ACTA HYDROLOGICA SLOVACA

ACTA HYDROLOGICA SLOVACA Ročník 13, č. 1, 2012, 90 - 100

DLOUHODOBÉ MONITOROVÁNÍ ZEMNÍ HRÁZE MALÉ VODNÍ NÁDRŽE METODOU EIS Jana Pařílková, Zuzana Gardavská, Marie Fejfarová, Zbyněk Zachoval Pro sledování fyzikálních procesů probíhajících v tělese zemní hráze malé vodní nádrže v důsledku jejího proměnlivého zatěžování vodou byla zvolena nepřímá měřicí metoda elektrické impedanční spektrometrie. Formou map elektrické impedance resp. změn elektrické vodivosti lze identifikovat anomálie v měřeném prostoru a na základě dlouhodobého monitorování je možno vyhodnotit trendy jejich vývoje. Příspěvek uvádí příklad výsledků dosažených při monitorování zemní hráze malé vodní nádrže v katastru obce Kobeřice u Slavkova. KĽÚČOVÉ SLOVÁ: elektrická impedanční spektrometrie, elektrická vodivost, zemina, hráz, malá vodní nádrž, monitorování

LONG-TERM MONITORING OF THE DIKE OF SMALL WATER RESERVOIR USING EIS METHOD. In the monitoring of some physical processes occurring in soils of dike of small water reservoir as a result of water loads is used indirect electrical measuring method of electrical impedance spectrometry. On a form of maps of electrical impedance resp. electrical conductance are identified the anomalies in monitored area. During the long-time monitoring it is possible to evaluate the trends of their development. The paper presents examples of result achieved in monitoring of earth dike of small water reservoir in the municipality of Kobeřice near Slavkov. KEY WORDS: electrical impedance spectrometry, electrical conductance, soil, dike, small water reservoir, monitoring

Úvod Malé vodní nádrže (objem při normální hladině do 2 mil. m³ a největší hloubka do 9 m (ČSN 752 410)), ať vzniklé přirozeně (např. jezera) nebo uměle výstavbou hráze, slouží různým účelům: ochranné (retenční) nádrže (k ochraně před povodněmi nebo vodní erozí), rybochovné nádrže čili rybníky, nádrže na ochranu flóry a fauny, rekreační nádrže, hospodářské (např. Protipožární) a další. Výstavbou nebo obnovou nádrže lze, kromě stanoveného účelu, docílit řady dalších příznivých efektů. Především vždy dojde ke zvětšení zásoby vody v krajině s pozitivním dopadem na lokální zásoby podpovrchových vod (Nagy a kol., 2010). Nádrž také příznivě ovlivňuje průběh velkých vod (povodňové vlny). Protipovodňový efekt nádrže je úměrný především velikosti tzv. ovladatelného retenčního prostoru (tj. prostoru mezi kótou zásobní hladiny a koruny bezpečnostního přelivu) a neovladatelného retenčního prostoru. S velikostí těchto prostorů se zvětšuje objem zadržené

90

vody při povodni a časové zpoždění odtoku povodňové vlny. Vodní nádrž, není-li intenzivně využívána (např. k chovu ryb) může být přínosem pro zlepšení kvality protékající vody (zdržení vody a usazování splavenin). Ochrannou funkci před nadměrným zanášením nádrží splaveninami může plnit předsazená sedimentační nádrž. Kromě výše uvedených plní nádrž také biologickou funkci; stává se biotopem vodních a mokřadních druhů rostlin a živočichů. Přírodovědecky nejcennější část nádrže je litorální pásmo (mělkovodní část nádrže při březích u přítoku se sklonem břehů 1:5 a mírnějším) s plynulým přechodem na souš. Do pobřežního pásma je soustředěno mnoho forem vodního života – rozmnožování obojživelníků, výtěr ryb, hnízdění vodních ptáků, výskyt a reprodukce drobných vodních živočichů (potrava pro ryby, ptáky). Ekostabilizační funkce vodních nádrží je však v prvé řadě závislá na jejich využívání, neboť intenzívní chov ryb je v zásadním rozporu s vytvořením předpokladů pro funkci vodních a mokřadních ekosystémů (Šálek, 1996). Výstavba malých vodních

Pařílková, J. a kol.: Dlouhodobé monitorování zemní hráze malé vodní nádrže metodou EIS nádrží má jistá specifika (funkce, poloha nádrže či hráze vůči toku, typ hráze, atd.), která je nutno dodržet. Mezi nejvýraznější patří skutečnost, že hráze uvedených nádrží se navrhují především jako zemní sypané a v převážné většině z místních materiálů. Je-li hráz navržena z jednoho stavebního materiálu, je možno ji charakterizovat jako homogenní, užije-li se více druhů stavebních materiálů, nebo je např. opatřena těsnicími prvky, jedná se o hráz heterogenní (zonální). Při sledování procesů probíhajících v zemních hrázích při jejich zatěžování vodou (Císlerová a Vogel, 2008), (Skalová a Štekauerová, 2011) je nutno respektovat komplikovanost uvedeného prostředí. Jedná se o třísložkový systém, v němž pevnou složku zastupuje zemina, kapalná složka je reprezentována zpravidla vodou a plynnou složku představuje nejčastěji vzduch. Lze konstatovat, že se jedná o pórovitý materiál tvořený složitým systémem pevných částic odlišných geometrických a fyzikálně-chemických vlastností a pórů. Geometrie pórů je velmi obtížně popsatelná, některé póry jsou propojeny, jiné nejsou. Některé póry tedy mohou být zcela zaplněné vodou (Baumann a Werth, 2004) nebo naopak vzduchem, případně jsou zaplněné oběma slož-

Obr. 1. Fig. 1.

kami. Podle objemu vody v pórech se definuje stupeň nasycení, neboli saturace (Lamboj a Štěpánek, 2005), na jehož základě lze zeminu charakterizovat jako suchou, zavlhlou, vlhkou, velmi vlhkou nebo nasycenou. Objem vody (Chen a Zhang, 2006) v zemině ovlivňuje řadu dalších fyzikálních parametrů jako je elektrická impedance (Gomboš a kol., 2011), elektrická vodivost (Caputo a kol., 2010), rezistivita (Bradáč, 2000), (Fenton a kol., 2005), permitivita atd. Každá vodní nádrž se stává významným krajinným prvkem (dle § 4 zákona č. 114/1992, Sb., o ochraně přírody a krajiny), současně však představuje potenciální zdroj ohrožení v případě nestability její hráze. Charakteristika sledované malé vodní nádrže a její hráze V roce 1979 byly v lesním prostoru Kněžák – Bezedrák jihovýchodně od obce Kobeřice u Slavkova (obr. 1) v místě, kde byla půda vlivem vysoké hladiny podzemní vody silně zamokřena, na bezejmenném levostranném přítoku Kobeřického potoka vybudovány malé vodní nádrže.

Situace – katastrální území obce Kobeřice s vyznačením nádrže. Situation - cadastral municipality Kobeřice with the location of the reservoir.

sledovaná hráz nádrže Bezedník III

Obr. 2. Situace zájmového území s vyznačením sledovaného objektu resp. jeho části (převzato z veřejných podkladů geodis, www.mapy.cz). Fig. 2. Location of the area of interest with marking the dike of the monitoring reservoir (taken from the public sources of geodis, www.mapy.cz).

91

Acta Hydrologica Slovaca, ročník 13, č. 1, 2012, 90 - 100 Kvalita lučního porostu byla jak svou druhovou skladbou, tak výnosem zcela podřadná a svědčila o nízké bonitě pozemku. Vybudováním vodních nádrží vznikl krajinotvorný prvek a zdroj vody pro lesní zvěř. Správcem a uživatelem nádrží jsou Lesy České republiky, s. p., Lesní správa Bučovice (LČR, 1999). Zájmové území se nachází v úzké údolní nivě levostranného bezejmenného přítoku Kobeřického potoka v km 0,850 v nadmořské výšce cca 250 m n. m. Z orografického hlediska patří zájmové území k západnímu okraji orografického celku Chřibů tzv. Ždánickému lesu, který zde navazuje na orografický celek dyjsko-svrateckého úvalu. Po stránce geologické náleží zájmové skupině terciéru, útvaru paleogénu, oddílu svrchního oligocénu k tzv. ždánicko-hustopečskému souvrství (Czudek, 1972). Geologický podklad je tvořen flyšoidním a molasovým vývojem jílovců a pískovců zde překrytých vrstvou hlín a jílových hlín, které vznikly zvětráním a fluviálním nebo eolitickým způsobem. V mělkých zvodnělých terénních depresích se vyskytují černé organické půdy, které bývají často zrašelinělé. Z hlediska hydrogeologického má zájmové území poměrně malou jímavost a zdroje vody jsou jen v depresních lokalitách (Michlíček, 1986). Klimatické poměry v zájmovém území byly zjištěny podle údajů ze

srážkoměrné stanice Ždánice, hydrologické poměry pro zájmové povodí v Kobeřicích stanovuje ČHMÚ Brno, Kroftova 43. Sledovaná nádrž, s názvem Bezedník III., je svým charakterem průtočná, vybudovaná k účelu retence a akumulace vod s významem pro estetiku okolní krajiny. Základní parametry předmětné nádrže jsou uvedeny v (tab. 1). Homogenní zemní hráz nádrže (obr. 3) byla vybudována z místních materiálů a je monitorována od roku 2006 z důvodu obav průsaku jejím tělesem (Gric, 1997) na vzdušnou stranu, k nimž vedl podmáčený terén v podhrází (Baroková, 2008) a pozorovaná rozkolísanost úrovně hladiny vody v nádrži. Hráz vodní nádrže je navržena při převedení vod do průtoku Q100. Na vodním díle se nachází bezpečnostní přeliv (obr. 4), výpustné zařízení, sedimentační prostor před výpustným objektem. Vzhledem k pozorovaným průsakům byla zemní hráz nádrže v roce 1998 rekonstruována. Po čase vzniklo podezření z obnovení privilegovaných průsakových cest (Bednárová a kol., 2009a), a proto byla v listopadu roku 2006 provedena sanace návodního líce hráze. I po několikanásobných opravách tělesa zemní hráze se v monitorovaném úseku objevují místa s výrazně vyšší vodivostí (obr. 7).

Tabuľka 1. Základní parametry vodní nádrže Kobeřice Table 1. Basic parameters of the small water reservoir Kobeřice Hydrologické pořadí Plocha povodí Plocha zátopy Šířka hráze v koruně Délka hráze Maximální hloubka nádrže Objem stálého nadržení Objem neovladatelného retenčního prostoru Celkový objem nádrže Odtok Q100 Průměrný roční průtok Qa Minimální sanační průtok v profilu pod nádrží Qm Kóta hladiny stálého nadržení Kapacita bezpečnostního přelivu Kapacita spodní výpusti Qv Sklon a světlost výpusti I Opevnění návodního líce hráze Opevnění vzdušného líce hráze sklon návodního líce hráze Sklon vzdušného líce hráze Způsob těsnění návodního líce hráze

92

4-15-03-084 2,12 km2 3 586 m2 3,5 m 72,5 m 2,0 m 4 792 m3 2 558 m3 7 350 m3 6,5 m3/s 0,005 m3/s 0,001 m3/s 300,20 m relativní výšky (výškově není navázáno na státní nivelaci) bezpečné převedení Q100 0,126 m3/s 2 %, DN 300 betonové panely vegetační, zatravněním 1:3 1 : 2 – 2,5 hydroizolační fólie

Pařílková, J. a kol.: Dlouhodobé monitorování zemní hráze malé vodní nádrže metodou EIS

Obr. 3. Fig. 3.

Vzorový příčný řez hrází 1 : 50. The cross section of the dike 1 : 50.

Obr. 4. Koruna zemní hráze včetně bezpečnostního přelivu, návodní líc zemní hráze vodní nádrže Kobeřice – třetí nádrž zvaná Bezedník III. Fig. 4. The top of earth dike including the safety spillway; upstream face of the eart dike of water reservoir Kobeřice – the name of the third water reservoir is Bezedník III.

Zvolená metoda monitorování, zařízení a měření V geotechnice, geofyzice, geonice a dalších oborech geologického průzkumu se stále více uplatňují nepřímé měřicí metody a z nich vycházející měřicí aparatury, jejichž společným rysem je, že měřené veličiny jsou sledovány prostřednictvím elektrického signálu. Podle snímaných fyzikálních veličin, jimiž jsou jevy probíhající v zemině popisovány, je možno rozlišit aparatury se snímači veličin elektrických (stejnosměrných či střídavých), magnetických, elektromagnetických, teplotních, radioaktivních, mechanických (úklonoměrných, tlakových, gravitačních, seismických, akustických, ultrazvukových atd.) a mnoha dalších (Bednárová a Grambličková, 2008), (Bednárová a kol., 2009b). V souladu se světovým trendem a v návaznosti na dosavadní znalosti je při monitorování zemní hráze malé vodní nádrže v Kobeřicích od roku 2006 aplikována metoda elektrické impedanční spektrometrie (dále EIS) a ověřována měřicí aparatura s přístrojem Z-metr

a pasivními snímači (Pařílková a kol., 2011). Metoda EIS využívá frekvenční závislosti impedančních charakteristik k analýze vlastností zemin. V terénu bylo provedeno zaměření, posouzení aktuálního stavu a jsou sledovány změny probíhající v zemině homogenní hráze trvale zatížené vodou a povětrnostními vlivy. Z-metr používaný při monitorování lokality je řízen počítačem (PC), který vykonává funkci inteligentní konzoly sloužící vizuálnímu kontaktu obsluhy s měřicím systémem. Prostřednictvím uživatelského programu ZScan v1.6 umožňuje před měřením nastavení typu experimentu (frekvenční charakteristika, měření na jedné frekvenci), parametrů experimentu (frekvence měřicího signálu nebo frekvenční rozsah měření, krok nárůstu frekvence, úroveň měřicího signálu), způsob interpretace výsledků, archivace výsledků, kontrolu základních funkcí Z-metru jako vlastního měřiče impedance a spuštění experimentu. Během měření přijímá data ze Zmetru, zobrazí je a případně archivuje v textovém

93

Acta Hydrologica Slovaca, ročník 13, č. 1, 2012, 90 - 100 souboru. Po ukončení experimentu lze výsledky rozbalit a dále zpracovat tabulkovým procesorem, např. MS EXCEL. K přenosu dat mezi Z-metrem a PC slouží rychlé komunikační rozhraní Universal Serial Bus (USB). V koruně hráze na hraně návodního líce (obr. 5) bylo osazeno 7 pravidelně dělených tyčových sond ve vzájemné vzdálenosti 2 m (obr. 6 – bílé body na koruně hráze). Metodou EIS je sledována přibližně polovina hráze v profilech značených 1_2 až 6_7. V roce 2009 však byla sonda číslo 1 poškozena vandaly, a proto je na příkladu vyhodnocení (obr. 8) uvedeno 5 profilů. Sondy včetně připojovacích kabelů jsou v zemině hráze umístěny v hloubce 0,15 m pod povrchem, nejsou tedy na koruně ani návodním líci hráze pozorovatelné. Zapojení sond, u nichž se střídá elektricky vodivá (nerezová trubka s tloušťkou stěny 0,002 m a délkou 0,15 m) a nevodivá část (polyamid s tloušťkou stěny 0,005 m a délkou 0,15 m) je dvousvorkové, tzn., že není oddělen obvod budicího signálu generujícího elektromagnetické pole od obvodu měřicího, v němž je zapojen snímač neznámé elektrické impedance. Časové změny elektrické vodivosti G jsou vyhodnocovány relativně vůči prvnímu měření (obr. 7)

G* =

G Gp

,

(1)

kde G* [-] je relativní hodnota elektrické vodivosti, G [S] je hodnota elektrické vodivosti zjištěná v den měření a Gp [S] je hodnota elektrické vodivosti zjištěná dne 19.8.2006 při zahájení monitorování. Počet měřicích snímačů na sondě byl n = 12, celková délka sondy je 3,5 m. Vzhledem ke skutečnosti, že hráz je vysoká 3,2 m, je monitorování realizováno částečně i v jejím podloží. Z realizovaných měření byl v programu SMS vyhodnocen 2D obraz (obr. 8) pole relativní elektrické vodivosti G*, kde černé body představují měřicí elektrody, barev-

ná škála udává poměrnou změnu elektrické vodivosti a číslo nad barevnou škálou reprezentuje datum měření v pořadí rok, měsíc, den (rrmmdd). Měření metodou EIS bylo provedeno při měřicí frekvenci f = 8 000 Hz, přepínací perioda mezi jednotlivými měřeními byla 400 ms, počet opakování na jednom měřicím kanálu (jeden snímač sondy) byl 5. V roce 2009 byla monitorovaná oblast rozšířena. V koruně vzdušného líce hráze byly symetricky sondám na návodním líci osazeny další tři sondy. Důvodem bylo posouzení saturace zeminy hráze. V případě potřeby je možnost rozšíření sítě měřicích sond. Dosažené výsledky Vyhodnocení měřené změny elektrické impedance Z resp. relativní elektrické vodivosti zeminy G* ve sledovaném profilu je provedeno v tzv. virtuálním bodě (černé body na obr. 7), který se nachází uprostřed horizontálně i vertikálně děleného měřeného profilu. Z obr. 7 je zřejmá oblast anomálie v místě navázání hráze na podloží. Měření je realizováno pravidelně jedenkrát měsíčně, dále se sleduje úroveň hladiny vody v nádrži, teplota a čas měření. V roce 2011 nebylo možno provést měření v měsíci lednu z důvodu zákazu vstupu do lokality v důsledku povětrnostních vlivů. Stejné nařízení platilo i v lednu a únoru 2010. Na (obr. 9) je uveden trend vývoje elektrické vodivosti G v jednotlivých měsících v průběhu let monitorování. Hodnota G byla stanovena jako aritmetický průměr hodnot měřených v jednotlivých bodech na návodním líci hráze v den měření. Na základě vyhodnoceného trendu lze konstatovat, že vyšší hodnoty G jsou porozovatelné v roce 2010 (od června do listopadu). Ze srovnání se zápisem podmínek měření je např. zřejmé, že v listopadu 2010 bylo měření realizováno druhý den poté, co voda z nádrže přepadala bezpečnostním přelivem. Zemina tedy v důsledku vydatných déle trvajících dešťů měla skutečně zvýšenou vlhkost.

Obr. 5. Schéma monitorované oblasti zemní hráze s vyznačením měřicích sond (bílé body). Fig. 5. Scheme of the monitored area showing the position of the measuring probes in earth dike (white points).

94


a)

b) Obr. 6. Schéma monitorování zemní hrázi: a) schéma sběru dat a pozice vyhodnocených bodů, b) schéma umístění měřicích snímačů v zemní hrázi. Fig. 6. Scheme of monitoring of earth dike: a) scheme of data collection and the position of points assessed, b) scheme of location of measuring sensors in earth dike.

95

Acta Hydrologica Slovaca, ročník 13, č. 1, 2012, 90 - 100

Obr. 7. Mapa elektrické vodivosti Gp [mS] zájmové oblasti při zahájení měření (vyhodnoceno softwarem SMS). Fig. 7. Map of electrical conductance Gp [mS] in interest area at the start of measurement (made using software SMS).

96


97


Obr. 8. Příklad vyhodnocení (provedeno softwarem SMS) poměrné změny elektrické vodivosti G*[-] v roce 2011 vůči počatečnímu zjištěnému stavu. Fig. 8. Example of processing (made using software SMS) of monitored changes in water content evaluated as relative changes of the electrical conductance G*[-] in the year 2011 to the initially detected state (koruna hráze - Dike crest, zásobní hladina - Useful water level).

18 16

2006

2007

2008

2009

2010

2011

14

G [mS]

12 10 8 6 4 2 0 1

2 Obr. 9. Fig. 9.

3

4

5

6 7 měsíc roku Trend vývoje změn probíhajících v zemní hrázi. Trend of the changes occurring in the earth dike.

Závěr Multielektrodová metoda impedanční spektrometrie (EIS), včetně navržených a realizovaných měřicích aparatur, se uplatnila při sledování časových a prostorových změn impedance zemin zatěžovaných vodou. Měřicí aparatury s přístrojem Z-metr a poměrně jednoduchým pasivním snímačem umožňují realizovat monitorování na jedné frekvenci i provést multifrekvenční analýzu. Výzkum je veden s cílem ověření vhodnosti aparatur pro vodohospodářskou praxi. Při použití aparatury je nutno věnovat pozornost měřicím elektrodám a technice jejich zabudování do zeminy, měřenému prostředí a účelu, ke kterému je měřicí aparatura využita. Poněvadž byl stanoven požadavek měřením impedance identifikovat polohu singularit v zemině, byla aplikována měřicí aparatura s vertikálně

98

8

9

10

11

12

dělenými párovými snímači. Pro úlohu snímání průběhu hladiny vody v zemině bylo využito dvousvorkové zapojení, při instalaci elektrod nedošlo k výraznému porušení zeminy a získané průběhy jsou jednoznačně reprodukovatelné. Nezbytnou podmínkou eliminace parazitních vlivů je těsný kontakt měřicí elektrody a zeminy a polohová stabilita elektrod. Pokud není před aplikací sestava kalibrována vzhledem k prostředí (rezistivita zemin, zhutnění, struktura, skladba, vlhkost, atd.) je vhodné poměrné vyhodnocení sledovaných elektrických veličin. V kombinaci s výsledky dalších geofyzikálních metod a dále ověřovacích vrtů a sond (důležitá je zde spolupráce s kvalitní laboratoří mechaniky zemin) lze měřením polí elektrické vodivosti či elektrické impedance a z ní vyplývajících dalších elektrických veličin sledovat změny zeminy v důsledku zatížení vodou, lokalizovat místa nehomogenit, sledovat jejich časové

Pařílková, J. a kol.: Dlouhodobé monitorování zemní hráze malé vodní nádrže metodou EIS změny a navrhnout další postupy při údržbě popř. opravách zemních hrází. Z jednání s firmami vyplynulo využití realizované měřicí techniky založené na měření impedance i jako finančně zajímavá alternativa sledování zemin. Výskyt hlavní anomálie (Pařílková a Pavlík, 2009) při monitorování zemní hráze v Kobeřicích byl v roce 2008 potvrzen i konfrontací výsledků měření metodou EIS a geofyzikální metodou dipólového elektromagnetického profilování (DEMP) s užitím přístroje GEM2 firmy Geophex (provedeno ve spolupráci s podnikem Povodí Moravy, s. p.). Je možno konstatovat, že za výrazně nižších finančních nákladů bylo dosaženo kvalitativně hodnotnějšího výsledku. Poděkování Práce byla realizována za finanční podpory MŠMT České republiky při řešení mezinárodního projektu E!4981 (část českého řešitele OE 10002) v programu EUREKA. Literatura Baroková, D. (2008). Návrh odvodnenia turisticko-rekreačného komplexu - Športcamp Stará Lesná. In: Lidé, stavby a příroda 2008, sešit 9. Sborník příspěvků z mezinárodní konference. Brno - CERM, ISBN 97880-7204-600-3, p. 129-132. Baumann, T., Werth, Ch. J. (2004). Visualization and Modeling of Polystyrol Colloid Transport in a Silicon Micromodel. Vadose Zone Journal, 3, 434-443. Bednárová, E., Grambličková, D. (2008). Skúsenosti z navrhovania sanačných opatrení ochrannej hrádze pod Gabčíkovom. In: Stavební konstrukce z pohledu geotechniky: Česko-slovenská konference. Brno CERM, ISBN 978-80-7204-609-6, p. 75-80. Bednárová, E., Grambličková, D., Tkáč, J. (2009a). Geophysics and Statistics by Solving Seepages on Dams. In: Long Term Behaviour of Dams: Proceedings. Graz: Technische Universität. Bednárová, E., Grambličková, D., Tkáč, J. (2009b). Aplikácia geofyzikálnych metód pri objasňovaní priesakového režimu na VD Veľká Domaša. In: Geotechnický monitoring: Zborník 9. Medzinárodnej geotechnickej konferencie. Bratislava, SR, STU v Bratislave Stavebná fakulta, ISBN 978-80-227-3057-0, p. 315-320. Bradáč, V. (2000). ř. OPAVA – JILEŠOVICE, pravobřežní hráz, km 9,520 – 10,730, inženýrskogeologické posouzení. Závěrečná zpráva o výsledcích inženýrskogeologického posouzení pravobřežní ochranné hráze na řece Opavě (lokalita Jilešovice) ve staničení km 9,520 – 10,730.

Caputo, M. C., De Benedictis, F., Masciale, R. (2010). Rock water content Measurememts based on electrical impedance spectrometry method. EUREKA 2010. ISBN 978-80-214-4117-0, p. 53-66. Chen Q., Zhang L. M. (2006). Three-dimensional analysis of water infiltration into the Gouhou rockfill dam using saturated-unsaturated seepage theory. In: Canadian Geotechical Journal, 43: 449-461. Císlerová, M., Vogel, T. (2008). Transportní procesy ve vadózní zóně. Skriptum ČVUT Praha, s. 111. Czudek, T., (1972). Geomorfologické členění ČSR (Geomorphological division of the CSR). Studia geographica 23. Czechoslovak Academy of Sciences, Brno Institute of Geography. ČSN 752 410 (2011). Malé vodní nádrže. Fenton, G. A., Griffiths, D. V., and Cavers, W. (2005). Resistance factors for settlement design, Canadian Geotechical Journal, 42(5), 1422-1436. Gomboš, M., Pařílková, J., Tall, A., Pařílek, L., Kandra, B. (2011). Assessment of the electrical impedance measurements at the different soil moisture values in silky-loamy-clay soils. EUREKA 2011. ISBN 97880-214-4325-9, p. 65-77. Gric, J. (1997). Technická zpráva – stavební část „Obnova vodní nádrže Kobeřice“. Projekt. Lamboj, L., Štěpánek, Z. (2005). Mechanika zemin a zakládání staveb. Vydavatelství ČVUT. 214 s. LČR, LS Bučovice (1999). Protokol z jednání a místního šetření v záležitosti kolaudace stavby „Obnova vodní nádrže Kobeřice“ v k. ú. Kobeřice, okres Vyškov. Sepsaný dne 12.1.99 na OÚ Kobeřice dle §14 zák. č.130/74 Sb v úplném znění zák. č.458/92 Sb o státní správě ve vodním hospodářství. Michlíček, E. (1986). Hydrogeologické rajóny ČSR. Svazek 2. Povodí Moravy a Odry. GEOtest Brno. Nagy, V., Štekauerová, V., Šútor, J. (2010). Disponibilné zásoby vody v pôde pre biosféru v povodiach Slovenska. In Stavební obzor, Civil Engineering Journal 06/2010. ISSN 1210-4027. Pařílková, J., Fejfarová, M., Veselý, J., Zachoval, Z., Šmíra, P. (2011). The EIS method and Z-meter III device. WMHE 2011, Gdaňsk, PL, ISBN 978-83-7348-3743, p. 111-131. Pařílková, J., Pavlík, J. (2009). Realizace - výzkum, vývoj a výroba automatizovaného systému sledování změn vlhkosti zemin metodou EIS. Oponované zprávy projektu OE240 za rok 2008. Brno. Skalová, J., Štekauerová, V. (2011). Pedotransferové funkcie a ich aplikácia pri modelovaní vodného režimu pôd. STU Bratislava, ISBN 978-80-2273-431-8, p 101. Šálek, J. (1996). Malé vodní nádrže v životním prostředí. Vysoká škola Báňská, Technická univerzita Ostrava. Zákon o ochraně přírody a krajiny, zákon č. 114/1992, Sb. vyhlášen Českou národní radou 19. 2. 1992 a novelizován Parlamentem České republiky. § 4 Základní povinnosti při obecné ochraně přírody.

99


LONG-TERM MONITORING OF THE DIKE OF SMALL WATER RESERVOIR USING EIS METHOD In 1979, in the forest area Knezak – Bezedrak (southeast of the municipality of Koberice) on a nameless left-side tributary of the Kobericky potok (brook) at km 0.850 at an altitude of about 250 m asl, small water reservoirs were built. The manager and user of the system of reservoirs is Lesy Ceske republiky, s.p., Lesni sprava Bucovice (Forests of the Czech Republic, a state-owned enterprise, Forest Management Bucovice). The reservoir is flow-through by its character, constructed for the purpose of retention and accumulation of water, significant for the aesthetics of the surrounding landscape. Even after several repairs of the dike body it was possible to see higher water content below the dike. The monitoring of the earth dike of the Bezednik reservoir was started on June 2006 and the works are realized into this time. To monitor changes in soil water content was used indirect method of measuring electrical impedance spectrometry (EIS). The apparatus, consist from Zmeter device, passive vertically divided probes with different length and user’s software, were developed by research projects of EUREKA program.

doc. Ing. Jana Pařílková, CSc., Ing. Zbyněk Zachoval, Ph.D., Ing. Zuzana Gardavská, Ing. Marie Fejfarová, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodních staveb Laboratoř vodohospodářského výzkumu, Veveří 95, 602 00 Brno, Česká republika, Tel.: +420 54114 7284 Fax: +420 54114 7288 E-mail: [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

100

During the year 2011 the monitoring of the electrical impedance of the earth dike near the municipality Koberice was oriented particularly the development of changes in water content during the year. By the longterm monitoring of all profiles, the changes in the groundwater level, influence of weather changes (changing of temperature and precipitation extremes) or movement of the water level in reservoir are recorded. The frequency of data readouts is one per month. Based on the experience and knowledge gained from the monitoring it is possible to say, that the monitoring apparatus is possible to use for this type of experiments. Also it is possible to say that the changes of water content in the dike body don't have higher influence to the stability of the object. The monitoring will go continuously also during the year 2012. Acknowledgement The work was carried out under the financial support from the Ministry of Education, Youth and Sports (MŠMT) of the Czech Republic during the solution of the international project E!4981 (a part of the Czech task OE 10002) in the programme EUREKA.

ACTA HYDROLOGICA SLOVACA

Recommend Documents