1. Úvod
Voda jako základní přírodní zdroj je nezbytná a nenahraditelná pro veškerý organický život na Zemi. Plní funkce biologické, klimatické, zdravotní, hospodářské, kulturní a estetické. Jedinečný význam má její koloběh v přírodě. Odpovědné využívání a ochrana vody je celosvětovou záležitostí. Zásadní význam má péče o vodní zdroje. Celospolečenským zájmem je zadržení vody v krajině, které má za cíl především: - obnovu stability vodního režimu krajiny (na straně jedné zvýšení průtoků v suchých obdobích, na straně druhé snížení průtoků povodňových). - zajištění vody pro obecnou potřebu člověka (pitná voda, průmysl, zemědělství, lesnictví, rekreace, atd.). - zajištění vody pro obecnou ochranu přírody, protože biologická funkce vody je nejzákladnější funkcí vody vůbec. Hledání vhodných opatření pro zadržení vody v krajině je složitým úkolem, neboť je nezbytné posoudit hlediska hydrologická, klimatická, ekologická, ekonomická, dopravní, majetkoprávní atd., to vše v rámci platné legislativy. Zadržení vody v krajině lze docílit různými melioračními a revitalizačními opatřeními. K melioračním opatřením patří zejména : zvětšování plochy trvalých travních porostů, zřizování vodních nádrží a mokřadů, protierozní ochrana, pozemkové úpravy a řešení cestní sítě. Mezi revitalizační opatření patří: obnova přírodě blízkého stavu koryt vodních roků, obnova vodních nádrží, zachování biologicky cenných úseků vadních toků, zakládání a obnova prvků ÚSES k posílení vodního režimu území, obnova či vytvoření podmínek pro vznik mokřadních ekosystémů, aj.(Tlapák, 1999).
2. Cíl studie
Studie se týká odbahnění a rekonstrukce malé vodní nádrže Hradisko, která se nachází na k.ú. obce Radslavice. Cílem je navrhnout způsob odbahnění, vymezit možnosti následného nakládání se sedimentem a zpracovat ideové řešení rekonstrukce nádrže. Studie může sloužit jako podklad pro prováděcí projekt odbahnění a rekonstrukce, který bude vycházet z podrobného zaměření nádrže. Tato práce podrobné zaměření neobsahuje. 1
3. Metodické zásady
Při řešení daného povodí bylo hlavním krokem shromáždění potřebných informací o stanovištních poměrech, současném stavu a využívání krajiny řešeného území. Tyto informace byly získány z účelově zaměřených map (hydrologické, geologické, atd.), projektů a publikací týkajících se řešeného povodí. Použité materiály byly získány na jednotlivých ústavech Mendlovy zemědělské univerzity v Brně, na Obecním úřadě obce Pustiměř. Mapové podklady byly zpracovány v programu Topol, příčné profily v programu AutoCad 2006. Důležitým krokem byl terénní průzkum prováděný v listopadu roku 2005 a dubnu roku 2006, který se stal základní informací sloužící jako podklad pro hodnocení současného stavu nádrže a pro návrh opatření.
2
4. Územní specifikace lokality
4.1. Správní zařazení a vymezení řešeného území
Řešené povodí se nachází v Jihomoravském kraji, cca 7 km severovýchodně od města Vyškova v katastrálním území obce Radslavice. Jedná se o povodí Pustiměřského potoka (hydrologické číslo povodí 4-12-02-027) jehož hranice jsem vytyčil v mapě ( viz. příloha č.2).
4.2. Širší územní vztahy
4.2.1. Biografický region
Podle biogeografické regionalizace České republiky (Culek a kol., 1995) leží bioregion na pomezí jižní a střední Moravy, zabírá geomorfologický celek Drahanská vrchovina. Je mírně protažen ve směru S - J a má plochu 1248 km2. Bioregion je tvořen vrchovinou na monotónních podkladech kulmu, u okrajů se sítí údolí. Potenciální vegetace je tvořena bikovými bučinami, v členitějším reliéfu květnatými bučinami. Na strmých okrajových svazích jsou přítomny i ostrůvky teplomilných doubrav. Na plošinách převažují pole se zbytky vlhkých luk s upolínem, na svazích jsou velké zbytky bučin a kulturní smrčiny.
5. Přírodní poměry
5.1. Geomorfologické charakteristiky
Dle geomorfologického členění (Demek a kol., 1976) patří území k následujícím geomorfologickým celkům: Soustava:
Česko- Moravská (II)
Podsoustava:
Brněnská vrchovina (II D)
Celek:
Drahanská vrchovina (II D3)
Podcelek:
Konická vrchovina (II D3C)
Okrsek:
Zelenohorský les (II D3Cf)
3
Zelenohorský les
Část Konické vrchoviny. Členitá vrchovina, budovaná karbonskými drobami, břidlicemi a slepenci. Při východním okraji i s miocenními písky,vyklenutá do tvaru poloklenby, tektonicky rozlámána rozčleněna hlubokými údolími, nejvyšší bod Stříbrná 551m. 2. – 3- vegetační stupeň s víceméně rovnoměrným zalesněním (okraje zalesněny nepatrně), převahu tvoří jehličnaté porosty v severní a východní části s borovicí a smrkem. V jižní části převažují smrkové porosty nad borovími, hojný výskyt buků, středem okrsku ve směru sever – jih se táhne dubový porost.
5.2. Klimatické poměry
Dle mapy klimatických oblastí ČSSR (QUITT, Geografický ústav ČSAV Brno, 1975) se jedná o mírně teplou, mírně vlhkou oblast MT 11. Podnebí má výrazný gradient od okrajů ke středu. Při jihovýchodním okraji klesají srážky až na 550mm (mírný srážkový stín Drahanské vrchoviny) a průměrná teplota dosahuje až 8 °C. Území je středně vlhké. Pro údolní polohy jsou typické teplotní a následně vegetační inverze.
Tabulka č.1: Klimatické charakteristiky (Quitt, 1975)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
QUITTOVA KLASIFIKACE charakteristiky makrooblasti MT 11 Počet letních dnů 40 - 50 Počet dnů s průměrnou teplotou 10°C a více 140 - 160 Počet mrazových dnů 110 - 130 Počet ledových dnů 30 - 40 Průměrná teplota v lednu (-2) - (-3)°C Průměrná teplota v červenci 17 - 18°C Průměrná teplota v dubnu 7 - 8°C Průměrná teplota v říjnu 7 - 8 °C Průměrný počet dnů se srážkami 1 mm a více 90 - 100 Srážkový úhrn ve vegetačním období (duben-září) 350 - 400mm Srážkový úhrn v zimním období 200 - 250mm Počet dnů se sněhovou pokrývkou 50 - 60 Počet dnů zamračených 120 - 150 Počet dnů jasných 40 - 50
4
Následující hodnoty pochází z klimatologické stanice Vyškov, ležící v nadmořské výšce 251 m. n. m., na 19° 17´ severní šířky, 17° 01´ východní délky. Údaje jsou z období 1901 – 1950 ( Atlas podnebí ČSR, 1961). Mohlo by se zdát, že tato data jsou již neaktuální, ale novější data jsou zpoplatněna a navíc pro představu o klimatu lokality starší data plně postačují. Roční chod teplot a srážek a jejich vzájemný vztah je znázorněn v klimadiagramu (viz. příloha č.3).
Tabulka č.2.: Průměrné měsíční teploty v °C I II III IV V VI VII VII IX -2,6 -1 3,6 8,6 13,9 16,7 18,6 17,8 14,2 Průměrná teplota za rok: 8,4 °C
X 8,7
XI 3,3
XII -0,5
Tabulka č.3.: Průměrné měsíční úhrny srážek v mm I II III IV V VI VII VII 28 26 26 36 56 64 71 67 Průměrný srážkový úhrn za rok: 542 mm
IX 43
X 49
XI 41
XII 35
Z tabulek 2 a 3 je zřejmé, že nejstudenějším měsícem je leden, naopak nejteplejším měsícem je červenec. Nejvíce srážek spadne průměrně v červenci, nejméně v únoru a březnu.
Posouzení vlhkostních poměrů
- Langův dešťový faktor f =
R tr
kde R…průměrný roční srážkový úhrn v mm tr…průměrná roční teplota vzduch ve °C pro hodnotu ƒ platí: f < 40 f = 40 - 60 f = 60 - 100 f > 100
f =
oblast aridní oblast semiaridní oblast humidní oblast perhumidní
542 = 64,52 … jedná se o oblast humidní. 8,4
5
- Vláhová jistota Minářova J=
(S − s , ) t
kde S …průměrný roční srážkový úhrn s´…10 × s, kde s = 3 × (t + 7) t …průměrná roční teplota vzduchu ve °C pro hodnotu J platí: J = -4 až 0 J = +1 až +7 J = +8 až +14 J = +15 až +21 J = +22 až +28 J = +29 až +35 J ≥ 35
J=
nejsušší oblast silně suché oblasti středně suché oblasti oblast s vyrovnanou bilancí mírně vlhká oblast středně vlhká oblast silně vlhká oblast
(542 − 462) = 9,52 …jedná se o středně suchou oblast. 8,4
5.3. Geologické poměry
Většinu území budují jednotvárná souvrství mořského spodního karbonu-kulmu: břidlice, droby, v jižní části pak slepence. Povrchové partie jsou budovány nejmladším drobovým souvrstvím, které je tvořeno většinou středně až hrubě zrnitými modrošedými drobami (Culek, 1995)..
5.4. Pedologické poměry
V nejvyšší ploché části bioregionu se nachází souvislé plochy bystrických kambizemí a hojnější ostrovy primárních pseudoglejů na těžších hlínách. Nižší plošiny a horní části okrajových svahů pokrývají kyselé typické kambizemě, často oglejené. Na okrajových svazích jsou zpravidla vyvinuty typické kambizemě, na ostrovech sprašových hlín a spraší na východním okraji bioregionu typické hnědozemě. Na vápencích jsou velmi omezené plochy rendzin, většinou kambizemních, s víceméně odvápněnou jemnozemí (Culek, 1995). Dle syntetické půdní mapy (Novák, 1991) se na převážné části území nacházejí hlavně kambizemě typické z břidlic a drob České vysočiny, hnědozem typická se
6
sprašovými hlínami. Kolem toků glej typický, jako polygenetické hlíny s eolickou příměsí a slabou příměsí štěrku. Mapa menšího měřítka (Tomášek, 1997) uvádí generalizované údaje a proto půdním typem podle této mapy jsou hnědé půdy (kambizemě) kyselé. Lokalita patří dle granulometrické asociace do půd hlinitopísčitých (Pelíšek, 1975).
5.5. Hydrologie a hydrografie
Katastrální území obce Radslavice je odvodňováno dvěmi vodotečemi. Jedná se o Pustiměřský potok ( hydrologické číslo 4 – 12 – 02 – 027) a Marchanický potok ( hydrologické číslo 4 – 12 – 02 - 019). Pustiměřský potok pramení pod vrchem Srnčí v nadmořské výšce 430 m.n.m. a je levostranným přítokem řeky Haná. Celá oblast náleží do úmoří Černého moře. V řešeném povodí Pustiměřského potoka se nachází jedna menší nádrž (vodní nádrž Hradisko) s významem retenčním, akumulačním, krajinotvorným i estetickým (viz.příloha č.4).
1) Geometrické vlastnosti povodí:
- Střední šířka povodí b =
Sp Lu
kde Sp …plocha povodí [km2] Lu …délka údolnice [km] b=
22,836 = 1,872 km 12,200
- Charakteristika tvaru povodí α =
Sp Lu 2
je – li α < 0,24 … povodí protáhlé je – li α > 0,24 … povodí vějířovité
α=
22,836 = 0,153 …jedná se o povodí protáhlé 148,84
7
2) Fyzicko – geografické vlastnosti
- Průměrná nadmořská výška povodí Hp =
H max + H min 2
kde Hmax …maximální nadm. výška povodí [m] Hmin …minimální nadm. výška povodí [m]
Hp =
541 + 235 = 388 m n.m. 2
- Průměrný sklon toku Is =
H max t − H min t Lt
kde Hmax t … maximální nadm. výška toku [km] Hmin t … minimální nadm. výška toku [km] Lt … délka toku [km] Is =
0,430 − 0,235 = 0,0171 = 1,71% 11,4
- Lesnatost L =
Sl ⋅ 100 Sp
kde Sl …plocha lesů [km2] Sp …plocha povodí [km2] L=
9,224 ⋅ 100 = 40,39% 22,836
3) Vlastnosti říční sítě
- Hustota říční sítě D =
∑ Li Sp
kde Σ Li …suma délky všech toků [km] Sp …plocha povodí [km2] D=
21,150 = 0,926km ⋅ km −2 22,836
8
Tabulka č. 4: Hodnoty QN – N-leté průtoky ( v profilu : hráz rybníka Hradisko)
N QN (m3/s)
1 1,3
2 2,4
5 4,3
10 6,1
20 8,2
50 11,5
100 14
Mapa regionů povrchových vod (Vlček, 1971) udává, že povodí se nachází na území nejméně vodném, s velmi malou retenční schopností a se silnou rozkolísaností odtoku dle mapy zvodnění (Franko, 1968) se povodí nachází ve zvodnění puklinovém o vydatnosti v průřezu do 1 l.s-1. Mapa regionů podzemních vod (Kříž, 1971) rozeznává na území lokality typ podzemních vod se sezónním doplňováním zásob, kde nejvyšší stav hladiny podzemní vody a vydatnost pramene je v období od března do dubna, nejnižší naopak v červenci až lednu. Průměrný specifický odtok podzemních vod menší než 0,3 l.s-1.km-2 . Vodohospodářský potencionál je nízký, podzemní vody průměrné. Ročně se v této oblasti vyrobí 10 milionů m3 pitné vody.(Viturka, 1992).
6. Současný stav povodí
Na dané lokalitě v současnosti převládají lesy smíšené a jehličnaté monokultury. Zemědělská půda je zastoupena poli a trvale travními porosty. Kolem vodotečí se nachází lineární síť mokřadních společenstev luhů a olšin. Podle metodiky ÚSES lze celé území zhodnotit jako krajinu antropogenní.
6.1. Lesnictví
Dle mapy potenciální přírodní vegetace spadá lokalita do oblasti Černýšová dubohabřina (Melampyro-nemorosi-Carpinetum), ta se vyskytuje ve výškách (200) 250450 m.n.m., 3. vegetační stupeň. Typické dubohabřiny představovaly klimatický klimax mezických stanovišť rovin nebo mírných svahů. Mozaiku potenciálních společenstev doplňuje lineární síť mokřadních biocenóz luhů a olšin (Stellario-Alnetum glutinosae a Carici remotae-Fraxinetum) (Culek, 1995). V lesích převládají porosty smíšené se smrkem a borovicí. Tyto dřeviny tvoří monokulturní porosty, které neodpovídají potenciálnímu stavu. Průměrná doba
9
poškození smrku o jeden stupeň delší než 15 let, což je nejnižší poškození (Ivan, 1998). Lesnatost řešeného území je přibližně 40 %. Vegetace mimo les se vyskytuje v podobě hájků, remízků, břehových a doprovodných porostů Pustiměřského potoka.
6.2. Zemědělství
Oblast patří do regionu různorodého hospodářství a subregionu obilnářsko-
řepařského (Hoffmann, 1972). Produkční potencionál lesních půd je mírně podprůměrný a u zemědělských půd mírně nadprůměrný. Zornění zemědělské půdy se rovná 95%(Viturka, 1992). V řešeném povodí je zemědělská půda zastoupena poly a trvale travními porosty, které se nachází kolem toku nad rybníkem. Tyto porosty mají charakter kulturních a polokulturních luk. Mimo produkce sena pro hospodářská zvířata je jejich přínosem protierozní ochrana půdy. Průměrná potenciální eroze činí 0,11 – 0,50 mm/rok (Stehlík, 1983).
6.3. Socioekonomické poměry
Oblast byla kultivována v neolitu (500 – 2200 př. n. l.), osídlení v době velkomoravské říše (Viturka, 1992). Z této doby se nachází nad rybníkem Hradisko stejnojmenný kopec, pozůstatek středověkého hradu. Traduje se, že tento hrad je již z období Sámovy říše a vedla kolem něho „jantarová stezka“. Hrad byl významným správním střediskem kraje, ale za husitských válek byl zbořen. V tomto okresu převažují obce s ekonomicky aktivním obyvatelstvem. 25% obyvatel okresu žije v sídlech s počtem obyvatel 500- 799. Hustota zalidnění tohoto území se pohybuje v rozmezí 60 – 100 obyvatel na km2. Náročnost průmyslu na výrobní faktory je střední a rozhodujícím výrobním faktorem jsou zde pracovníci. Rekreační funkce sídel je nevýrazná. Podíl potencionálních rekreačních ploch na katastrálním území je menší než 33%(Viturka, 1992).
7. Hodnocení ekologické stability území
Ekologická stabilita je schopnost ekologického systému přetrvávat i za působení rušivého vlivu a reprodukovat své podstatné charakteristiky v podmínkách narušování
10
zvenčí. Tato schopnost se projevuje minimální změnou za působení rušivého vlivu nebo spontánním návratem do původního stavu (Míchal, 1992).
7.1. Stupeň ekologické stability
Stupeň ekologické stability krajiny je kritériem pro hodnocení jejího aktuálního stavu. Je vyjádřen v šestistupňové klasifikaci, kde je stabilita ekosystému řazena vzestupně podle přirozených vazeb (Míchal, 1992).
0. stupeň – území, ekologicky výrazně nestabilní nebo bez významu pro ES: souvisle zastavěné zpevněné plochy, průmyslové plochy, asfaltové a betonové komunikace a parkoviště. Tento stupeň se v řešeném povodí vyskytuje v podobě komunikace z Pustiměře do Zelené Hory.
1. stupeň – území ekologicky velmi málo stabilní: devastovaná lesní společenstva bez autoregulační schopnosti, např.: orná půda, ruderální půda, obytná zástavba s nekvalitní zelení. Na řešené povodí se tento stupeň ekologické stability objevuje jako pole nad rybníkem Hradisko. V jižní části povodí se vyskytuje jako intaravilán obce Pustiměř s okolní zemědělskou půdou.
2. stupeň – území málo ekologicky stabilní: antropogenně silně ovlivněná lesní společenstva s ohroženou autoregulační schopností, např.: intenzivně využívané kulturní louky a pastviny, pískovny, lomy, regulované znečištěné vodní toky a umělé nádrže s ruderalizovanými doprovodnými společenstvy, běžná doprovodná vegetace komunikací. Tento stupeň ekologické stability se vyskytuje v blízkém okolí rybníka. Jedná se o lom a pískovnu, které již nejsou využívány.
3. stupeň – území středně ekologicky stabilní: významně
antropogenně
ovlivněná
společenstva,
např.:
jehličnaté
monokultury na nevhodných stanovištích, polokulturní louky a pastviny,
11
postagrární lada, upravené vodní toky a nádrže se sníženou kvalitou vody a narušenými břehovými společenstvy. Třetí stupeň se vyskytuje převážně v lesních porostech, které jsou přetvořené
člověkem na monokultury smrku a borovice. Borový porost nad rybníkem.
4. stupeň – území velmi ekologicky stabilní: přírodě blízká lesní společenstva s významným podílem původních dřevin a se zachovalou autoregulační schopností, např.: přirozené louky a pastviny s pestrou druhovou skladbou, přirozené a přírodě blízké vodní toky a nádrže s vyvinutými břehovými společenstvy.
Čtvrtý stupeň ekologické stability je charakteristický pro lesní porosty, jejichž druhová skladba se podobá přírodní.
5. stupeň – území ekologicky nejstabilnější: přírodní
a
přirozená
společenstva
s druhovou
skladbou
odpovídající
stanovištním podmínkám, např.: mokřady, nenarušené skály, přírodní vodní toky a nádrže s plně vyvinutými společenstvy z původních druhů. Na řešeném území je 5. stupeň ekologické stability zastoupen břehovými porosty kolem Pustiměřského potoka. Lesními porosty přírodního charakteru, které se vyskytují pomístně v severní části území.
Kostru ekologické stability tvoří existující ekologicky významné segmenty krajiny. Kostru ekologické stability vymezujeme na základě srovnání přírodního (potenciálního) a současného (aktuálního) stavu ekosystémů v krajině. V první řadě jsou vymezovány zbytky přírodních a přirozených společenstev s nejvyšší ekologickou stabilitou. Jsou to například zbytky lesů s dřevinnou skladbou odpovídající přírodní, louky s převahou přirozeně rostoucích druhů rostlin, mokřady, různé typy lad s vysokou biologickou rozmanitostí, přirozené břehové porosty, rybníky s pobřežními lemy, významné solitérní stromy, popřípadě skupiny dřevin a podobně. Kostru ekologické stability tvoří krajinné segmenty se stupněm ekologické stability 3 a vyšším.
12
7.2. Územní systém ekologické stability
Jedním z hlavních nástrojů zvyšování ekologické stability jsou územní systémy ekologické stability. Definuje ho zákon č. 114/90 Sb. O ochraně přírody a krajiny v § 3 písm. a) jako vzájemně propojený soubor přirozených i pozměněných, avšak přírodě blízkých ekosystémů, které udržují přírodní rovnováhu. Cílem územních systémů ekologické stability je zejména: -
vytvoření sítě relativně ekologicky stabilních území ovlivňujících příznivě okolí,
-
zachování či znovuobjevení přirozeného genofondu krajiny,
-
zachování či podpoření rozmanitosti původních biologických druhů a jejich společenstev (biodiverzity).
V řešeném povodí není schválen uzemní systém ekologické stability. Navrhl jsem ekologickou síť krajiny.
7.2.1. Biocentrum
Biocentrum slouží jako jádro celé kostry ekologické stability, které umožňuje druhům i společenstvům přirozeného genofondu krajiny trvalou existenci. Musí odpovídat určitou velikostí, stavem porostů, přírodními podmínkami a stupněm ekologické stability. Na řešeném území se jedná o biocentrum lokálního charakteru, které je napojeno na nadregionální biocentrum vojenského prostoru. Lokální biocentra jsou omezena rozlohou od 0,5 do 3 ha. Jedná se především o porosty kolem rybníku Hradisko. Jedná se smíšený porost borovice lesní (Pinus sylvestris), dubu zimního (Quercus petraea), trny obecné (Prunus spinosa). Kolem toku olše lepkavé (Alnus glutinosa) a topolu osiky ( Populus tremula). Biocentrum nejsou zařazena v ÚSES (UHUL), nejsou schválená pouze jsem je navrhl.
13
7.2.2. Biokoridor
Biokoridory jsou spojujícím článkem mezi biocentry, umožňují migraci organismů a nemusí zabezpečovat trvalou existenci. Většinou je reprezentuje porost kolem vodních toků, vodní tok sám, rozmanitá liniová společenstva apod. V případě řešené lokality se jedná o lokální biokoridor kolem vodního toku. Biokoridor, se vede podél Pustiměřského potoka. Tento biokoridor spojuje vojenský prostor s biocentrem u rybníka Hradisko a dále pokračuje jako nefunkční až po křižovatku cest z Pustiměře a z Radslavic kde končí. Biokoridor stejně jako biocentrum není zařazen v ÚSES (UHUL).
7.2.3. Seznam STG
Alneta inferiora et superiora (Olšiny nižšího a vyššího stupně) Al inf, Al sup 2 B-BD 5 Porosty nesmíšené povahy tvoří hlavně olše lepkavá(Alnus glutinosa),keřové patro zastupuje nejčastěji krušina olšová (Frangula alnus), na rozvolněných místech i keřové vrby. Dále se mohou vyskytovat kalina obecná (Viburnum opulus), na sušších místech bez černý (Sambucus niger) v nadmořských výškách do 500m, ve dnech svahových úvalů, v mělkých depresích a v rybničních pánvích. Půdním typem jsou typické organozemní gleje na nejrůznějším geologickém podloží. V synusii podrostu dominují mokřadní druhy a obvykle se hojně přidružují některé druhy s nitrofilní tendencí. Tvoří lem potoka na okrajích a ve středu lokality. V současné době jsou tvořeny i příměsemi vrby křehké (Salix fragilis), jasanu ztepilého (Fraxinus exelsior).
Fagi-querceta ( bukové doubravy) FQ 2 AB 3 V dřevinném patře výrazně převažuje dub zimní (Quercus petraea),pravidelnou příměs tvoří habr (Carpinus betulus) a buk (Fagus sylvatica). Keřové patro není 14
vyvinuto. Rozmezí nadmořských výšek 300 až 500 m, různě sklonité obvykle vypuklé svahy a plošiny pahorkatin a nižších vrchovin. Převažujícím půdním typem jsou oligotrofní kambizemě. Jedná se o středně hluboké,mírně vlhké,v letním období vysýchavé půdy. V synusii podrostu převažují acidofilní oligo-mezotrofy, dominantní nejčastěji bývá bika hajní (Luzula luzuloides), kostřava ovčí (Festuca ovina). Nachází se na JZ svahu kopce „Hradisko“ a horní část obecního lesa, který leží v SV části lokality.
Querci-fageta ( dubové bučiny) QF 3 AB 3 V dřevinném patře dominují buk (Fagus sylvatica) a dub zimní (Quercus petraea), příměs tvoří habr (Carpinus betelus), méně často jednotlivě další dřeviny jedle bělokorá (Abies alba), lípa srdčitá (Tilia cordata). Keře se obvykle nevyskytují. Zaujímá především vypuklé části mírných až středních svahů a oblé hřbety v pahorkatinách a nižších vrchovinách, v rozmezí nadmořských výšek 300 až 600 m. Převládajícím půdním typem jsou kambizemě oligotrofní, středně hluboké,středně kyselé. Synusie podrostu je druhově chudá. Převažují acidofilní oligomezotrofy, dominantní bika hajní (Luzula luzuloides), byliny jsou nejčastěji euryekní druhy např. sasanka hajní (Anemone nemorosa). Zabírá převážnou část území, ale vlivem člověka je značná část plochy využívána zemědělsky.
15
8. Definice a účel malých vodních nádrží
Řešená nádrž spadá do skupiny staveb označovaných jako malé vodní nádrže. Ty jsou charakterizovány jako vodní nádrže těchto parametrů: -
objem nádrže po hladinu ovladatelného prostoru není větší než 2 mil m3;
-
největší hloubka nádrže nepřesahuje 9 m (rozumí se největší hloubka dna od maximální hladiny, přičemž se neberou v úvahu místní sníženiny dna, hloubka hladiny napájejícího toku apod.)
Tuto definici udává ČSN 75 2410 „Malé vodní nádrže“, která byla vydána roku 1997 na základě revize předchozí stejnojmenné ČSN 73 6824. ČSN 75 2410 dělí malé vodní nádrže podle účelové funkce na: -
zásobní
nádrže
(vodárenské,
průmyslové,
závlahové,
energetické,
kompenzační, zálohové, retardační, aktivizační); -
ochranné (retenční) nádrže (suché poldry, retenční nádrže s malým zásobním prostorem, protierozní, dešťové, vsakovací, nárazové);
-
rybochovné nádrže (výtěrové a třecí rybníky, plůdkové výtažníky, výtažníky, komorové rybníky, hlavní rybníky, speciální komory, sádky, karanténní rybníky);
-
nádrže upravující vlastnosti vody (chladící, předehřívací, usazovací, aerobní biologické, anaerobní biologické, dočišťovací biologické);
-
hospodářské nádrže (protipožární, pro chov drůbeže, pro pěstování vodních rostlin, napájecí a plavící, výtopové zdrže);
-
speciální účelové nádrže (recirkulační,
vyrovnávací, přečerpávací,
rozdělovací, splavovací, závlahové vodojemy); -
asanační nádrže (záchytné, skladovací, otevřené vyhnívací, rekultivační, laguny);
-
rekreační (přírodní koupaliště pro plavání a sporty);
-
nádrže pro ochranu flóry a fauny;
-
nádrže krajinotvorné a v obytné zástavbě (hydromeliorační, okrasné, návesní rybníčky, umělé mokřady).
Většina nádrží však není jednoúčelová, ale plní více funkcí. Takové nádrže, určené ke komplexnímu plnění funkcí, označujeme jako polyfunkční. Ovšem i přes tuto polyfunkčnost bývá zpravidla jeden z účelů prioritní a jemu se podřizuje celkové uspořádání nádrže (ČSN 75 2410). 16
8.1 Odbahnění malých vodních nádrží
8.1.1. Problémy vodohospodářské
Hlavní vodohospodářský problém malých vodních nádrží tvoří jejich zanášení sedimenty. Zanášení nádržních prostorů sedimenty je způsobováno erozními procesy vznikajícími na zemědělské půdě v povodí nádrže. Zanášení prostoru nádrží sedimenty způsobuje roblémy: -
kvantitativní (snižování objemu zadržené vody v nádržích vytěsněním vody sedimentem);
-
kvalitativní (zhoršování kvality vody v nádržích zvyšováním koncentrace živin).
Na území České republiky je v současné době téměř 25 tisíc malých vodních nádrží s akumulovaným objemem vody cca 420 mil. m3. Odborným odhadem bylo zjištěno, že v těchto nádržích je uloženo téměř 200 mil. m3 sedimentů, což znamená, že přibližně polovina vodního objemu nádrží je nevyužitelná. Tabulka č. 5. uvádí porovnání objemu sedimentů v nádržích v ČR v letech 1962 a 1992. Tabulka č. 5. Objem sedimentů v malých vodních nádržích ČR (tis. m3)
1962 1992 Rozdíl 182 943 196 188 + 13 245 Z tabulky vyplývá, že průměrný roční přírůstek sedimentů v malých vodních nádržích ČR činí cca 359 tis. m3. toto množství by bylo třeba minimálně ročně odtěžit, aby byl zachován současný stav. Podle mocnosti sedimentů, usazeného v nádržích, byla stanovena i naléhavost potřeby jeho vytěžení. 3. skupina představuje kritický soubor nádrží s nutností okamžité těžby, 2. skupina představuje soubor nádrží s výhledem nutnosti těžby v průběhu budoucích 7 až 15 let. První skupina nepředstavuje významný problém, avšak nádrže v 1. skupině přejdou bez řešení thoto problému v blízké budoucnosti do 2. či 3. skupiny. Odhad sedimentů v malých vodních nádržích ČR dle uvedených skupin uvádí tabulka
č.6.
17
Tabulka č. 6. Odhad zásob sedimentu v malých vodních nádržích ČR dle naléhavosti těžby. Skupina Mocnost sedimentu (cm) Objem sedimentu (tis. m3) 1. do 20 8 373 2. 20 – 40 113 775 3. nad 40 74 078 Celkem 196 226
8.1.2. Příčiny zanášení malých vodních nádrží
Zanášení nádrží je jev přirozený, byl tak chápán po celou dobu, co existuje rybníkářství či využívání nádrží k jiným účelům. Jako přirozené bylo chápáno i odbahňování nádrží a zejména ta skutečnost, že sedimenty v nádržích, nazývané běžně jako bahno, patří po vytěžení logicky tam, odkud se do nádrží dostaly. To znamená zpět do zemědělské krajiny, respektive na zemědělské pozemky. Hlavními příčinami zanášení nádrží jsou tři zdroje: -
abraze břehů vlastní nádrže a eroze koryta nad nádrží
-
vnitřní zanášení, tedy přítok rozpuštěných látek, které jsou příčinou rozvoje biomasy;
-
přítok nerozpuštěných látek z povodí nádrže
Břehová abraze je jev, způsobovaný zejména účinky vlnobití na břehovou linii. Postupným uvolňováním částí zeminy dochází k jejich posunu a k poklesu do akumulačního prostoru. Možnost vzniku abraze a její rozsah závisí na sklonu namáhaného svahu, na pedologickém složení půdního profilu, na složení půdního pokryvu, na kolísání hladiny v nádrži, na délce břehu a na antropogenní činnosti. Protože účinky vlnobití jsou závislé na síle větru, záleží i na velikosti hladiny a její délce ve směru převládajících větrů. Touto erozí jsou nejvíce ohroženy svahy s vyšším sklonem, kde může docházet i k větším sesuvům, svahy bez vegetačního pokryvu, svahy hlinité a písčité, svahy, na nichž je provozován chov vodní drůbeže apod. Ochrana proti tomuto způsobu zanášení je v podstatě dvojího druhu. Jsou to opatření technická, což je ochrana namáhaného svahu, např. oplůtky nebo jiným opevněním, nebo opatření vegetační, která spočívají ve výsadbě keřových vrb do břehové linie.
18
Druhým zdrojem je vnitřní zanášení. Zde je možno hovořit o procesu přirozeném, protože většina nádrží je osídlena rostlinami a vodními živočichy, k jejichž růstu a vývoji patří i odumírání, zánik a rozklad biomasy ve vodě. Nepřirozených rozměrů však může být dosaženo vlivem příznivých podmínek pro vývoj organismů, a to především pro růst vyšších vodních rostlin, řas a sinic. Tyto příznivé podmínky zaručuje dostatek, resp. Nadbytek živin, zejména těch, které obsahují dusík a fosfor. Protože v posledních letech v důsledku zemědělské činnosti, komunálního znečištění a imisního znečištění a vlivem koloběhu vody obsahuje většina tekoucích vod nadbytek zmíněných živin, jsme u mnoha nádrží svědky procesu, nazývaného eutrofizace. Mikroskopická flóra se po odumření usazuje ve formě jemného mikrominerálního kalu, který se nazývá sapropel. Přírůstek tohoto sedimentu může ročně činit 1 až 2 cm, což je hodnota velice významná. Opatření k omezení tohoto zdroje procesu zanášení spočívá v : -
omezení
růstu
vodních
rostlin,
především
sečením
s následným
odstraněním hmoty mimo nádrž -
omezení přísunu hnojiv ze zemědělských pozemků, ve snižování zátěže z komunálního znečištění a ve snižování imisí – to však těsně souvisí s řadou velmi vážných celospolečenských problémů
Třetím zdrojem je zanášení přítokem. Tímto zdrojem jsou ohroženy všechny nádrže průtočné. U neprůtočných nádrží toto nebezpečí hrozí jen v případě poruchy nebo nesprávné obsluhy rozdělovacího objektu. Zdrojem zanášení je produkt eroze ze zemědělských pozemků, dále z lesních pozemků, zejména z poškozených lesních porostů a z porostů, v nichž jsou prováděny zásahy těžkou mechanizací a splachy ze zastavěných ploch. Splaveniny a plaveniny, které se v nádrži stanou sedimentem, se dělí dle jejich původu na: -
anorganické, které jsou složeny od nejjemnějších jílovitých a prachových
částic až po štěrky a kameny, často velkých rozměrů; -
organické, což jsou především rostlinné zbytky ze zemědělských pozemků (např. zbytky sena, slámy apod.), z lesních porostů (např. jehličí, listí, lesní hrabanka) či z břehových porostů;
-
chemické, což jsou především zbytky průmyslových hnojiv, zbytky pesticidů či jiných ochranných prostředků, používaných v zemědělství a lesnictví.
19
Ztrátu půdy vlivem vodní eroze je možno určit z univerzální rovnice ztráty půdy podle Wischmeyera- Smithe ve tvaru: G = R · K · L · S · C · P (t.ha-1.rok-1)
kde
G – průměrná roční ztráta půdy (t.ha-1.rok-1) R – faktor erozní účinnosti deště K – faktor náchylnosti půdy k erozi L – faktor délky svahu S – faktor sklonu svahu C – faktor ochranného vlivu vegetace P – faktor účinnosti protierozních opatření.
Z uvedeného vztahu je patrno, že negativní erozní čonnost, a tím i množství sedimentů vnikajících do nádrží, lze lidskou činností omezit ovlivněním faktorů L, C a P. Faktory R, K a S jsou prakticky neovlivnitelné (Tlapák, 2002).
8.1.3. Odstraňování sedimentů
Odbahňování nádrží je považováno za úkon, který patří do údržby nádrží. Realizaci však musí předcházet řádná příprava a zpracování jednoduchého projektu odbahnění. Během přípravy je nutno zjistit: -
množství a kvalitu sedimentu
-
na základě výsledku rozboru kvality a odhadu množství sedimentu rozhodnout a využití vytěženého bahna
-
způsob těžby sedimentu
-
trasa a způsob dopravy
-
vhodné pozemky k deponiím, mezideponiím a pozemky ke konečnému využití sedimentu v surovém či upraveném stavu
-
potřebné finanční prostředky (Vrána, 1998)
20
8.1.4. Průzkum dna nádrže a rozbor vzorků
Nejlepší způsob průzkumu dna zanesené nádrže je po jejím vypuštění. Rozložení bahna po celé ploše dna s ohledem na to, jak docházelo k ukládání, se dá zjistit vizuálně a pomocí jednoduchého sondování. Alespoň orientačně se dá vytyčit štěrkovitopísčitý kužel, jehož využití bude jiné, než u kvalitního bahna. Ke zjištění množství bahna lze volit některou standardní geodetickou metodu. Postup spočívá ve vytýčení potřebného počtu navzájem rovnoběžných příčných profilů do existující situace skutečného provedení výstavby nádrže. V každém profilu je nutno volit a zaměřit tolik bodů, aby výsledek odpovídal skutečnosti. K tomu způsobu měření je možno přistoupit, když povrch bahna má potřebnou únosnost, což bývá po dvou až třech týdnech vypuštění. Pokud není k dispozici stávající situace, a nejsou proto známy kóty původního dna, je nutno u každého zaměřovaného bodu sondýrkou zjistit i mocnost nánosu. Průzkum lze provádět i při naplněné nádrži. Zaměření jednotlivých bodů povrchu bahna a původního dna se provádí stejnou metodou jako při vypuštěné nádrži, měření se provádí z loďky. V krajním případě je možno zaměření provést i na zamrzlé vodní ploše s prořezávaním otvorů v místech jednotlivých měrných bodů. Objem uloženého bahna v nádrži se po vyhodnocení geodetického měření vypočítá z příčných profilů. Objem je možno též zjistit obdobným způsobem, jakým se zpracovávají charakteristické čáry nádrže, a to jako rozdíl dvou objemů nádrže pro stejnou kótu hladiny. První objem vody se zjistí od současného dna (povrch sedimentu), druhý od původního dna. Kvalitu bahna lze zjistit z odebraných vzorků v laboratoři se standardním vybavením. Fyzikálně-chemickým rozborem se zjišťuje homogenizace, pH, obsah sušiny, ztráta žíháním, obsah N, P, K, Ca, případně další údaje, jejichž výsledky vypovídají o kvalitě bahna jako hnojiva. Kromě toho je nutno stanovit obsahy těžkých kovů, zejména As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, a Zn, neboť ty rozhodují o využití bahna pro různé účely. Rybniční bahno je podle zákona č. 238/91 Sb. o odpadech klasifikováno jako odpad a podle toho je nutno na ně nahlížet. Nařízení vlády ČR č. 513/92 o podrobnostech nakládání s odpady stanovuje hranice těžkých kovů pro případ, že by bahno mělo být uloženo na skládku, což je z hlediska využitelnosti bahna ta nejhorší
21
varianta. V takovém případě nesmí být obsahy jednotlivých prvků vyšší než udává tabulka č. 7.
Tabulka č. 7. Maximální hodnoty sledované látky (mg na 1 kg sušiny)
Hg
As
Pb
Cd
Ni
3 000
5 000
10 000
5 000
5 000
Pokud obsah některého prvku překročí stanovený limit, nemůže být tento materiál uložen na skládku. Pokud vyhoví je možné uvažovat i o jiném způsobu využití, např. pro zemědělské účely. To může být buď pro rekultivaci zdevastovaných zemědělských pozemků (vytvoření kulturní vrstvy) nebo pro kompostování a následné využití na zemědělských a lesních pozemcích. V tomto případě je nutno výsledky posoudit dle ČSN 46 5735 Průmyslové komposty, neboť v jednom z odstavců této normy se konstatuje, že do kompostů nesmí být použity suroviny, které po skončení biologického zrání budou mít charakter cizorodých látek, přičemž jejich obsah nesmí být vyšší než je uvedeno v tabulce č. 8.
Tabulka č. 8. Maximální hodnoty sledované látky (mg na 1 kg vysušeného vzorku)
As
Cd
Cr
Cu
Hg
Pb
Zn
50
13
1 000
1 200
10
500
3 000
Citovaná norma stanovuje i limitní hodnoty zralého kompostu, které jsou ještě nižší než uvádí tabulka č. 8. Těmto limitům je však možno vyhovět, protože rybniční bahno bývá při kompostování pouze jednou ze součástí a u výsledného kompostu dojde ke zředění sledovaných látek (Tlapák, 2002).
8.1.5. Těžba sedimentů
V současné době existují tři způsoby odstraňování sedimentů: - suchou cestou
22
- mokrou cestou - kombinací obou výše uvedených způsobů První způsob předpokládá vypuštění nádrže s tím, že dojde i k relativnímu vysušení bahna, respektive k odvodnění pomocí odvodňovacího příkopu, procházejícího nejnižšími místy dna nádrže. Nejčastější postup bývá takový, že po podzimním vypuštění (např. po výlovu) zůstane nádrž po celou zimu prázdná a vlastní odbahnění proběhne v jarních měsících. Technologický postup závisí na: - mocnosti vrstvy nánosu (zda bahno může být přímo odebíráno bagrem či nakladačem, nakládáno na dopravní prostředek a odváženo, nebo zda musí být nejdříve před naložením shrnováno buldozerem) - únosnosti dna pro těžkou mechanizaci (zda je možné použít mechanizaci kolovou či pásovou, zda bude nutné budovat dočasné panelové komunikace) - stupni propustnosti či nepropustnosti dna (je nutno posoudit, zda je možno těžkou mechanizací dostatečně šetrně odstranit potřebnou vrstvu nánosů a nepoškodit původní dno, tzn. zachovat nepropustnost dna) U rybochovných nádrží je nutno posoudit požadavek ponechat při těžbě bahna 5 až 10 cm silnou vrstvu sedimentu jako zárodek pokračujícího úspěšného chovu ryb a zárodek ekosystému. Druhý způsob těžby, tzn. mokrou cestou, se provádí pomocí sacího bagru, plovoucího na hladině. Protože sedimenty jsou odsávány ve směsi s vodou (v níž voda převažuje), je další přemisťování nánosů možné hydrodopravou na poměrně velké vzdálenosti i několika kilometrů. Na zemědělských pozemích může být tato směs rozstříkána a později zaorána.
Častější je ale doprava směsi do lagun. Ty mohou tvořit zemědělské pozemky rovinaté, či s velmi malým sklonem, kdy na nejnižších okrajích je možno vytvořit nízké hrázky (např. i z balíků slámy). Cílem je vytvořit asi 10 cm vrstvu přemístitelného bahna, které se po vyschnutí laguny zaorá a na pozemku se bude normálně hospodařit. Další možností je dopravení směsi do upravených lagun s cílem, že se vytvoří vrstva bahna mnohem vyšší než zaoratelná vrstva, která se po vyschnutí odtěží a využije se na jiných pozemcích (např. pro kompostování). Sacími bagry nelze odtěžit místa nádrží, která jsou osídlena vegetací tvrdých travních porostů. A to ani v případě posekání, protože bahno je touto vegetací silně prokořeněno. 23
Pokud je cílem odbahnění i částečná či úplná likvidace těchto tvrdých travních porostů, je možno zvolit kombinovaný způsob těžení sedimentů, tzn. plochy dna bez porostů odsát a zbytek odtěžit suchou cestou, ke které může postačit pouze částečné vypuštění nádrže a snížení hladiny (Vrána, 1998).
8.1.6. Ekologické aspekty odbahňování
Kromě již uvedených způsobu odstraňování sedimentů zná historie i další dva. První je tzv. karbování, což je rozvíření usazeného bahna při vypouštění nádrže tak, že s vodou toto bahno odtéká. Je to způsob naprosto nepřijatelný, protože to není
řešení problému. Jedná se pouze o přesunutí problému jinam, dále od míst svého původu. Druhým způsobem je odstřel bahna s využitím průmyslové trhaviny. I tento způsob je z ekologického hlediska zcela nepřijatelný. Již popsané metody suché a mokré cesty odbahňování mají ekologické dopady. Samotné odbahňování je drastický zásah do ekosystému, přičemž jeho obnova trvá i několik let. Při suché cestě je nádrž odbahněna poměrně razantním způsobem, často bývá narušen životní rytmus mnoha živočichů, transportem sedimentu jsou poškozovány cesty, břehy, porosty. Mokrá cesta zase vyžaduje velké laguny, kde mohou nastat i hygienické problémy. Z ekologického a estetického hlediska je nutno klást vysoké nároky na umístění vytěženého materiálu na deponiích a mezideponiích. Za nepřípustné se považuje ponechání „měsíční krajiny“ po ukončení navážení sedimentu. Je nutné vytvořit takové tvary, které nebudou rušit krajinný ráz. Protože bahno obsahuje i velké množství klíčivých semen různých plevelů, je nutno počítat s razantním ozeleněním plevelnými rostlinami. Je tedy nutno počítat i s povinností tento plevel likvidovat (Tlapák. 2002).
9. Současný stav nádrže Řešená malá vodní nádrž Hradisko o ploše 0,85 ha a objemu vody 12,5 tis. m3 byla vybudována v letech 1960 – 1964. Nádrž je situovaná na stávající vodní tok, jedná se tedy o nádrž průtočnou. Nádrž je zazeměna a její význam z hlediska vodohospodářského i ekologického je potlačen. Nejvíce nánosů v nádrži se vyskytuje u
24
přítoku Pustiměřského potoka, kde dochází k zarůstání zátopy vrbou a olší. Mocnost a konzistence sedimentů nebyla zjišťována. Z hlediska obnovy je nutné nádrž odbahnit. Břehové porosty se vyskytují hlavně na hrázi rybníka a v jeho zadní části u přítoku potoka. Na hrázi se jedná asi o 5. vzrostlých stromů vrby křehké (Salix fragilis) na straně levé. Na straně pravé od objektu se jedná o mladé stromky olše lepkavé (Alnus glutinosa). Dřeviny na hrázi narušují kamenné opevnění návodní strany hráze. Těleso hráze je z poloviny zarostlé maliním a ostružinami, které brání pohodlnému přístupu na hráz. Další porosty se vyskytují převážně až v zadní části u přítoku potoka. Tyto dřeviny přispívají svým opadem k hromadění organické hmoty, která je také důvodem k zanášení dna. Současný stav (viz. Příloha č. 7.) objektu neodpovídá ustanovením ČSN 75 2410 – Malé vodní nádrže a proto je nutné přistoupit k jeho úpravě. Přelivný objekt má kapacitu 1 m3.s-1, zatímco stoletá povodeň, na kterou má být objekt dimenzován, je dle
ČHMÚ 14 m 3.s-1. Díky přelití hráze došlo v loňském roce k částečnému obnažení funkčního bloku. Kamenné opevnění koryta pod hrází je místy značně poškozené.
10. Příčiny zanášení vodní nádrže Hradisko
Nádrž celou dobu své existence nebyla odbahňována. V blízkosti řešené nádrže se vyskytují pouze trvale travní porosty, lesní porost a orná půda. Na poli nejsou viditelné žádné erozní rýhy, takže se podle mého názoru na zanášení nádrže podílí minimálně. V daném případě se jedná o zcela přirozený proces zanášení nádrží. Značný vliv na zanášení nádrže má opad listí z vrb, olší na vodní plochu a jejich následný rozklad. V posledních asi patnácti letech došlo k velkému rozvoji biomasy nádrže.
11. Návrh odbahnění vodní nádrže Hradisko
Realizaci odbahnění musí předcházet projekt odbahnění nádrže. V nádrži se díky špatnému stavu funkčního objektu voda vyskytuje pouze na podzim a v jarních měsících, když je dostatek srážek. V letních měsících nádrží protéká pouze Pustiměřský potok a to v minimálním průtočném množství. Odbahňování se bude provádět tedy v letních měsících kdy bahno by již nemělo být rozbředlé. Je nutno provést rozbor sedimentů pro 25
určení jak naložit s odstraněným bahnem. Při splnění podmínek nařízení vlády č. 513/92 o podrobnostech nakládání s odpady je možné bahno použít pro zemědělské účely. Použitá mechanizace záleží na mocnosti vrstvy sedimentu a na únosnosti dna. Při odbahnění je nutno ponechat 5 – 10 cm vrstvu sedimentu pro možnost dalšího rozvoje ekosystému.
26
12. Návrh na rekonstrukci nádrže
12.1. Hráz
Těleso hráze je značně porostlé vegetací, kterou je nutné odstranit. U vzrostlých stromů na levé straně hráze je nutné provézt posouzení zdravotního stavu a poté provést patřičná opatření (např. odstranění
nestabilních stromů). Návodní strana hráze je
opevněna kamennou dlažbou. Je nutné doplnit chybějící mezery v dlažbě a na stabilních
částech dlažby provést opravu.
12.2. Funkční objekt
Stávající konstrukce funkčního objektu je velmi neobvyklá a značně poddimenzovaná z hlediska povodňových průtoků. Jedná se o čelní přelivný objekt s dlužovou stěnou, který je umístěn ve funkčním bloku (viz. Fotodokumentace č.3.). Dlužovou stěnou se zvedala hladina vody v nádrži. Přelivný objekt musí převést povodňovou vlnu, která je dle ČHMÚ stanovena na 14 m3.s-1. Kapacita přelivného objektu je 1 m3. s-1. Zvětšení kapacity přelivného objektu se dosáhne odstraněním stávající konstrukce, nahrazením novým bezpečnostním přepadem (viz Příloha č.8).
12.3. Bezpečnostní přeliv
Bezpečnostní přeliv slouží k ochraně nádrží před účinky povodňových průtoků. Bezpečnostní přelivy tedy chrání zejména hráz před přelitím, poškozením a údolí pod nádrží před možnými škodami, vzniklými přelitím či protržením hráze. Na dané nádrži se bezpečnostní přeliv nenachází. Proto jsem navrhl bezpečnostní přeliv s výpustí, který je navržen tak aby převedl povodňovou vlnu a v maximální míře využil stávající konstrukce (viz příloha č.8). Při dimenzování bezpečnostního přelivu v tomto návrhu byl použit následující vzorec: Q = M . b . h1,5 [m3.s-1] Kde Q ... návrhový kulminační průtok Q100 [m3.s-1] M ... součinitel přepadu b ... délka přelivné hrany [m] 27
h ... výška přepadového paprsku při návrhovém průtoku [m]
V rovnici se vyskytují dvě neznámé, tj. délka přelivné hrany b a výška přepadového paprsku h. Výška přepadového paprsku byla zvolena h = 0,7 m. Průtok Q100 = 14 m3.s-1 a součinitel přepadu M = 1,55. Délka přelivné hrany je dána vztahem b=
Q = 15,4 [m] M ⋅ h 1, 5
Přelivná hrana je příliš dlouhá, proto je vhodnější vybudovat kašnový bezpečnostní přeliv. Přeliv bude opatřen výpustným zařízením (požerák). Z důvodu délky přelivné hrany se musí vybudovat nový základ bezpečnostního přelivu, který se napojí na stávající základ funkčního bloku. Spadiště přelivu bude opevněno kamenným záhozem do betonu.
12.4. Požerák
Požerák je navrhnut otevřený s jednoduchou dlužovou stěnou. Konstrukce požeráku bude z betonu s dřevěnou dlužovou stěnou umístěný na čelní straně bezpečnostního přelivu. Přístup na korunu požeráku z hráze je nutno zajistit ocelovou obslužnou lávkou se zábradlím. Množství vody, které proteče přes dlužovou stěnu požeráku se vypočte dle 3
vztahu: Q = m ⋅ bo ⋅ 2 ⋅ g ⋅ h 2 [m3.s-1] Kde h … výška přepadového paprsku [m] … 0,20 m m … součinitel přepadu … 0,419 pro h = 0,20 m bo … účinná šířka přelivu se započtením vlivu kontrakce [m]
Účinná šířka přelivu bo se započtením vlivu kontrakce se určí: bo = b − 2 ⋅ K v ⋅ h [m] b … šířka přelivu bez vlivu kontrakce [m] … 0,8 m Kv … součinitel vtoku, který má tvar: K v =
(b ⋅ K vo )
(b + h )
Součinitel vtoku Kvo pro úpravu vtoku dle ostrosti hrany (Vrána, 1998)
28
Kvo = 0,1
K v = 0,8 ⋅ 0,1
0,8 + 0,2
= 0,08
bo = 0,8 − 2 ⋅ 0,08 ⋅ 0,2 = 0,768 m
Q = 0,419 ⋅ 0,768 ⋅ 19,62 ⋅ 0,21,5 = 0,127 m3.s-1
12.5. Odpadní potrubí
Funkční objekt je vybaven dnovou výpustí o průměru 40 cm. Tuto výpusť bude nutné při odbahňování a rekonstrukci vyčistit a zkontrolovat zda není poškozena. Dnová výpusť umožňuje úplné vypuštění nádrže.
Výpočet odpadního potrubí je dán vztahem: (Vrána, 1998) Q = S ⋅ v [m3.s-1]
Kde S … průtočný průřez odpadního potrubí [m2] v … průřezová rychlost [m.s-1]
Průřezová rychlost se určuje ze vztahu:
v=
[
2g ⋅ H m.s −1 1 + ∑ξi
]
Kde H … rozdíl hladiny v nádrži a v odpadu od výpusti (H = 3.2 m)
ξi …součinitel místních ztrát (ostrá vstupní hrana = 0.5)
v=
62.784 = 6,47 [m.s-1] 1.5
Q = 0.1256 ⋅ 6.47 = 0,81 [m3.s-1]
29
Odpadní potrubí má kapacitu Q = 0,81 m3.s-1 což neodpovídá Q100 = 14 m3.s-1. Při Q100 dojde k zahlcení odpadního potrubí a zbývající průtok bude převáděn přes skluz do koryta.
12.6. Úprava koryta za přelivným objektem
Koryto, které navazuje na skluz bude lichoběžníkového profilu a bude zpevněno kamennou dlažbou. Dlažba naváže plynulým přechodem do normálního příčného profilu Pustiměřského potoka kameným záhozem. Šířka ve dně
b = 3 m a sklonem
svahů 1:2.
Dimenzování koryta proběhlo v následujícím výpočtu: návrhový průtok Q100 = 14[ m3.s-1] šířka dna koryta b = 3 [m] sklon koryta I = 0,005 součinitel drsnosti n = 0,035 ... kamenná dlažba sklon břehů koryta 1 : 2 , m = 2
Tabulka č. 10. Dimenzování koryta od bezpečnostního přelivu
b [m] 3 3 3 3
h [m] 1 1,3 1,5 1,45
S [m2] 5 6,5 7,5 7,25
O [m] 7,472 7,472 7,472 7,472
R [m] 0,669 0,870 1,004 0,970
C 25,525 27,476 28,601 28,331
v [m.s-1] 1,476 1,812 2,026 1,973
Q [m3.s-1] 7,382 11,778 15,197 14,306
Z tabulky vyplývá skutečnost: má – li daný profil koryta provést Q100 = 14 m3.s-1 při šířce dna koryta v kynetě 3 m je potřebná hloubka h = 1,45 m.
Výše uvedené výpočty slouží v této práci jako orientační. Při následném projektu rekonstrukce bude nutné objekt podrobně zaměřit, nově nadimenzovat a staticky posoudit. Přílohy jsou pouze schemata, která se po přesném zaměření musí přerýsovat.
30
13. Diskuse
Odbahnění malých vodních nádrží je komplexní problematika a je nutné brát v úvahu celou řadu procesů, které zanášení sedimenty způsobují. Malá vodní nádrž Hradisko nebyla po celou dobu své existence odbahněna.V případě nádrže Hradisko se jedná o zcela přirozený proces zanášení, který je způsoben zejména usazováním opadu listí z olší a vrb. Podobně zde probíhá navazující proces přirozené eutrofizace. Řádově v posledních patnácti letech došlo k velkému rozvoji biomasy nádrže. Pro zlepšení ekologické, estetické a retenční funkce nádrže je proto navrženo odbahnění. Ke stávajícímu funkčnímu objektu se nedochovala žádná dokumentace. Tento objekt je značně poddimenzován. Návrh opravy se týká stávajícího přelivného objektu, který má kapacitu 1 m3.s-1, zatímco Q100, na kterou musí být dle ČSN 75 2410 objekt nadimenzován, je dle ČHMU Brno 14 m3.s-1. Proto byl navržen bezpečnostní přeliv s kapacitou stoleté povodně. Bezpečnostní přeliv bude vybaven výpustným zařízením (jednoduchý požerák). Při následných projektech odbahňování je nutné zjistit objem a kvalitu sedimentu v nádrži, dále navrhnout transport a ukládání či likvidaci sedimentu a celkový finanční rozpočet. Bude nutné provést rozbory sedimentů na obsah těžkých kovů, které nesmí překročit maximální hodnoty sledované látky dle nařízení vlády ČR 513/92 o podrobnostech nakládání s odpady. Je možno předpokládat, že vytěžené sedimenty budou mít sledovaný obsah těžkých kovů minimální, neboť se v povodí nevyskytuje žádný průmysl. Také je nutné vyznačit pozemky, na nichž bude sediment umístěn, přičemž tento návrh musí být doložen výpisem z listu vlastnictví pozemků, souhlasem majitele pozemku a návrhem trasy pro dopravu sedimentu s povolením příslušného správce komunikace. Navržená opatření by měla zlepšit nejen retenční a odtokové poměry povodí, ale i posílit ekologickou a estetickou stabilitu povodí.
31
14. Závěr Studie se zabývá návrhem odbahnění, rekonstrukcí hrázního tělesa, funkčního objektu a návrhem bezpečnostního přelivu na malé vodní nádrži Hradisko. Cílem odbahnění a rekonstrukce je dosažení optimálních retenčních vlastností nádrže a také zlepšení ekologické a krajinotvorné funkce tohoto objektu. Základní informace o povodí byly získány z mapových a literárních podkladů. Tyto údaje byly zpřesněny a doplněny terénním průzkumem.
Řešené povodí se nachází v Jihomoravském kraji, na katastrálním území obce Radslavice u Vyškova. Hlavním recipientem je zde Pustiměřský potok, který je levostranným přítokem řeky Haná. Vlastnímu odbahnění by předcházelo vypuštění vody z nádrže. Samotné odbahnění nádrže by mělo být provedeno v letních měsících, kdy nádrží protéká pouze Pustiměřský potok a bahno by již nemělo být rozbředlé. Také je nutno ponechat vrstvu sedimentu 5 – 10 cm mocnou, důležitou pro následný rozvoj ekosystému v nádrži. Stávající funkční objekt nádrže je ve špatném stavu. Vystavěn byl bez řádné dokumentace a jeho parametry jsou nevyhovující. Bezpečnostní přeliv zcela chybí. Nově navržené úpravy objektu odpovídají dimenzi Q100. Z důvodu umístění přelivu do staré konstrukce objektu byl navržen bezpečnostní kašnový přeliv s výpustným zařízením (jednoduchý požerák) o délce přelivné hrany b = 15,4 m. Spadiště přelivu bude opevněno kamenným záhozem do betonu, který utlumí energii vody a zabrání průsaku vody do tělesa hráze. Odpadní koryto bude mít lichoběžníkový profil, s šířkou dna v kynetě b = 3 m a hloubkou h = 1,45 m. Odpadní koryto bude opevněno kamennou dlažbou, které naváže na profil Pustiměřského potoka kamenným záhozem. Těleso hráze je značně porostlé vegetací, která ji poškozuje a znemožňuje na ni přístup. Proto je navrženo odstranění vegetace z koruny hráze a z návodní strany. Návrhy uvedené v této studii mohou být použity jako podklad pro vypracování projektu odbahnění a rekonstrukce malé vodní nádrže Hradisko. Je však nutné nádrž a funkční objekt podrobně zaměřit.
32
15. Summary This thesis presents suggestions of clearing the small water reservoir called Hradisko from silt and its reconstruction. Data for writing this study were obtained from a detailed field study survey and from studies and maps that somehow deals with the watershed. The catchment is situated in South Moravia in catastral territory of Radslavice. The main brook in the catchment is called Pustiměřský potok. Silting-up op water reservoir Hradisko is cause naturally by dying plants and animals and it´s decomposition. The water reservoir Hradisko was built without any project documentation. The parameters of existing objects are fully insufficient. That´s the reconstruction of safety overflow why was proposed. In order to conclude this study we can say, that all proposed solutions aim to stabilize watercourse, improve runoff situation as well as revitalize ecological functions of small water reservoir Hradisko.
33
15. Literatura a prameny
BUČEK, A., LACINA, J. (2002):Geobiocenologie II., ES MZLU v Brně CULEK, M. A KOL. (1996): Biogeografické členění České republiky, Enigma, Praha
ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV. (1961): Podnebí ČSSR tabulky, Polygrafia, Praha KOŠUT, M. (1990): Plán úpravy – VN Hradisko, Hydroprojekt, Odštěpný závod Brno MÍCHAL, I. (1992): Ekologická stabilita, Veronica, Brno SYNKOVÁ, J., ZLATUŠKA, K. (2003): Malé vodní nádrže – cvičení, ES MZLU v Brně TLAPÁK, V., HERYNEK, J. (2002): Malé vodní nádrže, ES MZLU v Brně VRÁNA, K., BERAN, J.(1998): Rybníky a účelové nádrže, ČVUT, Praha
Mapy
ČESKÝ ÚŘAD ZEMĚMĚŘIČSKÝ A KATASTRÁLNÍ. (1994): Základní vodohospodářská mapa ČR, 24 – 41 Vyškov, 1 : 50 000
ČESKÝ ÚŘAD ZEMĚMĚŘIČSKÝ A KATASTRÁLNÍ. (1997): Základní vodohospodářská mapa ČR, 24 – 42 Kojetín, 1 : 50 000 DEMEK, J., QUITT, E. (1975): Fyzickogeografické regiony ČSR, GÚ ČSAV Brno, 1 : 500 000 HOFFMANN,
Z.
(1972):
Zemědělské
regiony
ČSR.
Soubor
ekonomickogeografické regionalizace ČSR, GÚ ČSAV Brno, 1 : 500 000 KŘÍŽ, H. (1971): Regiony mělkých podzemních vod, GÚ ČSAV Brno, 1 : 500 000 QUITT, E. (1975): Klimatické oblasti ČSR, GÚ ČSAV Brno, 1 : 500 000 STEHLÍK, O. (1983): Potencionální eroze půdy v ČSR, GÚ ČSAV Brno, 1 : 500 000 VLČEK, V. (1971): Regiony povrchových vod v ČSR, GÚ ČSAV Brno, 1 : 500 000
34
map
