Hydraulika, hydrologie a hydrogeologie

Využití monitoringu viru SARS-CoV-2 v odpadních vodách z ČOV různých kategorií pro sledování vývoje epidemické situace v ČR

Princip diagnostiky odpadních vod je vhodným doplňkovým přístupem, který může pomoci neinvazivním způsobem získat epidemiologické informace o velké části populace. Průběh pandemického rozšíření nového koronaviru (SARS-CoV-2) vykazuje od roku 2020 cyklický průběh po sobě následujících vln šíření onemocnění covid-19. Pro tento model se jako velmi efektivní přístup nabízí systematická detekce výskytu jejího původce v odpadních vodách.

Detekcia výmoľovej erózie metódou globálnych navigačných satelitných systémov v lokalite Myjava – Turá Lúka

V rámci príspevku sú prezentované čiastkové výsledky štúdie zameranej na monitorovanie erózneho výmoľa v povodí vodného toku Myjava, ktorá preukázala dynamiku zmien a vývoja erózneho výmoľa v lokalite Turá Lúka, a to pomocou rôznych mapovacích techník použitých od  roku 2014 až doposiaľ.

Změny srážek a odtoků na povodích v ČR v období intenzivního oteplování

Základní meteorologické veličiny, které ovlivňují hydrologický režim, jsou atmosférické srážky a teplota vzduchu. Obě kolísají nejen krátkodobě a v ročním cyklu, ale i dlouhodobě. Dlouhodobé změny obou těchto veličin mají charakter periodického kolísání kolem středních hodnot. V případě teploty vzduchu se na území České republiky přibližně od roku 1980 projevuje její systematické zvyšování. Předložený článek přináší informace o tom, jak kolísání klimatu, jež tuto změnu přináší, ovlivňuje režim srážek a odtoku na našem území.

V první části studie jsme využili dlouhodobých pozorování průtoků Labe v Děčíně od roku 1851 a srážek na jeho povodí a porovnali změny srážek a odtoku z období po roce 1980 s extrémy kolísání v předcházejícím období. Kolísání čtyřicetiletých klouzavých průměrů ročních a sezonních srážek a ročních a sezonních odtoků s výjimkou vzestupu zimních odtoků nevybočilo z rozmezí, v němž kolísaly v období 1851–1980.

V další práci jsme se zaměřili na posouzení možných změn srážek a odtoku v období oteplování v sedmi větších povodích z různých oblastí ČR. V období 1981–2019 v porovnání s předcházejícím obdobím 1961–1980 se průměry ročních srážek ve čtyřech povodích zvětšily o 2 % až 4 %, na povodí Ohře o 7,5 %. V povodí Labe nad Vltavou cca o 1 % a v povodí Odry o 3 % průměry ročních srážek klesly. Na zvětšení ročních srážek se podílely zejména vzestupy srážek v zimních a podzimních měsících, ve třech povodích nastaly znatelné poklesy jarních, ve dvou povodích letních srážek. Průměrné průtoky v období 1981–2019 byly ve všech porovnávaných vodoměrných stanicích menší než v období 1961–1980, v relativním měřítku až o 17 % ve stanici Bohumín na Odře, nejméně o cca 2 % v Lounech na Ohři.

Při porovnání výsledků pro Sázavu, Lužnici, Berounku a Ohři shledáme, že směrem od východu na západ se poklesy z hodnot mírně převyšujících 10 % mění až na prakticky nezměněný průtok Ohře.

Výskyt pesticidních látek v řece Punkvě

Moravský kras je nejrozsáhlejším a nejvíce zkrasovělým územím České republiky a jako takový patří mezi chráněné krajinné oblasti (CHKO). Krasová oblast zaujímá pruh devonských vápenců severně od Brna. Severní část Moravského krasu je odvodňována řekou Punkvou a jejími zdrojnicemi. Nachází se zde jeskynní systém Amatérské jeskyně, který s navazujícími jeskyněmi měří více než 40 km, což jej řadí k nejrozsáhlejším jeskynním systémům ve střední Evropě.

Navzdory přísným ochranářským opatřením, jež platí na územích CHKO, byla v nedávné době v řece Punkvě a jejím povodí odhalena přítomnost znečišťujících a potenciálně rizikových látek. Zdroje tohoto znečištění se vyskytují jednak přímo na území CHKO Moravský kras, jednak v jeho povodí, a souvisejí s antropogenními aktivitami a využíváním krajiny. Článek je zaměřen na výskyt pesti
cidů – zejména triazinových a azolových a jejich polárních metabolitů. V roce 2020 byl na sledované lokalitě nalezen nový významný kontaminant, společný relevantní metabolit azolových pesticidů, 1,2,4-triazol. Tyto látky mohou mít fatální účinky nejen na endemické organismy, jež v Moravském krasu žijí, ale mohou také ohrozit lidské zdraví, jelikož zdejší podzemní vody jsou využívány jako zdroj pitné vody. Díky provedeným studiím se podařilo rozšířit ochranné zóny okolo jeskynního systému, a snížit tak negativní dopady zemědělské činnosti na zájmovém území.

Sledování změn ve vývoji krajiny na severovýchodním okraji Hřebenů se zaměřením na mokřady

Tento článek se zabývá proměnami mokřadů na severovýchodním okraji Hřebenů za posledních 180 let. Posuzuje dynamiku těchto krajinných prvků v prostoru a čase. Byla vybrána katastrální území Čisovice, Řitka, Kytín a Nová Ves pod Pleší s celkovou výměrou 3 785,57 ha. Analýza provedená na podkladě Císařských povinných otisků map stabilního katastru z roku 1840, ortofotomapy a terénního průzkumu z roku 2020 rozlišila mokřady v řešeném území na kontinuální, zaniklé a nové. Podkladová data byla zpracována v softwaru ArcGIS verze 10.7.1. Rozloha mokřadů poklesla z 289,34 ha v roce 1840 (7,6 % výměry řešeného území) na 39,26 ha v roce 2020 (1,04 % výměry řešeného území). Na základě studia dostupných podkladů byly klasifikovány tři typy mokřadních biotopů: mokré louky, mokré louky s dřevinami a rybníky.

Porovnání hydrologických charakteristik M-denních průtok referenčního období 1981–2010 a uvažovaného referenčního období 1991–2020

M-denní průtoky patří podle české státní normy ČSN 75 1400. Hydrologické údaje povrchových vod mezi Základní hydrologické údaje [1]. Hodnoty M-denních průtoků ve vodoměrných stanicích jsou odvozené z časových řad pozorovaných průměrných denních průtoků za definované referenční období. V současnosti se pro návrhové účely používá referenční období 1981–2010 [2]. S ukončením druhé dekády 21. století se uvažuje o změně referenčního období na roky 1991–2020. V minulosti poskytoval Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) hydrologické údaje za referenční  období 1931–1940, 1931–1960 a 1931–1980.

Nulová izochiona v rámci geomorfologických oblastí Česka: její určení ze snímků MODIS a její dynamika

Od prosince 2012 je pro potřeby operativní hydrologie v Českém hydrometeorologickém ústavu (ČHMÚ) pravidelně pro každou zimní sezonu určována poloha nulové izochiony (sněhové čáry). Důvodem je odhad zásob vody ve sněhové pokrývce, s nimiž čeští hydrologové musejí nutně pracovat, pokud chtějí, aby jejich předpovědní modely poskytovaly relevantní výsledky. Pro lepší představu o aktuální prostorové distribuci sněhové pokrývky v Česku je informace o nulové izochioně odvozována ze snímků MODIS pořízených družicí Terra.

Praktické příklady využití GIS v hydrologii v ČHMÚ

Technologie geografických informačních systémů (GIS) jsou v úseku hydrologie Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) velmi široce používány. Zpracování geoprostorových dat, jež se v hydrologii používají při analytických úlohách, a rozvoj technologií GIS v posledních dvou dekádách přispěly k rozšíření GIS v praxi ČHMÚ. Využití nástrojů GIS je ukázáno na čtyřech příkladech. Technologie geografických informačních systémů (GIS) jsou v úseku hydrologie Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) velmi široce používány. Zpracování geoprostorových dat, jež se v hydrologii používají při analytických úlohách, a rozvoj technologií GIS v posledních dvou dekádách přispěly k rozšíření GIS v praxi ČHMÚ. Využití nástrojů GIS je ukázáno na čtyřech příkladech. První z nich je zaměřen na vytváření dat GIS. Druhý příklad se týká přípravy vstupních podkladů pro odvození hydrologických charakteristik M-denních průtoků, které patří dle ČSN 75 1400. Třetí příklad popisuje využití GIS při zpracování hydrologických posudků dle výše uvedené normy ČSN 75 1400, jejichž výsledkem jsou zpravidla M-denní či N-leté průtoky ve specifikovaném profilu určitého toku. Čtvrtý příklad se věnuje využití GIS v operativní hydrologické službě, konkrétně ve vývoji tzv. indikátoru přívalových povodní, jenž stanovuje míru rizika vzniku či výskytu přívalové povodně na základě aktuální nasycenosti půdy a radarových odhadů srážek.

Testování zařízení Mini-JET pro stanovení erozních charakteristik orné půdy

Článek popisuje metodu stanovení erodovatelnosti nesoudržných zemědělských půd pomocí měření kritického tečného napětí. Pro určení kritického tečného napětí byl použit tzv. „Jet Erosion Test“ (JET). Měření bylo provedeno pomocí modifikované zmenšené verze zařízení Mini-JET.

Problematika interpretace archivních mapových podkladů v případě mokřadních biotopů

V tomto článku jsou představeny dostupné on-line archivní mapové podklady ze stránek Archivu Zeměměřického úřadu a Laboratoře geoinformatiky Fakulty životního prostředí Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem, které poskytují přehled o historické lokalizaci mokřadních biotopů. Hlavní výzkumnou otázkou je potenciál využitelnosti jednotlivých mapových děl pro identifikaci historických mokřadů v České republice a vyhodnocení rozdílné interpretace mokřadních biotopů na těchto podkladech. Jsou zde prezentovány příklady znázornění mokřadů na historických mapových podkladech v horní části povodí Výrovky.

Retrospektivní pohled na šumperský vodovod do šedesátých let 20. století

Článek je z oboru vodárenství. Zabývá se vývojem zásobování města Šumperk pitnou vodou od středověku do konce 60. let 20. století. Text je strukturován do jednotlivých kapitol podle vývoje vodovodní sítě se zaměřením na zajímavé období konce 19. století, kdy byla zřízena městská vodárna. Vodárna byla zároveň prvním podnikem spravovaným městem a v době svého vzniku byla po technologické i provozní stránce vzorem pro podobně velká města v českých zemích. Navazující kapitoly jsou zaměřeny na rozšiřování vodovodní sítě, vodojemů a jímacích území, jež bylo nutno dimenzovat na zvyšující se odběr vody spojený s dynamickým rozvojem města na konci 19. a v první polovině 20. století. Závěrečná kapitola shrnuje vývoj projektu městské vodárny od roku 1945 až do doby, kdy bylo město Šumperk napojeno na zdroje skupinového vodovodu Kouty-Šumperk. Příspěvek je inspirativním retrospektivním pohledem do historie městského vodárenství a může být také vhodným srovnáním se současným stavem, možnostmi budování a limitů vodovodní infrastruktury.

Centrum Voda

Centrum Voda je výzkumný projekt, který hledá řešení problémů vyplývajících z klimatické změny a jejího vlivu na vodní poměry. Snažíme se nalézat odpovědi na základní otázky, jestli dokážeme zajistit dostatek kvalitní vody nejen pro potřeby člověka, ale i pro naši krajinu, zda se zvládneme vyrovnat s přívalovými povodněmi a jak dále snižovat znečištění vodního prostředí.

Sucho v povodí horní Metuje v letech 2014–2019

V letech 2014–2019 bylo na území České republiky historické sucho. Oddělení hydrologie a hydrogeologie Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka provádí dlouhodobá hydrologická a hydrogeologická pozorování v povodí horní Metuje, kde se toto sucho výrazně projevilo. Horní část povodí řeky Metuje se nachází v geologickém útvaru polická křídová pánev (dále jen polická pánev). Díky málo propustnému podloží a velké mocnosti křídových pískovců je zde velká zásoba kvalitní podzemní vody, která je odebírána pro vodárenské zásobování mnoha obcí a měst ve východních Čechách. Sledované povodí je uzavřeno vodoměrnou stanicí na řece Metuji, ve městě Teplice nad Metují (M XII). Stanice je umístěna na vodním toku v malé vzdálenosti pod skalským zlomem.

Analýza vývoje zemědělské krajiny ve vybraných katastrálních územích v horní části povodí Výrovky

V tomto článku jsou ve vybraných katastrálních územích s převažující plochou zemědělské půdy porovnávány aktuální land use a struktura krajiny s historickým stavem z podkladů Císařských povinných otisků stabilního katastru. Jsou zde nastíněny možnosti využití analýz historického vývoje krajiny ke krajinné obnově v zemědělských oblastech, zejména s ohledem na obnovu mokřadních ekosystémů a revitalizaci vodních toků.

Terénní testování prototypu separátoru k dočištění srážkových vod

Článek shrnuje poznatky získané v rámci řešení výzkumného projektu „Technologie separace specifických polutantů ze srážkových vod“ (TH03030223), který se zabýval čištěním srážkových vod ze zpevněných ploch a komunikací zatížených nerozpuštěnými látkami (NL), polycyklickými aromatickými uhlovodíky i těžkými kovy. Projekt si kladl za cíl vyvinout účinnou technologii, která by uvedené polutanty ze srážkových vod separovala.

Šedá vodní stopa znečištění vypouštěného z čistíren odpadních vod v ČR evidovaných ve vodní bilanci v období 2002–2018 – datová sada

Koncept vodní stopy byl představen v roce 2002 [1] a dnes je jedním z rozšířených nástrojů pro hodnocení udržitelnosti užívání vodních zdrojů [2]. Vodní stopa patří do rodiny environmentálních stop [3], které umožňují podívat se na problémy užívání přírodních zdrojů z jiné perspektivy. Šedá vodní stopa je kvalitativní ukazatel převádějící vypouštěné znečištění na objem vody potřebný k jeho naředění na koncentrace neškodné pro životní prostředí [4].

Zabezpečenost odběrů vody z vodárenských nádrží v podmínkách klimatické změny

Článek představuje průběžné výsledky vyhodnocení možného dopadu klimatické změny na zabezpečenost odběrů vody pro vodárenské účely zajišťovaných vodními nádržemi k časové úrovni roku 2050. Při řešení byly aplikovány postupy hydrologické a vodohospodářské bilance, včetně modelování zásobní funkce vodohospodářských soustav.

Historický a očekávaný vývoj srážkoodtokových charakteristik na okraji Prahy

Souhrn Tento příspěvek prezentuje studii vývoje srážkoodtokových charakteristik v šesti povodích na okraji Prahy od roku 1920 s výhledem do roku 2050. Kvůli neexistujícímu dlouhodobému monitoringu bylo hodnocení provedeno prostřednictvím srážkoodtokového modelování v prostředí HEC-HMS. Klíčovým vstupem pro hydrologické modely povodí byly mapy půdního pokryvu. Ty byly pro každý z pěti hodnocených historických horizontů vytvořeny částečnou digitalizací, analýzou a kompilací… Číst více »

Predikční model jakosti vody v okolí Prahy

Souhrn V poslední době se velmi diskutuje – a to nejen mezi odbornou veřejností – o dopadech změny klimatu na vodní režim v přírodní krajině. Řešení OP Praha – pól růstu se zaměřilo i na krajinu kulturní v bezprostřední blízkosti města Prahy, kde probíhal monitoring klimatologických veličin, průtoků a kvality vody na osmi pilotních lokalitách (povodích), jenž započal v dubnu 2018 a končil… Číst více »

Tvorba podzemní vody v okrajových částech Prahy

Souhrn Podzemní voda je nedílnou součástí hydrosféry a hydrologického cyklu ve zdravé krajině, která je schopna lépe odolávat hydrologickým extrémům, jako jsou povodně nebo dlouhodobé sucho. Hlavním zdrojem podzemní vody jsou srážky. V urbanizovaných oblastech je řada překážek pro infiltraci srážek – městská a průmyslová zástavba a také zvětšující se plochy s nepropustným povrchem. Cílem článku je upozornit na důležitost… Číst více »

Projekt CZ.07.1.02/0.0/0.0/16_040/0000380 „Analýza adaptačních opatření ke zmírnění dopadů změny klimatu a urbanizace na vodní režim v oblasti vnější Prahy“

Rádi bychom vás seznámili se základními údaji o projektu, který byl řešen v období 2018–2020 v rámci operačního programu Praha – pól růstu. Za tímto textem jsou pak uvedeny články zabývající se již specifickými tématy, jež byla v rámci projektu řešena. S územním rozvojem hlavního města Prahy dochází ke změnám přírodních podmínek na jejím území. S tím, jak jsou postupně… Číst více »

Adaptace měst a obcí na povodně a sucho

Souhrn Realizace komplexních adaptačních opatření je v posledních letech významným trendem ve všech velkých městech a obcích Evropy. Potřeba přizpůsobení se změně klimatu, vyznačující se střídáním krátkých a intenzivních povodňových epizod [1] a dlouhých období sucha, donutila představitele měst a obcí k přehodnocení dosavadního přístupu k implementaci adaptačních opatření do územně plánovací dokumentace. Adaptační opatření lze rozdělit do několika kategorií. Některá opatření… Číst více »

Hodnocení stavu útvarů povrchových vod v České republice pro 3. plánovací období plánů povodí

Článek seznamuje se souhrnnými výsledky hodnocení chemického stavu a ekologického stavu/potenciálu útvarů povrchových vod kategorie „řeka“ a kategorie „jezero“ za období 2016–2018, které slouží jako podklad pro zpracování plánů povodí 3. plánovacího období (2021–2027) na všech jeho úrovních: plánů dílčích povodí, národních plánů a plánů mezinárodních povodí Labe, Dunaje a Odry.

Výzkum významných zdrojů česko-saských přeshraničních podzemních vod

Zajímavým a užitečným tématem, které je možné řešit v rámci Evropské unie, je problematika přeshraničních podzemních vod. Podzemní vody jsou jako důležité vodní zdroje často využívány na obou stranách společné státní hranice, a proto může docházet k jejich přeshraničnímu ovlivnění.

Výpar z výparoměrných stanic VÚV TGM

Výpar z vodní hladiny významně ovlivňuje celkovou hydrologickou bilanci povodí. Přímé měření výparu je komplikované a není tak běžné jako měření jiných veličin (např. srážek nebo teploty vzduchu). Z tohoto důvodu je výpar často zjišťován ze vzorců, které jako vstupní data vyžadují dostupné měřené meteorologické veličiny.

Vzestup a úpadek poděbradského a nymburského rybníkářství pohledem historické hydrologie

Tématem článku je zánik rybníků anebo celých rybničních systémů v oblasti Poděbrad a Nymburka, a to zejména v obdobích sucha. Tato souvislost není zcela zjevná, když uvážíme význam rybníků v dřívějších dobách jako zásobu energie i vody.

Rybníky v povodí nádrže Hracholusky – poznatky ze screeningu

V rámci projektu zlepšení jakosti vody ve vodní nádrži Hracholusky bylo monitorováno 16 rybníků v povodí nádrže. Všechny tyto rybníky byly eutrofní až hypertrofní vlivem odpadních vod z měst a obcí (včetně odlehčení z jednotné kanalizace) a také vlivem příliš intenzivní produkce tzv. polo-divokých kachen, tedy fenoménem, kterému je pozornost věnována pouze vzácně.

Vlastnosti uměle generovaných srážek využívaných pro studium eroze půdy

Vodní eroze půdy se běžně studuje v laboratořích, experimenty bývají založeny na uměle generovaných srážkách s využitím dešťových simulátorů. Typicky je vyhodnocován vliv různých faktorů, jako jsou intenzita nebo úhrn srážky, půdní charakteristiky, zpracování půdy, posklizňové zbytky nebo sklon a délka erozní plochy na erozi.

Aktualizace empirických vztahů pro výpočet výparu z vodní hladiny na základě pozorování výparu ve stanici Hlasivo

Výpar z vodní hladiny je jednou ze základních složek oběhu vody v přírodě a významně ovlivňuje celkovou hydrologickou bilanci povodí. Vzhledem ke komplikovanému přímému měření je často zjišťován ze vzorců, které jako vstupní data vyžadují dostupné měřené meteorologické veličiny.