagnaci odběrů v rozpětí 250 až 290 mil. m3·rok-1.

Sektor zemědělství

Odběry pro sektor zemědělství v uplynulých 35 letech lze rozdělit do tří charakteristických období (obr. 2d). V období 1980–1990 není patrný jednoznačný trend a odběry kolísají mezi 44 až 110 mil. m3·rok-1, kdy v roce 1990 je dosaženo absolutního maxima za celých 35 let. V období 1990 až 1998 dochází k plynulému poklesu až na úroveň 7,4 mil. m3·rok-1 a po tomto období naopak dochází ke změně trendu a k postupnému nárůstu odběrů až na úroveň 54 mil. m3·rok-1.

Sektor ostatních odběrů

Odběry v sektoru ostatní (včetně stavebnictví) tvoří zanedbatelnou část celkových odběrů (obr. 2e). Lze je v uplynulých 35 letech rozdělit na dvě samostatná období. V letech 1980–1996 dochází ke kolísání hodnoty odběrů kolem 60 mil. m3·rok-1, pak následuje pokles k cca 10 mil. m3·rok-1 v letech 1997–2002 a následný postupný nárůst až do roku 2008. V roce 2008 přechází Český statistický úřad z nomenklatury „OKEČ“ na nomenklaturu „CZ-NACE“. Určité implementační zmatky spojené s touto změnou se pravděpodobně projevily v „odlehlé“ hodnotě odběrů v roce 2008, která se v ostatních sektorech neprojevila tak významně. Posledním obdobím je pak období 2009 až 2015, kdy opět dochází ke kolísání hodnoty odběrů (tj. stagnaci) okolo hodnoty 26 mil. m3·rok-1.

Metodika a vstupní data

Řešení projektu TD020113 vycházelo z principů DPSIR konceptu [7, 8] a z aplikace Story and Simulation přístupu [9, 10]. Story and Simulation přístup spočívá v kombinaci popisných scénářů budoucího vývoje s modelovacím aparátem pro kvantifikaci zvolených ukazatelů. Pro část projektu zabývající se matematickým modelováním byl zvolen přístup postavený na využití statistických modelů. Tento přístup je využíván zejména v ekonometrii a zde byl použit pro otestování jeho aplikovatelnosti na problémy spojené s užíváním vod. Řešení se soustředilo na sektory veřejných vodovodů a energetiky, které jsou dominantní v odběrech vody v České republice (dohromady okolo 80 % odběrů za posledních deset let), a sektor zemědělství, který je sice z pohledu evidovaných odběrů bezvýznamný (méně než 3,4 %), ale z hlediska budoucího vývoje je jedním z nejcitlivějších na dopady klimatické změny.

Jedním z výsledků projektu je metodický materiál [11], který je obecně využitelný při stanovování budoucích odběrů (potřeb) vody, ale i budoucích hodnot jiných environmentálních či socioekonomických ukazatelů. S ohledem na dostupnost vstupních dat bylo pro řešení zvoleno prostorové měřítko celé České republiky a data byla využívána v ročním časovém kroku. Pro řešení byla vybrána statistická data shromažďována podle české legislativy dostupná u Českého statistického úřadu, popř. v rámci resortních statistik a statistik vládních institucí (např. Energetický regulační úřad). Zejména pro sektor zemědělství byla též využívána data profesních sdružení. Pro popis budoucího stavu české společnosti byly odvozeny čtyři scénáře:

  • Scénář preferující udržitelný rozvoj,
  • Scénář preferující politická rozhodnutí na ochranu životního prostředí,
  • Scénář preferující ekonomický rozvoj s omezením ochrany životního prostředí,
  • Scénář preferující bezpečnostní otázky a zajištění soběstačnosti v zásobování.
Ansorge-2
Obr. 2. Průběh odběrů v sektorech národního hospodářství ČR v období 1980–2015
Fig. 2. Water withdrawals in the individual sectors in the Czech Republic between 1980 and 2015 (blue = public supply systems; light blue = industry; yellow = energy; green = agriculture; red = other withdrawals)

Obecný popis jednotlivých scénářů je uveden v případové studii [12], kde je též podrobněji popsán vývoj v sektoru veřejných vodovodů a energetiky, resp. v disertační práci jednoho z autorů tohoto článku [13] pro sektor zemědělství. Pro kvantifikaci scénářů byly využity existující sektorové prognózy. Pro sektor energetiky to byla aktualizovaná Státní energetická koncepce [14, 15]. Pro popis demografického vývoje byly využity prognózy ČSÚ [16, 17] a přímo pro projekt TD020113 byla pracovníky Univerzity Karlovy zpracována demografická prognóza [18]. Pro popis hospodářského vývoje byly využity scénáře připravené pro aktualizaci státní energetické koncepce [15]. Jednotlivé sektorové prognózy byly přiřazeny vybraným scénářům vývoje společnosti podle podobnosti předpokladů, ze kterých bylo při jejich sestavování vycházeno. V případě demografických a energetických prognóz bylo k jednotlivým scénářům následně přiřazeno i více prognóz. Pro sektor zemědělství byly ve spolupráci s pracovníky Ústavu zemědělské ekonomiky a informací kvantifikovány počty zvířat a osevní plochy hospodářských plodin pro jednotlivé scénáře vývoje společnosti.

Výsledky

Sektor veřejných vodovodů

Sektor veřejných vodovodů byl podrobně představen v samostatném článku [1]. Jako hlavní hnací síly byly zvoleny:

  • počet obyvatel,
  • ztráty vody v síti,
  • podíl obyvatelstva napojeného na veřejné vodovody,
  • specifická spotřeba domácností,
  • ekonomická efektivita užití vody.

Přiřazením různých demografických prognóz k jednotlivým scénářům vývoje vzniklo 3 × 15 možných trajektorií odběrů vod v sektoru veřejných vodovodů. Pro časový horizont 2030 až 2050 lze při uvažování středních hodnot hnacích sil očekávat odběry v rozsahu 452 až 634 mil. m3·rok-1 (obr. 3), resp. 397 až 707 mil. m3·rok-1, při uvažování horních a dolních intervalů hodnot. Resp. jeden scénář předpokládá v porovnání se současností stagnaci až mírný nárůst odběrů, jeden scénář předpokládá mírný pokles až stagnaci a dva scénáře předpokládají pokles odběrů pro veřejné vodovody.

Ansorge-3
Obr. 3. Očekávaný vývoj odběrů pro sektor veřejných vodovodů při středních hodnotách hnacích sil pro různé demografi cké prognózy
Fig. 3. Estimation of water withdrawals in public water supply sector for different socioeconomic scenarios and demographic prognosis

Sektor energetiky

Pro sektor energetiky je rozhodujícím limitem ukončení činnosti uhelných elektráren po roce 2030. Aktualizovaná Státní energetická koncepce [14] představuje šest možných scénářů budoucího vývoje české energetiky. Těchto šest energetických scénářů bylo přiřazeno ke čtyřem scénářům vývoje společnosti podle podobnosti výchozích předpokladů pro odvození jednotlivých scénářů [12]. Pro sektor energetiky byly jako hnací síly zvoleny:

  • struktura energetického mixu podle Státní energetické koncepce vyjádřená formou výroby v tepelných a jaderných elektrárnách,
  • podíl tepelných elektráren s průtočným chlazením,
  • technologický pokrok vyjádřený jako specifické spotřeby vody v tepelných a jaderných elektrárnách.

Vzhledem k situaci, kdy energie vyrobená v České republice je uplatňována na evropském trhu, nepředstavuje počet obyvatelstva České republiky významný faktor ovlivňující produkci energií v tuzemsku. Kalkulované hodnoty potřeb vody v období 2030 až 2050 postupně v jednotlivých scénářích klesají v závislosti na míře odstavování tepelných elektráren a nahrazováním jejich kapacity jinými technologiemi výroby elektrické energie (obr. 4). Pouze kombinace scénáře preferující ekonomický rozvoj společnosti a plynového scénáře rozvoje energetické základy České republiky předpokládá stabilní potřeby vody na úrovni 835 až 855 mil. m3·rok-1, ostatní scénáře předpokládají postupný pokles odběrů z úrovně 353 až 710 mil. m3·rok-1 v roce 2030 na 245 až 541 mil. m3·rok-1 v roce 2050 (při uvažování středních hodnot intervalů hnacích sil použitých pro modelové řešení).

Sektor zemědělství

Sektor zemědělských odběrů je třeba rozdělit na rostlinnou a živočišnou výrobu. V průběhu řešení projektu se ukázalo, že z důvodu nedostupnosti relevantních informací o předpokládané změně agroklimatických regionů [2] by připravené modelové řešení rostlinné výroby poskytlo výsledky, které s vysokou pravděpodobností nebudou odpovídat realitě v hodnoceném období cca poloviny 21. století. Řešení sektoru zemědělství se tak omezilo jen na živočišnou výrobu. V oblasti živočišné výroby byly ve spolupráci s pracovníky UZEI provedeny odhady počtu hospodářských zvířat chovaných v České republice v podmínkách jednotlivých scénářů vývoje společnosti. S využitím hodnot specifických potřeb vody pro jednotlivé kategorie zvířat vycházejících z ČSN 75 5490 pro návrh stájových vodovodů byly stanoveny odhady potřeb vody v živočišné výrobě jak pro současnost, tak pro scénáře navržené v projektu.

Ansorge-4
Obr. 4. Očekávaný vývoj odběrů pro sektor energetiky při středních hodnotách hnacích sil pro různé scénáře rozvoje energetické základny ČR
Fig. 4. Estimation of water withdrawals energy sector for diff erent socio-economic scenarios and energy development scenarios

Na rozdíl od sektorů veřejných vodovodů a energetiky nebyla kvantifikace potřeb pro živočišnou výrobu počítána v různých časových horizontech hodnoceného období 2030 až 2050, ale (s ohledem na evidentní nesoulad mezi hodnotami odběrů a odhady potřeb pro současnost) bylo provedeno pouze stanovení jedné hodnoty odhadu potřeb vody v živočišné výrobě pro každý scénář vývoje společnosti. Odhad potřeby vody v živočišné výrobě v období 2030 až 2050 se pohybuje mezi 32 až 45 mil. m3·rok-1 pro jednotlivé scénáře (obr. 5). Odběry pro živočišnou výrobu se pohybovaly v letech 2001 až 2015 se skoro lineárním průběhem v rozpětí 7 až 12,5 mil. m3·rok-1 s jasným vzestupným trendem. Kalkulované potřeby vody v živočišné výrobě pro současnost činí 35 až 40 mil. m3·rok-1 a přesahují 3× až 5× hodnoty odběrů pro živočišnou výrobu. Malá část z tohoto chybějícího množství je pokryta dodávkami vody do zemědělství z veřejných vodovodů, které činily v letech 2004 až 2012 9,6 až 7,2 mil. m3·rok-1 s naopak klesajícím trendem. Dochází tak k substituci dodávek do zemědělství z veřejných vodovodů přímými odběry z povrchových a podzemních vod. Hlavním důvodem pro tuto substituci je zejména rozdílná cena pitné a surové vody.

Sektor průmyslu a sektor ostatních odběrů včetně stavebnictví

Obdobně jako v mnoha jiných rozvinutých zemích došlo v České republice k tzv. „decouplingu“ [19] spotřeby vody a hospodářského výkonu ekonomiky, resp. průmyslového růstu, kdy i přes růst průmyslové produkce dochází k poklesům odběrů pro průmysl (obr. 6). Hlavními hnacími silami odběrů pro průmysl tak není samotná průmyslová produkce, ale technologický pokrok, legislativní a ekonomické podmínky spojené se zaváděním úsporných opatření. Průmysl v České republice je však velmi různorodý a bylo by vhodné jej řešit po jednotlivých průmyslových odvětvích. V projektu však nebyl pro takto podrobnou analýzu dostatek prostoru.

Ansorge-5
Obr. 5. Odhad potřeb vody pro živočišnou výrobu v období 2030 až 2050
Fig. 5. Estimation of water needs for livestock in period from 2030 to 2050 (dark blue = dairy cows; brown = other cattle; green = pigs; purple = sheep; light blue = goats; orange = horses; yellow = donkeys and mules; pink = poultry)

Sektor ostatních odběrů (včetně stavebnictví) nebyl v projektu TD020113 řešen z důvodu nedostupnosti dat a minimálního podílu tohoto sektoru na celkových odběrech vody, který činí obvykle 0,5 až 2 % z celkových odběrů v daném roce.

Diskuse

Při řešení sektoru energetiky nebyl vzat v úvahu harmonogram očekávaného útlumu významných tepelných elektráren publikovaný až v průběhu roku 2016 [20]. Alternativou k vládním energetickým scénářům [14] jsou scénáře rozvoje elektroenergetiky připravené operátorem trhu s energiemi každoročně publikované v tzv. Zprávách o očekávané rovnováze [21]. Tyto podklady mohou vést k dalšímu zpřesnění vývoje budoucích potřeb/odběrů vody pro sektor energetiky.

Ansorge-6
Obr. 6. Indexy odběrů vod pro průmysl a průmyslové výroby – hodnoty roku 2010 = 100 % (zdroj dat: ČSÚ a evidence odběrů a vypouštění)
Fig. 6. Index of water withdrawals for industry (blue colour) and index of industry production (brown colour) – 2010 value = 100%

Proložení hodnot procentní změny odběrů v sektoru průmyslu oproti odběrům předchozího roku polynomickým trendem v Microsoft Excel naznačuje změnu trendu směrem ke kladným hodnotám při všech dostupných stupních polynomu (2 až 6). V nejbližším období tak lze očekávat stagnaci, či dokonce růst odběrů pro průmysl. Pro hodnocené období 2030 až 2050 však nelze z existujících dat vyvozovat obdobné závěry.

V zemědělství lze na základě současných znalostí jednoznačně předpokládat nárůst požadavků na zajištění zdrojů pro závlahy. Významným faktorem pro stanovení skutečných potřeb vody pro závlahy však bude posun agroklimatických oblastí a změny ve struktuře plodin v jednotlivých regionech České republiky [2]. V uplynulých 15. letech, ve kterých jsou informace o užití odebrané vody, se hodnoty odběrů využívaných pro závlahy pohybovaly v rozpětí 10 až 40 mil. m3·rok-1 s jasným vzestupným trendem. Při pokračování dosavadního trendu bychom se kolem roku 2030 mohli dočkat odběrů kolem 65 až 75 mil. m3·rok-1 pro závlahy. Kolem roku 2050 se však již začnou výrazněji projevovat posuny agroklimatických výrobních oblastí a prostá predikce na základě současných trendů postrádá pro takto vzdálené období jakéhokoliv smyslu.

Při uvažování dalšího pokračování substituce drahé pitné vody za levnější surovou vodu bude docházet ke sbližování odběrů pro živočišnou výrobu s kalkulovanými potřebami vody. V období 2030 až 2050 tak lze odhadnout odběry pro živočišnou výrobu na úrovni kolem 18 až 28 mil. m3·rok-1.

Tabulka 1. Odhad potřeb vody (odběrů vody) pro jednotlivé scénáře pro období 2030 až 2050
Table 1. Estimation of water needs (withdrawals) per individual scenarios for period 2030 and 2050
Ansorge-tabulka1

Odběry pro průmysl budou velmi záviset na rozvoji či útlumu jednotlivých průmyslových odvětví v České republice. Pro období 2030 až 2050 je při současném vývoji a znalostech vhodné uvažovat spíše se stagnací odběrů okolo úrovně 250 mil. m3·rok-1 než s nějakou významnou změnou. Další výrazný pokles odběrů se jeví jako málo pravděpodobný. Naopak nárůst odběrů by mohl nastat v souvislosti s masivním růstem průmyslové produkce, nebo uvolněním environmentálních podmínek spolu se zlevněním vody.

Odhadujeme, že odběry v sektoru ostatních odběrů včetně stavebnictví zůstanou i ve výhledu 2030 až 2050 stabilní a budou se pohybovat na současné úrovni, tj. kolem 25 mil. m3·rok-1.

Závěr

V rámci projektu TD020113 byly řešeny čtyři scénáře vývoje české společnosti a k nim byly stanoveny očekávané potřeby vody pro časový horizont 2030 až 2050. V tomto časovém horizontu lze očekávat značný pokles potřeb vody pro energetiku (3 ze 4 scénářů) a pravděpodobnou stagnaci (2 scénáře) či pokles (2 scénáře) odběrů pro veřejné vodovody. Dále byla kalkulována mírně zvýšená potřeba vody pro živočišnou produkci. Vzhledem k tomu, že v současnosti není přímá vazba mezi odběry pro živočišnou produkci a potřebami kalkulovanými na základě počtu chovaných zvířat a specifickými potřebami, lze pouze provést odhad budoucích odběrů pro zemědělství na základě stávajících trendů a očekávaného vývoje. Pravděpodobně lze však očekávat rostoucí odběry pro živočišnou výrobu. Kalkulace potřeb pro závlahy nebyla v projektu provedena z důvodu nedostatečných podkladů o změnách agroklimatických regionů. Odhady potřeb vody pro závlahy, provedené na základě aktuálních trendů, jsou tak vztaženy k roku 2030. V sektoru průmyslu i ostatních odběrů (včetně stavebnictví) očekáváme stagnaci odběrů.

V případě scénáře preferujícího bezpečnostní otázky jsou v období 2030 až 2050 odhadovány odběry na úrovni 1,389 až 1,583 mld. m3·rok-1. V případě scénáře preferujícího ekonomický rozvoj jsou odhadovány potřeby vody v období 2030 až 2050 na úrovni 1,514 až 1,851 mld. m3·rok-1. V případě scénáře preferujícího politická opatření na ochranu životního prostředí lze očekávat pokles potřeb vody na úroveň 1,076 až 1,264 mld. m3·rok-1 a v případě scénáře preferujícího udržitelný rozvoj pak na úrovni 1,295 až 1,458 mld. m3·rok-1 (tabulka 1).

Poděkování

Projekt Dopady socioekonomických změn ve společnosti na spotřebu vody byl řešen s finanční podporou Technologické agentury České republiky v rámci Programu na podporu aplikovaného společenskovědního výzkumu a experimentálního vývoje Omega.

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

Souhrn

V souvislosti s klimatickými změnami, které přinášejí stále větší nerovnoměrnosti v distribuci srážek, dochází ke střídání období sucha a období, kdy je vody nadbytek, a může docházet k větším či menším povodním.

PICT0081edit

Postupy, jak se s povodněmi vyrovnávat a jejich následky zmírňovat, jsou již v zásadě, vzhledem k historickým zkušenostem, zpracované. Nová situace nastává s obdobím sucha. S touto situací se budeme muset vyrovnávat a postupy, kdy a jaká opatření přijímat, nás teprve čekají. Bude se i měnit přístup k současným zdrojům vody, ať už povrchovým, či podzemním.

Česká republika jako země, která leží na rozvodí, je prakticky odkázána na množství srážkových vod. Z tohoto důvodu je zvlášť důležité co možná nejvíce využívat veškerou vodu, která na naše území spadne, a zabránit ji v rychlém odtoku z našeho území. Jednou z možností, jak ušetřit zdroje vody, je vodu opakovaně využívat tam, kde je to možné. Na prvním místě stojí využití málo znečištěných vod pro další činnosti nebo znovuvyužití vyčištěné odpadní vody, která v řadě případů je lepší kvality než voda povrchová.

V zemích, jako je USA, Austrálie, Izrael, Švédsko, Holandsko a další, se zabývají rozdělováním odpadních vod u zdroje a využíváním šedých a vyčištěných odpadních vod již dlouhou dobu a mají způsoby využívání velmi propracované.

Úvod

V České republice se začalo využívání tzv. šedých vod, tedy vod z umyvadel, sprch a praček, skloňovat ve všech pádech. Jako příklad je možné uvést i prohlášení ministra životního prostředí Richarda Brabce: „Máme celou řadu plánů i s takzvanou šedou vodou, která odchází třeba z umyvadel, a je možno ji opět po zpracování použít ke splachování WC. Splachujeme, stejně jako mnohé jiné evropské země, pitnou vodou, což je barbarství a v některých zemích, včetně třeba Izraele, kde vodou umí šetřit, se to dnes považuje za něco nepřípustného.“ „Žijeme ve vodním blahobytu, ten ale skončil,“ dodal [1].

Ve Francii jsou už někde zavedeny první suché pisoáry pro veřejnost. Francouzské státní dráhy zahájily u Lyonského nádraží v Paříži zkušební provoz dvou ekologických „květinových“ pisoárů (obr. 1). Pisoáry obsahují slámu nebo piliny, které umožňují přeměnit moč v hnojivo. Pokud se novinka osvědčí, železniční společnost je připravena objednat pro francouzská nádraží dalších 360 těchto zařízení. Zájem projevilo i vedení města Nantes [2].

V severní Evropě se již dlouho a ve velké míře používají separační toalety, aby se neplýtvalo pitnou vodou na splachování WC a z ostatních zařízení používajících vodu zbyla jen voda šedá.

V Kalifornii, kde je sucho velkým problémem, mají s využíváním odpadních vod mnoho zkušeností. V Izraeli je znovu využíváno zhruba 90 % vyčištěných odpadních vod, což je nejvíce na světě. Kapková závlaha je dílem izraelských zemědělců [3].

Závlahy vyčištěnými odpadními vodami jsou realizovány například v oblasti Kapského města, v parcích australských měst – v Sydney je to běžné.

Další možností je nepřímé využívání vyčištěných šedých vod nebo i vyčištěných odpadních vod z městských čistíren, kdy tato vyčištěná voda posiluje stávající zdroje povrchové (je vypouštěna do vodárenských nádrží) nebo podzemní (je přes zemní filtry drénována do podloží). Má to ale svá přísná pravidla a omezení. Mezi země, které v regulaci v této oblasti učinily mnoho, řadíme Austrálii [4]. Velmi propracované směrnice regulující znovuvyužití šedých a odpadních vod mají i ve Spojených státech.

Česká republika se rovněž ztotožňuje s myšlenkou efektivního hospodaření s vodou a v obecné rovině podporuje kroky, které Evropská komise navrhla v Sdělení Komise Evropskému parlamentu, Radě, Evropskému hospodářskému a sociálnímu výboru a Výboru regionů – Uzavření cyklu – Akční plán EU pro oběhové hospodářství [COM (2015) 614; COM (2015) 614/2]. Mimo jiné se Evropská komise zavázala k zavedení opatření, která povedou ke zvýšení efektivity hospodaření s vodou ve smyslu opětovného využívání upravené odpadní vody v bezpečných a nákladově příznivých podmínkách včetně ustanovení právních předpisů o minimálních požadavcích na opětovné použití vody. Cílem těchto opatření je snížení tlaku na nadměrně využívané vodní zdroje EU stejně jako recyklace živin nahrazující pevná hnojiva v zemědělství.

Spotřeba vody

Spotřeba vody je v různých zemích velmi rozdílná. V České republice se průměrná spotřeba pohybuje pod 90 litrů na obyvatele za den. Pro porovnání, Američané spotřebují 300 litrů a Kanaďané dokonce 700 litrů [5]. V zemích třetího světa je to 10 litrů na obyvatele za den [6].

V celosvětovém měřítku je v současné době téměř 70 % užívané vody spotřebováno v zemědělství, zejména k závlahám, průmysl spotřebovává 23 % vody, domácnosti 8 %. Struktura spotřeby je ovšem rozdílná v jednotlivých regionech. V Evropě je největším spotřebitelem průmysl s 54 %, zemědělství s 33 % a domácnosti s 13 % vody [7].

Do spotřeby vody je však nezbytné započítat i tu, která není na první pohled patrná tzv. virtuální vodu. To je voda, která se spotřebuje např. při výrobě potravin živočišného původu, výrobků, energií a dalších komodit a není spotřebiteli vnímána [5].

Možnosti šetření vodou v domácnosti

Jak již bylo uvedeno, domácnosti spotřebovávají 8–13 % vody. Jednou z možností, jak šetřit s pitnou vodou v domácnosti, je nepoužívat ji na splachování toalet. Můžeme na spláchnutí využít již použitou, tzv. šedou, popř. bílou vodu nebo místo splachovacích toalet používat toalety separační.

Šedé vody

Šedé vody jsou odpadní vody bez obsahů fekálií a moči, tzn. vody ze sprch, myček, umyvadel, praček. V novějším pojetí se do šedých vod často nezařazuje odpadní voda z kuchyní.

Šedé vody mohou být čištěny v zařízeních, kde se využívají aerobní biologické procesy nebo membránové technologie, které vyčištěnou vodu zbavují většiny virů a bakterií. Často se také na hygienizaci používá UV lampa na výstupu ze zařízení. Vyčištěná šedá voda se nazývá bílá voda, je kvalitou srovnatelná se srážkovou a použitelná především jako voda provozní pro splachování toalet a zalévání.

Pokud se zaměříme jen na ekonomické hledisko využívání šedých vod, můžeme vycházet z úvahy, že jeden člověk vyprodukuje kolem 50 litrů šedé vody denně. Na splachování záchodu použije kolem 30 až 40 litrů vody denně, tedy při použití nijak neupravené šedé vody lze ušetřit například 35 litrů pitné vody každý den. Při průměrné ceně vody 82 Kč za 1 000 litrů je úspora přes 1 000 Kč ročně na jednu osobu.

Pokud budeme chtít používat bílou vodu, budeme si muset pořídit například čistící jednotku na její úpravu za cca 95 000 Kč. Vycházíme-li ze stejné úvahy, tedy že člověk vyprodukuje 50 litrů šedé vody denně, ale celý její objem znovu využije (splachování WC, mytí auta, chodby aj.), pak návratnost investice na zařízení pro čištění šedé vody bude pro čtyřčlennou domácnost asi 15 let, pro pětičlennou pak 12 let. Toto zařízení má kapacitu 300 litrů denně. Z tohoto důvodu je vhodné ho používat v případech větší produkce šedé vody nebo více obyvatel v jednom objektu např. obytné domy, penziony.

Berankova-1
Obr. 1. Suchý veřejný pisoar ve Francii – schéma [2]
Fig. 1. Public urinal without water needs in France – scheme [2]

Separační toalety

V případě použití separačních nebo kompostovacích toalet ušetříme vodu na splachování a ještě máme hodnotné hnojivo, které oceníme, zvláště pokud vlastníme zahradu. Ceny separačních a kompostovacích toalet se pohybují od 5 000 (kempingové provedení, vhodné spíše jen na občasné používání) do 100 000 (komfortní zařízení). Pro běžné uživatele je vhodná toaleta za 20 až 30 tisíc korun. Jak bylo uvedeno výše, za pitnou vodu se tak ušetří přes 1 000 Kč na osobu a rok. Pro pětičlennou domácnost je návratnost ekotoalety 5 let, pokud ovšem nepočítáme to, že nemusíme pořizovat umělé hnojivo na vypěstování vlastní zeleniny.

Při provozování kompostovacích toalet, resp. při nakládání se shromážděnými exkrementy, se jeví jako nejvíce limitující hygienické hledisko. Lidé produkují zhruba 500 litrů moči a 50 litrů výkalů na osobu za rok. Ty obsahují asi 4 kg dusíku, fosforu 0,5 kg a 1 kg draslíku – tři základní prvky pro růst rostlin. Přesné množství se liší region od regionu v závislosti na příjmu potravy. Sedmdesát procent živin vylučovaných lidmi je ve frakci moči [8, 9]. Pokud hovoříme o kompostovacích toaletách, předpokládá se, že je nashromážděný materiál hygienizován aerobním rozkladným procesem – kompostováním, tj. rozkladem – přeměnou na stabilní humusové látky [10]. Samotné lidské exkrementy kompostovat nelze nebo jen s obtížemi.

K průběhu ideálního kompostovacího procesu je nutné zajistit několik podmínek. Tou nejdůležitější, z hlediska hygienizace, je dosažení teploty 55 °C po dobu minimálně 21 dnů nebo nad 65 °C po dobu minimálně 5 dnů [11]. Některé komerční kompostovací toalety mají v sobě zabudované ohřívadlo, které podporuje rozkladný proces, ale ani ono úplnou hygienizaci nezaručí. U ostatních toalet, kde hygienizační proces je výsledkem činnosti mikroorganismů mimo toaletu, tj. na kompostovišti, je nutné zajisti vhodné podmínky pro jejich činnost. Tím je co možná nejvíce homogenizované a řádně provzdušněné složení – ideální poměr C : N 30 : 1. Exkrementy jsou dusíkatý materiál a je potřeba smíchat je s tzv. uhlíkatým materiálem jako je sláma (C : N 60–110 : 1), tráva (C : N 35–45 : 1), piliny (C : N 100–120 : 1), listí (C : N 32–48 : 1), rostlinné zbytky z kuchyně a zahrady (C : N 30–45 : 1). Provzdušňování zajistíme překopáváním. Čas překopávek se řídí podle naměřené teploty kompostu kompostovacím teploměrem [12]. Kompostování je třístupňový proces, kdy v 1. stupni nazývaném mesofilní (rozkladný) dochází k intenzivnímu rozvoji bakterií a plísní a rozkladu lehce rozložitelných látek (cukry, škroby, bílkoviny). Optimální teplota je 50–70 °C. V 2. stupni tzv. termofilním (přechodným) se nadále rozvíjejí bakterie a především aktinomycety. Obtížněji se odbourávají organické látky, jako je celulóza a lignin, z kterých vznikají stabilní organické látky obsahující humus. Optimální teplota druhého stupně je 40–45 °C. Ve třetím dozrávajícím stupni dochází ke stabilizaci organických látek, kompost se již nezahřívá, hmota je homogenní a nezapáchá. Teplota je blízká okolní.

Celé nastartování kompostovacího procesu by mělo začít do 4–5 dnů po založení kompostu. Extrémní výkyvy teplot v jednotlivých stupních regulujeme překopávkou spojenou podle potřeby i s proléváním/vlhčením kompostu, ať vodou, či nashromážděnou močí ze separační toalety. Důležitým hlediskem je i množství kompostovaného materiálu. K dosažení hygienizační teploty je ho potřeba min. 1 m3 [13].

S ohledem na hygienizaci není vhodné k zpracování materiálu ze separačních toalet využívat vermikompostování. Optimální teplota pro život žížal je 25 °C. Při zvýšené teplotě hynou [14, 15]. Stejně tak prvoplánově k hygienizaci není vhodné používat vápno, které by pro zvýšení teploty muselo být nehašené (CaO), ale vzhledem k „suchému“ materiálu by proces nemusel optimálně a rovnoměrně v celém objemu materiálu proběhnout. Použití vápna se spíše řídí vybalancováním vhodného rozpětí pH kompostu, které je u čerstvého kompostu 6–8 [16].

Vzniklý kompost se nedoporučuje používat tam, kde by docházelo k přímému kontaktu s konzumovanou zeleninou a ovocem a i trávou zkrmovanou doma chovanými zvířaty např. králíky.

Separační toalety a legislativa

Všechny komerčně vyráběné a pro náš trh schválené separační a kompostovací toalety mají certifikát CE, který vychází z mezinárodní normy ČSN ISO 14024 a souvisejících právních předpisů Evropské unie [17]. Ekoznačku může získat jen ten výrobek, který prokazatelně je ve všech fázích svého životního cyklu šetrnější k životnímu prostředí i ke zdraví spotřebitele [18].

Konkrétní legislativní předpis, který by se komplexně zabýval provozem ekotoalet neexistuje. Pokud ekotoaleta nebo kompostér nebude stavbou o jednom nadzemním podlaží do 25 m2 zastavěné plochy a do 5 m výšky, nepodsklepená, nebude obsahovat obytné ani pobytové místnosti a ani vytápění, není potřeba stavební povolení ani se nemusí tato stavba ohlašovat stavebnímu úřadu [19].

Nakládání s materiálem mimo zásobník ekotoalety se řídí následujícími předpisy:

  1. občanský zákoník [20]: omezení vlastnického práva odstavec (1) § 1013 vlastník se zdrží všeho, co působí, že odpad, voda, kouř, prach, plyn, pach, světlo, stín, hluk, otřesy a jiné podobné účinky (imise) vnikají na pozemek jiného vlastníka (souseda) v míře nepřiměřené místním poměrům a podstatně omezují obvyklé užívání pozemku; to platí i o vnikání zvířat. Zakazuje se přímo přivádět imise na pozemek jiného vlastníka bez ohledu na míru takových vlivů a na stupeň obtěžování souseda, ledaže se to opírá o zvláštní právní důvod.
  2. vodní zákon [21]: při nakládání s materiálem z toalety nesmí dojít k ohrožení životního prostředí a zdraví lidí. Při kompostování je nutné dbát, aby nedošlo k úniku látek, které by ohrozily kvalitu povrchových a podzemních vod. Nesmí být umístěny v záplavovém území. Konkrétně se jedná o § 23a, 67 a přílohy č. 1.
  3. vyhláška Ministerstva zemědělství č. 474/2000 Sb. [22]: k hnojení nelze používat organická hnojiva, u nichž je obsah rizikových prvků vyšší než stanoví předpis. Limity rizikových prvků jsou pro statková a organická hnojiva: 2 mg kadmia, 100 mg olova, 1 mg rtuti, 20 mg arsenu, 100 mg chromu, 20 mg molybdenu, 50 mg niklu na jeden kg sušiny a dále pro:
    1. organická a statková hnojiva se sušinou nad 13 %, 150 mg mědi a 600 mg zinku na jeden kilogram sušiny,
    2. organická a statková hnojiva se sušinou nejvýše 13 %, 250 mg mědi a 1 200 mg zinku na jeden kilogram sušiny.
  4. proces kompostování a hygienizace se řídí normou ČSN 465735 – Průmyslové komposty [23].
  5. pokud bychom materiál nechtěli využít a chtěli nebo museli se ho zbavit, stal by se odpadem a nakládání s ním by se řídilo podle zákona o odpadech [24]. To znamená, že o odpad vyprodukovaný fyzickou nepodnikající osobou je povinna se postarat příslušná obec, resp. oprávněná osoba, která má oprávnění k nakládání s tímto druhem odpadu.
  6. kompostování biologicky rozložitelného odpadu upravuje vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 341/2008 Sb. v platném znění [25].

V současné době je využití separačních toalet, resp. šedé vody, nejen legislativně, ale zejména ekonomicky, vzhledem k potřebě dvojitých rozvodů a dalších stavebních úprav, problematické. Jedná se spíše o trend, který bude tím více aktuální, čím citelnější budou související aspekty, jako je nedostatek vody, zvyšující se její cena, tlak na efektivitu čištění odpadních vod a v neposlední řadě i existence či spíše neexistence vhodného recipientu pro vyčištěné odpadní vody. I v naší republice jsou oblasti, kde z různých důvodů, nejčastěji nedostatku financí, není a ani výhledově nebude jak veřejný vodovod, tak ani kanalizace. Podle Statistické ročenky České republiky 2016 byl podíl obyvatel trvale bydlících v domech napojených na kanalizace pro veřejnou potřebu 84,2 % [26]. Pro zbylých 15,8 % je tento přístup nejen ekologický, ale život umožňující. Předpokladem pro označení ekologický je však nejen úspora vody, ale i používání pro přírodu šetrných lehce odbouratelných prostředků pro osobní hygienu, praní či mytí nádobí, které mohou být společně s šedou vodou po předčištění v septiku nebo kořenové čistírně znovu použity například k závlahám.

Závlahy

Jak již bylo uvedeno výše, odpadní vody se v některých státech, jako je např. USA, Austrálie, Izrael, Švédsko, Holandsko, běžně na závlahy parků a zemědělských ploch používají. Využívání přečištěných odpadních vod k vyšší produkci v zemědělství (plantáže rychle rostoucích dřevin, ovocnářské sady) koreluje s implementací pojetí trvale udržitelného rozvoje. Vyšší využití těchto vod znamená snížení rizika znečištění povrchových či podzemních vod živinami, lepší nakládání s vodou v krajině a snížení nákladů na hnojení. [27].

Co se legislativy týče, je závlaha (i vyčištěnou) odpadní vodou brána jako vypouštění do vod podzemních a vodoprávní úřady ji nechtějí povolovat (a to i když se jedná jen o samostatnou šedou vodu bez produktů lidského metabolismu) a vyžadují při tom vyjádření hydrogeologa [3]. Kvalitu vod používaných pro závlahy řeší ČSN 757143 Jakost vody pro závlahu.

Rizika spojená s využíváním odpadních vod

Nesmíme zapomínat na rizika spojená s používáním odpadních vod. Jde o riziko spojené s výskytem mikropolutantů (PPCPs – pharmaceuticals and personal care products) a o riziko hygienické.

Eliminaci hygienických rizik legislativně řeší například Ministerstvo zdravotnictví státu Washington, které umožňuje používání šedých vod pouze k podpovrchovému zavlažování, a to pouze ve vegetačním období. Zákon s platností od roku 2011 rozlišuje vody z hlediska znečišťujících látek na světle šedé a tmavě šedé. Světle šedé vody mají nízký obsah patogenů, chemikálií, tuků, olejů, maziva pocházející z koupelen, sprch, van, praček. Tmavě šedé vody pocházejí z kuchyňských dřezů, myček nádobí, technických umyvadel, a tudíž obsahují mnohem vyšší koncentrace patogenů, chemikálií, tuků, olejů a maziv [28].

Hygienické riziko lze velmi dobře vyřešit použitím vody pro kapkovou závlahu nebo obecně do podmoku, kdy riziko infekce z aerosolů eliminujeme.

Dalším rizikem je přenos mikropolutantů na zavlažovanou půdu a riziko kontaminace pěstovaných plodin [29]. Zde je možné diskutovat o tom, co se děje s mikropolutanty ve vodních tocích, kam je voda z čistíren odpadních vod vypouštěna. Pak je tu otázka biologické rozložitelnosti některých mikropolutantů, které se v půdě rozkládají rychleji než ve vodě, i když je zřejmé, že doba kontaktu s půdou nebude při běžném způsobu závlahy velká. Z tohoto důvodu je asi nejpřijatelnější a nejbezpečnější způsob využití šedé vody pro závlahy v parcích, pro závlahy rychle rostoucích dřevin [27] a nově vysazovaných lesů.

Příklady realizací v České republice

V ČR se budování systémů využívajících šedé vody zvolna rozšiřuje. Indivi-duálních systémů, které si lidé dělají svépomocí, bude hlavně na venkově již spousty. Co se týče větších instalací, již před sedmi lety se prvním objektem v ČR, který komplexně využívá šedé vody, stal hotel Mosaic House v Praze 2. Díky systému využití šedé vody s rekuperací tepla se stal první certifikovanou budovou BREEM In Use s hodnocením Excellent v České republice. Čištění šedých vod zde zajišťuje systém Pontos AquaCycle (fa. Hansgrohe). Jedná se o biologické čištění pomocí nárostové biomasy na molitanové drti v provzdušňovaných nádržích. Dalšími aplikacemi je pak vzdělávací centrum Rozmarýnek v Brně nebo hotel Galant v Mikulově, který k čištění šedých vod využívá systému AQUALOOP (fa. ASIO), kdy je voda po biologickém čištění filtrována přes membrány.

Vzhledem k tomu, že dodatečné budování dvojích rozvodů vody není jednoduché a je i finančně nákladné, je budování systémů nakládání s šedými vodami spíše výzvou pro novostavby. Z tohoto důvodu byl proveden průzkum mezi zástupci nejsilnějších rezidenčních developerů v Praze s otázkou, jak se jejich společnost k myšlence znovuvyužití šedých vod staví. Jejich odpovědi lze v zásadě rozdělit do třech kategorií:

  1. Nejsilnější z rezidenčních developerů v Praze – Central Group (21% podíl na trhu v prodaných bytech) – doposud žádné zrealizované ani naplánované projekty využívající systému znovuvyužití šedých vod nemá a ani v nejbližší době o něčem takovém prý neuvažují. Podobnou odpověď jsme obdrželi i od firmy Star Group.
  2. Současná situace ve výstavbě nových bytových domů se nachází spíše v rovině zachytit veškerou srážkovou vodu, např. pomocí speciálních podzemních vsakovacích košů a využít ji k závlahám společných travnatých ploch v okolí novostavby nebo zachycenou srážkovou vodu použít k zavlažování zelených střech. S takovými projekty pracuje např. společnost Trigema (Chytré bydlení – Horní Měcholupy), firma Daramis nebo firma M & K Real Estate.
  3. Nejdále se v oblasti znovuvyužití šedých vod zatím dostala firma Skanska Reality (s 8 % prodaných bytů je 3. nejsilnějším rezidenčním developerem v Praze). V říjnu 2015 zahájila prodej prvního bytového domu v ČR Botanica K v Praze 5 v Jinonicích, který využívá systém pro hospodaření s šedou vodou. Voda z umyvadel, van a sprch je po přečištění využívána pro splachování toalet. Díky tomuto řešení bytová novostavba uspoří až 6 000 litrů pitné vody denně. U domu je navíc umístěna akumulační nádrž pro zachycování srážkových vod, jenž mohou být dále využity pro zalévání zeleně v okolí domu.

Závěr

Vzhledem k předpokládaným výkyvům v distribuci srážek a možným obdobím sucha se autoři v článku pokoušeli zamyslet nad možnými úsporami pitné vody a rozumným znovuvyužíváním šedé vody a vyčištěné odpadní vody. Článek měl přispět k otevření diskuse nad touto problematikou.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Podle publikovaných tzv. Modrých zpráv byly odběry vody v roce 2015 dosud nejnižší od roku 1980, a to na úrovni 1,6 mld. m3/rok. Zejména odběry povrchových vod, ze kterých je hrazena činnost správců povodí, klesly od roku 2010 o přibližně 350 mil. m3. Jaký to má vliv na ekonomiku s. p. Povodí a zajištění správy povodí, kterou tyto státní podniky vykonávají?

Z hlediska dlouhodobého vývoje jsou trendy odběrů povrchových a podzemních vod opravdu klesající. Po roce 1990 nastala náprava hodnotových vztahů, která se projevila v postupném zvyšování ceny jak za odběry povrchové vody, poplatku za odběry podzemní vody, tak i za výši vodného a stočného. To vše mělo za následek šetření s vodou a dlouhodobý pokles odběrů povrchové i podzemní vody.

Rozhovor-1

Zarážející je ovšem skutečnost, že tento poklesový trend odběrů povrchových vod byl, v některých odvětvích, zaznamenán i v posledních letech (energetika, ostatní). Určitá odvětví odebírající povrchové vody však vykazují v posledních letech setrvalý stav (vodovody pro veřejnou potřebu, průmysl, zemědělství). Odběry podzemní vody jsou v posledních letech ustálené.

Zcela správně poukazujete na skutečnost, že s. p. Povodí jsou finančně závislé právě na platbách za odběry povrchové vody (cca 70 % veškerých výnosů s. p. Povodí). Vzhledem k hlavním činnostem s. p. Povodí uloženým zákonnými úpravami, mezi které patří obecně zajištění veřejných zájmů, nelze očekávat jejich snížení, ba právě naopak. Z tohoto důvodu dochází k paradoxní (ale logické) skutečnosti, že zatímco odběry povrchové vody každoročně klesají, cena každoročně naopak stoupá. Tento stav se jeví do budoucna jako neudržitelný a zcela jistě musí dojít ke změně způsobu financování s. p. Povodí.

Další skutečností je, že na systému financování s. p. Povodí se podílí pouze úzká skupina podnikatelské sféry (zejména průmysl a energetika), a proto je do budoucna potřeba toto zatížení rozprostřít mezi široké spektrum solidární veřejnosti, pro kterou jsou tyto veřejné zájmy s. p. Povodí zabezpečovány.

Ačkoliv ještě nebyla publikována Zpráva o stavu vodního hospodářství za rok 2016, můžete čtenářům prozradit, jak se vyvíjely odběry a vypouštění v roce 2016 oproti roku 2015? A s jakým vývojem počítá ministerstvo v nejbližších několika letech?

V tuto chvíli máme již k dispozici informace o odběrech a vypouštění v roce 2016, údaje ale ještě nejsou finální, probíhá jejich důkladná kontrola.

Avšak již z těchto předběžných čísel je zřejmé, že odběry povrchové vody a vypouštění v roce 2016 zaznamenaly oproti roku 2015 mírné zvýšení. Množství odebrané povrchové vody se zvýšilo o cca 3 % (z 1 237 mil. m3 na 1 272 mil. m3) a množství vypouštěných vod cca o 5 % (z 1 621 mil. m3 na 1 700 mil. m3). Odběry povrchové vody pro oblast vodárenství, zemědělství a průmyslu mírně klesly, u energetiky a ostatních odběrů došlo k významnějšímu zvýšení, které ovlivnilo celkovou hodnotu této položky. Zvýšení množství vypouštěných vod bylo vykázáno, s výjimkou průmyslu, u všech ostatních uživatelů. V případě průmyslu byl zaznamenán pokles o 5 % ve srovnání s rokem 2015. Nepatrný pokles zhruba o 1 % byl zaznamenán u odběrů podzemních vod, množství odebrané podzemní vody kleslo oproti roku 2015 o zhruba 3 mil. m3 (z 366,2 mil. m3 na 362,9 mil. m3 v roce 2016). Tento pokles byl způsoben nižšími odběry pro vodárenství.

Při pohledu na statistiky posledních let lze jen těžko odhadnout, jakým směrem se budou hodnoty odebraného či vypouštěného množství vod pohybovat. Hodnoty jsou závislé na mnoha faktorech, které lze těžko předvídat a je pozoruhodné, že v suchém roce 2015 spotřeba na 1 obyvatele vzrostla (jak v domácnostech, tak celková).

S vytěžením dostupných zásob uhlí bude docházet k postupnému útlumu uhelných elektráren. Energetika je v současnosti největším odběratelem povrchových vod a vlastně vod vůbec. Jaký vývoj v odběrech vody v horizontu budoucích 20 a více let očekáváte? Existují již plány, jak zajistit financování správy povodí po výpadku odběrů pro energetický sektor?

K postupnému útlumu uhelných elektráren opravdu bude docházet. Ještě bych však zmínil jednu skutečnost, která se zcela jistě projeví již v horizontu let 2020–2023. Jedná se o instalaci tzv. BAT (Best Available Techniques) technologií v rámci energetického a průmyslového sektoru, které vycházejí z již platné legislativy. Tato skutečnost se zcela jistě projeví dalším poklesem odběrů povrchové vody. Tady tedy nezbývá, než se vrátit k první otázce a konstatovat, že je nezbytná revize způsobu financování s. p. Povodí. Aby se systém financování změnil, bude v prvé řadě nezbytné nalézt nové finanční zdroje pro s. p. Povodí. Tyto úpravy budou zcela jistě řešeny legislativní cestou. Jedině tak bude zabezpečen dlouhodobě udržitelný systém, který by měl být i dostatečně motivační pro všechny odběratele.

Jste ředitelem odboru, který má ve svém názvu státní správu ve vodním hospodářství. Jaká je situace v této oblasti na všech úrovních výkonu státní správy po přijetí služebního zákona? Ve zpravodajství se v uplynulých měsících mnohokrát objevily informace o tom, že i soukromé firmy mají problém sehnat kvalifikované zaměstnance. Daří se zajistit bezproblémové fungování státní správy ve vodním hospodářství?

Co se týká zajištění bezproblémového fungování státní správy ve vodním hospodářství, Ministerstvo zemědělství (jako ústřední vodoprávní úřad) nemá poznatky o dlouhodobějších problémech s personálním zajištěním této agendy na jednotlivých úrovních výkonu přenesené působnosti.

Ministerstvo zemědělství v rámci své kontrolní a dozorové činnosti, kterou nad těmito úřady provádí, sleduje také způsob fungovaní vodoprávního úřadu. Jde např. o sledování dosažené kvalifikace a praxe zaměstnanců, organizace práce, materiální zabezpečení práce apod. Pochopitelně k určité fluktuaci pracovníků na krajských úřadech, kterých je 14, a obecních úřadech obcí s rozšířenou působností, kterých je 205, dochází, nicméně tyto změny podle našeho názoru nijak nevybočují z běžné obměny pracovníků v kterékoliv jiné společnosti. Minimálně nemáme informace o tom, že by na některém z vodoprávních úřadů nebyl řádně zajištěn výkon příslušné agendy. Během kontrolní činnosti Ministerstva zemědělství nebyly v minulosti shledány žádné zásadní nedostatky kontrolovaných úřadů při výkonu přenesené působnosti v oblasti vodního hospodářství. Agenda vodního hospodářství je zpracovávána na vysoké odborné úrovni, a to zejména ze strany krajských úřadů. Mezi úřady obcí s rozšířenou působností sice lze vysledovat rozdíly v kvalitě vedení vodoprávní agendy, kdy vyšší úroveň je obvykle u větších, personálně a materiálně lépe vybavených vodoprávních úřadů, zatímco v menších obcích je přenesená působnost vykonávána někdy i jen jedním pracovníkem, a to hned pro několik oblastí správy a popř. i s výkonem samostatné působnosti, nicméně i přes to je třeba hodnotit výkon státní správy těmito úřady jako kvalitní. Obecně lze konstatovat, že výkon státní správy na úseku vodního hospodářství v ČR napříč jednotlivými stupni úřadů je konzistentní a plně odpovídá požadavku dodržovaní základních zásad administrace veřejné správy, jež představuje službu veřejnosti.

Co se týká přijetí služebního zákona, tento se nijak na práci vodoprávních úřadů neprojevil, a to zejména z důvodu, že služební zákon dopadá pouze na zaměstnance ministerstev a dalších úřadů uvedených v § 3 služebního zákona. V případě Ministerstva zemědělství, odboru státní správy ve vodním hospodářství a správy povodí, nedošlo po účinnosti služebního zákona k žádným personálním změnám a na výkon práce ústředního vodoprávního úřadu tak nemělo přijetí služebního zákona žádný vliv.

V případě povodní i sucha čelí vodohospodáři a stát kritice veřejnosti a samospráv, že dělají málo. První obvykle kritiku obdrží správce povodí a následně stát, resp. státní správa. Vy jste ředitelem odboru, který má tak říkajíc „na starosti“ obé. Jak vnímáte tuto kritiku a co byste vzkázal veřejnosti.

Většinou čelíme kritice, že se věci buď nedaří anebo velmi pomalu. V prvé řadě je třeba si uvědomit, že ochrana před povodněmi není nároková, a každý občan by se měl podle platné legislativy a svého nejlepšího vědomí chránit především sám. Výrazné investice státu do protipovodňových opatření (od roku 2002 více než 15 mld. Kč) jsou dobrou vůlí státu předcházet ztrátám na lidských životech a materiálním škodám na majetku obyvatel. Tyto aktivity státu, potažmo správců vodních toků, již veřejnost bere jako samozřejmost. Zrušením Zemědělské vodohospodářské správy došlo k integraci správy drobných vodních toků pod gesci s. p. Povodí a Lesů ČR. Tyto subjekty se snaží veškerou správu majetku vykonávat svědomitě s péčí řádného hospodáře, nicméně je třeba si uvědomit, že v ČR jsou spravovány vodní toky v celkové délce cca 100 tis. km. Vzhledem ke skutečnosti, že správa drobných vodních toků byla dlouhodobě Zemědělskou vodohospodářskou správou finančně podhodnocena, přistoupilo Ministerstvo zemědělství k systémovému spuštění nového dotačního titulu Podpora opatření na drobných vodních tocích a malých vodních nádržích. Samostatnou kapitolou je v současné době omezení následků sucha a nedostatku vody, které mohou obyvatelstvo a celé hospodářství plošně postihnout v daleko širší míře, než jsou např. povodně. I v této oblasti jsou na úrovni ministerstev a správců vodních toků realizována systémová opatření vedoucí k předcházení tohoto hydrologického extrému. V polovině letošního roku Ministerstvo zemědělství a Ministerstvo životního prostředí vládě předloží Koncepci ochrany před následky sucha pro území ČR s využitím preventivních opatření k omezení jeho následků.

Rozhovor-2

Veřejnosti bych rád vzkázal, že je jasná snaha všechny tyto zmiňované oblasti řešit maximálně věcně a odborně, a to podle priorit. Myslím si, že se nám jako vodohospodářům dlouhodobě nedaří přesvědčit veřejnost o nutnosti a smysluplnosti navrhovaných opatření, informovat ji o veškerých opatřeních realizovaných ve veřejném zájmu tak, aby veřejnost měla pocit, že je v tomto ohledu o ni dobře postaráno. Domnívám se, že je třeba klást důraz na osvětu v oblasti vodního hospodářství, aby si veřejnost uvědomila, že množství vody v ČR není neomezené a že vodu je třeba nejen chránit z hlediska kvality, ale i vhodným způsobem zadržovat, aby byla zajištěna také pro budoucí generace.

Když už přišla řeč na povodně, v nedávné době vláda projednávala připravovaná protipovodňová díla Nové Heřminovy a Skalička. Jaké budou další kroky v případech těchto záměrů?

Zmiňovaná vodní díla Nové Heřminovy a Skalička jsou v současné době jediná významná vodní díla nadregionálního charakteru, u kterých již vláda rozhodla o jejich realizaci. Výstavba takto rozsáhlých vodních děl s sebou nese řadu problémů a ovlivňuje životy desítek až stovek obyvatel, kteří se z daného místa musí např. vystěhovat. Nastavení způsobu majetkoprávního vypořádání je jednou z nejdůležitějších věcí v celém procesu a je třeba, aby stát k tomuto kroku přistoupil maximálně odpovědně.

Z pohledu realizace je příprava nádrže Nové Heřminovy v pokročilejší fázi než Skalička. Je třeba připomenout, že nádrž Nové Heřminovy je zahrnuta do systému ochrany před povodněmi v povodí horní Opavy a doplňuje tak navržená technická a přírodě blízká opatření v ploše povodí. Těmito opatřeními bude zajištěna ochrana před povodněmi na stoletou vodu. Státu se zde podařilo do konce roku 2016 majetkoprávně vypořádat cca 99% zátopy vodního díla. Na tomto příkladu je jasně vidět, že stát odpovědně nastavil takový systém náhrad, že obyvatelé dotčení vodním dílem na nabídku státu z cca 99 % souhlasně přistoupili. V současné době se zpracovává dokumentace pro územní řízení a do konce roku 2017 s. p. Povodí Odry požádá o vydání územního rozhodnutí. Nádrž Nové Heřminovy o objemu cca 15 mil. m3 bude sloužit jako víceúčelová. Jejími hlavními účely bude ochrana před povodněmi, nadlepšovací funkce a rekreace.

Naopak vodní dílo Skalička je z pohledu realizační fáze na začátku procesu. Systém ochrany před povodněmi v povodí Bečvy byl rozdělen do dvou etap. V první etapě se postupně budují technická a přírodě blízká opatření pod profilem vodního díla Skalička na tzv. padesátiletou vodu. Následně bude ve II. etapě realizováno vodní dílo Skalička, které zajistí transformaci povodně z roku 1997, tedy větší než stoletý průtok, právě na padesátiletou vodu, na kterou bude již území pod profilem vodního díla chráněno. V průběhu letošního roku se podařilo schválit způsob majetkoprávního vypořádání plánovaného vodního díla (výkup veškerých nemovitostí v celé ploše vodního díla) včetně jednotných zásad pro toto vypořádání. Obdobně jako u Nových Heřminov vláda schválila motivační náhrady pro obyvatele dotčené stavbou tohoto vodního díla. Investor veškerých protipovodňových opatření, s. p. Povodí Moravy, již majetkoprávní vypořádání v roce 2016 zahájil a podle harmonogramu prací bude ukončeno v roce 2023. Dosud nebylo rozhodnuto o konkrétní variantě vodního díla (průtočná suchá nádrž, boční suchý poldr, průtočná vodní nádrž, boční vodní nádrž). K tomuto rozhodnutí by mělo dojít v nejbližších třech letech. Předpokládá se vodní dílo o objemu cca 42 mil. m3, jehož hlavním účelem bude ochrana před povodněmi. Další účely vodního díla budou odvislé od zvolené konkrétní varianty vodního díla.

Nové Heřminovy leží ve Slezsku a Skalička na Moravě. Ačkoliv jsou obě vodní díla zamýšlena především jako ochrana před povodněmi, tak každá takto významná vodohospodářská infrastruktura plní mnohem více funkcí. V Čechách se o obdobných významných strukturálních opatřeních neuvažuje?

V Čechách se samozřejmě o významných vodních dílech též uvažuje, nicméně jejich hlavním účelem by mělo být rozšíření vodních zdrojů, tzn. především vodárenský účel a nadlepšovací funkce. V loňském roce vláda rozhodla o neprodleném zahájení projektové přípravy dvou malých vodních nádrží – Senomaty (na Kolešovickém potoce) a Šanov (na Rakovnickém potoce). Vzhledem k zamýšlenému objemu se nedá v žádném případě hovořit o významných vodních dílech nadregionálního charakteru (Senomaty – 0,78 mil. m3 a Šanov – 0,89 mil. m3), nicméně regionálně mohou tyto malé vodní nádrže sehrát výraznou úlohu k nadlepšení zdrojů vody v povodí. Dále se v Čechách uvažuje o realizaci vodního díla Pěčín v Královehradeckém kraji (objem cca 17 mil. m3), jehož hlavním účelem by mělo být zásobování pitnou vodou, nadlepšovací funkce a protipovodňová ochrana. A na Moravě o vodním díle Vlachovice ve Zlínském kraji (objem cca 29 mil. m3), jehož hlavním účelem by mělo být též zásobování pitnou vodou, nadlepšovací funkce a protipovodňová ochrana. O vybudování těchto dvou významných vodních děl nebylo doposud rozhodnuto, nicméně vláda uložila realizovat přípravu těchto děl. Dále vláda uložila zpracovat do konce roku 2017 komplexní návrh přírodě blízkých opatření v povodí Zdobnice (vodní dílo Pěčín), Vláry (vodní dílo Vlachovice), Rakovnického potoka a Kolešovického potoka (vodní díla Senomaty a Šanov) jako součást systému opatření v daných povodích. Další vládní materiál o těchto vodních dílech primárně zaměřených na boj proti suchu předloží Ministerstvo zemědělství a Ministerstvo životního prostředí vládě do března 2018.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Ze světa vodního hospodářství.

V rámci opatření zaměřených na aktuální problematiku zmírnění povodňových škod vyvolaných výskytem významného období sucha se pozornost soustředila mj. na převody vody mezi dílčími povodími vodních toků. Z vodohospodářského hlediska jde o prvek, který umožňuje v rámci vodohospodářských soustav obohatit jejich koncepční řešení, popř. zvýšit celkový efekt komplexních opatření. V minulosti bylo jeho použití poměrně časté, ať se již jedná o zásobování vodou (vodárenské soustavy, hydroenergetika, hydromeliorace, popř. další), či ochranu před povodněmi.

IMAG0174

V hydrologických poměrech našeho státu přitom nemůžeme očekávat výrazné odlišnosti v časovém průběhu průtoku ve vodních tocích, zejména ve vztahu k výskytu sucha. Lapidárně řečeno, nemá smysl budovat převody vody, když v období sucha neexistuje přebytek průtoku, který by posílil průtokově rovněž deficitní sousední (popř. i vzdálenější) vodní tok. V rámci převodů je akumulace vody v soustavě nezbytná (s výjimkou převodů povodňových průtoků).

Z metodického hlediska by asi bylo zajímavé zabývat se typologií převodů vody, upozornit na zajímavé vztahy, resp. podrobnosti. Předmětem této technické informace však je předběžné ocenění vodohospodářského efektu převodů vody posilujících vlastní hydrologický potenciál v soustavách zajišťujících odběry vody včetně nadlepšení minimálních průtoků. Obecné vodohospodářské řešení nádrží s převody vody bylo zveřejněno např. ve sborníku z odborné konference ČSVTS v Teplicích v roce 1988 (V. Broža).

Jako zajímavost je možno připomenout velmi významné převody vody vybudované počátkem 16. století u nás. Byl to především někdy opomíjený Opatovický kanál spojený se jmény Viléma z Pernštejna a jeho fišmistra Kunáta Dobřenského. Ten ostatně byl učitelem Štěpánka Netolického, stavitele Zlaté stoky na Třeboňsku. Délka těchto umělých vodotečí se blížila 50 km. Podobnou délku měl o tři sta let později tzv. Schwarzenberský kanál J. Rosenauera, sloužící zejména k plavení dříví ze Šumavy do Vídně, a jímž tekla šumavská voda (z evropského povodí Labe) do Dunaje. Převody vody se používaly v zájmu těžby a zpracování rud, později ve vztahu ke globálnímu rozvoji průmyslu (energetiky) v zemědělství atd. a v hojné míře v rámci vodohospodářské výstavby 20. století.

Racionální úvahy o očekávaném vodohospodářském efektu převodu vody

Předmětem úvah je očekávané zvýšení odběru (odtoku) vody z vybudované nádrže po realizaci převodu vody z vodního toku mimo vlastní povodí nádrže. Jde tedy o „posílení“ hydrologického potenciálu vlastního povodí nádrže. Takové předběžné zhodnocení je užitečné provést v předstihu před podrobným vodohospodářským řešením.

Pro objasnění základních vztahů vyjdeme z představy dvou hydrologicky rovnocenných vodních toků s dlouhodobým průměrným průtokem Qa = 1 m3/s a Q355d = 0,15 m3/s, který budeme současně uvažovat jako minimální zůstatkový průtok. Na jednom z vodních toků je vybudována vodní nádrž se zásobním objemem zajišťujícím výrazné sezonní (roční) vyrovnání (α = 0,4).

V teoretickém návrhovém období, které bylo zvoleno, jsou na obou vodních tocích shodné časové průběhy průtoků. Podmínkou pro převádění vody je, že pod místem odběru bude ponechán průtok 0,15 m3/s, a pokud bude přirozený průtok menší, musí být převáděcí zařízení uzavřeno.

Představy o interakci nádrže a převodu vody jsou znázorněny na připojeném schematickém obr. 1.

 

Broza-1
Obr. 1. Schematické vyjádření vodohospodářského efektu převodu vody do vybudované nádrže (časový průběh průtoku v návrhovém málo vodném období v profilu nádrže a v místě odběru vody na počátku převodu je shodný)
a) Časový průběh přítoku a odtoku z nádrže bez zahrnutí převodu vody Q = f(t) a s jeho zahrnutím Qd: Qmin z– minimální zůstatkový průtok, Opp – zabezpečený odtok (odběr) vody z nádrže bez převodu vody, Opd – zabezpečený odtok (odběr) vody po realizaci převodu, ∆Op – vodohospodářský efekt převodu, Tv – doba prázdnění nádrže (odhad)
b) Vodohospodářsky využitelný převáděný průtok: Qdp = f(t) – využitelný převáděný průtok (bez Qmin z) v době, kdy zásobní objem nádrže není plný, 1 a 2 – odhad převedeného objemu vody (šrafované plochy), Qdr – využitelný převáděný průtok po zvýšení zabezpečeného odtoku (odběru) z nádrže
c) Časový průběh prázdnění zásobního objemu nádrže Vv = f(t): Vvp – nádrž bez převodu vody, Vvr – nádrž s převodem vody bez zvýšení odtoku, ∆ V – objem využitelný pro zvýšení zabezpečeného odtoku (odběru)
Fig. 1. Schematic explanation of the water management effect of water diversion to the existing reservoir (hydrograph in the design low-flow period at reservoir site is the same as at diversion point)
a) Hydrograph of the inflow and outflow from the reservoir without contribution of water diversion Q = f(t) and with it Qd: Qmin z– minimum setting discharge, Opp – design outflow from the reservoir without water diversion, Opd – design outflow with water diversion, ∆ Op – water management effect of water diversion, Tv – time of reservoir emptying (estimation)
b) Diversion of discharge to be utilized for water management contribution: Qdp = f(t) – utilized diversion discharge (without Qmin z) in case of reservoir storage not full, 1 and 2 – estimation of volume water diversion (hatched areas), Qdv – utilizable diversion discharge for the increasing of design outflow
c) Time course of emptying of the reservoir storage volume Vv = f(t): Vvp – reservoir without water diversion, Vvr – reservoir with water diversion but without increasing of design outflow, ∆ V – volume utilizable for the increasing of design outfow

V prvním kroku oceníme, jaký bude vodohospodářský přínos plánovaného převodu za předpokladu, že odtok (odběr) vody z nádrže se nezmění. Je logické, že za stavu, kdy původní přítok do nádrže poklesne pod hodnotu odběru a nádrž by se začala prázdnit kvůli převodu, může být zásobní objem po jistou dobu udržován plný. K prázdnění dojde až po poklesu vlastního přítoku do nádrže a převáděného průtoku pod hodnotu odběru. Jakmile průtok v místě převodu bude menší než minimální zůstatkový průtok (0,15 m3/s), nebude převod ve funkci. Vyšrafovaná plocha (1) ve schematickém obr. 1. představuje první část průtokové dotace pro nádrž. Další efekt bude možný až po zlepšení průtokových poměrů, kdy bude opět možno vodu převádět (2). Zásobní objem se bude dále prázdnit, díky dalšímu převedenému objemu průtoku nedojde k tak výraznému vyprázdnění jako v případě nádrže bez převodu. Rozdíl ve vyprázdnění zásobního objemu ∆V kvantitativně vyjadřuje vodohospodářský přínos převodu. Uspořený objem je možno převést na očekávané zvětšení návrhového odtoku tak, že odhadneme dobu prázdnění nádrže (Tv). Ve zvoleném příkladu jsme dospěli k přínosu 0,075 m3/s, což je 30 % původního (projektového) odběru. I když jediný výsledek nemůže být podkladem pro hodnocení, ukazuje sice na vcelku pozitivní přínos převodu vody, avšak ve srovnání s efektem nové nádrže, která by se v místě převodu vybudovala, je to podstatně menší vodohospodářský efekt. Uvážíme-li dále, že vodohospodářské studie, v nichž se do funkce vybudovaných zásobních nádrží promítl dopad změny klimatu na průtokové poměry, ukazovaly na pokles odběrů rovněž zhruba o 30 %, přílišný optimismus ve vztahu k převodům vody v našich hydrologických poměrech není na místě. Je zřejmé, že negativní vliv na efekt převodu vždy bude mít trvání extrémně suchého (málo vodného) období, kdy dotace ve prospěch hospodaření s vodou v nádrži nebude přípustná. Bohužel právě prodloužení takových období v důsledku změny klimatu je očekáváno.

Efekt převodu bude závislý na poměru vodností toku s nádrží a toku, z něhož se voda bude převádět, na cyklu prázdnění nádrže (při víceletém řízení bude možno častěji využívat přebytku průtoků) atd.

Smyslem této informace je přinést realistický pohled na vodohospodářský efekt převodů vody. Ty za situace, kdy prosazení každé další vodohospodářsky významné nádrže se s ohledem na aktuální společenské výhrady se stává velmi obtížné, se mohou jevit jako jisté východisko. Jejich přínos ve srovnání s projekty nových nádrží zřejmě nebude zvlášť pozoruhodný, ovšem v případech, kdy se vyskytnou vodohospodářsky deficitní oblasti, jako např. v současné době Rakovnicko, asi nebude jiné racionální řešení (z hlediska kvantitativního i kvalitativního).

Realizace převodu vody vždy bude znamenat pro „postižený“ vodní tok změnu odtokových poměrů s dopady na jeho ekologický potenciál a zejména na vodohospodářské potřeby níže.

Z kvantitativního hlediska je možno funkci převodu omezit pouze na období, kdy zásobní objem nádrže bude povyprázdněn. Zásadní ovšem je, že bez možnosti dlouhodobé akumulace vody v našich hydrologických poměrech samotné převody nemají smysl. Při globálním pohledu v celostátním měřítku, např. velmi spolehlivě zabezpečené odběry vody vybudovaných vodárenských nádrží, v součtu převyšují současné i budoucí potřeby pitné vody. Bohužel zajistit jejich převod, obdobně jako je tomu např. v přenosové síti elektrizační soustavy, asi není reálné, i když v současné době je možno zaznamenat snahy o propojování vodárenských soustav.

Poznámka k zamyšlení: Nedávno byla zveřejněna informace o možnosti vedení železniční trati z Ústí nad Labem do Drážďan. Tunelem o stejném průměru by prošla veškerá pitná voda pro potřeby České republiky. I v tomto smyslu je možno uvažovat o převodech. Může k tomu nabádat např. i námět (před desítkami let) na zajištění komplexního zásobování jižní Moravy pitnou vodou převodem vody z Žitného ostrova, popř. další mezinárodní propojení Dunaje a horní Vltavy.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Úvod

Tento příspěvek je prvním z chystané řady tematicky obdobných článků – autor by rád čtenáře seznámil s nejstaršími zaznamenanými zprávami o využívání energie vodních toků v Čechách v období raného středověku. V tomto prvním, z chystané řady, se pokusíme ozřejmit jak dochované písemné prameny, tak i další okolnosti mající souvislost s již neexistujícím vodním mlýnem v Úněticích. Ve Výzkumném ústavu vodohospodářském se poměrně dávno (17. 6. 2013) konal historicko-populární seminář1 s názvem „První písemně doložené využívání vodní energie v Čechách v raném středověku – vodní mlýn v Úněticích“. Od té doby se autor tématu věnoval pouze okrajově, podařilo se mu však během řady let shromáždit další podklady, např. některé zajímavé historické studie, příspěvky a monografie – ve kterých se příslušní autoři věnovali problematice raně středověkých mlýnů (i když mnohdy jen okrajově /jejich pozornost byla spíše zaměřena na částečně související, či dokonce věcně zcela odlišnou problematiku/).

Lokalita Únětice

Únětice jsou známé především díky velmi důležité archeologické události – v letech 1870–1882 zde roztocký lékař Čeněk Rýzner2 objevil a prozkoumal pravěké pohřebiště z rané doby bronzové (podle lokality příslušného katastru pak byla pojmenována i tzv. únětická kultura). Vraťme se však do doby historické. První písemnou zmínku o vsi Únětice lze nalézt až v tzv. únětické listině (viz níže v tomto příspěvku podrobně popisovaný dokument). Jméno obce bylo podle A. Profouse možná odvozeno od jistého (listinně však jen nepřímo doloženého) Uňaty3.

Únětická listina

Nejprve byla část textu listiny kanovníka Zbyhněva4 publikována Karlem Jaromírem Erbenem5. Ten ji datoval k roku 11326. Ze závěrečného textu písemnosti však zcela jednoznačně vyplývá, že jí uváděné věcné skutečnosti se vztahují spíše k „širšímu“ období vlády knížete Soběslava I. Později byl přepis tohoto dokumentu rovněž vydán (již v plném znění) Gustavem Friedrichem7. V daném případě není dochována původní (starší) listina, ale tzv. insert8 – součást privilegia krále Václava I. z roku 12339. O spolehlivosti tohoto dokumentu nebylo nikdy pochybováno, proto byl zařazen mezi tzv. nesporné listiny10. Domníváme se, že vlastní textová pasáž vznikla nejspíše až v samém závěru vlády knížete Soběslava I. – těsně před rokem 1140. Pro nás je důležitá především z toho důvodu, že v ní lze nalézt první (historicky zcela nezpochybnitelnou) zmínku o existenci vodního mlýna11 v Čechách. V následujícím odstavci si dovolíme citovat nejprve úvodní část této tzv. únětické listiny:

„Cunctis Christi fidelibus12 sit cognitum13, me Zbyhneum14, dei gratia sacerdotem15 16, in meo patrimonio17, hoc est in villa18 Vnetych19, fundasse20 ecclesiam21, in qua, divino am(m)onitus22 consilio23, locavi24 duos canonicos25 ita nominatos: Ras et Bezded, quibus ipsum locum usque ad finem vitae eorum concessi26. [Všem v Krista věřícím nechť je známo (kéž ať to poznají), že jsem já, Zbyhněv, z Boží milosti kněz, ve svém zděděném majetku (po otci), tedy ve vesnici (zvané) Únětice, (již dříve) založil kostel (faru), ve kterém jsem, pobídnut (upomenut) úmyslem (záměrem) Božím, usídlil dva kanovníky (takto) nazývané (se jmény) – Ráž a Bezděd27. Těm jsem to samé místo (ves Únětice) až do konce jejich života postoupil.]

Kult-1
Originál listiny Václava I. z roku 1233 s inserovaným textem únětické listiny (začíná od bílé značky) (převzato z: monasterium.net – http://www.mom-ca.uni-koeln.de/mom/CZ-APH/AMK/019-I%7C26/charter)

Kanovník Zbyhněv příslušný (poměrně rozsáhlý) majetek plně daroval – avšak jen za určitých (poněkud „neobvyklých“) podmínek.

„Sed si peccatis28 intervenientibus29 proles30 eorum non fuerit docta, eis praecepi31, ut in vita sua ordinarent32, quod iste numerus canonicorum duorum non desit usque ad finem mundi. [Avšak, pokud dojde k rušivému zásahu (vyskytnutí se) hříchů (pochybení) a (na základě toho) jejich potomci (pouze mužští) nebudou učení (vzdělaní /církevně/) – jim (oběma kanovníkům) jsem nařídil, aby během svého života (si vše) zařídili tak, že daný počet (dvou) kanovníků se nesníží – a to provždy – až do (doby) konce světa (Posledního soudu).]

Kostel (též faru a následně k tomu příslušející pozemkový majetek – i vodní mlýn) mohli RážBezděd neomezeně využívat. Museli se však postarat o to, aby jejich synové byli „učení“. Současného čtenáře zajisté výše uvedený text překvapí – v té době se totiž kněží běžně ženili – nejznámějším (též i širší čtenářské obci) je vztah (s ohledem na popisovanou dobu nedávno zesnulého) kronikáře Kosmy (děkana pražské kapituly) k jeho družce (ženě) Božetěše33. V listině je rovněž podáno vysvětlení, že v daném případě jde o Zbyhněvův zděděný majetek (po jeho rodičích).

(Suberam34) Substantiam35 quoque patris mei ac matris meae, quorum nomina sunt hec36: Bohun, Bozena37, meamque eis subiungavi38. [Také (též – i dokonce) majetek svého otce a své matky – jejich jména byla tato: Bohuň a Božena – a vše (ostatní co mi patří – následně uvedený majetek39) jim postupuji (dávám k plnému užívání).]“

Darované pozemkové vlastnictví bylo vymezeno následovně:

Primum Rouen40, sylvam41 cum campo42; Huatym43 cum campo42, et ecce44 meta45: magna46 via47, quae vadit48 Pragam, atque Calysce49; Bridce50 rupis, aspiciens51 aliam rupem52 ultra ryvum53, qui Slatyunice54 vocatur; [Zaprvé (jim dávám) ‚Roveň‘ – les s pozemkem, ‚Chvatim‘ s (dalším) pozemkem až po hranici – tj. po významnou (důležitou) cestu, která vede (směrem) ku Praze. A též k tomu (jim dávám) ‚Kaliště‘, ‚skálu Brdce‘ (skálu Kozích hřbetů), která ční proti ‚další (jiné) skále‘ (tj. Alšově vyhlídce), nad potokem, který se nazývá ‚Slativnice‘ (Únětický potok55).]“

Zde si dovolíme pouze okrajově upozornit na výše uvedený potok nazývaný „Slativnice“. Řada autorů (nejen z 19. století – což je samozřejmé56 – ale též mnohdy současných57) vychází ze starší Erbenovy (zcela odlišné) transkripce „Statynnice“. My jsme převzali novější (podle našeho názoru správnější) Gustavem Friedrichem publikovaný přepis této listiny. Výše uvedeným majetkem donace nekončí – oběma kanovníkům byly poskytnuty ještě následující pozemky:

„Silva Scepene58 cum campo42, silva Scala59 cum campo42; decem et VIII agri, et IX, quem a fratre emi in patrimonium17 sub testimonio Wladote et filiorum ejus. [(K tomu též patří) les ‚Štěpeň‘ s (dalším) pozemkem, les ‚Skála‘ (lokalita /vrch, kóta/ Na Skále) s pozemkem. K tomu (též pak) osmnáct polí (tj. pozemků s ornou půdou) spolu s devíti (dalšími), které jsem přikoupil od (svého) bratra k mému zděděnému majetku. (Při této koupi) svědčil Vladota a jeho synové.]“

Nešlo tedy jen o dědictví – Zbyhněv svůj pozemkový majetek získal i koupí. Vedle polí šlo též o louky (na sklonitém terénu katastru obce Únětice tvořily pravděpodobně nemalé procento z celkové plochy).

Prata60 omnia, quia ea redemi61 quadringentis et quinquadinta denariis. [(K tomu dávám) všechny louky, které jsem vykoupil za 450 denárů.]“

Kromě luk lze v textu zaznamenat rovněž zmínku o pozemku získaném od jistého Milhosta spolu s hospodářským zvířectvem. Místo, kde se nacházel, nejsme již dnes bohužel schopni (zcela jednoznačně) určit.

Et ad hec unus campus, quem a Mylhost mercatus sum; emissarius63 cum equis64, boves65, vaccae66, scrofae67 cum porcis68, anseres69 cum gallinis70, pavones71 cum pavonissis. [A k tomu všemu jeden pozemek, který jsem koupil od Milhosta; (dále pak) pastevce s koni, býky a dojnicemi – též prasnice a prasata, husy, slepice a pávy se samicemi páva (‚pávicemi‘).]“

Pokusme se vytvořit určitou (byť nepřesnou) prostorovou rekonstrukci. Nemalou práci vykonal Z. Smetánka72 – na jeho velmi podrobnou analýzu lze navázat a částečně ji též doplnit. U pisatele listiny můžeme zaznamenat (s ohledem na v daném textu se nacházející posloupnost jednotlivých lokalit) poměrně „odhadnutelnou logiku“. Nejdříve je zmíněn kostel v samotných Úněticích (v souvislosti s oběma kanovníky). Pokud jde o vlastní pozemkový majetek (substantia) – listina postupuje ve svém popisu od severu. Nejen „první“ – též asi i ekonomicky velmi důležitou částí byla podle všeho lokalita Roveň (šlo jednak o les – též o jakýsi „pozemek“73. Jednalo se evidentně o (zemědělsky též asi velmi dobře využitelný) rozsáhlý areál – v současnosti se nalézající směrem na sever od vlastních Únětic (s příznivým nesvažitým terénem /od toho pravděpodobně i výše uvedené staročeské označení/). Následovala Chvatim (asi nejen se zemědělským pozemkem, ale též i s lesem). Zde si dovolíme učinit kratší poznámku. Z. Smetánka se domníval, že tzv. „magna via“ směřovala na Velké Přílepy v trase stávající hlavní silnice (jde však až o pozdější císařskou silnici74) – původní trasa vedla do Únětic (dokonce ještě v 18. století /šlo o poměrně sklonitou cestu, která vedla přes Horoměřický potok a ústila z jihu do Únětic – dnes jde o opuštěnou lesní cestu/). Z uvedeného vyplývá, že jak les, tak další pozemky se nacházely jižně od Únětického potoka až k uvedenému Horoměřickému potoku. Zcela logicky je v listině zmiňována sousedící lokalita Kaliště, která se nalézala v údolí téhož potoka (viz především dříve publikovanou přehlednou mapu Smetánky72). Směrem na východ je pak jmenována „skála“ Brdce (dnešní Kozí hřbety). Listina ve výčtu pokračuje stále směrem jižním. Následuje Z. Smetánkou geograficky nevymezený les Štěpeň. Domníváme se, že jej lze lokalizovat přibližně v prostoru údolí Horoměřického potoka (navazoval na tehdejší místní lokalitu Kaliště). Jako poslední (směrem na jih) je ve výčtu uváděn les Skála (nyní kóta Na Skále) s příslušnými dalšími pozemky75. Následuje nepojmenovaných 18 a 9 polí – domníváme se, že navazovaly na pozemky existující u již uvedené stávající vyvýšeniny Na Skále. Příslušnou plochu je možné předpokládat v širší oblasti nalézající se na obou stranách (výše zmíněné) trasy nynější silnice vedoucí směrem na Velké Přílepy (pravděpodobně ve směru severovýchodním až ke kostelu svatého Václava). Šlo podle všeho o zemědělsky nejvhodnější lokalitu z celého majetku (proto je v listině uvedeno i označení „agri“ /pole/).

Kult-2
Pokus o rekonstrukci lokalizace majetků obou kanovníků únětického kostela (k roku 1140)

Teprve nyní se dostáváme k nejpodstatnější informaci uvedené v této listině – a to k darování, v té době již existujícího, mlýna na Únětickém potoce.

„Molendinum in supradicto ryvo76. [(A také) mlýn na výše uvedeném (Únětickém) potoce (‚Slativnici‘).]

Kde se výše uvedený mlýn nalézal, je velmi obtížné zjistit. Podle našeho názoru však asi nebyl příliš vzdálen od stávajícího kostela Nanebevzetí Panny Marie77 (původní stavba postavená v románském slohu se do dnešních dní nedochovala – v současnosti se zde nachází barokní svatyně obdélníkového tvaru částečně připomínající kříž) – pravděpodobně nedaleko od dnešního silničního přemostění Únětického potoka.

Zde by bylo možné další prezentaci listiny ukončit. S ohledem na velmi přínosnou Smetánkovu monografii78 si dovolíme ještě uvést dvě krátké věty ze zde podrobně popisovaného dokumentu. Kromě majetků v Úněticích, které měly sloužit potřebám obou jmenovaných kanovníků, se tato písemnost též zmiňuje o jistém Ostojovi. Citovaný Levý Hradec79 byl v té době již pravděpodobně zcela bezvýznamnou vsí. Výstavbu opevnění můžeme časově přiřadit přibližně k polovině 9. století – Bořivojův kostel pak měl pravděpodobně svůj počátek v 80. letech téhož století. Hradba vybudovaná ve formě dřevohlinité konstrukce (s velmi krátkou trvanlivostí – pokud nebyla pravidelně opravována) s čelem zpevněným kameny, zřejmě již (v předmětném období vlády knížete Soběslava I.) byla zcela jistě v rozvalinách.

In Levo Gradech terra ad aratrum80, ubi christianitas incepta est. Et Ostog proanimatus81 in ea sedens et solvens XII denarios unoquoque anno Wneticensi ecclesiae… [Na Levém Hradci, kde mělo počátky křesťanství (v Čechách), je popluží (orná půda – země /půda/ určená k orání pluhem). Na ní je osazen dušník Ostoj – ten platí každoročně únětickému kostelu vždy 12 denárů…]

Předpokládaný vzhled a technické parametry vodního mlýna

Význačný český archeolog, autor monografie Legenda o Ostojovi – archeologie obyčejného života (viz rovněž výše), tamtéž uvádí82:

„K únětickému statku náležel i mlýn na potoce Slatyunici (Slatinici). Je to první vodní mlýn v Čechách, který máme na vsi bezpečně doložen a jehož existence právě v Úněticích je dobře pochopitelná.

Autor se současně zamýšlí nad možnými technickými aspekty předpokládaného raně středověkého vodního mlýna.

Vodní tok, na němž mlýn stál, má celkem malý spád a proud, a byl tedy málo vhodný pro mlýn s vertikálním kolem na spodní i svrchní vodu. A tak v některém z užších míst, nejspíše přímo ve vsi nebo v její těsné blízkosti, muselo dojít k přehrazení potoka a vytvoření jednoduché zdrže… Mlýny s vertikálním kolem navíc potřebují složité převodové, tzv. palečnicové soukolí, které by převedlo rotační pohyb vertikálně postaveného vodního kola na vodorovný pohyb ležících mlýnských kamenů. V Úněticích proto nejspíše stál typologicky nejstarší typ mechanického mlýna, roztáčeného vodorovně ležícím kolem, pro jehož pohon postačí menší, ale přesně na lopatky kola usměrněný proud vody. To lze snadno zajistit dřevěným korýtkem nebo dřevěnou trubicí, nebo alespoň trubicovou tryskou. U takového mlýna je malé vodní kolo ve spodní části stavby vodorovně upevněno do ložiska a přímo na lopatky přitéká soustředěný úzký proud vody… Není zapotřebí vůbec žádného převodového ústrojí.

Poněkud jiné okolnosti a souvislosti uvádí J. Klempera83 – též L. Štěpán a kol. zastává poněkud odlišný názor84:

„V německém rukopisu ‚Der Hussitenkrieg‘ je znázorněn bezpřevodový vodní mlýn s horizontálním kolem na svislé ose přímo otáčející běhounem. Jde o užití původní řecké antické technologie, vyžadující velký spád, známé ze Skandinávie jako tzv. norské mlýny, která se udržela na některých místech v Evropě až do 20. století.“

Spolu s O. Kotyzou85 si dovolíme vyjádřit nejpravděpodobnější hypotézu – a to, že se jednalo spíše o (v dané době v Evropě evidentně nejčastější) typ mlýnského zařízení s vertikálním kolem na spodní vodu86. S ohledem na rozsah darovaného majetku (včetně nezbytného počtu zemědělců a služebníků) – rovněž při předpokladu, že mlýn sloužil především k vlastním hospodářským potřebám malého statku, lze dovodit, že šlo jen o nevelkou, zcela jistě dřevěnou, budovu (možná na kamenných základech – též i s poměrně malým vodním kolem).

Raně středověké právní souvislosti

Ponechme stranou chronologicky nejstarší zmínku o prvním mlýnu – listinu českého knížete Boleslava II. – údajně vydanou 15. 1. 993 (v souvislosti se založením Břevnovského kláštera). Na základě poznatků současné diplomatiky je zapotřebí poznamenat, že v daném případě lze celý tento významný dokument jednoznačně označit jako tzv. falzum (velmi sporná je rovněž donace dvou mlýnů „pod samotným Pražským hradem“ /též i s ohledem na archeologicky doložitelnou úroveň české hmotné kultury v 10. století87/). Před únětickou listinou nelze v českém diplomatáři nalézt jakoukoliv bezezbytku nespornou zmínku o mlýnu na větším či menším vodním toku.

Pokud jde o povolení ke zřízení a provozu mlýnů, bývá mnohdy používán pojem mlýnský regál. V období raně středověkého státu (v Čechách ještě i ve 12. stol.) v rámci tzv. patrimoniální monarchie88 byla ještě úloha panovníka v podstatě neomezená – i pokud šlo o práva k vodním tokům. Je však zapotřebí učinit zásadní poznámku, a to, že se nejen v Čechách, ale i v celé Svaté říši římské (Sacrum Imperium Romanum) panovníkův regál (tento pojem bývá běžně označován jako práva regální či regálieiura regalia /práva královská/ – v 17. a 18. století též označovaná jako regalia principis) vztahoval pouze na splavné řeky. Počátek uvedeného (v Evropě tehdy téměř všeobecně rozšířeného) institutu je možné nalézt již ve Franské říši – ve starší etapě raně středověkých dějin písemně zaznamenávané panovnické výsady latinský výraz iura regalia ještě nepoužívaly – první výskyt tohoto pojmu lze nalézt až v textu tzv. ronkálské konstituce, vydané v roce 115889.

Únětický potok je samozřejmě nesplavný – jeho hydrologické charakteristiky90 jej navíc zařazují mezi tzv. drobné vodní toky. V souvislosti s pojednávanou problematikou je též zapotřebí poznamenat, že příslušné (např. „darované“) území bylo v tehdejší době většinou chápáno zcela celistvým způsobem – zahrnována do něj byla nejen zemědělská půda, ale i veškeré další související „příslušenství“ – též vodní toky (resp. jejich úseky) a vodní mlýny nacházející se v dané lokalitě91 (listinou jmenované vsi). Podmínkou většinou bylo, že se jednalo o nesplavné vodní toky. V Úněticích šlo o situaci, kdy se mlýn nacházel na drobném vodním toku – proto zde evidentně nebyla „aplikována“ (byť mnohdy jen obecně pojímaná a ne zcela plně panovníkem uplatňovaná) regální práva (v daném případě mlýnský regál).

Kult-3
Pravděpodobné umístění únětického vodního mlýna k roku 1140 (bílá značka)

Možná „historická konkurence“ – mlýn u Olomouce či mlýny v Praze?

Roku 1078 olomoucký údělný kníže Ota I.92 s manželkou Eufemií pravděpodobně věnoval (v té době ještě benediktinskému) klášteru Hradiště (Klášternímu Hradisku) jakási dvě „vivaria“ (spíše šlo jen o sádky /„haltýře“/). Níže uvádíme pouze krátký úryvek z této listiny.

…Data sunt et duo vivaria piscium, nomen unius Wydoma et nomen alterius Tekalech. […Též jsou darována dvě „vivaria“ (pro chov) ryb, jméno prvního je ‚Vydoma‘ a jméno druhého pak ‚Tekalec‘.]“

Bezprostředně po této zajímavé zmínce (jednoznačně zde ještě nešlo o skutečné rybníky) následuje „darování osob“.

(Data sunt)… duo molentes, duo pistores… [(Jsou též darováni)… dva mlynáři, dva pekaři…]“

Postoje k „hodnověrnosti“ listiny jsou rozdílné – převažuje však spíše názor, že se v daném případě o tzv. falzum nejedná93. Pro nás je pak problematickým momentem to, že nešlo jak o darování místa k postavení mlýnu, tak o svolení k jeho založení – či dokonce o darování již postaveného mlýna94. Pokud by i nějaký stavební objekt, v daném poměrně „širokém prostoru“, existoval, není jej dnes bohužel možné (na rozdíl od mlýnu v Úněticích) jakýmkoliv způsobem (byť i značně nepřesně) geograficky lokalizovat.

O případné existenci starších mlýnů v prostoru tehdejší raně středověké Prahy jsme se již zmiňovali (viz výše listinu českého knížete Boleslava II.). Odpověď na celou řadu otázek není zcela jednoznačná – s ohledem na širší technické a historické souvislosti se spíše přikláníme k názoru O. Kotyzy (čtenáře s „hlubším“ zájmem o danou, historicky poměrně specifickou, problematiku si dovolíme odkázat na příslušný příspěvek95) – ve zkratce lze pouze podat souhrnnou informaci v tom smyslu, že případnou výstavbu mlýnů v českém prostoru již v 10. století můžeme spíše pokládat za nepravděpodobnou. Nezodpovězenou otázkou tak asi jen zůstává, zda nedošlo k vybudování tohoto (na tehdejší dobu poměrně složitého) technického zařízení v Čechách či na Moravě již ve druhé polovině 11. století. Hodnověrné a spolehlivé, do dnešní doby dochované, písemné prameny však bohužel „mlčí“.

Závěrečné shrnutí

Netroufáme si říci, že mlýn v Úněticích byl zcela jednoznačně prvním objektem sloužícím k využití energetického potenciálu povrchových vod, který byl provozován na území České republiky. Období raného středověku je většinou velmi obtížné (s ohledem na převažující nedostatek dochovaných písemných pramenů) historicky zcela věrohodně interpretovat.

Kult-4
Plán trasy exkurze ze Suchdola do Únětic

Je samozřejmě možný ten předpoklad, že existuje starší (stále ještě „nenalezená“) listina, ze které bychom mohli vyčíst dřívější vybudování jiného mlýnského zařízení (u seriozně postupujícího historika je však zcela nepřípustné spoléhat se na jakékoliv hypotézy či možné předpoklady) – z uvedených důvodů tak můžeme s plnou zodpovědností prohlásit mlýn v Úněticích za první, písemně doložené, technické zařízení sloužící k využití vodní energie, které bylo na našem území – podle všeho až v první polovině 12. století (nejspíše v rozmezí 1125–1140) postaveno.

Kult-5
Müllerova mapa Čech (převzato z: https://mapy.vugtk.cz/muller/)

 

Poznámky

  1. Semináře se zúčastnila řada pracovníků jak z VÚV TGM, tak z PřFUK a ČHMÚ. Autor by rád poděkoval především vedení ústavu – jak řediteli, Mgr. Marku Riederovi, tak i náměstkovi pro výzkumnou a odbornou činnost, Ing. Petru Bouškovi, Ph.D., kteří se této akce jednak zúčastnili, jednak též poskytli nezbytnou podporu a pomoc při její realizaci. Časový rozvrh byl následující: 13:30–14:30 proběhl vlastní odborný výklad v zasedací místnosti budovy D, přibližně od 14:30 do 15:00 došlo k přesunu autobusem č. 107 do konečné stanice (Suchdol), v intervalu 15:00–16:00 se konala vlastní exkurze s odborným výkladem (in situ), přibližně po 16:00 pak následovala neformální společenská akce v Únětickém pivovaru.
  2. Nedaleko od dnešních Únětic došlo k význačnému nálezu čtyř kostrových pohřebišť, objevených při archeologických výzkumech, které v roce 1880 zahájil roztocký lékař MUDr. Čeněk Rýzner u polní cesty vedoucí okolo Holého vrchu do Roztok za pomoci únětických občanů. V 70 hrobech byly nalezeny kostry skrčenců obličejem k východu – u každé též hliněná nádoba. Nebožtíci byli pohřbíváni jak v prostých hrobových jamách, tak v dřevěných rakvích, kamenných hrobkách i pod mohylami. Tento (ve své době nesmírně významný) objev vedl následně k pojmovému vyčlenění zvláštní skupiny archeologických pramenů, pro něž se v odborné literatuře postupně ujal název únětická kultura.
  3. Profous, A., 1957, s. 447, uvádí: „Únětice (lid. v Ouněticích, ounětickej), ves 9km sev. od Smíchova: 1125–40 in villa Vnetych, …Wneticensi ecclesiae, …in villa Vnetich, CB. I, 1233 (Wenc. rex confirmat litteras super) villa Vnetich, …Vnethych, RB. I, 377; 1405 decan. Rypen.: Vnyeticz, RDP. 47. Srov. pol. a ukr. Uniecice (Unjatyčy), sloven. Uňatín, – Únětice = ves lidí Uňatových, srov. z r. 1031 Vneta, (hortulanus secus Olom.), Vnata, (filius Bolehnae in v. Pamyetici)“. Obec Únětice leží v nadmořské výšce 240–260 m severozápadně od Prahy v tzv. Pražské kotlině v údolí Únětického potoka a její katastr sousedí jednak přímo s katastrálním územím Prahy, jednak s chráněným územím Tichého údolí. V určité části období 1125–1140 náležely kanovníkovi Zbyhněvovi – později pak patřily se vším příslušenstvím pražské kapitule. V roce 1421 se Únětic zmocnili husitští Pražané – ve vlastnictví Prahy byly až do roku 1547, kdy byl tento majetek pro vzpouru proti Ferdinandovi I. pražským měšťanům zkonfiskován. Poté patřily opět církvi – a to Kapitule u svatého Víta.
  4. Smetánka, Z., 2010, s. 6, uvádí, že jistý kanovník Zbyhněv zdědil, nejspíše společně se svým neznámým bratrem – někdy na počátku 12. století, po svém otci (ještě podle všeho nešlo o „typickou“ šlechtu v pozdějším pojetí 13. a 14. století) Bohuňovi a matce Boženě, dodnes poblíž Prahy existující, ves Únětice. Vykoupil od svého bratra devět polí – též připojil ke svému podílu louky (zaplatil poměrně značnou sumu 440 denárů). K tomu dokoupil i od jakéhosi Mylhosta další pozemek. Jiné další informace o tomto kanovníkovi bohužel nemáme.
  5. Erben, K. J., 1855, s. 98–99.
  6. Kdy byla listina přesně sepsána, známo není. Karel Jaromír Erben ji přiřadil k datu 1132 (dodnes nebylo zjištěno, jaké podklady, prameny a důvody jej k tomu vedly /Erben, K. J., 1855, s. 98–99/). Novější editor Gustav Friedrich položil vznik této písemnosti do širšího rozmezí 1125–1140 (Friedrich, G., 1904, s. 129). Text se dochoval jen jako „vložka“ (insert) v mladší listině z roku 1233, v níž král Václav I. potvrdil, že ves Únětice daroval kostelu pražskému již dříve jeho otec Přemysl (Otakar) I. (viz např. Smetánku, Z., 2010, s. 6).
  7. Friedrich, G., 1904, s. 129–131.
  8. Friedrich, G., 1942, s. 58 (poznámka pod čarou č. 1).
  9. Plné znění listiny – Friedrich, G., 1942, s. 57–59 (bez insertu). Původní středověký (ofotografovaný) dokument je dostupný na: http://www.monasterium.net.
  10. Viz též Petráček, T., 2012, s. 212.
  11. Klempera, J., 2000, s. 10–11, uvádí, že mlýny s českým (středoevropským) složením byly známy již ve 12. století a dva vodní mlýny na našem území jsou zmiňovány dokonce už k roku 993, kdy je kníže Boleslav II. daroval nově zakládanému klášteru v Břevnově (na základě poznatků současné diplomatiky je však zapotřebí poznamenat, že v daném případě lze celý tento významný dokument jednoznačně označit jako tzv. falzum /velmi sporný je i s ohledem na archeologicky doložitelnou úroveň české hmotné kultury v 10. století/). J. Klempera došel (shodně s řadou dalších autorů) k názoru, že nejstarším, věrohodně doloženým, vodním mlýnem je právě výše jmenovaný v Úněticích, mající souvislost se založením zdejšího kostela, kanovníkem Zbyhněvem (1125–1140). Je však zapotřebí dodat, že přibližně ke stejnému historickému období lze zařadit i zmínku o mlýně při Sázavském klášteře (viz též Štěpán, L. a Křivanová, M., 2000, s. 13).
  12. Podle Kábrta, J., et al., 1996, s. 184, je výraz „fidēlis“ možné překládat následujícími českými ekvivalenty: věrný, spolehlivý, oddaný, poctivý, upřímný. S ohledem na středověkou latinu však šlo spíše o člověka věřícího či pravověrného. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, I. díl, s. 554, doplňuje ještě ekvivalent svědomitý (k někomu) – též ve vazbě k officiis (dat.) (věrný svým povinnostem). Hledíková, Z., 2008, navíc uvádí: „excludere ab unitate fidelium“ (vyloučit z jednoty věřících) a „in instructionem fidelium“ (pro poučení věřících).
  13. U Kábrta, J., et al., 1996, s. 83, lze nalézt následující české ekvivalenty: poznávat, seznávat, shledat, dovídat se, slyšet, pátrat, zkoumat, vyšetřovat. Ve středověku znamenalo toto sloveso především: poznávat, shledat, dozvědět se. Internetový slovník (http://www.david-zbiral.cz/uzivsl-lat-2.txt) však též uvádí: „cognosco de aliqua re – rozhodnout o něčem“.
  14. Erben, K. J., 1855, s. 98, odlišně: „Zbygneum“ (převzali jsme transkripci Friedrichovu).
  15. Podle Kábrta, J., et al., 1996, s. 376, jde o kněze. Obdobně viz Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 426, či Smolová, V., 2011.
  16. Jde o vazbu akuzativu s infinitivem: „…me Zbyhneum, dei gratia sacerdotem (esse)“. Infinitiv od slovesa být je vynechán (což je – jak ve středověké, tak klasické latině „téměř“ pravidlem).
  17. Ve středověku často se vyskytující pojem. Patrimonium značilo: zděděný otcovský majetek (podle římského práva), dědictví, jmění – též i svobodné pozemkové vlastnictví. Později šlo (právně) o velkostatek pána (též se soudní pravomocí). Prvotní státní útvar Přemyslovců či Mojmírovců bývá pak též nazýván jako knížecí rodové patrimonium (v souvislosti s právními dějinami českých zemí se často užívá pojem patrimoniální období či patrimoniální stát /viz např. Bílý, J. L., 2003/).
  18. Již ve starověku šlo o stavení římského velkostatkáře na venkově. Kábrt, J., et al., 1996, s. 283, uvádí: „vīlla, ae, f. – statek, dvůr, dvorec, vila, letohrádek, vesnice, osada, město venkovské“. Podle Pražáka, Novotného a Sedláčka (1955, II. díl, s. 659) šlo o stavení stojící mimo městské hradby, statek, dvůr, dvorec. Ve středověké latině tento výraz (hojně se vyskytující v raně středověkých listinách) označoval jen vesnici – v ojedinělých případech i samostatnou usedlost, statek či dvůr.
  19. V současnosti používaná „klasická“ latinská transkripce by byla asi: „Unetic“, podle českých „Únětic“. Erben, K. J., 1855, s. 795, uvádí: „Únětice, Vnetych, Vnetich, Vnethych, villa in Boh., ubi ecclesia S. Mariae a Zbygneo sacerdote fundata (c. 1132) 98, 99; ad capitulum Prag. pertinens (1233) 377“.
  20. Synkopovaný tvar infinitivu perfekta aktiva (vazba akuzativu s infinitivem). Kábrt, J., et al., 1996, s. 193: „fundō, āre, āvī, ātum – klást základ, zakládat: urbem fundare – zakládat město; aedes fundare – založit obydlí; upevňovat, utvrzovat: legibus urbem fundare – zákony město upevňovat: quod sit fundatum perpetuo aevo – co je ustanoveno na věky věků“.
  21. Výraz ecclesia lze překládat různě. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, I. díl, s. 213, uvádějí následující ekvivalenty: shromáždění, sněm, křesťanská obec, církev, chrám. Ve středověké latině znamenal tento výraz především kostel nebo farnost – též i někdy klášter či diecézi.
  22. Erben, K. J., 1855, s. 98, odlišně: „ammonitus“ (převzali jsme Friedrichovu transkripci /Erben písaře, který v roce 1233 „chyboval“, „opravil“ – v originálu, který je dostupný na www.monasterium.net, je možné u osmého řádku zjistit, že je zde „amonitus“/). Internetový slovník Liber exquisiti xenii uvádí: „admonitio = ammonitio…“. Kábrt, J., et al., 1996, s. 17: „admoneō, ēre, uī, itum – připomínat, upomínat, pobízet; uvádět na paměť, varovat“. Hledíková, Z., 2008: „ostendendo admonebimus – tím, že ukážeme …napomeneme“, ammonitionem tenere – zachovávat napomenutí, chovat se podle napomenutí“.
  23. Kábrt, J., et al., 1996, s. 105, uvádí celou řadu možností překladu: radění se, rada, porada, poradní sbor, dobrá rada, rozvaha, důmysl, obmysl, lest, mínění, návrh, úmysl. Hledíková, Z., 2008: „accedente iuris peritorum consilio – na radu znalců práva“, „de communi consilio et consensu – na společnou radu a se souhlasem“. Smolová, V., 2011: „consilium, ii n. – rada, úmysl, shromáždění“, „inire consilium – pojmout úmysl, zamýšlet“, „maturo consilio praehabito – po předchozí zralé úvaze, radě“.
  24. Kábrt, J., et al., 1996, s. 266: „locō, āre, āvī, ātum umístit, usazovat, usídlit; fundum locare – pozemek pronajmout“. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 43, doplňuje další možnosti překladu: umístit, dát místo, vykázat místo, na určité místo klást, stavět, usazovat, usídlit, klást, (tábor) rozložit, polem se položit. Hledíková, Z., 2008, např. též (v kontextu středov. latiny): „loco, are – pronajmout“, „omnes fructus et proventus ecclesie… locavit – všechny výnosy a výtěžky… pronajal“. Smolová, V., 2011: „loco, are, avi, atum – umístit, zakládat, pronajmout, zadávat“, „loco, are socium – najmout tovaryše“.
  25. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, I. díl, s. 179: „canonicus, a, um [κανονικός] – pravidelný, řádný; kanonický, subst. kanovník (pův. duchovní, který byl zapsán v kanonu, tj. v matrice kostela, op. capellanus)“. Smolová, V., 2011: „canonicus, i m. – kanovník, kanonický, podle církevního práva“. Ve středověku šlo o duchovního, který příslušel ke katedrální kapitule nebo ke kapitulnímu chrámu. V 9. stol. Karel Veliký nařídil všem klerikům společný život – ten ovšem netrval dlouho, protože si klerikové oddělovali svůj podíl ze společného majetku nebo alespoň příjmy, které z něho zřetelně vyplývaly – začali tak žít na svůj účet. Tak vzniklo rozlišování mezi kanovníky řeholnímikanovníky světskými (první vedli společný život, druzí nikoliv). Novotný, V., 1928, s. 347, pak poněkud odlišnou skutečnost v Úněticích komentuje následovně: „Onen kněz Zbyhněv, jenž v době vlády Soběslava I. zakládá nový farní kostel v Úněticích, ač sám o sobě praví, že jest kněz a canonicus, a ač také ony dva kněze, jež ke kostelu jmenuje, nazývá duos canonicos, neváhá celé toto založení dávat do vlastnictví knížeti Soběslavovi, tak aby on byl jejích představeným a kněží aby nebyli již jeho, Zbyhněvovými, nýbrž Soběslavovými, nedbaje toho, že se to dobře nesrovnává s předpisy církevními, poněvadž canonicus znamená – v přímé protivě k pojmu clericus vagus – kněze podle kanónů církevních dosazeného a žijícího. Tedy sám kněz, který si jistě na tom zakládal, že jest canonicus– řádně kanonicky dosazen, netoliko nemá rozpaky mluviti o svém kostele a nazývati kněží k němu kanonicky dosazené prostě svými, nýbrž dává je dokonce do cizího vlastnictví a jmenuje laika jejich představeným.
  26. Ve středověké latině značí především: připustit držbu, užívání, postoupit, odkázat, dát privilegium.
  27. Smetánka, Z., 2010, s. 7: „U kostela osadil dva kanovníky, jejichž jména se nám šťastnou shodou okolností rovněž zachovala. Byli to Ráž a Bezděd a k jejich výživě a vydržování zorganizoval Zbyhněv vlastně malý hospodářský systém…
  28. Kábrt, J., et al., 1996, s. 318: „peccātum, ī, n. – provinění, vina, chyba; hřích“.
  29. Kábrt, J., et al., 1996, s. 243: „interveniō, īre, vēnī, ventum s dat. přijít, vstoupit mezi něco, vyskytnout se mezi něčím; vmísit se, rušivě zasahovat, zakročit“.
  30. Podle Kábrta, J., et al., 1996, s. 345, jde o: dorost, mládež, potomstvo, děti, potomky. Smolová, V., 2011: „proles, is f. – potomek, potomstvo, dítě, pokolení“.
  31. Kábrt, J., et al., 1996, s. 334: „praecipiō, ere, cēpī, ceptum – napřed brát, napřed získat; napřed pojímat, dříve pociťovat; nařizovat, rozkazovat, napomínat, poučovat“. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 285: „praecipiō, ere, cēpī, ceptum… 2) metaf. a) nařizovat, rozkazovat, přikazovat, předpisovat; raditi, povzbuzovat, napomínat, varovat b) poučovat, učit, dávat naučení“. Hledíková, Z., 2008: „precipere, quatenus – nařizovat, aby“, „sentencialiter precipere – přikázat formou rozsudku“. Internetový slovník Vademecum in opus Saxonis et alia opera Danica compendium ex indice verborum: „…precipere – vide praecipere“.
  32. Kábrt, J., et al., 1996, s. 309: „ordinō, āre, āvī, ātum řadit, pořádat, určovat…“. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 175: „…b) pořádat, zařizovat, určovat… 2) světit (na kněze) ordinovat“. Ve středověké latině především pak ordinō = uspořádat, zařídit, stanovit.
  33. Viz též Smetánku, Z., 2010, s. 7–8. Novotný, V., 1913, s. 705, podrobně osvětluje situaci existující stále i v 11. století a první polovině 12. století: „Že požadavek celibátu, v církvi odedávna hlásaný a jinde již pozvolna se ujímající, v Čechách byl věcí téměř neznámou, to bychom snad vytýkali nejméně. Tak tomu zůstalo v Čechách na dlouhou dobu ještě, a v této době kněžské manželství platilo za něco, co se rozumělo samo sebou. Kosmas sám, kanovník a potom děkan pražský, bez rozpaků mluví o svém synu a zaznamenává do své kroniky úmrtní datum své choti Božetěchy. Kněz Zbyhněv, ač při svém novém kostele únětickém chce mít kněží kanonicky dosazené a žijící, uvažuje přece také o možnosti, že by nezůstavili schopného potomstva. Ano manželství kněží jest něco tak samozřejmého, že choti knězově dává se název presbitera“.
  34. Zcela odlišná transkripce u Erbena, K., J., 1855, s. 98 – jde o „přepis“. Daná sentence by byla takto velmi obtížně přeložitelná – viz Kábrt, J., et al., 1996, s. 415: „subsum, -esse – být dole, ležet vespod, pod něčím; být nablízku“.
  35. Kábrt, J., et al., 1996, s. 415: „substantia, ae, f. – podstata, obsah, jsoucnost; *majetek, materiál; pojem, látka“.
  36. Erben, K. J., 1855, s. 98 – u klas. latiny je samozřejmě možné jen: „haec“.
  37. BohuňBožena (Smetánka, Z., 2010, s. 7).
  38. Erben, K. J., 1855, s. 98, uvádí odlišnou transkripci „subiugavi“. Uvedenému výrazu podle Pražáka J. M., Novotného, F. a Sedláčka, J., 1955, II. díl, s. 503, by odpovídalo: „poslat pod jho, uvést pod jho, podrobit“. Internetový (podrobný) slovník Glossa [a latin dictionary] uvádí: „subiugo, avi i. q. in servitutem redigo“. Podle Friedrichovy transkripce však šlo spíše o „subiungavi“. Kábrt, J., et al., 1996, s. 414: „subiungō, ere, iūnxī, iūnctum – zapřáhnout; připojovat; podrobovat, podmaňovat: gentem subiungere národ si podmanit“. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 503: „…1) zapřáhnout, 2) připojovat, spojovat, družit, 3) podrobovat, podmaňovat“.
  39. Petráček, T., 2012, s. 212: „K udržování kanovnických míst byl určen majetek (substanciam), který Zbyhněv zdědil po svých rodičích. Ve výčtu jsou na prvním místě uvedeny čtyři názvem uvedené lesy, u každého je zapsáno i pole (sylvam cum campo). Text pokračuje darem osmnácti polí (agri) – devět dalších koupil od svého bratra. Darovány jsou i všechny louky (prata omnia), které vykoupil za 450 denárů, a k nim přikoupil jedno pole.
  40. Erben, K. J., 1855, s. 779: „Roveň, Rouen, silva cum campo ecclesiae Vnetich (c. 1132) 98.
  41. Erben, K. J., 1855, s. 98, odlišně: „silvam“.
  42. Jednoznačný překlad si netroufáme uvést. Proto jsme použili jen „širší“ ekvivalent „pozemek“. Podle Kábrta, J., et al., 1996, s. 60, by bylo možné použít: pole, rovina; plocha, planina, prostranství. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, I. díl, s. 177, doplňuje též úhor. Smetánka, Z., 2010, s. 73, zastává názor, že šlo o tzv. příloh. O pojem pole (ager) samozřejmě nešlo (nebyl by v listině samostatně specifikován /viz např. formulaci: „…decem et VIII agri, et IX, quem a fratre emi…“/). Hledíková, Z., 2008, uvádí: „campus – pole, rovina, pláň“. Šlo tedy podle všeho o „pozemek“, který nebyl na příliš sklonitém (spíše „rovném“) terénu. Tomu by i napovídalo označení lokality „Roveň“, kterou by bylo možné v současné době lokalizovat cca 1 km ve směru na sever od centra dnešních Únětic. (viz velmi přehlednou mapku uvedenou v publikaci Smetánky, Z., 2010, s. 99). Obdobný názor jako Z. Smetánka má rovněž Beranová, M. a Kubačák, A., 2010, s. 70 (viz též poznámku č. 80). K uvedenému rovněž: Smetánka, Z., 2010, s. 304–305 (viz, v této monografii obsaženou, dodatečnou poznámku č. 6). Poněkud odlišný názor vyjádřil již mnohem dříve Graus, F., 1953, s. 118.
  43. Erben, K. J., 1855, s. 738: „Chvatim, Huatym, silva cum campo ecclesiae Vneticensis (c. 1132) 98.“. Smetánka, Z., 2010, s. 20: „Les byl již tehdy zřetelně vydělen z krajiny, neboť únětická listina, o niž opíráme své úvahy, jasně hovoří o jednotlivých lesních plochách, jež dokonce mají svá vlastní jména jako les Roveň, Štěpeň, Skála a podle textu listiny i les poněkud podivného jména zvaný Huatym, vykládaný jako Chvatim, související podle sémantické analýzy s lovem. V pozdější listině z roku 1221 se nedaleko uvádí i les Hluboká (Luboka)…“.
  44. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, I. díl, s. 452: „ecce, interj. ukazovacího významu hle, hleď, hleďte, ejhle a) uvádí děj právě se rozvíjející… b) při výčtu uvádí nový předmět… c) je výrazem překvapení. Velmi časté je spojení ecce autem…“.
  45. Kábrt, J., et al., 1996, s. 279: „mēta, ae, f. cíl, meta, kuželovitý sloup na obou koncích nízké zídky táhnoucí se středem cirku: meta evitata šťastně objetý cíl; hranice, konec“. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 87: „mēta, ae, f. 1) kuželovitý předmět, kužel, zejm. cíl v cirku… 2) meton. hranice, meze, konec, cíl: his ego nec metas rerum nec tempora pono – těm nekladu já ni hranice říše ni doby (tj. trvání); longarum haec m. viarum cíl cest; ad metas aevi pervenire; mortis metae = τέλος θανάτοιο – konec života; m. utraque sm. východ a západ“. Ve středověku především: hranice, mez, cíl.
  46. Kábrt, J., et al., 1996, s. 271: „magnus, a, um – velký, veliký – v superl.: největší, převeliký, velmi veliký; rozsáhlý, silný, prudký: magnum iter – dlouhý pochod; magna pecunia – mnoho peněz; magna vox – silný hlas; o váze – těžký: maior compes – těžší pouto; pořádný, vydatný: cena magna – vydatný oběd; mocný, důležitý, významný, vznešený…“.
  47. Podrobně viz Smetánku, Z., 2010, s. 99. Podle jeho názoru šlo o trasu vedoucí ve stejném směru jako stávající silnice spojující Suchdol se Statenicemi. Spíše se domníváme, že šlo naopak o cestu vedoucí do Únětic a následně pak Turska. Jireček, H., 1863, s. 18, uvádí: „Tursko bylo protknuto hlavní drahou od Prahy na sever (magna via, quae vadit ad Pragam 1132 /v klas. lat.: vadit Pragam – pozn. aut./), jež asi u Únětic překračovala potok Stativnici (Slativnici – pozn. aut. /Jireček nemohl mít v té době bohužel k dispozici Codex diplomaticus et epistolaris Regni Bohemiae/).“ Uvedenou skutečnost velmi dobře dokládá i Müllerova mapa Čech (1720). Z ní je jednoznačně patrné, že cesta mířila z Podbaby směrem na Únětice (těsně vpravo se nalézal tehdejší Suchdol). Dnešní hlavní komunikace vznikla až později jako důležitá císařská silnice („…von Theresienstadt“).
  48. Kábrt, J., et al., 1996, s. 461: „vādō, ere, vāsī, vāsum kráčet, ubírat se, jít; hnát se, kvapit“. Smolová, V., 2011: „vado, ere, vasi, kráčet, ubírat se, jít“.
  49. Erben, K. J., 1855, s. 740: „Kaliště (Kališče, palus), Calysce, meta de Huatym (c. 1132) 98.“. Jde zjevně o zamokřené území nacházející se v údolí stávajícího Horoměřického potoka pod Kozími hřbety. Podrobněji viz Smetánku, Z., 2010, s. 99.
  50. Erben, K. J., 1855, s. 715: „Brdce, Bridce, rupis juxta rivum Statynnice (správně Slatyunice /Slativnice/), meta silvae Huatym (c. 1132) 98.“ Jde o skalní ostrožnu Kozích hřbetů vystupující jak nad údolím stávajícího Únětického potoka, tak i nad údolím současného Horoměřického potoka. Podrobněji viz též Smetánku, Z., 2010, s. 99.
  51. Kábrt, J., et al., 1996, s. 43: „aspiciō, ere, spexī, spectum (vl. ad a speciō) hledět na někoho (s ak.), spatřovat, dívat se…“.
  52. Touto „jinou“ skálou je současná tzv. Alšova vyhlídka, která se nachází nad levým břehem Únětického potoka.
  53. Erben, K. J., 1855, s. 98, odlišně: „rivum“.
  54. Smetánka, Z., 2010, s. 16: „…Únětický potok nazývaný ve 12. století Slatyunice (Slativnice).“ Erben, K. J., 1855, s. 786, však uvádí: „Stativnice, Statynnice, rivus juxta rupem Bridce (c. 1132) 98.“. Ve Friedrichově sbírce Codex diplomaticus et epistolaris regni Bohemiae I. (1904, s. 130): „Slatyunice“. Název Slativnice (Slatinice) zjevně souvisel se „slatinami“ (mokřinami, bažinatými loukami) nacházejícími se tehdy v údolí Únětického potoka – avšak spíše až pod Úněticemi – před ústím do Vltavy (v katastru obce Roztoky).
  55. Vlček, V., ed. et al., 1984, s. 74: „Únětický potok č. h. p. 1-12-02-010 (III.), pramení 0,5km jv. od Kněževsi ve výšce 348m n. m., ústí zleva do Vltavy v Roztokách v 174m n. m., plocha povodí 47,6km2, délka toku 13,4km, průměrný průtok u ústí 0,10m3. s-1.
  56. Např. Jireček, H., 1863, s. 18.
  57. Např. Klempera, J., 2001 (o celé řadě internetových stránek se zde zmiňovat nebudeme).
  58. Erben, K. J., 1855, s. 722: „Čepeň (Štěpeň?), Scepene, silva ecclesiae Vnetich (c. 1132) 98.
  59. Erben, K. J., 1855, s. 783: „Skála, Scala, silva ecclesiae Vnetich (c. 1132) 98.“. V současnosti jde o lokalitu Na Skále (kóta 324,5 m n. m.). Podrobně viz Smetánka, Z., 2010, s. 99.
  60. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 307: „prātum, ī, n. – louka, lučina, luh; meton. (luční) tráva, seno, rostliny, květiny“. Ve středověké latině šlo především o louku.
  61. Kábrt, J., et al., 1996, s. 359: „redimō, ere, ēmī, emptum – zpět koupit, vykoupit; najmout“. Hledíková, Z., 2008: „ab hostibus redimere – vykoupit se zajetí“. Smolová, V., 2011: „…vykoupit, koupit zpět“.
  62. Kábrt, J., et al., 1996, s. 278: „mercor, ārī, ātus sum – kupovat“.
  63. Kábrt, J., et al., 1996, s. 159: „ēmittō, ere, mīsī, missum – vysílat, vypouštět“. Ve středověké latině značil výraz emissarius toho, kdo „vyhání dobytek na pastvu“ – tedy pastevce.
  64. Kábrt, J., et al., 1996, s. 162: „equus, ī, m. – kůň, hřebec“.
  65. Kábrt, J., et al., 1996, s. 56: „bōs, bovis, m. a f. – býk, vůl; kráva; hovězí dobytče; v pl. skot, dobytek“.
  66. Kábrt, J., et al., 1996, s. 460: „vacca, ae, f. – kráva“.
  67. Pražák, J. M., Novotný, F. a Sedláček, J., 1955, II. díl, s. 443: „scrōfa, ae, f. – svině, prasnice“.
  68. Kábrt, J., et al., 1996, s. 331: „porcus, ī, m. – vepř, prase“.
  69. Kábrt, J., et al., 1996, s. 33: „anser, eris, m. – husa“.
  70. Kábrt, J., et al., 1996, s. 195: „gallīna, ae, f. – slepice“.
  71. Kábrt, J., et al., 1996, s. 318: „pavō, ōnis, m.– páv“.
  72. Smetánka, Z., 2010, s. 99.
  73. Viz poznámku č. 42.
  74. Viz poznámku č. 47.
  75. Viz poznámku č. 59.
  76. Erben, K. J., 1855, s. 98, má odlišnou transkripci: „rivo“.
  77. Podlaha, A., 1911, s. 84–96.
  78. Smetánka, Z., 2010.
  79. Lutovský, M., 2009, s. 45–46: „Hradiště označované jako Levý Hradec leží dnes jen několik kilometrů za severní hranicí Prahy. Zaujalo ploché temeno rozsáhlé ostrožny nad levým břehem Vltavy. Na severní straně je hradní ostroh chráněn prudkými skalnatými srázy k řece, jejíž hladinu převyšuje o více než 60 metrů. Východní a jihovýchodní svahy klesají do esovitě se vinoucí rokle Žalovského potoka. Ostrožna je přeťata roklí (dnes nazývanou Ve Vikouši, původní pravopis ‚Ve Vykouši‘ lépe odpovídal onomu bočnímu ‚vykousnutí‘, které rokle evokuje) svažující se k severozápadu do vltavského údolí; svým opačným jihovýchodním koncem rokle dosahuje až ke svahům klesajícím k Žalovskému potoku. Rokle, prohloubená umělým příkopem, rozdělovala ostroh na dvě v podstatě samostatné části. Šíje, která je dnes spojuje a po níž vede jediná schůdná přístupová cesta na vnitřní hradiště, je umělým útvarem nasypaným ve středověku nebo novověku. Přírodou vymodelovaný útvar dal základ pozoruhodnému půdorysu dvojdílného hradiště o celkové rozloze 6,4 hektaru… Většina dodnes viditelných i archeologickým výzkumem zachycených pozůstatků opevnění přísluší ranému středověku, hradbám vystavěným v 9. a 10. století.
  80. Petráček, T., 2012, s. 212: „Na Levém Hradci vlastnil půdu na jedno popluží (terra ad aratrum), na níž seděl jmenovitě uvedený dušník (proanimatus), který platil každoročně 12 denárů kostelu. Přesně jsou určeny i jeho pozemky, které byly vzhledem k použitým termínům (campus, ager) a k jejich počtu několikrát užity v odborné literatuře jako doklad pro existenci trojpolního systému v českých zemích. Tyto hypotézy byly korigovány Zdeňkem Smetánkou, který pečlivou analýzou místní situace dokázal, že se jednalo o tehdy obvyklý přílohový typ zemědělské činnosti.“
  81. Žemlička, J., 1997, s. 205: „Už jako závislí lidé vstupovali do vztahu k církvi tzv. dušníci (animatores, proanimatores), kteří byli darováni za blaho fundátorovy duše. Společně se zvoníky a hlídači kostela (campanarii ecclesiae, custodes ecclesiae), uváděnými taktéž převážně s půdou, netvořili svébytnou právní skupinu. Jejich názvy spíše naznačují, jak se ocitli v novém postavení a jaké jim připadly povinnosti. Geneze dušníků a kostelních ‚služebníků‘ se vyvíjela složitě. Vedle otroků-nevolníků pronikaly do jejich řad i části zbídačovaného ‚svobodného rolnictva.
  82. Smetánka, Z., 2010, s. 95–96.
  83. Viz poznámku č. 11.
  84. Štěpán, L. a kol., 2008, s. 13.
  85. Kotyza, O., 2014, s. 465–467.
  86. Kotyza, O., 2014, s. 465: „Jisté kouzlo nepostrádaly úvahy polské badatelky M. Dembińské o možném včasném zavádění mlýnů s horizontálním kolem nejen v Polsku, ale i v českých zemích, neboť technologické řešení tohoto turbínového stroje je mnohem jednodušší než u hydraulického mlýna. O správnosti tohoto řešení pochybuje J. Klápště, neboť k podpoření hypotézy Dembińské chybí jakýkoliv doklad, i když jinak její ‚kniha dodnes zůstává cenným úvodem do problematiky středověkých mlýnů‘.
  87. Kotyza, O., 2014, s. 465–467.
  88. Viz např. Bílý, J. L., 2003.
  89. Ronkálská konstituce (Constitutio de regalibus /též i označovaná jako Lex Regalia/) byla vydána v roce 1158 císařem Fridrichem I. – Barbarossou (zpracováním byli pověřeni význační boloňští právníci /„čtyři doktoři“– Bulgaro, Martino, UgoIacopo/) v souvislosti s konáním tzv. ronkálského sněmu (11.–26. 11. 1158 v Roncaglii poblíž Piacenzy /zde byly císařem mj. předloženy i další tři důležité dokumenty: Lex Omnis iurisdicio, Lex Palaci et PretoriaLex Tributum – širší historické souvislosti i ozřejmění jen místně i časově omezené právní platnosti všech listin zde uvádět nebudeme/). Ve znění konstituce lze nalézt následující formulaci: „Regalia sunt: arimannie, vie publice, flumina navigabilia, et ex quibus fiunt navigabilia, portus, ripatica, vectigalia que vulgo dicuntur tholonea, monete… [Regální /práva/ jsou tato: ‚arimanské‘ daně /placené těmi poplatníky, kteří mají pozemky vlastněné dříve svobodnými Langobardy – ‚Arimanny‘/, veřejné cesty /mýta zde vybíraná/, splavné řeky a ty řeky, které se stanou splavnými, přístavy, poplatky /cla, mýta/, které jsou vybírány na březích řek, poplatky /cla, mýta/, které jsou běžně označovány jako tholoneum /častější je spíše theloneum – jde o latinský výraz řeckého původu označující clo, mýto či celnici/, mincovní právo…]“. Původní latinský text: Appelt, H., ed., Herkenrath, R. M., ed., Koch, W., ed., 1979.
  90. Viz poznámku č. 55.
  91. V rámci tzv. pertinenční formule (viz např. Maříkovou, M., 2005, s. 109).
  92. Ota, též nazývaný Sličný, byl nejmladším synem knížete Břetislava (1034–1055) a jeho manželky Jitky. Narodil se asi 1035–1040. Krátce před svojí smrtí kníže Břetislav, Otův otec, nechal ustanovit tzv. stařešinský systém. Knížetem (vládcem v Čechách a vrchním vládcem na Moravě) měl být nejstarší Přemyslovec, Moravu rozdělil na dvě části – severní (Olomoucko) a jižní (Brněnsko, Znojemsko). Po smrti Spytihněva (1061) nový kníže – Vratislav uděluje Otovi olomoucký úděl. Napříště jej mají spravovat synové OtyBrněnskoZnojemsko synové Konráda. Ota v 70. letech si staví zcela nové sídlo na Václavském návrší (zde vznikl i kostel zasvěcený sv. Václavu).
  93. Použili jsme jak text dostupný ve Friedrichově sbírce (Friedrich, G., 1904, s. 82–85), tak text z Erbenův (Erben K. J., 1855, s. 69) – rovněž pak pro porovnání znění publikované v Bočkově sbírce (Boček, A., 1836, s. 162–164). Do určité míry snad jde o falzum – Šrámek, 2009, s. 32, však uvádí: „…jak však rozhodnout, zda klášter skutečně jinými listinami nedisponoval, nebo o ně z nějakého důvodu přišel, což pak byl mimo jiné důvod ke zhotovování falz? Skutečně až do 13. století postačovalo klášteru jen ústní nadání spolu s domácími aktovými záznamy?“ Lze též dodat, že v daném případě je podle všeho možné hovořit též o tzv. „hodnověrném falzu“. Pro nás je i důležité to, že listina nebyla Friedrichem zařazena mezi tzv. acta spuria. Je možné provést i další doplnění (byť asi do určité míry již ne zcela aktuální) – a to názor Dudíkův, 1884, s. 143, pozn. č. 2: „Z nadacích listin moravských klášterů pokládáme z této doby za pravé formou a obsahem nadačný list Klášterského Hradiště z r. 1078, nyní v domácí dvorské a státní listovně ve Vídni, a z ostatních důležitějších listin jen listina biskupa Jindřicha olomouckého o přenesení domu od sv. Petra ke sv. Václavu 1131.“ K uvedené listině se též vyjádřil (poněkud odlišně a spíše skepticky) Fiala, 1960, s. 8: „Hradišťské listiny se obecně považují za pravé, ač částečná interpolace listiny zakládací pochází až z listiny z r. 1160. O hradišťských listinách z r. 1078 soudila vlastně všechna dosavadní literatura, která se jimi obírala, že jsou jistými výjimkami mezi nejstaršími našimi listinami, a to hlavně proto, že se od nich formálně odlišují svou poměrnou dokonalostí, tehdy velmi neobvyklou. Od přímého podezření byly však chráněny zvláštním způsobem svého dochování, které je rovněž mezi našimi starými písemnostmi velmi neobvyklé. Na tomto místě mohu jen znovu tuto výjimečnost zdůraznit a dále upozornit na to, že i ve zkoumaném okruhu benediktinském jsou – jak bude patrné – obě listiny úplnými výjimkami. Je tedy třeba, aby listiny hradišťské byly znovu podrobeny důkladnému zkoumání, které by se po Teigem pečlivě a kriticky obíralo především neobvyklým způsobem jejich dochování.
  94. Viz velmi přehlednou kategorizaci Maříkové, M., 2005, s. 106–109, kterou jsme též při našich úvahách využili.
  95. Kotyza, O., 2014.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Zpracování dat pro reporting plánů povodí v ČR umožňuje nejen získat podrobné statistiky výsledků, ale také pochopit souvislosti mezi dílčími výsledky a jejich význam pro dosažení stanovených cílů. Článek je zaměřen na vybrané souvislosti a konzistence výsledků, které při zpracování plánů nepatřily k prioritním, ať už se jednalo o stanovení užívání pro silně ovlivněné vodní útvary, harmonizace výsledků hodnocení biologických složek a všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů ekologického stavu, nebo určení antropogenních vlivů, způsobujících nedosažení dobrého stavu a rozdělení nákladů na opatření. Přesto se ukazuje, že tyto souvislosti nelze podceňovat, pokud mají být vynaložené prostředky a čas nutný na jejich zpracování dostatečně efektivní.

shutterstock_248037082_upr

Úvod

I když hlavním důvodem reportingu plánů povodí byla povinnost ČR vůči Evropské komisi, přesto výsledky reportingu mohou být užitečné i pro odbornou veřejnost včetně zpracovatelů plánů. Rozsah reportingu je určen směrným dokumentem [1], na rozdíl od prvního cyklu plánů (první cyklus plánů probíhal v letech 2003–2009, aktualizace plánů pak v druhém cyklu 2010–2016) se sice jeho obsah rozšířil, ale je logicky provázaný a umožňuje lepší přehled o kvalitě plánů z hlediska dosažení environmentálních cílů. Následující přehled jednak navazuje na souhrnné údaje v předchozím článku a jednak si také všímá vybraných mezer či nekonzistencí, které se při reportingu objevily.

Prchalova2-1
Obr. 1. Podíl vymezených silně ovlivněných útvarů kategorie jezero a řeka; zdroj dat: WFD Reporting 2016 [3]
Fig. 1. Proportion of delineated heavily modified surface water bodies category lake and river; data source: WFD Reporting 2016 [3]

Silně ovlivněné útvary povrchových vod

Součástí plánů byla identifikace silně ovlivněných útvarů (heavily modified water bodies, HMWBs), což jsou útvary, kde kvůli existujícím fyzikálním změnám z důvodu nadřazeného veřejného zájmu jsou požadavky na dosažení environmentálních cílů v určitém směru mírnější – mají dosáhnout dobrý ekologický potenciál, nikoliv ekologický stav. Zároveň se ale předpokládá, že k jejich identifikaci existuje dobrý důvod – a sice nějaké významné užívání vod, které je zásadní pro lidskou společnost a které nelze snadno nahradit jiným způsobem. Proto je jedním z požadavků reportingu určení typu užívání pro každý silně ovlivněný útvar.

Silně ovlivněné útvary mohou patřit do kategorie jezero nebo do kategorie řeka. Všechny nádrže a rybníky, vymezené v ČR jako samostatný útvar, patří automaticky k silně ovlivněným (popř. umělým) útvarům – v ČR neexistuje přirozené jezero, které by mělo plochu alespoň 0,5 km2, což je minimální velikost samostatného útvaru stojatých vod. Zároveň všechny nádrže byly vybudovány pro nějaký účel a nepředpokládá se, že by se měly zlikvidovat (což by byl jediný způsob, jak je vrátit do kategorie přirozených vodních útvarů). Počet identifikovaných silně ovlivněných útvarů kategorie jezero byl tedy předem určen a zbývalo k nim přiřadit užívání. Proti tomu identifikace silně ovlivněných útvarů kategorie řeka předpokládá nejprve zjištění významného hydromorfologického ovlivnění a dále nalezení nutného užívání neumožňujícího návrh opatření k dosažení dobrého stavu. V druhém cyklu byla aplikována metodika vymezení silně ovlivněných útvarů [2], která definovala užívání v ČR, odůvodňující identifikaci silně ovlivněných útvarů kategorie řeka. Jednalo se o tato uznatelná užívání:

  • zásobování pitnou vodou,
  • závlahy,
  • výroba elektrické energie v rámci vodních útvarů v kategorii jezero a v rámci vodních útvarů v kategorii řeka v případě instalovaného výkonu nad 2 MW (vztaženo k jediné překážce na toku),
  • rekreace v rámci vodních útvarů v kategorii jezero,
  • ochrana intravilánu před povodněmi,
  • trvalé rozvojové činnosti člověka: chov ryb v rámci vodních útvarů v kategorii jezero a odběry vod pro průmysl,
  • plavba v rámci vodních útvarů v kategorii řeka, které jsou vymezeny jako vodní cesty dopravně významné využívané,
  • širší okolí, tzn., že ve zvláštních případech je třeba zvažovat přírodní, kulturní nebo historické hodnoty (např. archeologické naleziště, technická památka, chráněné území s výskytem ohrožených druhů organismů), tyto případy je nutné posuzovat individuálně.
Prchalova2-2
Obr. 2. Typy užívání silně ovlivněných útvarů kategorie jezero; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 2. Uses of heavily modified water bodies category lake; data source: WFD Reporting 2016

Při identifikaci HMWB u řek tedy záleželo mimo jiné na dostatku informací o hydromorfologických změnách a o známém užívání. Ve výsledku byl podíl silně ovlivněných útvarů kategorie řeka v národních povodích různý (obr. 1). Nejvíce je jich v povodí Odry – 16,8 %, kde bylo také nejúplnější hydromorfologické mapování, pak v povodí Dunaje – 12,6 % a nejméně v povodí Labe – 5 %. Rozdíly lze kromě množství hydromorfologických dat přičíst odlišným přístupům jednotlivých podniků povodí, kdy hlavně uznatelné užívání pravděpodobně nehrálo při identifikaci HMWB tak významnou roli.

Prchalova2-3
Obr. 3. Počet typů užívání silně ovlivněných útvarů kategorie jezero; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 3. Number of uses of heavily modified water bodies category lake; data source: WFD Reporting 2016

Neméně zajímavou informací jsou zjištěné typy a počty užívání, opět členěné na nádrže, rybníky a řeky (obr. 2–5). Zatímco u nádrží a rybníků je počet užívání na jeden útvar nejčastěji 4 nebo 5 (obr. 3) a nejčastějšími typy užívání je širší okolí, ostatní užívání (hlavně nadlepšování průtoků), protipovodňová ochrana, chov ryb a hydroenergetika (obr. 2); pro řeky byl většinou určen jen jeden typ užívání – protipovodňová ochrana (obr. 4 a 5). Stejně tak se liší nejčastější typy užívání podle národních povodí. Širší okolí a ostatní jsou sice nejčastější ve všech nádržích a rybnících, ale pro Odru jsou třetí v pořadí odběry pro průmysl, zatímco pro Labe a Dunaj protipovodňová ochrana a chov ryb a na Labi je také velmi významná hydroenergetika. U silně ovlivněných řek je na Odře významná pouze protipovodňová ochrana, na Dunaji jsou to ale také odběry pro průmysl a na Labi plavba, širší okolí a chov ryb. Zásobování pitnou vodou je pro kategorii jezero stejně četným užíváním jako plavba (38 %), i když se vyloučí rybníky, stále je to pouze 50 %.

Zatímco vyšší počet užívání útvarů kategorie jezero většinou umožňuje dostatek argumentů pro jejich zařazení do silně ovlivněných útvarů, u řek bude pravděpodobně obtížné pro některé útvary s významnými hydromorfologickými vlivy obhájit jejich zařazení do HMWB, neboť jejich užívání nepatří do „uznatelných“. Proto bude buď nutné zvážit nově definované užívání, které ale musí být zároveň obhajitelné před Evropskou komisí, nebo příslušné útvary označit za přirozené a navrhnout v nich opatření k dosažení dobrého ekologického stavu.

Prchalova2-4
Obr. 4. Typy užívání silně ovlivněných útvarů kategorie řeka; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 4. Uses of heavily modified water bodies category river; data source: WFD Reporting 2016

Vyhodnocení ekologického stavu nebo potenciálu pro biologické složky ve vztahu k všeobecným fyzikálně­‑chemickým ukazatelům

Ekologický stav se hodnotí podle výsledků biologických a fyzikálně­‑chemických složek, popř. hydromorfologické složky. Ačkoliv biologické složky jsou zásadní, výsledný stav je určen horším výsledkem biologické a fyzikálně­‑chemické složky, proto je důležité, aby nastavení „podpůrných“ ukazatelů odpovídalo požadavkům biologických složek (tj. makrozoobentosu, fytobentosu, fytoplanktonu, makrofyt a ryb). Fyzikálně­‑chemická složka se rozlišuje na všeobecné ukazatele, které musí obsahovat ukazatele, které reprezentují tepelné a kyslíkové poměry, slanost, acidobasický stav a živinové podmínky, a na specifické znečišťující látky. Zatímco vztah mezi specifickými znečišťujícími látkami a biologickými složkami může být volnější, nastavení rozmezí všeobecných ukazatelů (popř. hydromorfologických ukazatelů) musí být takové, aby se zabezpečily funkce typově specifických ekosystémů.

Prchalova2-5
Obr. 5. Počet typů užívání silně ovlivněných útvarů kategorie řeka; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 5. Number of uses of heavily modified water bodies category river; data source: WFD Reporting 2016

Jak již vyplývá ze souhrnných údajů předchozího článku, nejčastějším důvodem nedosažení dobrého ekologického stavu jsou z biologických ukazatelů makrozoobentos a fytobentos, dále znečištění specifickými látkami a nedosažení limitů dobrého stavu pro nutrienty. Pokud se ale udělají statistiky pro celé skupiny složek, jsou nejčastějšími nevyhovujícími biologické složky a všeobecné fyzikálně­‑chemické ukazatele (obr. 6).

Prchalova2-6
Obr. 6. Počet útvarů kategorie řeka s nevyhovujícím ekologickým stavem nebo potenciálem a počet nevyhovujících útvarů pro skupiny složek nebo ukazatelů; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 6. Number of water bodies category river in less than good ecological status or potential and number of failing water bodies for groups of elements or pollutants; data source: WFD Reporting 2016

V druhém cyklu byly nejprve navrženy relativně přísné limity všeobecných ukazatelů, když se ale ukázalo, že počet nevyhovujících útvarů by byl značně vysoký, byly tyto limity poněkud zmírněny. V současné době se na evropské úrovni uvažuje o harmonizaci limitů pro nutrienty s požadavky na biologické složky. V současné době se i u vnitrozemských států koordinují požadavky na ochranu mořského prostředí a ČR již přijímá některé konkrétní závazky na snížení látkového odtoku nutrientů (zatím pro povodí Labe [4], ale pravděpodobně se bude stupňovat tlak na kvantifikaci snížení odtoku nutrientů i v ostatních dvou povodích). V druhém cyklu plánů také nastávala situace, že biologická složka byla vyhodnocená jako horší než dobrá, ale pro všeobecné ukazatele jako nevyhovující (a hydromorfologická složka se nehodnotila vůbec), tudíž nešlo navrhnout opatření pro dosažení dobrého stavu. I v ČR pravděpodobně bude muset dojít ke zpřísnění limitů všeobecných ukazatelů, proto je znalost vztahů mezi všeobecnými ukazateli, hydromorfologickou složkou a biologickými složkami klíčová. Na základě výsledků z druhého cyklu plánů lze vysledovat pravděpodobnou závislost mezi výsledky všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů a makrozoobentosem a fytobentosem, tj. nejčastěji sledované a hodnocené biologické složky (obr. 78). I když počet nevyhovujících útvarů se pro makrozoobentos a fytobentos liší, podíl útvarů s nevyhovujícími výsledky všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů je obdobný – 70 % v celé ČR. Je otázka, jestli zbývajících 30 % útvarů je skutečně vyhovujících pro všeobecné ukazatele (a důvodem nedosažení dobrého ekologického stavu je hydromorfologická složka), anebo je hodnocení ovlivněno příliš mírnými limity, popř. neadekvátní typologií. Stejně tak nelze úplně vyloučit ani příliš přísné hodnocení biologické složky – ta ale prochází celoevropskou interkalibrací. Prezentované propojení je tedy pouze orientační, nezohledňuje typy útvarů a pouze naznačuje směr, kterým by se harmonizace mohla ubírat.

Prchalova2-7
Obr. 7. Počet útvarů kategorie řeka s nevyhovujícím makrozoobentosem rozlišených podle výsledků všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 7. Number of water bodies category river in less than good ecological status or potential for Benthic invertebrates by results of general physico­‑chemical pollutants; data source: WFD Reporting 2016

Ve třetím cyklu by tedy měly být navrženy a harmonizovány limity ekologického stavu pro všeobecné fyzikálně­‑chemické ukazatele s relevantními biologickými složkami. Zároveň by měl být do výzkumných programů co nejdříve zařazen skutečný dopad fyzikálně­‑chemických ukazatelů a hydromorfologických ovlivnění na ekologický stav útvarů povrchových vod.

Prchalova2-8
Obr. 8. Počet útvarů kategorie řeka s nevyhovujícím fytobentosem rozlišených podle výsledků všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 8. Number of water bodies category river in less than good ecological status or potential for Phytobenthos by results of general physico­‑chemical pollutants; data source: WFD Reporting 2016

Významné vlivy pro nedosažení dobrého stavu útvarů a uplatněné výjimky

Významné typy vlivů pro povrchové a podzemní vody (podrobné vysvětlení je uvedeno v předchozím souhrnném článku) byly reportovány dvojmo – jednou pro každý útvar (kde mohly být i některé vlivy, u kterých nebylo prokázáno, že způsobují nedosažení dobrého stavu) a po druhé ke každé složce ekologického stavu nebo ukazateli, kvůli kterému je nutné žádat o výjimku (tj. kde nebylo dosaženo dobrého stavu k roku 2015). V ČR byly posouzeny současné programy opatření, a pokud na jejich základě nebylo možné předpokládat dosažení dobrého stavu do konce roku 2027, byla navržena výjimka „nižší cíle“, neboť podle Rámcové směrnice o vodě [5] je nutné dosáhnout dobrého stavu útvarů nejpozději v roce 2027. V případě, že bylo možné předpokládat dosažení dobrého stavu do konce roku 2027, bylo jako typ výjimky použito prodloužení lhůty. Zároveň se předpokládá, že posouzení navrhovaných opatření proběhne i ve třetím cyklu a navržené výjimky se zpřesní. Zároveň Evropská komise oznámila, že „prodloužení lhůt“ bude moci být použito i pro opatření, která zajistí dosažení dobrého stavu po roce 2027, takže se dá předpokládat, že počet výjimek „nižší cíle“ se významně sníží.

Prchalova2-9
Obr. 9. Významné vlivy pro výjimky jednotlivých složek ekologického stavu nebo potenciálu útvarů povrchových vod; zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 9. Significant pressures of quality elements of ecological status/potential of surface water bodies; data source: WFD Reporting 2016

Podíl významných vlivů, kvůli kterým je nutné požadovat výjimku pro ekologický stav či potenciál útvarů povrchových vod (obr. 9), je obdobný jako podíl všech významných vlivů v předchozím článku. Hlavní rozdíl je v podílu atmosférické depozice, který je pro ekologický stav výrazně nižší – pouze 10 % proti 22 %, tzn., že atmosférická depozice častěji způsobuje nedosažení dobrého chemického stavu povrchových vod. To je ostatně dobře vidět na obr. 10–13, kde jsou uvedeny významné vlivy pro několik nejčastěji nevyhovujících ukazatelů chemického stavu útvarů povrchových vod. Pro polyaromatické uhlovodíky (obr. 10–12) je nejvýznamnějším vlivem atmosférická depozice, minoritní jsou průmyslové odpadní vody a stará kontaminovaná místa, pro značný počet útvarů se však vliv způsobující nedosažení dobrého stavu nepodařilo určit. Pro nikl (obr. 13) má většina útvarů neznámý vliv a jako další minoritní vliv se objevují důlní vody.

Prchalova2-10
Obr. 10. Významné vlivy pro výjimky benzo(g,h,i)perylenu (chemický stav útvarů povrchových vod); zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 10. Significant pressures of benzo(g,h,i)perylene (surface water chemical status); data source: WFD Reporting 2016
Prchalova2-11
Obr. 11. Významné vlivy pro výjimky fluorantenu (chemický stav útvarů povrchových vod); zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 11. Significant pressures of fluoranthene (surface water chemical status); data source: WFD Reporting 2016
Prchalova2-12
Obr. 12. Významné vlivy pro výjimky benzo(a)pyrenu (chemický stav útvarů povrchových vod); zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 12. Significant pressures of benzo(a)pyrene (surface water chemical status); data source: WFD Reporting 2016
Prchalova2-13
Obr. 13. Významné vlivy pro výjimky niklu (chemický stav útvarů povrchových vod); zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 13. Significant pressures of nickel (surface water chemical status); data source: WFD Reporting 2016
Prchalova2-14
Obr. 14. Významné vlivy pro výjimky kadmia (chemický stav podzemních vod); zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 14. Significant pressures of cadmium (groundwater chemical status); data source: WFD Reporting 2016

Pro kvantitativní stav podzemní vody jsou významným vlivem odběry (hlavně pro zásobování pitnou vodou) a v jednom případě i bývalá těžba uranu. Pro chemický stav podzemních vod jsou nejčastěji nevyhovující dusičnany a pesticidy, pro něž je významným vlivem plošné znečištění ze zemědělství, k dalším nejčastěji nevyhovujícím ukazatelům patří těžké kovy (kadmium a olovo) a některé polyaromatické uhlovodíky. Významnými vlivy všech těchto znečišťujících látek jsou stará kontaminovaná místa a atmosférická depozice (obr. 14–16, jedná se o počet útvarů podzemních vod), přičemž pro olovo jsou stará kontaminovaná místa významnější – důvodem bude asi fakt, že množství olova v atmosférické depozici je v současné době výrazně nižší.

Prchalova2-15
Obr. 15. Významné vlivy pro výjimky indeno(1,2,3-cd)pyrenu (chemický stav podzemních vod); zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 15. Significant pressures of indeno(1,2,3-cd)pyrene (groundwater chemical status); data source: WFD Reporting 2016

Pro dosažení cílů RSV bude nutné zpřesnit znalosti o antropogenních vlivech, které způsobují nedosažení dobrého stavu – jednak ověřit již identifikované významné vlivy, důsledně je provázat s ukazateli a složkami stavu a snížení počtu neznámých vlivů na minimum. K tomu bude zřejmě nutné zpracovat nové metodiky identifikace významných vlivů, popř. prověřit a upravit již existující postupy. Zároveň je důležité propojit sektorové politiky (ať už se jedná o zemědělství, průmysl či dopravu), aby se např. při opatřeních pro zlepšení stavu ovzduší zároveň respektovaly i požadavky RSV týkající se atmosférické depozice.

Prchalova2-16
Obr. 16. Významné vlivy pro výjimky olova (chemický stav podzemních vod); zdroj dat: WFD Reporting 2016
Fig. 16. Significant pressures of lead (groundwater chemical status); data source: WFD Reporting 2016

Opatření k dosažení dobrého stavu

Z plánů povodí vyplývá, že nejvíce opatření je navrhováno na stokovou síť a čištění městských odpadních vod, zlepšení hydromorfologických podmínek a sanace starých kontaminovaných míst. Následující graf (obr. 17) ukazuje náklady na opatření v druhém cyklu. Náklady na stokovou síť a ČOV jsou zdaleka nejvyšší, následuje zlepšení hydromorfologických podmínek a snížení znečištění z plošných zdrojů. Z toho lze usuzovat, že se ČR (stejně jako velká část evropských zemí) zaměřuje hlavně na tzv. základní opatření, vycházející ze starších směrnic o vodě, hlavně ale na požadavky směrnice o čištění městských odpadních vod [6]. To samozřejmě souvisí také s tím, že koncept vliv – stav – dopad – odezva je nejlépe kvantifikovatelný a účinnost navrhovaných opatření vcelku známá. To však bylo vcelku obhajitelné v prvním cyklu plánů, v současné době se od členských zemí očekává identifikace „mezer“ a návrh doplňkových opatření. Pokud tedy má ČR dosáhnout dobrého stavu u více útvarů, bude nutné zlepšit znalost vlivů způsobujících nedosažení dobrého stavu možných opatření a jejich efektivity a podle toho zaměřit nová navrhovaná opatření.

Prchalova2-17
Obr. 17. Náklady na opatření v druhém cyklu plánů v tisících korunách; zdroj dat: Národní plány [7–9]
Fig. 17. Cost of measures in the second cycle in thousands of Czech crownes; data source: National plans [7–9]

Závěry

Data, připravená pro reporting, ukazují některé významné souvislosti, na které nebyl kladen dostatečný důraz, ať už se jedná o identifikaci silně ovlivněných útvarů v souvislosti s jejich užíváním, harmonizace limitů biologických složek a všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů, identifikace antropogenních vlivů, způsobujících nedosažení dobrého stavu a následných navržených opatření. Ukazuje se, že při zpracování plánů se poměrně pečlivě řeší jednotlivé aspekty, ale občas dochází k přehlížení jejich souvislostí. Za nejvýznamnější krok lze považovat provázanost důsledného určení významných vlivů (tj. nahradit vysoký podíl neznámých vlivů) a navržených opatření, včetně zajištění finančních prostředků, ale také harmonizaci biologických složek s všeobecnými ukazateli a hydromorfologickým ovlivněním. Zpracování dat pro reporting Evropské komisi může ČR pomoci uvědomit si všechny souvislosti a podle nich upravit některé postupy pro třetí cyklus plánů.

 

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Vymezení útvarů povrchových vod a určení jejich typologie patří k prvním krokům při implementaci Rámcové směrnice o vodě (dále RSV) [1]. První vymezení a určení typů v ČR proběhlo v letech 2004 a 2005 v rámci prvního cyklu plánů povodí, celý proces však byl významně přepracován v období 2009 až 2010 pro druhý cyklus. Cílem článku je porovnat postupy stanovení typologie v prvním a druhém cyklu plánů a ukázat důsledky změn, které ovlivňují i základní nastavení ochrany povrchových vod.

shutterstock_310954355_upr

Úvod

Určení typů útvarů povrchových vod je podle Rámcové směrnice o vodě jeden ze základů charakterizace oblastí povodí. Typy útvarů povrchových vod jsou zásadní pro určení dobrého ekologického stavu, kdy kvalita, struktura a funkce vodních ekosystémů spojených s povrchovými vodami jsou sice mírně ovlivněny antropogenními změnami, ale odlišují se málo od nenarušených podmínek [2]. Nastavení typologie přímo určuje nastavení limitů dobrého ekologického stavu jak biologických složek, tak fyzikálně­‑chemické složky. Díky typologii mohou být stanoveny limity pro skupiny typů rozdílně. Podle směrnice se to sice týká všech kategorií povrchových vod (v případě ČR tedy řek a jezer), ale všechny české útvary kategorie jezero jsou buď silně ovlivněné (což znamená, že původně patřily k řekám, ale na základě vzniklých hydromorfologických modifikací se z nich staly nádrže či rybníky), nebo umělé (většinou zatopené vytěžené prostory na místech, kde se předtím žádný vodní útvar nevyskytoval). Pro tyto útvary se stanoví limity dobrého potenciálu, které ale více než na stanoveném typu závisí na způsobu užívání [3]. Z toho důvodu je typologie v českých podmínkách zásadní pouze pro „přirozené“ řeky.

Prchalova-1
Obr. 1. Počet vymezených útvarů kategorie řeka v prvním cyklu plánů, přepočtený na plochu ČR (NL – Holandsko, SI – Slovinsko, HU – Maďarsko, CZ – Česká republika, RO – Rumunsko, PL – Polsko, FR – Francie, DE – Německo, UK – Velká Británie, SK – Slovenská republika, AT – Rakousko, IE – Irsko); zdroj dat: Eionet Central Data Repository
Fig. 1. Number of delineated surface water bodies category river in the 1st cycle of plans, recalculated to the area of CZ (NL – Netherlands, SI – United Kingdom, SK – Slovakia, AT – Austria, IE – Ireland); data source: Eionet Central Data Repository

S typologií souvisí také vlastní vymezení útvarů povrchových vod – ideální situace je taková, kdy všechny útvary jsou z hlediska typologie homogenní. Zároveň ale není možné zvyšovat neúměrně počet vymezených útvarů, neboť pro každý útvar je potřeba hodnotit jeho ekologický a chemický stav či potenciál, což znamená mimo jiné značné požadavky na monitoring. Již v prvním cyklu plánů, připravovaných do konce roku 2009, se přístupy členských států významně lišily, např. Holandsko a Slovinsko vymezilo poměrně malý počet vodních útvarů/řek (při přepočtu na plochu ČR kolem 500), naopak Rakousko má kolem 7 000 a Irsko dokonce 13 000 útvarů kategorie řeka (obr. 1) [4]. Z tohoto hlediska se v ČR jak původní počet 1 028 útvarů kategorie řeka, tak současný počet 1 044 útvarů zdá jako celkem adekvátní, nicméně bude nutné počítat s určitou mírou nehomogenity mezi členskými státy.

Tabulka 1. Typologie podle systému A; zdroj dat: Rámcová směrnice o vodě
Table 1. Typology under system A; data source: Water Framework Directive
Prchalova-tabulka1

Typologie v prvním a druhém cyklu plánů

Vymezení vodních útvarů a stanovení jejich typů patří hned k prvním činnostem při přípravě plánů povodí. První vymezení útvarů kategorie řeka a jejich typologie [5] tak proběhlo do roku 2004 (společně s charakterizací a analýzou vlivů a dopadů).

Tabulka 2. Typologie řek v prvním plánu; zdroj dat: Charakterizace oblastí povodí (Zpráva 2005)
Table 2. River typology in the 1st plan; data source: River Basin District Characterisation (Report 2005)
Prchalova-tabulka2

Rámcová směrnice o vodě požaduje, aby při typologii byl použit buď systém A (viz následující odstavec), který zároveň zahrnuje požadavek na minimální stupeň rozlišení, nebo je možné použít alternativní systém B (obsahující některé závazné a další volitelné faktory podle členských států). I v takovém případě by podle RSV členské státy měly předložit mapu s geografickými polohami typů shodných se stupněm rozlišení v systému A. První typologie byla založena na systému A s přidáním další charakteristiky, takže ve výsledku to byla kombinace systému A a B.

Prchalova-2
Obr. 2. Ekoregiony v ČR; zdroj dat: Charakterizace oblastí povodí (Zpráva 2005)
Fig. 2. Ecoregions in CR; data source: River Basin District Characterisation (Report 2005)

Systém A považuje za základní charakteristiku ekoregiony (rozložení ekoregionů v České republice je na obr. 2), dále nadmořskou výšku, velikost povodí a geologický typ (tabulka 1). V první typologii byla vzhledem k poloze ČR kategorie nadmořské výšky zjemněna (byla přidána nadmořská výška 500 m n. m.), v geologii byl na základě výsledků silikátové analýzy rozlišen vápnitý a křemitý typ (organický typ se v ČR prakticky nevyskytuje), plocha povodí byla převzata bez úprav a jako dodatečná charakteristika byl použit řád toku podle Strahlera. Výsledný typ byl tedy složen z několika kódů (tabulka 2). Tímto způsobem bylo v ČR vymezeno celkem 87 typů útvarů kategorie řeka [6].

V druhém cyklu plánů bylo rozhodnuto, že musí být nově zpracována celá typologie a že podle ní budou nově převymezeny útvary povrchových vod.

Prchalova-3-a-4
Obr. 3. a 4. Podíl útvarů kategorie řeka podle nadmořské výšky – původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Charakterizace oblastí povodí (Zpráva 2005) a Reporting povodí 2016
Fig. 3. and 4. Proportion of river water bodies based on altitude typology – the 1st plan (left panel) and altitude typology – the 2nd plan (right panel); data source: River Basin District Characterisation (Report 2005) and River Basin Management Plans Reporting 2016

Nová typologie [2] také vyšla ze systému A, ale jednak místo ekoregionů použila úmoří, nadmořská výška byla použita beze změny a velikost povodí byla vypuštěna. Faktory geologie a řádu toku sice zůstaly, jejich aplikace však byla značně jiná – v případě geologie bylo konstatováno, že dělení geologie podle systému A je v ČR nepoužitelné, vzhledem k neexistenci organického typu a zanedbatelnému rozsahu karbonátů, tudíž bylo doporučeno použít místo litologického hlediska strukturní dělení (typ metamorfity a vyvřeliny a druhý sedimenty a kvartér). Ve výsledku však byl použit typ krystalinikum a vulkanity a jako druhý pískovce, jílovce a kvartér.

Prchalova-5-a-6
Obr. 5. a 6. Podíl útvarů kategorie řeka podle geologie – původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Charakterizace oblastí povodí (Zpráva 2005) a Reporting povodí 2016
Fig. 5. and 6. Proportion of river water bodies based on geology – the 1st plan (left panel) and typology – the 2nd plan (right panel); data source: River Basin District Characterisation (Report 2005) and River Basin Management Plans Reporting 2016

Stejně tak bylo předěláno i rozdělení typů podle řádu toku (Strahlera) jednak byly řády znovu přepočteny podle mapy 1 : 10 000 (dřívější rozlišení bylo na podkladu mapy 1 : 50 000), čímž bylo v řádech dosaženo hodnoty 9 (původně byly největší toky řádu 8, nejmenší začínaly řádem 4), a toky byly rozděleny do tří kategorií – řád 1–3, 4–6 a 7–9.

Počet deskriptorů typologie se tedy ve výsledku výrazně snížil a při aplikaci vzniklo pouze 35 typů (proti původním 87).

Porovnání výsledků typologie v prvním a druhém cyklu

Porovnání výsledků typologie mezi prvním a druhým cyklem je možné udělat pouze omezeně, neboť zároveň se změnou typologie bylo významně převymezeno cca 30 % útvarů povrchových vod.

Volba úmoří, která jsou totožná s rozlišením národních oblastí povodí, místo ekoregionů znamenala značnou změnu v typologii. Jak je na obr. 2 zřejmé, podobnost mezi úmořím a ekoregiony je omezená. Zatímco Centrální vysočina je jediný ekoregion v oblasti povodí Labe, ale zasahuje i do zbylých dvou úmoří, tak národní části povodí Dunaje i Odry jsou při použití ekoregionů podrobněji rozdělené.

Prchalova-7-a-8
Obr. 7. a 8. Podíl útvarů kategorie řeka podle řádu toku – původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Charakterizace oblastí povodí (Zpráva 2005) a Reporting povodí 2016
Fig. 7. and 8. Proportion of river water bodies based on Strahler orded – the 1st plan (left panel) and typology – the 2nd plan (right panel); data source: River Basin District Characterisation (Report 2005) and River Basin Management Plans Reporting 2016

Nadmořská výška byla použita stejným způsobem a i přes změny ve vymezení útvarů povrchových vod je podíl útvarů v jednotlivých nadmořských výškách téměř totožný (obr. 34).

Naproti tomu přiřazení geologické charakteristiky vykazuje už značné rozdíly (obr. 56), což je dáno hlavně jiným pojetím geologických typů. Zatímco podíl křemitých typů je významnější, v druhé typologii mírně převažují pískovce, jílovce a kvartér (což ale neodpovídá geologickým poměrům v ČR).

Největší rozdíl však vznikl seskupením řádů toků do tří kategorií v druhém cyklu proti původním pěti kategoriím (obr. 78). Nově byla zařazena kategorie toků nižšího řádu (1–3), zatímco v původní typologii začínaly útvary až od řádu 4. Zásadní rozdíl proti původní typologii podle řádu toků je, že drtivá většina toků ČR byla v druhém cyklu přiřazena k jediné kategorii.

Prchalova-9-a-10
Obr. 9. a 10. Podíl nejčastěji se vyskytujících typů útvarů kategorie řeka podle původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Charakterizace oblastí povodí (Zpráva 2005) a Reporting povodí 2016
Fig. 9. and 10. Proportion of most frequent river water body types – the 1st plan (left panel) and the 2nd plan (right panel); data source: River Basin District Characterisation (Report 2005) and River Basin Management Plans Reporting 2016

Ve výsledku v prvním cyklu pět nejčetnějších typů tvořilo cca 60 % všech útvarů, zatímco v druhém cyklu čtyři nejčastější typy tvoří 82–87 % (obr. 910), úmoří zde není započítáno, neboť s výjimkou ryb nebylo použito pro rozlišení stavu složek ekologického stavu. V prvním cyklu byly 3 z 5 nejčastějších typů zařazeny do Centrální vrchoviny, křemitého typu, nadmořská výška 200–500 m a řád Strahlera 4 nebo 5, další typ se lišil pouze nadmořskou výškou 500–800 a poslední typ (znázorněný červeně) odpovídá ekoregionu Karpaty, nadmořská výška 200–500 m, řád toku 4 a vápnitý typ. V druhém cyklu všechny čtyři nejčastější typy patří do řádu toku 4–6, dva patří do krystalinika a vulkanitů, zbylé dva do pískovců, jílovců a kvartéru a z hlediska nadmořské výšky patří jeden typ do nadmořské výšky méně než 200 m, dva 200–500 m a jeden 500–800 m n. m. Z grafu je ale zřejmé, že typy 200–500 m n. m. (žlutá a zelená barva) výrazně v druhém cyklu dominují – celkem tvoří 67 % všech útvarů; v prvním cyklu dominuje jen jeden typ (žlutý), patřící do Centrální vysočiny, nadmořské výšky 200–500 m n. m., ten ale tvoří pouze 18 % všech útvarů na Odře a nejvíce 33 % na Labi.

Prchalova-11-a-12
Obr. 11. a 12. Podíl skupin útvarů kategorie řeka se stejným limitem N­‑NO3 podle původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Eionet Central Data Repository a Reporting povodí 2016
Fig. 11. and 12. Proportion of groups of river water bodies with the same limit of N­‑NO3 – the 1st plan (left panel) and the 2nd plan (right panel); data source: Eionet Central Data Repository and River Basin Management Plans Reporting 2016

Důsledky nastavení typologie v prvním a druhém cyklu pro hodnocení stavu

Jak již bylo zmíněno, nastavení typologie je zásadní pro stanovení hranic velmi dobrého a dobrého stavu, a to pomocí definice referenčních podmínek. Použitá typologie musí být vhodná jak pro všechny relevantní biologické složky, tak pro všeobecné fyzikálně­‑chemické ukazatele. Vlastní stanovení typologie je abiotické, založené na expertních odhadech, proto je důležité typologii ověřit na biologických složkách.

Typologie pro řeky z prvního cyklu byla ověřena analýzou společenstev makrozoobentosu. Byl vyhodnocen soubor dostatečně podrobných dat reprezentujících 137 vodních útvarů zařazených do 43 typů (z 87 stanovených), které pokrývají 85 % území ČR. Typologie byla i po biologickém ověření shledána vyhovující s tím, že příslušnost k povodí je významnější než příslušnost k ekoregionu. Zároveň však bylo zřejmé, že není možné ani praktické hledat typově specifické referenční podmínky pro všechny typy útvarů povrchových vod, proto se jako další krok některé vzácné typy sdružily do skupin příbuzných typů, což ve výsledku znamenalo celkem 39 typů. Naopak byly také naplánovány nejfrekventovanější typy 42114, 42124 a 42125 (žluté, zelené a modré útvary kategorie řeka na obr. 9), které v ČR tvořily 45 % všech útvarů a na Labi 55 % útvarů, k rozdělení však už nedošlo. V rámci reportingu prvních plánů bylo pak vykázáno původních 87 typů.

Prchalova-13-a-14
Obr. 13. a 14. Podíl skupin útvarů kategorie řeka se stejným limitem celkového fosforu podle původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Eionet Central Data Repository a Reporting povodí 2016
Fig. 13. and 14. Proportion of groups of river water bodies with the same limit of Total Phosphorus – the 1st plan (left panel) and the 2nd plan (right panel); data source: Eionet Central Data Repository and River Basin Management Plans Reporting 2016

Nově vytvořená typologie v druhém cyklu v souladu s výsledky v prvních plánech použila úmoří místo ekoregionů, zároveň však snížením počtu deskriptorů a kategorií došlo k tomu, že nejčastěji se vyskytující čtyři typy útvarů tvoří kolem 80 % všech útvarů. Typologie byla testována na rybách, kdy se však nepotvrdila významnost geologie [7].

Tabulka 3. Hodnoty limitu dobrého stavu podle typu útvaru použité v prvním cyklu
Table 3. Values of good ecological status boundary for groups of water bodies – the 1st cycle
Prchalova-tabulka3

V prvním cyklu nebyly k dispozici ověřené metodiky hodnocení biologických složek ani dostatek dat monitoringu, proto nelze použití typologie pro biologické složky hodnotit. Typologie byla využita pouze pro typově specifické podmínky všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů. Při zpracování metodik hodnocení jednotlivých složek ekologického stavu byla nově navržená typologie využita různým způsobem – v zásadě však pro biologické složky byly využity jen některé prvky typologie. Tak např. pro makrozoobentos a makrofyta byly pro rozlišení stavu použity pouze nadmořská výška a řád toku [8, 9], pro ryby úmoří, nadmořská výška a řád toku [6] a pro fytoplankton jen řád toku [10]. Naopak však bylo potřeba některé charakteristiky rozdělit detailněji – to se týkalo hlavně fytobentosu [11], kde byly využity z typologie pouze nadmořská výška a řád toku, ale s mnohem vyšším počtem kategorií, popř. byly přidány další charakteristiky (např. pro makrozoobentos).

Tabulka 4. Hodnoty limitu dobrého stavu podle typu útvaru použité v druhém cyklu
Table 4. Values of good ecological status boundary for groups of water bodies – the 2nd cycle
Prchalova-tabulka4

Úmoří tedy bylo nakonec využito pouze pro ryby, geologie pouze pro všeobecné fyzikálně­‑chemické ukazatele [12]. Porovnání důsledků nastavení typologie v prvním a druhém cyklu bylo možné jen pro fyzikálně­‑chemické ukazatele ekologického stavu. Jak již bylo zmíněno, typově specifické podmínky umožňují stanovit limity dobrého stavu pro skupiny typů rozdílně, což bylo použito jak v prvním, tak v druhém cyklu plánů.

Analýza nastavení limitů podle typů byla provedena pro čtyři ukazatele, které byly obdobně nebo stejně použity v obou cyklech a které výrazně ovlivnily výsledek ekologického stavu – dusičnanový dusík, celkový fosfor, rozpuštěný kyslík a biochemická spotřeba kyslíku. Přehled limitů dobrého stavu a charakteristických hodnot v prvním a druhém cyklu je uveden v tabulce 34.

Prchalova-15-a-16
Obr. 15. a 16. Podíl skupin útvarů kategorie řeka se stejným limitem rozpuštěného kyslíku podle původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Eionet Central Data Repository a Reporting povodí 2016
Fig. 15. and 16. Proportion of groups of river water bodies with the same limit of Dissolved Oxygen – the 1st plan (left panel) and the 2nd plan (right panel); data source: Eionet Central Data Repository and River Basin Management Plans Reporting 2016

Z porovnání obou tabulek vyplývá, že pro dusičnanový dusík byla sice změněna charakteristická hodnota z maxima na medián, ale zároveň střední hodnota byla zpřísněna, pro celkový fosfor došlo k výraznému zpřísnění, naopak pro rozpuštěný kyslík k výraznému změkčení a hodnocení BSK5 zůstalo stejné.

Pokud ovšem k limitům použijeme i faktor typologie, který změnil skupiny útvarů, pro které byl použit různě přísný limit, celkový obraz se výrazně změní. Podíl útvarů s nejméně přísným limitem se pro dusičnanový dusík výrazně zvýšil (obr. 1112), tudíž celkové hodnocení je mnohem mírnější (i bez zohlednění změny charakteristické hodnoty). Obdobně, i když pro celkový fosfor byly stanoveny tři přísnější limity než v prvním cyklu, počet útvarů, na který se vztahovaly, byl natolik nízký (např. nejpřísnější limit platil jen pro 4 útvary z 1 044), že ve výsledku bylo zpřísnění minimální (obr. 1314). Změkčení se potvrzuje pouze u rozpuštěného kyslíku, i když ne tak výrazně, jak by se mohlo zdát pouze z porovnání limitů (obr. 1516). U biochemické spotřeby kyslíku sice zůstaly limity stejné, ale podíl útvarů s nejpřísnější hodnotou klesl z 80 % na 13 % pro ČR (obr. 1718).

Závěry a diskuse

Z výsledků se ukazuje, že nastavení typologie dokáže ovlivnit cíle ochrany vod stejně výrazně jako nastavení hranice dobrého ekologického stavu. Pokud je převládajících typů příliš málo, nelze zodpovědně určit limit. Je pak pro značnou část útvarů zbytečně přísný nebo zbytečně mírný, popř. obojí. Stejně tak stanovení méně přísných limitů má na první pohled méně viditelné nevýhody, např. v druhém cyklu plánů nevyhověla značná část útvarů kvůli biologickým složkám, ale protože související fyzikálně­‑chemické ukazatele byly vyhovující, nebylo možné racionálně navrhnout příslušná opatření. Zároveň na evropské úrovni se objevuje snaha sjednotit značně rozdílné limity dobrého ekologického stavu, a to sice neurčením jednotných hodnot, ale harmonizací výsledku biologických složek a všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů: harmonizace hodnocení biologických složek na evropské úrovni už probíhá, a to procesem interkalibrace.

Prchalova-17-a-18
Obr. 17. a 18. Podíl skupin útvarů kategorie řeka se stejným limitem BSK5 podle původní typologie (vlevo) a typologie v druhém cyklu (vpravo); zdroj dat: Eionet Central Data Repository a Reporting povodí 2016
Fig. 17. and 18. Proportion of groups of river water bodies with the same limit of BOD5 – the 1st plan (left panel) and the 2nd plan (right panel); data source: Eionet Central Data Repository and River Basin Management Plans Reporting 2016

Určit správnost navržené typologie není bez ověření biologických a všeobecných fyzikálně­‑chemických ukazatelů možné, přesto však již nyní je možné pochybovat, jestli byla typologie v druhém cyklu adekvátně nastavena. Zároveň ale nelze v rámci třetího cyklu bez vyhodnocení následků zásadně pozměnit typologii, neboť by stejně jako v druhém cyklu mohla nastat situace, kdy výsledky hodnocení stavu nejdou vzhledem ke změnám metodik porovnávat, a tudíž chybí zpětná vazba týkající se efektivnosti navržených a provedených opatření. Měla by se tedy udělat analýza přínosů a nevýhod změn včetně důsledků v hodnocení ekologického stavu a podle toho citlivě zvážit úpravu typologie.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

V roce 2015 bylo dokončeno zpracování plánů povodí pro 2. plánovací cyklus podle požadavků Rámcové směrnice o vodách (RSV). Následně byla zpracována a zkompletována a souhrnně vyhodnocena široká škála údajů pro potřeby splnění reportingových povinností vůči Evropské komisi. Příspěvek má informativní charakter. Je zaměřen na vlastní reporting (nikoli na samotné zpracování plánů povodí), shrnuje postup jeho přípravy a uvádí vybrané souhrnné údaje zaměřené na klíčové kroky k dosažení cílů RSV: určení antropogenních vlivů a dopadů na stav vod, hodnocení stavu vodních útvarů, stanovení výjimek z dosažení dobrého stavu a plánovaných opatření k dosažení environmentálních cílů.

shutterstock_450650812

Úvod

Národní plány povodí pro 2. plánovací cyklus [1–3], tj. na období let 2016 až 2021, zpracované podle požadavků Rámcové směrnice o vodách [4] (dále RSV) byly v prosinci 2015 schváleny vládou České republiky. V návaznosti na zpracování plánů povodí jsou členské státy EU povinny splnit příslušnou reportingovou povinnost týkající se podávání zpráv Evropské komisi (EK) o implementaci RSV. Kromě zaslání kopií plánů povodí EK od členských států vyžaduje rovněž poskytnutí dalších údajů souvisejících s celým procesem plánování. Požadavky na reporting 2. plánů podrobně specifikují příslušné pokyny společné implementační strategie RSV [5, 6]. Určitou komplikací bylo schválení konečné verze těchto dokumentů (včetně specifikace nároků na kvalitu dat) až v létě 2016, tj. několik měsíců po termínu reportingu podle RSV. Předmětem reportingu je rozsáhlá škála údajů týkajících se celého plánovacího procesu. Po formální stránce lze reporting rozdělit na datovou část, která má charakter strukturované geodatabáze a obsahuje převážně podrobné údaje týkající se jednotlivých vodních útvarů (stav, antropogenní vlivy a dopady), chráněných území, monitorovacích objektů a navržených opatření k dosažení environmentálních cílů, a část textovou popisující zejména uplatněné metodické postupy. Součástí reportingu jsou rovněž datové sady geografických údajů: hranic oblastí povodí, vodních útvarů (včetně struktury říční sítě u útvarů povrchových vod), chráněných území s vazbou na vodu a míst monitoringu. Oba výše uvedené pokyny pro reporting kladou vysoké nároky na kvalitu reportovaných informací: přesnost a topologickou konzistenci geografických dat a logickou spojitost a úplnost popisných údajů. Při odesílání na příslušné datové úložiště [7] je kvalita dat automaticky kontrolována a přijaty jsou pouze dostatečně přesné, konzistentní a úplné údaje. Pokud členský stát některé z požadovaných údajů nemá k dispozici, musí tuto skutečnost předem zdůvodnit.

Vyskoc-1
Obr. 1. Typologie útvarů povrchových vod (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze)
Fig. 1. Typology of surface water bodies (data source: MoE, TGM WRI, Faculty of Science of the Charles University in Prague)

Přípravou reportingu pověřilo Ministerstvo životního prostředí v rámci podpory výkonu státní správy Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i. Postup zpracování požadovaných údajů byl zhruba následující. Primárním zdrojem reportovaných informací byly národní plány povodí [1–3]. Plánovaná datová šablona národních plánů povodí vycházela z požadavků na reporting 1. plánů povodí v roce 2010, vzhledem k zásadním změnám požadavků na data nemohla být použita. Podkladová data byla tedy k dispozici pouze v účelových pracovních souborech. Z podrobné analýzy požadavků na reporting vyplynula nutnost doplnění dalších dat a informací, které následně poskytly Ministerstvo životního prostředí (MŽP) a Ministerstvo zemědělství (MZe) a jimi pověřené instituce a organizace (státní podniky Povodí, Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce (VÚV TGM), Agentura ochrany přírody a krajiny České republiky (AOPK), Vodohospodářský rozvoj a výstavba, a. s. (VRV a. s.), Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) a Biologické centrum AV ČR, v. v. i. Veškerá data byla následně ve VÚV TGM zapracována do účelové geodatabáze. Nástroje relační databáze a GIS umožnily kontrolu kvality dat, včetně návaznosti na předchozí reporting plánů povodí v roce 2010 a návaznosti na reporting podle jiných směrnic. Obsah reportingu byl zapracován do pracovní zprávy a její podrobné datové přílohy. Součástí zprávy byly souhrnné statistiky a přehledové mapy. Po schválení obsahu reportingu kompetentními úřady, tj. Ministerstvem životního prostředí a Ministerstvem zemědělství, byly informace a data převedeny do požadované struktury a formátu a odeslány na datové úložiště [7].

Vyskoc-2
Obr. 2. Kategorie útvarů povrchových vod – podíl počtu útvarů (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, státní podniky Povodí)
Fig. 2. Surface water body categories – percentage of surface water bodies (data source: MoE, TGM WRI, River Boards, s.e.)

Výsledky

Dále uváděné souhrnné výsledky byly zpracovány v rámci přípravy reportingu plánů povodí a jsou zaměřeny na klíčové kroky týkající se dosažení cílů RSV, tj. charakterizaci povodí, identifikaci antropogenních vlivů a posouzení jejich dopadů na stav vod, vyhodnocení stavu vod a opatření k dosažení environmentálních cílů, popř. stanovení a odůvodnění výjimek.

Charakterizace povodí

Charakterizace povodí představuje základní etapu plánovacího cyklu a zahrnuje zejména (revizi) vymezení vodních útvarů a chráněných oblastí s vazbou na vodu a identifikaci antropogenních vlivů na stav vod. Jak vodní útvary, tak chráněné oblasti jsou základními jednotkami, pro které je hodnoceno dosažení příslušných environmentálních cílů. Důležitou součástí vymezení útvarů povrchových vod je určení jejich kategorie a typu. Typy vodních útvarů popisují vybrané abiotické charakteristiky (kategorie nadmořské výšky, geologický typ apod.). Pro každý typ a kategorii útvaru povrchové vody jsou určeny typově specifické (hydromorfologické, fyzikálně­‑chemické a biologické) referenční podmínky odpovídající velmi dobrému ekologickému stavu, tj. nenarušeným podmínkám. Vzhledem k těmto referenčním podmínkám je hodnocen ekologický stav příslušného vodního útvaru. Dobrý ekologický stav představuje ještě přípustnou odchylku oproti nenarušenému stavu (referenčním podmínkám). Z důvodu významné změny hydromorfologických charakteristik souvisejících s užitečnými a nenahraditelnými funkcemi útvarů povrchových vod mohou být tyto útvary určeny jako silně ovlivněné nebo umělé. U těchto útvarů je vyžadováno dosažení dobrého ekologického potenciálu. Kategorie a typ útvaru povrchových vod je tak určující pro stanovení příslušných environmentálních cílů (resp. klasifikaci ekologického stavu nebo potenciálu) a hodnocení jejich naplnění.

Vyskoc-3
Obr. 3. Užívání vod související se zařazením útvaru do kategorie silně ovlivněných – počet útvarů (zdroj dat: státní podniky Povodí)
Fig. 3. Water use – number of heavily modified surface water bodies (data source: River Boards, s.e.)

U útvarů kategorie „řeka“ v Česku určují typ útvaru popisné charakteristiky úmoří, nadmořská výška, geologické podloží a řád toku podle Strahlera. Výrazně převažujícími typy jsou útvary v nadmořské výšce 200 až 500 m n. m. a s řádem toku podle Strahlera 4–6 v závěrném profilu (označované jako říčky), jak je patrné z přehledové mapy na obr. 1. U útvarů kategorie „jezero“ určují typ útvaru popisné charakteristiky nadmořská výška, geologické podloží, maximální a průměrná hloubka vody a doba zdržení. Oproti 1. plánovacímu cyklu byla typologie významně pozměněna a v návaznosti rovněž upraveno vymezení cca 30 % útvarů povrchových vod, zejména v kategorii „řeka“. Celkově bylo v Česku pro 2. plánovací cyklus vymezeno 1 044 útvarů v kategorii „řeka“ (z toho 89 silně ovlivněných a 4 umělé) a 77 útvarů v kategorii „jezero“ (z toho 73 silně ovlivněných a 4 umělé). Podíl útvarů přirozených, silně ovlivněných a umělých je patrný z grafu na obr. 2. Druhy užívání vod, které byly důvodem pro zařazení útvarů povrchových vod do kategorie silně ovlivněných, jsou uvedeny v grafu na obr. 3. K jednomu vodnímu útvaru bylo většinou přiřazeno více užívání.

Vyskoc-4
Obr. 4. Mezipovodí útvarů povrchových vod s odběrem pro lidskou spotřebu (zdroj dat: VÚV TGM, státní podniky Povodí)
Fig. 4. Basin of surface water bodies with abstraction for drinking water (data source: TGM WRI, River Boards, s.e.)

Kromě vymezení vodních útvarů RSV rovněž vyžaduje vytvoření a vedení registru všech chráněných oblastí s vazbou na vodu, které byly podle příslušných právních předpisů EU na ochranu povrchových a podzemních vod nebo na zachování stanovišť a druhů živočichů a rostlin přímo závislých na vodě vymezeny jako oblasti vyžadující zvláštní ochranu (tzv. chráněné oblasti s vazbou na vodu). V Česku registr zahrnuje následující druhy chráněných oblastí: území (vodní útvary) vyhrazená pro odběr vody pro lidskou spotřebu, území vyhrazená jako rekreační vody a vody ke koupání (koupací oblasti), území citlivá na živiny (zranitelné oblasti), území vyhrazená pro ochranu stanovišť a druhů (výběr ptačích oblastí a evropsky významných lokalit) a dále specificky pro česko-ramsarské mokřady a výběr maloplošných zvláště chráněných území s vazbou na vodu. Mezipovodí útvarů povrchových vod s odběry vody pro lidskou spotřebu a výběr ptačích oblastí a evropsky významných lokalit s vazbou na vodu jsou zobrazeny na přehledových mapách na obr. 45.

Vyskoc-5
Obr. 5. Habitaty a ptačí oblasti s vazbou na vodu (zdroj dat: AOPK, VÚV TGM)
Fig. 5. Protected areas – habitats and birds, directly depedent on water (data source: AOPK, TGM WRI)

Klíčovou etapou plánovacího cyklu je zhodnocení dopadů lidské činnosti na stav vod. Analýza dopadů lidské činnosti vychází z konceptu DPSIR (Driver­‑Pressure­‑State­‑Impact­‑Response). Identifikace vlivů a vyhodnocení dopadů na jednotlivé vodní útvary je nezbytným předpokladem pro určení vodních útvarů rizikových z hlediska dosažení environmentálních cílů, nastavení programů monitoringu a zejména návrh opatření či stanovení a odůvodnění výjimek z dosažení cílů. Za významné antropogenní vlivy jsou považovány ty, které samy o sobě nebo ve spojení s jinými vlivy přispívají k nepříznivému dopadu na stav vod a brání tak nebo ohrožují dosažení stanovených environmentálních cílů (viz dále). V Česku byly (z důvodu předběžné opatrnosti) významné vlivy identifikovány i ve vodních útvarech, ve kterých se předpokládá dosažení dobrého stavu ke konci 1. plánovacího cyklu roku 2015. U útvarů, kde není předpokládáno dosažení dobrého stavu či potenciálu ke konci 1. plánovacího cyklu v roce 2015, byly vlivy vztaženy k jednotlivým složkám kvality a ukazatelům (látkám), které byly pro dosažení dobrého stavu vyhodnoceny jako problémové. Četnost skupin (typů) v Česku identifikovaných významných vlivů je uvedena v grafu na obr. 6. Poměrně vysoký počet neznámých vlivů se převážně vztahuje k určitým (zejména biologickým) složkám kvality či látkám, nikoli k vodním útvarům jako celku.

Vyskoc-6
Obr. 6. Vlivy na útvary povrchových vod – počet útvarů (zdroj dat: státní podniky Povodí, VRV a. s.)
Fig. 6. Pressures on surface water bodies – number of surface bodies (data source: River Boards, s.e., VRV a. s.)

Environmentální cíle a výjimky

Mezi environmentální cíle specifikované RSV patří dosažení dobrého stavu vodních útvarů (popř. dobrého potenciálu útvarů silně ovlivněných a umělých), nezhoršování stavu, zamezení nebo omezení vstupů znečišťujících látek do podzemních vod a zvrácení případného trvale vzestupného trendu koncentrace znečišťující látky v podzemních vodách v důsledku lidské činnosti. Dobrý kvantitativní, chemický a ekologický stav či potenciál vodních útvarů a cíle ochrany chráněných oblastí s vazbou na vodu mají být dosaženy do roku 2015. RSV zároveň umožňuje za určitých podmínek následující výjimky z dosažení uvedených obecných cílů: prodloužení lhůty na dobu po roce 2015 nebo dosažení méně přísných cílů z důvodu technické proveditelnosti, neúměrných nákladů nebo přírodních podmínek. Výjimky z dosažení cílů lze aplikovat i při výskytu mimořádných událostí. RSV za určitých podmínek připouští rovněž zhoršení stavu nebo nedosažení určitých environmentálních cílů u nových změn fyzických charakteristik útvarů povrchových vod způsobených rozvojovou činností člověka. Na základě návrhů opatření a stanovených výjimek z dosažení dobrého stavu vodních útvarů k roku 2015 je rovněž vyhodnocen předpokládaný termín dosažení dobrého stavu.

Vyskoc-7
Obr. 7. Ekologický stav nebo potenciál útvarů povrchových vod (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, Biologické centrum AV ČR, státní podniky Povodí)
Fig. 7. Ecological status or potential of surface water bodies (data source: MoE, TGM WRI, Biology Centre CAS, River Boards, s.e.)

Vyhodnocení stavu vodních útvarů plní v plánovacím cyklu dvojí účel:

  • na začátku plánovacího cyklu umožňuje identifikovat vodní útvary, kde je ohroženo splnění požadovaných environmentálních cílů (v případě povrchových vod dosažení dobrého chemického a ekologického stavu vodních útvarů, v případě podzemních vod dosažení dobrého kvantitativního a chemického stavu útvarů) a následně tam, kde je třeba, navrhnout a realizovat příslušná opatření (popř. specifikovat nezbytné výjimky z dosažení cílů),
  • na konci plánovacího cyklu umožňuje posoudit, zda bylo plánovaných environmentálních cílů dosaženo (tj. například zda příslušná opatření měla předpokládaný efekt).
Vyskoc-8
Obr. 8. Složky ekologického stavu nebo potenciálu povrchových vod – podíl počtu útvarů (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, Biologické centrum AV ČR, státní podniky Povodí)
Fig. 8. Quality elements of ecological status/potential – percentage of surface water bodies (data source: MoE, TGM WRI, Biology Centre CAS, River Boards, s.e.)

Ekologický stav útvarů povrchových vod se hodnotí porovnáním současného stavu s blízkými přírodními nebo referenčními podmínkami. Ekologický stav útvaru určuje jeho nejhůře hodnocená složka kvality. V Česku byl hodnocen podle údajů z monitoringu převážně za období let 2010 až 2012. Hodnoceny nebyly hydromorfologické složky kvality. Vyhodnocení ekologického stavu nebo potenciálu je patrné na přehledové mapě na obr. 7. Dílčí hodnocení jednotlivých složek kvality a rozsah jejich monitoringu jsou znázorněny grafem na obr. 8. Vzhledem ke změnám ve vymezení útvarů povrchových vod a změnám v postupech hodnocení nebylo možné porovnat výsledky hodnocení ekologického stavu v 1. a 2. plánech povodí. Pro dosažení dobrého chemického stavu jsou v plánech uplatněny jako výjimky prodloužení lhůt a méně přísné cíle z důvodu technické proveditelnosti. Výjimky jsou u jednotlivých vodních útvarů vztaženy jak k jednotlivým složkám kvality, tak k typům antropogenních vlivů. Rozsah výjimek pro složky kvality je uveden v grafu na obr. 9. Předpokládaný termín dosažení dobrého ekologického stavu útvarů povrchových vod je uveden na přehledové mapě na obr. 10.

Vyskoc-9
Obr. 9. Výjimky z dobrého ekologického stavu nebo potenciálu – podíl počtu útvarů (zdroj dat: MZe, VRV a. s.)
Fig. 9. Exemptions of good ecological status/potential – percentage of surface water bodies (data source: MoA, VRV a. s.)

Dosažení dobrého chemického stavu útvarů povrchových vyžaduje plnění příslušných norem environmentální kvality pro prioritní látky. Kromě nepřekročení stanovené limitní koncentrace látek v povrchových vodách je u některých látek vyžadováno sledování trendů koncentrací v biotě nebo sedimentu. Chemický stav útvarů povrchových vod byl hodnocen podle dat z monitoringu převážně za období let 2010 až 2012. Vyhodnocení chemického stavu je patrné na přehledové mapě na obr. 11. Na grafu na obr. 12 jsou uvedeny látky, které jsou nejčastější příčinou nedosažení dobrého chemického stavu a rozsahu jejich monitoringu. Zatímco pro zpracování 1. plánů povodí byl chemický stav hodnocen podle požadavků (v té době platné) směrnice 2008/105/ES, pro 2. plánovací cyklus byl stav vyhodnocen pro požadavky zpřísněné směrnicí 2013/39/EU [8]. Pro potřeby reportingu a vyhodnocení pokroku byl stav monitorovaný v letech 2010 až 2012 dodatečně vyhodnocen rovněž podle směrnice 2008/105/ES. Zlepšení či zhoršení stavu pro vybrané prioritní látky je patrné z grafu na obr. 13, spolehlivost porovnání je nicméně limitována změnami v monitorovacích programech. Součástí reportingu byla rovněž identifikace vodních útvarů a látek, u kterých dosažení dobrého chemického stavu zabránilo zpřísnění limitu podle směrnice 2013/39/EU. V Česku se nejčastěji jednalo o fluoranten (233 útvarů), nikl (169) a benzo(a)pyren (167). Pro dosažení dobrého chemického stavu jsou v plánech uplatněny jako výjimky prodloužení lhůt a méně přísné cíle z důvodu technické proveditelnosti. Výjimky jsou u jednotlivých vodních útvarů vztaženy jak k jednotlivým prioritním látkám, tak k typům antropogenních vlivů. Rozsah výjimek pro nejproblémovější prioritní látky je uveden v grafu na obr. 14. Předpokládaný termín dosažení dobrého chemického stavu útvarů povrchových vod je uveden na přehledové mapě na obr. 15.

Vyskoc-10
Obr. 10. Dosažení dobrého ekologického stavu nebo potenciálu útvarů povrchových vod (zdroj dat: MZe, VRV a. s.)
Fig. 10. Good ecological status/potential expected achievement date (data source: MoA, VRV a. s.)
Vyskoc-11
Obr. 11. Chemický stav útvarů povrchových vod (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, státní podniky Povodí)
Fig. 11. Chemical status of surface water bodies (data source: MoE, TGM WRI, River Boards, s.e.)
Vyskoc-12
Obr. 12. Chemický stav povrchových vod – nejčastěji nevyhovující ukazatele – podíl počtu útvarů (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, státní podniky Povodí)
Fig. 12. Chemical status of surface water – most frequent pollutants causing less than good status – percentage of surface water bodies (data source: MoE, TGM WRI, River Boards, s.e.)
Vyskoc-13
Obr. 13. Změna chemického stavu podle směrnice 2008/105/ES – vybrané ukazatele – počet útvarů (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, státní podniky Povodí)
Fig. 13. Change of chemical status according to Directive 2008/105/ES – selected pollutants – number of surface water bodies (data source: MoE, TGM WRI, River Boards, s.e.)

Kvantitativní stav útvarů podzemních vod je v Česku hodnocen jako bilance uskutečněných odběrů (pro 2. plány za období 2007 až 2012) a dostupných zdrojů podzemních vod reprezentovaných jako dlouhodobé roční průměrné množství celkového doplňování vodního útvaru. Zohledněno je případné negativní ovlivnění ekologického stavu souvisejících povrchových vod a terestrických ekosystémů. Hodnocení kvantitativního stavu pro 2. plány povodí je patrné z přehledové mapy na obr. 16, pokrok v dosažení dobrého kvantitativního stavu oproti vyhodnocení pro 1. plány povodí z přehledové mapy na obr. 17. Pro dosažení dobrého kvantitativního stavu jsou v plánech uplatněny jako výjimky prodloužení lhůt z důvodu přírodních podmínek i technické proveditelnosti a méně přísné cíle z důvodu technické proveditelnosti. Rozsah výjimek je uveden v grafu na obr. 18. Předpokládaný termín dosažení dobrého kvantitativního stavu útvarů podzemních vod je uveden na přehledové mapě na obr. 19.

Vyskoc-14
Obr. 14. Výjimky z dobrého chemického stavu povrchových vod – podíl počtu útvarů (zdroj dat: MZe, VRV a. s.)
Fig. 14. Exemptions of good chemical status of surface water – percentage of surface water bodies (data source: MoA, VRV a. s.)
Vyskoc-15
Obr. 15. Dosažení dobrého chemického stavu povrchových vod (zdroj dat: MZe, VRV a. s.
Fig. 15. Good chemical status expected achievement date (data source: MoA, VRV a. s.)
Vyskoc-16
Obr. 16. Kvantitativní stav podzemních vod (zdroj: MŽP, VÚV TGM, státní podniky Povodí)
Fig. 16. Quantitative status of groundwater bodies (source: MoE, TGM WRI, River Boards, s.e.)
Vyskoc-17
Obr. 17. Změny kvantitativního stavu podzemních vod mezi 1. a 2. plánovacím cyklem (zdroj: MŽP, VÚV TGM, státní podniky Povodí)
Fig. 17. Changes in quantitative status of groundwater bodies between 1st and 2nd planning cycle (source: MoE, TGM WRI, River Boards, s.e.)

Chemický stav útvarů podzemních vod byl hodnocen podle údajů z monitoringu za období let 2000 až 2012. Každá látka byla monitorována nejméně v 98 % vodních útvarů. Zohledněn byl rovněž případný nepříznivý dopad na stav útvarů povrchových vod (pro dusičnany a amonné ionty) a hodnoty přirozeného pozadí látek v podzemních vodách. Významný a setrvalý vzestupný trend v koncentracích znečišťujících látek byl nejčastěji zaznamenán u niklu (7 útvarů), hliníku (6) a arsenu (5). Vyhodnocení chemického stavu je patrné na přehledové mapě na obr. 20, pokrok v dosažení dobrého chemického stavu oproti vyhodnocení pro 1. plány povodí z přehledové mapy na obr. 21. V grafu na obr. 22 jsou uvedeny látky, které jsou nejčastější příčinou nedosažení dobrého chemického stavu. Pro dosažení dobrého chemického stavu jsou v plánech uplatněny jako výjimky prodloužení lhůt z důvodu přírodních podmínek i technické proveditelnosti a méně přísné cíle z důvodu technické proveditelnosti. Výjimky jsou u jednotlivých vodních útvarů vztaženy jak k jednotlivým znečišťujícím látkám, tak k typům antropogenních vlivů. Rozsah výjimek je pro vybrané látky uveden v grafu na obr. 23. Předpokládaný termín dosažení dobrého chemického stavu útvarů podzemních vod je uveden na přehledové mapě na obr. 24.

Vyskoc-18
Obr. 18. Výjimky z dobrého kvantitativního stavu podzemních vod – podíl plochy útvarů (zdroj dat: MZe, VÚV TGM)
Fig. 18. Exemptions of good quantitative status of groundwater – percentage of groundwater bodies area (data source: MoA, TGM WRI)
Vyskoc-19
Obr. 19. Dosažení dobrého kvantitativního stavu podzemních vod (zdroj dat: MZe, VÚV TGM)
Fig. 19. Good quantitative status expected achievement date (data source: MoA, TGM WRI)
Vyskoc-20
Obr. 20. Chemický stav útvarů podzemních vod a významný a setrvalý vzestupný trend koncentrací znečišťujících látek (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, ČHMÚ)
Fig. 20. Chemical status of groundwater bodies and significant and sustained upward trend in the concentrations of pollutants (data source: MoE, TGM WRI, CHMI)
Vyskoc-21
Obr. 21. Změna chemického stavu útvarů podzemních vod mezi 1. a 2. plánovacím cyklem (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, ČHMÚ)
Fig. 21. Change of chemical status of groundwater bodies between 1st and 2nd planning cycle (data source: MoE, TGM WRI, CHMI)

Opatření k dosažení environmentálních cílů

RSV požaduje vypracovat k dosažení environmentálních cílů příslušný program opatření. Pokyn [5] vyžaduje jednotlivá opatření uvedená v plánech povodí sloučit pro účely reportingu do tzv. klíčových typů. V ČR byla opatření navrhována jednak na úrovni dílčích povodí, ta se týkala hlavně konkrétních jednotlivých opatření, a dále na úrovni národních plánů, kde bylo vytvořeno celkem jedenáct opatření pokrývajících problematiku znečištění (hlavně z plošných zdrojů – hnojení, eroze, pesticidy, atmosférická depozice, nebezpečné látky, chov ryb v rybnících), některých aspektů hydromorfologie (zprůchodnění říční sítě, minimální průtoky a obnova přirozených koryt vodní sítě), množství povrchových a podzemních vod (sucho a nedostatek vody, stanovení přírodních zdrojů podzemních vod) a chráněných území (Natura 2000, mokřady a odběry pro lidskou spotřebu). Tato opatření jsou obecnější, stanoví strategie a jednotlivé kroky, které jsou převážně v kompetenci státní správy. Přehled počtů nejčastějších konkrétních opatření je na obr. 25 (v jednom útvaru může být navrženo více opatření stejného typu).

Vyskoc-22
Obr. 22. Chemický stav podzemních vod, vybrané ukazatele – podíl plochy útvarů (zdroj dat: MŽP, VÚV TGM, ČHMÚ)
Fig. 22. Groundwater body chemical status – selected pollutants – percentage of groundwater bodies area (data source: MoE, TGM WRI, CHMI)
Vyskoc-23
Obr. 23. Výjimky z dobrého chemického stavu podzemních vod – podíl plochy útvarů (zdroj dat: MZe, VÚV TGM)
Fig. 23. Exemptions of good chemical status of groundwater – percentage of groundwater bodies area (data source: MoA, TGM WRI)

Závěr

V rámci reportingu plánů povodí pro 2. plánovací cyklus podle požadavků Rámcové směrnice o vodách a příslušných pokynů pro reporting byla zpracována poměrně rozsáhlá geodatabáze. Evropská komise využívá reportované informace k posouzení, zda a jak členské státy plní povinnosti vyplývající z Rámcové směrnice (v souvislosti s 2. plány zaměřenými zejména na oblast opatření a výjimek z dosažení environmentálních cílů) a rovněž pro analýzy trendů a posouzení účinnosti politik (zejména zlepšení kvality vody v důsledku realizovaných opatření). Na úrovni EU jsou informace poskytovány Evropskému parlamentu, veřejnosti jsou dostupné prostřednictvím systému WISE (Water Information System for Europe) [9].

Vyskoc-24
Obr. 24. Dosažení dobrého chemického stavu podzemních vod (zdroj dat: MZe, VÚV TGM)
Fig. 24. Good chemical status expected achievement date (data source: MoA, TGM WRI)

Současné požadavky na reporting plánů povodí jsou jak po stránce formální, tak po stránce obsahové značně rozsáhlé a komplexní a ze strany členských států je zřejmý tlak na minimalizaci budoucích změn. V oblasti geografických dat bude nicméně v následujícím plánovacím cyklu vyžadováno naplnění požadavků směrnice INSPIRE [10]. Pozornost bude rovněž zaměřena na soulad souvisejících informací reportovaných podle jiných směrnic v oblasti voda.

Na národní úrovni je soubor reportovaných informací a dat včetně jejich statistického vyhodnocení využíván pro přípravu 3. plánovacího cyklu. Analýza údajů umožní zacílení přípravy 3. plánů povodí na dosud problémové oblasti a doplnění příslušných znalostí, potřebných dat a metodických postupů. Jako jedna z klíčových oblastí se například jeví problematika identifikace významných antropogenních vlivů, které brání dosažení environmentálních cílů.

Vyskoc-25
Obr. 25. Nejčastěji navrhovaná opatření – počet (zdroj dat: MZe, VRV a. s.)
Fig. 25. Most frequently proposed measures – number (data source: MoA, VRV a. s.)

Problematika reportingu byla v roce 2016 řešena spíše v návaznosti na zpracování plánů povodí než jako součást plánování. Obsah plánů povodí se poté ukázal vzhledem k požadavkům na reporting nedostatečný a řada podstatných informací proto musela být pro potřeby reportingu doplňována. Zcela nedostatečná se ukázala příslušná datová základna vzhledem k požadavkům na kvalitu dat (úplnost, logická konzistence, přesnost a topologická korektnost geografických dat). Požadavky na reporting (co do obsahu i kvality) by proto měly být vzaty v úvahu již při definování obsahu plánů. Zpracování dat a informací pro 3. plánovací cyklus by mělo předcházet vytvoření procesního a datového modelu, který by definoval informační obsah včetně požadavků na kvalitu dat, logické vztahy mezi jednotlivými údaji, datové a informační toky a role v plánování a reportingu zúčastněných institucí. Datový model by měl být doplněn seznamem kontrol kvality prostorových i popisných dat. Zohledněna by měla být i možnost dalšího využití dat pro národní potřeby (vodoprávními úřady, veřejností apod.).

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Směrnice EU 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik (dále jen směrnice 2007/60/ES) si klade za cíl předejít nepříznivým dopadům povodní, nebo je omezit vypracováním plánů pro zvládání povodňových rizik. Vzhledem k tomu, že se příčiny a následky povodní v různých regionech Evropy liší, měly by uvedené plány zohlednit konkrétní charakteristiky oblastí, kterých se týkají, a navrhnout řešení podle potřeb a priorit těchto oblastí.

shutterstock_195527528_upr

Proces implementace směrnice 2007/60/ES byl v ČR iniciován již v průběhu vlastní tvorby předpisu. Podrobným rozborem byly definovány problémové okruhy, jejichž řešení bylo zajištěno: (I) transpozicí principů směrnice do právního řádu ČR, (II) zahájením vývoje metodických nástrojů nezbytných ke splnění jednotlivých požadavků směrnice. Oba časově náročné dílčí procesy byly moderovány mezirezortní pracovní skupinou vedenou Ministerstvem životního prostředí ČR.

V příspěvku jsou uvedeny principy vybraných metodických postupů včetně dosažených výsledků. Zejména se jedná o fázi vymezení oblastí s významným rizikem, metodickou podporu tvorby map povodňového nebezpečí a povodňových rizik, zpracování dokumentací oblastí s významným povodňovým rizikem a Plánů pro zvládání povodňových rizik. Dále jsou zmíněny povinnosti spojené s reportováním výsledků jednotlivých fází implementace směrnice 2007/60/ES Evropské komisi.

Úvod

V souvislosti s povodňovými událostmi získali obyvatelé České republiky za posledních téměř dvacet let tragické zkušenosti, které dokládají smutné údaje: 137 obětí na lidských životech a téměř 188 mld. Kč materiálních škod. Negativní povodňové dopady vyplývají ze dvou hlavních typů povodňového nebezpečí, kterým je území České republiky vystaveno. Jedná se o povodně z regionálních dešťů a povodně z přívalových srážek. Například v červnu 2013 došlo ke kombinaci obou typů příčinných jevů, zejména v povodích Ohře, Berounky a horní Vltavy.

Ochraně před povodněmi je v ČR věnována velká pozornost a jsou vynakládány nemalé finanční prostředky jak v oblasti prevence, tak v rámci operativních opatření. Ochrana před negativními dopady povodní jako soubor opatření je výsledkem dlouhodobého procesu, v rámci kterého jsou po uvážení všech racionálních možností řešení zvolena ta efektivní. Za efektivní řešení je nutno chápat takové, které je ve výsledku pořízeno za únosnou cenu při minimálních negativních vedlejších účincích a za udržitelné provozní (servisní) náklady. K tomu je nutné ve fázi tvorby návrhů opatření propojit řadu informací, znalostí, výsledků pozorování tak, aby bylo možné minimalizovat případné kolize zájmů, účelů a efektů. Nicméně uplatnění systémových přístupů v řešení ochrany před negativními účinky povodní a dalšími průvodními jevy vyžaduje provedení několika nezbytných logických kroků. Z obecného pohledu zmíněná posloupnost činností znamená: (I) aktuální vyjádření míry nebezpečí, (II) věrohodné vyjádření či kvantifikaci možných dopadů, (III) volbu hledisek klasifikace a kritérií výběru nezbytných k definování splnitelného cíle/cílů ochrany, (IV) návrh postupů k dosažení cílů, (V) vypracování variant srovnatelných z pohledu plnění cílů ochrany, (VI) výběr optimálního řešení. Optimem může často být kostra systému ochrany sestavené z klíčových prvků. Nalezením výsledného řešení se zcela celý postup neuzavírá, protože po následném zahrnutí obtížně kvantifikovatelných hledisek či upřesnění požadavků může nastat korekce cílů a proces se vrací do kroku (II). Již byl zmíněn problém celého postupu, který spočívá ve vybalancování střetů zájmů, kolizí aktivit a zejména ve výsledné efektivní výši součtu pořizovacích a provozních nákladů. Dosažení tohoto stavu pak vyžaduje přípravu řady metodik, na základě kterých je možné objektivizovat jednotlivé kroky uvedeného postupu.

Nezbytnost propracovaných objektivních postupů posuzování míry povodňového nebezpečí, vyjádření povodňového rizika a stanovení výše možných škod, které ve výše nastíněném postupu reprezentují kroky (I) a (II), připomínala doporučení z výsledných zpráv vyhodnocení katastrofálních povodňových situací v ČR, zejména z let 1997, 2002 a 2006. Výzkum prakticky využitelných metod v podmínkách České republiky probíhal od druhé poloviny 90. let (projekty VaV/650/5/02, SP/1c2/121/07), zavádění těchto postupů do právního rámce a rutinní praxe akcelerovalo schválení směrnice 2007/60/ES v říjnu 2007. Tento právní dokument ukládá členským státům EU povinnost postupně na jejich území vyhodnotit povodňové nebezpečí, riziko a pořízené informace zpracovat do formy příslušného mapového vyjádření, a to v těchto termínech:

  • do 22. 12. 2011 dokončit předběžné vyhodnocení povodňových rizik,
  • do 22. 12. 2013 zajistit dokončení map povodňového nebezpečí a povodňových rizik,
  • do 22. 12. 2015 zajistit dokončení a zveřejnění plánů pro zvládání povodňových rizik.

O ukončení každé fáze je pak v souladu s článkem 15 směrnice 2007/60/ES informována Evropská komise do tří měsíců prostřednictvím zprávy (tzv. reportingu). Způsob reportingu je definován dokumenty, které byly vypracovány, projednány a odsouhlaseny zástupci členských států EU v rámci pracovní skupiny Povodně při Evropské komisi (Floods Working Group) a její podskupiny pro reporting v rámci směrnice 2007/60/ES (Floods Directive Reporting Drafting Group).

Stepankova-1
Obr. 1. Úseky vodních toků defi nující oblasti s významným povodňovým rizikem
Fig. 1. River segments with potential signifi cant fl ood risk

Implementace směrnice 2007/60/ES do zákonných norem v České republice

Splnění úkolů požadovaných směrnicí 2007/60/ES znamenalo iniciaci procesu její implementace do právního prostředí a institucionálního rámce České republiky již od druhé poloviny roku 2007 v gesci Ministerstva životního prostředí ČR (dále jen MŽP).

Zásadní byla transpozice principů směrnice a terminologického aparátu do novely zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) zákonem č. 150/2010 Sb. s účinností od 1. 8. 2010. Druhým právním předpisem, který úzce souvisí se směrnicí o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik, je nová vyhláška č. 24/2011 Sb., o plánech povodí a plánech pro zvládání povodňových rizik (účinnost od 4. 3. 2011). Vyhláška uvádí způsob a formu zpracování předběžného vyhodnocení povodňových rizik, obsah a způsob zpracování map povodňového nebezpečí, map povodňových rizik a formy jejich zveřejnění, obsah a způsob zpracování plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik a konečně způsob zpřístupnění přípravných prací, návrhů plánů pro aktivní zapojení veřejnosti.

Koordinace procesu

Koordinaci procesu plánování v oblasti vod (tj. proces plánování podle směrnice 2007/60/ES i směrnice 2000/60/ES – Rámcová směrnice o vodách) na národní úrovni zajišťuje Komise pro plánování v oblasti vod (dále jen KPOV). KPOV je poradním orgánem úřadů veřejné správy a dalších institucí pro koordinaci zpracování plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik pro přípravu dalšího plánovacího období. Plány povodí a plány pro zvládání povodňových rizik jsou rovnocennými dokumenty, které jsou zpracovávány pro jednotlivá dílčí povodí. Jejich příprava je vzájemně koordinována včetně časového harmonogramu procesních záležitostí (zveřejnění, termíny připomínkovacích procesů atd.).

Pro koordinaci aktivit při implementaci Povodňové směrnice působila v letech 2008–2016 pracovní podskupina Povodňová směrnice, která podporovala rozhodování příslušných ministerstev v oblasti zvládání povodňového rizika. Základní podskupina měla dvanáct stálých členů, kterými jsou zástupci ministerstev, Českého hydrometeorologického ústavu, Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka a správců všech povodí ČR. V polovině roku 2016 byla skupina nahrazena Pracovním výborem pro implementaci Povodňové směrnice v rámci nové struktury KPOV pro třetí plánovací období. Pracovní výbor má obdobnou strukturu a shodné kompetence jako předchozí skupina.

V rámci pracovní podskupiny i pracovního výboru je zřízena širší platforma, která zahrnuje ještě zástupce všech krajských odborů životního prostředí (vodoprávní orgány), odborů krizového řízení a odborů územního rozvoje. Rozšířený pracovní výbor pro implementaci Povodňové směrnice má 40 členů a setkává se zpravidla jedenkrát ročně, vyjadřuje se k postupu implementace a projednává podněty ze svého regionu.

Definice pojmů

Povodňové nebezpečí – charakterizuje stav s potenciálem způsobit nežádoucí následky (povodňové škody) v záplavovém území. Povodňové nebezpečí lze definovat také jako „hrozbu“ události (povodně), která vyvolá např. ztráty na lidských životech, škody na majetku, přírodě a krajině. Povodňové nebezpečí může být kvantifikováno pomocí hodnot základních charakteristik průběhu povodně (hloubka, rychlost).

Zranitelnost území – vlastnost území, která se projevuje jeho náchylností k poškození a škodám v důsledku malé odolnosti vůči extrémnímu zatížení povodní, tj. v důsledku tzv. expozice.

Povodňové ohrožení – je vyjádřeno jako kombinace pravděpodobnosti výskytu nežádoucího jevu (povodně) a nebezpečí. Zásadní rozdíl mezi povodňovým ohrožením a povodňovým rizikem spočívá v tom, že ohrožení není vázáno na konkrétní objekty v záplavovém území (ZÚ) s definovanou zranitelností. Ohrožení je možné vyjádřit plošně pro celé ZÚ bez ohledu na to, co se v něm nachází. V okamžiku, kdy ohrožení vztáhneme ke konkrétnímu objektu v ZÚ s definovanou zranitelností, začíná představovat povodňové riziko. V rámci metody matice rizika je povodňové ohrožení vyjádřeno jako funkce pravděpodobnosti výskytu daného povodňového scénáře a tzv. intenzity povodně.

Povodňové riziko – je vyjádřeno nejčastěji jako kombinace pravděpodobnosti výskytu nežádoucího hydrologického jevu (povodně, scénáře nebezpečí) a jeho nepříznivých dopadů na lidské zdraví, životní prostředí, kulturní dědictví a hospodářskou činnost.

Předběžné vyhodnocení povodňových rizik

Stěžejním cílem předběžného vyhodnocení povodňových rizik v České republice bylo vybrat na základě co nejširšího plošného posouzení povodněmi ohrožených území takové oblasti, kde jsou povodňová rizika významná a pro které je žádoucí a současně i reálně možné připravit plány pro zvládání povodňových rizik, a to na základě zpracování map povodňového nebezpečí a map povodňových rizik. Vedle schopnosti postihnout hodnocením co největší část území státu, kde mohou existovat povodňová rizika, je tedy podstatným požadavkem na použitou metodiku i nabídnout co nejobjektivnější kritéria pro stanovení významnosti rizik při potřebě porovnat i oblasti s velmi rozdílnými podmínkami fyzicko­‑geografickými, s rozdílným využitím území a s výraznými rozdíly v míře ohrožení povodňovým nebezpečím.

Z uvedeného vyplývá, že základní otázkou pro nastartování procesu předběžného vyhodnocení povodňových rizik bylo exaktní vymezení obsahu sousloví „významné povodňové riziko“. Směrnice 2007/60/ES vyžaduje, aby tento proces byl založen na dostupných nebo snadno odvoditelných informacích a aby byl opakovatelný v šestiletých plánovacích cyklech. Současně ponechává definici „významnosti“ na každém z členských států EU.

K předběžnému vyhodnocení povodňových rizik v České republice byly použity zásadně standardně zpracovávané databáze poskytující podklady zejména o lokalizaci a prostorovém vymezení dále uvedených prvků a způsobů využití území, popř. informace vhodné pro posouzení nebo vyhodnocení následků, ke kterým by mohlo docházet při zasažení příslušných objektů povodněmi.

Předběžné vyhodnocení povodňových rizik bylo založeno na využití dvou základních hledisek, podle kterých lze dopad povodňového nebezpečí kvantifikovat [1]. Základními hledisky pro výběr oblastí s významným povodňovým rizikem byly zvoleny:

  • počet obyvatel pravděpodobně dotčených povodňovým nebezpečím v záplavových územích podle všech dostupných scénářů nebezpečí (zejména Q5, Q20, Q100), v průměru za rok;
  • hodnota majetku v užívání více jak rok (fixní aktiva) na zastavěných plochách a příslušejícího do silniční dopravní infrastruktury pravděpodobně dotčeného povodňovým nebezpečím v záplavových územích podle všech dostupných scénářů nebezpečí (zejména Q5, Q20, Q100), v průměru za rok.

Dále byla zvolena pomocná hlediska, která sloužila k upřesnění rozsahu oblastí s významným povodňovým rizikem po jejich vymezení podle základních hledisek při nastavení kritérií. Jednalo se o následující údaje:

  • povodňové ohrožení objektů, ve kterých se nakládá s nebezpečnými látkami, a mají proto potenciál způsobit havarijní znečištění vody nebo životního prostředí při zasažení povodní s dobou opakování 100 let;
  • povodňové ohrožení kulturních a historických památek při povodni s dobou opakování 100 let.

K vlastnímu vymezení oblastí s významným povodňovým rizikem bylo na základě testovacích analýz doporučeno použít pro základní hlediska splnění alespoň jedno z uvedených kritérií:

  • počet obyvatel dotčených povodňovým nebezpečím ≥ 25 obyv./rok,
  • hodnota dotčených fixních aktiv povodňovým nebezpečím ≥ 70 mil. Kč/rok.

Přičemž do výběru byla zahrnuta všechna území měst a obcí, ve kterých byla naplněna alespoň jedna z podmínek kombinovaného kritéria. Za primární oblast s významným povodňovým rizikem je považováno území charakterizované úsekem hlavního vodního toku vymezený územím obce, kde bylo naplněno a překročeno uvedené kritérium. V případě, že vybrané základní územní jednotky spolu nesousedí, byly spojeny vymezené úseky do jednoho souvislejšího úseku vodního toku buď na základě vyhodnocení pomocných hledisek, nebo s ohledem na praktickou řešitelnost hydrologických souvislostí.

Výsledky předběžného vyhodnocení povodňových rizik

Výsledkem analýz je vymezení úseků vodních toků a také seznam obcí, u kterých jsou povodňová rizika předběžně vyhodnocena jako významná a pro které byly následně zpracovávány mapy povodňového nebezpečí a povodňových rizik v rámci šestiletého cyklu příprav plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik.

V době zpracování úlohy předběžného vyhodnocení povodňových rizik byly dostupné údaje vymezených záplavových území pro 10 890 km vodních toků, což představuje cca 67 % tzv. významných vodních toků (podle vyhlášky č. 178/2012 Sb.). Hlavním výstupem je přehledná mapa dílčích povodí v České republice s vyznačenými úseky vodních toků, které charakterizují oblasti s významným povodňovým rizikem (obr. 1). Celková délka úseků významných vodních toků v oblastech, kde bylo vyhodnoceno povodňové riziko jako významné, činí 2 965 km.

Mapování povodňových rizik v České republice

Směrnice 2007/60/ES ukládá členským státům pevnými časovými termíny povinnost postupně na jejich území vyhodnotit povodňové nebezpečí/riziko a tato vyhodnocení zpracovat do formy příslušného mapového vyjádření. Pro tyto účely byla v České republice připravena Metodika tvorby map povodňového nebezpečí a povodňových rizik [2], jejímž cílem je nejen plnění požadavků směrnice 2007/60/ES, ale také poskytnutí kvalitních podkladů pro kvalifikované rozhodování o využití území v rámci územního plánování i o potřebách a rozsahu opatření proti vzniku povodňových škod.

Podle zákona o vodách (150/2010 Sb., § 64a) vymezují mapy povodňového nebezpečí území, která by mohla být zaplavena podle různých povodňových scénářů. Na mapách povodňových rizik se pak vyznačí potenciální nepříznivé následky povodní podle těchto scénářů.

Hodnocení povodňového ohrožení a povodňového rizika záplavových území je prováděno pomocí tzv. metody matice rizika. Tato metoda je jedním z nejjednodušších postupů pro hodnocení potenciálního ohrožení a rizika v záplavových územích. Metoda nevyžaduje kvantitativní odhad škody způsobené vybřežením vody z koryta, ale vyjadřuje povodňové riziko pomocí zvolených kategorií.

Postup metody spočívá v následujících krocích:

  • kvantifikace povodňového nebezpečí – výpočet intenzity povodně na základě hloubek a rychlostí,
  • stanovení povodňového ohrožení pomocí matice rizika,
  • určení ploch s nepřijatelným rizikem.

Mapy povodňového nebezpečí

Tyto mapy zobrazují tři základní charakteristiky povodně, a to její rozsah (rozliv), hloubky zaplavení a rychlosti proudění (obr. 2a–2c) pro zvolené povodňové scénáře (standardně pro doby opakování 5, 20, 100 a 500 let). Scénář nebezpečí schematicky nebo modelově ilustruje potenciální rozsah události mající za následek škody.

Stepankova-2a
Obr. 2a. Mapa rozsahu povodně s dobou opakování 5, 20, 100 a 500 let (Q5, Q20, Q100, Q500)
Fig. 2a. Flood extent map for return period 5, 20, 100 a 500 years (Q5, Q20, Q100, Q500)
Stepankova-2b
Obr. 2b. Mapa hloubek a bodových rychlostí (výstup 1D modelu) při scénáři s dobou opakování 100 let (Q100)
Fig. 2b. Water depth and flow velocity map (1D model output) for flood with return period 100 years (Q100)
Stepankova-2c
Obr. 2c. Mapa rychlostí pro povodňový scénář s dobou opakování 100 let (Q100) – výstup z 2D hydraulického modelu
Fig. 2c. Flow velocity map for flood with return period 100 years (Q100) – output of 2D model

Mapa povodňového ohrožení

Povodňové ohrožení je vyjádřeno jako kombinace pravděpodobnosti výskytu nežádoucího jevu (povodně) a nebezpečí. Stanovuje se ve čtyřech kategoriích plošně pro celé zaplavované území bez ohledu na to, jaká aktivita se v něm nachází (obr. 3). Pro každou z těchto kategorií existují doporučená pravidla, jak území využívat (tabulka 1). Členění území podle míry povodňového ohrožení umožňuje posoudit vhodnost stávajícího nebo budoucího funkčního využití ploch a doporučit omezení případných aktivit na plochách v zaplavovaném území s vyšší mírou povodňového ohrožení.

Tato mapa je důležitým podkladem pro proces územního plánování. Návrhy na využití ploch v souladu s doporučeními v tabulce 1 minimalizují případné povodňové škody v budoucnu.

Mapa povodňového rizika

Rozdíl mezi povodňovým ohrožením a povodňovým rizikem spočívá v tom, že ohrožení není vázáno na konkrétní objekty (aktivity) v zaplavovaném území. Každý objekt (aktivita) v zaplavovaném území je do určité míry zranitelný/odolný vůči projevům povodňového nebezpečí. Jinou míru zranitelnosti bude mít železobetonová stavba a jinou stavba s dřevěnou konstrukcí. V okamžiku, kdy ohrožení vztáhneme ke konkrétnímu objektu v zaplavovaném území s definovanou zranitelností, hovoříme o možném povodňovém riziku.

Mapa povodňového rizika vzniká kombinací informací o povodňovém ohrožení a zranitelnosti objektů (ploch využití území). Využití území se stanovuje především na základě územního plánu, popř. pomocí dalších podkladů, jako je geodatabáze ZABAGED, ortofoto mapy či terénní průzkum.

Pro potřeby sestavení mapy povodňového rizika je využití území rozděleno do osmi kategorií: bydlení, smíšené plochy (bydlení + občanská vybavenost + drobná výroba), občanská vybavenost, technická vybavenost, doprava, výroba a skladování, rekreace a sport, zeleň.

Stepankova-3
Obr. 3. Mapa povodňového ohrožení
Fig. 3. Map of flood threat

Toto rozdělení odpovídá vymezení ploch s rozdílným způsobem využití podle § 4 až § 19 vyhlášky č. 501/2006 Sb., o obecných požadavcích na využívání území. Podobně jako v územním plánu jsou plochy, které vyjadřují kategorie zranitelnosti území, řešeny ve třech časových aspektech (ne nutně jsou u všech ploch využity všechny aspekty). Tyto odpovídají současnému stavu, návrhovým plochám a plochám výhledovým. Plochy využití území jsou vymezeny na základě územních plánů, které vycházejí z katastrálních map.

Povodňové riziko se stanovuje průnikem informací o povodňovém ohrožení a zranitelnosti území. Pro jednotlivé kategorie zranitelnosti území je stanovena míra přijatelného ohrožení (tabulka 2). Mapy povodňového rizika pak zobrazují plochy jednotlivých kategorií využití území, u kterých je překročena míra tohoto přijatelného ohrožení (obr. 4). Uvnitř každé takové plochy jsou vyznačeny dosažené hodnoty nepřijatelného ohrožení. Takto identifikovaná území představují exponované plochy při povodňovém nebezpečí odpovídající jejich vysoké zranitelnosti. U těchto ploch je nutné další podrobnější posouzení jejich rizikovosti z hlediska zvládání rizika (snížení rizika na přijatelnou míru).

Tabulka 1. Kategorie ohrožení a doporučená pravidla pro využití území do nich spadající
Table 1. Categories of flood threat and recommendation of land­‑use
Stepankova-tabulka1

V některých kategoriích zranitelnosti jsou definovány tzv. citlivé objekty, kterým je třeba v rámci posuzování míry přijatelného rizika věnovat zvýšenou pozornost. Patří sem např. objekty se zvýšenou koncentrací obyvatel se specifickými potřebami při evakuaci, objekty infrastruktury zajišťující základní funkce území, objekty Integrovaného záchranného systému, objekty nemovitých kulturních památek a zdroje znečištění (obr. 4).

Všechny uvedené výstupy jsou zpřístupněny veřejnosti od prosince 2013 prostřednictvím webového mapového portálu tzv. Centrálního datového skladu http://cds.chmi.cz, popř. http://floodmaps.chmi.cz.

Stepankova-4
Obr. 4. Mapa povodňového rizika
Fig. 4. Flood risk map

Plány pro zvládání povodňových rizik

Plánování v oblasti vod je zajišťováno prostřednictvím plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik. Tyto koncepční dokumenty jsou podkladem pro výkon veřejné správy, zejména pro územní plánování a vodoprávní řízení. Plány pro zvládání povodňových rizik povodí jsou pořizovány ve dvou úrovních (obr. 5): pro mezinárodní oblasti povodí a pro části mezinárodních oblastí povodí na území České republiky (plány pro zvládání povodňových rizik [3]). Vzhledem k tomu, že Česká republika geograficky náleží ke třem mezinárodním oblastem povodí (Labe, Odra, Dunaj), jsou mezinárodní plány pro zvládání povodňových rizik připravovány v rámci jednotlivých mezinárodních komisí (Mezinárodní komise pro ochranu Labe, Mezinárodní komise pro ochranu Odry před znečištěním a Mezinárodní komise pro ochranu Dunaje).

Podkladem pro zpracování plánů pro zvládání povodňových rizik jsou na úrovni plánu dílčího povodí tzv. dokumentace oblasti s významným povodňovým rizikem. Dokumentace zahrnují jednu nebo více oblastí s významným povodňovým rizikem. Jednotlivé dokumentace jsou vždy součástí příslušného plánu dílčího povodí, ke kterému hydrologicky náleží. Dokumentace obsahují popis oblasti, její charakteristiky a zejména listy jednotlivých opatření s jejich podrobným popisem.

Tabulka 2. Přijatelné ohrožení pro jednotlivé kategorie zranitelnosti území
Table 2. Acceptable threat for categories of land vulnerability
Stepankova-tabulka2

Nejdůležitější částí plánu pro zvládání povodňových rizik jsou kapitoly, které vytyčují cíle a popisují souhrny opatření. Cíle stanovené v rámci plánů pro zvládání povodňových rizik vycházejí ze základního požadavku směrnice 2007/60/ES – snížit riziko povodní a zvýšit odolnost proti jejich negativním účinkům na lidské zdraví, životní prostředí, kulturní dědictví, hospodářskou činnost a infrastrukturu. Cíle zároveň respektují a navazují na cíle ochrany před povodněmi uvedené v předchozích koncepčních dokumentech. V souladu se současným pohledem na ochranu před povodněmi, který je též i základním principem směrnice 2007/60/ES, jsou povodně považovány za přírodní jev, kterému nelze zcela zabránit. Plány pro zvládání povodňových rizik jsou proto zaměřeny do oblasti zvládání povodňových rizik – konkrétně se jedná o 3 základní cíle:

  • zabránění vzniku nového rizika a snížení rozsahu ploch v nepřijatelném riziku,
  • snížení míry povodňového nebezpečí,
  • zvýšení odolnosti obyvatel, objektů, infrastruktury obcí a ekonomických aktivit vůči negativním účinkům povodní.

Plány pro zvládání povodňových rizik obsahují dva základní typy opatření – obecná a konkrétní. Obecná opatření slouží především k prevenci rizik a zlepšení připravenosti zvládání povodní (např. vytvoření nebo aktualizace povodňových plánů územních celků, využití výstupů povodňového mapování v územním plánování, zřízení a modernizace srážkoměrných a vodoměrných stanic, lokální výstražné systémy apod.). Obecná opatření jsou uplatňována ve všech obcích ležících v oblastech s významným povodňovým rizikem, tj. v 705 obcích (jedna „obec“ od 1. 1. 2016 přestala existovat, oblast s významným povodňovým rizikem Klabava zasahovala i na území zrušeného vojenského újezdu Brdy) v povodí Labe, 216 obcích v povodí Dunaje a 69 obcích v povodí Odry.

Konkrétní opatření, kterých je celkem navrženo 52 v povodí Labe, 28 v povodí Odry a 55 v povodí Dunaje, zahrnují nejčastěji výstavbu ochranných hrází včetně mobilních prvků, suchých nádrží a přírodě blízkých protipovodňových opatření.

Návrhy plánů pro zvládání povodňových rizik byly v souladu s národní a evropskou legislativou připraveny ke konci roku 2014 a zveřejněny k připomínkám odborné i laické veřejnosti. Zároveň probíhalo období pro uplatnění připomínek v rámci procesu vydání plánů pro zvládání povodňových rizik opatřením obecné povahy a procesu posuzování vlivu koncepce na životní prostředí podle zákona č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí. Většina doručených připomínek se týkala konkrétních návrhů opatření (ať již návrhů na doplnění, či naopak o jejich vypuštění z návrhu plánů) a důsledného dodržování legislativy v povodňové ochraně. Všechny tři dokumenty na národní úrovni (Plán pro zvládání povodňových rizik v povodí Labe, Plán pro zvládání povodňových rizik v povodí Dunaje a Plán pro zvládání povodňových rizik v povodí Odry) byly schváleny vládou ČR v prosinci 2015. MŽP plány následně vydalo opatřením obecné povahy. Plány jsou platné do roku 2021, tj. do doby schválení jejich první aktualizace, a široké veřejnosti jsou dostupné na adrese http://www.povis.cz/html/pzpr.htm.

Předávání zpráv Evropské komisi

Evropská komise požaduje po jednotlivých členských státech informace o plnění úkolů vyplývajících ze směrnice 2007/60/ES prostřednictvím zpráv, tzv. reporting. Tento reporting je třeba provést vždy do tří měsíců od termínů plnění jednotlivých úkolů. Za celé plánovací období tak bylo reportováno celkem třikrát, vždy v březnu v letech 2012, 2014 a 2016.

Informace o plnění požadavků jsou poskytovány prostřednictvím datových sad pro každou národní část mezinárodního povodí, tzn. v ČR za povodí Labe, Dunaje a Odry. Rozsah a formáty zasílaných dat jsou pro každou fázi definovány tzv. datovou šablonou. Data jsou zasílána prostřednictvím portálu Eionet (European Environment Information and Observation Network), který má nastavený systém automatických kontrol předávaných dat a za každé povodí je po úspěšném vložení dat generováno potvrzení o provedení reportingu.

V rámci reportingu předběžného vyhodnocení povodňových rizik (v březnu 2012) byly do systému EK vloženy zejména prostorové informace o úsecích vodních toků vymezujících oblasti s významným povodňovým rizikem, informace o metodikách, které sloužily k tomuto vymezení, a dále informace o minulých významných povodních a o jejich následcích na lidské zdraví, kulturní dědictví, ekonomiku a životní prostředí.

Stepankova-5
Obr. 5. Struktura plánovacích dokumentů podle Povodňové směrnice (v závorce počet pořízených dokumentů)
Fig. 5. Structure of planning documents according to Flood Directive (number of provided documents in brackets)

Výsledky mapování povodňového nebezpečí a povodňových rizik (v březnu 2014) byly reportovány pouze pro scénář se středně vysokou pravděpodobností výskytu (tzn. v ČR s dobou opakování 100 let). Pro tento scénář byly Evropské komisi poskytnuty následující informace:

  • orientační počet obyvatel potenciálně zasažených,
  • jaké ekonomické aktivity jsou dotčeny (bydlení, infrastruktura, průmysl, zemědělství, ostatní),
  • počet dotčených zařízení podle IPPC (Integrovaná prevence a omezování znečištění),
  • zda jsou dotčeny chráněné oblasti uvedené v příloze IV odst. 1, bodech I, III a V směrnice 2000/60/ES o vodní politice (území pro odběr vody pro lidskou potřebu, koupací vody a území Natura 2000 a oblasti vymezené pro ochranu stanovišť).

Při reportingu plánů pro zvládání povodňových rizik v březnu 2016 nebyla na rozdíl od obou předchozích fází vyžadována žádná prostorová data. Reportovány byly souhrnné texty (Summary), ve kterých členské země popisovaly postupy a podmínky, za jakých byla navrhována opatření ke zvládání povodňových rizik v oblastech s významným povodňovým rizikem, a sestaveny vlastní plány. Nad rámec povinných reportingů požadovaných směrnicí 2007/60/ES byly ještě v roce 2016 plány pro zvládání povodňových rizik odeslány EK v souvislosti s požadavky evropské dotační politiky.

Závěr

Splnění úkolů uložených směrnicí 2007/60/ES znamenalo iniciaci procesu zavádění principů této směrnice do právního prostředí a institucionálního rámce České republiky. Proces byl připravován již v průběhu roku 2007 v gesci MŽP. Důležitým předpokladem pro plnění úkolů implementace byla včasná příprava metodických postupů. Návrhem objektivního postupu a vymezením oblastí s významným povodňovým rizikem pro podmínky České republiky bylo definováno zadání pro následné práce na tvorbě podkladů pro výsledné vyjádření povodňových rizik. V tomto procesu byly vymezeny oblasti s významným povodňovým rizikem, které zahrnují úseky významných vodních toků v délce téměř 3 tis. km.

Pro ně bylo v roce 2013 dokončeno mapování povodňového nebezpečí a povodňových rizik. Takto rozsáhlý soubor map týkající se povodňové problematiky byl v České republice vytvořen vůbec poprvé. Za nejdůležitější výstupy lze považovat mapy povodňového ohrožení a mapy povodňových rizik. Mapy povodňového ohrožení podávají informaci o celém území dotčeném jednotlivými scénáři povodňového nebezpečí, tedy i mimo urbanizovaná území. Jsou tak vhodným podkladem pro územní plánování, protože umožňují posoudit vhodnost budoucího využití návrhových ploch. Mapy povodňového rizika pak zobrazují ty části území, které jsou vzhledem k jejich vysoké zranitelnosti chápány jako rizikové z hlediska povodní. U těchto ploch je nutné další podrobnější posouzení jejich rizikovosti z hlediska zvládání rizika.

Zmiňované mapy slouží jako podklad pro územní plánování, integrovaný záchranný systém a především na jejich podkladě byly zpracovány dokumentace oblastí s významným povodňovým rizikem a následně připraveny plány pro zvládání povodňových rizik v České republice. Dokumentace oblastí s významným povodňovým rizikem představují koncepci řešení povodňové ochrany v daném území v dlouhodobém horizontu. Plány pro zvládání povodňových rizik, schválené vládou ČR, reprezentují akční dokument obsahující návrhy opatření republikového významu, které by měly být realizovány v následujícím plánovacím období.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Plánování v oblasti vod je soustavná koncepční činnost, kterou podle vodního zákona zajišťuje stát a která implementuje požadavky Rámcové směrnice o vodách. Hlavním cílem politiky této směrnice je dosažení dobrého stavu vod. Následující text si klade za cíl podat stručný souhrn historických souvislostí i současných východisek procesu plánování v oblasti vod.

shutterstock_310136567_upr

Úvod

Dne 22. prosince 2000 nabyla účinnosti Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze dne 23. října 2000, kterou se stanoví rámec pro činnost Evropského společenství v oblasti vodní politiky (dále jen Rámcová směrnice o vodách či RSV). Tato směrnice představuje pravděpodobně nejvýznamnější legislativní nástroj v oblasti vodní politiky a je zároveň jednou z nejsložitějších směrnic vytvořených na úrovni Evropské unie (dále jen EU). Přijetí směrnice představovalo významný nový impuls i pro vodohospodářské plánování, které má na území České republiky dlouhou tradici. V souvislosti s přípravou nové české vodohospodářské legislativy, která reagovala na požadavek transpozice této směrnice do českého právního řádu, byl v zákoně č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) zapracován zcela nový systém vodohospodářského plánování a pro tento systém bylo zavedeno nové označení Plánování v oblasti vod.

Plánování v oblasti vod

Plánování v oblasti vod je soustavná koncepční činnost, kterou podle vodního zákona zajišťuje stát a která implementuje požadavky Rámcové směrnice o vodách. Hlavním cílem politiky této směrnice je dosažení dobrého stavu vod do roku 2015 s možností prodloužení této lhůty na maximálně dvě následující aktualizace plánů, které probíhají v šestiletých obdobích (dobrého stavu je tedy nutno dosáhnout do roku 2027, s výjimkou případů, kdy přírodní podmínky jsou takové, že stanovených cílů nemůže být v těchto obdobích dosaženo). Hlavní nástroj k dosažení těchto cílů představují plány povodí a plány pro zvládání povodňových rizik, resp. jimi stanovený program opatření. Tyto plány jsou významným podkladem pro výkon veřejné správy, zejména pak pro územní plánování a vodoprávní řízení. Působnost ústředního vodoprávního úřadu ve věci sestavování plánů vykonává, podle vodního zákona, Ministerstvo zemědělství a Ministerstvo životního prostředí.

Proces plánování se neobejde bez účinné koordinace širokého spektra zúčastněných subjektů. Za tímto účelem Ministerstvo zemědělství v roce 2003 ustanovilo Komisi pro plánování v oblasti vod a fakticky tím odstartoval proces plánování v České republice.

Za účelem zajištění koordinovaného přístupu při provádění Rámcové směrnice o vodách na úrovni Evropské unie byla uzavřena vzájemná dohoda členských států, Evropské komise a Norska na společné implementační strategii (Common Implementation Strategy, dále jen CIS) pro tuto směrnici, a to již v květnu 2001, tj. jen pět měsíců po vstupu směrnice v platnost. Dalším z důvodů pro ustavení CIS byl mimo jiné i fakt, že řada povodí významných evropských řek pokrývá území hned několika států (např. povodí řeky Dunaje zahrnuje území 14 států) a přes rozdílné administrativní a územní členění je přínosný společný a koordinovaný přístup k ochraně vod, což přispívá k efektivnímu a úspěšnému provádění této směrnice. Především z těchto důvodu bylo do společného procesu zavádění RSV zapojeno kromě členských států EU, kandidátských zemí a zemí EHP i řada nevládních organizací a dalších zúčastněných subjektů.

V rámci organizační struktury CIS byly ustaveny pracovní skupiny, které se zabývají konkrétními dílčími tématy, kdy řídícím orgánem v rámci CIS jsou „vodní ředitelé“, kteří na svých zasedáních schvalují výstupy (např. směrné dokumenty EK (Guidance documents) apod.) z těchto pracovních skupin. Koordinační roli ve struktuře CIS zajišťuje Strategická koordinační skupina (SCG), která koordinuje činnosti pracovních skupin a je podřízená grémiu „vodních ředitelů“ EU. S ohledem na sdílenou kompetenci ve vodním hospodářství mezi rezorty Ministerstva životního prostředí a Ministerstva zemědělství zastupují ČR dva „vodní ředitelé“, jakožto zástupci obou rezortů.

Po zavedení Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik (dále jen Povodňová směrnice) byla do činností CIS zahrnuta také koordinace povodňové ochrany na úrovni EU.

V současné době, podle schváleného plánu prací na období 2016–2018, struktura CIS zahrnuje pět tematických skupin věnujících se problematice ekologického stavu – pracovní skupina ECOSTAT, chemickým látkám ve vodním prostředí – pracovní skupina Chemicals, podzemním vodám – pracovní skupina Groundwater, povodňové ochraně – pracovní skupina Floods a oblasti správy dat a reportingu – pracovní skupina Data and Information Sharing. Hlavním výstupem činnosti pracovních skupin CIS bylo do současnosti vytvoření více než třiceti směrných dokumentů a řady technických dokumentů, které slouží jako podpůrný metodický přístup, který je však v řadě oblastí potřeba přizpůsobit specifickým podmínkám členských států EU. V neposlední řadě činnosti pracovních skupin přispívají k vzájemné výměně zkušeností z národních úrovní, která přispívá k lepší koordinaci provádění Rámcové směrnice o vodách a Povodňové směrnice.

První etapa procesu plánování v oblasti vod

První etapa procesu plánování v oblasti vod probíhala do roku 2015. V letech 2004 až 2007 byl zpracován koncepční dokument Plán hlavních povodí České republiky (dále jen PHP). Tento dokument stanovoval dlouhodobou koncepci oblasti vod, integroval záměry a cíle rezortních politik ústředních vodoprávních úřadů, zejména pak Koncepce vodohospodářské politiky Ministerstva zemědělství pro období po vstupu do Evropské unie na léta 2004–2010 a Státní politiky životního prostředí 2004–2010, a stal se základním podkladem pro zpracování plánů oblastí povodí. PHP byl schválen usnesením vlády České republiky ze dne 23. května 2007 č. 562. Závazná část PHP byla vyhlášena nařízením vlády č. 262/2007 Sb.

V návaznosti na PHP bylo následně zpracováno osm plánů oblastí povodí, které byly schváleny do 22. prosince 2009 jednotlivými kraji podle jejich územní působnosti. V plánech oblastí povodí jsou uvedena všechna opatření, jež se měla v příslušných povodích přijmout k dosažení dobrého stavu všech vodních útvarů do roku 2015 ve smyslu cílů dobrého ekologického a chemického stavu útvarů povrchových vod a dobrého kvantitativního a chemického stavu útvarů podzemních vod. Vodní zákon stanovil pro 1. cyklus plánů, nad rámec požadavků vyplývajících z Rámcové směrnice o vodách, rovněž cíle v ochraně před povodněmi a dalšími škodlivými účinky vod a cíle pro udržitelné užívání vodních zdrojů zejména pro účely zásobování pitnou vodou. Realizace programů opatření přijatých plány oblastí povodí probíhala od roku 2010 do konce roku 2012.

Součástí požadavků Rámcové směrnice o vodě, které jsou na jednotlivé členské státy kladeny, je také předávání povinných zpráv Evropské komisi, tzv. reporting. Tyto zprávy jsou následně komisí vyhodnocovány a souhrnně zpracovány do tzv. implementačních zpráv, ve kterých lze nalézt souhrnné informace o pokroku v jednotlivých členských státech, ale také cíleně adresovaná doporučení jednotlivým zemím ke zlepšení provádění identifikovaných požadavků. O přijetí plánů povodí byla tedy v souladu s těmito požadavky v roce 2010 podána zpráva Evropské komisi. V souladu s článkem 15 odst. 3) Rámcové směrnice o vodách byla na konci roku 2012 následně podána Evropské komisi také zpráva o pokroku dosaženém při provádění programu opatření.

Jelikož je ČR řadu let také smluvní stranou řady mezinárodních smluv v oblasti vodního hospodářství, ať už na úrovni hraničních vod se sousedními státy ČR, nebo ucelených mezinárodních povodí je nezbytné zajišťovat i koordinaci zavádění požadavků výše uvedených směrnic i v mezinárodním kontextu.

V rámci mezinárodních povodí řek Labe, Odry a Dunaje, do kterých území ČR náleží, byly v průběhu 90. let 20. století postupně ustaveny mezinárodní komise – Mezinárodní komise pro ochranu Labe (MKOL), Mezinárodní komise pro ochranu Odry před znečištěním (MKOOpZ) a Mezinárodní komise pro ochranu Dunaje (MKOD), které se od svého vzniku zaměřují na koordinovanou ochranu vod v měřítku mezinárodních povodí. Po nabytí účinnosti Rámcové směrnice o vodách se naplňování požadavků této směrnice stalo postupně jedním z nosných témat. Vyvrcholení společně koordinované činnosti procesu plánování v oblasti vod představovalo v roce 2009 schválení mezinárodních plánů povodí pro ucelená povodí řek Labe, Odry a Dunaje, včetně určení společných nadregionálních cílů v ochraně vod. Na pořízení těchto mezinárodních plánů povodí se podílela řada národních expertů jednotlivých smluvních stran.

Obecně lze v tomto kontextu konstatovat, že se nepodařilo v období do konce roku 2012 realizovat všechna plány navržená opatření. Hlavní překážky v realizaci či implementaci opatření spočívaly nejčastěji v obtížném a časově náročném vypořádání komplikovaných majetkoprávních vztahů. Další významnou překážkou bylo rovněž nedostatečné rozpracování a projektová připravenost jednotlivých akcí. Tento fakt byl významně spojen se skutečností, že drobné vodní toky (na kterých byla v této oblasti povodí převážná část opatření k zajištění odpovídajících hydromorfologických podmínek) přešly z gesce zrušené Zemědělské vodohospodářské správy, která byla do té doby správcem drobných vodních toků, na státní podniky Povodí, přičemž mnoho projektů nebylo do doby transformace zásadně projektově rozpracováno.

Druhá etapa procesu plánování v oblasti vod

V reakci na připomínky Evropské komise (tzv. infringement) k neúplně provedené transpozici Rámcové směrnice o vodách došlo v roce 2010 k novelizaci vodního zákona zákonem č. 150/2010 Sb., který rovněž obsahoval transpozici směrnic 2006/118/ES o ochraně podzemních vod před znečištěním a zhoršováním stavu a směrnice 2008/105/ES o normách environmentální kvality v oblasti vodní politiky. Pro druhou etapu procesu tak byla stanovena nová struktura zpracování aktualizace plánů povodí. Plány povodí se ve druhé etapě pořizovaly ve třech úrovních:

  • pro mezinárodní oblasti povodí (dále jen mezinárodní plány povodí),
  • pro části mezinárodních oblastí povodí na území České republiky (dále jen národní plány povodí),
  • pro dílčí povodí.

V geografických a hydrografických podmínkách ČR jsou pořizovány tři národní plány povodí (dále jen NPP) a deset plánů dílčích povodí (dále jen PDP).

Další významnou součástí plánování v oblasti vod jsou od roku 2010 i náležitosti implementace Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik. Účelem této směrnice je stanovit rámec pro vyhodnocování a zvládání povodňových rizik s cílem snížit nepříznivé účinky na lidské zdraví, životní prostředí, kulturní dědictví a hospodářskou činnost, které souvisejí s povodněmi. Podle požadavků této směrnice jsou pořizovány Plány pro zvládání povodňových rizik (dále jen PpZPR).

Významné věcné vstupy pro přípravu druhého plánovacího období představovaly i tzv. implementační zprávy Evropské komise. V souladu s článkem 18 Rámcové směrnice o vodě bylo povinností Evropské komise zveřejnit zprávu Evropskému parlamentu a Radě o provádění této směrnice, a to nejpozději do 22. prosince 2012 (v pořadí šlo celkem již o třetí implementační zprávu). Tato zpráva zahrnovala mj. přezkoumání pokroku při implementaci směrnice a hodnocení plánů povodí předložených v souladu s článkem 15 včetně doporučení pro zlepšení budoucích plánů.

Tato zpráva byla přijata dne 14. listopadu 2012 a skládala se ze samotné Zprávy komise Evropskému parlamentu a Radě o provádění Rámcové směrnice o vodě – plány povodí COM (2012) 670, dále z pracovního dokumentu komise (tzv. European Overview) a z posouzení plánů povodí specifického pro jednotlivé země.

V kontextu této zprávy a navazujících aktivit Evropské komise ke zvýšení kvality návrhu plánů povodí pro druhý plánovací cyklus se dne 29. ledna 2014 uskutečnilo bilaterální jednání zástupců ČR a Evropské komise v Bruselu. Výsledkem tohoto jednání bylo vymezení problémových aspektů vyplývajících z prvního plánovacího cyklu a stanovení konkrétních kroků (tzv. actions) k jejich nápravě.

Prozatím poslední implementační zpráva Evropské komise (v pořadí čtvrtá), přijatá dne 9. března 2015, zahrnovala posouzení pokroku při provádění programů opatření navržených členskými státy v plánech povodí pro první plánovací cyklus. Průběžná zpráva byla založena na analýze zpráv předložených členskými státy v souladu s článkem 15.3 a obsahovala také návrhy na zlepšení programů opatření, která měla být zařazena do aktualizace plánů povodí pro druhý plánovací cyklus.

Pro zajištění koordinace přípravy jednotlivých národních plánů povodí, dílčích plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik byla, obdobně jako pro přípravu plánů povodí pro první plánovací období, Ministerstvem zemědělství a Ministerstvem životního prostředí zřízena Komise pro plánování v oblasti vod. Členy této skupiny byli zástupci ústředních správních úřadů, do jejichž působnosti spadají jednotlivé oblasti mající vztah k plánování v oblasti vod, krajských úřadů, Asociace krajů ČR, správců povodí, Lesy ČR, státních podniků, významných vodohospodářských institucí, Agentury ochrany přírody a krajiny, České inspekce životního prostředí, významných uživatelů vod i nevládních organizací. Do Komise pro plánování v oblasti vod byla začleněna i pracovní skupina pro implementaci Povodňové směrnice, která byla založena Ministerstvem životního prostředí v roce 2008. Koordinace na mezinárodní úrovni je zajištěna zapojením ČR v rámci činnosti mezinárodních komisí v jednotlivých mezinárodních povodích.

Práce na aktualizaci plánů povodí pro druhý plánovací cyklus probíhaly v období 2011–2015. V rámci přípravných prací byly přezkoumány a aktualizovány cíle a programy opatření k jejich naplnění. Na základě nové typologie povrchových vod došlo rovněž k významnému převymezení útvarů povrchových vod, dále byly změněny hodnoty (a v některých případech i ukazatele) velmi dobrého, dobrého a středního stavu všeobecných fyzikálně­‑chemických složek ekologického stavu/potenciálu a změnil se i rozsah a kvalita monitorovaných dat. Počet sledovaných měrných profilů a vodních útvarů se zvětšil a významně narostl rozsah sledování biologických složek. Proto bylo možno ve druhém plánovacím období na základě dat z monitoringu hodnotit i ty vodní útvary, jejichž stav musel být v prvním plánovacím období hodnocen jinými postupy, nebo na základě expertního odhadu.

Od doby vypracování plánů povodí pro první plánovací cyklus v roce 2009 došlo v různých kategoriích povrchových vod téměř pro všechny složky biologické kvality k metodickým úpravám postupů hodnocení. Změn doznal i postup identifikace silně ovlivněných vodních útvarů (hlavně tekoucích vod) a metody hodnocení ekologického potenciálu.

V případě chemického stavu útvarů povrchových vod došlo na evropské úrovni ke změnám limitů dobrého stavu pro část ukazatelů, popř. ke změně matrice. Pro účely hodnocení chemického stavu útvarů podzemních vod vzrostl počet hodnocených ukazatelů a oproti prvnímu plánovacímu období byly více zohledněny další receptory, s čímž souvisí zpřísnění limitů dobrého stavu. Stejně jako u povrchových vod byl významně zlepšen monitoring, a to jak z hlediska zvýšení počtu monitorovacích míst, tak z hlediska sledování dalších ukazatelů.

Příprava aktualizace plánů povodí formálně vyvrcholila schválením NPP vládou České republiky dne 21. prosince 2015. V souladu s vodním zákonem byly NPP následně vydány Ministerstvem zemědělství jako opatření obecné povahy, které nabylo účinnosti 28. ledna 2016.

PpZPR byly schváleny vládou České republiky dne 21. prosince 2015. V souladu s vodním zákonem byly PpZPR následně vydány Ministerstvem životního prostředí jako opatření obecné povahy, které vstoupilo v platnost 19. ledna 2016. Jednotlivé PDP byly postupně schváleny v první polovině roku 2016 jednotlivými kraji podle jejich územní působnosti. NPP, PpZPR i PDP procházely rovněž společným posouzením vlivu koncepce na životní prostředí (SEA) v souladu se zákonem č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí, ve znění pozdějších předpisů.

Dnem schválení plánů pro druhou etapu procesu plánování v oblasti vod započala realizace programu opatření, které tyto plány přijaly. Realizaci opatření je nutno uskutečnit do 3 let od schválení plánů, tj. do 22. prosince 2018. O přijetí plánů povodí byla v roce 2016 podána zpráva Evropské komisi v souladu s článkem 15 směrnice.

V mezinárodním kontextu byly i ve druhém plánovacím období vzájemně koordinovány kroky k provádění požadavků Rámcové směrnice o vodách v ucelených povodích řek Labe, Odry a Dunaje. I na úrovni mezinárodních komisí MKOL, MKOOpZ a MKOD bylo zohledněno nabytí účinnosti Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik, kdy v rámci přípravných prací procesu plánování v oblasti vod byly zahájeny koordinované práce na zpracování mezinárodních plánů pro zvládání povodňových rizik. Koordinace činností v přípravě tohoto plánovacího období v mezinárodních povodích byly úspěšně zakončeny schválením aktualizovaných mezinárodních plánů povodí a prvních mezinárodních plánů pro zvládání povodňových rizik. Jednotlivé mezinárodní komise a jejich pracovní a expertní skupiny představují rovněž vhodnou platformu pro sdílení zkušeností národních expertů a vytváření koordinovaného přístupů při naplňování požadavků Rámcové směrnice o vodách a Povodňové směrnice v ucelených povodích.

Další kroky v procesu plánování v oblasti vod

I přes fakt, že Rámcová směrnice o vodách je v platnosti již více než patnáct let a členské státy vynakládají značné úsilí pro naplňování jejich cílů, zůstává i pro třetí plánovací období celá řada zásadních výzev.

Společný úkol pro Ministerstvo zemědělství, Ministerstvo životního prostředí, správce povodí a krajské úřady představuje v nadcházejícím období zajišťování implementace programu opatření navrženého v druhém plánovacím období a zároveň i příprava aktualizace plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik na období 2022–2027. Uvedené plány musí být připraveny a schváleny vládou ČR do 22. prosince 2021. S ohledem na skutečnost, že platné znění Rámcové směrnice o vodách neumožňuje nyní prodlužování lhůt pro dosažení dobrého stavu za rok 2027, jedná se tak de facto o poslední aktualizaci plánů. Je proto nutné věnovat přípravě plánů mimořádnou pozornost a společným úsilím všech zainteresovaných stran zajistit všechny činnosti vedoucí ke zlepšení stavu vod do roku 2027.

V tomto kontextu je vhodné závěrem zmínit i aktivitu EK v podobě připravovaného přezkoumání Rámcové směrnice o vodách, vyplývající z článku 19 odst. 2 této směrnice. Výstupem tohoto přezkoumání by měl být návrh změn, které budou dále určovat rámcové směřování ochrany vod a vodní politiky na úrovni EU po roce 2027.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Jaký význam přikládá Ministerstvo životního prostředí procesu plánování v oblasti vod a co Česká republika zpracováním plánů získá?

Dovolím si na Vaší úvodní otázku reagovat nejprve od jejího konce. Zpracováním plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik na období 2016–2021 získává Česká republika dva zcela zásadní strategické dokumenty v oblasti ochrany vod a ochrany před povodněmi, které pro dané období definují cíle směřující ke zlepšení stavu vodních útvarů povrchových a podzemních vod i ke snížení povodňového rizika a zvýšení povodňové připravenosti. Je potřeba zmínit, že tyto strategické dokumenty respektují hranice hydrologických povodí, tudíž byly ve výsledku zpracovány plány povodí a plány pro zvládání povodňových rizik samostatně pro národní části mezinárodního povodí Labe, Odry a Dunaje, tedy ve výsledku se, na národní úrovni, jedná o šest samostatných koncepcí.

Rozhovor-1

Na tomto místě musím připomenout, že Česká republika má v této oblasti opravdu na co navazovat a z čeho vycházet, neboť vodohospodářské plánování, stejně jako obecně celý sektor vodního hospodářství, má u nás dlouholetou tradici.

Zde je vhodné udělat také krátkou odbočku do méně vzdálené minulosti. V roce 2000 byla na úrovni Evropského společenství přijata tzv. Rámcová směrnice o vodách (č. 2000/60/ES), která stanovila rámec vodní politiky pro všechny členské státy. Hlavním cílem směrnice je dosáhnout tzv. dobrého stavu vod do roku 2015. Vstupem České republiky do Evropské unie v roce 2004 tak vyvstaly i nové povinnosti v oblasti vodního hospodářství související s naplňováním požadavků Rámcové směrnice o vodách. Mezi těmito povinnostmi byly i zcela nové požadavky na podobu vodohospodářského plánování, které nově nesou název Plánování v oblasti vod. Přípravné práce pro zpracování plánů povodí byly, v souladu s požadavky této směrnice, dokončeny v roce 2009 schválením tzv. prvních plánů povodí na období let 2009–2015. Plány povodí obsahují řadu opatření nezbytných ke zlepšování stavu vod. V tomto kontextu je nutné zmínit, že ne všechna opatření se, v poměrně krátkém období šestiletého plánovacího období, podařilo plně realizovat. Je to především způsobeno časovými požadavky na nezbytnou projektovou přípravu, dobu samotné realizační fáze navrženého opatření a v mnoha případech značnou složitostí ve vypořádání majetkoprávních vztahů.

S přijetím tzv. Povodňové směrnice (č. 2007/60/ES) v roce 2007 bylo nezbytné reagovat i na další nové výzvy a povinnosti vyplývající z této směrnice. Kromě souvisejících legislativních změn bylo nezbytné zpracovat národní koncepce v podobě výše zmiňovaných plánů pro zvládání povodňových rizik. Tyto plány byly schváleny vládou ČR v prosinci roku 2015, stejně jako aktualizované plány povodí. Jádrem plánů pro zvládání povodňových rizik jsou cíle a zejména navržená opatření, která napomáhají ke zlepšení připravenosti zvládání povodňových situací (např. vytvoření nebo aktualizace povodňových plánů územních celků, využití výstupů povodňového mapování v územním plánování, zřízení a modernizace srážkoměrných a vodoměrných stanic, lokální výstražné systémy apod.) a také konkrétní opatření stavebního charakteru pro ohrožené lokality, tzv. oblasti s významným povodňovým rizikem.

Nelze zapomenout také na důležitou fázi v implementaci Povodňové směrnice, která byla podkladem plánů pro zvládání povodňových rizik, a to na fázi přípravy map povodňového nebezpečí a map povodňových rizik. Vytvoření těchto map pro téměř 3 000 km vodních toků v České republice poskytuje řadu neocenitelných informací jak pro operativní řízení, tak pro koncepční činnost v oblasti povodňové ochrany.

Všechny výše uvedené koncepce jsou zcela základním podkladem nejen pro výkon státní správy, ale i územní plánování a vyplývá z nich řada povinností v podobě realizace navrhovaných opatření k dosahování dobrého stavu vod, snižování povodňových rizik a zlepšení povodňové připravenosti. V tomto ohledu vnímám také velmi významnou vazbu na aktuální Operační program Životní prostředí (OPŽP 2014–2020), kde především v prioritních osách 1 a 4 je alokováno značné množství finančních prostředků, které mohou významnou měrou přispět k podpoře a následné úspěšné realizaci navržených opatření.

Jakou roli hraje rezort životního prostředí v procesu plánování v oblasti vod?

Role Ministerstva životního prostředí v procesu plánování v oblasti vod vychází z nám přidělených kompetencí definovaných ve vodním zákoně. Lze obecně konstatovat, že zásadní roli zastává rezort především v koordinaci celého procesu. Z hlediska kompetenčního rozdělení za jednotlivé typy plánů pak vnímám hlavní úlohu rezortu MŽP v procesu pořizování plánů pro zvládání povodňových rizik, neboť tyto plány vydáváme, podle vodního zákona, opatřením obecné povahy. Neméně významnou roli však vnímám i v našem zapojení při přípravě národních plánů povodí. I v tomto případě zastává náš rezort klíčovou roli jak v samotné koordinaci, tak i při nezbytném posouzení těchto koncepcí procesem SEA.

Nechtěla bych se však držet pouze národní úrovně zpracování plánů. Musím zmínit i význam plánů dílčích povodí a mezinárodních plánů. Plány dílčích povodí, které pořizují krajské úřady a správci povodí, ve spolupráci s rezorty MŽP a Ministerstva zemědělství (MZe), jsou ze své podstaty detailnější a jsou podkladem pro zpracování národních koncepcí. Je zde tedy nezbytná vzájemná obsahová provázanost a vzájemná koordinace jejich zpracování. Obdobně je tomu i ve vazbě na mezinárodní plány povodí a mezinárodní plány pro zvládání povodňových rizik, kde je význam vzájemné mezistátní koordinace opravdu esenciální. Jako příklad mohu uvést Mezinárodní komisi pro ochranu Dunaje, kde je kromě 14 zástupců států v povodí řeky Dunaje zastoupena i Evropská unie.

Mohu s potěšením konstatovat, že i v případě přípravy těchto plánů se podařilo termíny stanovené směrnicemi dodržet a aktualizované mezinárodní plány povodí a první mezinárodní plány pro zvládání povodňových rizik úspěšně schválit. Kromě naplňování cílů daných těmito plány je v nadcházejícím období nezbytné však již intenzivně pracovat na přípravě další aktualizace plánů po příští plánovací období 2022–2027.

Co bude největší výzva při zpracování obou typů plánů na období 2022–2027?

Ačkoliv mají všichni hlavní aktéři procesu plánování v oblasti vod již poměrně dobrou zkušenost ze zpracování plánů povodí i plánů pro zvládání povodňových rizik, zůstává i pro následující období řada výzev a prostoru ke zlepšení. Šestiletý cyklus plánování v oblasti vod je poměrně krátké období, ač se to nemusí na první pohled zdát. V tomto období je nutno zajistit skutečně velmi rozsáhlou řadu úkolů a činností. Na prvním místě bych tedy ráda zmínila potřebu dodržení stanoveného časového harmonogramu celého procesu, což klade zcela mimořádné nároky na aktivní participaci všech zúčastněných stran zapojených do procesu plánování v oblasti vod, kterými jsou především oba rezorty, krajské úřady a správci povodí, další rezortní organizace MŽP a MZe apod. S tím samozřejmě souvisí i odpovídající zajištění personálních a odborných kapacit. Při této příležitosti bych také ráda poděkovala kolegům z ČHMÚ a VÚV, kteří významně přispěli ke zdárnému dokončení celého procesu pořízení plánů pro toto plánovací období, včetně technického zajištění podávání zpráv o přijetí plánů (tzv. reporting) Evropské komisi v loňském roce. Požadavky na reporting plánů byly pro tento cyklus mimořádně obsáhlé a provázely jej i technické problémy na straně příjemce dat. I přes tyto komplikace se však podařilo tento proces zdárně dokončit a Česká republika byla dokonce první zemí EU, která tento úkol splnila.

Pro přípravu příštího plánovacího období je nyní nezbytné, kromě vlastního zhodnocení případných nedostatků v předchozích plánech, počítat i se zpětnou vazbou od Evropské komise v podobě závěrů hodnotící zprávy. Již nyní je zřejmé, že aplikace výjimek z dosahování environmentálních cílů Rámcové směrnice o vodách je po roce 2015 již poměrně striktně omezena a bude nutno i s tímto limitujícím faktorem dále počítat. Ačkoliv i plány pro období 2022–2027 budou zpracovávány podle současného znění národní a evropské legislativy, vidíme jako velmi přínosné aktivně se zapojit do plánované revize Rámcové směrnice o vodách k roku 2019, která by měla stanovit evropský rámec vodní politiky na další období po roce 2027.

Jak hodnotíte spolupráci Ministerstva životního prostředí s ostatními zainteresovanými rezorty a institucemi při zpracovávání plánů?

Tak jako tomu bylo i v předchozím plánovacím období, byla za účelem koordinace ustavena Komise pro plánování v oblasti vod (KPOV), včetně jejího Programového výboru a pracovní skupiny Povodňová směrnice. Roli KPOV vnímám jako zcela zásadní pro zdárnou koordinaci celého procesu plánování v oblasti vod. KPOV jako poradní a koordinační orgán usměrňoval činnosti a přijímal i klíčová rozhodnutí v jednotlivých etapách zpracování plánů. Z tohoto důvodu jsme se již v loňském roce dohodli s kolegy z MZe, aby na činnosti Komise pro plánování v oblasti vod pro přípravu druhého plánovacího období plynule a neprodleně navázala Komise pro plánování v oblasti vod pro přípravu třetího plánovacího období. V tomto ohledu došlo k dílčím změnám v organizační struktuře Komise. Naší snahou bylo rozšířit okruh zapojených institucí a nevládních neziskových organizací, aby měli všichni aktéři dostatečný prostor pro aktivní participaci v průběhu celého procesu a ke vzájemné harmonizaci zájmů jednotlivých subjektů tak, jak k tomu docházelo již od samého počátku zpracování plánů.

Již jste shrnula kroky MŽP vedoucí ke zlepšení ochrany vod a snížení povodňového rizika. Mohla byste krátce uvést aktivity MŽP vedoucí k řešení problematiky sucha, jež bylo v posledních měsících často skloňováno?

Problematika sucha je jednou z hlavních priorit MŽP. Z iniciativy pana ministra Brabce vznikla v roce 2014 Mezirezortní komise SUCHO, která se po dohodě s ministrem Jurečkou spojila s již existující skupinou VODA a vznikla tak Mezirezortní skupina VODA­‑SUCHO. Cílem její činnosti je připravit návrh Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky, kterou má MŽP a MZe předložit členům vlády do konce června 2017. Veškeré činnosti nyní směřují k přípravě tohoto materiálu. Máme za sebou podrobné analytické práce, snažíme se čerpat zkušenosti z již proběhlých epizod sucha. Před námi jsou rozsáhlé legislativní změny. Jedná se především o připravovanou novelu vodního zákona, na které spolupracujeme s MZe, kde se bude suchu věnovat celá nová hlava tohoto zákona. Dalším cílem je příprava Plánu pro zvládání sucha, který by definoval kompetence a celý systém řízení během výskytu sucha. Podrobně jsou v něm definovány stupně sucha a způsob jejich vyhlašování i následné kroky vedoucí ke zmírnění dopadů sucha a předcházení krizové situace. Ta se poté řídí typovým plánem pro řešení krizové situace Dlouhodobé sucho, který má MŽP připravit do konce letošního roku. Kromě toho připravujeme nové dotační tituly a upravujeme stávající podmínky Operačního programu Životní prostředí tak, aby finanční prostředky byly využitelné i pro řešení problematiky sucha. Dále budeme vypisovat několik výzkumných záměrů v programu Technologické agentury ČR a připravujeme i některé pilotní realizace.

Teď mi ještě dovolte položit otázku na trochu jiné téma. Jaký je současný stav „poplatkové“ novely vodního zákona?

Poté co v létě loňského roku došlo ze strany ČSSD jako vládního koaličního partnera ke zpochybnění návrhu novely, byly z materiálu odstraněny všechny navržené změny, především v oblasti změn limitů a sazeb pro zpoplatnění, jež by mohly způsobit navýšení stávajícího vodného a stočného nebo mohly být použity provozovateli vodovodů a kanalizací pro účelové zdůvodnění dalšího nárůstu vodného a stočného. Upravený materiál již od listopadu 2016 čeká na projednání v Poslanecké sněmovně. V této souvislosti musím konstatovat, že navržená úprava poplatků vycházela ze znění programového prohlášení vlády, prošla kompletně celým legislativním procesem včetně legislativní rady vlády, kdy došlo k vypořádání všech zásadních připomínek. Výsledné znění, připravené k projednání vládou, neobsahovalo žádné zásadní koncepční rozpory ve smyslu zpochybnění nutnosti navýšení poplatků ani ve smyslu míry navýšení. Zbývající drobné rozpory týkající se rozdělení výnosů z poplatků nebo zvýhodnění některých odběratelů podzemní vody mohly být snadno vyřešeny na jednání vlády. MŽP také nikdy nezpochybňovalo, že navýšením poplatků může dojít k mírnému navýšení ceny vodného a stočného tak, jak je uvedeno v hodnocení dopadů regulace (RIA), jež je nedílnou součástí materiálu. Tento fakt plyne z konstrukce věcně usměrňované ceny za vodné a stočné, kdy do výše ceny je možné plně zahrnout veškeré poplatky. Není však možné souhlasit s tendenční rétorikou oponentů navrhovaných změn, že úprava poplatků bude zásadním důvodem k významnému navýšení cen vodného a stočného. Jak je patrno ze zhruba dvojnásobného nárůstu cen vodného a stočného v letech 2002–2016, kdy nedošlo ke změnám ve zpoplatnění, poplatky nejsou položkou, jež významně ovlivňuje cenu vody. V současnosti se jejich váha na výsledné ceně vodného pohybuje kolem 3 %, v ceně stočného pod 0,5 %. Podle návrhu by došlo do roku 2023 k postupnému nárůstu u vodného na 9 % (tj. na stejnou váhu, jako má poplatek za odběr povrchových vod) a cca 3 % u stočného. Vzhledem k tomu, že u poplatků za odběr surové vody se jedná o platbu za cenu základní suroviny, a s ohledem na to, že zisk provozních vodárenských společností se dlouhodobě pohybuje kolem 8 % ze sumy vodného a stočného, poplatky by ani po navrhované změně nebyly zásadní položkou při kalkulaci ceny vody.

Navrhovaná změna poplatků tedy není v návrhu novely obsažena. Má MŽP jiné možnosti pro dosažení cílů, jež byly vytyčeny při přípravě poplatkové novely vodního zákona, tedy zejména snížení znečištění i objemu odpadních vod vypouštěných do povrchových vod a ochrana podzemních vod?

Navrhované řešení uvedených problémů pomocí poplatků coby ekonomického nástroje bylo vybráno zejména pro to, že se jedná o „měkčí“ regulaci, než je klasická regulace pomocí pevně stanovených limitů, a minulost jasně ukázala vysokou efektivitu takové regulace. Poplatky, pokud jsou správně nastaveny, motivují poplatníka, aby požadovanou změnou chování významně snížil výši placených poplatků. Je pouze na poplatníkovi, zda takovou motivaci využije, nebo bude platit poplatky v plné výši. Výnosy z poplatků jsou přitom plně zapojeny do dotační podpory v oblasti ochrany vod. Při použití „tvrdé“ regulace, ať již stanovením přísnějších limitů pro vypouštění odpadních vod, nebo omezení množství odebírané podzemní vody úpravou povolení musí subjekt stanovené limity bezpodmínečně dodržet, nemůže se z jejich dodržování žádným poplatkem „vykoupit“. Sankcí za nedodržení je pokuta či dokonce zrušení povolení k nakládání s vodami, což může zásadně ohrozit činnost subjektu. Protože úprava poplatků byla navrhována zejména jako reakce na zlepšení nevyhovujícího stavu povrchových vod a řešení problémů nedostatku vody a tyto problémy zpochybněním návrhu rozhodně nezmizely, bude MŽP nuceno v případě, že ani v blízké budoucnosti nedojde k dohodě a obnovení funkčnosti ekonomických nástrojů, použít k dosažení cílů v ochraně vod nástroje klasické regulace.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Po 10. únoru 2017 byly v mediích uváděny informace o hrozícím protržení přehrady Oroville opírající se jednak o zjištěné poruchy hlavního přelivného objektu a tzv. nouzového přelivu vodou přepadající za významné povodně, jednak o evakuaci 190 tisíc lidí z údolí pod vodním dílem.

Na-prehrade-Oroville

The Washington Post uvedl, že podle odborníků v USA celkové porušení přehrady nehrozilo. Při pohledu na fotografie díla na internetu z dřívější doby je zřejmé, že tento závěr má oporu v celkové dispozici vodního díla, kde přelivné objekty nejsou v přímém kontaktu s tělesem sypané přehrady. Dnes je možno na Googlu najít množství fotografií, které přibližují stav po opadnutí povodně, zejména výmoly pod nehrazenou částí nouzového přelivu, kde nebylo žádné zařízení pro tlumení energie přepadající vody.

Údajně se za povodně při průtoku hrazeným přelivem 1 400 m3/s na betonovém skluzu v jednom místě objevila porucha, která zřejmě vyvolala následující manipulace: uzavření uzávěru přelivu z obav o rozvoj výmolu na skluzu, ponechání vzestupu hladiny vody v nádrži a následující přepadání vody přes korunu nehrazeného přelivu spojené s výmoly na neopevněném svahu, což zřejmě vedlo k rozhodnutí o obnovení funkce hrazeného přelivu. Zároveň byla voda z nádrže odváděna jednak přes turbíny vodní elektrárny, jednak spodní výpustí (více než 600 m3/s). Kapacita přelivných objektů je 4 245 m3/s.

Co je třeba doplnit

Kalifornie jako jeden z nejvyspělejších států USA opírá svůj rozvoj zvlášť výrazně o zajištění vody pro obyvatelstvo, zemědělství a průmysl. I když její rozloha je necelých 5 % rozlohy USA, co do počtu významných vodních děl s nádržemi je jich téměř čtvrtina z více než 6 000 uváděných významných přehrad. Převážně jde o víceúčelová vodní díla s hlavní váhou na zásobování vodou.

V případě Oroville se zejména uvádělo, že jde o nejvyšší přehradu v USA (235 m). Co je vodohospodářsky zvlášť cenné, že se podařilo vytvořit nádržní objem 4,36 miliard m3 (což je zhruba šestinásobek objemu nádrže Orlík, plocha povodí Vltavy po Orlík je však o něco větší). Že vodní dílo bylo z hlediska hospodaření s vodou velmi užitečné, prokazuje skutečnost, že s ohledem na výrazné sucho v oblasti před několika měsíci hladina nádrže zaklesla o více než 100 m pod normál.

O zásadních investicích v zájmu zajištění dostatku vody v Kalifornii vedle velkého počtu nádrží svědčí mj. projekt převodu vody z řeky Colorado (spojený s výstavbou nádrže Hoover a dalších) do jižní části státu, realizovaný v období před druhou světovou válkou.

Je třeba mít na zřeteli, že hydrologické poměry USA se vyznačují obzvlášť extrémními jevy. Pro vodní díla na tocích jde o jejich bezpečnost během povodní. Když se ve druhé polovině 20. století dospělo k názoru, že pro odhad parametrů extrémních povodní celosvětově běžně užívaná statistická extrapolace často nevede k spolehlivým výsledkům, byla vypracována nová metodika. Jejím základem je odhad pravděpodobné maximální srážky na studované povodí a stanovení odpovídajícího odtoku (PMP – PMF). Po přijetí nového postupu, závazného pro celé Spojené státy, byla nařízena prověrka všech vybudovaných vodních děl na tocích a stanoven termín, do kdy je nutno pojistná zařízení přehrad adaptovat v souladu s přísnějšími požadavky. Této prověrce se nepochybně podrobilo i VD Oroville. V podmínkách Kalifornie je možné se setkat s různými velkoryse řešenými pojistnými zařízeními, včetně vytvoření přelivu vylámáním ve skále. Proto by ani rozčlenění pojistného zařízení na hlavní hrazený přeliv se skluzem (celkové šířky 280 m) a směrem k pravobřežnímu zavázání, betonový nehrazený přeliv o délce 283,5 m a další přelivný práh (244 m) nemělo překvapit.

Pokud jde o evakuaci velkého počtu lidí, vysvětlení je asi třeba hledat v systému zvládání krizových situací s vědomím, že v Kalifornii existuje široká škála rizik, např. seismické účinky, velké lesní požáry atd., při jejichž zvládání je nutno postupovat velmi razantně.

Ve spolupráci s kolegy na katedře hydrotechniky ČVUT, zejména L. Satrapou a M. Zukalem.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Dne 20. 12. 2016 se konal v Praze v Domě techniků seminář Ochranná pásma zdrojů pitné vody z povrchových zdrojů. Přes pozdní datum konání se semináře zúčastnilo 78 platících zájemců, celkem pak 88 účastníků. Zajímavé bylo i složení účastníků semináře, jehož se kromě zástupců vodoprávních úřadů a pracovníků povodí zúčastnili i četní zástupci podnikatelů. Seminář byl velmi pozitivně akceptován a účastníci projevovali velký zájem i o přístup k použitým prezentacím, které byly na našem webu vyvěšeny se zpožděním způsobeným vánočními svátky a dovolenými. Od 26. 1. 2017 jsou k dispozici prezentace, resp. informace, ve formátu PDF všech osmi přednesených referátů.

Seminar-Ochranna-pasma_upr

Dá se říci, že všechny příspěvky byly zajímavé a obsahovaly významné informace o této problematice. V současné době neexistuje platný předpis, norma, metodika, která by určovala, jak přistupovat k vyhlašování ochranných pásem povrchových zdrojů (OPPZ) při jakýchkoliv změnách v povodí vodních zdrojů. Poslední předpis o vyhlašování OPPZ, vyhláška č. 137/1999 Sb., byl překonán novým vodním zákonem č. 254/2001 Sb., o vodách. Také nový Občanský zákoník č. 89/2012 Sb. přestavuje významnou změnu, když se stavby staly součástí pozemků. O této problematice informovala účastníky semináře J. Nietscheová. Z této přednášky a dalších příspěvků vyplynula potřeba řešit další dopady změn, např. úhradu ztrát v hospodaření na pozemcích, vztahy mezi vlastníkem a nájemcem či obhospodařovatel v OPVZ.

Několik příspěvků se zabývalo problémem erozivní činnosti vody a souvisejícím znečištěním nádrží. Byly doloženy výsledky měření splachů a odnosů půdy do nádrží se všemi negativními dopady.

Ing. Kořínek se zabýval otevřenými problémy, které nejsou řešeny od roku 2001, kdy nabyl v platnost vodní zákon č. 254/2001 Sb. Zatím vůbec není dořešeno, jak budou OPVZ zahrnuta do evidence nemovitostí.

Byly předneseny příspěvky o přístupu k OPVZ podniky Povodí, a to Vltavy a Ohře. S ohledem na neexistující metodiky je zjevné, že se přístupy obou povodí dost liší. Dá se říci, že se se ctí zhošťují problémů v rámci možností. Zajímavý je institut kontrolních dnů v OPVZ na Povodí Ohře.

Zajímavý byl i příspěvek prof. J. Kubečky a kol. z AV ČR. Cílem ve skladbě rybí obsádky je minimalizace obsádky planktonožravých ryb a preference dravých ryb. Dříve zavedené účelové rybářské hospodaření na vodárenských nádržích to mělo sledovat. Jak prokázala měření kolektivu AV, nejsou tato opatření příliš úspěšná zřejmě i proto, že vyžadují značné náklady. Velmi nadějná se jeví možnost odlovu nežádoucích ryb v nádržích způsobem tralování používaným na moři. Za lodí tažený síťový vak se podařilo naplnit až několika centy ryb.

V této informaci zmiňuji jen některé pasáže, které mne zaujaly a byly i překvapivé. Pro podrobnější informace doporučuji věnovat pozornost příspěvkům na stránkách www.cvtvhs.cz.

V závěrečné diskuzi bylo dohodnuto, že účastníci zašlou dotčeným ministerstvům doporučení k nápravě současných legislativních a metodických nedostatků. Toto usnesení bylo rozesláno účastníkům k připomínkám a po doplnění předáno na MZe a MŽP.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Jako zastánce věcných diskusí si dovoluji předložit ještě jedno upřesnění jako reakci na odpověď zástupce sdružení SOVAK ČR Ing. Ondřeje Beneše, Ph.D., MBA, LL.M. (VTEI č. 1/2017), na můj příspěvek Zbytečná hysterie kolem používání glyfosátu (VTEI č. 6/2016), který jsem adresoval jako odpověď na původní příspěvek ředitele SOVAK ČR Ing. Oldřicha Vlasáka SOVAK ČR podporuje co nejrychlejší úplný zákaz používání glyfosátu (VTEI č. 5/2016).

Odpoved-na-reakci

Předem bych chtěl autorovi reakce, p. Benešovi, poděkovat za diskusi a odlišný pohled na problematiku spojenou s používáním a nadměrným zneužíváním nejen glyfosátu, ale i ostatních pesticidů v pestrém oboru lidských činností, zejména těch úzce spojených s vodou, vodními zdroji a jejich využíváním. V jinak korektním příspěvku jsou však uvedeny dvě nepřesnosti, jejichž popsání pomůže určité rozpory v naší diskusi vysvětlit.

První se týká jisté naléhavosti, alespoň z pohledu zástupce SOVAK ČR, která z mého příspěvku čišela. Ta byla patrně způsobena velmi striktním vyzněním původního článku, který prosazoval úplný zákaz používání glyfosátu v ČR, což ostatně vyplývá už z jeho nadpisu. To je však v rozporu s reakcí SOVAK ČR na můj příspěvek, kde autor píše: „SOVAK ČR ani v rámci NAP neprosazuje úplný zákaz aplikace pesticidních látek“. Pokud by takto umírněnou formou byl psán i původní příspěvek, nebylo by potom potřeba mé, pro někoho možná až příliš naléhavé a příkré, reakce. Zde je na místě zdůraznit, že já sám jsem pro legislativní omezení nadměrného a zbytečného používání glyfosátu, stejně jako jiných, skutečně toxických pesticidů, nikoliv však pro jeho generelní zákaz. Podezření na jeho škodlivost, popř. toxicitu, ještě nedává právo zakazovat jeho uvážené používání, tím spíše pro soukromé účely (já sám jej při renovaci vegetace uměřeně používám, viz fotografie). Bohužel některé státy, jako např. Nizozemí, Srí Lanka či některé státy latinské Ameriky, tak již bez pádného důvodu činí. Říkám to i přesto, že v lednu 2017 se v respektovaném online žurnálu vydavatelství Nature objevil první, skutečně odborný článek poukazující na jistou chronickou hepatotoxicitu ve spojení s vystavením se ultra nízkým dlouhodobým dávkám roundupu (tedy účinné směsi látek, nikoliv čistého glyfosátu, na což autoři ve studii příkladně upozorňují) [1]. Nicméně, jak sami autoři studie uvádějí, jejich závěry je nutné potvrdit dalším endokrinologickým výzkumem, jiné podobné kvalitní studie zjevnou toxicitu glyfosátu zatím nepotvrdily [2, 3]. A právě takovéto dosud ne zcela přesvědčivé a málo robustní výsledky k úplnému zákazu čehokoliv neopravňují.

Za druhé se autor reakce na můj příspěvek domnívá, že jeho vyznění může u laické veřejnosti vzbudit dojem, že připravované zvýšení účinnosti čištění vody na úpravnách, které se promítne do nákladů za stočné, je tímto zbytečné a neopodstatněné. S tímto názorem si dovoluji nesouhlasit. Časopis VTEI je určen když už ne přímo odborníkům ve vodárenství a vodním hospodářství, tak především veřejnosti odborné, která podobného dojmu jistě nenabude a za podobné věcné a podnětné diskuse bude spíše vděčná. Přes upozornění SOVAK ČR na nevhodnost zařazení mého příspěvku do časopisu VTEI, zaměřeného na ochranu vodního prostředí (avšak nejen tu), jsem rád, že se podobná diskuse mohla právě na stránkách časopisu VTEI rozvinout.

Posted by & filed under Ze světa vodního hospodářství.

Akce pořádané ČVTVHS v roce 2016

V roce 2016 pokračovala standardní činnost, kdy se desetkrát sešel výbor společnosti, z toho jednou na výjezdním zasedání. Valná hromada se konala 25. května na Novotného lávce, byla nevolební a zúčastnilo se jí 41 účastníků s celkovou vahou 102 hlasů ze 156 možných, čímž byla v celém svém průběhu VH usnášeníschopná. Došlo k drobné úpravě Pravidel pro správu ČVTVHS, z. s., a čestným členem byl jmenován Ing. Eduard Hanslík, CSc., jako ocenění jeho mnohaleté práce v oblasti radioekologie. Loni jmenovaní likvidátoři tří pobočných spolků pokračovali v úkonech požadovaných pro likvidaci a na konci roku byly podány Městskému soudu v Praze návrhy na jejich výmaz ze spolkového rejstříku. V tomto roce bylo ukončeno uzavírání nových smluv s přidruženými členy.

CVTVHS

V plánu roku 2016 bylo čtrnáct odborných akcí, přičemž některých jsme se účastnili pouze organizační, propagační či personální spoluprací (Voda a pracovní příležitosti, Pitná voda 2016, Přehradní dny 2016 a Vodní toky 2016). Tradiční seminář Podzemní voda ve vodoprávním řízení XIII se neuskutečnil pro úmrtí odborného garanta Ing. R. Muzikáře, CSc., a je připravován až pro rok 2017. O ostatních odborných akcích dále uvádíme jejich stručnou rekapitulaci.

 

  • Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství XXIV

Konference se uskutečnila 2.–4. května v Clarion Congress Hotelu v Českých Budějovicích s odbornou garancí Ing. E. Hanslíka, CSc., (OS OVČV a VÚV TGM) za účasti 58 odborníků, z toho 50 z České republiky a 8 ze Slovenska. Při konferenci bylo předneseno 14 přednášek, které byly otištěny v následně vydávaném sborníku. Odpoledne 3. května se uskutečnila zajímavá exkurze v Informačním středisku Jaderné elektrárny Temelín (Zámeček). V závěru jednání bylo doporučeno uspořádat již XXV. konferenci Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství v roce 2018.

  • Vodovody a kanalizace – hlavní problémy správy, provozu a investičního rozvoje

Seminář se konal 11. května v sále 217 na Novotného lávce. Odborným garantem byl Ing. J. Plechatý – předseda OS Vodovody a kanalizace a předseda představenstva VRV a. s. Semináři byla udělena akreditace MV. Jednání se účastnilo 85 osob, s výraznou většinou pracovníků OÚ a KÚ – bylo jich 51. Během jednání bylo předneseno šest vystoupení a použité prezentace byly vyvěšeny na webových stránkách ČVTVHS. Celkově lze konstatovat, že seminář se setkal s vesměs velmi dobrou odezvou účastníků, což se projevilo v závěrečné diskusi, ve které účastníci přednášeli i konkrétní návrhy na obsahové zaměření příštího semináře, a to zejména na oblast ekonomiky VaK.

  • Valná hromada

Dne 25. května v sále 319 na Novotného lávce se konala Valná hromada za účasti 41 osob, z toho 31 členů (s celkovou vahou hlasů 102 ze 156 možných), 3 čestných hostů (prof. Wolf – předseda ČSVTS, Ing. Hospodka – ředitel odboru na MZe a RNDr. Kubala – předseda SVH). Valná hromada byla nevolební, standardní program proběhl bez závad, největší diskuse se vedla kolem nové formulace nesplněného bodu z loňského usnesení o aktivitě k získání zájmu mládeže o Valné hromadě. Odborným programem byla přednáška na téma Hodnocení příčin a průběhu sucha v roce 2015, kterou měl člen výboru RNDr. Daňhelka, Ph.D., náměstek ředitele ČHMÚ.

  • Národní dialog o vodě – 50 let státních podniků Povodí

Akce s vysoce reprezentativní účastí se uskutečnila 7.–8. června v hotelu Horizont v Peci pod Sněžkou. Jednání zahájil předseda výboru Mgr. Rieder, první blok, kde vystoupili NMZ Ing. Kendík, emeritní ředitel POh Ing. Novák a všichni současní generální ředitelé – Ing. Šebesta, Ing. Pagáč, Ing. Nedoma, RNDr. Hodovský a RNDr. Kubala, řídil místopředseda výboru Ing. Jan Kubát. Druhý blok s vystoupením ředitele VÚV TGM Mgr. Riedera, Ing. Dvořáka, Ph.D., ředitele ČHMÚ, Ing. Mati, obchodního ředitele SOL CZ, DHI, a. s., Ing. Moravce, Ph.D., generálního ředitele společnosti Sweco Hydroprojekt, a. s., Ing. Valdhanse, ředitele a prokuristy VRV a. s., a se závěrečným shrnutím prof. Ing. Broži, DrSc., ČVUT – Fakulta stavební, řídil náměstek ředitele VÚV TGM Ing. Petr Bouška, Ph.D. Národního dialogu o vodě se zúčastnilo 94 účastníků, ale bohužel se nenaplnil předpoklad o tradiční bohaté diskusi. V úterý od sedmé hodiny večer se uskutečnilo za účasti většiny v prostorách hotelu společenské setkání. Druhý den uspořádali pracovníci Povodí Labe pod vedením Ing. Merty exkursi na VD Les Království – výbor tuto součinnost s konáním ND 2016 přivítal a vedení Povodí Labe poděkoval za spolupráci.

  • Nové právní předpisy v oblasti ochrany vod

Seminář se uskutečnil 22. června v sále 217 na Novotného lávce. Odborným garantem byl předseda OS OVČV Ing. Tomáš Mičaník (VÚV TGM, pobočka Ostrava). Akci byla MV udělena akreditace a i zásluhou tohoto se jí zúčastnilo 80 osob. Ing. Mičaník uveřejnil v časopisu VTEI č. 4/2016 podrobnou zprávu o průběhu semináře, který byl účastníky hodnocen jako přínosný. Ti také projevili zájem, aby byl v obdobném zaměření seminář uspořádán i v příštím roce v návaznosti na výsledky legislativního procesu projednávaných relevantních právních předpisů.

  • Aktuální problematika malých vodních nádrží

Seminář se konal 27. září v sále 217 na Novotného lávce pod tradiční odbornou garancí Ing. Poláčka – člena výboru a pracovníka VD TBD, a. s. Zúčastnilo se jej 82 osob, z toho 75 platících a z nich 20 bylo z MÚ či KÚ. Bylo předneseno pět více než hodinových přednášek s navazující bohatou diskusí. Ing. Poláček tlumočil výboru návrh účastníků semináře, aby se další odborná akce podobného zaměření konala opět za dva roky, tj. v roce 2018.

  • Dopad hydrologického sucha na jakost povrchových vod

Akce se uskutečnila 12. října v sále 319 na Novotného lávce s odborným garantem Ing. Mičaníkem – předsedou OS OVČV. Vlastní odborné akce se zúčastnilo 61 odborníků, z toho 52 platících a z nich 10 lidí z MÚ nebo KÚ. Na akci bylo předneseno sedm příspěvků zaměřených na problematiku sucha z různých úhlů, mezi nimiž bylo i vystoupení Mgr. Riedera, zde ale z pozice jednoho ze dvou spolupředsedů Mezirezortní komise VODA­‑SUCHO.

  • Seminář Adolfa Patery – Úloha nádrží při zvládání extrémních hydrologických jevů v povodích

Akce se konala 16. listopadu v sále 417. Odborným garantem byl doc. Dr. Ing. Pavel Fošumpaur (člen výboru a pracovník KHT ČVUT), tradičně společně s prof. Ing. Milošem Starým, CSc. (VUT v Brně, Fakulta stavební), který se tentokrát omluvil z přímé účasti, s prof. Ing. Jánem Szolgayem, Ph.D. (STU v Bratislavě, Stavebná fakulta), a doc. Ing. Ladislavem Satrapou, CSc. (ČVUT v Praze, Fakulta stavební). Doc. Fošumpaur připravil program doporučený na zářijovém jednání výboru a dohodl vstupní přednášky s vybranými odborníky ze všech pěti státních podniků Povodí a také s prof. V. Brožou, DrSc., z ČVUT a prof. Bednárovou, Ph.D., z STU Bratislava (předsedkyně SPV). Semináře se nakonec účastnilo přesně 100 účastníků, z toho 18 ze Slovenska, takže jako vždy to byl seminář se zahraniční účastí. U této odborné akce je tradičně poskytován výrazně snížený vstupní poplatek prezenčním doktorandům, těch se dostavilo osm.

  • Ochranná pásma povrchových zdrojů pitné vody

Seminář se konal 20. prosince v sále 319 na Novotného lávce pod odbornou garancí Ing. B. Müllera, člena kontrolní komise a předsedy OS vodohospodářů seniorů. Semináře se zúčastnilo celkem 88 účastníků. Seminář byl velmi pozitivně akceptován a účastníci projevovali velký zájem i o přístup k použitým prezentacím, které byly na webu ČVTVHS vyvěšeny se zpožděním způsobeným vánočními svátky a dovolenými.

ČVTVHS v roce 2017

Pokud jde o odborné akce v roce 2017, lze v této chvíli uvést několik záměrů, které se časem budou zpřesňovat a nepochybně i doplňovat dalšími:

  • Hydrologie malého povodí

Jedná se o tradiční, již šestou konferenci s mezinárodní účastí, která se bude konat 18.–20. dubna 2017 v sálech 217 a 213 a jejím odborným garantem bude jako vždy Ing. Miroslav Tesař, CSc., člen výboru ČVTVHS, z. s., a vědecký pracovník Ústavu hydrodynamiky AV ČR. Pozvánky s přihláškami účasti i přednesení příspěvku či přípravy posteru byly rozeslány, předběžný rozpočet byl projednán a schválen a vede ke vložnému ve výši 3 872 Kč včetně DPH. Vložné zahrnuje i náklady na občerstvení, obědy i večerní raut a také na vydání sborníku na kvalitním flash disku, což je novinka letošní konference. Snížené vložné pro členy ČVTVHS a pracovníky OÚ a KÚ nebude při této akci využito.

  • seminář VaK

Seminář se bude konat v sále 319 dne 3. května 2017, podle doporučení účastníků loňského semináře bude pravděpodobně zaměřený na ekonomiku VaK. Odborným garantem semináře bude Ing. Jan Plechatý, člen výboru a předseda představenstva VRV a. s., který předpokládá, že zájem o seminář projeví nejvíce zástupci menších obcí a zjistí, zda pro ně má význam případná akreditace akce u MV, protože to by znamenalo nárok na včasné uzavření programu akce a seznamu přednášejících.

  • Sedimenty vodných tokov a nádrží

Jedná se o osmou konferenci tohoto zaměření s mezinárodní účastí, která se bude konat 17.–18. května 2017 v Bratislavě a ČVTVHS, z. s., se bude podílet na její přípravě zejména informační a propagační formou. Odborným garantem je Ing. Pavel Hucko, CSc., předseda Slovenské vodohospodářské společnosti a přední pracovník Výskumného ústavu vodného hospodárstva v Bratislavě.

  • Valná hromada ČVTVHS, z. s.

Zasedání se bude konat v sále 319 dne 24. května 2017 a bude stejně jako loni nevolební. Příprava na ni bude součástí březnového a dubnového jednání výboru.

  • 18th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles

ČVTVHS, z. s., se bude spolupodílet na organizaci mezinárodní konference, kterou pořádá 11.–15. září 2017 v sále 319 na Novotného lávce jako hlavní organizátor Ústav hydrodynamiky AV ČR s odbornou garancí prof. Ing. Pavla Vlasáka, DrSc., nám. ředitele ÚH AV ČR.

  • Vodní nádrže

Konference se bude konat 3.–4. října v Brně v hotelu Holiday Inn pod organizační a odbornou gescí Povodí Moravy, s. p. ČVTVHS se bude podílet na přípravě konference. V této době se připravuje k rozeslání 1. cirkulář.

  • Podzemní voda ve vodoprávním řízení XIII

Seminář, který se loni po mnoha letech ze závažných důvodů nekonal, se uskuteční 25. října 2017 na Novotného lávce v sále 217. Odborným garantem bude RNDr. Jitka Novotná z GEOtestu, a. s., Brno.

  • Seminář Adolfa Patery (SAP 2017)

Seminář bude opět zaměřen na extrémní hydrologické jevy v povodích a bude se konat 13. listopadu 2017 v sále 217 na Novotného lávce. Tradičním odborným garantem semináře bude doc. Ing. Pavel Fošumpaur, člen výboru a vedoucí pracovník Katedry hydrotechniky Stavební fakulty ČVUT.

  • Vodní toky

Tradiční konference s mezinárodní účastí se bude konat 21.–22. listopadu 2017 v hotelu Černigov v Hradci Králové, hlavním organizátorem je VRV a. s. ČVTVHS, z. s., se stejně jako všechny podniky Povodí spolupodílí na přípravě a organizaci.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie.

Souhrn

Článek se zabývá hydraulickým výzkumem proudění v oblasti oblouku v lokalitě Podkrušnohorského přivaděče (PKP IV – ř. km 2,812–2,736). Koryto přivaděče v oblouku je lichoběžníkového průřezu se sklonem stěn 9 : 1. Proudění je převážně bystřinného charakteru.

Obr. 1. Podkrušnohorský přivaděč
Fig. 1. Podkrušnohorský canal

Měření probíhala na fyzikálním modelu v měřítku 1 : 15, který byl postaven členy katedry hydrotechniky ve vodohospodářské laboratoři Fakulty stavební, ČVUT. Na fyzikálním modelu byly měřeny rychlosti a hladiny v celkem devíti profilech. Dále byl sestaven 3D matematický model v programu Ansys CFX, na kterém je možné kromě rychlostí a hladin pozorovat tvar proudového pole. Cílem výzkumu je vyhodnocení proudění v oblasti oblouku v režimu bystřinného proudění pomocí metod hybridního modelování a také verifikace matematického modelu pomocí hodnot naměřených na modelu.

Úvod

Přivaděč je soustava vodních kanálů, podzemních potrubí, nádrží a akvaduktu na Mostecku. Jeho výstavba probíhala v letech 1957–1982. Soustava se skládá z Přivaděče průmyslové vody a z Podkrušnohorského přivaděče. Účelem této 33,8 km dlouhé soustavy kanálu je ochrana před průnikem povrchových vod do hnědouhelných lomů Libouš, Šverma, Obránců míru a ČSA. Další funkcí je přivádět vodu z povodí řeky Ohře pro průmysl na Chomutovsku a Mostecku.

Zkoumaný oblouk se nachází v úseku PKP IV – ř. km 2,812–2,736, který se nachází u obce Vysoká Pec (obr. 1, 2). Úsek má lichoběžníkový profil se sklony stěn 9 : 1 a šířky ve dně 3,6 m, podélný sklon je 4,7 %, poloměr oblouku je 60 m. Jeho celková délka je necelých 80 m [1].

Obr. 2. Mapa PKP
Fig. 2. Map of PKP

Fyzikální model

Modelové podmínky

Model byl sestaven členy katedry hydrotechniky ve vodohospodářské laboratoři Fakulty stavební, ČVUT v rámci výzkumného projektu PPV a PKP – doplnění bezpečnostních prvků v korytě toku.

Pro fyzikální model bylo zvoleno měřítko 1 : 15 a přístup podle Froudova zákona podobnosti. U tohoto typu modelové podobnosti jsou vyjádřeny podmínky dynamické podobnosti hydrodynamických jevů za výhradního působení gravitačních sil.

Obr. 3. Fyzikální model PKP
Fig. 3. Physical Model of PKP

Kromě gravitačních sil však mohou zkoumané proudění ovlivňovat i další síly – odpor třením vazké kapaliny, síly kapilární, síly objemové apod. Podle Froudova zákona podobnosti můžeme určitý hydrodynamický jev zkoumat tehdy, jestliže účinky těchto sil jsou zanedbatelné v porovnání s gravitačními silami. Mezní podmínky vymezují oblasti a měřítka, v nichž lze hydrodynamický jev modelovat.

Kinematicky podobné jevy, které ovlivňuje výhradně gravitační síla, jsou dynamicky podobné, jestliže ve vzájemně příslušných průřezech budou stejná Froudova čísla. Fyzikální model v měřítku 1 : 15 odpovídá všem podmínkám [2, 3].

Na základě modelových podobností vyplývají pro použité geometrické měřítko 1 : 15 následující podmínky:

Geometrické měřítko:      Mh = Ml = Mb = 15    

Měřítko rychlostí:            Mv = M1/2 l = 3,87

Měřítko průtoků:             MQ = M 5/2 l = 871,42

Měřítko časů:                 Mt = M1/2 l = 3,87

Popis modelu

Model, viz obr. 3, je tvořen uklidňovací a nátokovou nádrží, celkem 21 příčnými profily vymezujícími tvar modelu (10 profilů před objektem (vývarem) tvořící zatáčku, 6 profilů objektových a 5 profilů za objektem). V rámci této práce je pozornost zaměřena pouze na prvních 10 profilů před objektem vývaru.

Měřené veličiny

Rychlostní pole bylo měřeno pomocí dvou hydrometrických vrtulek typu STS 005 firmy Erfisinger electronic GmbH a dataloggeru. Získaná hodnota rychlosti je průměrná hodnota z 30 sekund měření. Měření probíhalo v každém profilu v 5 bodech v jednotlivých hloubkách. Rastr měření je vidět v tabulce 1. Celkem bylo měřeno 8 profilů, a to profil č. 3 až profil č. 10.

Tabulka 1. Měřené rychlosti – profil 6
Table 1. Measured velocity – profile 6

Měřené hloubky (obr. 4) byly převzaty z předešlých měření v rámci výzkumného projektu PPV a PKP – doplnění bezpečnostních prvků v korytě toku. Polohy hladin byly měřeny v každém profilu ve čtyřech bodech. Jako měřicí zařízení sloužily ultrazvukové sondy. Frekvence odečtu sond je 10 Hz a hodnoty hladin jsou následně získány jako průměr přes 10sekundový interval na každém profilu.

Obr. 4. Podélný profil
Fig. 4. Longitudinal profile

Měření probíhala v ustáleném režimu, kdy byla horní okrajová podmínka nastavena průtokem. Dolní okrajová podmínka byla tvořena nezatopeným výtokem. Rychlostní pole na modelu bylo měřeno celkem na šesti průtocích, a to 5, 10, 20, 30, 40 a 50 m3.s-1.

Matematický model

V rámci výzkumu byl sestaven matematický model, který se skládá z nátokové nádrže a zkoumané části oblouku ukončené před vývarem (obr. 5).

Výpočetní síť byla vytvořena v programu ICEM CFD, který je součástí platformy ANSYS Workbench. Byla vytvořena strukturovaná síť (mesh) o maximální velikosti elementu 1 m. V místě oblouku byla síť zahuštěna na maximální velikost elementu 30 cm, aby nedocházelo ke zkreslení proudění v oblouku. Celkový počet elementů tak dosáhl 1 126 315.

Obr. 5. Geometrie matematického modelu
Fig. 5. Geometry of the numerical model

Pro samotný výpočet byl použit program CFX, který je také součástí platformy ANSYS Workbench. Horní i dolní okrajová podmínka byla nastavena pomocí hladiny, které na fyzikálním modelu odpovídaly průtoku 50 m3.s-1. Tento průtok pak sloužil pro kalibraci modelu. Kalibrace probíhala pomocí drsnosti stěn, kde počáteční hodnota drsnosti 0,014 byla měněna až na tzv. hladkou stěnu (no slip wall) [4, 5]. Model byl nastaven tak, aby umožňoval proudění s volnou hladinou (dvoufázové proudění voda­‑vzduch). Samotný výpočet je nastavený jako ustálené proudění.

Obr. 6. Tvar hladiny z matematického modelu
Fig. 6. The shape of water level of the numerical model

Vyhodnocení

Rychlostní pole byla vyhodnocena pro návrhový maximální průtok 50 m3.s-1. Rychlosti byly vykresleny pomocí plošné interpolace do jednotlivých profilů (obr. 6 a 7). Maximální rychlosti dosahovaly téměř 9 ms-1. Rozložení rychlostí v jednotlivých profilech je plynulé, z toho lze vyvodit, že v celém oblouku nedochází k velkým turbulencím.

Obr. 7. Rychlosti profil 3
Fig. 7. The velocity profile 3

 

Obr. 8. Rychlosti profil 6
Fig. 8. The velocity profile 6
Obr. 9. Rychlosti profil 9
Fig. 9. The velocity profile 9

Matematický model umožnil popsat proudová pole. Na základě pozorování hladiny se očekávalo značně turbulentní proudění a šroubovitý tvar proudnic v druhé polovině oblouku. Oproti tomuto předpokladu se ukázalo, že proudnice jsou téměř plynulé a jsou plynulé v celé délce oblouku, viz obr. 8, 9 a 10.

Obr. 10. Proudnice
Fig. 10. Streamline

Závěr

V rámci výzkumu bylo zkoumáno proudění v oblouku s velkým sklonem dna a bystřinným charakterem proudění. Metodou hybridního modelování bylo možné vyhodnotit nejen rychlosti v jednotlivých profilech, ale také proudová pole v tomto úseku, které bylo možno určit po úspěšné verifikaci matematického modelu z naměřeného průběhu hladin na fyzikálním modelu. Výzkum ukázal, že při vysokém sklonu dna i při velkých průtocích nedochází k turbulentnímu proudění v obloucích.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory grantu SGS16/059/OHK1/1T/11 Výzkum hydraulicky komplikovaného proudění vody na hydrotechnických stavbách.

Posted by & filed under Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie, Informatika, kartografie ve vodním hospodářství.

Souhrn

Příspěvek se zabývá vývojem půdního povrchu bez vegetace pomocí metody stereofotogrammetrie. Popisuje a porovnává změny půdních vlastností na čtyřech typech kultivace půdy. Vyhodnocení je zaměřeno na změny drsnosti půdního povrchu a konsolidace v důsledku přirozeného sesedání, působení dešťových srážek a vysychání.

Pro každý druh obdělávání bylo vytvořeno pět experimentálních ploch na zemědělském pozemku u obce Červený Újezd ve Středních Čechách. Experimenty byly prováděny ve dvou etapách od podzimu do jara roku 2015/2016. Hlavním cílem bylo především pokrýt období, ve kterém se na zemědělských pozemcích vyskytují holé půdy bez vegetačního pokryvu. Výsledky ukazují velkou závislost měřených veličin především na přívalových srážkách, které se na experimentálních plochách vyskytly v říjnu 2015 a především v květnu a červnu roku 2016. Největší změny byly zaznamenány na plochách zpracovaných pomocí pluhu, které již od počátku měření dosahovaly nejvyšších hodnot drsnosti půdního povrchu a zároveň byly zpracovány do největší hloubky.

Úvod

Eroze půdy je dlouhodobý problém nejen v ČR, kde je stále ohroženo až 50 % zemědělské půdy erozí vodní a téměř 10 % erozí větrnou [1]. Na výskyt vodní eroze mají vliv především geomorfologické a pedologické podmínky, výskyt a rozložení srážek a svůj nezanedbatelný vliv má také zemědělská produkce, která značně ovlivňuje a mění vlastnosti půdy během roku. Množství smyvu v erozním odtoku je závislé nejen na uvolnění částic půdy srážkou, ale rovněž na rychlosti povrchového odtoku a vznikajícím tečném napětí na povrchu půdy. Rychlost proudění i retence vody na půdním povrchu jsou přímo závislé na jeho drsnosti [2]. Pro výzkum drsnosti povrchu půdy byl vytvořen tento experiment, který má za úkol popsat vývoj holé půdy po provedení různých druhů kultivace. S využitím stereofotogrammetrie byl popsán vývoj povrchu zemědělské půdy pod vlivem přirozených dešťů a přirozeného sesedání v časové řadě od provedení kultivace. Experiment se zabýval vývojem čtyř různých úprav povrchů půdy, které vznikly odlišnými technologiemi zpracování ve dvou různých časových řadách od podzimu roku 2015 do jara roku 2016.

Obr. 1. Testované plochy A–D: použitá mechanizace obdělání – fotografie terénu – 2x převýšený DMT [6]
Fig. 1. Experimental plots A–D: cultivation machinery – photography of soil surface – Digital Elevation Model (vertical exaggeration of 2 times) [6]

Způsob výpočtu eroze pomocí Revidované univerzální rovnice ztráty půdy (RUSLE) byl motivací k tomuto experimentu [2]. RUSLE oproti původní a dosud nejčastěji užívané metodě výpočtu erozního smyvu pomocí Univerzální rovnice ztráty půdy (USLE) [3] zahrnuje mimo jiné do svého výpočtu vliv drsnosti půdního povrchu, který se s časem po kultivaci mění [2].

Tento vliv je zahrnut ve výpočtu C faktoru, který dále zahrnuje subfaktory popisující vliv zakrytí povrchu porostem, půdního pokryvu, předchozího využívání pozemku, vlhkosti půdy a drsnosti půdního povrchu. Samotný subfaktor drsnosti závisí mimo jiné na provedené technologické operaci (druhu kultivace) s experimentálně určenou počáteční drsností, která se pod vlivem dešťových srážek s časem snižuje [2].

Pro půdy a klima v podmínkách střední Evropy však kalibrační data parametru počáteční drsnosti půdního povrchu chybí a používají se hodnoty uvedené v [2]. To, jakým způsobem a jak se drsnost půdního povrchu mění pro konkrétní způsoby kultivace půdy, je předmětem prezentovaného výzkumu, který může přispět k revizi těchto hodnot a tím i zpřesnění výpočtu eroze půdy ve středoevropských podmínkách.

Metodika

Hlavní cíle a úkoly tohoto výzkumu byly stanoveny ve spolupráci s vědci z rakouské instituce BAW­‑IKT (Federal Agency for Water Management Austria, Institute for Land and Water Management Research), kteří se zabývají výzkumem půdy a vodního hospodářství. Ti zároveň provádí podobný výzkum poblíž rakouského města Petzenkirchen. Cílem jejich a našeho výzkumu je po ukončení experimentu spojit a porovnat získaná data, čímž bude tento výzkum obohacen o další sadu dat a výsledků.

Pro měření konsolidace a drsnosti půdy bylo využito stereofotogrammetrické metody, která má své výhody v tom, že neovlivňuje měřicí plochu, má v závislosti na použitém fotoaparátu vysokou přesnost v řádu milimetrů v každém směru a náklady na realizaci jsou relativně nízké (oproti např. laserové technologii) [4]. Základním principem této metody je vytvoření digitálního modelu terénu (DMT) ze snímků experimentální plochy. Snímků bylo pořizováno pro každou plochu celkem osm. Vždy byly pořizovány čtyři fotografie v šikmém směru (pod přibližným sklonem 45°) z každé strany referenčního rámu a další čtyři snímky (stereofotografie) byly foceny ze svislého směru z přibližné výšky 160 cm. Jedná se vždy o dvě stereodvojice, které jsou navzájem na sebe kolmé (snímky ve stereo dvojici jsou od sebe vzdáleny cca 50 cm) [5].

Tabulka 1. Porovnání hloubek zpracování půdy
Table 1. Comparison of cultivation depth

Pro parametrizaci půdní drsnosti byl z mnoha jiných parametrů zvolen náhodný index drsnosti (rrAR), který je nejběžněji využívaný [5]. Ten se vypočítá jako směrodatná odchylka výškových hodnot v logaritmickém měřítku, z nichž se následně odstraní 10 % horních a spodních hodnot. Tento index je zakomponován také v RUSLE, kde jeho negativní exponenciální korelace mezi drsností půdního povrchu a půdní erozí vysvětluje efekt snížení drsnosti v čase.

Dalším sledovaným parametrem na začátku a na konci obou sérií měření byla objemová hmotnost a vlhkost půdy ovlivněné kultivací povrchu. Výzkum byl proveden rovněž v rámci zpracování diplomových prací studentky Moniky Macháčkové v roce 2015/2016 [6] a navazující práce studenta Martina Floriana v roce 2016 [7].

Experimentální měření

Měření bylo prováděno na experimentálních plochách, které se nachází ve Středočeském kraji přibližně 10 km západně od Prahy u obce Červený Újezd na pozemcích, které vlastní Výzkumná stanice České zemědělské univerzity. Půdním typem se jedná o hnědozem. Terén je v oblasti rovinatý, a tedy zajišťuje dobrý vsak srážkových vod. Půda je mírně až středně pórovitá (45–50 % objemu), obsahuje malé množství humusu (1–2 %), má nižší sorpční kapacitu (8–17 mmol+/100 g) a je slabě kyselá (pH = 5,6–6,5). Průměrná nadmořská výška území je 405 m n. m. [6].

Způsoby kultivace

V rámci experimentu byly porovnávány čtyři druhy obdělávání půdy pomocí radličkového kypřiče (pole A), rotavátoru (kypřič s horizontálním rotorem) (pole B), talířového podmítače (pole C) a pluhu (pole D), které se lišily kromě použité mechanizace také hloubkou zpracování (tabulka 1obr. 1). Pro každou z těchto úprav A–D bylo vytvořeno pět experimentálních ploch 1 až 5.

Referenční rám

K přesnému vyhodnocování změn na jednotlivých vzorcích půdy byl použit jednoduchý hliníkový referenční rám o rozměrech 1,2 × 1,2 m, který byl usazován na stále stejná místa pomocí železných tyčí nad jednotlivými experimentálními plochami. Na rámu jsou umístěny referenční terče o velikosti 5 × 5 cm, které slouží k určení místních souřadnic (viz obr. 2).

Obr. 2. Referenční rám a způsob jeho uchycení na testovanou plochu [6]
Fig. 2. Reference frame and its fixation above experimental plots [6]

Série měření

Pro popis vývoje konsolidace a drsnosti půdy byly provedeny dvě série měření. Každá série zahrnovala měření v určitých časových intervalech, které se od počátku kultivace povrchu postupně zvětšovali s tím, jak se změna drsnosti či konsolidace postupně zpomalovala. Přibližný časový odstup byl 0–1–3–5–7–7–14–14–21–21 dní, přičemž pokud se nad místem vyskytla významná srážková událost, bylo měření provedeno následující den. Seznam provedených měření je uveden v tabulce 2. Pro měření byl použit fotoaparát SONY NEX-5N, 5R (rozlišení 16,1 Mpx) a A-6000 (rozlišení 24,3 Mpx) s objektivem SONY s pevným ohniskem 16 mm a zoomem 18–55 mm. Pro každou kombinaci fotoaparátu a objektivu byly vytvořeny kalibrační soubory, které slouží k vyloučení vzniklých optických deformací snímku.

Tabulka 2. Seznam provedených měření během 1. a 2. série experimentů
Table 2. List of data collecting during 1st and 2nd stage of measurement

Celkem bylo provedeno a vyhodnoceno 13 experimentů z 1. série měření a 6 experimentů z 2. série. To zahrnovalo vyhodnocení celkem 380 dílčích ploch s celkovým počtem 3 040 snímků.

Během provádění experimentů byla sledována také data ze srážkoměrné stanice umístěné v rámci Výzkumné stanice ČZÚ, které poskytl Ing. Pavel Cihlář, Ph.D. Celkový úhrn srážek během 1. série měření byl 223,0 mm (během prvních srovnatelných a zde prezentovaných 60 dní to bylo 89,2 mm) a 103,5 mm během 2. série experimentů. Více než celkové úhrny jsou však důležitější maximální hodinové a denní srážkové úhrny, které se nad daným územím vyskytovaly především v jarních měsících. Zatímco během 1. série měření dosáhly maximální hodnoty 21,1 a 13,8 mm/24 hod, během 2. série to bylo 48,4 a 26,4 mm/24 hod.

Vyhodnocení

Základní postup vyhodnocení snímků zahrnoval vytvoření bodového mračna pomocí softwaru PhotoModeler Scanner. Každé mračno bodů popisuje povrch nafoceného terénu pomocí souřadnic X, Y a Z s počátkem ve středu jednoho z referenčních terčů na rámu. Tato mračna byla dále zpracovávána v programu ArcMap 10.3, kde z nich byly vytvořeny výsledné DMT (viz obr. 7) s velikostí pixelu 1 mm nad plochou 1 × 1 m uvnitř referenčního rámu. Výsledný počet bodů nad touto plochou se pohyboval přibližně od 800 000 do 1 000 000 bodů v případě fotoaparátu SONY NEX-5N a přibližně od 1 400 000 do 1 600 000 bodů při použití SONY ILCE-6000. Tyto DMT jednotlivých ploch byly dále vyhodnocovány a porovnávány mezi sebou.

Mezi hlavní dvě sledované veličiny patří drsnost půdního povrchu a konsolidace. Drsnost půdního povrchu je reprezentována jako směrodatná odchylka skutečné výšky terénu od průměrné výšky stejně, jako je tomu při výpočtu subfaktoru drsnosti v RUSLE. Konsolidace půdy je uvažována jako pokles průměrné výšky povrchu terénu na sledované ploše 1 × 1 m. Vzhledem ke stručnosti tohoto příspěvku zde prezentované výsledky sledují vývoj průměrné drsnosti a konsolidace ze všech pěti testovaných ploch z každého způsobu obdělávání A–D. V diplomových pracích studentů bylo porovnání provedeno i v rámci jednotlivých testovaných ploch 1–5.

Konsolidace půdy

Výsledky na obr. 3 ukazují průběh konsolidace během 1. série experimentu. Z grafu je patrné, že nejvyšších změn dosahují všechny testované plochy s příchodem prvních dešťů, tj. mezi dny 10–12 a následně mezi dny 17–22. Tento výrazný pokles je způsoben především vysokým úhrnem srážek, kdy za tuto dobu spadlo 50,8 mm z celkových 89,2 mm, tj. cca 57 % celkového úhrnu.

Obr. 3. Konsolidace půdy – experiment 1 [7]
Fig. 3. Soil consolidation – 1st stage [7]

Obrázek 4 zobrazuje průběh konsolidace během 2. série experimentu. Z grafu je opět patrný skokový pokles půdy po přívalovém dešti okolo 31. dne, kdy celkový úhrn dosáhl 48,4 mm/24 hod. Následně stejná situace se opakuje mezi 38.–42. dnem, kdy došlo k úhrnu 26,4 mm/24 hod.

Obr. 4. Konsolidace půdy – experiment 2 [7]
Fig. 4. Soil consolidation – 2nd stage [7]

Z hlediska porovnání ploch podle kultivace je zřejmé, že k nejvyšší změně dochází u půdy zpracované pomocí pluhu. To je způsobeno především hloubkou zpracování půdy (hloubka nakypření), která byla v obou sériích nejvyšší právě u plochy D a dosahovala přibližně 14 a 30 cm oproti např. ploše C, kde byly tyto hodnoty pouze 5 a 10 cm (viz tabulka 1). Dalším důležitým faktorem ovlivňující konsolidaci je velikost a tvar vytvořených půdních agregátů a s tím související množství pórů ve svrchní vrstvě půdy. U plochy D zkultivované pomocí pluhu je právě velikost těchto agregátů nejvyšší a s tím i prostorů, kam se můžou rozpadlé částice uvolnit, a tím snížit průměrnou výšku testované plochy.

Drsnost půdního povrchu

Obrázek 5 zobrazuje průběh drsnosti půdního povrchu během 1. série experimentu. Stejně jako v případě konsolidace i drsnost povrchu je významně ovlivňována srážkami, které způsobují rozpad půdních agregátů na menší shluky půdních částic. Největší změny jsou patrné opět kolem 10. a 20. dne. Z hlediska počátečních hodnot dosahuje nejvyšší drsnosti pole D zkultivované pomocí pluhu, který za sebou zanechává největší půdní agregáty s velmi rozmanitým tvarem.

 

Obr. 5. Drsnost půdy – experiment 1 [7]
Fig. 5. Soil roughness – 1st stage [7]

Stejná situace se opakuje i ve druhé sérii měření (obr. 6), kde k zásadní změně dochází opět okolo 31. dne, kdy došlo k velké srážkové události. Drobné odchylky je možné pozorovat i mezi 3.–10. dnem, kdy dochází k nepatrnému zvýšení drsnosti. To je podle autorů způsobeno použitím jiného fotoaparátu s vyšším rozlišením, tj. fotoaparátu SONY A-6000 s 24,3 Mpx namísto obvyklého fotoaparátu SONY NEX-5N s 16,1 Mpx, který v době několika experimentů nebyl z důvodu opravy k dispozici. Toto vyšší rozlišení fotoaparátu v důsledku vytvoří přibližně o 60 % více bodů (viz kapitola Vyhodnocení), čímž dojde k vyššímu rozlišení terénních nerovností, které se při menším rozlišení neprojeví, a tím pádem ke zvýšení hodnot drsnosti.

 

Obr. 6. Drsnost půdy – experiment 2 [6]
Fig. 6. Soil roughness – 2nd stage [6]

Srovnání jednotlivých ploch A–D mezi sebou se v jistém ohledu podobá výsledkům konsolidace. Nejvyšších hodnot dosahuje drsnost u plochy D, kde kultivace pomocí pluhu za sebou zanechává největší půdní agregáty. To do jisté míry souvisí i s největší hloubkou záběru. Z hlediska porovnání ostatních způsobů kultivace, nejvíce podobných výsledků je dosaženo u ploch A a C, tj. kultivace pomocí radličkového kypřiče a talířového podmítače. Použití rotavátoru u plochy B v obou případech za sebou zanechává nejhladší povrch s minimem nerovností.

Obr. 7. Viditelné změny povrchu půdy na začátku a konci 2. série experimentů
Fig. 7. Noticeable changes of soil surface between the beginning and the end of 2nd stage of experiments

Závěr

Výzkum vývoje povrchu holé půdy bez vegetace přinesl výsledky, které ukazují, jak se testovaná půda chová v závislosti na počáteční úpravě povrchu a přirozených vlivech. Výsledky ukazují, jak konkrétní úprava povrchu půdy může přispět k zadržení vody v krajině a omezení vodní eroze. Z tohoto pohledu je možné jako nejméně vhodné zpracování označit kultivaci pomocí rotavátoru (pole B), kdy vznikne drobtovitá struktura s velmi jemnými částicemi, naopak jako nejvhodnějším se jeví zpracování půdy pomocí pluhu (pole D), kde vzniklé půdní agregáty tvoří významné prohlubně a překážky.

Důležité je zmínit, že uvedené způsoby kultivace nejsou jedinými způsoby kultivace a často jsou mezi sebou provázány. To je příklad právě orby pomocí pluhu, po kterém běžně přichází na řadu úprava vláčením, při kterém se povrch přibližuje svými vlastnostmi povrchu upraveného např. pomocí rotavátoru.

Ze jmenovaných vnějších činitelů mají největší vliv na změnu vlastností povrchu půdy srážky, které způsobují největší změny z hlediska snižovaní drsnosti a tím i souvisejícím celkovým poklesem půdy. Rozsáhlejší příspěvek bude po doplnění o data rakouských kolegů z BAW­‑IKT publikován během roku 2017.

Poděkování

Tento výzkum byl podpořen projektem QJ1330118 – Monitoring erozního poškození půd a projevů eroze pomocí metod DPZ, projektem 7AMB14AT020 – Výzkum vlivu krajinné matrice na odtokový režim, erozní a transportní procesy a kvalitu půdy a projektem QJ1530181 – Stanovení aktuálních hodnot ochranného účinku vegetace za účelem kvantifikace a zefektivnění protierozní ochrany zemědělské půdy v České republice. Poděkování patří také doc. Ing. Milanu Kroulíkovi, Ph.D., a doc. Ing. Václavu Brantovi, Ph.D., z České zemědělské univerzity v Praze za poskytnutí a přípravu experimentálních ploch a kolegům Dipl.-Ing. Thomasi Bauerovi a Dipl.-Ing. Dr. Peteru Straussovi z BAW­IKT za participaci na metodice měření.

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

Souhrn

Prostřednictvím modelu WaTEM/SEDEM byla modelována erozní ohroženost obcí České republiky. V okolí ohrožených obcí bylo vyhledáno 130 000 kritických mikropovodí, která byla následně rozdělena do pěti kategorií podle míry hrozby vzniku intenzivního erozního odtoku. Modelování poskytlo rozsáhlou databázi téměř 130 tisíc mikropovodí s rizikovými uzávěrovými profily z hlediska produkce sedimentu, klasifikovanými do tříd jednak podle míry hrozby transportu sedimentu, jednak podle rizika vzniku škod v intravilánu obcí. Unikátní datová sada byla poté využita k analýze, jejímž cílem je odpovědět na následující otázky. Jak vypadá průměrné povodí produkující nebezpečné hodnoty smyvu? Které jsou klíčové parametry pro produkci splavenin a jejich transport plošným a soustředěným odtokem? Je možno spolehlivě identifikovat rizikový bod a zdrojovou plochu (dílčí povodí) pomocí jednoduchých metod na základě všeobecně dostupných parametrů? Analýza byla zaměřená na význam 11 faktorů popisujících využití území, morfologické a morfometrické charakteristiky povodí a půdní a srážkové charakteristiky z hlediska jejich vlivu na míru rizika vzniku erozního odtoku. Jako riziková se ukazují velká povodí konvergentního tvaru s výrazným sklonem v místech v okolí uzávěrového profilu.

Úvod

Eroze půdy a transport splavenin po přívalových srážkách jsou celosvětovým problémem, který má za následek narušení zdrojů v krajině (zhoršení kvality orné půdy a vodních zdrojů). Zároveň může způsobit rozsáhlé škody na infrastruktuře obcí a dokonce přímo ohrožovat životy jejich obyvatel [1]. Ve třetině členských států OECD je více než 20 % zemědělské půdy ohroženo střední až intenzivní erozí [2]. Na území České republiky je v důsledku kolektivizace a intenzifikace zemědělství erozí ohroženo nejméně 50 % zemědělské půdy [3]. Vodní toky jsou pak následně ohroženy transportem splavenin. To se projevuje nejen degradací zemědělské půdy, vodních toků a nádrží, ale také zanášením obcí a poškozením infrastruktury.

S cílem navrhnout koncepční postupy pro hodnocení a klasifikaci rizikových lokalit ohrožených erozí půdy a transportem splavenin byl v letech 2012–2015 řešen projekt s názvem Erozní smyv – zvýšené riziko ohrožení obyvatel a jakosti vody v souvislosti s očekávanou změnou klimatu (projekt Ministerstva vnitra ČR s číslem VG20122015092).

Stěžejní částí řešení projektu bylo určení kritických bodů na území celé České republiky, kde eroze půdy a transport splavenin ohrožuje objekty v obcích, sídelní infrastrukturu, vodní zdroje, vodní útvary využívané k rekreaci a další objekty vyžadující ochranu. A to vše jak pro současné podmínky, tak i pro podmínky očekávané změny klimatu. Výsledkem je soubor téměř 130 000 lokalit, které byly určeny jako potenciálně rizikové s různou mírou nebezpečí ohrožení erozními splaveninami. Po kalibraci na rozsáhlých modelových oblastech byl pro celé území ČR k výběru rizikových lokalit využit simulační model WaTEM/SEDEM.

Obr. 1. Riziko erozního smyvu v současných klimatických podmínkách bez aplikace opatření – výstup webové aplikace [4]
Fig. 1. Current erosion transport risk level – output from web application [4]
Obr. 2. Riziko erozního smyvu v současných klimatických podmínkách při trvalém zatravnění – výstup webové aplikace [4]
Fig. 2. Erosion transport risk level – arable land converted into grassland – output from web application [4]

Rizikové lokality i účinnost možných adaptačních opatření (obr. 12) jsou prezentovány formou mapového portálu a interaktivní webové aplikace [4] na stránkách Hydroekologického informačního systému VÚV TGM (http://www.heis.vuv.cz/).

Riziko vzniku intenzivního erozního odtoku je ovlivněno řadou faktorů. Hlavní z nich jsou zahrnuty v empirické metodě výpočtu erozního smyvu – Univerzální rovnicí ztráty půdy [5], která je rovněž základem zvoleného erozního modelu WaTEM/SEDEM [6]. Pro rozsáhlá území je však modelování časově náročné a získání vhodných datových podkladů může vyžadovat značné finanční prostředky. Proto byla s využitím výstupní databáze všech kritických bodů na území ČR následně provedena doplňující analýza, jejímž cílem bylo posoudit vliv jednotlivých vybraných charakteristik povodí na míru ohroženosti lokality a zjistit zda je možné určit parametry, které jsou klíčové pro produkci a transport splavenin.

Dále prokázat zda a jak spolehlivě je možné na základě všeobecně dostupných parametrů identifikovat rizikové povodí. Tento přístup pak může být využit pro zjednodušení postupu v rámci protierozní ochrany obcí. Lokality určené zjednodušeným postupem na základě kombinace vybraných rizikových charakteristik je možné následně modelovat s větší podrobností, než umožňuje generelní modelování rozsáhlých území.

Literární přehled

Chceme­­­‑li modelovat a následně vyhodnotit míru ohrožení dané lokality z hlediska intenzivního erozního odtoku, je možné využít některého z erozních a transportních modelů pro určení ztráty půdy, resp. intenzity eroze na pozemku nebo v řešeném povodí. Obecně lze modely rozdělit na empirické/statistické, konceptuální a fyzikální [7]. Jednotlivé modely se vzájemně liší požadovanou kvalitou a množstvím vstupů na jedné straně a výslednou kvalitou a reprezentativností poskytovaných výsledků na straně druhé.

Pro určení erozního rizika v rozsáhlých územích jsou nejčastěji využívány empirické modely založené na principu Univerzální rovnice ztráty půdy (USLE), která stanovuje dlouhodobou průměrnou ztrátu půdy v povodí způsobenou plošnou erozí [5, 8, 9]. Jedním z takových modelů je prostorově distribuovaný model WaTEM/SEDEM [6, 10, 11]. Ten poskytuje dostatečně přesný odhad intenzity eroze a transportovaného množství erodovaného materiálu na základě poměrně nízkého počtu vstupních dat [12]. Model byl v minulosti rovněž intenzivně testován a aplikován pro určování transportu splavenin a zanášení nádrží v podmínkách České republiky [13–16].

Míra hrozby intenzivního erozního odtoku v jednotlivých lokalitách je významně závislá na řadě faktorů [17], které mají vliv na průběh srážko­‑odtokové události. Tyto charakteristiky lze rozdělit do několika skupin – morfologické, morfometrické, využití území (přítomnost a stav vegetace) a klimatické (především kvalita půdy a charakteristika srážek).

Nejčastěji sledovanou morfologickou charakteristikou z hlediska vlivu na vznik a intenzitu eroze je sklon, který se ukazuje jako zásadní z hlediska přechodu od narušení půdního povrchu k transportu erodovaných částic po svahu dolů [18]. Velikost sklonu pozemku či povodí má velký význam z hlediska účinnosti některých protierozních opatření [19]. Sklon povodí je významně spjat s využitím území [20]. Pozemky s vyšším sklonem, které jsou náchylnější ke vzniku intenzivní eroze, jsou často využívány způsobem, který naopak riziko eroze snižuje (vegetační kryt s vyšším půdo­ochranným účinkem). Z tohoto důvodu pak může paradoxně docházek k větším erozním škodám na pozemcích, kde není sklon příliš vysoký. V takovém případě roste vliv délky svahu a morfologie území.

Pro popis průběhu srážko­‑odtokových, erozních a transportních procesů v zájmovém území jsou významné morfometrické parametry. Z nich pak především tvar povodí a převažující tvar svahů (konvergentní/divergentní, konvexní/konkávní). Vliv tvaru povodí vyjádřený specifickou šířkou povodí (plocha/délka povodí), planární křivostí (vyjadřující konvergenci/divergenci svahu), profilovou křivostí (vyjadřující konvexnost/konkávnost svahu), indexy vyjadřující hydrologické chování povodí a náchylnost na erozi a další morfometrické parametry na riziko a formu erozní události jsou posuzovány v řadě studií [21–26].

Využití území i způsob hospodaření hraje z hlediska ochrany před intenzivním erozním odtokem významnou roli. Během sledování vzniku povrchového odtoku v důsledků reálných srážek byl zjištěn přímý vztah mezi vegetačním krytem a objemem povrchového odtoku. Při zvýšení vegetačního krytu dojde ke snížení odtoku i transportovaného materiálu. Významný vliv přítomnosti a stavu vegetace na intenzitu eroze byl prokázán i v České republice v rámci experimentálního výzkumu [27].

Morfologické a morfometrické parametry, přítomnost a stav vegetace spolu s půdními vlastnostmi, intenzitou a četností srážek významně ovlivňují vznik a průběh srážko­‑odtokových a následně erozních epizod. Jednotlivé charakteristiky a vlastnosti povodí se vzájemně ovlivňují a spoluurčují výslednou míru ohroženosti dané lokality z hlediska vzniku intenzivního erozního odtoku.

Metodika

WaTEM/SEDEM

WaTEM/SEDEM je erozní a transportní model, který je postavený na základu Revidovaná univerzální rovnice ztráty půdy (RUSLE) [8].

kdeAjeprůměrná ztráta půdy [t·ha-1· rok-1],
faktor erozní účinnosti deštěm [MJ·ha-1·cm·h-1],
faktor erodibility půdy [t·h·MJ-1·cm-1],
LStopografický faktor [-],
Cochranný účinek vegetace [-],
faktor protierozních opatření [-].

Model využívá tzv. Multiple Flow algoritmus dělení odtoku [9]. Byla využita část modelu, která provádí distribuovaný výpočet ztráty půdy a transportu sedimentu (bez využití transportu sedimentu říční sítí nebo akumulace ve vodních nádržích). Říční síť a vodní nádrže byly do výpočtu zahrnuty v rámci využití území jako plocha, která negeneruje povrchový odtok ani erozní smyv, naopak erozní odtok vstupující do těchto ploch je zde ukončen a nepropaguje se dále do plochy povodí.

Model na rozdíl od GIS přístupu výpočtu pomocí RUSLE počítá v každém elementu transportní kapacitu (TC) a na jejím základě eroduje nebo sedimentuje v daném území.

kde Tjetransportní kapacita [t·ha-1·m-1],
KTCkoeficient transportní kapacity [m],
Eprill potenciál vzniku rýhové eroze [t·ha-1·rok-1].

 

Datové podklady

Datové podklady pro výpočet vychází z požadavků výpočetního modelu (RUSLE jako součást modelu WaTEM/SEDEM). Data byla využita k zjištění následujících charakteristik.

Distribuované hodnoty R faktoru v rozlišení 1 km pro modelované území byly odvozeny Hanelem [28]. Mapa R faktoru byla vypočtena podle původní Wischmeierovy metodiky zpracováním ombrometrických dat z 96 měrných stanic pro časové období 1989–2003. Byly vybrány srážkové události přesahující úhrn 12,5 mm, které zároveň dosahují maximální intensity vyšší než 6 mm za 10 minut. Pro určení kinetické energie srážky byla využita novější metoda [29]. Průměrná hodnota R faktoru v České republice je 64 [MJ·ha-1·cm·h-1]. Data týkající se využití území vychází z dat Základní báze geografických dat České republiky (ZABAGED) v kombinaci s daty Veřejného registru půdy (LPIS, měřítko 1 : 10 000). Řešené území bylo rozděleno do základních kategorií využití území (orná půda, trvale travnatý porost, les atd.). Byly uvažovány obvyklé hodnoty C faktoru v České republice pro jednotlivé kategorie landuse [30]. Hodnota C faktoru pro ornou půdu byla určena jako průměrná hodnota podle osevního postupu [31] v každém okrese ČR v období 1995–2001. Digitální model terénu (DMT), který vznikl interpolací z vrstevnic (výškový krok 2 m, 1 : 10 000) byl využit pro odvození LS faktoru. Bezodtoková místa byla ošetřena v rámci programu ArcGIS. Výsledný DMT má rozlišení 10 m. Hodnoty K faktoru byly určeny podle národní metodiky [32]. Vstupními podklady byly mapy bonitovaných půdně ekologických jednotek (BPEJ, 1 : 5 000). Všechny datové vstupy pro výpočetní model WaTEM/SEDEM byly převedeny do rastrového formátu Idrisi (.rst) s rozlišením 10 m, které odpovídá rozlišení DMT.

Kritické body, určení kategorie hrozby

V rámci projektu, jehož cílem bylo určit míru ohroženosti intravilánu obcí intenzivním erozním odtokem, byly na území České republiky určeny tzv. kritické body – místa na okraji intravilánu obcí, kde lze očekávat vstup významného množství erozního odtoku spojeného s transportem erozních splavenin do obce.

Pomocí modelu WaTEM/SEDEM byla modelována eroze a transport sedimentu na celém území České republiky. Cílem bylo na základě výstupů z modelu jednotlivým kritickým bodům, resp. jejich povodím přiřadit významnost hrozby transportu sedimentu do intravilánu.

Pro správné nastavení hranic pěti kategorií hrozby (množství erozních splavenin vstupujících do intravilánu) byla vybrána tři testovací povodí, ve kterých bylo provedeno terénní šetření, během kterého byla kritickým povodím přiřazena skutečná kategorie hrozby (1–5) z hlediska erozního odtoku. Výsledky tohoto šetření byly konfrontovány s vypočtenými charakteristikami kritických povodí za účelem nalezení vhodného parametru pro rozdělení kritických povodí do kategorií hrozby.

Jako nejvhodnější pro popis hrozby transportu erozních splavenin fluviálním odtokem do intravilánu byl vybrán parametr Inflow (celkové množství sedimentu vstupující do zóny v okruhu 100 m od kritického bodu [t.rok-1]).

Tabulka 1. Hodnoty parametru Inflow a počet bodů pro jednotlivé kategorie hrozby
Table 1. Number of critical watersheds in five threat categories

Předpokládané rozložení pěti kategorií míry hrozby transportu sedimentu v databázi všech KB není rovnoměrné. Kritické body zařazené do nejvyšší kategorie 5, resp. kategorie 4 se objevují s výrazně nižší četností než body v kategorii 1, do které jsou zařazeny body s velmi malou mírou rizika. Vzhledem k log‑normálnímu rozložení hodnot Inflow a požadovanému logaritmickému průběhu počtu povodí v jednotlivých kategoriích hrozby byly nastaveny hraniční hodnoty pro jednotlivé kategorie (tabulka 1).

Posuzované charakteristiky povodí

Pro určení vlivu na riziko daného povodí z hlediska generování odtoku vody se sedimentem byla posuzována následující kritéria:

  • Vlastnosti půdy jsou popsány pomocí K faktoru [t·h·MJ-1·cm-1]. Pro stanovení hodnot K faktoru byly využity mapy BPEJ v měřítku 1 : 5 000, ze kterých byly hodnoty K faktoru stanoveny [32].
  • Charakteristiky srážek v lokalitě jsou pro analýzu vyjádřeny pomocí R faktoru [MJ·ha-1·cm·h-1]. Průměrná roční hodnota R faktoru pro každou lokalitu byla odvozena z mapy dlouhodobého R faktoru v České republice [28].
  • Využití území ve studovaných povodích. Využití území bylo popsáno podílem orné půdy, lesa a trvale travnatých ploch v těchto povodích.
  • Morfologické charakteristiky povodí byly do analýzy zahrnuty prostřednictvím hodnot průměrného sklonu povodí [%] a plochy povodí [ha].
  • Z morfometrických charakteristik byla analyzována: specifická šířka povodí [m] – podíl plochy povodí a nejdelší odtokové dráhy, profilová křivost (ve směru maximálního sklonu) – Curveprofile a planární křivost (kolmo na směr maximálního sklonu) – Curveplane [33].
  • Dále byl uvažován hydrologický index SPI (Stream Power Index [m·rad]), který vyjadřuje erozní potenciál povrchového odtoku. Index, který zohledňuje sklon v daném místě povodí a odtokovou plochu, která tomuto místu odpovídá [34].

Charakteristiky, které nejvíce ovlivňují generování povrchového odtoku v povodí, je možné popsat řadou dalších kritérií, která často přesněji popisují sledovanou charakteristiku (např. osevní postup na jednotlivých pozemcích, půdní typ apod.). Studie je však zaměřena na možnost posouzení míry hrozby vzniku intenzivního odtoku pomocí běžně dostupných dat. Z tohoto důvodu byly sledované charakteristiky voleny tak, aby bylo možné je snadno získat a následně vyhodnotit pro řadu povodí různé velikosti.

Princip statistického zhodnocení vztahu mezi Inflow a charakteristikami povodí

Nejprve byla provedena jednoduchá korelační analýza vyjadřující vztah mezi sledovanou hodnotou Inflow (vyjadřující míru hrozby intenzivního erozního odtoku) a analyzovanými charakteristikami kritických povodí. Na základě výsledků jednoduché korelační analýzy byla provedena vícekriteriální analýza. Cílem vícekriteriální analýzy bylo analyzovat vzájemný vztah charakteristik kritických povodí a zjednodušit popis povodí nahrazením 11 charakteristik nižším počtem tzv. hlavních komponent. Pro toto posouzení byla využita Analýza hlavních komponent (PCA), která je jednou z nejstarších a nejvíce používaných metod vícerozměrné analýzy dat [35]. Tato metoda převádí proměnné (charakteristiky kritických povodí) na hlavní komponenty, které jsou lineární kombinací původních proměnných s cílem zjednodušení popisu – snížení počtu proměnných. S využitím pěti komponent (z původního počtu 11 proměnných) je zajištěno vysvětlení 75% variability původních dat. Následně byl testován vztah těchto komponent k hodnotám Inflow, aby bylo možné vyjádřit, které charakteristiky povodí jsou z hlediska hrozby intenzivní eroze významné. Ke statistickým analýzám byl využit software R [36].

Tabulka 2. Korelační koeficienty mezi charakteristikami a hodnotou Inflow
Table 2. Correlation coefficients between catchment characteristics and Inflow

Výsledky

Jednoduchá korelační analýza

Nejprve byla analyzována jednoduchá závislost hodnot Inflow na jednotlivých analyzovaných proměnných. Z výsledků korelační analýzy (tabulka 2) nebylo možno vypozorovat významnou závislost hodnot Inflow na jednom vybraném parametru (střední závislost, R ≥ 0,4). Tato skutečnost je dána komplexností fenoménu intenzivních srážko­‑odtokových a erozních událostí. Riziko erozní a transportní události je ovlivněno řadou faktorů, které jsou vzájemně propojeny. Reálně je vždy třeba řešit jednotlivé lokality individuálně a s ohledem na komplexní přístup.

Tabulka 3. Průměrné hodnoty sledovaných parametrů pro jednotlivé kategorie hrozby
Table 3. Average values of the analyzed characteristics in the five threat categories

Průměrné hodnoty parametrů (především zastoupení orné půdy, SPI, plocha povodí) pro všechny KB v jednotlivých kategoriích hrozby se více či méně odlišují. Z tabulky 3 je zřejmá významná změna v zastoupení základních kategorií využití území. S rostoucí kategorií hrozby roste podíl orné půdy a naopak klesá zastoupení trvale travnatých porostů. Podíl zastoupení lesa se výrazně nemění, resp. mírně klesá. Zároveň dochází s rostoucí kategorií rizika k mírnému nárůstu průměrného sklonu, specifické šířky povodí a značnému nárůstu plochy řešených povodí. Zásadním způsobem se zvyšuje hodnota hydrologického koeficientu SPI (průměrná hodnota pro povodí kategorie 5 je téměř čtyřnásobná než je tomu u kategorie 1). Hodnoty ostatních sledovaných proměnných se pro kategorie rizika mění málo.

Tabulka 4. Podíl variability vysvětlený jednotlivými komponentami
Table 4. The variability proportion explained by components (PC1–PC11)

Na základě analýzy datové sady téměř 130 000 lokality lze předpokládat, že vyšší míra hrozby intenzivního erozního odtoku bude u povodí, kde je kombinován vysoký podíl orné půdy, vyšší sklon povodí a jeho specifická šířka s velkou plochou povodí a vysokou hodnotou koeficientu SPI. Pro ověření tohoto předpokladu byla provedena vícekriteriální analýza.

Analýza hlavních komponent

Výsledky PCA analýzy pro kompletní datovou řadu jsou znázorněny v tabulce 4. Z tabulky je zřejmé, že provázanost analyzovaných charakteristik a jejich vztah k navrženým komponentám je poměrně komplikovaný. Vysvětlující podíl prvních dvou komponent je poměrně nízký (PC1 24 %, PC2 16 %). Pro další analýzy bylo uvažováno prvních pět komponent, které vysvětlují 75 % variability 11 analyzovaných.

Z výsledků analýzy hlavních komponent (tabulka 5) je zřejmé, že první komponenta PC1 pozitivně koreluje se sklonem, zastoupením lesní plochy a hydrologickým koeficientem SPI v povodí. Naopak význam zastoupení orné půdy je ve vztahu k PC1 opačný. Komponenta PC1 může být popsána jako komponenta „využití území a sklonu“. Komponenta PC2 pozitivně koreluje s plochou a specifickou šířkou povodí a stejně jako PC1 s hodnotou hydrologického koeficientu SPI. Rovněž s hodnota K faktoru vykazuje pozitivní korelaci k PC2, naopak podíl zastoupení trvale travnatého porostu koreluje s PC2 negativně. Komponenta PC2 je komponentou morfologických a morfometrických vlastností povodí. Třetí komponenta koreluje pozitivně s plochou povodí, specifickou šířkou a zastoupením trvale travnatých porostů, negativně s hodnotou K faktoru. Čtvrtá komponenta PC4 je komponentou křivosti, protože vykazuje významnou pozitivní korelaci s hodnotou planární i profilové křivosti. Komponenta PC5 koreluje pouze s hodnotou R faktoru a je proto nazývána komponentou erozní účinnosti deště.

Tabulka 5. Korelační koeficienty sledovaných charakteristik k 5 komponentám
Table 5. Correlation coefficients between the characteristics and components PC1–PC5

 

Vztah hlavních komponent a Inflow

Pro určení významu jednotlivých komponent a tím nepřímo i zkoumaných charakteristik ve vztahu k hodnotě Inflow, byl stanoven korelační koeficient mezi hodnotami komponent (PC1 až PC5) a hodnotou Inflow. Výsledné korelační koeficienty uvedené v tabulce 5 ukazují, že nejvýznamnější vzhledem k Inflow je druhá komponenta PC2 (R = 0,28), dále pak pátá komponenta PC5 (R = 0,17). Výrazně nižší význam vzhledem k Inflow mají první a třetí komponenta (PC1, PC3) s hodnotou korelačního koeficientu 0,05, resp. 0,07. Mezi čtvrtou komponentou PC4 a Inflow je korelace nulová.

Výsledky analýzy hlavních komponent spolu s hodnotami korelačních koeficientů mezi hodnotami hlavních komponent a Inflow (tabulka 6) ukazují, že největší význam z hlediska hrozby intenzivní eroze a erozního odtoku má komponenta PC2. Na základě hodnot korelací lze tedy předpokládat, že u povodí s morfologickými a morfometrickými vlastnostmi, které jsou z hlediska erozních vlastností nevhodné (velká plocha a sklon povodí, nevhodný tvar povodí), v kombinaci s malým zastoupením trvale travnatých ploch a špatných půdních vlastností z hlediska její eroze (vše PC2), případně rostoucí účinností srážek (PC5), bude větší riziko hrozby intenzivního erozního odtoku. Výsledky analýzy zároveň ukazují na značnou provázanost jednotlivých parametrů. Z tohoto důvodu není možné jednoduše definovat hraniční hodnoty jednotlivých parametrů, které zvyšují míru hrozby.

Příklady ohrožených lokalit

Výsledky analýzy ukazují na velkou variabilitu kombinací vlastností povodí, které způsobují riziko vzniku erozního odtoku v těchto lokalitách. Pro dokumentaci této variability byly vybrány tři lokality, které byly zároveň podrobeny terénnímu šetření. Vybrané lokality (stupeň hrozby 3–4) se odlišují svými vlastnostmi i kombinací charakteristik, které vedou k eroznímu ohrožení. Dále jsou na příkladu tří povodí dokumentovány možné chyby vzniklé během určování hrozny intenzivního erozního odtoku.

Tabulka 6. Korelační koeficienty mezi komponentami a hodnotou Inflow
Table 6. Correlation coefficients between components and Inflow
  • Model podhodnocuje míru hrozby

V povodí (obr. 3) nedaleko obce Chlístovice (okres Kutná Hora, Středočeský kraj) je podle výpočetního modelu riziko hrozby vzniku intenzivního erozního odtoku na stupni 3 – střední. Podle statistického zhodnocení jsou rozhodujícími charakteristikami této lokality relativně velká rozloha povodí (56 ha), vysoké zastoupení orné půdy (99,4 %), nevhodný tvar povodí (specifická šířka povodí je 19,7 m) a vyšší erodobilita půdy (K faktor = 0,6 t·h·MJ-1·cm-1).

V rámci terénního šetření byla lokalita označena jako vysoce riziková (úroveň rizika 4–5). Důvodem tohoto zařazení je především nevhodný tvar povodí – dlouhý konvergentní svah. V lokalitě byly zaznamenány intenzivní erozní a odtokové události (podle informací místních obyvatel). Tuto skutečnost dokumentuje také budování záchytných příkopů (obr. 4).

 

Obr. 3. Větší povodí s vysokým zastoupením orné půdy
Fig. 3. Large catchment with high proportion of arable land
Obr. 4. Ochranný příkop nad obcí Chlístovice
Fig. 4. Ditch for protection of Chlístovice
  • Model je ve shodě s terénním průzkumem

V povodí (obr. 5) u obce Opatovice (okres Kutná Hora, Středočeský kraj) je podle výpočetního modelu riziko hrozby intenzivního erozního odtoku na úrovni 5 – velmi vysoké. Podle statistické analýzy je hlavní charakteristikou, která zvyšuje míru rizika v lokalitě morfometrie povodí, konkrétně koeficient SPI (2 100 m·rad). Vysoká míra hrozby intenzivního erozního odtoku zde vzniká i přes relativně malou plochu povodí (9,2 ha) a 30 % zastoupení travnatých porostů.

Rovněž v rámci terénního průzkumu byla lokalita označena jako vysoce riziková (stupeň hrozby 4–5). Jako problematické bylo během terénního šetření označeno především umístění budov přímo do údolnice.

Obr. 5. Povodí nad obcí Opatovice
Fig. 5. Catchment flows into Opatovice
  • Nedostatky v datových podkladech a definici intravilánu

Jedná se o středně velké povodí vějířovitého tvaru nedaleko obce Černíny (okres Kutná Hora, Středočeský kraj), které je z velké části zalesněno (obr. 6). Výpočetní model stanovil míru hrozby intenzivní eroze na úrovni 3 – střední. Rozhodujícími vlastnostmi jsou zde především morfologické a morfometrické vlastnosti povodí (plocha 130 ha, specifická šířka 20 m) v kombinaci s lesním porostem, který nemá z hlediska protierozní ochrany jednoznačný efekt. V důsledku těchto charakteristik stanovuje model střední míru hrozby i přes velmi malý sklon povodí.

Tato lokalita byla v rámci terénního průzkumu vyhodnocena jako neohrožená lokalita. V místě uzávěrového profilu nebyla oproti datové nalezena obytná budova. Z tohoto důvodu povodí nespadá mezi lokality, které jsou v rámci projektu i následné analýzy vyhodnocovány.

Diskuse

Rozsáhlý soubor téměř 130 000 lokalit, pro které byl pomocí erozního modelu WaTEM/SEDEM stanoven průměrný roční erozní odtok, byl využit pro analýzu vlivu vybraných charakteristik těchto lokalit na míru rizika vzniku intenzivního erozního odtoku.

V rámci analýzy bylo vybráno 11 parametrů, které mají vliv na erozně transportní chování povodí. Vzhledem k cíli práce byl vyhledán, stanoven a následně analyzován vliv faktorů, které je možné získat na základě běžně dostupných dat a informací o lokalitách. Parametry je možné rozdělit na: využití území (podíl zastoupení základních kategorií využití území), morfologické parametry (průměrný sklon, plocha povodí), morfometrické parametry (tvar povodí, tvar jednotlivých svahů), charakteristiku půdy a srážek v lokalitě.

Obr. 6. Velké, rovinaté povodí s lesním porostem nad obcí Černíny
Fig. 6. Large, flat, forest basin above Černíny

V rámci jednoduché korelační analýzy nebyla zjištěna významná závislost parametru Inflow na žádné ze sledovaných charakteristik. Hodnoty korelačního koeficientu mezi jednotlivými parametry a Inflow mají značný rozptyl. Maximální hodnota (R = 0,3) byla zjištěna pro hydrologický koeficient SPI, který spojuje specifickou odtokovou plochu a sklon v povodí. Rovněž korelace mezi parametry navzájem jsou velmi proměnlivé. Z korelační matice je zřejmá slabá závislost (R = 0,24) mezi hodnotami R faktoru (resp. intenzitou a četností erozně významných srážek) a sklonem povodí. Tato skutečnost odpovídá podmínkám České republiky – vyšší nadmořské výšky (horské a podhorské oblasti) jsou charakteristické většími průměrnými sklony pozemků a zároveň vyšší hodnotou R faktoru. Další významný vztah je mezi sklonem povodí a zastoupením jednotlivých kategorií využití území, především orné půdy a lesa. I tyto korelace (R = – 0,57, resp. 0,57) jsou ve shodě s podmínkami České republiky. Orná půda se vyskytuje především v rovinatých a mírně sklonitých územích převážně ve vnitrozemí. S rostoucí nadmořskou výškou roste zastoupení travnatých porostů a lesních ploch.

Sledujeme­­­‑li průměrné hodnoty charakteristik pro jednotlivé kategorie rizika, je možné vypozorovat nárůst nebo naopak pokles průměrných hodnot vybraných charakteristik. Dochází k nárůstu zastoupení orné půdy, roste průměrný sklon povodí a výrazně roste průměrná hodnota koeficientu SPI. Právě nárůst průměrné hodnoty je nejvýraznější, průměrná hodnota SPI v kategorii 5 je 6 000, což je 4× vyšší než průměrná hodnota v kategorii 1.

Výsledky následné vícekriteriální analýzy metodou hlavních komponent (PCA) opět poukazují na to, že riziko vzniku intenzivního erozního odtoku v dané lokalitě vzniká souhrou řady faktorů. Jedenáct sledovaných charakteristik povodí je v rámci PCA analýzy transformováno na 11 komponent. Vysvětlující podíly jednotlivých komponent jsou nízké (PC1 24 %, PC2 16 %). K vysvětlení 75 % variability dat je třeba uvažovat pět komponent, dvě hlavní komponenty (PC1 a PC2) dohromady vysvětlují jen 40 % variability.

Uvažujeme­­­‑li, že komponenta vysvětluje ty charakteristiky, k nimž má korelační koeficient R > 0,4, je zřejmé, že komponenty PC1, PC2 a PC3 mají vztah k řadě charakteristik, komponenta PC4 vysvětluje křivost povodí a PC5 má vztah k srážkovým charakteristikám (tabulka 4). Všechny sledované charakteristiky jsou významné pro některou z pěti komponent vysvětlujících 75 % variability dat.

Nejvíce vysvětlující je koeficient SPI, který vykazuje vysokou míru korelace s prvními dvěma hlavními komponentami (PC1 a PC2). Naopak nejasný je význam kvality půdy (K faktoru) a podílu zastoupení trvale travnatého porostu, které vykazují významnou korelaci (R > 0,4) k dvěma komponentám PC2 a PC3, ale s opačným znaménkem (pozitivní/negativní korelace).

Pro zjištění míry významnosti jednotlivých charakteristik na míru ohrožení intenzivní erozním odtokem byla zjištěna korelace hodnot pěti významných komponent k hodnotě Inflow, která míru rizika vyjadřuje (tabulka 5). Korelační koeficienty všech pěti sledovaných komponent s hodnotami Inflow jsou poměrně nízké, což opět dokumentuje, že erozní riziko závisí na řadě faktorů. Tato analýza ukazuje nulový vztah hodnot Inflow ke komponentě PC4, což vyjadřuje nízký význam hodnot průměrné křivosti povodí na míru hrozby vzniku intenzivního erozního odtoku. Velmi nízkých korelací bylo dosaženo také v případě komponenty PC3 (R = 0,05) a PC1 (R = 0,07). Jako relativně významná se ukazuje především komponenta PC2 (R = 0,28) a PC5 (R = 0,17). V důsledku malého R pro PC3 a naopak relativně vysokého R pro PC2 lze konstatovat, že kvalita půdy (hodnota K faktoru) koreluje s Inflow pozitivně a naopak zastoupení travnatých porostů vykazuje s Inflow negativní korelaci.

Z kombinace analýzy hlavních komponent v kombinaci s korelací komponent s hodnotami Inflow vyplývá, že nejvýznamnějšími vlastnostmi povodí z hlediska míry rizika vzniku intenzivní eroze jsou morfometrické charakteristiky (tvar povodí vyjádřený specifickou šířkou a sklon v různých částech svahu vyjádřený koeficientem SPI), plocha povodí kvalita půdy a zastoupení travnatých ploch. Významný vliv má rovněž charakteristika srážek. V řadě prací se jeví právě intenzita srážky jako faktor, který má vliv na množství odtoku [19], průběh erozní události a intenzitu transportu erodovaného materiálu [18], ale i vlastnosti vzniklého odtoku a jeho erozní potenciál [37].

Jako méně významné se ukazuje využití území, resp. podíl zastoupení orné půdy a lesních porostů. Landuse obecně má zcela zásadní vliv na erozně transportní chování v lokalitě [1]. Využití území je však významně svázáno s dalšími charakteristikami (sklon, kvalita půdy, způsob obhospodařování apod.), které mohou obecně popsané chování jednotlivých kategorií zcela zásadně ovlivnit. Příkladem je studie [20], ve které byla dokumentována vysoká intenzita eroze na pozemcích s křovinami a zahradami. Důvodem je výskyt těchto kategorií na výrazně sklonitých svazích a v případě zahrad pak jejich nevhodné intenzivní obhospodařování. Zároveň nebyl prokázán významný vliv sklonu na velikost rizika eroze. Existuje řada studií, které prokazují přímý vliv sklonu svahu na intenzitu eroze [18, 37]. Stejně jako je tomu u využití území, je vliv sklonu ovlivněn (pozitivně i negativně) dalšími parametry. Výrazně vysoké sklony svahů jsou často kombinovány s ochranným faktorem vegetace a největší podíl eroze je pak generován na středně sklonitých pozemcích [20]. Z analýzy plyne, že sklon v povodí ovlivňuje riziko eroze především v kombinaci s velikostí odtokové plochy prostřednictvím koeficientu SPI.

Prezentované analýzy poukazují na skutečnost, že míra hrozby vzniku intenzivního erozního odtoku je ovlivněna řadou charakteristik povodí, které vzájemnou interakcí výslednou míru hrozby determinují. Lze vypozorovat vzájemné souvislosti mezi vybranými vlastnostmi povodí a výslednou mírou hrozby. Variabilita kombinací těchto vlastností je však natolik veliká, že predikce výsledné míry hrozby pouze na základě těchto vlastností je značně komplikovaná a může vést k nepřesným výsledkům. Stejné nepřesnosti můžeme ale často pozorovat i u výsledků matematických modelů popisujících srážko­‑odtokové a erozní události. Příklad nesouladu modelované míry hrozby a reálné situace in­situ je uveden v předcházející kapitole. Důvodem vzniku těchto chyb může být například využití obecného erozního modelu bez validace na konkrétní podmínky v lokalitě (příklad povodí Chlístovice). Nedostatečná kvalita datových podkladů pro model a chyby v těchto podkladech mohou rovněž značně ovlivňovat kvalitu jeho výstupů (příklad lokalita Černíny).

Pro kvalitní popis hrozby vzniku erozního odtoku a následně ohrožení intravilánu obcí těmito událostmi je třeba vždy postupovat velmi obezřetně. Analýzy obecných vlastností lokality je možné využít pro její obecné zařazení mezi místa podezřelá z hlediska erozní hrozby. Následné využití matematického modelu je dobrým nástrojem pro podrobnější definování míry hrozby a rozdělení souboru lokalit do kategorií podle úrovně hrozby. Pro kvalitní posouzení míry hrozby v konkrétních lokalitách a případný návrh možné ochrany těchto míst je vždy třeba provést místní šetření, které ověří správnost výsledků modelu a kvalitu datových podkladů.

Závěr

Průměrné povodí produkující nebezpečné hodnoty smyvu je povodí s velkou plochou, vějířovitého tvaru s vysokým sklonem ve spodních částech povodí, nízkým zastoupením TTP. Významnou roli hraje také vysoká erodibilita půdy a výskyt intenzivních srážkových událostí.

Z hlediska produkce a transportu splavenin jsou klíčové morfometrické vlastnosti (tvar povodí a sklonové poměry především v blízkosti uzávěrového profilu povodí), velikost povodí a využití území a kvalita půdy a její náchylnost k erozi.

Pomocí jednoduché analýzy lokality na základě všeobecně dostupných dat (digitální model terénu, půdní data, informace o srážkových událostech) není možné spolehlivě určit míru hrozby vzniku intenzivního erozního odtoku s přesností, které je dosaženo matematickým modelováním. Tyto jednoduché analýzy jsou vhodným nástrojem pro vytipování menších lokalit, které jsou podezřelé z hlediska vzniku intenzivní eroze a transportu splavenin jako podklad pro následnou aplikaci podrobnějšího výpočetního modelu.

Poděkování

Tento příspěvek byl podpořen projekty SGS14/180/OHK1/3T/11 Srážko­odtokové, erozní a transportní procesy – experimentální výzkum, NAZV QJ1330118 Monitoring erozního poškození půd a projevů eroze pomocí metod DPZ a VG20122015092 – Erozní smyv – zvýšené riziko ohrožení obyvatel a jakosti vody v souvislosti s očekávanou změnou klimatu. Metodicky byly využity i výsledky projektu QJ1230056 Vliv očekávaných klimatických změn na půdy ČR a hodnocení jejich produkční funkce.

Autoři článku by rádi poděkovali všem partnerům, kteří se podíleli na řeše