1 Základní informace o vodě Voda je chemická sloučenina vodíku a kyslíku. Spolu se vzduchem, respektive zemskou atmosférou, tvoří základní podmínky pro existenci života na Zemi. Za normální teploty a tlaku je voda bezbarvá, čirá kapalina bez zápachu, v silnější vrstvě namodralá. V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích: v pevném – např. led, v kapalném – např. voda a v plynném – např. vodní pára.
1.1.1
Rozdělení vody podle skupenství Pevné
Kapalné
Plynné
Led, sníh
Voda
Vodní pára
1.1.2 Rozdělení vody podle meteorologie srážky dle pohybu Vertikální (padající) srážky
Horizontální (usazené) srážky
Déšť
Rosa
Mrznoucí déšť
Námraza
Mrholení
Ledovka
Mrznoucí mrholení Sníh Sněhové krupky Sněhová zrna Krupky Zmrzlý déšť Kroupy Ledové jehličky
srážky dle skupenství Srážky kapalné
Srážky tuhé
Déšť
Sníh
Mrznoucí déšť
Sněhové krupky
Mrholení
Sněhová zrna
Mrznoucí mrholení
Krupky
Rosa
Zmrzlý déšť Kroupy Ledové jehličky Námraza Ledovka
Srážky smíšené
Vznášející se částice
Při teplotách okolo 0 °C
Mraky
1
Mlha Kouřmo Stoupající částice (unášené větrem) Vodní tříšť Zvířený sníh
1.1.3
Rozdělení vody podle vlastností Měkká
Obsahuje málo minerálních látek.
Tvrdá
Většinou z podzemních pramenů, obsahuje více minerálních látek.
Slaná voda
Slaná nebo mořská voda je voda z moře, oceánu nebo slaného jezera, která obsahuje chemické látky způsobující její slanost.
Destilovaná voda
Je zbavena minerálních látek.
Užitková voda
Využívá se k jiným účelům než k pitným, např. v průmyslu, zalévání zahrádek apod.
Minerální voda
Voda se zvýšeným obsahem minerálních látek. Má v jednom litru vody více než 1 g rozpuštěných minerálů.
Pitná voda
Vhodná k pití bez dalších úprav, k přípravě pokrmů, potravin, mytí…, je zbavena nečistot, obsahuje vyvážené množství minerálních látek tak, aby neškodily lidskému zdraví.
1.1.4
Rozdělení vody z hlediska mikrobiologie pitná
odpadní
povrchová
1.2 Skupenství vody Pevná látka se vyznačuje pevným, často pravidelným uspořádáním částic. Těleso z pevné látky drží svůj tvar, i když není uzavřeno do nějakého objemu. V kapalině jsou částice látky stále drženy pohromadě slabými silami, ale již nejsou pevně uspořádány. Kapaliny nejdou stlačit. Kapalinu je nutno uchovávat v nádobách, protože nedokáže udržet svůj tvar. Říkáme, že kapalina je tekutina. Plyn patří s kapalinou do skupiny tekutin. Částice plynu již nejsou drženy pohromadě žádnými silami a ovlivňují se pouze při vzájemných srážkách. Oproti kapalině bývá mnohem snadněji stlačitelný. Plyn nelze skladovat v otevřené nádobě, musíme ho uzavřít ze všech stran.
1.2.1 Přechody mezi skupenstvími 1.2.1.1 Pevná látka – kapalina (tání a tuhnutí) Přechodu od pevné látky ke kapalině se říká tání. Opačný jev se nazývá tuhnutí. Aby těleso přešlo z pevné fáze do kapalné, musíme mu dodat teplo. V případě ale, že teplota dosáhne bodu tání, přechod do kapalné fáze nastane spontánně v celém jeho objemu. 1.2.1.2 Kapalina – plyn (vypařování, zkapalnění) Přechodu od kapaliny k plynu se říká vypařování. Opačný jev se nazývá zkapalnění. Aby těleso přešlo z kapalné fáze do plynné, musíme mu dodat skupenské teplo varu. V případě ale, že teplota dosáhne bodu varu, přechod do plynné fáze nastane spontánně v celém jeho objemu. Tehdy mluvíme o varu. 1.2.1.3 Pevná látka – plyn (sublimace, desublimace, kondenzace) Pokud částici na makroskopické úrovni dodáme tolik energie, že se přetrhne nejen vazba, která ji držela na pevném místě, ale také vazba, která by ji udržela v kapalině, částice se uvolní jako plyn. V některých
2
vhodných případech lze tento přechod pozorovat i na makroskopické úrovni a říká se mu sublimace. Opačný jev se nazývá desublimace.
1.3 Rozdělení zásob vody na Zemi Na obrázku vidíme, že asi 1 400 miliónu kubických kilometrů vody je zhruba 96% slané vody. Z celkových zásob sladké vody je více než 68 % v ledu a ledovcích. Dalších 30% sladké vody se nachází v zemi. Povrchové zdroje sladké vody, jako jsou řeky a jezera, obsahují zhruba 93 000 krychlových kilometrů, což je jen zlomek procenta celkového objemu vody na Zemi. Přesto jsou řeky a jezera každodenními hlavními zdroji vody pro většinu lidí. Rozdělení zásob vody na Zemi
1.3.1 Voda v oceánech a mořích Vody, která je dlouhodobě „uskladněna“ v oceánech, je daleko více než té, která je v danou dobu součástí oběhu vody. Asi 1 338 miliardy krychlových kilometrů z celkového objemu 1 386 miliardy světových zásob vody je shromážděno ve světových mořích. To je asi 96,5%. 1.3.2 Voda v atmosféře I když atmosféru nepovažujeme za velkou zásobárnu vody, jedná se o „super dálnici“, po které se voda pohybuje kolem zeměkoule. Vždy je nějaká voda v atmosféře. Oblaky jsou sice nejvíce viditelnou formou atmosférické vody, ale i jasný vzduch obsahuje vodu – vodu v částečkách tak malých, abychom je vůbec mohli spatřit. Objem vody v atmosféře je prakticky vždy zhruba 12 900 krychlových kilometrů. Kdyby veškerá voda v atmosféře spadla naráz ve formě deště, pokryla by zemský povrch do výšky asi 2,5 centimetru. 1.3.3 Voda v ledovcích Voda, shromážděná po dlouhou dobu v ledu, sněhu a ledovcích, tvoří část světového oběhu vody. Největší množství, a to téměř 90 %, tvoří ledová hmota v Antarktidě, zatímco grónský ledový příkrov obsahuje 10 % z celkového objemu ledu. Tloušťka ledového příkrovu v Grónsku je v průměru 1 500 metrů, ale místy dosahuje až 4 300 metrů. 1.3.4 Sladkovodní zásoby vody Jednou ze součástí oběhu vody, nezbytnou pro veškerý život na Zemi, je sladká voda vyskytující se na zemském povrchu. Povrchová voda zahrnuje vodu v tocích, rybnících, jezerech, umělých vodních nádržích a mokřinách. Množství vody v řekách a jezerech se mění v závislosti na přítoku a odtoku. Přítok pochází ze srážek, plošného povrchového odtoku, výtoku z podzemních vod a z přitékajících řek. Odtok z jezer a řek zahrnuje výpar a vsakování do podzemní vody. 1.3.5 Podzemní zásoby vody Velké množství vody je uloženo v zemi. Podzemní voda je stále v pohybu, pohybuje se ale velmi pomalu a je stálou součástí oběhu vody. Větší část podzemní vody pochází ze srážkové vody, která se postupně hlouběji zasakuje.
1.4 Vlastnosti vody Přírodní voda není nikdy chemicky čistá. Voda ve svém koloběhu přichází do styku s atmosférou, s povrchem země i se zemí, čímž se výrazně ovlivňuje její chemické složení.
3
Čím bohatší je obsah látek ve vodě, tím větší je její biologická aktivita a produktivita. Ale čím více živých organismů, ryb a rostlin je přítomno ve vodě, tím výrazněji je ovlivňován chemismus vody. Tam, kde je ve vodě přítomen život, jsou na jedné straně z vody odnímány rozpuštěné látky, ale na druhé straně je voda obohacována o látky z produktu látkové výměny. Tento životní proces významně ovlivňuje fyzikálně či chemické vlastnosti vody a tím i dané životní podmínky.
1.4.1 Chemické vlastnosti vody Chemické složení vod je velmi rozmanité a závislé na mnoha faktorech. Z chemického hlediska dělíme látky, které jsou součástí přirozených vod, na látky původu anorganického neboli látky minerální a látky organického původu, které se do vod dostávají jako produkty látkové výměny vodní fauny, flory nebo z rozkladu látek živočišného či rostlinného původu. • Kyslík - Je nejvýznamnější z rozpuštěných plynů ve vodě a nepostradatelný pro dýchání vodních živočichů. Do vody se dostává při styku vody se vzduchem (vlnění, čeření), při fotosyntéze rostlin nebo prostým přítokem. • Oxid uhličitý - Je nezbytný pro fotosyntézu, pro stavbu těl organismů a je důležitým regulátorem ekosystému vodních nádrží. Do vody se dostává při rozkladu organických látek, dýcháním vodních živočichů nebo z ovzduší (se vzduchem a se srážkami). • KNK (alkalita) - Neboli kyselinová neutralizační kapacita je schopnost vody vázat určité látkové množství kyseliny do zvolené hodnoty. Hodnota KNK charakterizuje obsah rozpuštěného vápníku ve vodě a její ústrojnou schopnost. Schopnost vody vázat kyseliny je v těsné souvislosti s obsahem CO2 ve vodě. Proto je také alkalita závislá na původu vody (voda dešťová, pramenitá aj.), geologickém útvaru a na obsahu CO2. • Dusík - Ve vodě jej můžeme najít v různých formách jako molekulární rozpuštěný dusík (je asi v polovičním množství než kyslík), jako dusík vázaný v organických sloučeninách různého původu a složení (např. produkty rozkladu bílkovin - aminokyseliny, močovina, methylamin), jako amoniak, v dusitanech, v dusičnanech. • Fosfor - Ve vodě se vyskytuje v mnoha podobách. Celkové množství fosforu je ve vodě udržováno metabolismem vodních živočichů. Jejich vytrávením klesne organický fosfor na nepatrné hodnoty, neboť se většinou vysráží na dně jako fosforečnan železa a hořčíku. 1.4.2 Reakce vody, její pH Jednou z výjimečných vlastností vody je její schopnost štěpit rozpuštěné anorganické a některé organické látky na tzv. ionty. Kladně nabitým iontům říkáme kationty a těm záporně nabitým zase anionty. 1.4.2.1 Co způsobuje změnu pH? Látky rozpuštěné ve vodě lze rozdělit na ty, které ovlivňují reakci vody a způsobují kyselou nebo alkalickou reakci vody. Ostatní, ve vodě rozpuštěné látky, pH roztoku neovlivňují tj. reagují neutrálně. • Látky způsobující kyselou reakci vody. Mezi tyto látky patří všechny slabé i silné anorganické i organické kyseliny. Nejvýznamnější látkou, která v přirozených vodách zvyšuje aktivitu vodíkových iontu je kyselina uhličitá H2CO3, která vzniká rozpouštěním oxidu uhličitého ve vodě. • Látky způsobující alkalickou reakci vody. Tyto látky zastupují především hydroxidy (zásady, alkálie). Alkalickou reakci s vodou vykazují i některé soli silných zásad a slabých kyselin. Nejznámější z těchto solí je jedlá soda NaHCO3 (hydrogen uhličitan sodný) nebo uhličitan sodný ( Na 2CO3). K nejvýznamnějším látkám, které v přirozených vodách způsobují alkalickou reakci vody, patří především hydrogenuhličitany, které vznikají rozpouštěním oxidu uhličitého ve vodě. • Látky, které nezpůsobují změnu reakce vody. Látky, které po rozpuštění ve vodě nezpůsobují změnu reakce vody, se nazývají neutrální soli. Jsou to převážně soli silných kyselin a silných zásad. Nejznámější je sůl – chlorid sodný NaCl.
4
1.4.3 Vodivost Destilovaná voda je voda, která neobsahuje žádné soli a minerální látky - je špatným vodičem el. proudu. Pokud však přidáme do destilované vody sůl, dojde vlivem schopnosti vody k rozštěpení rozpouštěné soli na kationt a aniont a vzniká elektrolyt. Říkáme, že se tento roztok stal vodičem el. proudu. Platí, že čím více je v roztoku přítomno rozpuštěné soli tím větší je jeho vodivost pro el. proud, ale zároveň stoupá i odpor, který protékajícímu el. proudu takový roztok klade. Vše je ještě závislé na teplotě a na pohyblivosti jednotlivých iontů ve vodě - jednotlivé ionty se ve vodě totiž pohybují rozdílnou rychlostí. Jednotkou vodivosti (konduktance) je siemens S. Jedná se o převrácenou hodnotou jednotky (Ohm). Pro srovnání schopnosti vody a vodných roztoků vést el. proud byla zavedena měrná (elektrolytická) vodivost tedy konduktivita. Stanovení konduktivity je nedílnou součástí každého chemického rozboru vody. Umožňuje okamžitý odhad koncentrace iontově rozpuštěných látek a celkové mineralizace vody. 1.4.4 Fyzikální vlastnosti vody • Hustota - je závislá na množství rozpuštěných látek, na teplotě a na tlaku. Hustota je výrazně ovlivňována teplotou. Voda má největší hustotu při 40 ˚C (správně 3,940 ˚C). Studenější a teplejší voda je proto „lehčí“. Proto se v nádržích tvoří led jen u hladiny a u dna se hromadí voda 40 ˚C teplá. • Teplota vody - má zásadní význam pro koloběh látek, pro intenzitu metabolismu živočichů žijících ve vodě, pro rozvoj přirozené potravy ryb. Voda v kapalném stavu má velkou tepelnou kapacitu a malou schopnost přenosu tepla. • Viskozita (vnitřní tření) - je odpor, který klade voda tělesům, jež se v ní pohybují. Je nepřímo úměrná teplotě. Např. při teplotě 250 ˚C má voda poloviční viskozitu než při 00 ˚C. • Propustnost a průhlednost - množství světla pronikající do vody významně koriguje průhlednost vody. Ta se zjišťuje spouštěním Secchiho desky do vody až na hranici viditelnosti. V rybnících je voda dobře prosvětlena jen do hloubky 1-2 m, což je také nejvhodnější hloubka. Pomocí Secchiho desky se též přibližně zjišťuje koncentrace chlorofylu ve vodě. Ta je měřítkem množství biomasy fytoplanktonu.
2 Voda v přírodě Význam vody v přírodě nespočívá jen v jejím množství a jakosti, ale také v přenosu energie a látek v jejím oběhovém cyklu. Voda se v přírodě účastní všech podstatných biologických procesů, fyzikálních a chemických pochodů a tvorby klimatu. Výskyt vody na naší planetě je mnohem vyšší než na ostatních planetách sluneční soustavy. Při pohledu z vesmíru vypadá Země jako modrobílá planeta - bílá od vodní páry a modrá od vody. A zákonitě všechny formy života (tak jak ho známe) závisejí na vodě. Část zemského povrchu s obsahem vody v kapalném skupenství nazýváme hydrosféra.
2.1 Hydrologie Hydrologie je věda zabývající se pohybem a rozšířením vody na Zemi. Studuje také hydrologické cykly a vodní zdroje. V souvislosti s rozdílným prostředím, v němž se voda pohybuje a s rozdílnými metodami zkoumání hydrologických procesů se rozdělila na dílčí vědní obory (např. hydrologie atmosféry - zkoumá pohyb a množství vody v části vodního oběhu probíhajícího v atmosféře, hydrologie řek, jezer , podzemních vod, ledovců.
2.2 Hydrobiologie Hydrobiologie je věda zabývající se studiem veškeré vodní složky biosféry, jejího mořského i sladkovodního biocyklu. Hydrobiologie je součástí jednoho z hlavních směrů současné biologie - biologie prostředí, která se vyznačuje ekologickým hlediskem při studiu procesů probíhajících ve vodních nádržích a tocích.
5
2.3 Koloběh vody v přírodě Koloběh vody nebo také hydrologický cyklus, je stálý oběh povrchové a podzemní vody na Zemi, doprovázený změnami skupenství. K oběhu dochází účinkem sluneční energie a zemské gravitace. Voda se vypařuje z oceánů, vodních toků a nádrží, ze zemského povrchu (výpar, evaporace) a z rostlin (transpirace). Po kondenzaci páry v atmosféře dopadá jako srážky na zemský povrch zejména ve formě deště a sněhu. Zde se část vody hromadí a odtéká jako povrchová voda či se vypařuje nebo vsakuje pod zemský povrch a vytváří podzemní vodu (infiltrace). V přírodě probíhá tzv. malý a velký koloběh vody. Mluvíme-li o velkém koloběhu, jedná se o přesun vody mezi oceány a pevninou. Malý koloběh vody probíhá pouze nad oceány a nebo pouze nad pevninami, kde nedochází k odtoku vody zpět do moří a oceánů.
Koloběh vody v přírodě
2.4 Význam vody v krajině Zhruba od konce 19. století začal člověk velkoplošně odvádět vodu z krajiny, nejprve v rámci protipovodňových opatření, později také pro rozšíření plochy zemědělské půdy, v posledním období meliorací v 70. a 80. letech 20. Století. Řeky byly regulovány, koryta toků byla napřímena a prohloubena - zvýšila se jejich kapacita a zrychlil odtok. Podmáčené louky byly odvodněny. Krajina se vysušila. V poslední době však začíná být zřejmé, že voda má v krajině velký význam. Malý vodní oběh, kdy byla voda zadržena v krajině v přirozených zásobnících (například v lesích, mokřadech, tocích), odpařila se tu a ve srážkách opět spadla na stejném místě, byl nahrazen velkým oběhem, kdy jsou vodní srážky odvedeny pryč rychleji, než se stačí odpařit. Odtékající voda s sebou mnohdy odnáší i půdu, a to je nenahraditelná ztráta. Krajina bez vody se rychleji prohřeje, začne docházet k rychlejším zvratům počasí a právě zde lze hledat příčinu častějších a výraznějších klimatických extrémů. V poslední době se proto vyvíjí mnoho snah vracet vodním tokům jejich přirozenou podobu, často za cenu značného úsilí a nemalých finančních prostředků.
2.5 Prameny Pramen je místem, kde se stýká hladina podzemní vody se zemským povrchem a dochází k výronu podzemní vody na zemský povrch. Prameny mají různou velikost (vydatnost). Malé prameny mohou třeba vzniknout a existovat pouze po vydatném dešti, zatímco prameny tekoucí
6
z velkých zásobáren podzemní vody mohou dávat až stovky miliónů litrů vody denně po velmi dlouhou dobu. Prameny mohou vznikat v jakékoli hornině, ale nejčastěji se nacházejí ve vápencích a dolomitech, které snadno pukají a jsou rozpouštěny kyselými dešti. Když se hornina rozpouští a puká, vytváří pukliny, kterými může protékat voda. Pokud má proud vodorovný směr, může dosáhnout zemského povrchu, a tak může dojít k vytvoření pramene. Pramen
2.6 Tekoucí vody Existuje vodohospodářské členění podle velikosti a charakteru povodí, délky toku, spádu a průtokových poměrů. Rozlišuje následující typy vodních toků: • bystřiny - krátké horské toky s malým povodím (nejvýše 50 km2) a velkým spádem ( i nad 20 promile) • horské potoky - toky horských a podhorských oblastí, často ještě s velkým spádem (do 20 promile), koryto je již stabilizované a v širších údolích tvoří meandry. Průtoky bývají často ještě rozkolísané. • potoky - vodní toky pahorkatin, někdy i nížinné potoky se spádem do 10 promile. Časté jsou meandry. Průtoky jsou relativně vyrovnané, za přívalových dešťů se však často značně rozvodní. • říčky - toky o středně velkém povodí (100 i více km2), tvoří přechod mezi potokem a řekou. • řeky - převážně nížinné vodní toky s větším až velkým povodím (150-2 000 km2). Malý spád koryta (0,1-2 promile). K průtokové rozkolísanosti dochází hlavně při déletrvajících deštích.
2.7 Stojaté vody Stojaté vody rozdělujeme na: • jezera - jsou to vnitrozemské nádrže se slanou nebo sladkou vodou. Vodní plocha se pohybuje od několika desítek m2 po tisíce km2. Podobně kolísá i jejich hloubka od několika až po tisíce metrů. Jezera leží zpravidla v nepropustných pánvích, které vznikly nejrůznějším způsobem: pohybem zemské kůry, erozí, sesuvem zvětralých hornin nebo vulkanickou činností. Existují dva typy jezer: sladkovodní (sladká) a slaná. • Rybníky - uměle vytvořené vodohospodářské dílo (resp. vodní nádrž) určené především k chovu ryb s přírodním dnem a s technickou vybaveností, nutnou k regulaci vodní hladiny. Rybník je tvořen hrází, přítokovou částí, odpadem vody a samotnou zatopenou plochou. • Rybníky mají po stránce biologické, krajinářské i estetické mimořádný význam v intenzivně zemědělsky využívané krajině. Mnohdy bývají významným hnízdištěm vodního ptactva a důležitou zastávkou tažných ptáků. • přehradní (údolní nádrže) - Tato vodní díla dodávají pitnou vodu pro domácnosti, pro zavlažování i rekreační účely. Regulují vodní toky a zabraňují povodňovým katastrofám. Voda z nich také pohání turbiny elektráren. • rašeliniště - vodní biotopy s charakteristickou faunou a florou (rašeliník). Mají význam ochranářský. Kyselá voda s obsahem huminových kyselin. Rozlišujeme dva typy:
7
• slatiny - vznikají zazemňováním jezer a jiných nádrží a jsou zásobovány podzemní vodou (pH = 6-7) • vrchoviště - jsou zásobována hlavně srážkovou vodou (pH = 3,5-4,5) • mokřady a močály - vznikají ze zarostlých tůní i malých jezer. Dotvářejí zpravidla charakter krajiny. Mokřady dnes patří mezi chráněné krajinné útvary. • důlní propadliny, zatopené kamenolomy, štěrkoviště - jsou to vodní plochy s malým obsahem biogenů. Charakter vody je spíše oligotrofní (něco mezi jezerem a rybníkem).
2.8 Podzemní voda Výskyt podzemní vody je podmíněn existencí takové horniny, která má schopnost vodu nejen pojmout, ale i dále ji předávat. Horniny vhodné pro vznik podzemní vody jsou ze sypkých - písky, štěrkopísky, štěrky, sutě, ze zpevněných - pískovce, slepence, sopečné tufy, tufity, z pevných porézní lávy a všechny rozpukané, rozdrcené a mechanicky zvětralé pevné horniny, prostoupené hustou sítí volných puklin. Horniny obsahující velké množství pórů, avšak velmi malých (např. jíly, jílovité hlíny, jílnaté písky aj.), mohou obsahovat až přes 40 % vody. Je to však jen půdní vláha. Ve vhodném horninovém prostředí se voda může pohybovat v rozličných hloubkách pod zemským povrchem, dosahujících až 6, 5 km.
3 Voda v České republice Na území ČR je celkem 24 906 vodních nádrží a rybníků s celkovým objemem 4176 mil. m3. Z tohoto počtu bylo v r. 2006 107 velkých vodních nádrží s celkovým objemem 3512 mil. m3. Hydrografickou síť vodních toků tvoří 76 000 km v korytě přirozeném (příp. upraveném), z toho je 15 536,08 km významných vodních toků podle vyhlášky č. 470/2001 Sb., kterou se stanoví seznam významných vodních toků. V r. 2006 spadlo na území ČR v průměru 708 mm srážek, což představuje 105 % normálu let 1961 - 1990.
3.1 Hlavní evropská rozvodí v ČR Česká Republika leží na rozvodnici tří moří - Severního, Baltského a Černého. Prakticky všechny naše významnější toky odvádějí vodu na území sousedních státu. Důsledkem této skutečnosti je naprostá závislost našich vodních zdrojů na atmosférických srážkách. Rozvodí Severního, Baltského a Černého moře dělí území CR na tři hlavní povodí: • povodí Labe • povodí Odry • povodí Moravy.
Rozvodí v České Republice
3.2 Povodí Povodí je území, odkud všechna voda, která spadne, odtéká do stejného místa (řeky, jezera). Plocha povodí se určuje z mapy tak, že se na ní vymezí rozvodní čárou a změří se planimetrem. Průběh rozvodní čáry lze vést podle pramenů řek a podle reliéfu terénu.
8
Mapka povodí řek v České Republice
3.3 Správci vodních toku Rozhodujícími správci vodních toku jsou státní podniky Povodí, Zemědělská vodohospodářská správa a Lesy ČR, s.p. v působnosti Ministerstva zemědělství, kteří zajišťují správu více než 94 % délky všech vodních toku v CR. Na správě zbylých, necelých 6 % se podílejí Správy národních parků, Úřadu vojenských újezdů, obcí a ostatních právnických osob (např. doly). Státní podniky Povodí vznikly ke dni 1. ledna 2001 na základě zákona vykonávají zejména tyto činnosti: • Spravují a provozují významné a určené drobné vodní toky v oblasti své působnosti. • Provozují vodní díla nezbytná k zabezpečení funkcí vodního toku a k oprávněným nakládáním s vodami. Zabezpečují u nich technicko-bezpečnostní dohled. • Provozují vodohospodářský dispečink, systémy měřících stanic a provádějí monitoring. • Plní úkoly při ochraně před povodněmi. • Vytvářejí podmínky pro oprávněná nakládání s vodami v souvislosti se zásobováním vodou, případně plavbou, výrobou elektrické energie, rybářstvím, rekreací a vodními sporty. • Vedou evidenci pro zjišťování a hodnocení stavu povrchových a podzemních vod a zajišťují zpracování vodohospodářské bilance.
3.4 Vodní hospodářství v ČR Výklad pojmu vodní hospodářství se liší podle rozdílného přístupu odborníků a podle rozmanitosti sledovaných cílů. V učebnicích se traduje definice: Vodní hospodářství je soubor opatření ke zkoumání, ochraně a racionálnímu využívání vodních zdrojů pro potřeby národního hospodářství a k ochraně proti škodlivým účinkům vod, s cílem zajištění optimálních parametrů životního prostředí.
3.5 Složky vodního hospodářství Vodní hospodářství se zabývá mnoha oblastmi lidské činnosti, ale také ochrany vod v přírodě. Jedná se zejména o: • Péče o vodní zdroje - ať již jde o vodu povrchovou nebo podzemní. Do této oblasti patří výstavba akumulačních nádrží a rybníků, vrtání průzkumných sond a hledání dostupných zásob podzemní vody, zalesňování rozvodí a pramenných oblastí, správné obhospodařování lesů, rybníků, rašelinišť, péče o půdní váhu, údržba vodních toků. • Zásobování obyvatelstva, průmyslu a zemědělství pitnou a užitkovou vodou - k tomuto účelu se budují studny, přehrady, čerpací stanice, úpravny vod, vodovody. • Hospodaření s vodou v zemědělství - jež představují především vodohospodářské meliorace (závlahy, odvodnění), agrobioligické zásahy (vhodné plodiny, zatrávňování, hnojení), výstavby větrolamů, stavby nádrží, rybníků, protierozní opatření. • Využití vodní energie - využití síly vodního toku pro výrobu elektřiny ve vodních elektrárnách • Splavňování toků, umožňujících plavbu na tocích - bagrování nánosů a naplavenin, stavbu plavebních komor nebo lodních zdvihadel, zřizování pevných či sklopných jezů. • Péče o čistotu toků s kontrolou kvality vod vypouštěných z urbanizovaných aglomerací - aby nebyla narušena ekologie a bylo možné opětné použití vody pro další účely (čištění odpadních vod z obytných sídlišť, průmyslových a zemědělských závodů a komunikací). • Ochrana před povodněmi - budování ochranných hrází, suchých poldrů, čištění koryt řek. • Odkanalizování obcí průmyslových a zemědělských závodů a komunikací - (kanalizace splaškové, dešťové, jednotné), čistírny odpadních vod a zpracování kalů. • Rybářství s intenzivním chovem sladkovodních ryb - výstavbu rybníků, jejich údržbu, obnovu, atd. • Ochrana lázeňských a minerálních vod • Péče o rašeliniště (mokřady) – mají velký význam jako pramenné oblasti. • Ochrana vodních rezervací - zachování geofondu a života v přírodě. • Péče o rekreační plochy, zejména výstavba koupališť, plaveckých bazénů a pod.
9
3.6 Vodní nádrže a rybníky v ČR Vodní nádrže, ať přirozené nebo umělé, jsou součástí kulturní krajiny CR, které vryly svojí bohatou historií nenapodobitelný výraz. Nejstarší rybníky byly budované již na konci prvního tisíciletí. K rozmachu výstavby rybníku dochází za vlády Karla IV., avšak za zlatý věk rybníkářství se považuje 16. století, kdy zejména Pernštejnové v Polabí a Rožmberkové v jižních Čechách budovali největší rybniční soustavy. V té době bylo v Českých zemích 180 tisíc hektaru rybníku s celkovou retenční kapacitou 2,4 mld. m3. Většina malých vodních nádrží rybničního typu je víceúčelová a často tvoří vzájemně propojené soustavy. Podstatnou předností rybničních nádrží je jejich vliv na zpomalení odtoku vody při povodních a vliv na retenční kapacitu krajiny. V neposlední řadě slouží rybníky také k produkci sladkovodních ryb.
3.7 Zásobování pitnou vodou Spotřeba vody v CR má od roku 1989 klesající tendenci. V roce 2006 byla spotřeba vody 250 litru na 1 osobu a 1 den, což představuje pokles oproti roku 1989, kdy spotřeba vody vyrobené byla 401 litru na 1 osobu a 1 den. O zásobování pitnou vodou pro obyvatele se starají jednotlivé regionální vodárenské společnosti.
3.8 Jak se voda dostane do našich kohoutků Vodu pijeme, využíváme ke každodenním potřebám, ale jak se k nám vlastně voda dostane? Pojďme si vysvětlit, jak dlouhou cestu musí voda urazit, aby se dostala do našich kohoutků a následně zpět do přírody.
3.8.1 Úpravna pitné vody Nejdříve se voda odvede z přehrady, řeky či studny do úpravny. Zde se z ní při usazování oddělí písek, hlína a další velké nečistoty. Aby se usadily i menší částečky, přidávají se v úpravně do vody i další chemikálie. Dále voda prochází přes mnoho filtrů, kde se odstraňují všechny další nežádoucí látky. Nakonec se do vody přidá chlor, aby se zničily nebezpečné bakterie. Kvalita vody se v úpravně pravidelně kontroluje také v laboratořích. 3.8.2 Vodojemy, vodárenské nádrže Vodojem je vodárenská nádrž pro akumulaci vody. Vodu z úpravny vytlačí čerpadla v čerpacích stanicích vodojemů, postavených na kopcích nebo na rovinách do tzv. vodárenských věží. Ve vodojemech se voda hromadí, aby jí byla dostatečná zásoba stanovená hygienickými předpisy. Samospádem je poté voda rozváděna do požadovaných míst a oblastí. Celý rozvod vody řídí a kontrolují dispečeři vodárenských společností. 3.8.3 Rozvod vody Účelem vodovodní sítě je dopravit k odběrateli potřebné množství vody o potřebném tlaku. Voda se ve městech a vesnicích rozvádí potrubími do jednotlivých domů. Cestou urazí mnoho desítek kilometrů. Potrubí není vidět, protože se ukládá pod zem a takto je přivedeno až například do našich domácností. Podíl obyvatel zásobených vodou z vodovodu pro veřejnou potřebu roste od roku 1991. Tehdy bylo zásobeno 84 % obyvatelstva, v roce 2004 vzrostl podíl zásobených obyvatel na 92 %. Podíl obyvatel zásobených vodou z vodovodu pro veřejnou potřebu v roce 2004 v jednotlivých krajích CR
10
Vodojem – příklad vodojemu
3.9 Odpadní vody Nyní už víme, jak se voda dostane k nám domů. Ale co se s ní děje dál? Když se v ní umyjeme nebo např. spláchneme toaletu? Špinavá voda vypuštěná do umyvadla, dřezu, toalety či sprchy se nazývá odpadní voda. Obsahuje mnoho nečistot, které jsme v ní zanechali a které je nutné před vypuštěním zpět do přírody z vody odstranit. Proto se odpadní voda z domů odvádí kanalizační sítí do čistíren.
Vodní hospodářství na Mostecku
3.9.1 Kanalizační síť Dnes je u nás kanalizační síť napojena na většinu domů. Aby se kanalizace neucpávala, musí se pravidelně čistit, což zajišťují opět vodárenské společnosti. V roce 2004 žilo v CR v domech připojených na kanalizaci pro veřejnou potřebu celkově 79 % obyvatelstva, což je o 7 % více než v roce 1991, kdy bylo připojeno 72 %. Nejvyšší podíl obyvatel připojených na kanalizaci v roce 2004 vykazovalo hlavní město Praha (99,5 %). 3.9.2 Čistírny odpadních vod Kanalizační síť je napojena na čistírny odpadních vod. Tady se z vody nejprve odstraní velké odpady, které se v čistírnách zachycují na tzv. česlech nebo mřížích. Dále voda natéká do velkých nádrží, kde se drobné mikroorganismy, jimž se dodává v bublinách vzduch, živý rozpuštěnými nečistotami. Při tom se shlukují do velkých vloček. Ty se pak usadí v nádržích jako kal, Čistírna odpadních vod který se dále zpracovává a využívá například jako poblíž velkého města hnojivo. Teprve poté, co se odpadní vody zbaví nečistot, je voda vypuštěna zpět do řeky.
Čistírna odpadních vod poblíž obce Cínovec
4 Voda v Severozápadních Čechách
Ohře
Ústecký kraj leží na severozápadě České republiky. Severozápadní hranice kraje je zároveň i státní hranicí se Spolkovou republikou Německo a to se spolkovou zemí Sasko. Na severovýchodě sousedí Ústecký kraj s Libereckým krajem, na západě s Karlovarským a z malé části i s krajem Plzeňským a na jihovýchodě se Středočeským krajem. Povrch kraje je z geografického hlediska velmi rozdílný, příroda je rozmanitá a pestrá. Podél hranic s Německem je oblast uzavřena pásmem Krušných hor, Labskými pískovci a Lužickými horami. Na jihovýchodě kraje se rozprostírají roviny, tzv. Česká křídová tabule
11
Jestliže pomineme dna povrchových dolů, je nejníže položeným bodem kraje hladina řeky Labe u Hřenska (115 m n. m.), což je zároveň nejníže položené místo v ČR. Největším vodním tokem na území kraje je řeka Labe, zleva se vlévá druhý největší levostranný labský přítok Ohře a řeka Bílina. Z pravé strany se do Labe vlévá na území kraje Ploučnice, posledním pravostranným přítokem na našem území je řeka Kamenice. V kraji jsou rovněž prameny minerálních a termálních vod. Největší vodní plochou je Nechranická nádrž, vybudovaná na řece Ohři v západní části kraje. Celková délka vodních toků v Ústeckém kraji je 4356 km. Z vodních toků je pro Podkrušnohoří nejvýznamnější Ohře, Vodní toky v Ústeckém kraji i když se území pouze dotýká v jeho jihozápadní části, dále se jedná samozřejmě o řeku Labe. V Krušných horách je také několik údolních přehrad, z větší části sloužících jako rezervoáry pitné vody pro města a obce v podhůří. Primát drží vodní dílo Přísečnice na stejnojmeném potoce, dále Kyjice na Bílině, nahrazující zaniklé Dřínovské jezero, Jirkov na Bílině, Křímov na Křímovském potoku, Kamenička na Kameničce a Jezeří na Vesnickém potoku, Janov na Loupnickém potoce a Fláje, které jsou zásobeny Flájským potokem. Větší rybníky v oblasti středního Krušnohoří nenajdeme, setkáme se tu jen s menšími vodními plochami, většinou na náhorních planinách,jako jsou Nový Novoveský, Dřevařský, Rudolický, Kachní či Volárenský rybník; poblíž Chomutova je menší soustava Otvických rybníků, z nichž největší je rekreační Velký, kde je mimo jiné i vlek pro vodní lyže. Evropskou raritou je Kamencové jezero u Chomutova (16,3 ha) vzniklé zatopením dolů na kamenec, dnes je Kamencové jezero oblíbeným rekreačním areálem.
4.1 Povodí Ohře, státní podnik Státní podnik Povodí Ohře se stará o povodí o celkové rozloze 10 170 km2 , což zahrnuje: 2 859,58 km vodních toků • 14 vodních nádrží • 14 rybníků • 43 jezů • 20 malých vodních elektráren Spravované území tvoří povodí Labe pod soutoÚzemí ve správě státního podniku Povodí Ohře kem s Vltavou po státní hranici s Německem včetně okrajových přítoků Labe. Území je rozděleno Labem na západní a východní část. Osou západní části je Ohře, osou východní části území je Ploučnice. Významné vodní nádrže ve správě Povodí Ohře v regionu Krušných hor: Nechranice, Fláje, Jezeří, Jirkov, Kadaň, Kamenička, Křímov, Hlavní vodovodní řady Přísečnice, a další v Ústeckém kraji
4.2 Zásobování pitnou vodou v Ústeckém kraji Hlavní dodavatel vody v kraji je společnost Severočeské vodovody a kanalizace a. s., se sídlem v Teplicích. Vodou skutečně zásobení obyvatelé veřejnou vodovodní sítí představují 95,86 % obyvatel kraje. Voda dosahuje kvality dle ČSN 75 7111.
12
Tabulka: Výroba a užití pitné vody 2003 - 2006 2006
2005
2004
2003
Objem vyrobené pitné vody (mil. m 3)
64,1
64,5
68,9
73,4
Počet obyvatel zásobených vodou z veřejných vodovodů
789191
788152
788494
788300
Ztráty vody ve vodovodních sítích (%)
25,0
24,8
24,5
27,9
4.3 Čistírny odpadních vod v Ústeckém kraji Na veřejnou kanalizaci je v kraji připojeno 674 206 obyvatel kraje, což činí 81,9% z celkového počtu obyvatel kraje. Na veřejnou kanalizaci, zakončenou čistírnou odpadních vod je připojeno 640 510 obyvatel, což je 77,8%. Hlavním provozovatelem v kraji jsou Severočeské vodovody a kanalizace, a. s. Tabulka: Vypouštěné odpadní vody (mil. m3) v Ústeckém kraji 2006 Odpadní vody vypouštěné do vod povrchových
67,2
Odpadní vody vypouštěné do veřejných kanalizací
39,4
z toho: čištěné na ČOV (bez srážkových vod)
36,3
Odpadní vody čištěné na ČOV (vč. srážkových vod)
59,7
Vodovody a kanalizace v České Republice
4.4 Úpravy a změny vodních útvarů Úpravami a změnami na vodních útvarech (tzv. Morfologické úpravy) se rozumí takové změny vodních toků, které způsobují odchylky od přirozeného stavu koryt vzniklých přirozeným vývojem v přírodě. Patří sem veškeré provedené úpravy směřující převážně ke stabilizaci tras koryt, zvýšení jejich kapacity z hlediska provedení povodňových průtoků a umožnění plavby. Můžeme se setkat především s: • Napřimováním vodních toků • Zatrubňování vodních toků • Stavbami hrází a jezů na vodních tocích Dalším významnou morfologickou změnou je přerušení kontinuity vodních toků příčnými stavbami (přehradními hrázemi a jezy), jež znemožňují přirozenou migraci vodních živočichů.
5 Návrat vody do krajiny pod Krušnými horami Obnova území po těžbě s vhodným uspořádáním krajinných prvků formou realizace jednotlivých typů rekultivace vychází z krajinného řešení souhrnného plánu sanací a rekultivací.
5.1 Vodní poměry v Podkrušnohoří v minulosti Před příchodem prvních lidí do krajiny pod úpatím Krušných hor bylo toto území charakteristické výskytem téměř souvislého lesa, který lemoval
13 Komořanské jezero v minulosti
četné vodní toky a jezera, měl proto do značné míry mokřadní charakter. První lidé, kteří do podkrušnohorské pánve zasáhli byli neolitičtí zemědělci. Tím byl započat přerod této krajiny v krajinu kulturní /obydlenou/. Dalším stupněm zásahů do krajiny zde bylo vysušování lužních poloh a omezování výměry vodních ploch a toků /hlavně Komořanského jezera – dříve největšího jezera na území Čech/.
5.2 Vodohospodářská rekultivace
Dřínovské jezero - v minulosti ustoupilo těžbě hnědého uhlí
Vodohospodářské rekultivace (někdy se setkáme s pojmem hydrologické nebo také hydrické rekultivace) představují tvorbu nového vodního režimu rekultivované krajiny formou stavebně-technických opatření. V rámci menších vodohospodářských děl jsou budovány např. příkopy, drény, odvodní žebra, retenční nádrže za účelem regulace odtoku vody. Respektují se vytvořená lokální jezera vody jako stabilizující ekologický prvek v krajině. Větší vodní plochy jsou vytvářeny s vazbou na zaplavování zbytkových jam či velkých jezer pro účely příměstské rekreace a jiná funkční využití.
5.3 Jezero Most V severních Čechách začalo napouštění jezera Most, které se stane největším a nejhlubším jezerem v Česku. Jezero zatopí bývalý lom Ležáky a vznikne na místě, na kterém v minulosti stávalo město Most, které se muselo kvůli povrchové těžbě hnědého uhlí přestěhovat. Naplněné bude koncem roku 2011, bezprostředně poté ho budou moci lidé využívat k rekreaci Práce na přípravě a sanaci zbytkové jámy začaly před čtyřmi lety a vyžádaly si 1,5 miliardy korun, dalNapouštění Jezera Most, zima 2009 ších 500 milionů korun bude stát zatopení užitkovou vodou z Nechranické přehrady. Jezero Most bude svou rozlohou větší než Máchovo jezero a stane se také novým výrazným prvkem v krajině. Spolu s dalšími jezery, které v oblasti vznikají nebo vzniknou, ovlivní i klimatické podmínky v regionu. Hlavním zdrojem vody od zahájení napouštění je voda z řeky Ohře přivaděčem z průmyslového vodovodu Nechranice. Tabulka: Průběžné a plánované parametry napuštění Jezera Most PARAMETRY JEZERA MOST Parametry:
Stav ke dni 30.01.2009
Plánovaný konečný stav
Plocha
56,735 ha
311,0 ha
Množství vody
...
68,9 mil. m3
Obvod
3,707 km
...
Hladina
157,65 m n.m.
199,0 m n.m.
Max. hloubka
33,65 m
75,0 m
5.4 Napouštění jezera Hlavním zdrojem vody od zahájení napouštění Jezera Most je voda z řeky Ohře, přiváděna do jezera v množství 0,6 - 1,2 m3/s z Nechranické přehrady na Chomutovsku přivaděčem z průmyslového vodovodu Nechranice.
14
V roce 2001 bylo přehodnoceno původní rozhodnutí využít k napouštění řeku Bílinu a jako hlavní zdroj vody byla zvolena řeka Ohře. Voda z řeky Ohře je do této průmyslové oblasti přiváděna z čerpací stanice Stanná, pod přehradou Nechranice, průmyslovým vodovodem Nechranice (PVN). Druhým povoleným zdrojem kvalitní vody pro napouštění a doplňování úrovně hladiny v Jezeře Most jsou důlní vody z dolu Kohinoor, hlubinného dolu s ukončenou těžbou. Předpokládané dokončení napouštění jezera Most je Průmyslový vodovod přivádějící vodu do Jezera Most z Nechranické přehrady v roce 2011.
5.5 Plány na další jezera Plány na rekultivaci hnědouhelných lomů, které se mají po vyčerpání zásob uhlí zatopit, počítají v Ústeckém kraji po roce 2035 s celkem šesti novými velkými jezery o rozloze zhruba 3859 hektarů. V jezerech má být 1600 milionů krychlových metrů vody, což je pětinásobek množství vody zadržované přehradou Lipno, která je však zhruba o 1000 hektarů větší než plocha plánovaných jezer. Nyní se napouští jezero Milada u Chabařovic na Ústecku. Voda do něho začala natékat v roce 2001. Další jezera se nezačnou plnit dříve než v roce 2030, záležet bude na tom, kdy v nich důlní společnosti ukončí těžbu. Největším má být jezero ze současného lomu ČSA na Mostecku s rozlohou 1260 hektarů, z lomu Bílina na Teplicku pak vznikne vodní plocha o rozloze 1050 hektarů. Zatopeny mají být i lomy Libouš na Chomutovsku a Jan Šverma na Mostecku.
6 Voda v Krušných horách Krušné hory, jejich dlouhý a velmi úzký hřbet, ve vrcholové části zarovnaný do plošiny, vytváří na jihovýchodě zlomový svah, strmě spadající do podkrušnohorské kotliny, zatímco opačným směrem, do Německa, sestupuju zvolna a stupňovitě. Především v prudkých svazích na českou stranu se vytvořila hluboká údolí potoků, tekoucích velkým spádem do kotliny. Vzhledem k uhelné těžbě, která zcela změnila přirozený ráz Podkrušnohoří, neústí dnes některé potoky přímo do Ohře či Bíliny jak tomu bylo dřív, ale jsou zachycovány do uměle vybudovaných kanálů, odvádějících jejich vody mimo těžební oblasti. Z větších přítoků Ohře můžeme na popisovaném území jmenovat např. potoky Plavenský, Hornohradský, Pekelský, Bočský, Hučivý, Široký, Podmileský, Průnéřovský a Hačku, do Chomutovky ústí např. Kamenička a Křímovský potok, do Bíliny resp. jejího náhradního toku , potoky Jirkovský, Zámecký, Lužec, Kundratický, Vesnický, Dřevařský a Jiřetínský. Menší část vod ze severozápadních svahů hor odtéká přes hranice do Saska, z větších toků je to např. Bílá a Černá voda, Přísečnice, Načetínský potok.
6.1 Klimatické podmínky Krušných hor Podnebí v oblasti hřebene Krušných hor je drsnější, s prudkými bouřemi, s větry zejména na podzim
15
a v zimě, se studenou zimou, s krátkým, několikatýdenním létem, které je však poměrně teplé. Průměrné teploty ve výšce 900 m jsou kolem 4 °C, v 1 200 m je to kolem 2,5 °C. V zimě jsou hory turisty vyhledávanou oblastí, sněhová pokrývka dosahuje místy i 4 m. Sníh tu padá až 100 dní v roce (ve výšce 1 200 m je to až 214 dní). Mrazíky se vyskytují i v červnu a v září. Celkově v Krušných horách převládají severní a západní větry, vlhké a studené, které přinášejí rychlou změnu počasí, dlouhé zimní mlhy, které se vyskytují ve výšce kolem 700 m n.m. a to 90x -124x do roka. Množství srážek odpovídá poloze Krušných hor a jejich výšce. Na hřebenech tu ročně spadne 1000 až 1200 mm vody, v nižších polohách méně (více na německé straně). Krušné hory jako celek způsobují tzv. srážkový stín v oblasti podkrušnohorských pánví, tyto srážky pak dopadají až ve středních Čechách, ročně spadne tedy v pánevní oblasti jen kolem 500 mm srážek.
6.2 Rašeliniště a mokřady v Krušných horách Jedná se o území, která tvoří jakýsi přechod mezi suchozemskými a vodními ekosystémy. Tyto ekosystémy mají mnoho podob, které se vždy liší od těch ostatních. Jmenujme například bažiny, tůně, rašeliniště, slatiniště, lužní louky a lesy. Význam v krajině: • Představují přirozenou zásobárnu vody v krajině. Mají značnou retenční schopnost v případě nadměrných srážek. • Poskytují vhodné podmínky pro existenci specifických mokřadních organismů. • Jsou přirozeným prostředím celé řadě rostlin a živočichů pro život v mokřadech přizpůsobených. • Je to jeden z největších fondů genetické biodiverzity. • Patří mezi tři biotopy s největší biologickou aktivitou.
Božídarské rašeliniště
6.2.1 Rašeliniště. Základní podmínkou pro vznik tohoto ekosystému je nepropustné podloží, které dokáže na povrchu zadržet velké množství vody. Odumřelé rostliny se na vlhkém podloží rozkládají bez přístupu vzdušného kyslíku a v chladu - podléhají tzv. zrašelinění. Možná jste už měli v ruce vysušenou rašelinu koupenou někde v obchodě a víte tedy, že takto upravená je velmi lehká a drobivá. Jinak je to ovšem s rašelinou přímou na rašeliništi. Díky velkému množství vody je to stále mokrá, mazlavá, poměrně páchnoucí černohnědá hmota. Rašeliniště vzniká velice dlouho, proto je téměř nemožné vytvořit ho uměle. Za rok se vytvoří poze 1 - 2 milimetrový sloupec rašeliny. Metr vysoký sloupec rašeliny se tedy tvoří 500 až 1000 let. Naše rašeliniště dosahují výšky zhruba osmi metrů. Z toho lze vyčíst, že u nás existují 4000 až 8000 let. 6.2.2 Slatiniště Rozdíl je především ve skladbě půdy. Slatina, jak se říká půdě slatinišť, je mnohem bohatší na živiny a má na rozdíl od kyselé rašeliny neutrální půdní reakci. Právě slatiniště patří v současné době k nejohroženějším typům ekosystémů v naší krajině. Velmi často jsou totiž přeměňovány na ornou půdu. Vzácnost a důležitost těchto ekosystémů dokládá i Ramsarská úmluva, Úmluva o mokřadech majících mezinárodní význam, která byla uzavřena roku 1971 a platí od roku 1975.
16
6.3 Chráněná rašeliniště v Krušných horách K ochraně nejcennějších mokřadních stanovišť jsou na území východní části Krušných hor dosud vyhlášena 4 maloplošná zvláště chráněná území: • přírodní rezervace Černý rybník • přírodní rezervace Grünwaldské vřesoviště • přírodní rezervace Cínovecké rašeliniště • přírodní rezervace Černá louka Většina rašelinišť byla v minulosti negativně ovlivněna těžbou rašeliny a odvodňováním, přesto některá dodnes zůstala zachována. V roce 2006 byla krušnohorská rašeliniště zahrnuta mezi mokřady mezinárodního významu chráněných Ramsarskou úmluvou. Velká část z celkem 11 224 ha chráněné plochy se nachází na území Východní části Krušných hor.
6.3.1 Přírodní rezervace Černý rybník Součástí rezervace je kromě Černého rybníka i zachovalé rašeliniště vrchovištního typu s mohutně vyvinutou vrstvou rašeliny. Mezi významné dřeviny patří porosty borovice rašelinné (pinus pseudopumilio) a břízy pýřité (betula pubescens). Bohatě je též vyvinuta keříčkovitá vegetace s dominantní borůvkou černou (vaccinium myrtillus) a vlochyní bahenní (vaccinium uliginosum). Celý komplex s okolní krajinou poskytuje ideální podmínky pro tetřívka obecného (tetrao tetrix). 6.3.2 Přírodní rezervace Grünwaldské vřesoviště Rozsáhlé rašeliniště v pramenné oblasti Flájského potoka se vyznačuje přítomností otevřených ploch s rašelinnou vegetací střídajících se s porosty borovice rašelinné (pinus pseudopumilio). Ze vzácných druhů rostlin se zde vyskytuje např. rosnatka okrouhlolistá (drosera rotundifolia) a šicha černá (empetrum nigrum). V minulosti bylo území postiženo těžbou rašeliny, požáry a odvodněním. Nyní se zde úspěšně provádějí opatření k obnově přirozeného vodního režimu. 6.3.3 Přírodní rezervace Cínovecké rašeliniště Nejzachovalejší fragment dříve rozsáhlého rašeliniště je dnes součástí rezervace, jež se nachází na náhorní plošině západně od Cínovce. Ačkoliv se typická rašelinná vegetace zachovala v původním stavu jen v úzkém pruhu po obou stranách česko-saské hranice, okolní plochy mají vysoký potenciál k revitalizaci a obnově přírodního stavu. 6.3.4 Přírodní rezervace Černá louka Otevřené plochy v údolí Černého potoka zahrnují komplex smilkových a rašelinných luk, pramenišť a mokřadů s rozptýlenou zelení a kamennými snosy. Z ohrožených druhů rostlin se zde vyskytuje např. lilie cibulkonosná (lilium bulbiferum) a tučnice obecná (pinguicula vulgaris). Vhodné hnízdní prostředí zde nachází kromě tetřívka obecného (Tetrao tetrix) i bekasina otavní (gallinago gallinago) a chřástal polní (crex crex). Koryto Černého potoka bylo dříve regulováno. V současnosti jsou prováděna ve spolupráci se saskou stranou opatření za účelem obnovy původních odtokových poměrů.
6.4 Vodní nádrže v Krušných horách 6.4.1 Vodní dílo Přísečnice Dříve významné městečko , dnes vodní dílo Přísečnice. Nachází se v katastru obce Kryštofovy Hamry , její blízkou dominantou je Jelení hora . Rozlohou 361ha patří mezi největší nádrže. Výstavba probíhala v letech 1969-1976 , v tomto roce byla i provozněna. Vodní dílo Přísečnice
17
6.4.2 Vodní dílo Janov Výstavba probíhala v letech 1911-1914, v tomto roce byla i uvedena do provozu. Její plocha je 10 ha. V současné době je vypuštěna . Je podobná přehradě Kamenička , jak v prostředí ve kterém se nachází , tak samotnou stavbou. Přehrada je zařazena mezi kulturní památky ČR. Účelem VD Janov je akumulace vody pro zásobení severočeské hnědouhelné oblasti pitnou vodou, zajištění minimálního průtoku v toku Loupnice a částečná ochrana území pod hrází před povodněmi.
Vodní dílo Janov
6.4.3 Vodní dílo Křímov Leží stejně jako Kamenička 8km severozápadně od Chomutova, ale v protilehlém údolí Křímovského potoka . V době nedostatku vody, především potom v 80.letech minulého století, byly průtoky v Křímovském potoce nadlepšovány přečerpáváním vody z Prunéřovského potoka čerpací stanicí Celná. Dnes je však již zakonzervovaná a je mimo provoz. Jejím účelem je, ve spolupráci s historickou nádrží Kamenička napájet Vodní dílo Křímov úpravnu vody Třetí mlýn pro zásobování obyvatel Chomutova. I po výstavbě nádrže Přísečnice je tato úpravna v části Chomutova z tlakových důvodů ve vodní síti nezastupitelná . Stavba probíhala v letech 1953-1958 , uvedena do provozu byla v roce 1959. Její rozloha je 10 ha. 6.4.4 Vodní dílo Jezeří Nachází se na Vesnickém potoku. Dílo nechal vybudovat Moritz Lobkowitz. Výstavba probíhala v letech 1902-1904, do provozu byla uvedena v roce 1904. Je ze všech přehrad nejmenší , má pouhých 0,64ha. Přehrada je zařazena mezi kulturní památky ČR. 6.4.5 Vodní dílo Fláje Výstavba probíhala v letech 1951-1963 , do provozu byla uvedena již v roce 1960. Její plocha je 153 ha. Přehrada je zařazena mezi kulturní památky ČR. Účelem VD Fláje je především akumulace vody pro zásobení severočeské hnědouhelné oblasti pitnou vodou, akumulace vody pro kompenzaci do Bílého potoka, zajištění minimálního průtoku ve Flájském potoce v profilu limnigrafu Český Jiřetín a snížení povodňových průtoků na Flájském potoce a částečná ochrana území pod hrází před povodněmi. 6.4.6 Vodní dílo Kamenička Leží 8 km severozápadně od Chomutova. Byla vybudována v letech 1899 a 1904. Její rozloha je 6 ha. Přehrada je technickou památkou. Hlavním důvodem jejího vzniku byla potřeba zásobovat pitnou vodou severočeskou hnědouhelnou oblast. Dalším jejím kladem je snížení povodňových průtoků v již zmíněném potoce a tím ochránění území pod hrází před případnými povodněmi. Kvalita zdejší vody je na velmi dobré úrovni. Z větší části vyhovuje i kvalitě pitné vody pro kojence.
6.5 Kyselé deště v Krušných horách
Vodní dílo Jezeří
Vodní dílo Fláje
Vodní dílo Kamenička
6.5.1 Historie – černý trojúhelník ve střední Evropě Střední Evropa a zejména oblast takzvaného Černého trojúhelníka na hranicích ČR, Polska a Německa
18
byla od šedesátých let 20. století známá jako místo, kde komíny elektráren chrlily do ovzduší nejvíc oxidu siřičitého na celém světě. Kyselý déšť zde usmrtil a poničil rozsáhlé lesy. První zprávy o účincích kyselého deště pocházejí už z druhé poloviny čtyřicátých let minulého století, kdy byly „kouřové plyny“ považovány za možnou příčinu poškození lesa v Krušných horách. Toto zjištění poněkud zapadlo a v době komunismu se pak o takových věcech mluvit nesmělo.
6.5.2 Vznik kyselých srážek Koloběh vody na Zemi společně s průmyslovou činností člověka je příčinou kyselé kyselých srážek. Proč k nim dochází a co způsobují? Při spalování fosilních paliv, zejména uhlí a ropy, vzniká oxidací síry obsažené v těchto palivech oxid siřičitý. Při všech spalovacích procesech pak vzniká díky oxidaci vzdušného dusíku (v atmosféře je ho 78%) vzdušným kyslíkem (v atmosféře 21 %), tedy při reakci za normálních teplot plynů k sobě netečných, celá řada oxidů dusíku. Oxidy síry a oxidy dusíku v plynné podobě i po reakci s vodou v atmosféře, působí na prostředí (rostliny, horniny, vodu) jako slabé kyseliny. Vzhledem k tomu, že zplodiny spalování vznikají takřka všude, kde žije člověk, především po celém povrchu souší, případně mohou být se vzdušnými masami rozneseny na veliké vzdálenosti, je hrozba okyselení prostředí významným celoplanetárním problémem. Okyselení - snížení pH - má za následek změnu prostředí sladkých tekoucích i stojatých vod, které jsou pak nevhodné pro život řady organismů. Kyselými srážkami ovlivněné půdy negativně ovlivňují životaschopnost stromů v lese a snižují vitalitu půdních organismů. V kombinaci s přízemním (troposférickým) ozónem byly a jsou kyselé srážky velkým nebezpečím pro jehličnaté lesy mírného pásma (u nás zejména Krušné hory, Jizerské hory a Krkonoše).
7 Legislativa 7.1 Historie vodního práva Vodní zákon představuje komplexní právní úpravu novodobého vodního práva v CR. Vodní právo jako odvětví správního práva disponuje relativně dlouhou historií. Již koncem 18. století existovaly tzv. mlynářské rády, v 19. století pak byly vydány zemské vodní zákony (český, moravský, slezský). Právní úprava obsažená v Českém vodním zákoně č. 71/1870 z.z. byla prvním soustavným zpracováním vodního práva u nás. Český zemský vodní zákon platil až do roku 1955, kdy byl nahrazen zákonem č. 11/1955 Sb., o vodním hospodářství. Dalším vodním zákonem byl zákon č. 138/1973 Sb., o vodách, který platil až do 31.12.2001 a byl k tomuto datu nahrazen dnes platným vodním zákonem.
19
7.2 Kompetence v oblasti státní správy ve vodním hospodářství Působnost ústředního správního orgánu na úseku vodního hospodářství je sdílena mezi pěti ministerstvy: • Ministerstvo zemědělství jako ústředního vodoprávního úřadu je vodním zákonem stanovena jako zbytková a to pro všechny úkony státní správy, u kterých není působnost ústředního vodoprávního úřadu taxativně stanovena pro jiné ministerstvo • Ministerstvo životního prostředí (např. ochrana množství a jakosti vod, zjišťování a hodnocení stavu vod, zneškodňování havárií, ochrana před povodněmi, plnění úkolu ze vztahu k EU v oblasti ochrany vod apod.) • Ministerstvo zdravotnictví (ve spolupráci s Ministerstvem životního prostředí stanovení povrchových vod využívaných ke koupání) • Ministerstvo dopravy (užívání povrchových vod k plavbě) • Ministerstvo obrany (působnost ve věcech, v nichž je založena působnost újezdních úřadu).
7.3 Zákony • č. 254/2001 Sb. o vodách (vodní zákon). Účelem zákona je chránit povrchové a podzemní vody, stanovit podmínky pro hospodárné využívání vodních zdrojů, stanovit podmínky pro zachování a zlepšení jakosti povrchových a podzemních vod, vytvořit podmínky pro snižování nepříznivých účinků povodní a sucha a zajistit bezpečnost vodních děl. Zákon také upravuje právní vztahy k povrchovým a podzemním vodám, vztahy fyzických a právnických osob k využívání povrchových a podzemních vod, jakož i vztahy k pozemkům a stavbám, s nimiž výskyt těchto vod přímo souvisí. To vše v zájmu trvale udržitelného užívání těchto vod, bezpečnosti vodních děl a ochrany před účinky povodní a sucha. • č. 274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu Obě základní vodoprávní normy nabyly účinnosti k datu 1.1.2002. Od té doby prodělaly až doposud řadu novelizací – vodní zákon byl novelizován 8 krát, zákon o vodovodech a kanalizacích 6 krát (naposledy v roce 2006). Jejich základní úprava je podrobně specifikována ve více než 20. prováděcích právních předpisech.
8 Evropská vodní charta Vyhlášena 6. května 1968 ve Strasbourgu a obsahuje dvanáct ustanovení: 1) Bez vody není života. Voda je drahocenná a pro člověka ničím nenahraditelná surovina. 2) Zásoby sladké vody nejsou nevyčerpatelné. Je proto nezbytné tyto udržovat, chránit a podle možnosti rozhojňovat. 3) Znečišťování vody způsobuje škody člověku i ostatním živým organismům, závislým na vodě. 4) Jakost vody musí odpovídat požadavkům pro různé způsoby jejího využití, zejména musí odpovídat normám lidského zdraví. 5) Po vrácení použité vody do zdroje nesmí tato zabránit dalšímu jeho použití pro veřejné i soukromé účely. 6) Pro zachování vodních zdrojů má zásadní význam rostlinstvo, především les. 7) Vodní zdroje musí být zachovány. 8) Příslušné orgány musí plánovat účelné hospodaření s vodními zdroji. 9) Ochrana vody vyžaduje zintenzivnění vědeckého výzkumu, výchovu odborníků a informování veřejnosti. 10) Voda je společným majetkem, jehož hodnota musí být všemi uznávána. Povinností každého je užívat vodu účelně a ekonomicky. 11) Hospodaření s vodními zdroji by se mělo provádět v rámci přirozených povodí a ne v rámci politických a správních hranic. 12) Voda nezná hranic, jako společný zdroj vyžaduje mezinárodní spolupráci
20
9 Ramsarská úmluva Jedna z mála světových úmluv o ochraně přírody. Jejím posláním je ochrana mokřadních ploch, jako biotopu vodního ptactva. Do seznamu mokřadů může být zařazen jakýkoliv mokřad splňující základní kriteria. Byla podepsána jako Úmluva o mokřadech majících mezinárodní význam především jako biotopy vodního ptactva. Vyhlášena byla v Íránském městě Ramsaru v roce 2. února 1971. Její schválení a podepsání prvními členy proběhlo však až v roce 1975. Patronaci nad celou úmluvou převzala mezinárodní společnost UNESCO. Členové úmluvy se v ní zavazují k ochraně mokřadů a jejich chápaní jako nenahraditelné krajinné složky. Zavazují se k vyhlášení minimálně jednoho významného mokřadu a jeho náležité ochraně před antropogeními vlivy. V současné době je vyhlášeno 1370 mokřadů ve více než 120 zemích světa.
9.1 Ramsarská úmluva u nás Česká republika přistoupila k úmluvě až 15 let po jejím přijetí. Tehdy ještě jako ČSFR. Samostatná ČR k ní přistoupila v době svého vzniku, tedy 1.1.1993. Text a smysl úmluvy je legislativně zajištěn známým zákonem 114/1992 Sb., O ochraně přírody a krajiny. V ČR dohlíží na plnění závazků úmluvy Český ramsarský výbor. Jedná se o poradní sbor MŽP ve věcech ochrany mokřadů. Složen je ze zástupců ministerstev, vládních a nevládních organizací. ČRV si schvaluje vlastní plán činnosti, vždy na jeden rok. Česká republika se může pochlubit již dvanácti mokřady zapsanými na Seznam úmluvy. Největší z nich je Mokřad dolního Podyjí, se svými 11 525 ha je to vůbec největší mokřad u nás. Je tvořen záplavovým územím řeky Dyje a jejími mrtvými rameny. Naopak nejmenším je Krkonošské rašeliniště, nedávno rozšířené o podmáčenou smrčinu.
9.1.1 Ramsarská rašeliniště v České Republice • Šumavské rašeliniště - 3371 ha, zapsáno 1990 • Třeboňské rybníky - 10 165 ha, zapsáno 1990 • Břehyně a Novozámecký rybník - 923 ha, zapsáno 1990 • Lednické rybníky - 665 ha, zapsáno 1990 • Litovelské Pomoraví - 5122 ha, zapsáno 1993 • Poodří - 5450 ha, zapsáno 1993 • Krkonošská rašeliniště - 230 ha, zapsáno 1993 • Třeboňská rašeliniště - 1100 ha, zapsáno 1993 • Mokřady Dolního Podyjí - 11500 ha, zapsáno 1993 • Mokřady Pšovky a Liběchovky - 350 ha, zapsáno 1998 • Podzemní Punkva – 1.57 ha, zapsáno 2004 • Krušnohorská rašeliniště – 11224 ha, zapsáno 2006
10 Světový den vody Tradice Světových dnů vody, každoročně dne 22. března, byla založena vyhlášením na Valném shromáždění OSN v prosinci roku 1992. Toto rozhodnutí bylo přijato na základe doporučení Konference OSN o životním prostředí a rozvoji v Rio de Janeiro (1992) a Mezinárodní konference o vodě a životním prostředí v Dublinu v témže roce.
21
Důvodem bylo zejména nedoceňování významu ochrany, rozvoje a udržitelnosti vodních zdrojů, na jejichž dostupnosti a využívání závisí budoucnost lidstva i podmínek jeho života. Od roku 1994 jsou pro jednotlivé roky vyhlašována Světovou meteorologickou organizací určitá témata, k nimž by, na připomenutí významu vody při oslavách 22. března, měla být zaměřena pozornost jak odborníku, tak veřejnosti.
10.1 • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Hesla pro Světové dny vody
1992 vyhlášení 22. března Světovým dnem vody 1993 v prosinci první připomenutí „Světový den vody – 22.3.“ 1994 Péče o vodní zdroje je věcí každého 1995 Ženy a voda 1996 Voda pro žíznivá města 1997 Světová voda – je jí dost? 1998 Podzemní voda – neviditelný zdroj 1999 Každý žije podél toku 2000 Voda pro 21. století 2001 Voda a zdraví 2002 Voda a rozvoj 2003 Voda pro budoucnost 2004 Voda a katastrofy 2005 Voda pro život 2006 Voda a kultura 2007 Jak se vyrovnat s nedostatkem vody 2008 Voda a hygiena 2009 Společné zdroje, společná zodpovědnost
11 Rozšíření pro střední školy 11.1 Srážky Jakmile klesne teplota vzduchu pod teplotu rosného bodu, přebytečné vodní páry se vysráží na okolních předmětech – tzv. kondenzačních jádrech ve formě kapek. Vodní kapičky vytvářejí podle místa vzniku rosu – vznikly dotykem s půdou nebo porostem, mlhu – vznikly na kondenzačních jádrech v nižších vrstvách vzduchu, nebo vytvoří oblak ve vyšších vrstvách. Příčinou ochlazování vzduchu a následné kondenzace vodních par v ovzduší je proudění vzduchu do výše při současném rozpínání a ochlazování vzdušných mas. Toto tzv. adiabatické rozpínání umožňuje postupné ochlazování vzduchu na hodnotu rosného bodu a níže, kdy dojde ke kondenzaci.Při velmi nízkých teplotách vznikají ledové krystalky. Ve výši 5 km nad zemí jsou ledové krystalky běžné neboť se je zde teplota pod 0°C. Podle výskytu oblak ve výšce obecně rozdělujeme oblaka nízká (do 2 km), oblaka výškového vývoje(mezi 2 až 6 km) a oblaka vysoká (6 až 11 km). Kombinací výšky a tvaru vznikají různé druhy oblaků, např. řasy, kupy, slohy, řasové kupy, řasové slohy,slohové kupy aj. Oblaka jsou zdrojem srážek. Podle jejich vývoje, výšky, tvaru a zbarvení lze předpovídat počasí pro nejbližší hodiny. Sleduje se také tzv. oblačnost, tj. hodnota zakrytí oblohy oblaky v procentech. Rozeznáváme: Vertikální srážky – vznikají tehdy, když vodní kapičky nebo krystalky dosáhnou hmotnosti, kdy mohou padat k zemi proti vzestupným proudům vzduchu. Vertikální srážky mohou být ve formě deště (kapky velikosti od 1mm až 8 mm), sněhu (krystalky ve tvaru vloček), krup (kusy ledu různého tvaru i velikosti).
22
Horizontální srážky – také označované jako kondenzační, tedy takové, které vznikají kondenzací vodní páry za určité teploty na různých předmětech a v případě páry na kondenzačních jádrech při zemi, když teplota vzduchu klesne k teplotě rosného bodu. Rozeznáváme: mlhu – ta se tvoří ve vzduchu na kondenzačních jádrech, rosu – ke kondenzaci dochází na povrchu rostlin a půdy, jinovatku – ta se tvoří za mrazu na povrchu rostlin a půdy, námrazu – ta se tvoří na předmětech jejichž teplota je pod 0° C. Námrazu tvoří směs krystalků vody a amorfního ledu. V našich podmínkách mají vertikální (kondenzační) srážky poměrně malý význam. V chladných, aridních oblastech je jejich význam podstatný především pro flóru. Jsou jediným pravidelným zdrojem vody a jejich celkové množství může za rok dosáhnout až k 50 mm.
11.2
Měření srážek
Vodní srážky měříme ombrometrem (srážkoměrem). Jeden milimetr naměřených srážek představuje v přepočtu jeden litr spadlé vody na jeden metr čtvereční, nebo 10 m3 . 1 ha-1. Ombrometr má záchytnou plochu 0,005 m2 (50 cm2) a množství zachycené vody se měří kalibrovaným válcem s přesností na 0,1 mm. V zimě zachytáváme sníh v ombrometru bez nálevky a odečítáme vodu po rozehřátí. Odměrnou latí měříme sněhovou pokrývku i postupně po slehávání (v odOmbrograf Ombrometr borných pracích se v popisu biotických faktorů sledované oblasti uvádí také celková doba sněhové pokrývky). Ombrograf je registrační přístroj na měření srážek. Zapisuje celkové množství srážek, dobu jejich trvání a jejich intenzitu. Langův dešťový faktor – vyjadřuje vlhkostní podmínky oblasti. Jedná se o hodnotu vyjádřenou poměrem průměrných ročních srážek ku průměrné roční teplotě. Je-li Langův deštný faktor menší než 70, trpí sledovaná oblast nedostatkem srážek.
11.3
Voda a vlhkost vzduchu
Vodní prostředí je nejrozsáhlejší medium zemské biosféry. Moře a oceány představují 70,8 % zemského povrchu. Voda je základní předpoklad existence života. Ve vzduchu se vyskytuje voda ve skupenství plynném (vlhkost), kapalném (déšť) a pevném (sníh, kroupy). Vzdušná vlhkost vzniká vypařováním z povrchu půdy, z vodních ploch, transpirací rostlin, výparem z povrchu živočišných těl. Nejprve se nasytí přízemní vrstvy vzduchu a odtud se prouděním vzduchu vlhkost dostává do vyšších vrstev ovzduší a vytváří vzdušnou vlhkost. Čím vyšší je teplota vzduchu, tím více vodních par může vzduch udržet, tím větší je jeho kapacita pro vodní páry. Pro vyjádření vlhkosti vzduchu používáme: Maximální vlhkost vzduchu (E) – teoretický údaj, který udává, kolik vodních par je vzduch při určité teplotě schopen udržet. Čím vyšší je teplota, tím více par může vzduch udržet, aniž by došlo ke kondenzaci vody v kapalné srážky. Tato schopnost vzduchu se vyjadřuje napětím (tenzí) nasycené vodní páry v pascalech, nebo obsahem vody v gramech v jednom m3 (g .m-3). Např. při teplotě vzduchu -15°C je maximální vlhkost vzduchu E = 186 Pa, při teplotě 0° C je E = 613 Pa, při teplotě +32° C je E = 4760 Pa. Absolutní vlhkost vzduchu (e) – vyjadřuje skutečnou vlhkost vzduchu. Udává okamžité množství vodních par v g .m-3 nebo jejich napětí ve vzduchu v Pa.
23
Relativní vlhkost vzduchu (r) – je v procentech vyjádřený poměr mezi absolutní a maximální vlhkostí při určité teplotě vzduchu. e r = ------------- x 100 (%) E Relativní vlhkost zjišťujeme hygrometry – vlhkoměry. Pokud známe relativní vlhkost a teplotu vzduchu, můžeme vypočítat absolutní vlhkost vzduchu. E x r e = ------------- (Pa) 100 Maximální vlhkost (E) při určité teplotě zjistíme v tabulce. Sytostní doplněk je rozdíl mezi maximální a absolutní vlhkostí vzduchu (E – e) při dané teplotě. Udává, kolik páry je nutno dodat, aby se vzduch zcela nasytil. Rosný bod je teplota, při které je vzduch úplně nasycený vodní párou. Při teplotě rosného bodu je absolutní vlhkost rovna maximální vlhkosti a relativní vlhkost je 100 %. Rosný bod lze určit z vypočítané absolutní vlhkosti tak, že k její hodnotě vyhledáme v tabulce maximální vlhkosti vzduchu příslušnou teplotní hodnotu, při které se absolutní vlhkost stane maximální. Určením rosného bodu lze předpovídat minimální noční teploty v brzkém jaru.
11.4
Měření vlhkosti vzduchu
• Hygrometr – vlasový vlhkoměr, který měří relativní vzdušnou vlhkost. Je založen na principu zkracování organického vlákna (dříve odmaštěný lidský vlas) při změnách okolní vlhkosti vzduchu. Změna délky vlákna se přenáší pákovým mechanismem na stupnici. • Hygrograf – hodnoty změn tlaku jsou zapisovány na týdenní pásce. • Psychrometr – nejpřesněji zaznamenává relativní vlhkost vzduchu. Jedná se o kombinaci dvou teploměrů – tzv. vlhkého a suchého. Mušelínový obal vlhkého teploměru vlivem zvýšeného odparu ukazuje nižší teplotu než suchý teploměr. Z rozdílů teplot Hygrometr Augustův psychometr lze podle tabulky vypočítat přesnou hodnotu relativní vzdušné vlhkosti. Čím menší je rozdíl teplot, tím větší je relativní vlhkost. Pokud jsou hodnoty na obou teploměrech stejné, je relativní vlhkost 100 %.
11.5
Vliv vody, vzdušné vlhkosti a srážek na rostliny
Voda je nepostradatelnou podmínkou pro růst rostlin. V ekologickém smyslu je nezbytná pro veškerou živou hmotu – protoplazmu. Je limitujícím činitelem v suchozemském prostředí nebo ve vodním prostředí s kolísající vodní hladinou a vodním prostředí s vysokou salinitou, která na základě osmotických jevů vyvolává ztráty vody z intracelulárních a extracelulárních prostorů. Pro rostliny je důležité rovnoměrné rozložení srážek během vegetačního období. Krátkodobý nedostatek vody rostlina přežívá. Pozastavuje růst, snižuje listovou plochu, vydává vodu z vakuol a tím klesá buněčné napětí – turgor. Projevují se všechny znaky vadnutí. Dlouhodobý nedostatek vody rostlinu zahubí. Na období sucha jsou některé rostliny adaptovány tvorbou klidových stadií a jejich specifické části (cibule, oddenek, hlízy, semena) přežívají v anabióze. Transpirační koeficient vyjadřuje specifický požadavek rostlin na množství přijaté vody. Udává, kolik gramů vody rostlina vytranspiruje při tvorbě jednoho gramu sušiny.
24
Toto množství se obvykle pohybuje od 300 do 1 200g. Největší nároky na vodu v době růstu mají nadzemní zelené orgány. V době květu a po odkvětu spotřeba vody klesá. Hlavním dodavatelem vláhy jsou dešťové a sněhové srážky. Množství srážek je určováno zeměpisnou polohou a nadmořskou výškou. V ČR je rozsah úhrnu ročních srážek od 440 mm (Žatecko - ve srážkovém stínu Krušných hor, od Kadaně až po Libochovice), až přes 2 000 mm (Beskydy). V průměru dosahují u nás srážky mezi 500 – 600 mm ročně. Množství srážek je determinováno reliéfem terénu, orientací ke světovým stranám, úhlem sklonu stanoviště a nadmořskou výškou. Kolik vláhy je schopna půda zadržet pro potřeby rostlin a tedy postupně uvolňovat, rozhodují fyzikální a chemické vlastnosti půdy a charakter matečné horniny. Celkovou dotaci vody pro stanoviště ovlivňuje i samotný vegetační kryt. Rostlinný pokryv vždy zachytí určitou část srážek na nadzemních orgánech. Koruny jehličnanů zachycují až 50 % srážkové vody, koruny listnatých dřevin jen 20 – 30 %. Čím má rostlinné společenstvo více pater (stratifikace fytocenózy) a čím je hustší olistění (pokryvnost, zápoj), je větší biomasa porostu, která se podílí na převážném zachycení srážkové vody. Ta se často z těchto ploch ztrácí zpět výparem do ovzduší. Dešťová voda smývá z povrchu listů prach a jiné nečistoty. Vlivem emisí v ovzduší dochází ke snižování přirozené acidity dešťových srážek. Kyselé deště se stávají celosvětovým, globálním problémem. Plné uplatnění mají srážky mírné, déle trvající, které se pozvolna dobře zasakují do půdy. Prudké srážky způsobují vodní (fluviální) erozi. Vlivem nevhodného hospodaření je často decimována půdní fauna, nerespektuje se střídání plodin a půda trpí nadměrným zhutňováním. Člověk tak podporuje časté záplavy, kdy voda není schopna přijmout větší příděly vertikálních srážek. Půda zachytí jen část srážek, většina odtéká povrchovým odtokem do vodotečí, často s velkým podílem půdních částic. Prudké srážky mohou rostliny i mechanicky poškodit. Mezi vlhkomilné – hygrofilní rostliny, tzv. hygrofyty řadíme např. blatouch bahenní (Caltha palustris), rdesno hadí kořen (Bistorta major) a suchopýr pochvatý (Eriophorum vaginatum). Tyto rostliny mají často aerenchymatická pletiva, která jsou zásobárnou vzduchu při stálém nadbytku vody. Střední nároky na vlhkost mají rostliny mezofilní, mezofyty. Rostliny suchomilné označujeme jako xerofilní, neboli xerofyty (pelyněk, sinokvět, kostřava). Mají zesílenou kutikulu, voskové povlaky a trichomy, odlišné hospodaření s vodou provázené omezením transpirace a vylučování vody. Mají rozvinuté parenchymatické pletivo zásobené vodou (rostliny sukulentní), nebo vytvářejí tvrdá kolenchymatická a sklerenchymatická pletiva (rostliny označované jako sklerofyta), která mají schopnost vyrábět vlastní metabolickou vodu. Sukulenty u nás zastupují rostliny z čeledi tučnolistých, např. rozchodník žlutokvětý (Hylotelephium maximum) a netřesk horský (Sempervivum montanum). Mezi sklerofyty patří např. máčka ladní (Eryngium campestre) a pupava obecná (Carlina vulgaris).
11.6
Vliv sněhu
Sněhové srážky jsou omezeny na období, kdy teplota klesá pod bod mrazu. Množství těchto srážek je také určováno expozicí a sklonem terénu. Na závětrných místech může docházet k hromadění sněhu, na návětrných místech je sněhová pokrývka nízká nebo dokonce chybí. Význam sněhové pokrývky pro rostliny spočívá nejen v tom, že je na jaře po roztátí zdrojem první vláhy, ale také tepelným izolátorem, protože sníh je špatným vodičem tepla a pod sněhovou pokrývkou neklesají teploty pod bod mrazu a v prostorách nad půdou se udržuje i vysoká relativní vzdušná vlhkost. To jsou významné podmínky pro pěstování ozimých obilovin tzv. jarovizace (působení nízkých teplot ovlivňující pozdější vývoj rostliny). Pravidelný výskyt nebo absence sněhové pokrývky způsobuje diferenciaci rostlinných společenstev. Na místech bez sněhové pokrývky vznikají společenstva druhů odolných proti mrazu – chinofóbní (sněhobojná). Opakem jsou společenstva chinofilní (sněhomilná). Sníh může rostliny mechanicky poškozovat (zmrzlý sníh hnaný silným větrem, polomy nebo rozlomení koruny způsobené značnou hmotností mokré sněhové pokrývky, v horách jsou nebezpečné laviny. Námraza trvající delší dobu absorbuje oxidy síry a dusíku. Delší dobu trvající námraza po následném roztátí značně okyselí půdu pod korunou a negativně ovlivňuje chemismus živin (mobilizace Al), což je jedna z příčin úhynu stromů (např. břízy v Krušných horách).
25
11.7
Vliv vody, vzdušné vlhkosti a srážek na živočichy
Nadbytek vody v prostředí způsobuje záplavy a nadměrné promokření půdy. Často se dostavuje náhle a o přežití živočichů v zatopených biotopech rozhoduje rychlost povodňové vlny, možnost úniku na nezatopená místa, teplota vody i vzduchu, přístup k potravě. Proti dešťové vodě jsou živočichové chráněni pokožkou a pokožkovými deriváty (srstí, peřím, krustou, výpotky). Instinktivně o tyto povrchy pečují (čištění, pročesávání, maštění). Nadměrná vlhkost vzduchu, časté a hojné srážky snižují u mnohých živočichů vitalitu. Organismy žijící v půdě a přízemní vrstvě, bývají zaplaveny a usmrceny. Mohou mít ale i zařízení chránící proti nadbytku vody nebo různé adaptace proti vyschnutí. V zimním období sněhové srážky ztěžují dostupnost potravy a dlouho trvající zimní období živočichy vysiluje a oslabuje. Podle tolerance k vlhkosti rozlišujeme druhy stenohydrické – nesnášejí přílišné kolísání vlhkosti a druhy euryhydrické – na vlhkostní podmínky jsou nenáročné. Podobně jako u rostlin rozlišuje živočichy podle nároků vlhkosti v životním prostředí na: hygrofilní druhy (obojživelníci a půdní živočichové), kteří vyžadují vlhká až mokrá stanoviště a jsou tělními pokryvy adaptovány na nestálou přítomnost vody a vlhka, mezofilní druhy (savci, ptáci) vyžadují střední vlhkost a xerofilní druhy (plazi, hmyz-stepník rudý, tesařík kozlíček písečný, kudlanka nábožná). Jsou přizpůsobeny suchému a teplému vzduchu. Hranice mezi uvedenými druhy nejsou ostré a existuje řada přechodných forem. Zajímavé adaptace jsou u škvora. Samička klade vajíčka do vlhkých míst a zde také přezimuje, ačkoli patří mezi xerofilní druh. I vlhkost vzduchu ovlivňuje rojení hmyzu, pohlavní aktivitu (plži), intenzitu žíru housenek, kladení vajíček. Zvýšená vlhkost prostředí může urychlovat vývoj larev některých brouků. Nedostatečná vlhkost v prostředí může být naopak příčinou sterility.
11.8
Doplnění k jezerům
Z biologického hlediska se rozlišují jezera eutrofní, oligotrofní a dystrofní. • U eutrofních převládají produkční proces nad rozkladnými. Vysoká redukce rostlin i zvířeny vede po jejich odumření k jejich nedokonalé oxidaci a k ukládání zahnívajícího bahna (sapropelu). Když se odumřelé organismy přemění v průběhu roku oxidačními procesy na minerální látky, je jezero oligotrofní (čistá voda s dostatkem kyslíku po celý rok). • Dystrofní jezera jsou v rašeliništích nebo obrostlá rašeliníkem, kde je sice mnoho organických látek, ty jsou však v podobě humusových koloidů, které nemohou být již dále užitečně upotřebeny. • K oligotrofním, která na světě počtem převládají, náleží např. velká jezera v alpském podhůří (Ženevské, Bodamské aj.), k eutrofním mnohá jezera severní Evropy i Severní Ameriky (mělká, průtočná). K eutrofizaci mnoha oligotrofních zbytků nebo se do nich dostává zvýšené množství fosforu a dusíku z průmyslových hnojiv. Fosforečnany a dusičnany podporují bohatý rozvoj flóry (zvláště řas). Jejich rozkladem při nedostatku kyslíku dochází k anaerobním procesům, při nichž se uvedené živiny opět uvolňují. Z bezodtokých a konečných jezer se tak mohou stát doslova vyhnívající laguny. Eutrofizace vod jezer, mrtvých ramen, rybníků, štěrkoven je jedním z negativních důsledků znečišťování vod i přírodního a životního prostředí.
11.9
Klasifikace vod podle trofie (úživnosti)
Trofie (úživnost) je vlastnost vodní nádrže podmíněná množstvím rozpuštěných látek ve vodě a podmiňující rozvoj vodních organismů. Tradiční rozdělení vod podle úživnosti: • Oligotrofní vody - málo úživné s nízkou zásobou živin • Oligo-mezotrofní vody - jsou málo až středně úživné • Mezotrofní vody - středně úživné • Mezo-eutrofní vody - středně až silně úživné • Eutrofní až dystrofní vody - silně úživné nebo rašelinné
26
12 Zdroje 12.1 • • • • • • • • • • • • • • • •
Soukup, V.: Krušné hory (průvodce po Čechách, Moravě a Slezsku, S & D, Praha, 2000) Ekologie a životní prostředí (učebnice ekologie, Česká geograficá společnost, Praha, 2005) Kvasničková, D: Základy ekologie (učebnice ekologie, Fortuna, Praha, 2005) Netopil, R. a kol.: Fyzická geografie I. Horník, S. a kol..: Fyzická geografie II. Kopp, J. – Suda, J.: Vybrané kapitoly z fyzické geografie - Klimatologie Vlček, V. (ed.): Vodní toky a nádrže Netopil, R. : Hydrologie pevnin Demek, J. : Obecná geomorfologie Východní Krušné hory,Česká společnost ornitologická, 2008 Brožík J., Základy ekologie I., skripta pro žáky Scholy Humanitas Statistická ročenka Ústeckého kraje 2007, ČSÚ Statistická ročenka Ústeckého kraje 2008, ČSÚ Zpráva o stavu vodního hospodářství 2007, MŽP Voda v ČR do kapsy, MZE Vodovody a kanalizace v ČR 2006, MZE
12.2 • • • • • • •
Literatura
Internetové zdroje
http://www.priroda.cz – informační server http://www.env.cz – Ministerstvo životního prostředí http://www.krusnohorsky.cz – informační server o Krušných horách http://www.pku.cz – Palivový kombinát Ústí nad Labem www.ochranaprirody.cz - Agentura ochrany přírody a krajiny http://ga.water.usgs.gov - USGS www.ecmost.cz – Ekologické centrum Most
12.3
Ostatní zdroje:
• Multimediální CD, Povodí Ohře s.p. • Regionální informační centrum – mapové podklady
12.4
Obrázky
Bc. Dana Waldsteinová, Bc. Zdeněk Tarant, Ing. Stanislav Štýs, www.yoohoo.euweb.cz, www.aktualne. cz, www.poh.cz, www.geologie.vsb.cz, www.ondeo.cz, www.literarky.cz, www.ramsar.org, www.trasovnik.cz, ECM 2002, www.eber.se, Regionální informační centrum Most, www.ga.water.usgs.gov Zpracoval: Michal Tarant, Centrum ekologické výchovy VIANA při Schole Humanitas Poděkování: Mgr. Jaromíru Brožíkovi za poskytnutí materiálů pro rozšíření modulu pro žáky středních škol Ing. Markétě Hendrychové za poskytnutí leteckých fotografií krajiny (www.leteckefoto.com)
27
