ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA PRO KONTROLNÍ DEN Č

MZP0002071101

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů

Ing. Tomáš Mičaník a kol.

ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA PRO KONTROLNÍ DEN Č. 3/2010

Zadavatel: Ministerstvo životního prostředí

Číslo výtisku:

Praha, prosinec 2010

MZP0002071101

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů

Ing. Tomáš Mičaník a kol.

Závěrečná zpráva pro kontrolní den č. 3/2010

Praha, prosinec 2010

počet stran 156, příloh 3

Název a sídlo organizace: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce Podbabská 30/2582, 160 00 Praha 6 Ředitel: Mgr. Mark Rieder Zadavatel: Ministerstvo životního prostředí Vršovická 65, 100 10 Praha 10 Zástupce zadavatele: RNDr. Viktor Kliment, odbor ochrany vod Zahájení a ukončení úkolu: leden 2010 – prosinec 2010 Místo uložení zprávy: SVTI VÚV TGM, v.v.i. Náměstek ředitele pro výzkumnou a odbornou činnost: Ing. Petr Bouška, Ph.D. Vedoucí odboru 260: Ing. Petr Tušil, Ph.D. Vedoucí řešitel řešitel: Ing. Tomáš Mičaník Spoluřešitelé: Ing. Zdeněk Bagal, Ing. Adam Vizina, Ing. Oldřich Novický, Ing. Ladislav Kašpárek, CSc., Ing. Pavel Balvín, Ing. Šárka Blažková, DrSc., RNDr. Blanka Desortová, CSc., Mgr. Pavla Řezníčková, Ph.D, Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D., Mgr. Michal Bílý, Ph.D., Ing. Miloš Rozkošný, Ph.D., RNDr. Dana Baudišová, Mgr. Diana Ivanovová, RNDr. Petr Lochovský, RNDr. Přemysl Soldán, Ph.D., Ing. Miroslav Váňa, Mgr. Ondřej Simon, Mgr. Pavel Kožený, Mgr. Pavel Rosendorf, Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal, Ing. Filip Wanner, Ing. Eva Mlejnská, Ing. Kateřina Poláková, Ing. Petr Vyskoč, Ing. Jiří Picek, Ing. Kateřina Uhlířová, Ing. Tomáš Mičaník, Ing. Arnošt Kult, Ing. Věra Očenášková

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů _________________________________________________________________________________

OBSAH OBSAH .................................................................................................................................. 3 ÚVOD ..................................................................................................................................... 9 1.

ODDÍL A – HYDROLOGIE .......................................................................................... 18

1.1

PŘESNOST MĚŘENÍ KVANTITATIVNÍCH PARAMETRŮ HYDROSFÉRY ................. 18

1.1.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................... 18 1.1.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY ................................................................................ 18 1.1.3 VÝSTUPY ................................................................................................................... 20 1.2

VÝVOJ MATEMATICKÝCH MODELŮ HYDROLOGICKÉ BILANCE, IDENTIFIKACE JEJICH PARAMETRŮ A OVĚŘOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍM VÝZKUMEM ................ 21


DOPADY KLIMATICKÝCH A ANTROPOGENNÍCH ZMĚN NA VODNÍ REŽIM A PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ ............................................................................................. 25


HYDROLOGICKÉ A KLIMATICKÉ EXTRÉMNÍ SITUACE A JEJICH VLIV NA PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ A NA NÁRODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ...................................... 28


VÝVOJ A OVĚŘENÍ METODIKY PRO ZMĚNU N-LETÝCH PRŮTOKŮ VLIVEN PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ .......................................................................... 32


MINIMÁLNÍ ZŮSTATKOVÉ PRŮTOKY ....................................................................... 36


STANOVENÍ VHODNÝCH INDIKÁTORŮ PRO IDENTIFIKACI VÝSKYTU, PŘEDPOVĚĎ A VYHODNOCENÍ INTENZITY OBDOBÍ SUCHA PRO PODMÍNKY ČESKÉ REPUBLIKY ................................................................................................... 39

1.7.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................... 39

3


1.7.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY ................................................................................ 39 1.7.3 VÝSTUPY ................................................................................................................... 41 2.

ODDÍL B - SPOLEČENSTVA A ORGANISMY ........................................................... 42

2.1

VÝZKUM VLIVU VARIABILITY HYDROLOGICKÝCH A CHEMICKÝCH PARAMETRŮ NA DYNAMIKU SPOLEČENSTVA FYTOPLANKTONU V TEKOUCÍCH VODÁCH ..... 42


STRUKTURA SPOLEČENSTVA MAKROZOOBENTOSU A FYTOBENTOSU VE VZTAHU K HYDROMORFOLOGII TOKU A ANTROPOGENNÍMU OVLIVNĚNÍ ......... 44


MODELOVÁNÍ STRUKTURY SPOLEČENSTVA RYB POD VLIVEM VARIABILITY PRŮTOKU A GEOMORFOLOGIE TOKU .................................................................... 48


VÝZKUM V OBLASTI MIKROBIÁLNÍHO ZNEČIŠTĚNÍ POVRCHOVÝCH A ODPADNÍCH VOD ...................................................................................................... 54

2.4.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................... 54 2.4.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY ................................................................................ 54 2.4.3 VÝSTUPY ................................................................................................................... 56 3.

ODDÍL C - POVRCHOVÉ VODY - ANTROPOGENNÍ VLIVY...................................... 58

3.1

STUDIUM VÝSKYTU A CHOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH A UMĚLÝCH RADIONUKLIDŮ V HYDROSFÉŘE VČETNĚ ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ .................................. 58


HODNOCENÍ A SLEDOVÁNÍ VODNÍCH EKOSYSTÉMŮ A JEJICH ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ: ČASOVÉ A PROSTOROVÉ ZMĚNY V SOUVISLOSTI S ANTROPOGENNÍMI TLAKY ........................................................... 63


VÝVOJ A ZAVÁDĚNÍ TOXIKOLOGICKÝCH METOD DO VODOHOSPODÁŘSKÉ PRAXE ........................................................................................................................ 66

3.3.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................... 66

4


3.3.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY ................................................................................ 66 3.3.3 VÝSTUPY ................................................................................................................... 71 3.4

STUDIUM CHOVÁNÍ A TRANSFORMACE SPECIFICKÝCH POLUTANTŮ VE VODNÍCH EKOSYSTÉMECH ..................................................................................... 72


STUDIE VÝSKYTU LÁTEK V SOUČASNÉ DOBĚ NEPODLÉHAJÍCÍCH PRAVIDELNÉMU SLEDOVÁNÍ V HYDROSFÉŘE ČR ................................................ 77


ODDÍL D – VODA A ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÉ ČÁSTI PŘÍRODY ................................. 81

4.1

VLIV SUCHOZEMSKÝCH EKOSYSTÉMŮ A DALŠÍCH VLIVŮ NA OCHRANNÉ PODMÍNKY NA VODU VÁZANÝCH ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH ÚZEMÍ ..................... 81


VLIVY LESNÍCH EKOSYSTÉMŮ S RŮZNÝM ZPŮSOBEM OBHOSPODAŘOVÁNÍ NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY .................................................................................... 84


PODMÍNKY ZACHOVÁNÍ VÝSKYTU ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH DRUHŮ VODNÍCH A MOKŘADNÍCH ORGANISMŮ ..................................................................................... 87


ODDÍL E – PLOŠNÉ A DIFÚZNÍ ZDROJE ZNEČIŠTĚNÍ ........................................... 91

5.1

VLIVY ZEMĚDĚLSKY OBHOSPODAŘOVANÝCH POVODÍ NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY .................................................................................................... 91


VÝVOJ KOMPLEXNÍHO KONCEPTUÁLNÍHO MODELU PRO ŘEŠENÍ VLIVŮ A DOPADŮ ANTROPOGENNÍ ČINNOSTI NA PODZEMNÍ VODY V INTERAKCI S POVRCHOVÝMI EKOSYSTÉMY ............................................................................. 97

5.2.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................... 97

5


5.2.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY ................................................................................ 97 5.2.3 VÝSTUPY ................................................................................................................. 102 5.3

KOMBINOVANÉ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V OBLASTECH S NADSTANDARDNÍMI NÁROKY NA OCHRANU VOD .............................................. 104

5.3.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................. 104 5.3.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY .............................................................................. 104 5.3.3 VÝSTUPY ................................................................................................................. 108 5.4

EXTENZÍVNÍ METODY ČIŠTĚNÍ VOD A JEJICH ÚČINNOST .................................. 109


VYPOUŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD PŘES PŮDNÍ VRSTVY DO VOD PODZEMNÍCH115

5.5.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................. 115 5.5.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY .............................................................................. 115 5.5.3 VÝSTUPY ................................................................................................................. 118 6.

ODDÍL F - NÁSTROJE ............................................................................................. 119

6.1

VÝVOJ OBECNĚ BILANČNÍCH A OPERATIVNĚ PREDIKČNÍCH A HODNOTÍCÍCH SYSTÉMŮ ZAMĚŘENÝCH NA VÝSTUPY PODPORUJÍCÍ VÝKON VEŘEJNÉ A STÁTNÍ SPRÁVY ...................................................................................................... 119


VÝVOJ A APLIKACE INFORMAČNÍCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO ČINNOSTI SOUVISEJÍCÍ S PLÁNOVÁNÍM V OBLASTI VOD..................................................... 122


VÝVOJ A APLIKACE POSTUPŮ S VYUŽITÍM TECHNOLOGIÍ GEOGRAFICKÝCH INFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ VE VAZBĚ NA DIGITÁLNÍ BÁZI VODOHOSPODÁŘSKÝCH DAT ............................................................................... 125


VÝVOJ A APLIKACE VHODNÝCH TECHNICKÝCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO ZHODNOCENÍ VLIVU EMISÍ NA CHEMICKÝ STAV POVRCHOVÝCH VOD A VÝVOJ SYSTÉMŮ JEHO HODNOCENÍ ................................................................................ 130

6.4.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................. 130 6.4.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY .............................................................................. 130 6.4.3 VÝSTUPY ................................................................................................................. 137

6


6.5

VÝVOJ A APLIKACE LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ V OBLASTI OCHRANY A JAKOSTI VOD .......................................................................................................... 139

6.5.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ .................................................................................................. 139 6.5.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY .............................................................................. 140 6.5.3 VÝSTUPY ................................................................................................................. 142 7.

ODDÍL G - KOORDINACE ........................................................................................ 144

8.

FINANCOVÁNÍ A VYHODNOCENÍ ČERPÁNÍ FINANČNÍCH PROSTŘEDKŮ ......... 149

ZÁVĚR ............................................................................................................................... 151 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ..................................................................................... 152 LITERATURA .................................................................................................................... 155 SEZNAM PŘÍLOH.............................................................................................................. 156

7


8


ÚVOD Výzkumný záměr MZP0002071101 „Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů“ je Výzkumným ústavem vodohospodářským T. G. Masaryka, veřejnou výzkumnou institucí řešen od roku 2005 s předpokládaným ukončením v roce 2011. Počátkem roku 2010 byl tedy zahájen šestý rok řešení, který z časového hlediska zasahuje do druhé poloviny období jeho řešení. Předmětem výzkumného záměru je komplexní dlouhodobý výzkum v oblasti hydrosféry, orientovaný na vztahy a procesy ve vodní složce životního prostředí, na vliv antropogenních tlaků, na trvalé užívání a na její ochranu, včetně tvorby legislativních nástrojů a technických opatření.

Struktura výzkumného záměru Výzkumný záměr je z důvodu účinného řízení a koordinace strukturován do tematických oddílů a dále do tzv. subprojektů, které jsou základní strukturní jednotkou v odborné i řídící rovině. Za koordinaci a odborné směřování tematického oddílu je zodpovědný zpravodaj, na dalším stupni řízení je pak odpovědný řešitel subprojektu. Za celý projekt zodpovídá hlavní řešitel. Záměr je v souladu s Rozhodnutím zpracován jako celek, nikoliv jako soubor disjunktních projektů. Výzkumný záměr je stejně jako v předchozím roce strukturován do sedmi tematických oddílů (šest + jeden koordinační) následovně: A – Hydrologie B – Společenstva a organismy C – Antropogenní vlivy na povrchové vody D – Voda a zvláště chráněné části přírody E – Plošné a difúzní zdroje znečištění F – Legislativní nástroje, bilanční, predikční, hodnotící a informační systémy G – Koordinace a řízení výzkumného záměru Řešení v tematických oddílech A–E a G (Koordinace) je v roce 2010 rozpracováno do 30 dílčích subprojektů. Subprojekty kladou důraz na propojení a sdílení řady činností a výsledků jako základ efektivního řešení výzkumného záměru jako celku. Počet subprojektů je každoročně s ohledem na požadavky garanta (OOV MŽP) a efektivitu řešení revidován. Změny proti roku 2009 jsou následující: •

Nově byly začleněny subprojekty 3632 a 3633.

•

Subprojekt 3614 byl vyčleněn ze subprojektu 3613 (návrat k členění před rokem 2009).

V případě subprojektu 3621 došlo oproti předchozímu období k úpravě názvu subprojektu tak, aby lépevystihoval řešenou problematiku. V roce 2010 jsou subprojekty v jednotlivých tematických oddílech definovány takto (číslo, odpovědný řešitel, název subprojektu a celková částka alokovaná na řešení v roce 2010 v tis. Kč):

9


Oddíl A – Hydrologie (zpravodaj Ing. Novický Oldřich) 3601

Bagal Z.

Přesnost měření kvantitativních parametrů hydrosféry.

1 830

3602

Vizina A.

Vývoj matematických modelů hydrologické bilance, identifikace jejich parametrů a ověřování experimentálním výzkumem.

1 650

3603

Novický O.

Dopady klimatických a antropogenních změn na vodní režim a přírodní prostředí.

1 580

3605 Blažková Š.

Hydrologické a klimatické extrémní situace a jejich vliv na přírodní prostředí a na národní hospodářství.

3 265

3629 Kašpárek L.

Vývoj a ověření metodiky pro změnu N-letých průtoků vlivem protipovodňovývh opatření.

1 010

3632

Balvín P.

Minimální zůstatkové průtoky.

600

3633

Novický O.

Stanovení vhodných indikátorů pro identifikaci výskytu, předpověď a vyhodnocení intenzity období sucha pro podmínky České republiky.

633

Oddíl B – Společenstva a organismy (zpravodaj Mgr. Slavík Ondřej, Ph.D.) Výzkum vlivu variability hydrologických a chemických 3606 Desortová B. parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu v tekoucích vodách.

525

3628 Řezníčková P.

Struktura společenstva makrozoobentosu a fytobentosu ve vztahu k hydromorfologii toku a antropogennímu ovlivnění.

1 150

3607

Modelování struktury společenstva ryb variability průtoku a geomorfologie toku.

2 340

Slavík O.

3609 Baudišová D.

pod

vlivem

Výzkum v oblasti mikrobiálního znečištění povrchových a odpadních vod.

1 650

Oddíl C – Antropogenní vlivy na povrchové vody (zpravodaj Ing. Lochovský Petr) Studium výskytu a chování přírodních a umělých 3611 Ivanovová D. radionuklidů v hydrosféře včetně antropogenního ovlivnění.

2 000

Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich 3612 Lochovský P. antropogenního ovlivnění: Časové a prostorové změny v souvislosti s antropogenními tlaky.

1 100

3613

Soldán P.

3614

Váňa M.

Vývoj a zavádění vodohospodářské praxe.

toxikologických

metod

do

Studium chování a transformace specifických polutantů ve vodních ekosystémech.

10

1 400

1 300


3630 Očenášková V.

Studie výskytu látek v současné době nepodléhajících pravidelnému sledování v hydrosféře ČR.

2 026

Oddíl D – Voda a zvláště chráněné části přírody (zpravodaj Mgr. Simon Ondřej)

3615

Simon O.

Vliv suchozemských ekosystémů a dalších vlivů na ochranné podmínky na vodu vázaných zvláště chráněných území.

2 160

3616

Kožený P.

Vlivy lesních ekosystémů s různým obhospodařování na kvalitu odtékající vody.

1 280

3608

Bílý M.

způsobem

Podmínky zachování výskytu zvláště chráněných druhů vodních a mokřadních organismů.

1 902

Oddíl E – Plošné a difúzní zdroje znečištění (zpravodaj Ing. Rozkošný Miloš, Ph.D.) 3617 Rosendorf P.

Vlivy zemědělsky obhospodařovaných povodí na kvalitu odtékající vody.

2 100

3618

Hrkal Z.

Vývoj komplexního konceptuálního modelu pro řešení vlivů a dopadů antropogenní činnosti na podzemní vody v interakci s povrchovými ekosystémy.

2 400

3619

Wanner F.

Kombinované systémy čištění odpadních vod v oblastech s nadstandardními nároky na ochranu vod.

435

3620 Mlejnská E. Extenzívní metody čištění vod a jejich účinnost. 3621 Poláková K.

Vypouštění odpadních vod přes půdní vrstvy do vod podzemních.

1 670 633

Oddíl F – Legislativní nástroje, bilanční, predikční, hodnotící a informační systémy (zpravodaj Ing. Picek Jiří) 3622

Vyskoč P.

Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a hodnotících systémů zaměřených na výstupy podporující výkon veřejné a státní správy.

1 900

3623

Picek J.

Vývoj a aplikace informačních nástrojů nutných pro činnosti související s plánováním v oblasti vod.

2 400

3624

Uhlířová K.

Vývoj a aplikace postupů s využitím technologií geografických informačních systémů ve vazbě na digitální bázi vodohospodářských dat.

1 250

3625

Mičaník T.

Vývoj a aplikace vhodných technických nástrojů nutných pro zhodnocení vlivu emisí na chemický stav povrchových vod a vývoj systémů jeho hodnocení.

2 450

3626

Kult A.

Vývoj a aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany a jakosti vod.

1 154

11


Oddíl G – Koordinace a řízení výzkumného záměru 3627

Mičaník T.

Koordinace a řízení výzkumného záměru.

1 432

Cíle výzkumného záměru Cíle výzkumného záměru jsou v detailu popsány v charakteristikách navržených subprojektů, uvedených v příloze k části C 8 Návrhu výzkumného záměru. Směry řešení jsou dle potřeby každoročně revidovány a jsou součástí aktualizovaného Rozhodnutí o změně Rozhodnutí o poskytnutí dotace na podporu vybraného řešení výzkumného záměru. Jednotlivé cíle jsou po upřesnění v pátém roce řešení charakterizovány takto: •

Výzkum spolehlivosti postupů určování kvantitativních charakteristik v hydrosféře získávaných měřením a matematickým modelováním a jejich doplnění a zpřesnění. Postupy budou realizovány s využitím špičkového softwarového prostředí a poskytnou v uživatelsky příjemné formě objektivní výstupy pro státní správu. Dekomposice nejistot měření a modelování na její jednotlivé složky a redukce těchto nejistot. Odhad nejistot (neurčitosti) jako podklad pro rizikovou analýzu v rozhodovacím procesu. Přímé výstupy do praxe: pro návrhové účely v oblasti povrchových a podzemních vod, ochranu před povodněmi a suchem, pro účely hodnocení kvantitativního stavu podzemních vod, zohlednění možného vlivu změn využívání území a změn klimatu.

•

Rozvoj metod stanovení N-letých maximálních průtoků a jejich změn v říční síti po realizaci protipovodňových opatření.

•

Výzkum a rozvoj metodik a modelovacích technik pro zvýšení spolehlivosti odhadů možných dopadů klimatických změn na hydrologický režim a vodní zdroje povrchových a podzemních vod, teplotu a kvalitu vody.

•

Charakteristika změn a zpřesnění vybraných chemických a ekologických parametrů, které bezprostředně závisejí na množství vody, popř. na parametrech koryta a objektech v toku, a působí na habitaty vodních organismů a jejich společenstev. Konkrétní závislost charakteristik vodních společenstev na průtocích a teplotě, včetně vztahu k trofii toků, eutrofizaci a biodegradační kapacitě.

•

Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich antropogenního ovlivnění v dílčích oblastech a silně pozměněných povodích znečišťujícími a nebezpečnými látkami včetně přírodních a umělých radionuklidů.

•

Strukturální charakteristiky vodních ekosystémů: kvalita vody, sedimentů, bioty.

•

Hodnocení časových a prostorových změn, souvislosti s antropogenními tlaky – odhady trendů, prognózy, návrhy na technická opatření - strategie racionálního monitoringu jakostních parametrů vodních ekosystémů a navrhování nových postupů monitoringu jejich stavu a vlastností a vlivu antropogenních tlaků.

•

Studium původu, vlivu a transformace specifických polutantů (xenobiotika, farmaka, endokrinní disruptory apod.) ve vodních ekosystémech a jejich jednotlivých složkách. Poznávání procesů probíhající ve vodním prostředí: transportní, degradační a akumulační procesy, toxické působení polutantů na jednotlivé složky ekosystému, včetně vztahu k užívání vody.

•

Výzkum nových látek nebezpečných pro vodní ekosystémy a jeho prostřednictvím pro lidskou populaci včetně vývoje nových analytických postupů a zdokonalování metod stanovení specifických polutantů současné úrovně poznání.

12


•

Vytvoření odborného metodického zázemí pro záměr MŽP zlepšit udržení vody v krajině a komplexně revitalizovat říční systémy. Ověření dopadu revitalizací na jakost vody, sedimentačně erozní procesy a vodní organismy.

•

Výzkum specifických vodních ekosystémů využitelný pro přípravu podkladů pro rozhodování státních orgánů při ochraně vodního prostředí a na něj vázaných ekosystémů s uplatněním multidisciplinárního přístupu.

•

Systematicky chránit ohrožené druhy organismů vázané na vodní prostředí.

•

Formulovat takové postupy a metody vynucování, které povedou k měřitelnému zlepšení kvality a vyrovnanosti kvantity vody odtékající z krajiny se všemi příznivými dopady na biodiverzitu, vodní hospodářství a rekreační potenciál státu.

•

Základní výzkum cyklu organického uhlíku v primární říční síti s vazbou na potravní řetězce ve vodním prostředí jako příspěvek k detailnímu poznání koloběhu uhlíku v ekosystémech.

•

Vývoj a ověření postupů nakládání s vodami v malých sídlech se zaměřením na extenzívní metody čištění a dále na území vyžadujícími zvláštní ochranu.

•

Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a hodnotících systémů zaměřených na výstupy podporující výkon veřejné a státní správy.

•

Vývoj a aplikace vhodných informačních, technických, právních a ostatních nástrojů nutných pro činnosti související s plánováním v oblasti vod.

•

Vývoj a aplikace systémových nástrojů nutných pro posouzení účinnosti přijatých technických, administrativních, právních a ostatních opatření.

•

Odborná podpora implementace Rámcové směrnice pro vodní politiku ES v oblasti vývoje postupů hodnocení stavu vodních útvarů, typově referenčních podmínek, stanovení environmentálních cílů, návrhů opatření a dalších podkladů pro zpracování Plánů oblastí povodí a nástrojů pro příslušný reporting. Vedle přímých výstupů do praxe především poskytnutí výzkumného základu pro posuzování chemického stavu povrchových a podzemních vod a ekologického stavu povrchových vod.

•

Výzkum komplexních změn faktorů životního prostředí a vývoje antropogenních tlaků s cílem posoudit jejich souvislosti a významnost a připravit projekty k jejich řešení.

Řešitelské týmy jednotlivých subprojektů v roce 2010 Oddíl A – zpravodaj Ing. Oldřich Novický Subprojekt 3601 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:

Přesnost měření kvantitativních parametrů hydrosféry Ing. Zdeněk Bagal Prof. Ing. Pavel Gabriel, Ing. Pavel Balvín, RNDr. Radvan Hájek, Bc. Miroslava Benešová, Bc. Ondřej Motl

Subprojekt 3602

Vývoj matematických modelů hydrologické bilance, identifikace jejich parametrů a ověřování experimentálním výzkumem Ing. Adam Vizina Jan Kašpárek, CSc., Ing. Jan Pistulka, Mgr. Pavel Treml, Zuzana Groschupová, RNDr. Jiří Kokeš, Mgr. Jana Olejšková, Josef Bureš, Vojtěch Mrázek, Petra Malíková, Ing. Petr Bouška, Ph.D., Prof. Ing. Pavel Gabriel, Mgr. Petra Štěpánková, Mgr. Hana Janovská, Ing. Magdalena Mrkvičková, Ivana Kubečková

Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:

13


Subprojekt 3603 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:


Subprojekt 3629

Dopady klimatických a antropogenních změn na vodní režim a přírodní prostředí Ing. Oldřich Novický Mgr. Pavel Treml, Ing. Petr Bouška, Ph.D., Ing. Kateřina Poláková, Ing. Renata Fridrichová Ing. Libuše Ramešová, Ing. Jan Pistulka Hydrologické a klimatické extrémní situace a jejich vliv na přírodní prostředí a na národní hospodářství Ing. Šárka Blažková, DrSc. Ing. Alena Kulasová, Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal, CSc., Mgr. Marta Martínková, Ing. Václav Matoušek, DrSc., Ing. Karel Drbal, Ph.D., Mgr. Pavla Štěpánková, Ph.D., Ing. Miriam Dzuráková, Mgr. Jana Ošlejšková, Ing. Jan Kupec, Ing. Pavel Balvín, Ing. Lubomír Petružela, CSc.


Vývoj a ověření metodiky pro změnu N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření Ing. Ladislav Kašpárek, CSc. Ing. Martin Hanel


Minimální zůstatkové průtoky Ing. Pavel Balvín Ing. Petr Vyskoč, Mgr. Pavel Rosendorf, Ing. Arnošt Kult

Subprojekt 3633

Stanovení vhodných indikátorů pro identifikaci výskytu, předpověď a vyhodnocení intenzity období sucha pro podmínky České republiky Ing. Oldřich Novický Mgr. Pavel Treml


Oddíl B – zpravodaj Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D. Subprojekt 3606 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Subprojekt 3628 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:


Výzkum vlivu variability hydrologických a chemických parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu v tekoucích vodách RNDr. Blanka Desortová, CSc.

Struktura společenstva makrozoobentosu a fytobentosu ve vztahu k hydromorfologii toku a antropogennímu ovlivnění Mgr. Pavla Řezníčková, Ph.D. Mgr. Libuše Opatřilová, Ph.D., Mgr. Vít Syrovátka, Ph.D., RNDr. Denisa Němejcová, RNDr. Jiří Kokeš, Ing. Milena Forejtníková, RNDr. Petr Marvan, CSc. Modelování struktury společenstva ryb pod vlivem variability průtoku a geomorfologie toku Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D. Ing. Pavel Horký, Mgr. Michal Pešta, Mgr. Matúš Maciak, Ing. Jiří Musil, Ing. Shiferaw Demeke, Bc. Jiří Patoka, DiS

14



Výzkum v oblasti mikrobiálního znečištění povrchových a odpadních vod RNDr. Dana Baudišová, Ph.D. Ing. Andrea Benáková, Ph.D., RNDr. Hana Mlejnková, Ph.D, Ing. Katarína Slezáková

Oddíl C – zpravodaj RNDr. Petr Lochovský Subprojekt 3611 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:


Studium výskytu a chování přírodních a umělých radionuklidů v hydrosféře včetně antropogenního ovlivnění Mgr. Diana Ivanovová Ing. Eduard Hanslík CSc., Ing. Hana Hudcová, Mgr. Jana Badurová, Ing. Miloš Rozkošný, Ph.D., Mgr. Pavel Šimek, Ing. Irena Pohlová, Michal Novák, Michal Komárek, Jana Mihalková, Markéta Reidingerová, Hana Kalová, Ivo Vaněček Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich antropogenního ovlivnění: Časové a prostorové změny v souvislosti s antropogenními tlaky RNDr. Petr Lochovský Ing. Danica Pospíchalová, RNDr. Ladislav Havel, CSc., Ing. Miroslav Farský, Jan Ševčík


Vývoj a zavádění toxikologických metod do vodohospodářské praxe RNDr. Přemysl Soldán, Ph.D. Mgr. Jana Badurová, Ing. Ivana Truxová, Ing. Tomáš Mičaník, Mgr. Petr Medek

Subprojekt 3614

Studium chování a transformace specifických polutantů ve vodních ekosystémech Ing. Miroslav Váňa Ing. Filip Wanner, Ing. Lenka Matoušová, RNDr. Josef Fuksa, CSc., Ing. Pavla Martinková, Ing. Danica Pospíchalová, Ing. Roman Jobánek



Studie výskytu látek v současné době nepodléhajících pravidelnému sledování v hydrosféře Ing. Věra Očenášková Mgr. Petr Medek, Mgr. David Chrastina, Ing. Ivana Truxová, RNDr. Michal Pavonič, Ing. Kristýna Jursíková, PhD., Ing. Alena Svobodová, Ing. Pavla Martinková, Ing. Roman Jobánek

Oddíl D – zpravodaj Mgr. Ondřej Simon Subprojekt 3615 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:

Vliv suchozemských ekosystémů a dalších vlivů na ochranné podmínky na vodu vázaných zvláště chráněných území Mgr. Ondřej Simon Ing. Věra Kladivová, Mgr. Kamila Fricová, Mgr. Andrea Benáková, Mgr. Michal Bílý, PhD., Ing. Karel Douda, Mgr. Ing. Lucie Kubíková, Mgr. Vladimíra Belušová, Ing. Filip Wanner, RNDr. Mgr. Libuše Opatřilová Vojtěch Mrázek

15




Vlivy lesních ekosystémů s různým způsobem obhospodařování na kvalitu odtékající vody Mgr. Pavel Kožený Mgr. Jiří Kroča, Mgr. Ondřej Simon, Mgr. Michal Pešta, M.Sc., Vojtěch Mrázek Podmínky zachování výskytu zvláště chráněných druhů vodních a mokřadních organismů Mgr. Michal Bílý, Ph.D. Ing. Karel Douda, RNDr. Jitka Svobodová, Mgr. Ondřej Simon, Ing. Věra Kladivová

Oddíl E – zpravodaj Ing. Miloš Rozkošný, Ph.D. Subprojekt 3617 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:


Vlivy zemědělsky obhospodařovaných povodí na kvalitu odtékající vody Mgr. Pavel Rosendorf RNDr. Dana Baudišová, PhD., Ing. Andrea Benáková, Ivana Benáková, Ing. Miroslav Farský, Mgr. Daniel Fiala, Zuzana Hamzová, PhD., Renata Mattisová, RNDr. Hana Mlejnková, PhD., Ing. Eva Mlejnská, RNDr. Michal Pavonič, Jindřich Plašil, Ing. Katarína Slezáková, Mgr. Kateřina Sovová, Šárka Šustrová, Mgr. Tereza Beránková, Ing. Eva Vymazalová Vývoj komplexního konceptuálního modelu pro řešení vlivů a dopadů antropogenní činnosti na podzemní vody v interakci s povrchovými ekosystémy Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal RNDr. Hana Prchalová, Ing. Marie Kozlová, Ing. Anna Hrabánková, RNDr. Eva Novotná, RNDr. Josef Datel, Ph.D.


Kombinované systémy čištění odpadních nadstandardními nároky na ochranu vod Ing. Filip Wanner Mgr. Ondřej Simon, Ing. Věra Kladivová


Extenzívní metody čištění vod a jejich účinnost Ing. Eva Mlejnská Ing. Miloš Rozkošný, Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip Wanner


Vypouštění odpadních vod přes půdní vrstvy do vod podzemních Ing. Kateřina Poláková Mgr. Pavel Eckhardt

Subprojekt 3619

vod

v

oblastech

s

Oddíl F – zpravodaj Ing. Jiří Picek Subprojekt 3622 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:

Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a hodnotících systémů zaměřených na výstupy podporující výkon veřejné a státní správy Ing. Petr Vyskoč Ing. Jiří Picek, RNDr. Hana Prchalová, Mgr. Pavel Rosendorf, Ing. Marie Kozlová, Ing. Anna Hrabánková, Ing. Arnošt Kult, Ing. Tomáš Mičaník, Ing. Alena Kristová, Bc. Jan Brabec, Mgr. Silvie Semerádová, RNDr. Renata Filippi, RNDr. Jitka Svobodová

16



Subprojekt 3624 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Subprojekt 3625 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:


Vývoj a aplikace informačních nástrojů nutných pro činnosti související s plánováním v oblasti vod Ing. Jiří Picek Ing. Petr Vyskoč, Ing. Arnošt Kult, Bc. Jan Brabec, Mgr. Pavel Rosendorf, Mgr. Silvie Semerádová, Ing. Anna Hrabánková, RNDr. Hana Prchalová, RNDr. Jitka Svobodová, Ing. Marie Kozlová Vývoj a aplikace postupů s využitím technologií geografických informačních systémů ve vazbě na digitální bázi vodohospodářských dat Ing. Kateřina Uhlířová Mgr. Aleš Zbořil Vývoj a aplikace vhodných technických nástrojů nutných pro zhodnocení vlivu emisí na chemický stav povrchových vod a vývoj systémů jeho hodnocení Ing. Tomáš Mičaník Mgr. Tomáš Luzar, Ing. Jiří Šajer, Ing. František Sýkora, Ing. Vladimír Šlouf, Ing. Alena Kristová, Ing. Zdeněk Pospíšil, Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip Wanner, Vojtěch Mrázek, Ing. Petr Vyskoč, RNDr. Renáta Filippi, Ing. Pavel Richter, Ing. Ivana Truxová, Ing. Lucie Cséri, Mgr. David Chrastina, Monika Kadlčíková Vývoj a aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany a jakosti vod Ing. Arnošt Kult Mgr. Aleš Zbořil, Ing. Jiří Kučera, Ing. Věra Kladivová, Tomáš Fojtík, RNDr. Jitka Svobodová

Oddíl G – Ing. Tomáš Mičaník Subprojekt 3627 Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé:

Koordinace a řízení výzkumného záměru Ing. Tomáš Mičaník Ing. Alena Kristová, Ing. Oldřich Novický, Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D., RNDr. Petr Lochovský, Mgr. Ondřej Simon, Ing. Jiří Picek, Ing. Miloš Rozkošný, Ph.D., Ing. Jiří Rešl

17


1. ODDÍL A – HYDROLOGIE 1.1

PŘESNOST MĚŘENÍ KVANTITATIVNÍCH PARAMETRŮ HYDROSFÉRY

1.1.1 Předmět řešení Předmětem řešení je problematika měření zamrzání půdy. Do současné doby neexistuje jednoduchý mrazoměr se záznamem dat. Využívá se především mechanický půdní mrazoměr, který je tvořen gumovou hadicí vyplněnou pěnovou hmotou nasáklou vodou. Tato hadice je umístěna v chráničce zapuštěné do země a hloubka promrznutí se určuje po vyjmutí pohmatem. Naším cílem bylo vyvinutí jednoduchého elektronického mrazoměru s možností kontinuálního záznamu dat. Změna skupenství (voda-led) vyžaduje ke svému průběhu určitou energii (skupenské teplo tání). Proto nedochází ke změně skupenství v okamžiku, kdy teplota dosáhne bodu tání, v tomto okamžiku změna skupenství začne probíhat. Změna bude probíhat tak dlouho, dokud se neuvolní množství energie potřebné na přeměnu (daného množství) vody na led. Mezi tím se ovšem může teplota dál měnit: může klesnout pod bod tání, může vystoupit nad bod tání (v tomto případě se proces obrátí a místo zamrzání nastoupí tání). Z údaje o teplotě proto nelze usuzovat, došlo-li k zamrznutí nebo ne. Údaj o teplotě je tedy spíš orientační, mrazoměr nelze nahradit teploměrem. Mrazoměr může pracovat na principu analogie – tak pracuje půdní mrazoměr s hadicí – nebo na principu měření elektrického odporu. V druhém případě se využívá skutečnosti, že led má asi stokrát vyšší elektrický odpor než voda. Měří se tedy elektrický odpor a porovnává se s referenční hodnotou. Je-li naměřený odpor vyšší, svědčí to o zamrznutí. Měření zámrazu v půdě by, podle našich předpokladů, mohlo mít význam při stanovování objemu vsakování roztátého sněhu po zimním období, tj. nejen pro zpřesnění předvídání záplav, ale i pro lesnictví a polnohospodářství.

1.1.2 Postup řešení a výsledky Nejprve byla zpracována rešerše k problematice zamrzání půdy, možným důsledkům a způsobům měření, ze které se potvrdila vhodnost a nutnost měřit hloubku zámrzu v půdě (viz kapitola 1.1.3 Výstupy). Během roku bylo vyrobeno několik mrazoměrů, které byly následně odzkoušeny v laboratorních podmínkách. Celé zařízení mrazoměru sestává z mrazoměrné sondy, napájení a vyhodnocovací jednotky, přičemž právě konstrukce sondy byla největším problémem. První sondy pracovaly na principu změny objemu při změně skupenství. Skládaly se z jednotlivých komůrek naplněných vodou a z čidla reagujícího na změnu objemu. Zařízení se ukázalo konstrukčně složité a tím i nespolehlivé. Jako další variantu jsme zvolili sondy, které by reagovaly na změnu elektrického odporu při změně skupenství. Byla opět vyrobena řada sond různého konstrukčního provedení, které byly zkoušeny v měřícím mrazícím boxu. V boxu byla umístěna nádoba vyrobená ze silného pěnového polystyrenu tak, aby bylo možné simulovat zámraz ve venkovních podmínkách. Aby se zabránilo disociaci vody v sondě, byl pro napájení vyroben generátor obdélníkových kmitů 400Hz. Záznam byl pro laboratorní měření prováděn na PC pomocí loggeru se speciálně vytvořeným programem. Příklady z vývoje sond jsou uvedeny na obr. 1.1.1. Pro

18


použití ve venkovním prostředí se předpokládá použití upraveného loggeru LEC-1000, který bude ovládat generátor 400 Hz.

Obr. 1.1.1 Počátek a konec vývoje mrazoměrné sondy Závěrem jsme dospěli k řešení, při kterém je sonda vytvořena z desky tištěných spojů. Na toto řešení byl udělen Úřadem pro vynálezy užitný vzor MTP G01N27/02. Současně byla též podána přihláška vynálezu k Českému úřadu pro vynálezy pod číslem PV 2010-286 a k Evropskému patentovému úřadu pod číslem 960918. Zároveň bylo vyrobeno několik funkčních vzorků (viz obr. 1.1.2).

Obr. 1.1.2 Desky tištěných spojů Podstata řešení spočívá v měření odporu mezi jednotlivými elektrodami, kdy se elektrický odpor při zámrazu změní skokově při změně stavu. Měrný odpor ledu je řádově vyšší než vody. Technické řešení dle námi uplatněného užitného vzoru spočívá v tom, že se odpor neměří v jednotlivých buňkách, ale podařilo se navrhnout a vyrobit kompaktní jednoduchou sondu, kdy do vodotěsného obalu jsou umístěny dvě oboustranně pokovené desky tištěných spojů, na kterých jsou technologií leptání vytvořeny měřící elektrody. Na jedné desce jsou elektrody propojeny pomocí labyrintu tak, aby přenos tepla vedením mezi elektrodami byl co nejmenší. Střed je vyveden na svorkovnici. Aby byl zajištěn přenos tepla z jedné strany tištěného spoje na druhou, jsou elektrody prokoveny. Na druhé desce jsou pak jednotlivé elektrody vyvedeny na svorkovnici. Z důvodu zamezení koroze jsou vodivé cesty pozlaceny. Mezi desky je vložena nasáklivá vložka, která je nasycena vodou. Celý komplet je zataven do plastové folie. Napájení je prováděno stabilizovaným generátorem střídavého napětí z důvodu omezení disociace vody. Sonda mrazoměru má dle tohoto řešení velmi malou 19


hmotnost a tím i malou tepelnou kapacitu. Tím je dosaženo značné citlivosti. Schéma zapojení je uvedeno na obr. 1.1.3.

Obr. 1.1.3 Schéma zapojení mrazoměru

1.1.3 Výstupy •

Přihlášení užitného vzoru elektronického mrakoměru Na technické řešení elektronického mrazoměru byl udělen užitný vzor MTP G01N27/02 ze dne 16:08 2010. (3601_2943)

Další dosažené výstupy: •

Vyroben funkční vzorek přístroje. Přístroje byly osazeny v povodí Bílé Snědé – Knajpa a ve VÚRV Ruzyně. (3601_2975)

•

Podány přihlášky vynálezu k Evropskému patentovému úřadu (EP10186336.3) a k Úřadu průmyslového vlastnictví ČR (PV 2010-286)

•

Rešerše: Černohous, V. Zamrzání půdy, možné důsledky a způsoby měření. (3601_final1_2010)

20


1.2 VÝVOJ MATEMATICKÝCH MODELŮ HYDROLOGICKÉ BILANCE, IDENTIFIKACE JEJICH PARAMETRŮ A OVĚŘOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍM VÝZKUMEM 1.2.1 Předmět řešení Předmětem řešení je rozvoj modelovacích technik, jejich kalibrace a ověřování, jehož součástí je i dlouhodobé experimentální sledování a vyhodnocování vývoje prvků hydrologické bilance v pozorovací soustavě povrchových a podzemních vod. Práce navazují na výzkumnou činnost, která se dlouhodobě věnovala vývoji matematickému modelu hydrologické chronologické bilance BILAN (dříve SIMBA) do roku 2008 v měsíčním časovém kroku a v roce 2009 byl model BILAN modifikován na denní výpočetní verzi. Cílem v roce 2010 bylo řešení hydrologické bilance v soustavě říční sítě pomocí propojeného modelu hydrologické bilance BILAN a modelu vodohospodářské bilance, čímž je zajištěna chronologie průtoků v řešené soustavě a kvantifikována nejistota u přirozených odovlivněných průtoků. Dále pokračovalo dlouhodobé sledování a vyhodnocování vývoje změn klimatu a jeho vlivu na výpar z vodní hladiny ve výparoměrné stanici Hlasivo a prvků hydrologické bilance v pozorovací soustavě povodí horní Metuje, na kterém lze kvantifikovat vztahy mezi celkovým odtokem z povodí a odtokem podzemní vody.

1.2.2 Postup řešení a výsledky Modelování hydrologické bilance Cílem je získání robustního modelu pro modelování hydrologické bilance, který povede ke komplexnímu vyhodnocení jednotlivých složek hydrologické bilance s kvantifikací nejistot při výpočtu přirozených průtoků. V první polovině roku 2010 došlo k zapojení adaptovaného celistvého modelu hydrologické a vodohospodářské bilance v soustavě dvou povodí. Na této soustavě se testuje kalibrace parametrů modelu BILAN. Pro tuto optimalizaci parametrů, která je časově náročná, byl zvolen matematicko-statistický software MATLAB-SIMULINK, ve kterém byly v průběhu roku 2010 vyškoleni dva řešitelé. Vstupem do modelu jsou klimatické veličiny v měsíčním kroku (teplota, srážkový úhrn, relativní vlhkost vzduchu), ovlivněné průtokové řady a údaje o užívání vod (odběry z podzemních vod, odběry z povrchových vod a vypouštění do povrchových vod). Optimalizace 8 parametrů pro každé povodí (které obsahuje model BILAN) probíhá ve zvolené soustavě synchronně. Tím se předpokládá, že bude zabráněno, aby dvě sousední povodí měla diametrálně jinou sadu parametrů, které ovlivňují jednotlivé složky hydrologické bilance. V současné době nebylo pro získání optimálních sad těchto parametrů dosaženo uspokojivých výsledků. V příštím roce je plánováno srovnání jednotlivých typů optimalizací s možností volby počtu optimalizovaných parametrů. V druhé polovině roku byl model testován na soustavě povodí Berounky. Práce byly zaměřeny na eliminaci ovlivnění průtoků v dané soustavě s důrazem na kvantifikaci celkového užívání vod a zachování chronologie přirozených průtoků v dané soustavě, do které bylo zahrnuto 9 povodí. Způsob výpočtu pro zachování chronologie je založen na průtokové řadě v závěrném profilu řešené soustavy, kdy množství vody nemůže ubývat proti toku. Tento jednoduchý předpoklad s sebou nese velkou nejistotu právě v této vstupní řadě (např. chyba v pozorování, špatné stanovení měrné křivky). Pro výpočet byl zvolen matematicko-statistiský software R.

21


Výsledky jsou znázorněny pro povodí Berounky po profil Plzeň s DBC 1860, kde v prvním grafu 1.2.1 jsou znázorněny měřené průtoky, na druhém průtok na mezipovodí a na třetím opravené standardizované průtokové řady. Probíhají přípravy pro tvorbu autorizovaného softwaru, který se bude zabývat eliminací ovlivnění průtoků v měsíčním časovém kroku.

Graf 1.2.1 Vyhodnocení průtoků na povodí Berounky

Graf 1.2.2 Vyhodnocení průtoků na mezipovodí

Graf 1.2.3 Opravená průtoková řada

Vyhodnocení výparu ve stanici Hlasivo Byly zpracovány řady průměrných sezónních výparů a dalších meteorologických veličin měřených ve stanici Hlasivo. Práce navazovala na předešlou práci, řešenou v rámci výzkumného záměru pro rok 2007, ve kterém byla analyzována řada dat od roku 1957 do roku 2005. Nyní byla data doplněna o další tři roky a tím vznikla spojitá řada od roku 1957 do roku 2008. Cílem práce je potvrdit nebo vyvrátit výsledky předešlé zprávy, ve které byl potvrzen stoupající trend hodnot výparu v průběhu let jako statisticky významný. Pro práci bylo použito tabulkového procesoru Excel a statistického programu CTPA (Change and trend problem analysis). Dle grafu 1.2.4 má lineární spojnice trendu sezónního výparu (květen-říjen) z období 19572008 stoupající trend. Pro posouzení, zda-li v průběhu let dochází k lineárnímu zvyšování hodnot výparu, nebo zda-li tento trend není konstantní, je použit program CTPA a data byla podrobena statistické analýze. Dále bylo posouzeno, zda-li mají data normální rozdělení pomocí testů založených na šikmosti a špičatosti a pomocí Kendallova koeficientu pořadové korelace byla zkoumána závislost zkoumaných veličin. Průběh teploty víceméně kopíruje tvar průběhu výparu, závislost relativní vlhkosti na výparu je nepřímo úměrná (graf 1.2.5). Analýza potvrdila celkový vývoj trendu, který byl popsán ve zprávě z roku 2007, gradient trendu u výparu pouze mírně narostl.

22

700,00

16

600,00

14 12

500,00

10 400,00 8 300,00 6 200,00

4

vypar teplota

100,00

2

Lineární (vypar) 0,00 1955

Lineární (teplota) 1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

Průměrná teplota (květen-říjen)[°C]

Průměrný výpar [mm]


0 2010

Graf 1.2.4 Průběh hodnot sezónního výparu a teploty pro období 1957–2008 700,00

100 90 80

Průměrný výpar [mm]

500,00

70 60

400,00

50 300,00

40 30

200,00 vypar

20

rel.vlhkost

100,00

Klouzavý průměr/10 (vypar)

Průměrná vlhkost (květen-červen)

600,00

10

Klouzavý průměr/10 (rel.vlhkost) 0,00 1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

0 2010

Graf 1.2.5 Průběh hodnot sezónního výparu a vlhkosti pro období 1957–2008

Pozorování na horní Metuji V průběhu celého roku docházelo k měření hydrologických veličin (hydrometrování, automaticky) a klimatologických veličin na hydrogeologicky uzavřeném povodí horní Metuje, které umožňuje svojí strukturou lepší vystižení vztahů mezi veličinami celkové hydrologické bilance.

1.2.3 Výstupy •

Příspěvek na konferenci BALWOIS 2010 v Makedonii na téma: „Experience from simulation of Climate change Impacts on water regime in monthly and daily time step“. Ústní příspěvek – splněno.

•

Kapitola v knize „Groundwater Response to Changing Climate“ na téma „Vulnerability of groudwater resources in different hydrogeological conditions of Climate change“,

23


sponzorováno v rámci VZ MZP0002071101 a projektu VaV SP/1a6/108/07 (společný výstup s 3603). Splněno. (3603_2921) •

Článek v odborném časopise VTEI na téma: Odovlivnění průtoků pomocí propojeného modelu hydrologické a vodohospodářské bilance. Článek je v oponentském řízení.

Nad rámec schválené metodiky se uvažuje o výstupech: •

Článek v odborném časopise VTEI na téma: Sledování a vyhodnocování vývoje změn klimatu a jeho vlivu na výpar z vodní hladiny ve výparoměrné stanici Hlasivo. Článek nebude publikován v letošním roce.

•

Autorizovaný software, který se bude zabývat odovlivněním průtoků na základě výsledků získaných v roce 2009 a 2010.

24


1.3 DOPADY KLIMATICKÝCH A ANTROPOGENNÍCH ZMĚN NA VODNÍ REŽIM A PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ 1.3.1 Předmět řešení Předmětem řešení subprojektu je základní výzkum dopadů klimatické změny na vodní režim a vodní zdroje. V uplynulých třech letech výzkumu byla pozornost věnována výzkumu dopadů klimatických změn na teplotu vody a to zejména s ohledem vlivu dopadu klimatické změny na teploty vody. Byly zkoumány trendy v měsíčních a ročních časových řadách teploty vody a teploty vzduchu, vztahy mezi hodinovými, denními, měsíčními a ročními průměry teplot vody (včetně návaznosti na teplotu vzduchu). Na ročních datech proběhlo statistické testování trendů pomocí testu přítomnosti trendu, testu vzniku trendu, testu změny směrnice trendu a testu existence trendu. A na základě regresní analýzy a scénářů klimatické změny byla zpracována regionální analýza budoucího vývoje teplot vody a teplot vzduchu. Rovněž proběhlo shromáždění informací o staniční síti včetně sestrojení chronogramu dostupnosti dat. Výsledky byly shrnuty do monografie s názvem „Teploty vody v tocích České republiky“. Činnost v roce 2010 plynule navázala na výzkum z předchozích let tak, aby byl vytvořen komplexní pohled na problematiku teplot vody. Výzkum v roce 2010 se zaměřil na výzkum ročního chodu teploty vody během roku (roční chod teploty vody úzce souvisí s kvalitou vody v tocích) z několika pohledů. Na vybraných povodích bylo zkoumáno období výskytu vybraných teplot vody (období výskytu teplot vody nad 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 a 20 °C), bylo rovněž hledáno období největšího růstu a období největšího poklesu teploty vody v roce a období výskytu minimální a maximální teploty v roce. Dále byla provedena typizace toků podle teploty vody.

1.3.2 Postup řešení a výsledky V roce 2010 byla zaměřena pozornost na studium ročního chodu denních hodnot teploty vody. Nejprve byl na vybraných vodoměrných stanicích analyzován výskyt dnů s nejvyššími a nejnižšími denními hodnotami teploty vody v roce a proběhlo statistické vyhodnocení výskytu období nejnižších a nejvyšších teplot vody. Poté bylo pomocí upravené metody součtových řad vymezeno období největšího růstu a období největšího poklesu teploty vody. Tato období byla dále analyzována. Výsledky z provedeného výzkumu byly shrnuty do článků s názvy „Vymezení období největšího růstu a největšího poklesu teploty vzduchu a vody metodou součtových řad" a „Extrémy v teplotách vzduchu a vody – období výskytu a jejich typizace vzhledem k období největšího vzestupu a poklesu" a v příspěvku předneseném na workshopu Adolfa Patery s názvem „Období výskytu maximálních teplot vody na českých tocích ve 2. polovině 20. století". Dále se výzkum zaměřil na statistické zpracování výskytu charakteristických teplot vody (teplot nad 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 a 20 °C) – období, kdy tyto teploty na českých tocích nastávají, a jaká je časová a plošná variabilita období jejich výskytu. Výstup z této části výzkumu je plánován na příští rok. Výsledky provedeného výzkumu lze ukázat např. na obrázku 1.3.1, který graficky znázorňuje období výskytu teplot nad 4, 6, 8, 10, 12, 14 a 16 °C na vodoměrné stanici Písek v období let 1961–1990. Byl zkoumán i teplotní režim českých toků a byla navržena typizace českých toků podle teploty vody – podle velikosti průměrné teploty vody v roce, podle velikosti maximální denní hodoty teploty vody v roce, podle rozdílu průměrné roční teploty vody a teploty vzduchu, podle období největšího růstu (resp. poklesu) teploty vody v roce apod. Výstupy této části subprojektu jsou mapky včetně krátkého popisu. Ukázka z provedené typizace toků podle

25


Rok

velikosti průměrné roční teploty vody v roce a podle velikosti nejvyšší denní hodnoty teploty v roce je ukázána na obrázku 1.3.2. Z provedené analýzy nejvyšších hodnot teploty vody v roce se lze např. dozvědět, že pravděpodobně nejvyšší teplota vody na českých tocích byla naměřena v Podhradí 8. 7. 1957 a měla hodnotu 28,1 °C, či že naopak pravděpodobně nejnižší hodnota nejvyšší maximální denní teploty vody českých toků je 19,9 °C (Dolní Libchavy – 10. 7. 1975). 1990 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 1980 1979 1978 1977 1976 1975 1974 1973 1972 1971 1970 1969 1968 1967 1966 1965 1964 1963 1962 1961 1.1

21.1

10.2

2.3

22.3

11.4

1.5

21.5

10.6

Převládající teploty vody (°C) Do 4

Obr. 1.3.1

4-6

6-8

8 -10

30.6

20.7

9.8

29.8

18.9

8.10

28.10

17.11

7.12

27.12

Datum 10 - 12

12 - 14

14 - 16

Nad 16

14 - 16

12 - 14

10 - 12

8 -12

6-8

4-6

Pod 4

Grafické znázornění období převládajících teplot vody nad 4, 6, 8, 10, 12, 14 16 °C na vodoměrné stanici Písek v období let 1961–1990

(Pozn. Danou barvou v obrázku je zobrazen vždy začátek a konec období teploty nad určitou mez, součástí období jsou dále období s vyšší teplotou – např. období s teplotou nad 12 °C zahrnuje teploty v intervalech 12 – 14, 14 – 16 a nad 16 °C – oranžová, červená a tmavě červená barva)

a)

Obr. 1.3.2

b)

Typizace teplot vody podle a) roční průměrné teploty b) nejvyšší naměřené denní teploty vody v roce

26


1.3.3 Výstupy Splněny byly všechny plánované výstupy, zároveň byly publikovány i další dva neplánované výstupy. Plánované výstupy: •

V roce 2010 by měly vzniknout 2 články, které vyjdou v recenzovaných časopisech. o Vyšel článek Treml, P. Vymezení období největšího růstu a největšího poklesu teploty vzduchu a vody pomocí metody součtových řad. Meteorologické zprávy, 2010, roč. 63, č. 2, s. 52—56. ISSN 0026-1173. (3603_2920) o Vyšel článek Treml P. Extrémy v teplotě vzduchu a vody – období výskytu a jejich typizace vzhledem k největšímu vzestupu a poklesu teploty. Meteorologické zprávy, 2010, roč. 63, č. 4, s. 108—116. ISSN 0026 – 1173. (3603_2938)

•

Kapitola v knize „Groundwater Response to Changing Climate“ na téma „Vulnerability of groudwater resources in different hydrogeological conditions of Climate change“, sponzorováno v rámci VZ MZP0002071101 a projektu VaV SP/1a6/108/07 (společný výstup s 3602). Publikováno. Novický, O., Kašpárek, L., Uhlík, J. Vulnerability of groundwater resources in different hydrogeological conditions to climate change. In Groundwater Response to Changing Climate. Taniguchi, M., Holman, I., P. (eds.) Leiden: CRC Press, 2010, p. 1 10. ISBN 978-0-415-54493-1). (3603_2921)

•

Dalším výstupem bude prezentace získaných poznatků na odborné konferenci či na semináři. Na Workshopu Adolfa Patery byl přednesen příspěvek na téma „Období výskytu maximálních teplot vody na českých tocích ve 2. polovině 20. století“ (autor P. Treml) Příspěvek bude zároveň publikován ve sborníku z konference, sborník je v tisku. (3603_final1_2010)

Další výstupy: •

Pro Hydrologické dny 2010 byl připraven příspěvek s názvem „Změny v teplotách vody ve 2. polovině 20. Století“ (autor P. Treml). Treml, P. Změny v teplotách vody ve 2. polovině 20. století. In Hydrologické dny 2010 Voda v měnícím se prostředí – 7. národní konference českých a slovenských hydrologů a vodohospodářů. Vrabec M., Durčanský I., Hladný J. (eds.). Hradec Králové, 25.10.2010. Praha : Český hydrometeorologický ústav, 2010, s. 117—121. ISBN 978-80-86690-84-1. (3603_2991)

•

Na XXXVIII IAH kongresu s názvem „Groundwater Quality Sustainability“ v Krakově bude přednesen příspěvek s názvem „Climate change and groundwater vulnerability in the Czech Republic“ (autoři: O. Novický, M. Kněžek, M. Krátká, L. Kašpárek, M. Hanel, P. Treml). Příspěvek by měl zároveň vyjít ve sborníku z konference. Novický, O., Kněžek, M., Krátká, M., Kašpárek, L., Hanel, M., Treml, P. Climate change and groundwater vulnerability in the Czech Republic. In XXXVIII. IAH Congress Groundwater Quality Sustainability. Zuber, A., Kania, J., Kmiecik, E.(eds.), Krakow, 12 17 September 2010. Krakow, 12.10.2010. Krakow: University of Silesia Press 2010, 2010, p. 239—240. ISSN 0208-6336. (3603_2957)

27


1.4 HYDROLOGICKÉ A KLIMATICKÉ EXTRÉMNÍ SITUACE A JEJICH VLIV NA PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ A NA NÁRODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ 1.4.1 Předmět řešení Předmětem výzkumu jsou extrémní situace z hledisek tvorby odtoku a dynamiky jakosti vody, ledových a přívalových povodní, obecně extrémů v kontextu přírodního prostředí, vodního a národního hospodářství. Cílem úkolu je přispět k bližší specifikaci zkoumaných jevů, jejich souvislostí a nejistot spojených s pozorováním, modelováním a předpovídáním metodami základního výzkumu.

1.4.2 Postup řešení a výsledky Subprojekt zkoumá extrémní situace z několika hledisek: 1. Tvorba odtoku a dynamika jakosti vody. Bylo sledováno další období tání a další vegetační sezóna (srážkově a povodňově bohatá ve sledované oblasti) z hlediska množství a jakosti v povodí Královského potoka i v lokalitě Krisak. Byly vytvořeny mapy zobrazující jak vlhkost zjištěnou mapováním, tak typy vegetace podle mapování AOPK. Provizorní závěry byly konsultovány se spoluautorem z University v Lancasteru začátkem července 2010 v Lancasteru, v září v Praze a v listopadu v Lucembursku. Po skončení hydrologického roku byl zařazen i povodňový rok 2010. Při konsultacích se ukázalo, že pro publikaci v impaktovaném časopise je nezbytná přesvědčivá a atraktivní presentace v mapách, přičemž je třeba vykreslit dvě barevné mapy přes sebe (využít průhlednosti), nebo ošetřit šedou škálu spodního obrázku tak, aby byla zřetelná. Bylo rozhodnuto použít Mapping toolbox softwaru Matlab, který má dobře vyvinuté vizualizace. Probíhá zaškolení řešitelky pro tento software. Jakost v Královském potoce, také silně ovlivněná povodněmi, bude presentována v článku Long and short term changes of water quality in agricultural watersheds in mountain area, který srovnává dynamiku jakosti vody na povodí Smržovského potoka, na kterém je pouze pastva (řeší se v Projektu Labe V) a na povodí Královského potoka, kde je bohatší zemědělství, včetně různého hnojení (VZ). První verze článku byla již konsultována s Prof. Haygarthem v Lancasteru a pokročilejší verze s ním bude konsultována v Praze v květnu 2011, na kdy jsme ho pozvali do VÚV TGM, v.v.i. 2. Ledové a přívalové povodně. V roce 2010 se práce zaměřily převážně na vyhodnocení povodní ze srpna 2002 a povodní, které se vyskytly v roce 2010. Hodnocení vychází ze změřené srážky a změřeného průtoku. Porovnává se průběh srážky s průběhem průtoku, a tak se zjišťuje, jak půda v povodí zadržuje srážku, kdy dochází k úplnému nasycení půdy a kdy povodí. Ze změřeného průtoku a změřené srážky se vypočítává součinitel povrchového odtoku. Součinitel udává, jak velká část srážky se přeměňuje na odtok. V případě úplného nasycení povodí srážkou, udává jeho hodnota míru tlumení povodně rozlivem. Výsledky ukazují, že velikost a průběh povodně neovlivňuje jen velikost a plošné rozložení deště a srážko-odtokové vlastnosti půd, ale také hydraulické vlastnosti vodního toku. 3. Předpovědi v reálném čase – touto problematickou se zabývala Ing. Ředinová, která odešla z ústavu. Její konsultantka Dr. Romanowicz z Varšavské University má v úmyslu článek dokončit. V roce 2011 plánujeme Dr. Romanowicz pozvat ke krátké návštěvě VÚV TGM, v.v.i. (přednáška pravděpodobně o transformačních funkcích, práce na 28


dokončení článku – týká se oblasti, ve které provádíme výzkum; konsultace k Projektu Labe V). 4. Výzkum účinnějších postupů ovlivňování extrémních hydrologických situací. V rámci letošní etapy bylo provedeno rozšíření intervalů variačních rozpětí klíčových řídících veličin tím, že byla vypočítána a verifikována třetí hlavní datová sada. Její základní odlišností je změna nastavení podmínek manipulace před nástupem povodně (překročení volitelné hodnoty přítoku). Jedná se o pravidla manipulace mimo časový interval, kdy je nastavení regulačních prvků hledáno optimalizací (obr. 1.4.1). 5. Vliv přítomnosti tzv. mrtvého dřeva v inundačním území Byla vytvořena první verze impaktovaného článku o vlivu přítomnosti tzv. mrtvého dřeva v inundačním území. Řešiteli bylo doporučeno doplnit řešení o výzkum na fyzikálním modelu. V současné době je řešení zpožděno vzhledem k havárii počítače Ing. Balvína. 6. Účast v projektu FRIEND Unesco, návaznost na projekt FloodFreq COST. Bývalý soubor příspěvků ze semináře Unesco v Praze v roce 2008 byl doplněn o několik delších kapitol a po doplnění o úvodní kapitolu obsahující zobecnění z problematiky extrémů a zdůraznění problematiky nejistot při modelování vznikne kniha v angličtině, která bude vydána v redakci VÚV TGM, v.v.i. na přelomu roku. Začátkem května se konala v návaznosti na General Assembly of European Geosciences Union společná schůzka účastníků povodňové skupiny EURO-FRIENDu a projektu FloodFreq. Koncem října se konala v Praze schůzka účastníků projektu FloodFreq. V tomto projektu se mají zmapovat povodňové postupy používané zejména v Evropě pro odhad povodní: statistické, postupy na základě (kontinuálního) modelování a postupy zahrnující vliv klimatické změny na povodně. 7. Extrémy v kontextu přírodního prostředí, vodního a národního hospodářství – návaznosti na projekt NAZVy o důsledcích změny klimatu a na projekt WATCH EU. V rámci projektu WATCH se připravují data (výběr scénářů) pro posouzení povodňového rizika v podmínkách globální změny. Výsledky budou moci být využity ve VZ v roce 2011.

29


Obr. 1.4.1

Parciální grafy řídící plochy regulátoru spodních výpustí nádrže, která byla vygenerována na základě subtraktivního shlukování normalizovaných hodnot řídících veličin. Zvolenými řídícími veličinami v případě sledované úlohy jsou okamžitý přítok do nádrže (Qp), stav plnění nádrže (W), objemový přítok v intervalech t-12, t -18, t-24 (dW12, dW18, dW24). Hodnoty řídících veličiny byly získány optimalizací cílového chování nádrže. Řídící plocha regulátoru spodních výpustí nádrže představuje objekt v 6-ti rozměrném euklidovském prostoru. Vizualizace je možná prostřednictvím deseti 3D grafů, kde vysvětlovanou veličinou je hodnota parametru regulace kv – míra otevření spodních výpustí nádrže v režimovém intervalu 0-1.

1.4.3 Výstupy • Předložení článku o mapování nasycených ploch s využitím vegetace do impaktovaného časopisu se předpokládá v průběhu roku 2010. Předložení se předpokládá v roce 2011. • Předložení článku o melioračních příkopech na povodí Uhlířská do impaktovaného časopisu se předpokládá v roce 2011. • Hodnocení povodní z regionálních dešťů na malých povodích – metodika – publikace v řadě Práce a studie – dohodnuto předložení do konce roku 2010.

30


Publikace byla dokončena a v průběhu několika dní bude předána redakci. • Příspěvek v časopise VTEI na téma povodňový odtok z malých povodí. Plánovaný na IV. čtvrtletí byl odložen na začátek roku 2011. • Článek do impaktovaného časopisu v angličtině na téma „Povodňový odtok z malých povodí“. Příspěvek byl předložen do časopisu Journal of Hydrology and Hydromechanics (IF=1). • Předložení článku v angličtině pro uveřejnění v recenzovaném časopise o předpovědích v reálném čase ve spolupráci s Dr. Renatou Romanowicz. Touto problematickou se zabývala Ing. Ředinová, která již není zaměstnancem VÚV TGM, v.v.i. Její konsultantka Dr Romanowicz z Varšavské University má v úmyslu článek doknčit. • Článek „Aplikace postupu umělé inteligence v problematice ochrany před negativními účinky povodní“ bude předložen do tuzemského recenzovaného časopisu v roce 2010. • Rozšířená a doplněná verze článku „Aplikace postupu umělé inteligence v problematice ochrany před negativními účinky povodní“ bude předložena do impaktovaného časopisu v roce 2011. • První verze impaktovaného článku o vlivu přítomnosti tzv. mrtvého dřeva v inundačním území, předložení se předpokládá v roce 2010. První verze byla vytvořena. V současné době je řešení zpožděno z technických důvodů. (havárie počítače). Další výstupy: • Příspěvek a prezentace na semináři MŽP „Péče o krajinu v praxi“, konaném 1. 6. 2010 v Průhonicích. Název příspěvku a prezentace: Matoušek, V. Příčiny povodní a řešení ochrany před povodněmi úpravou krajiny. • Kapitola Kjeldsen, Lamb, Blazkova Uncertainty in flood frequency estimation v knize Applied uncertainty analysis for flood risk management, Editors: Keith Beven and Jim Hall je již inzerována nakladatelstvím Imperial College Press pro rok 2011. (3605_final1_2010).

31


1.5 VÝVOJ A OVĚŘENÍ METODIKY PRO ZMĚNU N-LETÝCH PRŮTOKŮ VLIVEN PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ 1.5.1 Předmět řešení V současné době jsou Českým hydrometeorologickým ústavem poskytovány tzv. standardní hydrologické údaje, což jsou neovlivněné údaje, do kterých není promítnut aktuální skutečný stav v povodí ovlivněný stavbou protipovodňových opatření. Cílem výzkumu je navrhnout a na pilotním povodí ověřit metodický postup pro stanovení změny N-letých maximálních průtoků v říční síti následkem protipovodňových opatření, zejména využitím ochranných prostorů vodních nádrží a poldrů, do formy závazné metodiky. Cílem v roce 2010 bylo navrhnout a na pilotním povodí Tiché Orlice ověřit postup řešení založený na simulaci povodňových případů pomocí modelu sestaveného z dílčích modelů chování povodí, říčních úseků a protipovodňových opatření a porovnat jeho výsledky s postupem, který používá Povodí Odry, státní podnik. Na tomto základě založit vývoj a ověřování výsledné metodiky přijatelné zejména z hlediska pracnosti přípravy vstupních dat. Vzhledem k tomu, že v současné době nejsou k dispozici postupy umožňující spolehlivě kvantifikovat vliv tzv. měkkých opatření v povodí na zmenšení kulminačních průtoků, probíhá v rámci řešení subprojektu vývoj metodiky, která se zaměřuje na typy protipovodňových opatření, jejichž vliv lze spolehlivě kvantifikovat.

1.5.2 Postup řešení a výsledky Na základě modelu říční soustavy, sestaveného v předcházejícím roce v systému Aqualog a připraveného souboru pozorovaných průběhů povodňových vln, byla provedena simulace povodňových případů v povodí Tiché Orlice, znázorněným na obrázku 1.5.1. Zpracování bylo provedeno pro 2 vlny z každého roku z období 1931–2007, s maximálními průtoky v letním a v zimním pololetí a ve dvou variantách: ve stavu povodí bez protipovodňových opatření a ve stavu zahrnujícím provedená protipovodňová opatření. Uvedené výpočty byly provedeny ve dvou alternativách, které se liší postupem, podle kterého jsou podle pozorování ve vodoměrných stanicích stanoveny hydrogramy přítoků do nádrží (na žádné není přítok pozorován). První alternativa vychází z předpokladu rovnoměrně rozloženého odtoku z povodí, druhá z předpokladu nárůstu odtokové výšky úměrně nárůstu specifického průměrného maximálního odtoku. Rozsah provedených simulací je značný, překračuje počet 300. Z výsledku simulačních výpočtů byly analyzovány rozdíly kulminačních průtoků jednotlivých povodní a to jednak v měřítku průtoků, jednak v měřítku % neovlivněného průtoku. Pro další postup zpracování byla použita nelineární regresní analýza, v které je velikost zmenšení kulminačního průtoku vztahována k velikosti neovlivněného kulminačního průtoku. Typický průběh regresní funkce ukazuje graf 1.5.1. Do určité velikosti se efekt protipovodňových opatření s velikostí průtoku v absolutním měřítku zvětšuje, pro extrémní povodně je však malý. Použité alternativy přepočtu hydrogramů z pozorování ve vodoměrných stanicích do profilu přítoku do nádrží vedou k poněkud rozdílným výsledkům. Vzhledem k tomu, že v posuzovaném povodí jsou nádrže na malých dílčích povodích, je výsledné zmenšení kulminačního průtoku výraznější při alternativě "výpočet podle specifického průměrného maximálního odtoku", která odpovídá spíše letním povodním. V dolním úseku Tiché Orlice jsou však N-leté průtoky závislé více na zimních povodních, při kterých je pravděpodobně

32


Obr. 1.5.1

Pilotní povodí Tiché Orlice, vyznačeny vodoměrné stanice

40 35

3

Pokles Qmax[m /s]

30 25 20 15 varianta A varianta Q

10

Polynomický (varianta Q) Polynomický (varianta A)

5 0 0

20

40

60

80

100

120

3

Kulminační průtok [m /s]

Graf 1.5.1

Závislost zmenšení kulminačního průtoku vlivem nádrží na neovlivněném průtoku, profil Sobkovice ne Tiché Orlici. Varianta A – přepočet do profilů nádrží podle plochy povodí, varianta Q – podle průměrného maximálního specifického průtoku.

33


skutečnosti bližší alternativa „rovnoměrně rozložený odtok z povodí“. Pro výsledné výpočty ovlivněných N-letých průtoků doporučujeme použít (vzhledem k výskytu letních i zimních povodní v daném povodí) průměr z výsledků obou alternativ. Problematický je odhad vlivu nádrží u extrémních povodní s dobou opakování větší než 20 let, neboť zde i v dlouhé pozorované řadě je velmi málo pozorovaných povodní. V horní části povodí (pro stanici Sobkovice) jsme pro zmenšení nejistoty odhadu použili pro simulaci i teoretickou návrhovou povodeň s dobou opakování kulminačního průtoku 100 let a podmíněnou pravděpodobností velikosti objemu 0,5. Byla posouzena extrémně zjednodušená varianta výpočtu ovlivněných N-letých průtoků podle postupu, který řešiteli předalo Povodí Odry, státní podnik. Tato metoda vede k použitelným výsledkům, v použitém postupu jsou však použity některém neodůvodněné předpoklady. Výsledkem řešení v roce 2010 bylo stanovení základních zásad, z kterých bude vycházet metodika zpracování ovlivněných N-letých průtoků: 1.

Zvolí se profily soustavy vodoměrných stanic a profily odtoku z nádrží, pro něž budou pomocí modelu odvozeny změny N-letých průtoků. Pro ostatní profily říční sítě se odvozené změny interpolují nebo extrapolují.

2.

Řešení se provádí pro soubor povodní, sestavený podle souboru maximálních kulminačních průtoků za zvolené dlouhodobé období, tj. souboru, ze kterého se odvozují N-leté průtoky v řešené stanici, nebo z jeho části. Při volbě období se musí vyhovět podmínce, že v něm existují pozorování ve všech vodoměrných stanicích řešené soustavy nebo řešené části soustavy. Standardní řešení se provede pro roční maxima, v případě požadavku na rozlišení letních a zimních povodní se řešení provede samostatně pro maxima ze zimního a maxima z letního pololetí. Rozsah výběru povodní se omezí na ty, které mají větší kulminační průtok než N-letý průtok daný zvolenou dolní hranicí doby opakování, podle požadavků zadavatele. Povodně s kulminačním průtokem menším než jednoletý průtok se vynechají vždy.

3.

Pro každou řešenou vodoměrnou stanici se provede výběr povodní podle bodu 2. Ve vodoměrných stanicích ležících v části soustavy nad řešenou stanicí se doplní výběr tak, aby obsahoval všechny povodně vybrané pro řešenou stanici. Hydrogramy povodní se připraví v hodinovém kroku.

4.

V případě, kdy nejsou k dispozici vodoměrná pozorování na přítoku do nádrže, odvodí se přítok do nádrže z průtokových dat nejbližší vodoměrné stanice na posuzovaném toku (pokud není k dispozici, vyhledá se jiný vhodný pozorovaný profil – analogon), za předpokladu, že tato data nejsou příslušnou nádrží významně ovlivněna. Neznámý přítok Q2 je odvozen z měřených hydrogramů Q1 ve dvou variantách na základě hydrologické analogie: Q2 = k Q1

(5.1)

kde koeficient k je dán poměrem ploch povodí (varianta A), respektive poměrem dlouhodobých průměrů ročních maximálních průtoků (varianta Q), přičemž průměr ročních maxim v profilu nádrže získáme podle metodiky ČHMÚ používané pro odvozování N-letých průtoků v nepozorovaných profilech. 5.

Pokud je pro odvození k dispozici jen pozorování z vodoměrné stanice, ve které jsou povodňové průtoky ovlivňovány účinkem stávajících nádrží nebo jiných technických opatření, provede se s využitím příslušného manipulačního řádu rekonstrukce neovlivněných povodňových hydrogramů a tyto rekonstruované hydrogramy jsou dále hydrologickou analogií přepočítány do odvozovaného profilu stejně jako v bodě 4.

34


6.

Pro simulaci změn maximálních průtoků vlivem protipovodňových opatření se bude používat hydrologický koncepční model, složený z dílčích modelů: • translace hydrogramu v říčním úseku, • translace a transformace hydrogramu v říčním úseku s významným rozlivem do inundací, • průchod povodní nádrží (podle pravidel manipulačního řádu).

7.

Pokud nejsou parametry říčních modelů známy, odvodí se s využitím hydrogramů povodní použitých pro řešení. Pro odhad parametrů modelů transformace lze využít i morfologické údaje o říčním toku i nivě.

8.

V modelem posuzované soustavě se provede výpočet pro: • soustavu bez posuzovaných protipovodňových opatření (maximální průtoky by se měly shodovat s pozorovanými), • soustavu, do které jsou začleněna protipovodňová opatření.

9.

Z výsledků výpočtů se odvodí změny maximálních průtoků vlivem protipovodňových opatření (ΔQmax), pomocí lineární regrese je nalezen vztah mezi Qmax a ΔQmax (v případě, že se uplatní bod 4 pro variantu A i Q): ΔQmax = f(Qmax)

(5.2)

kde f je zpravidla polynomická funkce druhého řádu a změna maximálních průtoků je vyjádřena buď v m3.s-1, nebo v % neovlivněného průtoku. 10. Od návrhových N-letých průtoků, standardně zpracovaných podle metodik ČHMÚ se odečtou změny kulminačních průtoků ΔQmax, vypočtené jako průměr výsledků variant A a Q (pokud byly použity) podle vztahu (5.2). Tím se získají výsledné hodnoty ovlivněných N-letých průtoků. Vztahy typu (5.2) lze použít jen v rozsahu pozorovaných průtoků, pro doby opakování převyšující jejich rozsah nelze mechanicky extrapolovat, je třeba uvážit trend vztahů a výsledky pro největší pozorované povodně případně pro Nleté teoretické návrhové povodně s definovanou pravděpodobností velikosti objemu. 11. Postup podle bodů 8 až 10 se provede pro soubory a část posuzované soustavy nad řešenou vodoměrnou stanicí. 12. Pro profily říční sítě mezi posuzovanými profily odtoku z vodních nádrží a vodoměrnými stanicemi se podle výsledků v těchto profilech provede interpolace změn maximálních průtoků v závislosti na nárůstu dlouhodobého průměrného maximálního průtoku. Pro profily pod nejníže položenými vodoměrnými stanicemi na hlavním toku a přítocích se obdobně uplatní extrapolace dat.

1.5.3 Výstupy • Článek v recenzovaném časopise, shrnující poznatky z analýzy řešeného problému a z porovnání simulačního a zjednodušeného postupu výpočtu N-letých průtoků. Kašpárek, L., Hanel, M. Základní zásady metodiky pro stanovení N-letých průtoků ovlivněných protipovodňovými opatřeními. VTEI – Vodohospodářské technickoekonomické informace, 2010, roč. 52, č. MČ II/2010, s. 1—5. ISSN 0322–8916. (3629_3025) Další výstupy:

• Informace o řešeném úkolu byla přednesena na mezinárodním veletrhu WATENVI Brno. 35


1.6 MINIMÁLNÍ ZŮSTATKOVÉ PRŮTOKY 1.6.1 Předmět řešení V souvislosti s novelizací vodního zákona, konkrétně § 36, bylo rozhodnuto, že stanovení minimálních zůstatkových průtoků bude stanoveno nařízením vlády ČR. Vzhledem k tomu, že problematika MZP je v gesci MŽP, bylo VÚV TGM, v.v.i. prostřednictvím tohoto výzkumného záměru zadáno vypracování nové metodiky zabývající se stanovení MZP. Nová metodika by měla být schopna zvoleným výpočetním postupem analyzovat hydrologické poměry posuzovaného povodí z dlouhodobého pohledu a především zohlednit sezónní aspekty hydrologických poměrů. Metodika se bude dále zabývat analýzou nejistot, posuzováním výjimek odběru vody a bude testována na několika pilotních povodích v ČR, především však na povodí Vltavy, kde již byly obdobné přístupy testovány (subprojekt 3623). Metoda stanovení minimálních zůstatkových průtoků je problematika, která je v ČR dlouhodobě řešena, ale doposud bez uspokojivých výsledků pro obě strany, a to odběratele vody na jedné straně a MŽP, vodoprávních úřadů, ČIŽP, AOPK, ČRS a ekologických organizací na straně druhé. Až doposud bylo stanovení hodnoty minimálního zůstatkového průtoku řešeno na základě metodického pokynu ZP16/98 MŽP. Platnost výpočetního postupu, použitého v tomto metodickém pokynu již z odborného hlediska vypršela, a to i s ohledem na postupy používané v EU i mimo ní. Metodický pokyn ZP16/98 stanovil konstantní hodnotu MZP po celý rok bez ohledu na sezónní aspekty. V novelizovaném vodním zákonu je v paragrafu 36 odstavec 3 jasně řečeno, že způsob a kritéria stanovení minimálního zůstatkového průtoku podle odstavce 2 stanoví vláda nařízením. Cílem výzkumu je vypracování metodiky, která bude podkladem pro zpracování nařízení vlády ČR – Stanovení minimálního zůstatkového průtoku. Obsah prací pro letošní rok je následující: • Analýza dat ČHMÚ obecně pro ČR. • Analýza dat ČHMÚ pro pilotní povodí, na nichž bude navržená metodika testována, a to především na povodí Vltavy. • Analýza determinace nejistot. • Analýza a použitelnost dat z biologického monitoringu. • Příprava dat a systému z hlediska jeho komplexní funkčnosti.

1.6.2 Postup řešení a výsledky Minimální zůstatkové průtoky jsou novým subprojektem, který byl v rámci tohoto VZ založen počátkem roku 2010. Cílem subprojektu je vypracování metodiky „stanovení minimálních zůstatkových průtoků“ na vodních tocích. Vzhledem k tomu, že se jedná o nový subprojekt, byly práce v tomto roce směřovány na získání dostatečného množství rešeršní literatury ze zahraničí, a to především ze zemí EU. Na základě podkladů z rešerše literatury a zkušeností z předchozích projektů zabývajících se stanovením minimálních zůstatkových průtoků, byla vypracována koncepce způsobu řešení MZP a její použití v podmínkách ČR. Koncepce byla presentována v rámci Národního dialogu o vodě Medlov 2010. Jedním z požadavků Rámcové směrnice je dosažení dobrého ekologického stavu vodních útvarů povrchových vod. Jako kritérium pro určení bilančních stavů vodních útvarů povrchových vod tekoucích z hlediska průtoků požadovaných pro dosažení dobrého ekologického stavu (QEKOL) je navržena hodnota odchylky ovlivněných průtoků od průtoků přirozených. Odchylka je

36


vyhodnocována vzhledem k hodnotám přirozených průtoků při 95-ti a 50-ti procentní pravděpodobnosti jejich překročení (Q95% resp. Q50%). Vzhledem k významu sezónního rozdělení průtoku, je tato odchylka hodnocena v každém kalendářním měsíci zvlášť. Výsledné hodnocení odpovídá nejméně příznivému hodnocení v jednotlivých kalendářních měsících. Pro vyjádření bilanční napjatosti z hlediska QEKOL jsou navrženy: • aktivní bilanční stav, kdy ovlivnění průtoku nezpůsobuje riziko nedosažení dobrého ekologického stavu vodního útvaru, • nejistý bilanční stav, kdy ovlivnění průtoku může představovat riziko pro dosažení dobrého stavu vodního útvaru s ohledem na jeho charakter nebo spolupůsobení dalších antropogenních vlivů, • pasivní bilanční stav, kdy je vysoce pravděpodobné, že ovlivnění průtoku způsobuje riziko nedosažení dobrého ekologického stavu vodního útvaru. Limitní hodnoty procentuální odchylky ovlivněného průtoku od průtoku přirozeného, určující jednotlivé bilanční stavy, jsou uvedeny v tabulce 1.6.1. a znázorněny na obrázku 1.6.1. Navrhované limity se týkají pouze snížení průtoků vzhledem k přirozenému režimu. Tab. 1.6.1

Bilanční stavy a kritéria pro zachování režimu průtoků pro dosažení dobrého ekologického stavu vodních útvarů povrchových vod tekoucích

Bilanční stav

Odchylka od hodnoty přirozeného průtoku při 95% pravděpodobnosti jeho překročení

Odchylka od hodnoty přirozeného průtoku při 50% pravděpodobnosti jeho překročení

Aktivní

< 10 %

< 20 %

Nejistý

10 – 25 %

20 – 40 %

Pasivní

> 25 %

> 40 %

Hodnota Q95% je důležitá pro vyhodnocení míry ovlivnění při nižších průtocích. Hodnota Q50% slouží k vyhodnocení v profilech ovlivněných regulací průtoků, kdy nízké průtoky mohou být zachovány, ale při vyšších průtocích může být hydrologický režim výrazně narušen. V současné době obecně existuje málo znalostí/informací o vlivu hydromorfologie na biologickou složku kvality, která je pro dosažení dobrého stavu vodního útvaru rozhodující. Výše uvedené hodnoty kritérií byly převzaty ze zahraniční literatury a je nutné brát je jako předběžné a orientační. V příštím roce lze předpokládat jak jejich zpřesnění, tak flexibilnější aplikaci například v závislosti na charakteru vodního toku v místě hodnoceného profilu (např. podle vybraných charakteristik typologie vodních útvarů) a hodnoceném ročním období.

37


Obr. 1.6.1

Bilanční stavy a kritéria pro zachování režimu průtoků pro dosažení dobrého ekologického stavu vodních útvarů povrchových vod tekoucích

Čára překročení je základním nástrojem pro shrnutí hydrologických charakteristik toku. Křivka bude použita k definování environmentálních standardů pro regulaci průtoku, udělování podmínek povolení, určování dostupného množství vody pro specifické použití. Nejlepší je odvození této křivky s použitím dlouhé místí řady dat, nicméně toto není většinou k dispozici a tak určení bude prováděno hydrology použitím statistických modelů nebo spojením krátké řady lokálních dat a dlouhého datového souboru. V současnosti probíhá analýza dat ČHMÚ, která se touto problematikou úzce zabývá. První analýza dat ČHMÚ prokázala, že ovlivnění stanic ČHMÚ je značné a z cca 492 stanic bylo pouze 25 neovlivněných a z těchto 25 neovlivněných je pouze 20 použitelných pro další analýzu. Takto malý počet stanic je nedostačující pro regionalizaci z hlediska jednotlivých statistických charakteristik v rámci ČR, které je nutno provést. V dalším kroku probíhá výběr stanic s menší ovlivněností cca do 10 %. Předpokládaný počet stanic potřebných pro regionalizaci je 150 – 200. Výsledky analýz jsou úzce konzultovány s poskytovatelem dat ČHMÚ.

1.6.3 Výstupy • Článek v recenzované Příloze VTEI časopisu Vodní hospodářství. Téměř dokončen – Vzhledem k opožděnému jednání o předávání dat mezi VÚV T.G. Masaryka, v.v.i, a ČHMÚ byly poslední analýzy dat provedeny až po uzavírce posledního čísla VTEI. Článek bude publikován na začátku roku 2011. Další výstupy: • Aktivní účast na konferenci Národní dialog o vodě 2010 – Vyskoč P., Balvín P., Rosendorf P., Kult A. Hospodaření s vodou v době hydrologického sucha. Hotel Medlov, Nové město na Moravě, 1.-2. června 2010. • Aktivní účast na mezinárodní konferenci Vodní toky 2010 – Vyskoč P., Balvín P., Rosendorf P., Kult A. Hospodaření s vodou v době hydrologického sucha. Konference proběhne 31.11.-1.12. 2010 v Hradci Králové. Článek přijat do sborníku, ten bude k dispozici až v místě konání konference.

38


1.7 STANOVENÍ VHODNÝCH INDIKÁTORŮ PRO IDENTIFIKACI VÝSKYTU, PŘEDPOVĚĎ A VYHODNOCENÍ INTENZITY OBDOBÍ SUCHA PRO PODMÍNKY ČESKÉ REPUBLIKY 1.7.1 Předmět řešení Předmětem řešení subprojektu je základní výzkum problematiky související se suchem. Hlavním cílem projektu je zhodnotit možné metody k identifikaci nástupu meteorologického a hydrologického sucha jako jednoho z důsledku meteorologického sucha a zhodnotit časovou posloupnost meteorologického a hydrologického sucha a navrhnout možnost jejich predikce. Výzkum v rámci subprojektu je zaměřen na studium období výskytu meteorologického sucha a možnost jeho kvantifikace pomocí vybraných metod - metody součtových řad a metody efektivních srážek. Na vybraném území je porovnávána jejich relevance při výskytu historických such, posuzovány rozdíly ve vypočtených hodnotách a doporučeno jejich možné další užití. Dále je analyzováno hydrologické sucho pomocí metody nedostatkových objemů a porovnána časová návaznost hydrologického sucha na meteorologické. V úkolu jsou řešeny i otázky spojené s prvotními příčinami sucha - synoptickými faktory. Je provedena analýza vztahů mezi výskytem meteorologického sucha a jednotlivými typy synoptických situací a dalšími faktory, které vedou k výskytu a variabilitě meteorologického a hydrologického sucha.

1.7.2 Postup řešení a výsledky Nejprve byla provedena rešerše literatury zabývající se výzkumem meteorologického sucha v denním časovém kroku. Na základě poznatků získaných při zpracovávání literární rešerše a dlouhodobých zkušeností hlavního řešitele projektu byly zvoleny metody pro analýzu sucha a byla vybrána pilotní území, na nichž proběhl výzkum. Vstupními daty byly řady průměrných denních teplot vzduchu, denních úhrnů srážek a denních průtoků ze 6 meteorologických a 6 vodoměrných stanic z období let 1956–2009 (u řady průtoků z Brandýsa nad Labem byla analyzována datová řada pouze do konce roku 2006, neboť v tomto roce byla měření ukončena). Proběhlo ověření správnosti získaných dat. Poté byly napsány skripty v programu R na vyhodnocení získaných datových řad pomocí metody součtových řad a metody efektivních srážek. Byl proveden výpočet a analýza indikátorů meteorologického sucha pomocí metody součtových řad a metody efektivních srážek. Hlavní důraz byl kladen zejména na analýzu výskytu a variabilitu meteorologického sucha v závislosti na velikosti indexu suchosti S a indexu DI0,1 (index metody efektivních srážek, užívá se ke kvantifikaci sucha; vyjadřuje rovnocenný vztah mezi teplotami a srážkami pro vznik sucha). Pomocí programu EXDEV byl proveden výpočet hydrologického sucha pomocí metody nedostatkových objemů. I zde byl kladen hlavní důraz na časovou analýzu výskytu sucha. Byla hodnocena závislost hydrologického sucha na meteorologickém suchu. Ukázala se relativně dobrá návaznost u výraznějších meteorologických such analyzovaných pomocí metody součtových řad a hydrologických such analyzovaných metodou nedostatkových objemů v podzimních měsících a naopak neshoda v jarním období (hydrologické sucho nenastává, neboť průtoky jsou nadlepšovány táním sněhu a zásobami vody z podzemních 39


vod). U metody efektivních srážek bylo zjištěno, že se tato metoda hodí ke zjištění, zda dané období roku je sušší, než je průměr v dané roční době, avšak k dlouhodobějším analýzám není vhodná.

Obr. 1.7.1

Výskyt sucha analyzovaný pomocí metody součtových řad a metody nedostatkových objemů v Olomouci v období let 1956–2009 (žlutě – meteorologické sucho analyzované metodou součtových řad, modře – hydrologické sucho analyzované metodou nedostatkových objemů, červeně – meteorologické i hydrologické sucho)

Dále proběhl výzkum závislosti mezi synoptickými příčinami a výskytem sucha. Byla potvrzena velmi těsná závislost mezi velikostí odchylky průtoků od průměrného průtoku a jednotlivými typy synoptických situací, přičemž tato shoda je podstatně významnější než např. shoda mezi výsledky metody součtových řad a nedostatkových objemů. Získané poznatky z výzkumu bude možno využít v další části výzkumu, který se zaměří na vytvoření předpovědního systému pro předpověď a kvantifikaci výskytu sucha a na vytvoření výstražného systému v rámci SIVS (systému integrované výstražné služby).

40


1.7.3 Výstupy • Článek v recenzovaném časopise. Treml., P. Nejvýznamnější období sucha v letech 1956–2009 na území České republiky. VTEI – Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2010, roč. 52, mimořádné číslo II/2010, s. 13—16. ISSN 0322–8916. Článek popisuje hlavní rozdíly u vybraných metod pro analýzu meteorologického a hydrologického sucha v minulosti (např. období nejčastějšího výskytu sucha v roce, roky, kdy bylo zaznamenáno nejvýznamnější sucho apod.). Článek vyjde během měsíce listopadu. (3633_2994) • Prezentace poznatků z provedeného výzkumu na odborné konferenci nebo semináři. Na Hydrologických dnech 2010, které se konaly na konci října, byl přednesen příspěvek s názvem „Období sucha – výskyt a možnost jeho predikce“ (3633_2992a), který byl zaměřen zejména na ukázání možných přístupů k hodnocení meteorologického a hydrologického sucha pomocí metody součtových řad a metody nedostatkových objemů, včetně ukázky rozdílů mezi výsledky obou metod a ukázky toho, jak velikost indexu suchosti S ovlivňuje počet indikovaných dnů se suchem. Dále byla prezentace věnována vztahům mezi jednotlivými typy synoptických situací a výskytem období sucha. Příspěvek z Hydrologických dnů byl zveřejněn i ve sborníku vydaném k této konferenci: Treml, P. Období sucha – výskyt a možnost jeho predikce. In Hydrologické dny 2010 Voda v měnícím se prostředí - 7. národní konference českých a slovenských hydrologů a vodohospodářů. Vrabec M., Durčanský I., Hladný J. (eds.). Hradec Králové, 25.10.2010. Praha: Český hydrometeorologický ústav, 2010, s. 519—523. ISBN 978-80-86690-84-1 (3633_2992b). Vzhledem k uzávěrce sborníku k 15. 7. 2010 obsahuje text ve sborníku pouze stručný úvod do řešené problematiky.

41


2. ODDÍL B - SPOLEČENSTVA A ORGANISMY 2.1 VÝZKUM VLIVU VARIABILITY HYDROLOGICKÝCH A CHEMICKÝCH PARAMETRŮ NA DYNAMIKU SPOLEČENSTVA FYTOPLANKTONU V TEKOUCÍCH VODÁCH 2.1.1 Předmět řešení Cílem řešení je analýza a zjištění příčin sezónní a meziroční variability hodnot biomasy fytoplanktonu v tekoucích vodách. Znalost příčin této variability je předpokladem pro využití dat o fytoplanktonu v rámci různých typů hodnocení stavu vodního prostředí a pro hodnocení dopadu změny klimatické situace na úroveň biomasy fytoplanktonu, která je projevem rozsahu eutrofizace vodního biotopu. Práce plánované v letošním roce byly zaměřeny na zpracování časových řad výsledků získaných v období řešení projektu (2005–2009) a jejich propojení s daty získanými v rámci řešení jiných projektů v letech 1998–2004. Výsledky zpracování dat budou použity pro vyhodnocení trendu ve vývoji biomasy fytoplanktonu a koncentrace živin v závěrovém úseku toku Vltavy, pro hodnocení dopadu změn koncentrace živin na vývoj biomasy fytoplanktonu a pro analýzu vztahu biomasy fytoplanktonu k hydrologickým podmínkám a klimatickým poměrům. Výsledky budou zpracovány do rukopisu publikace. Na základě konstatování o uzavření řešení subprojektu v roce 2010, uvedeného v „Záznamu z jednání ze dne 21.1.2010 o vyhodnocení Výzkumného záměru MZP0002071101 za rok 2009 ....“, budou výsledky neuplatněné ve výstupech dosud zpracovaných v rámci řešení subprojektu shrnuty ve zprávě ke kontrolnímu dni. Řešení subprojektu bylo podle uvedeného rozhodnutí ukončeno k 1. kontrolnímu dni VZ v tomto roce.

2.1.2 Postup řešení a výsledky Byla vyhodnocena data týkající se dlouhodobých změn koncentrace živin a biomasy fytoplanktonu v profilu Vltava-Zelčín za časové období 1998–2009. Výsledky hodnocení byly zpracovány do rukopisu publikace, který byl odevzdán do tisku a je publikován. Na základě připomínek recenzentů k rukopisu článku „Variability of phytoplankton biomass in lowland river: response to climate conditions“ probíhala finální úprava rukopisu a zpracování odpovědí zahraničním recenzentům. Neuplatněné výsledky získané v rámci řešení subprojektu byly shrnuty a zpracovány do výstupu, který byl přílohou zprávy k 1. kontrolnímu dni (29.6.2010). Jedná se o výsledky sledování prováděného na toku Odry a Jihlavy. Na konferenci „Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství“ byl přednesen příspěvek „Dlouhodobé změny fytoplanktonu toků sledovaných v souvislosti s provozem JE Temelín“. Rukopis příspěvku byl odevzdán do tisku.

2.1.3 Výstupy • Předložení rukopisu článku „Trend vývoje koncentrace živin a biomasy fytoplanktonu v profilu Vltava-Zelčín“ k publikování v recenzovaném časopise.

42


Publikováno. Desortová, B. Trend vývoje koncentrace živin a biomasy fytoplanktonu v profilu Vltava-Zelčín. VTEI, 2010, roč. 52, č. 3, s. 8—10. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 6/2010. (3606_2916) • Konečná úprava rukopisu článku „Variability of phytoplankton biomass in lowland river: response to climate conditions“ podle připomínek recenzentů. Rukopis přijat v redakci zahraničního periodika Limnologica Berlin. Na základě recenzních připomínek byla zpracována konečná verze rukopisu. Článek je v tisku v zahraničním periodiku Limnologica Berlin (3606_final1_2010) • Souhrn nepublikovaných výsledků. Výsledky řešení neuplatněné v publikacích byly zpracovány v příloze 3 zařazené na konci zprávy ke kontrolnímu dni č. 1/2010. Další výstupy: • Rukopis příspěvku na konferenci předložený do tisku: Desortová, B., Hanslík, E. Dlouhodobé změny fytoplanktonu toků sledovaných v souvislosti s provozem JE Temelín. - Sb. konf. Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství., České Budějovice 11. - 12.5. 2010, ČVTVHS. Uskutečněno. Desortová, B., Hanslík, E. Dlouhodobé změny fytoplanktonu toků sledovaných v souvislosti s provozem JE Temelín. Sb. XXI. konf. Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. České Budějovice 11.- 12.5. 2010, ČVTVHS, s.43-48. ISBN 978-80-02-02258-9 (3606_2966)

43


2.2 STRUKTURA SPOLEČENSTVA MAKROZOOBENTOSU A FYTOBENTOSU VE VZTAHU K HYDROMORFOLOGII TOKU A ANTROPOGENNÍMU OVLIVNĚNÍ 2.2.1 Předmět řešení Cílem tohoto subprojektu je studium vztahu společenstev fytobetosu a makrozoobentosu k různým typům antropogenního ovlivnění, jedná se jednak o eutrofizaci, organické znečištění, hydromorfologické změny koryta, rozkolísaný hydrologický a teplotní režim, atd. Výzkum se zabýval studiem bioty různých typů toků od malých toků, přes středně velké až po nebroditelné.

2.2.2 Postup řešení a výsledky Práce probíhaly v průběhu roku 2010 v souladu se schválenou metodikou a navázaly na tematické okruhy, jejichž řešení započalo již v předchozích letech. Pozornost byla věnována především vlivu různých typů disturbancí, především těch způsobených člověkem na biotu toků se zaměřením na fytobentos a makrzoobentos. Se zaměřením na širší výzkum antropogenních vlivů na společenstva fytobentosu a makrozoobentosu byla v minulém roce zpracována data z části povodí Labe. Byl sledován především vliv morfologie koryta a bodového znečištění toku a indikační hodnoty vodních organismů. Výstupy byly vyhodnoceny a uveřejněny v únoru v recenzovaném časopise VTEI (M. Forejtníková, VTEI, viz kapitola 2.2.3). Disturbancí, která má zásadní vliv na změny abiotických i biotických parametrů, které následně výrazně ovlivňují biotu toku, jsou změny teplotního režimu vody. Na morfologicky degradované lokalitě způsobilo odstranění příbřežní vegetace zásadní změny, což vedlo k rozkolísání teplotního režimu v toku. Výsledky jsou publikovány v recenzovaném časopise (Pařil et al., Vodní hospodářství, viz kapitola 2.2.3). Další dílčí studie se zabývá odezvou řasových společenstev na tři hlavní gradienty prostředí (gradient trofie, vodivosti a zrnitosti substrátu) v malých příměstských, silně znečištěných potocích. Téma dopadu těchto negativních antropogenních vlivů je popsán v impaktovaném článku, který úspěšně prošel recenzním řízením a bude publikován do konce roku 2010 (Pařil et al., Fresenius Environmental Bulletin, viz kapitola 2.2.3). Velmi významnou disturbancí, která výrazně ovlivňuje vodní ekosystémy, je rozkolísaný hydrologický režim. V rámci řešení výzkumného záměru byla zpracována a vyhodnocena již dříve nasbíraná data týkající se vlivu nízkých průtoků a vysychání na makrozoobentos malého toku. Vysychání výrazně ovlivňuje abiotické i biotické podmínky toků, může být způsobeno jednak globálními klimatickými změnami, ale může být také antropogenního původu. Článek v roce 2009 úspěšně prošel recenzním řízením a je publikován v impaktovaném časopise Biologia (Řezníčková, Biologia, viz kapitola 2.2.3). Detailněji jsme se zabývali studiem společenstev pakomárů (Chironomidae) na gradientu hydraulických podmínek ve štěrkonosné řece. Byly analyzovány a kvantifikovány změny ve struktuře společenstev larev pakomárovitých. Článek byl odeslán do impaktovaného časopisu a probíhá recenzní řízení (Syrovátka et al., Fundamental and Applied Limnology). Tématu sledování společenstev pakomárů se budeme věnovat i nadále v příštím roce. Během tohoto roku byly provedeny analýzy a hodnocení dat z lokalit na nebroditelných úsecích řek Vltavy a Labe. K výsledkům determinací makrozoobentosu byly přiřazeny abiotické parametry a byly provedeny analýzy diverzity habitatů, prostorové distribuce výskytu jednotlivých taxonů, porovnání druhového složení společenstev na jednotlivých

44


lokalitách a analýza potenciálního vlivu lodní dopravy. V současné době probíhá sepisování článku, který bude do konce roku odeslán do redakce recenzovaného časopisu. V souvislosti s řešením problematiky nebroditelných toků jsme narazili na problém týkající se invazních druhů vodních bezobratlých. Téma nepůvodních druhů, tedy těch, které se rozšířily mimo areál svého přirozeného výskytu, je velmi aktuální a diskutované. Některé populace nepůvodních druhů, tzv. invazních druhů mohou způsobit závažné problémy, kdy výrazně ekologicky a funkčně naruší společenstva nebo i celé ekosystémy. Tato problematika bude do konce roku zpracována do podoby recenzovaného článku. Mimo metodiku pro rok 2010 probíhali ještě další aktivity. Proběhla prezentace předběžných výsledků týkajících se tématu nebroditelných toků na 4. interní konferenci laboratoří VÚV TGM, v.v.i. (Řezníčková, P., Opatřilová, L., Kokeš, J., Syrovátka, V., Janovská, H., Sedláček, P., Němejcová, D. Společenstva makrozoobentosu nebroditelných toků – Vltava a Labe, 22.–24. 3. 2010, Radostovice). V souvislosti s aktivní účastí na Symposiu Říční dno VII (2.–4.11.2010, Šlapanice u Brna) bylo připraveno několik příspěvků souvisejících s tematikou řešenou v rámci tohoto výzkumného záměru. Prezentace se týkaly tématu společenstev nebroditelných toků, časové a prostorové distribuce makrozoobentosu v tocích, fytobentosu. Dále pak byl přepracován článek, který se zabývá souvislostí diverzity habitatů toku a společenstev makroozoobentosu. Článek je v současné době v recenzním řízení v impaktovaném časopise Biologia. V letošním roce bylo navázáno na studium habitatů v toku a na téma časové a prostorové distribuce bezobratlých v toku byl sepsán článek, který bude do konce roku zaslán do impaktovaného časopisu Hydrobiologia.

2.2.3 Výstupy • Forejtníková, M. and Marvan, P. Vztah některých charakteristik společenstva zoobentosu a fytobentosu k morfologickému stavu toků v povodí horního Labe. Článek byl publikován v lednovém čísle recenzovaného časopisu VTEI – Vodohospodářské technicko-ekonomické informace. Forejtníková, M., Marvan, P. Vztah některých charakteristik společenstva zoobentosu a fytobentosu k morfologickému stavu toků v povodí horního Labe. VTEI – Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2010, roč. 52, č.1, s. 1-5. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 2/2010. (3628_3001) • Pařil, P., Syrovátka, V., Králová, H. Jsou morfologicky degradované úseky toků zdrojem tepelného znečištění vody? (Can morphologically degraded stream reaches act as sources of thermal pollution?). Článek byl publikován v recenzovaném časopise Vodní hospodářství. Pařil, P., Syrovátka V., Králová, H. Jsou morfologicky degradované toky zdrojem tepelného znečištění vody? Vodní hospodářství, ročník 60, č. 8, s. 203-209. ISSN 1211-0760. (3628_2955). • Pařil, P., Sukačová, K., Syrovátka, V., Malá, J., Králová, H. Effects of environmental parameters on algal communities in human-impacted suburban brooks. Článek úspěšně prošel recenzním řízením v impaktovaném časopise Fresenius Environmental Bulletin a bude publikován do konce roku 2010. (3628_final3_2010). • Řezníčková, P., Soldán, T., Pařil, P., Zahrádková, S. Comparison of mayfly (Ephemeroptera) taxocenes of permanent and intermittent Central European small streams via species traits. Biologia. (DOI: 10.2478/s11756-010-0067-x) Článek byl publikován v impaktovaném časopise Biologia: Řezníčková, P., Soldán, T., Pařil, P., Zahrádková, S. (2010) Comparison of mayfly (Ephemeroptera) taxocenes of

45


permanent and intermittent Central European small streams via species traits. Biologia 65/4: p. 720-729. (3628_2922) • Syrovátka, V. and Brabec, K. The response of chironomid communities (Diptera: Chironomidae) to hydraulic conditions: a case study in a gravel-bed river. Fundamental and Applied Limnology. Článek je v recenzním řízení impaktovaného časopisu Fundamental and Applied Limnology. (3628_final4_2010). • Řezníčková, P., Opatřilová, L., Syrovátka, V., Němejcová, D., Kokeš, J. Metodika odběrů vzorků makrozoobentosu z nebroditelných toků. V první polovině roku proběhla analýza dat a vyhodnocení efektivnosti jednotlivých odběrových zařízení tj. pneumatický vzorkovač a drapák. V současné době probíhá aktualizace rešeršní části a příprava článku. Článek bude zaslán do recenzovaného časopisu do konce roku a bude publikován v první polovině roku 2011. • Řezníčková, P., Opatřilová, L., Syrovátka, V., Němejcová, D., Kokeš, J. Společenstva makrozoobentosu nebroditelných toků České republiky. Téma bylo prezentováno na Symposiu Říční dno VII, 2. – 4.11.2010, v Šlapanicích u Brna (viz abstrakt níže). V současné době probíhá hodnocení dat a příprava rešerše. Článek bude zaslán do recenzovaného časopisu VTEI do konce roku a bude publikován v první polovině roku 2011. • Němejcová, D., Kokeš, J., Syrovátka, V. Změny ve složení společenstev makrozoobentosu Labe vlivem invaze nepůvodních druhů během posledních 15 let. V současné době probíhají práce na rešeršní části článku a shromažďování dostupných dat. Kontinuálně probíhá shromažďování abiotických a biotických dat, která budou vyhodnocena ve druhé polovině roku. Článek bude připraven k odeslání do recenzovaného časopisu do konce roku 2010 a bude publikován v roce 2011. Příspěvky na konferencích: •

Marvan, P., Opatřilová, L., Kozáková, M. Metody hodnocení fytobentosu pro stanovení ekologického stavu řek u nás a v sousedních zemích. 2. – 4.11.2010, Šlapanice u Brna. Téma bude do konce roku zpracováno do podoby článku a odesláno do recenzovaného časopisu VTEI.

•

Řezníčková, P., Opatřilová, L., Syrovátka, V, Kokeš, J., Němejcová, D., Janovská, H. Společenstva makrozoobentosu nebroditelných úseků řek Vltavy a Labe. 2. – 4.11.2010, Šlapanice u Brna.

•

Němejcová, D., Opatřilová, L., Kokeš J., Řezníčková, P. Hodnocení ekologického stavu nebroditelných toků podle makrozoobentosu: testování německého systému hodnocení v českých podmínkách. 2. – 4.11.2010, Šlapanice u Brna.

•

Straka, M., Syrovátka, V., Helešic, J. Časová a prostorová distribuce bezobratlých v drobném toku: mesohabitatová studie. 2. – 4.11.2010, Šlapanice u Brna.


Kokeš, J.: River channel habitat diversity (RCHD) and macroinvertebrate community. Článek je v recenzním řízení v impaktovaném časopise Biologia. (3628_final5_2010).

46


•

Straka, M., Syrovátka, V., Helešic, J. Spatial and temporal variation in benthic macroinvertebrate assemblages in a woodland headwater stream. Článek bude do konce roku zaslán do impaktovaného časopisu Hydrobiologia. Abstrakt: Spatial and temporal patterns in the variation of freshwater benthic assemblages were investigated on the mesohabitat scale in a small, headwater stream. Six mesohabitats, defined primarily based on the substratum characteristics (fine sediment, pure sand, sand covered with leaf litter, gravel covered with leaf litter, pure gravel and debris dams), were sampled monthly throughout a year and several environmental variables were measured at each sampling occasion. Two environmental gradients were obtained from the environmental data using Principal Components Analysis. The first one was related to the amount of coarse particulate organic matter and was interpreted in terms of the availability of food resources. The second one was related to the substratum roughness and, inversely, to the amount of fine particulate organic matter and was interpreted in terms of hydraulic conditions and subatratum stability and complexity. The response of total macroinvertebrate abundance, taxa richness, and overall taxonomic structure to the environmental gradients and temporal dynamics was analyzed using Generalized Additive Models and (partial) Redundancy Analysis. Total abundance was strongly related to the availability of food resources and varied within the year due to the life history of some taxa. Taxa richness, on the contrary, did not change during the year and was higher in more stable and spatially complex habitats, poor in food resources. The assemblage structure changed rather in space than in time. Three "extreme" mesohabitats (fine sediment, pure gravel, and debris dams) with distinct assemblages were identified with the other mesohabitats being transitional between them.

47


2.3 MODELOVÁNÍ STRUKTURY SPOLEČENSTVA RYB POD VLIVEM VARIABILITY PRŮTOKU A GEOMORFOLOGIE TOKU 2.3.1 Předmět řešení V naší práci se zabýváme odhadem velikosti domácích okrsků v podélném profilu toků, resp. v rámci modelových povodí odlišného geomorfologického charakteru. Předpokládáme, že při analyzování dostatečně variabilního materiálu budeme schopni představit matematický model, který bude předpovídat velikost domácího okrsku ryb v závislosti na gradientu prostředí nebo hustotě společenstva. Do současnosti byla nebo je zpracovávána řada údajů (některé již byly publikovány), které poskytnou matrici k finální analýze napříč jednotlivými druhy. Mezi hlavními parametry jsou uvažovány spád a řád toku, velikost průtoku a řád toku. Součástí uvedeného postupu jsou i informace o možnosti volného šíření populací ryb – formou sezónních migrací nebo driftu juvenilních stadií včetně metodického návodu, jak juvenilní část populace vzorkovat. Problematiky úspěchu přirozené reprodukce a četnosti juvenilních ryb se týká i většina letošních výstupů. Z tohoto hlediska projekt zahrnuje i problematiku šíření invazních druhů.

2.3.2 Postup řešení a výsledky V roce 2010 byla zahájena poslední „nová“ telemetrická studie domácího okrsku v povodí řeky Lužnice. Studie je prováděna na nepůvodním a v podmínkách ČR i potencionálně invazním druhu sumečkovi černém. Zároveň – na řece Labi byla dokončena studie sumečka amerického, nepůvodního druhu. Sumeček americký již nevykazuje prvky invazního chování, avšak na některých lokalitách výskytu je dominantním druhem. V povodí řeky Vydry byl označen předposlední vzorek pstruhů obecných. Vzorek bude použit na odhad velikosti domácího okrsku na Modravském a Filipohuťském potoce. Dílčí výsledky byly zpracovávány do publikační formy a případně postupovány do redakčního řízení.

2.3.3 Výstupy V rámci subprojektu bylo v minulých etapách řešení odesláno do redakčního řízení 5 článků, které nebyly doposud přijaty a redakční řízení pokračuje. Abstrakta jsou uvedena v předchozích zprávách. Zde je uveden jejich přehledný seznam: •

Factors influencing home range size in chub Leucuscus cephalus along longitudinal profile of rivers (Environmental Biology of Fishes).

•

Diurnal behaviour of asp Aspius aspius (Hydrobiologia).

•

Non-native fish introductions in the Czech republic - species inventory, facts and future perspectives. (Journal of Applied Ichthyology). Přijato k publikaci. (3607_2995) Musil, J., Jurajda, P., Adámek, Z., Horky, P. and Slavík, O. Musil, J., Jurajda, P., Adámek, Z., Horky, P. and Slavík, O. Non-native fish introductions in the Czech republic species inventory, facts and future perspectives. Journal of Applied Ichthyology 2010, vol. 26 (Suppl. 2), 38–45. ISSN 0175–8659. Summary: The Czech Republic has experienced a number of inter- and intra-continental introductions (42 introduced species total), with 29 species historically confirmed and 20 species still present in the wild. Fourteen species have become established, representing 27% of the current fish fauna. Pond aquaculture and recreational fisheries are the two

48


major pathways of introduction and spread, and they are responsible for 80% and 36% of all introduced fish, respectively. Over the last decade, there has been a significant increase in the management practice of stocking recreational fisheries with non-native fish, particularly alarming in salmonid waters. Pond aquaculture is associated with high risk in terms of the numbers of unintentional fish introductions; all species introduced as contaminants of carp stocks have become established (Lepomis gibbosus, Ameiurus melas) and then widespread (Pseudorasbora parva, Carassius gibelio) and have been evaluated as invasive. Here, the historical chronology and facts regarding fish introductions in the Czech Republic are given, in addition to the current distribution of established populations. Present issues and future perspectives concerning the control of nonnative fish and are briefly discussed. •

Morphological variation of persian sturgeon (Acipenser persicus, Borodin 1897), between southeast and southwest of the Caspian Sea, Iran (Journal of Applied Ichthyology).

•

Slavík, O., Horký, P., Bartoš L. Core area as the predictor of energetic needs in freshwater fish. (Journal of Animal Ecology).

Práce, které budou postoupeny do redakčního řízení v roce 2010: •

Slavík, O., Horky, P., Kolařová, J., Randák, T., Balvín, P., Spisar, O., and Bílý, M. Sedentary host fish: a significant threat to the recruitment of pearl mussels (Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems). Abstract: Recently, the brown trout (Salmo trutta f. fario) has been reported to be the only available native host species for the complete metamorphosis of the critically endangered freshwater mollusc pearl mussel (Margaritifera margaritifera L.) in Central Europe. Pearl mussel glochidia invade host fish in late summer, at the beginning of spawning migrations of brown trout. As spawning migrations are usually considered the key changes in the spatial distribution of the species, we evaluated the hypothesis that the brown trout spreads the pearl mussel along the longitudinal profile of streams. Migrations of 130 brown trout adults were observed over five years in four functional mussel streams with viable freshwater pearl mussel populations and two non-functional mussel streams where the mussel no longer exists and that are considered for its repatriation. In functional streams, brown trout migrations were short and did not extend beyond the boundaries of the occurrence of pearl mussels, a maximum of 1,236 m in length. In nonfunctional streams, the brown trout migrations were longer, reaching up to 4,235 m. In the Czech Republic, river continuity is fragmented by numerous lateral obstructions, considerably limiting the free migration of fish along the longitudinal profile of streams. Accordingly, our observations tended to show that glochidia invaded spatially isolated brown trout populations rather than remaining stationary. To support the possibility of spreading the pearl mussel with the help of host fish outside its current locales, free fish migration within the longitudinal profile of streams should be renewed, which necessitates the construction of effective fish passways and/or removal of lateral obstacles limiting free fish migration.

•

Adults or young-of-the-year fish assemblage: Which is more appropriate for monitoring ecological quality of running waters? (Hydrobiologia). Přijato k publikaci. (3607_3013)

49


Jurajda, P., Slavík, O., White, S., Adámek, Z. Young-of-the-year fish assemblages as an alternative to adult fish monitoring for ecological quality evaluation of running waters. Hydrobiologia, 2010, roč. 644, č. 1, s. 89—101. ISSN 0018-8158. Abstract: The EU’s Water Framework Directive (WFD) in particular makes good use of riverine biota—including fish—as ecological indicators of river integrity. However, it is also important to examine when our indicators fail to serve the purpose for which they were originally intended: to consistently and reliably describe the quality of the environment. We argue that in the Czech Republic (and probably several other European countries), the use of adult fish as ecological indicators often fails to fulfill these purposes for several reasons, especially when fish are stocked in natural waters, for practical considerations during field sampling, and problems with public relations. The ecological quality of running waters sensu WFD is usually assessed on the basis of the adult fish assemblage. The aim of this study is to describe disadvantages of monitoring river integrity using adult fish in Czech Republic, which has regular and widespread stocking of more than one-third of fish species present in running waters and to suggest the alternative strategy of young-of-theyear (YOY) fish monitoring for assessing river ecological quality with the ability to provide a sensitive response to water quality and habitat structure regardless of the effect of stocking or river size. We conclude that even though YOY sampling is often a more logical and practical approach to water quality monitoring under specific conditions, no method is perfect and caution should be taken. For example, YOY can have high annual variability in density and higher sensitivity to summer flood events than adults. The suitable time for sampling YOY fishes in late summer is much shorter than for the adult fish community, and therefore must be considered when designing a successful monitoring strategy. Monitoring of YOY fishes does not provide direct information about age structure of fish populations, which is required by WFD. YOY sampling is a useful—albeit imperfect—method for providing a sensitive response to ecological status of rivers, especially under specific stocking conditions. •

River connectivity as the predictor of reproduction success in 0+ fish communities (Freshwater Biology). Musil, J., Horký, P., Slavík, O., Zbořil, A. and Horká, P. The response of the young of the year fish community structure to river obstacles across hydrological networks: functional and numerical linkages between dams, weirs, fish habitat guilds and biotic integrity. Summary: 1. River obstacles are globally recognised as being among the most serious ecological concerns, having negative effects on biodiversity and on ecosystem functions. They have also been shown to dramatically affect fish community structure, which represents a fundamental component of the biological integrity of riverine ecosystems. However, a general quantitative relationship that links the response of fish community structure to river obstacles across the large spatial scales of hydrological networks is lacking. 2. We assessed young-of-the-year (YOY) fish (27 596 specimens and 35 species) from a total of 54 sampling sites distributed across three international river basins. The YOY fish community structure was expressed as the probability of habitat-related guild dominance. We also examined the indicative value and responsiveness of two largespatial-scale fish-based indices of biological integrity (IBI), the European fish index (EFI) and the Czech multi-metric index (CZI), with respect to river obstacles in hydrological networks at the spatial scale of the Czech Republic. 3. To examine the effects of river obstacles, we analysed three categories of obstacles (2077 weirs and 49 dams for a total of 2126 obstacles) for which numerical and distancerelated descriptors were derived using a geographic information system (GIS). All of the

50


obstacles considered together were found to be the most relevant predictor of YOY fish community structure. 4. The negative impact on YOY fish community structure [(i.e., loss of rheophilic species and low values of both IBIs (EFI and CZI)] increased with the increasing number of river obstacles and the decreasing relative distance between two consecutive obstacles, indicating the habitat quality and availability and the poor connectivity of particular watersheds. 5. This investigation allowed us to identify the functional and numerical responses of the YOY fish community structure to river obstacles across hydrological networks. Our results contribute an important prerequisite to river-restoration efforts, identifying where in the hydrological networks either ecological studies or restoration actions would produce the most effective results. •

How temperature and flow affected the home range size in pike ? (Folia Zoologica). Patoka, J., Musil, J., Horky, P. and Slavík., O. How temperature and flow affected the home range size in pike? (Journal of Apllied Ichtyology) Práce se zabývá chováním a velikostí domácího okrsku štiky Esox lucius. Srovnáváno je chování štiky v řekách s původním a nepůvodním průtokovým a teplotním režimem. Jako původní prostředí zde byla použita řeka Berounka a jako nepůvodní řeka Ohře, která je ovlivněna regulací průtoku pod ÚN Nechranice. Práce je v současnosti přepracovávána včetně abstraktu.

•

Pan-continental invasion of Pseudorasbora parva: towards a better understand freshwater fish invasions (Fish and Fisheries). Přijato k publikaci. (3607_2996) Gozlan R.E., Andreou D., Asaeda T., Beyer K., Bouhadad R., Burnard D., Caiola N., Cakic P., Djikanovic V., Esmaeili H.R., Falka I., Golicher D., Harka A., Jeney G., Kováč V., Musil J., Nocita A., Povz M., Virbickas T., Wolter Ch., Tarkan A.S., Tricarico E., Trichkova T., Verreycken H., Witkowski A., Chun-guang Zhang, Zweimueller I., Britton J.R. Pan-continental invasion of Pseudorasbora parva: towards a better understanding of freshwater fish invasions. Pan-continental invasion of Pseudorasbora parva: towards a better understand freshwater fish invasions. Fish and Fisheries 2010, vol. 11, 315-340. Abstract: In recent years, policy-makers have sought tools to prevent and manage introductions of invasive species. These tools are not suited for introductions of non-target species. The most compelling example is Pseudorasbora parva. A combination of sociological, economical and biological factors has fuelled their rapid invasion. Based on monitoring surveys and reviews, this paper aims to quantify and characterise important invasion parameters: pathways of introduction, time between introduction and detection, lag phase and plasticity of life history traits. High phenotypic plasticity (growth, early maturity, fecundity, reproductive behaviour) and the ability to cope with novel pathogens has predisposed P. parva to being a strong invader. The Pseudorasbora parva invasion has provided quantitative data for the development of 1) early warning systems 2) eradication programmes prior to natural spread in open systems and 3) risk assessments with emphasis on plasticity of life history traits.


Jurajda, P., Slavík, O., Adámek, Z. Monitoring ryb v tekoucích vodách ČR v souvislosti s rámcovou směrnicí 2000/60/ES: plůdek nebo dospělé ryby? VTEI. 6-8. Přijato k publikaci. (3607_3012)

51


Jurajda, P., Slavík, O., Adámek, Z. Monitoring ryb v tekoucích vodách ČR v souvislosti s rámcovou směrnicí 2000/60/ES: plůdek nebo dospělé ryby? VTEI, 2010, roč. 52, č. 3, s. 6—8. ISSN 0322-0916. Příloha Vodního hospodářství 6/2010. Souhrn: V roce 2006 byla v České republice zahájena implementace Rámcové směrnice 2000/60/ES, v jejímž rámci je nutné provést vyhodnocení ekologického stavu tekoucích vod ČR. Ekologický stav toků je hodnocen na základě čtyř biologických indikátorů včetně ryb. Ryby jsou sice jedním z vhodných biologických indikátorů ekologického stavu vod, avšak jejich monitoring je spojen s řadou metodických problémů. V příspěvku jsou vyhodnoceny výhody a nevýhody monitoringu společenstva adultních ryb a společenstva juvenilních ryb (plůdku) z hlediska vypovídací schopnosti a časové, tedy i finanční náročnosti. Ve stručnosti je komentována metodika odlovu a hodnocení plůdku používaná v současné době v ČR. Z výsledků za období 2006–2009 vyplývá, že plůdkové společenstvo je dobrým indikátorem stavu tekoucích vod v ČR. Na podkladě jeho vyhodnocení jsou dostupné informace nejen o schopnosti přežití ryb v daných podmínkách toku, ale i o úspěšnosti jejich přirozené reprodukce, což je základním předpokladem pro vznik udržitelných populací. •

Dalším výstupem projektu bude „Metodika hodnocení ekologického stavu toků pomocí společenstev juvenilních ryb“ pro mezinárodní kalibraci národní metody sběru a vyhodnocení vzorků ryb pro potřeby monitoringu tekoucích vod. Zpracováno a předloženo. Jurajda, P., Slavík, O., Adámek, Z. Metodika odlovu a zpracování vzorku plůdkových společenstev ryb tekoucích vod 2006. Metodika MŽP, 10 stran. (3607_3014) Abstrakt: Metodika pro základní zpracování a vyhodnocení vzorku plůdku ryb pro potřeby monitoringu ryb v tocích, včetně provedení odlovu. Zvolená strategie odběru vzorku musí poskytovat informace o současném stavu rybího společenstva v dané lokalitě. V metodickém návrhu jsou dále obsaženy základní informace o cílové skupině ichtyofauny, výběru lokalit pro získávání vzorku, vlastním odběru vzorku, jejich zpracování a hodnocení. Metodika je využívána pro odběr ryb za účelem monitoringu biologické složky „ryby“ ve vazbě na hodnocení dle Směrnice 2000/60/ES pro hodnocení této složky v rámci ekologického stavu vod.

•

Musil, J. (2010). Celistvost ekosystémů a ekosystémové služby – 13. fragmentace říčních systémů. In: V. Zedek, M. Hošek, J. Vavřinová, K. Sukeníková (eds.) Zpráva o naplňování Cíle 2010 v ochraně biodiverzity v ČR. Ministerstvo životního prostředí České republiky, str. 46-50. (3607_3052) Abstrakt: Fragmentace říční sítě je v České republice stále významným antropogenním tlakem negativně působícím na biologickou rozmanitost říčních ekosystémů. Do současnosti je evidováno více než 6000 příčných překážek zahrnujících jezové překážky vyšší než 1 m a vodní nádrže větší než 50 hektarů. Fragmentace toků ovlivňuje vodní prostředí prostřednictvím řady abiotických a biotických změn, které působí komplexně a mají na biologickou rozmanitost zásadní vliv.

Účast na konferencích v roce 2010: •

Slavík, O. et al. Sedentary host fish: a significant threat to the recruitment of pearl mussels. (Stream & River Communities II), The American Fisheries Society, 140th Annual Conference 2010, 12-17. September, Pittsburgh, Penslylvania, USA.

52


•

Musil, J., Horký, P. Slavík, O. (2010). Native fish species richness explains the number of established alien fish in freshwaters. In: J. Kollman, T. Mölken, H.P. Ravn (eds.) Biological Invasions in a Changing World – from Science to Management. Neobiota Book of Abstracts. Department of Agriculture and Ecology, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark. BBC reported on this symposium: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-11286432.

•

Maciak, M. Local polynomial M-smoothers and boostrapping in change-point problem. Conference on Resampling Methods and High Dimnesional Data. 21. – 26. March 2010, Texas A & M University, Department of Statistic 3143 TAMU, Colege Station, TX 778433143, USA.

•

Pesta, M. Total least squares and bootstrapping with application in calibration. Conference on Resampling Methods and High Dimnesional Data. 21. – 26. March 2010, Texas A & M University, Department of Statistic 3143 TAMU, Colege Station, TX 778433143, USA.

53


2.4 VÝZKUM V OBLASTI MIKROBIÁLNÍHO ZNEČIŠTĚNÍ POVRCHOVÝCH A ODPADNÍCH VOD 2.4.1 Předmět řešení Předmětem řešení úkolu je výzkum mikrobiálního znečištění povrchových a odpadních vod v České republice se zaměřením na nově používané ukazatele (včetně patogenních mikroorganismů), eliminaci mikrobiálního znečištění biologickým čištěním odpadních vod a na vliv odtoků z ČOV na kvalitu vody v recipientu, studium mikrobiálních společenstev a detekce hygienicky významných bakterií v povrchových a odpadních vodách molekulárněgenetickými metodami (FISH, PCR apod.). Okruhy plánovaných prací pro letošní rok byly následující:

Mikrobiální kontaminace povrchových a odpadních vod • Mapování hygienických rizik spojených s vypouštěním odpadních vod z komunálních ČOV do toků. • Mapování mikrobiálního znečištění v povrchových vodách bez antropogenního vlivu; zhodnocení struktury mikrobiálního společenstva málo antropogenně ovlivněného toku (řeka Morávka) na základě distribuce fylogenetických skupin – zpracování výsledků z roku 2009. • Zhodnocení výsledků z roku 2009 a zpracování publikací, týkající se distribuce fylogenetických skupin bakterií v povrchových vodách o vysokém stupni antropogenního znečištění a v odpadních a biologicky čištěných odpadních vodách.

Optimalizace moderních metod stanovení mikrobiálních společenstev • Modelová studie vlivu charakteru zpracovávaných vzorků vod na výtěžnost vybraných mikrobiologických metod. • Studie zaměřená na snížení detekční meze a zvýšení výtěžnosti metod izolace DNA pro stanovení bakterií z vodního prostředí metodou polymerázové řetězové reakce (PCR).

Patogenní mikroorganismy v odpadních a povrchových vodách • Vyhodnocení použitelnosti dostupných a testovaných metod stanovení patogenních mikroorganismů (Campylobacter spp., koaguláza pozitivní stafylokoky, salmonela a E. coli O157) pro jejich využití při výzkumu biologicky čištěných odpadních vod a povrchových vod. • Detekce výše uvedených patogenních mikroorganismů v biologicky čištěných odpadních vodách a zhodnocení možného hygienického rizika. • Výzkum eliminace výše uvedených patogenních mikroorganismů biologickým čištěním v čistírnách odpadních vod.

2.4.2 Postup řešení a výsledky Mikrobiální kontaminace povrchových a odpadních vod Za účelem plánovaného „zmapování hygienických rizik spojených s vypouštěním odpadních vod z komunálních ČOV do toků“ byla shromážděna analytická data počtů indikátorových

54


mikroorganismů ve vzorcích vypouštěných odpadních vod. Data byla zpracována do specializované mapy (kód výsledku N): Mikrobiální znečištění odpadních vod z ČOV v povodí Moravy – plnění emisních standardů 2009–2010 (autoři: Mlejnková, H., Slezáková, K., Fojtík, T.). Obsahem mapy je screening mikrobiálního znečištění odpadních vod z ČOV v povodí řeky Moravy a Dyje. Analýzy pro tvorbu výstupu byly provedeny částečně v rámci projektu „Identifikace antropogenních tlaků na kvalitativní stav vod a vodních ekosystémů v oblastech povodí Moravy a Dyje“ a v rámci tohoto VZ. Jedinečným přínosem tohoto mapového výstupu je dokumentace kvality vypouštěných odpadních vod a splnění/nesplnění navržených limitů pro hodnocení kvalitativního stavu, který ukazuje na potenciální hygienická rizika spojená s vypouštěním komunálních odpadních vod do toků. Problematice mikrobiální kontaminace odpadních vod není, i přes její aktuálnost, v ČR věnována dostatečná pozornost, na což bylo s využitím této mapy upozorněno její presentací jako součást posteru na konferenci a jako součást článku v odborném periodiku VTEI. Za účelem plánovaného „zmapování mikrobiálního znečištění v povrchových vodách bez antropogenního vlivu“ byly provedeny odběry vzorků vod v oblasti CHKO Beskydy. Ve vzorcích byly analyzovány počty mikroorganismů, které byly základem pro tvorbu mapového výstupu (kód výsledku N): Organické zatížení malých vodních toků Moravskoslezských Beskyd – zatřídění dle mikrobiálních indikátorů organického znečištění (2006–2010) (autoři: Mlejnková, H., Kroča, J., Fojtík, T.). Obsahem mapy je screening organického zatížení malých vodních toků v oblasti Moravskoslezských Beskyd na základě počtů kultivovatelných mikroorganismů při 22 °C v letním období a jejich zatřídění podle stupnice, odrážející stav vyvolaný znečištěním rozložitelnými organickými látkami, tj. dle saprobního přístupu hodnocení jakosti vody. Pro tvorbu výstupu byla použita částečně data získaná v rámci subprojektu 3616. Jedinečným přínosem tohoto mapového výstupu je dokumentace organického zatížení převážně oligotrofních toků s minimálním antropogenním znečištěním a určení rozdílů pomocí zatřídění v oblasti relativně velmi nízkých indikačních hodnot. Výsledky mapování ukazují, že organické zatížení toků nemá přímou souvislost s polohou profilu, kde by se dalo očekávat zvyšování vnějších vlivů směrem od pramene k ústí a souvisí spíše s prostorovou lokalizací, kde se projevuje vliv klimatu a podloží. Pro objasnění nalezených souvislostí bude vhodné na výsledky zjištěné v první etapě mapování navázat šetřením pro další související parametry a období. Bylo provedeno zhodnocení výsledků distribuce fylogenetických skupin v podélném profilu horského toku. Výsledky byly dále zpracovány a byl z nich připraven příspěvek, který byl přednesen na 25. kongresu ČSSM 2010, který se konal 15.–18.9.2010 na Slovensku ve Staré Lesné. Výsledky, týkající se distribuce fylogenetických skupin bakterií v povrchových vodách o vysokém stupni antropogenního znečištění a v odpadních a biologicky čištěných odpadních vodách, byly zpracovány. Byly odeslány dvě publikace do redakce impaktovaných časopisů Water Research a Folia Microbiologica.

Optimalizace moderních metod stanovení mikrobiálních společenstev Práce na modelové studii vlivu charakteru zpracovávaných vzorků vod na výtěžnost vybraných mikrobiologických metod byly zahájeny a v současné době probíhají experimentální práce. Byla dokončena studie zaměřená na snížení detekční meze a zvýšení výtěžnosti metod izolace DNA pro stanovení bakterií z vodního prostředí metodou polymerázové řetězové reakce (PCR). Výsledky byly dále zpracovány a odeslány k publikaci do časopisu VTEI.

55


Patogenní mikroorganismy v odpadních a povrchových vodách Byly testovány a pro použití při výzkumu odpadních, biologicky čištěných odpadních a povrchových vod optimalizovány metody stanovení vybraných patogenů (Campylobacter spp., koaguláza pozitivní stafylokoky, salmonela, E. coli O157 a listerie). Termofilní Campylobacter spp. (membránová filtrace, kultivace v mikroaerofilním prostředí na CCDA agar, biochemické testy a konfirmace pomocí FISH a fázového kontrastu) a koaguláza pozitivní stafylokoky (membránová filtrace, kultivace na Baird-Parkerově agaru se žloutkem a telluritem, biochemická a latexová konfirmace) a salmonely lze již stanovovat ve vzorcích odpadních vod. Metoda stanovení E. coli O157 (testována metoda imunochemická metoda Singlepath od firmy Merck) je v podezření, že dosahuje falešně pozitivní výsledky. Bude nezbytné do budoucna přikročit k molekulárně-genetickému ověření pozitivních vzorků. Metoda stanovení listerií nebyla dosud plánována a byla zkoušena pouze orientačně. Výše uvedené patogenní mikroorganismy jsou v současné době detekovány v odtocích z ČOV (ČOV Zbytiny ve spolupráci se subprojektem 3619 a opakovaně v dalších 6 komunální ČOV o různých velikostech). Testovány jsou vzorky surové i biologicky čištěné odpadní vody. Kromě výše uvedených patogenů byly stanoveny kultivačními metodami indikátory fekálního znečištění (fekální koliformní bakterie, Escherichia coli a intestinální enterokoky) a v odtocích navíc celkové počty bakterií metodou fluorescenční mikroskopie (DAPI). Přestože počty patogenních bakterií v odtocích (bez dočištění) nejsou vysoké (maximálně řádově jednotky v ml), všechny byly běžně detekovány. Toto je významné především v případě termotolerantních bakterií rodu Campylobacter, kdy k infikaci člověka postačuje velmi nízká dávka (řádově stovka ktj). Biologické čištění snižuje jejich počty zhruba o 2 řády, což je obdobné jako v případě indikátorů fekálního znečištění.

2.4.3 Výstupy •

Mlejnková, H., Horáková, K. Impact of pollution and seasonal ganges on microbial community structure in surface water. Publikace v impaktovaném časopise Water Science Technology. Již vyšlo: Mlejnková, H. and Sovová, K. Impact of pollution and seasonal changes on microbial community structure in surface water. Water Science and Technology, 2010, vol. 2010, no. 61.11, p. 2787—2795. ISSN 0273-1223. (3609_2919)

•

Česká státní norma ČSN 75 7837: Jakost vod. Stanovení koliformních bakterií v nedesinfikovaných vodách. Již vyšlo. Fremrová, L., Baudišová, D., Šimonová, G. Jakost vod – Stanovení koliformních bakterií v nedesinfikovaných vodách. Výsledky promítnuté do právních předpisů a norem: ČSN 75 7837 [CR, 2010] (3609_2862)

•

Baudišová, D., Benáková, A., Wanner, F. Changes of bacterial communities at waste water treatment plant Zbytiny during treatment processes. Bude odeslán rukopis do impaktovaného časopisu Water Research. Ve spolupráci se subprojektem 3619 (2/3 v 3609). Ve spolupráci se subprojektem 3619 (2/3 v 3609). Odevzdáno do redakce pod číslem WR-S-10-00907.fdf (3609_final6_2010)

•

Baudišová, D., Benáková, A. Microbial communities in a strongly anthropogenic affected stream. Bude odeslán rukopis do recenzovaného, případně impaktovaného časopisu. Do redakce impaktovaného časopisu Folia Microbiologica byl odeslán rukopis článku Baudišová, D., Benáková, A., Havel L Microbial communities in a strongly anthropogenic affected stream. (3609_final1_2010)

•

Baudišová, D. a kol. Eliminace hygienicky významných bakterií biologickým čištěním.

56


Do redakce Nova Biotechnologica byl odeslán opravený rukopis Baudišová, D., Kučera, J. Detection of hygienically important bacteria in waste water and efficiencies of microbiological pollution removal in waste water treatment plant Hostivice (3609_final2_2010). Další rukopisy: Baudišová, D. Hygienicky významné mikroorganismy v odpadních vodách (3609_final3_2010) byl odeslán do redakce Vodního hospodářství a rukopis Mlejnková, H., Slezáková, K., Petránová, A. Charakterizace fekální kontaminace a hygienických rizik spojených s vypouštěním odpadních vod z komunálních čistíren odpadních vod do toků byl odeslán do VTEI (3609_final4_2010). Posledně jmenovaný rukopis byl připraven ve spolupráci s projektem „Hcdmshehj ` bd ` msqnonf dmmÁbg sk` j ‼ m` j u` khs` shumÁ r s` u unc ` uncmÁbg dj nr xr s‚ l ‼ u nak` r sdbg onuncÁL nq` ux ` Cxid═' 64 $ u snl sn r t aoqnidj st (•

Mlejnková, H. Optimalizace výtěžnosti mikrobiologických metod. Pracovní název publikace, jejíž rukopis bude odeslán do recenzovaného časopisu. Byl odeslán rukopis do redakce recenzovaného časopisu VTEI: Mlejnková, H., Lytková, M. Hodnocení postupů pro zvýšení efektivity detekce nízkých počtů bakterií ve vzorcích vod metodou polymerázové řetězové reakce. (3609_final5_2010)

Presentace výsledků na konferencích: •

Baudišová, D., Benáková, A., Wanner, F. Changes of bacterial communities at waste water treatment plant Zbytiny during treatment processes. In Water Research Abstract Book, Water Research Conference 2010. Lisbon, Potugal, 11.-15. April 2010, Ed. Hart R. p 91. (3609_2965)

•

Baudišová, D., Benáková, A. Změny v mikrobiálních společenstvech během biologického čištění. In 25. kongres Československej společnosti mikrobiologickej s medzinárodnou účasťou. Program a abstrakty. Stará Lesná, Slovensko 15.-9. 9. 2010. Eds. Papájová D. et al., ISBN 970-80-970477-8-8, p. 89. (3609_2963)

•

Mlejnková H., Konečná J., Sovová K., Kroča, J. (2010): Charakteristika podélného profilu horského toku na základě rozdílů složení planktonních mikrobiálních společenstev. In 25. kongres Československej společnosti mikrobiologickej s medzinárodnou účasťou. Program a abstrakty. Stará Lesná, Slovensko 15.-9. 9. 2010. Eds.: Papájová D. et al., ISBN 970-80-970477-8-8, s. 87. (80 % v tomto subprojektu) (3609_3005)

•

Mlejnková, H., Slezáková k., Petránová A. Charakterizace fekální kontaminace a hygienických rizik spojených s vypouštěním odpadních vod z komunálních čistíren odpadních vod do toků. In 25. kongres Československej společnosti mikrobiologickej s medzinárodnou účasťou. Program a abstrakty. Stará Lesná, Slovensko 15.-9. 9. 2010. Eds.: Papájová D. et al., ISBN 970-80-970477-8-8, s. 238. (ve spolupráci s „Hcdmshehj ` bd ` msqnonf dmmÁbg sk` j ‼ m` j u` khs` shumÁr s` u unc ` uncmÁbg dj nr xr s‚ l ‼ u nak` r sdbg onuncÁ L nq` ux ` Cxid“. (66% v tomto suboprojektu) (3609_3007)


Specializovaná mapa: Mlejnková, H., Slezáková, K., Fojtík, T. Mikrobiální znečištění odpadních vod z ČOV v povodí Moravy – plnění emisních standardů 2009–2010. (vytvořeno ve spolupráci s projektem „Identifikace antropogenních tlaků na kvalitativní stav vod a vodních ekosystémů v oblastech povodí Moravy a Dyje“. (80% v tomto subprojektu). (3609_2984)

•

Specializovaná mapa: Mlejnková, H., Kroča, J., Fojtík, T. Organické zatížení malých vodních toků Moravskoslezských Beskyd – zatřídění dle mikrobiálních indikátorů organického znečištění (2006-2010). (vytvořeno ve spolupráci se subprojektem 3616, 70 % v tomto subprojektu). (3609_2999)

57


3. ODDÍL C - POVRCHOVÉ VODY - ANTROPOGENNÍ VLIVY 3.1 STUDIUM VÝSKYTU A CHOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH A UMĚLÝCH RADIONUKLIDŮ V HYDROSFÉŘE VČETNĚ ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ 3.1.1 Předmět řešení V rámci výzkumného záměru je dlouhodobě sledován obsah a chování radioaktivních látek v povrchových vodách, říčních sedimentech, vodních rostlinách a rybách. V roce 2010 jsou práce zaměřeny na: •

Analýzu časově-prostorových změn a distribuci radioaktivních látek mezi vodou, sedimenty, rybami a vodními makrofyty v lokalitách jaderných elektráren, těžby uranových rud a starých zátěží.

•

Hodnocení vývoje radioaktivity říčních dnových sedimentů podle klasifikace navržené v rámci řešení.

•

Ověření funkčnosti pasivního lapáku plavenin, který byl vyvinut v rámci řešení subprojektu a uplatněn jako užitný vzor č. 20284 ke konci roku 2009.

•

Vývoj, výrobu a ověření funkčnosti zařízení pro instalaci vzorkovačů typu DGT (vzorkovače pro záchyt kovů), a to v rámci komplexního monitoringu prováděného v povodí řeky Svratky.

•

Zpracování dílčích problémových okruhů pro publikování. Průběžnou kritickou rešerši.

•

Soustavnou činnost v oblasti vývoje a ověřování radiologických metod, metodické vedení vodohospodářských radiologických laboratoří. Aktualizace postupů stanovení celkové objemové aktivity alfa k zamezení ztrát 210Po při stanovení.

•

Zpracování podkladů pro Metodický postup MF k provedení vyhlášky č. 461/2005 Sb., o postupu při poskytování dotací na přijetí opatření ke snížení ozáření z přírodních radionuklidů a ke snížení obsahu přírodních radionuklidů v pitné vodě pro veřejné zásobování.

•

Hodnocení možností snížení obsahu radioaktivních látek ve vodách se zaměřením na uran v návaznosti na metodický Pokyn hlavního hygienika České republiky ke stanovení nejvyšší mezní hodnoty uranu v pitné vodě.

3.1.2 Postup řešení a výsledky Ve spolupráci ČVTVHS byla připravena ve dnech 11.–12.5.2010 v Českých Budějovicích XXI. Konference Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. Hlavními cíly konference bylo informovat o legislativě v problematice radioaktivních látek se zvláštním zaměřením na hydrosféru; prezentovat poznatky o vývoji referenční úrovně umělých radionuklidů v hydrosféře po havárii jaderného reaktoru v Černobylu v roce 1986, zkušenosti s vlivem provozu jaderných elektráren v České republice a na Slovensku na hydrosféru a poznatky o dopadech sanace v lokalitách dřívější těžby a zpracování uranových rud; výsledky monitoringu radioaktivních látek v hydrosféře; informovat o disponibilních technických normách pro stanovení radioaktivních látek v hydrosféře a souvisejících normách a o Radonovém programu ČR. Byly prezentovány výsledky získané řešením tohoto výzkumného záměru (viz kapitola 3.1.3).

58


Dále byly prezentovány dva postery na Magdeburském semináři a jeden příspěvek na ICCE symposium on Sediment Dynamics for a Changing Future ve Varšavě (viz kapitola 3.1.3). V průběhu roku 2010 byla ověřována funkčnost pasivního lapáku plavenin, který byl vyvinut v rámci řešení tohoto subprojektu a uplatněn jako užitný vzor č. 20284 ke konci roku 2009. Z důvodu nepříznivé hydrologické situace byly lapáky plavenin osazeny poprvé až během června. Následně byly opět osazeny v srpnu. Z osazených lapáků bylo získáno dostatečné množství materiálu, který byl využit ke kvantitativním a kvalitativním analýzám. Byly provedeny zrnitostní rozbory, které potvrdily, že pasivní lapáky plavenin odpovídající svou konstrukcí danému užitnému vzoru umožňují zachycení i nejjemnějších stanovitelných frakcí, tedy i frakcí < 0,063 mm, < 0,05 mm a < 0,01 mm. Podařilo se tak ověřit funkčnost navrženého zařízení. Získané vzorky plavenin, zachycené lapáky, byly využity také k radiologickým a genotoxickým analýzám a ke stanovení obsahu vybraných kovů v plavenině. V roce 2010 byla věnována pozornost také možnostem využití pasivních vzorkovačů typu DGT, které jsou komerčně dodávané a určené pro záchyt kovů. Jedná se o zařízení, které je v současnosti poměrně značně využívané v zahraničí, o čemž svědčí množství odborné literatury. Zároveň byla pozornost věnována vývoji vlastního zařízení pro instalaci vzorkovačů ve vodních tocích tak, aby bylo zajištěno standardizované umístění ve vodním sloupci a zajištěno čištění povrchu během doby expozice a omezeno zanášení ochranného obalu, který byl nezbytný pro možnost osazení vzorkovače do vodního prostředí, jak bylo zjištěno při aplikacích v roce 2009 (i v rámci jiných výzkumných projektů). Cílem bylo také zpracování návrhu na zapsání užitného vzoru jako patentové ochrany zařízení. DGT vzorkovače byly experimentálně osazeny na vybrané profily monitoringu dopadu uranového průmyslu na vodní prostředí v povodí řeky Svratky. Následně byly vzorkovače zpracovány v laboratoři a byly provedeny analýzy obsahu a akumulace vybraných kovů. Současně je ověřována možnost využití vzorkovačů pro kontrolu zatížení vodního prostředí uranem. Předpokládáme pokračování testování v roce 2011 v terénních i v laboratorních podmínkách. V roce 2010 pokračoval dlouhodobý monitoring dopadu uranového průmyslu na vodní prostředí v povodí řeky Svratky. K dlouhodobě sledovaným odběrovým profilům byly v letošním roce zařazeny další profily. Cílem bylo prověřit podrobně situaci v povodí říčky Nedvědičky a prověřit změny u bývalých zdrojů specifického znečištění souvisejícího s těžbou a zpracováním uranu v dané části povodí, které byly v rámci výzkumných projektů VÚV TGM, v.v.i. sledovány zejména v devadesátých létech. Zároveň probíhal další sběr informací a dat pro vyhodnocení dlouhodobého monitoringu. Byly experimentálně ověřeny jednotlivé metody stanovení celkové objemové aktivity alfa z hlediska ztrát polonia 210 při stanovení v závislosti na způsobu konzervace a teplotě při zpracování vzorků. Byl zpracován a prezentován příspěvek (viz kapitola 3.1.3). Ve spolupráci s VÚVH Bratislava byly v září 2010 v hotelu Trosky připraveny XVII. Konzultační dny pro pracovníky vodohospodářských radiologických laboratoří. Jejich hlavními cíly bylo poskytnout aktuální informace z oblasti radiologie a radiochemie; reagovat na požadavky praxe; umožnit vzájemnou komunikaci mezi pracovníky radiologických hydroanalytických laboratoří ve vodárenství, životním prostředí, zdravotnictví aj.; úkoly Radiační monitorovací sítě; Byly prezentovány možnosti odstraňování uranu z pitných vod v návaznosti na metodický Pokyn hlavního hygienika České republiky ke stanovení nejvyšší mezní hodnoty uranu v pitné vodě. V současnosti je připravován sborník. Byl proveden odběr vzorků sedimentů v lokalitách s bývalou těžbou a zpracováním uranu. Budou hodnoceny změny obsahu radionuklidů v zatížených lokalitách ve srovnání s ostatními lokalitami.

59


Do prezentačního materiálu k VZ (skládačky) byla zpracována témata: •

Radioaktivní látky v říčních dnových sedimentech v České republice.

•

Radioaktivní látky v řece Jihlavě a nádržích Dalešice a Mohelno v souvislosti s provozem JE Dukovany.

•

Kontaminace povodí Ploučnice radioaktivními látkami z těžby uranu a její změny za období 1992–2009.

3.1.3 Výstupy •

ČSN 75 7625 Jakost vod – Stanovení radonu 222 kapalinovou scintilační měřicí metodou. 2010 Vydáno 1.3. 2010. (3611_2901)

•

Podklady pro Metodický postup MF k provedení vyhlášky č. 461/2005 Sb., o postupu při poskytování dotací na přijetí opatření ke snížení ozáření z přírodních radionuklidů a ke snížení obsahu přírodních radionuklidů v pitné vodě pro veřejné zásobování. Realizováno. (3611_2978)

•

Příprava a podání návrhu na zapsání užitného vzoru – zařízení pro instalaci vzorkovačů typu DGT (vzorkovače pro záchyt kovů). Ve druhé polovině roku 2010 bylo zařízení, nazvané „nosič DGT vzorkovače“, navrženo a byla zpracována výkresová dokumentace. Následně byly zpracovány podklady pro zapsání užitného vzoru. Návrh byl postoupen patentovému zástupci VÚV TGM, v.v.i. pro zpracování přihlášky k právní ochraně zařízení formou užitného vzoru.

•

Příprava článku pro recenzovaný časopis (Vodní hospodářství k problematice sledování dopadu těžby uranu v oblasti dolu Rožná.

nebo

VTEI)

Do edičního plánu redakční rady VÚV TGM, v.v.i. byl navržen článek „Těžba a zpracování uranových rud v oblasti dolu Rožná a ovlivnění jakosti vod v povodí Nedvědičky“, a to pro publikaci v časopise VTEI v roce 2011. Konečné znění článku bude připraveno po zpracování a vyhodnocení všech výsledků analýz vzorků z monitoringu prováděném v roce 2010. •

Příprava článku pro zahraniční recenzovaný časopis případně i s IF na téma hodnocení dopadu těžby v povodí řeky Svratky na vodní ekosystém. Pokračuje se ve zpracování a přípravě podkladů pro plánovaný článek. Bude připraven opět v návaznosti na vyhodnocení monitoringu z roku 2010.

•

Hudcová, H., Ivanovová, D., Hanslík, E. Vliv jaderné elektrárny Dukovany na obsah radioaktivních látek v řece Jihlavě a nádržích Dalešice a Mohelno v období 2001–2009. VTEI, 2010, roč. 52, č. 4/2010, s. 9-12. ISSN 0322-8916. (3611_3019)

•

Ivanovová, D., Hanslík, E., Stierand, P. The assessment of natural and artificial radionuclides in river sediments in the Czech Republic. Sediment Dynamics for a Changing Future, 2010. vol. 2010, no. 337, p. 157-162. ISSN 0144-7815. (3611_2926)

Další výstupy: • Svetlik, I., Belanova, A., Vrskova, M., Hanslik, E., Ivanovova, D., Meresova, J., Tomaskova, L., Novakova T. Volatility of 210Po in the gross alpha determination. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2010, vol. 286, no. 2, p. 547–551. ISSN 02365731. (3611_2944)

60


• Hanslík, E., Ivanovová, D., Impact of radionuclide discharges from Temelín Nuclear Power Plant on the Vltava River (Czech Republic). Pavel Tsvetkov. Nuclear Power. Indie, Sciyo, 2010. p. 311-336. ISBN 978-953-307-110-7. (3611_2974) •

•

•

XXI. Konference Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. 11.–12.5.2010 v Českých Budějovicích: o

Ivanovová, D., Hanslík, E. Vliv JE Temelín na hydrosféru do roku 2009. In Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. České Budějovice, 11.5.2010. Ing. Eduard Hanslík, CSc. Praha, ČVTVHS-OS čistota vod, 2010, s. 9-18. ISBN 978-80-02-02258-9. (3611_2980)

o

Hanslík, E., Ivanovová, D., Šimek, P., Novák, M., Komárek, M. Kontaminace povodí Ploučnice radioaktivními látkami z těžby uranu a její změny za období 1992 - 2009. In Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. České Budějovice, 11.5.2010. Ing. Eduard Hanslík, CSc. Praha, ČVTVHS-OS čistota vod, 2010, s. 91104. ISBN 978-80-02-02258-9. (3611_2986)

o

Hudcová, H., Ivanovová, D., Hanslík, E Radioaktivní látky v řece Jihlavě a nádržích Dalešice a Mohelno v souvislosti s provozem JE Dukovany. In Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. České Budějovice, 11.5.2010. Ing. Eduard Hanslík, CSc. Praha, ČVTVHS-OS čistota vod, 2010, s. 19-28. ISBN 978-80-0202258-9. (3611_2981)

o

Hudcová, H., Rozkošný, M., Badurová, J., Sova, J., Březinová, R., Funková, R. Vliv uranového průmyslu na vodní ekosystémy v povodí řeky Svratky. In Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. České Budějovice, 11.5.2010. Ing. Eduard Hanslík, CSc. Praha, ČVTVHS-OS čistota vod, 2010, s. 109-116. ISBN 978-80-0202258-9. (3611_3018)

o

Mudra, J., Podlaha, J., Hanslík, E., Novák, M. Monitorování životního prostředí v rámci sanace starých ekologických zátěří v ústavu jaderného výzkumu Řež a.s.. In Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. České Budějovice, 11.5.2010. Ing. Eduard Hanslík, CSc. Praha, ČVTVHS-OS čistota vod, 2010, s. 135140. ISBN 978-80-02-02258-9. (3611_2988)

o

Fremrová, L., Hanslík, E. Normy pro stanovení radioaktivních látek ve vzorcích vody, názvoslovné normy a další související normy. In Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství. České Budějovice, 11.5.2010. Ing. Eduard Hanslík, CSc. Praha, ČVTVHS-OS čistota vod, 2010, s. 117-120. ISBN 978-80-02-02258-9. (3611_2987)

Postery na Magdeburském semináři: o

Ivanovová, D., Hanslík, E. Impact of tritium discharges from Temelín Nuclear Power Plant on the Vltava and Elbe Rivers during the period 2001-2009. In Magdeburský seminář o ochraně vod v Teplicích. Teplice, 4.10.2010. Ing. Jiří Nedoma. Chomutov, Povodí Ohře, státní podnik, 2010, s. 225. (3611_2989)

o

Hanslík,E., Ivanovová, D., Šimek, P., Novák, M., Komárek, M. Radioactive contamination of the Ploučnice River basin from uranium mining and its changes over the period 1992-2009. In Magdeburský seminář o ochraně vod v Teplicích. Teplice, 4.10.2010. Ing. Jiří Nedoma. Chomutov, Povodí Ohře, státní podnik, 2010, s. 238. (3611_2990)

Příspěvek Ivanovová, D., Hanslík, E., Stierand, P. The assessment of natural and artificial radionuclides in river sediments in the Czech Republic byl prezentován na ICCE symposium on Sediment Dynamics for a Changing Future, Varšava, 14.–18.6.2010. V příspěvku jsou souhrnně zpracovány výsledky sledování sedimentů v České republice v rámci státní monitorovací sítě ČHMÚ za období 2000–2008.

61


•

Ivanovová, D., Pohlová, I., Hanslík, E., Světlík. I. Ověření ztrát polonia 210 při stanovení celkové objemové alkality alfa. In Nové analytické metódy v chémii vody, HYDROCHÉMIA 2010. Výskumný ústav vodného hospodárstva Bratislava, 12.5.2010. Bratislava. Pavel Hucko. Slovenská vodohospodárska spoločnosť, 2010, s. 155-160. ISBN 978-80-89062-68-3. (3611_2900)

62


3.2 HODNOCENÍ A SLEDOVÁNÍ VODNÍCH EKOSYSTÉMŮ A JEJICH ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ: ČASOVÉ A PROSTOROVÉ ZMĚNY V SOUVISLOSTI S ANTROPOGENNÍMI TLAKY 3.2.1 Předmět řešení V oblasti antropogenních tlaků ze strany chemických látek budou práce zaměřeny na sledování vybraných endokrinně aktivních polutantů průmyslového původu ve vodním prostředí (nonylfenolové látky). Cílem řešení v roce 2010 bude průzkum potenciálních zdrojů kontaminace vodního prostředí uvedenými látkami (odtoky z kanalizací nečištěných odpadních vod, smyvy z areálů městských aglomerací při zvýšených srážko-odtokových situacích, plošná kontaminace). Bude pokračováno v problematice stanovení přirozeného pozadí říčních sedimentů pro kovy a metaloidy na základě odběru a analýzy vertikálních sedimentových profilů v oblastech antropogenně nezatížené říční nivy. Práce budou v letošním roce zaměřeny na horní tok Jizery, který může být ovlivněn zvýšenými pozaďovými koncentracemi některých kovů, které jsou pak transportovány vodním tokem Jizery. V rámci řešení problematiky změn v látkových odnosech rozpuštěného organického uhlíku (DOC) a dalších ukazatelů jakosti povrchových vod povodí Flájského potoka v Krušných horách budou činnosti zaměřeny na sledování forem výskytu síry. Značná část celkového „poolu“ síry v rašeliništích a rašelinných plochách pochází ještě z období před rokem 1990 (kyselé deště). Organicky vázaná forma síry v povrchových vodách a vodách vytékajících z rašelinišť bude rozlišena od síry sulfátové kombinací techniky ICP-OES a iontové chromatografie. V rámci řešení bude na základě vlastních dat a dat získaných z podniku Povodí Ohře s.p. zpracován vývoj kontaminace povrchových vod Flájského potoka sulfáty za posledních 20 let. V rámci problematiky kontaminace bionárostů a vodních makrofyt byla v loňském roce provedena podrobná literární rešerše prací zaměřených na kumulaci organických polutantů a těžkých kovů v uvedených kompartimentech a jejich zpětnou remobilizaci a na dopad těchto procesů na transport polutantů vodním tokem. Na vybraných úsecích antropogenně silně kontaminovaného vodního toku Bíliny s rozvinutým porostem vodních rostlin, bude experimentálně sledován průnik vybraných polutantů do rostlinné biomasy v průběhu celého vegetačního cyklu. Současně bude sledována i úroveň kontaminace říčních sedimentů a vodní fáze. Výsledky sledování přispějí k poznatkům o vlivu rostlinných porostů na transport a kumulaci polutantů ve vodním prostředí.

3.2.2 Postup řešení a výsledky V rámci problematiky sledování zdrojů kontaminace vodního prostředí alkylfenolovými látkami byla provedena literární rešerše prací zaměřených na sledování zdrojů kontaminace těmito látkami a jejich transportu do vodního prostředí. Výsledky rešerše ukazují na značné rozdíly v nálezech uvedených látek na různých lokalitách v různých zemích. Obecně lze konstatovat, že se jedná o látky prakticky všudypřítomné v důsledku jejich široké aplikace za období více než 50 let. Vedle průmyslových a komunálních čistíren odpadních vod jsou významnými zdroji kontaminace vodního prostředí alkylfenolovými látkami i zdroje plošné a difúzní. Zejména v intravilánech městských aglomerací existuje celá řada zdrojů kontaminace (aplikace některých neiontových tenzidů s obsahem ethoxylátů alkylfenolů, smyvy z ploch dopravních komunikací, jako je silniční a železniční síť, výluhy z betonu a nátěrových hmot, různé staré zátěže apod.). V průběhu zvýšených srážko-odtokových situací může pak docházet k odnosu těchto látek do vodních toků protékajících městskou aglomerací. Ke sledování byly vybrány dva značně kontaminované potoky na území města Prahy, Botič a Rokytka, do kterých je zaústěna řada kanalizačních odtoků odvádějících 63


srážkovou vodu z dopravních komunikací. Předchozí výsledky sledování ukazují na značný podíl těchto zdrojů kontaminace na celkové zátěži vodních toků (vedle odtoků z komunálních a průmyslových čistíren odpadních vod). Odběry vzorků vody byly realizovány v průběhu větších srážko-odtokových situací. Paralelně jsou vždy sledovány průtoky vody. Na horním toku Jizery byl na základě podrobného průzkumu terénu proveden odběr sedimentových jader v říčních nivách na lokalitách Dolní Tříč, Přívlaka a Dolní Sytová s cílem odvození přirozených pozaďových koncentrací pro kovy a metaloidy. Současně byly odebrány i vzorky recentního říčního sedimentu. Odebraný sedimentový materiál je v současné době zpracováván v laboratořích VÚV TGM,v.v.i. V rámci řešení problematiky odnosů DOC ve vodách v povodí Flájského potoka v Krušných horách byl zpracován vývoj koncentrace síranů na koncovém profilu potoka za období od roku 1990 do současnosti s použitím výsledků Povodí Ohře s.p., česko-německého projektu VÚV TGM, v.v.i. – TU Dresden (2001–2004) a výsledků získaných v rámci řešení tohoto výzkumného záměru. Z časového průběhu uvedeného ukazatele je patrný jeho stálý pokles od roku 1990. U ukazatelů odrážejících obsah organického uhlíku (DOC, CHSK) dochází naopak k nárůstu sledovaných hodnot. Ve vodách na odtocích z rašelinišť a rašelinných ploch v horních partiích Flájského potoka byl technikami OES-ICP a iontovou chromatografií rozlišen obsah síranové a organicky vázané síry. Bylo zjištěno, že v půdních vodách v anaerobním prostředí hlubších rašelinných horizontů dominuje síra vázaná organicky, zatímco v povrchových vodách převažuje síra síranová. Výsledky sledování ukazují, že hlavním zdrojem síranů ve vodách Flájského potoka nejsou rašeliniště a rašelinné plochy (které jsou však hlavním zdrojem organického uhlíku), nýbrž zejména jeho přítoky z lesních porostů v dolních partiích potoka. Ve vodním toku Bíliny byly v průběhu vegetačního období v přibližně jednoměsíčních intervalech odebírány vzorky vybraných makrofyt, říčních sedimentů a vody, které byly v laboratoři VÚV TGM, v.v.i. analyzovány na obsah těžkých kovů a metaloidů. Z makrofyt rostoucích ve vodním toku Bíliny byl pro sledování vybrán Rdest hřebenitý (Potamogeton Pectinatus), z důvodu jeho značného rozšíření v celém podélném profilu. K analýze byly odebírány mladé výhonky listů se stonky. Obsah kovů v sedimentovém materiálu byl stanovován ve frakci o velikosti částic <20 μm. Odběrové lokality byly vybrány tak, aby zahrnovaly jednak nekontaminované oblasti (pod přehradní nádrží Jirkov) a oblasti kontaminované z komunálních a průmyslových zdrojů znečištění (lokality: Komořany, Želenice, Stadice, Ústí nad Labem). Na většině vybraných lokalit bylo možno v průběhu vegetačního období pozorovat silný porost makrofyt, na kterých se zachycují drobné částečky odumřelého rostlinného materiálu společně s jemnou frakcí říčních sedimentů, které obsahují zvýšené koncentrace některých těžkých kovů. Výsledky analýz jsou v současné době zpracovávány do plánované publikace.

3.2.3 Výstupy Publikace v recenzovaném odborném časopise: •

Lochovský, P., Pospíchalová, D. Vliv pražské aglomerace na kontaminaci vody a říčních sedimentů Vltavy alkylfenolovými látkami a bisfenolem A. Realizováno. Lochovský, P., Pospíchalová, D. Vliv pražské aglomerace na kontaminaci vody a říčních sedimentů Vltavy alkylfenolovými látkami a bisfenolem A. VTEI, 2010, roč. 52, č. 3, s. 3—6. ISSN 0322-8916. Příloha vodního hospodářství č. 6/2010 (3612_2914)

•

Lochovský, P., Farský, M. Problematika síry a síranů ve vodách povodí Flájského potoka v Krušných horách. Realizováno: Publikace vyjde v prosincovém čísle VTEI, recenzované příloze Vodního hospodářství. (3612_2951) 64


•

Lochovský, P., Havel, L. Vliv vodních makrofyt na transport a kumulaci polutantů ve vodním toku Bíliny (předání redakci 12/2010). Publikace bude začátkem prosince 2010 předána redakci.

Příprava podkladů pro publikace v recenzovaném odborném časopise: •

Lochovský, P., Farský, M. Kontaminace říčních sedimentů horního toku Jizery v porovnání s regionálním geogenním pozadím. Ve fázi zpracování výsledků, předání redakci začátkem roku 2011.

•

Lochovský, P., Pospíchalová, D. Bodové, plošné a difúzní zdroje kontaminace vodního prostředí nonylfenolovými látkami. Ve fázi odběru vzorků a laboratorního zpracování, předání redakci v prvním čtvrtletí 2011.

Publikace z předchozích metodik řešení VZ 01 realizované v roce 2010: •

Lochovský, P. Procesy na redox rozhraní vod vytékajících z rašelinišť v povodí Flájského potoka v Krušných horách. VTEI, 2010, roč. 52, č. 2, s.11–14. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 4/2010. (3612_2704)

•

Kužílek, V., Lochovský, P. Vliv průmyslového areálu Pardubice-Semtín na kvalitu složek vodních ekosystémů Labe z hlediska specifických organických polutantů. VTEI, 2010, roč. 52, č. 1, s. 5–9. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 2/2010. (3612_2607)

65


3.3 VÝVOJ A ZAVÁDĚNÍ TOXIKOLOGICKÝCH METOD DO VODOHOSPODÁŘSKÉ PRAXE 3.3.1 Předmět řešení Cílem prací je vývoj nových metod detekce a hodnocení negativních vlivů látek s bioakumulačními účinky na organismy vodních ekosystémů včetně jejich využití pro získávání konkrétních dat úrovně aktuální kontaminace vod. V roce 2010 jsou experimentální práce zaměřeny na dopracování nově vyvíjené metody záchytu organického znečištění povrchových vod následným hodnocením ekotoxikologických účinků zachyceného znečištění. Jedná se o metodu stanovující ekotoxikologické vlastnosti dlouhodobého znečištění vod, zachyceného pomocí polystyrenových pryskyřičných sorbentů (XAD resinů), umístěných in situ. Metoda má být ekvivalentem k pasivnímu vzorkování znečištění za použití semipermeabilních membrán. Důvodem je značně komplikovaný postup převodu zachyceného znečištění do médií, používaných pro stanovení ekotoxicky. Problémy jsou spojeny s použitím trioleinu jako absorpčního agens. V uplynulém roce byly XAD resiny pokusně nasazeny na profilech v povodích řek Odry, Labe a Moravy. První výsledky byly uspokojivé, pro dopracování metody je však třeba ještě provést: •

modelové zkoušky se spikovanými vodami, zaměřené na studium procesu adsorpce,

•

ověření vhodnosti postupu extrakce polutantů do média vhodného pro zkoušky ekotoxicky,

•

zkoušky s různou dobou expozice sorpčního materiálu na reálných biotopech,

•

vypracovat standardizovaný celkový postup.

3.3.2 Postup řešení a výsledky Kromě průběžného vzorkování ve vybraných profilech v povodí řek Odry, Labe a Moravy byly provedeny modelové zkoušky s uměle připravenými spikovanými vzorky, zaměřené na studium procesu adsorpce. Pokusy byly prováděny v místnosti s tepelnou regulací (pro modelování teplotních podmínek v toku nastaveno na minimální dosažitelnou teplotu 17 °C). Do sedmi akvárií o objemu cca 4 litry bylo připraveno po 3 litrech modelové vzorků identického složení. Pro simulaci proudění vody bylo médium v akváriích promícháváno. Plán pokusu uvádí následující tabulka. Kromě časových závislostí adsorpce byla studována vhodnost různých činidel a postupů k eluování sorbovaných organických látek z pevných sorbentů typu XAD. Základní hlediska volby byly: •

účinnost (výtěžnost) celého postupu extrakce sledovaných organických látek z vodného prostředí pomocí tuhé fáze a vhodnost použitého rozpouštědla ve vztahu k následnému stanovení ekotoxicky,

•

pracnost, časová a finanční náročnost postupu eluování analytů z pevného sorpčního materiálu a následného převedení analytů do rozpouštědel vhodných k chemické a ekotoxikologické analýze.

Tab. 3.3.1

Plán modelového pokusu pasivní sorpce dlouhodobého znečištění vod

Studovaný parametr

Nastavení pokusu

Počáteční analýza

Konečná analýza

„Spontánní“ kontaminace čisté vody

Médium bez „spiku“ a bez absorbentů

0h

4 týden

66

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů _________________________________________________________________________________ Počáteční Konečná Studovaný parametr Nastavení pokusu analýza analýza Možná kontaminace adsorbenty Médium bez „spiku“ s adsorbenty 0h 4 týden Spontánní změna koncentrace Médium se „spikem“ a bez 0h 4 týden „spiku“ adsorbentů Účinnost adsorpce za 24 h Médium se „spikem“ a s adsorbenty 0h 24 h Účinnost adsorpce za 1 týden Médium se „spikem“ a s adsorbenty 0h 1 týden Účinnost adsorpce za 2 týdny Médium se „spikem“ a s adsorbenty 0h 2 týdny Účinnost adsorpce za 3 týdny Médium se „spikem“ a s adsorbenty 0h 3 týdny Účinnost adsorpce za 4 týdny Médium se „spikem“ a s adsorbenty 0h 4 týdny

Modelové pokusy: 1. Studium závislosti účinnosti adsorpce vybraných organických látek na délce doby expozice sorpčního materiálu v prostředí modelového vodného vzorku Modelový vodný vzorek byl připraven pro všechny alternativy uvedené v Tab. 3.3.1 současně. Byla použita skleněná nádoba o objemu 25 l. Ultračistá voda byla spikována vybranými organickými látkami a pro zvýšení iontové síly vody, z důvodu snížení tendence ultračisté vody k sorpci možných organických látek z okolního prostředí, byly přidány i roztoky anorganických solí v následujícím množství NaHCO 3 (64,75 mg.l -1), MgSO4.7H2O (123,25 mg.l-1), CaCl2.2H2O (294 mg.l-1) a KCl (6 mg.l-1). Všechny použité chemikálie byly čistoty p.a. Dále byla provedena homogenizace modelové vody pomocí elektrického vrtulového míchadla z nerezového materiálu. Koncentrace organických látek byla volena tak, aby bylo možné sledovat její snižování po celou dobu trvání pokusu (ve vztahu k mezím stanovitelnosti) a zároveň aby odpovídala koncentracím těchto látek v reálných vzorcích. Do modelového vodného vzorku byly spikovány tyto látky: • Fenoly: fenol, o-kresol, m-kresol, p-kresol, β-naftol v koncentraci 20 µg.l-1, • Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU): naftalen, acenaftylen, acenaften, fluoren, fenantren, antracen, fluoranten, pyren, benzo(a)antracen, chrysen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)pyren, dibenzo(a,h)antracen, benzo(g,h,i)perylen, indeno(1,2,3-g,h,i)pyren v koncentraci 0,420 µg.l -1, • Polychlorované bifenyly (PCB): kongenery PCB (28), PCB (52), PCB (101), PCB (118), PCB (138), PCB (153) a PCB (180) v koncentraci 0,042 µgl -1, • Pesticidy: hexachlorbutadien, trifluralin, alachlor, aldrin, chlorpyrifos, octachlorstyren, endosulfan I, dieldrin, endrin v koncentraci 0,042 µg.l -1,

isodryn,

Analytická stanovení výše uvedených analytů byla prováděna podle standardních operačních postupů: • Stanovení PAU podle SOP A.31 metodou HPLC s fluorescenčním a DAD detektorem po extrakci kapalina – kapalina. • Stanovení fenolů podle SOP A.35 metodou HPLC s fluorescenčním a DAD detektorem po SPE (solid-phase extraction) extrakci. • Stanovení PCB a pesticidů podle SOP A.34 metodou GC – ECD po extrakci kapalina – kapalina. V pěti akváriích byla spikovaná voda a resiny typu XAD-2 a XAD-4 v objemovém poměru 1:1. Další dvě akvária sloužila jako kontroly. V prvním akváriu byla nespikovaná modelová voda s resiny a ve druhém akváriu byla pouze spikovaná modelová voda (u obou doba expozice 4 týdny). Modelová voda z akvárií byla analyzována vždy v čase 0 h a ve zvolených časových intervalech. První kontrola měla zachytit případné znečištění resinů, které by se mohlo uvolňovat do modelové vody a druhá možné ztráty analytů během pokusu způsobené jinými vlivy než adsorpcí na sorbenty. Původně byla akvária pouze překryta hliníkovou fólií.

67


Po čtyřech týdnech sledování byl zaznamenán významný úbytek analytů a to i v kontrolním akváriu. Možné příčiny tohoto jevu jsou různé (únik analytů odpařením, degradace pesticidů aj.). Proto byl pokus znovu nasazen, ale tentokrát v uzavřených 2 l lahvích, které byly míchány na třepačce typu hlava-pata. Účinnost procesu adsorpce byla vypočtena z rozdílu hodnot koncentrací výše uvedených analytů ve vodném vzorku na začátku pokusu v čase 0 h a na konci pokusu ve zvolených časových úsecích 24 h, 1 týden, 2 týdny, 3 týdny, 4 týdny. Pro ukázku jsou uvedeny grafické závislosti sorbovaného množství analytu (v %), pro dva zástupce ze skupiny fenolů, PAU, PCB a pesticidů.

Graf 4:

Graf 3.3.1 Účinnost adsorbovaného množství testovaných polutantů (%) Jak z výsledků vyplývá, u většiny analytů docházelo k maximu adsorpce po expozici ukončené po dvou týdnech. Zvýšení účinnosti adsorpce v dalších dvou týdnech se pohybovaly v řádu desetin až jednotek procent, případně docházelo k úbytku. Tento fakt naznačuje, že nejvhodnější doba expozice sorbentů amberlite typu XAD je maximálně dva týdny. Při delší expozici je již zřejmě sorbent saturován, další komponenty na něm již nemohou být zachycovány a dochází k "průrazu" tj. k vymývání již sorbovaných analytů. Tento závěr je nutné ověřit při nasazení rezinů v reálných podmínkách a to jak chemickými, tak ekotoxikologickými analýzami sorbovaného znečištění. Je totiž velmi pravděpodobné, že doba expozice v reálném prostředí bude při zachování používané hmotnosti resinů ještě kratší. Dochází totiž k sorbci nejen sledovaných analytů, ale i dalších komponent obsažených v reálné matrici (říční voda).

68


2. Studium vlivu použití různých typů rozpouštědel a postupů eluování ze sorbentu Kromě časových závislostí adsorpce byla studována vhodnost použití různých elučních činidel (rozpouštědel) a postupů použitých k eluování sorbovaných organických látek na pevný sorbent typu XAD – 2 a XAD – 4 smíchaném v objemovém poměru 1 : 1. K eluci analytů z pevného sorbentu byla používána tato eluční rozpouštědla: aceton, aceton v kombinaci s metanolem a aceton v kombinaci s hexanem. Eluování analytů bylo prováděno dvojím postupem: 1. Po umístění sorbentu do eluční kolonky (největší výtěžnosti dosaženo u fenolů při použití kombinace rozpouštědel aceton a metanol v uvedeném pořadí). 2. Extrahováním analytů v soxhletově extraktoru, násobnou extrakcí (největší výtěžnost dosažena pro PCB při kombinaci rozpouštědel, aceton, aceton : hexan = 1 : 1 v uvedeném pořadí. Pro všechny sledované látky byla vypočtena účinnost použitých způsobů extrakce a rozpouštědel. Jako příklad je uvedena násobná extrakce (popsaná níže) pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU). Extrakce proběhla ve třech krocích: 1.

Extrakce acetonem

2.

Kombinaci rozpouštědel aceton : hexan = 3 : 1

3.

Kombinaci rozpouštědel aceton : hexan = 1 : 1

Extrakty byly spojeny a zahuštěny k suchu a analyty následně převedeny do acetonitrilu tj. rozpouštědla vhodného pro HPLC analýzu pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU). Stanovené výsledky uvádí následující graf:

Graf 3.3.2 Účinnost extrakce PAU (%) Z uvedeného je zřejmé, že z hlediska chemických analýz nebude možné používat jednotný postup eluování analytů pro stanovení širokého spektra organických látek. Postup musí být specifikován vždy pro určitou skupinu látek a pro následné stanovení ekotoxicity by měla být potřebná část tohoto koncentrátu převedena do vhodného rozpouštědla (vody). Je však nutné ověřit, zda možná stopová množství použitých rozpouštědel po zahuštění extaktu k suchu neovlivní stanovení ekotoxicity.Vzhledem ke stanoveným hodnotám účinnosti extrakce, které jsou pro některé typy polutantů relativně nízké, bude třeba další optimalizace extrakčních postupů.

69


Vzhledem k tomu, že při použití acetonu (používá se v metodice pro stanovení ekotoxicity) jako extrakčního činidla byla zjištěna nejvyšší výtěžnost extrakce pro fenol a kresoly, budou v dalším období práce zaměřeny na optimalizaci metody stanovení jednosytných fenolů a jeho derivátů (chlorfenoly, nitrofenoly) v modelových a zejména reálných vzorcích. V této souvislosti je také nutné znovu posoudit typ kombinace používaného sorbentu. 3. Účast v mezinárodní interkalibraci Pro potřeby porovnání námi vyvíjeného postupu s jinými postupy pasivního vzorkování, používanými v evropském měřítku, jsme se zůčastnili mezinárodní interkalibrace metod AQUAREF 2010, pořádané sdružením výzkumných institucí NORMAN. Na vybraném profilu řeky Rhony byly umístěny zařízení k pasívnímu vzorkování zhruba ze zhroba 17 evropských institucí, včetně našeho zařízení. Po ukončení doby expozice, byly adsorbenty zaslány zpět do České republiky a zde u nich nyní probíhají chemické a ekotoxikologické analýzy. Chemické analýzy jsou prováděny na pracovištích VÚV TGM, v.v.i. v Ostravě a v Brně, ekotoxikologie zachyceného znečištění byla stanovena v Ostravě. Předpokládáme, že získané výsledky chemických analýz budou porovány mezilaboratorně v rámci VÚV TGM, v.v.i. (posouzení vlivu různých extrakčních postupů) a také s výsledky ostatních zúčastněných evropských institucí (porovnání různých typů pasivního vzorkování). 4. Optimalizace S9 jaterní frakce V loňském roce probíhaly práce, jejichž cílem bylo nalézt takový typ induktoru, který v co největším množství zvýší v buňkách jater pstruhů hladinu enzymů skupiny CYP1A. Jako náhrada induktorů typu PCB (Aroclor 1254, Delor 103) byly vybrány tři typy látek, které byly již v dřívějších letech aplikovány rybám v různých studiích zaměřených na sledování biotransformačních procesů. Jednalo se o 2,3,7,8,-tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD), β-naftoflavon a albendazol. Přestože je některý typ induktoru označen za vhodný pro aktivaci cytochromu P450 pro určitý organismus, neznamená to, že se uplatní i při indukci monooxygenáz v buňkách ryb (pstruhů). Každý živočišný druh totiž reaguje specificky na podaný induktor a tím je ovlivněno i množství indukovaných biotransformačních enzymů. V letošním roce byly práce zaměřeny na optimalizaci izolovaných postmitochondriálních frakcí indukovaných TCDD, β-naftoflavonem a albendazolem. Provedeni optimalizace je významné vzhledem ke skutečnosti, že odpověď detekčního systému na specifický mutagen je závislá na množství frakce, která je aplikována v testu. Malé množství nebo naopak příliš velká dávka S9 frakce může významně snížit mutagenní efekt sledované látky. V Amesově fluktuačním testu k účelu optimalizace množství jaterních frakcí byly využity bakteriální kmeny Salmonella typhimurium TA98 a TA100. Použitým mutagenem, způsobující reverze DNA v bakteriálních kmenech byl 2-aminoantracen (2AA) o koncentraci 10 µg/100 µl dimethylsulfoxidu (DMSO). Pro kontrolu byly provedeny zkoušky s 2AA, ale již bez přídavku jaterní frakce. Touto zkouškou se kontrolovala správnost testu. Pro jednotlivé typy získaných jaterních frakcí byly v Amesově testu pro účely optimalizace jejich množství zvoleny objemy 0,01, 0,05, 0,07, 0,09, 0,1, 0,15, 0,2 a 0,5 ml. Výsledky optimalizace a vhodnosti použití tří hodnocených induktorů u pstruha duhového budou otištěny v říjnovém vydání VTEI, přílohy časopisu Vodní hospodářství. Studium výskytu nitroaromatických sloučenin v biotě a sedimentu na dolním úseku toku řeky bylo zahájeno v červenci 2010 odběrem odpadní a povrchové vody a na dolním úseku toku Odry. Byl potvrzen obsah nitrobenzenu a 4-nitrofenolu v obdobných koncentracích, jako před dvěma lety (až 200 µg.l-1 v odpadní vodě a jednotky µg.l -1 v povrchové vodě cca 2 km pod výpustí). Proto bylo přikročeno k odběru bioty – jelec troušť stáří 3-4 roky a říčního sedimentu v profiku Odra-Petřkovice k ověření nitroaromátů v těchto matricích. Byla provedena reřerše stanovení těchto látek v obou typech matric. Na základě získaných

70


poznatků (zvl. Yoshinoti, N., 1995) byla vyvinuta metoda analytického stanovení vybraných nitroaromatických sloučenit. Extrakce nativního vzorku cca 2 g svaloviny ryb resp. 1 g sedimentu probíhala v extraktoru IKA 4 násobnou extrakcí v acetonu. Získaný extrakt byl zakoncentrován na 5 ml v koncentračním zařízení Turbovap II. Po zakoncentrování bylo ke vzorku přidáno 40 ml hexanu a následně 10 ml vody. Vzorek byl centrifugován, vrstva vody byla odstraněna a organický extrakt byl vysušen prolitím přes bezvodý síran sodný. Extrakt byl znovu zakoncentrován, přidána směs cyklohexan: ethylacetát 1:1, 20 ml a opět zakoncentrován na 2 ml. Z těchto 2 ml koncentrátu bylo 0,5 ml injektováno do gelového chromatografu Shimadzu LC 20 s frakčním kolektorem. Pro čištění pomocí GPC byla použitá gelová kolona firmy Labio typ Bio-beads 8x500mm S-X3 200-400 mesh. Při průtoku mobilní fáze cyklohexan etylacetát 1:1, 0,75 ml/min byla sbírána frakce 19-34 min, obsahující zájmové analyty. Frakce byla zkoncentrována na 0,5 ml v koncentračním zařízení Evatherm a převedena do 2ml vialek pro plynovou chromatografii. Měření probíhalo na plynovém chromatografu Agilent HP 7890A, hmotnostně selektivní detektor Agilent 5975C s PTV injektorem na koloně. J&W DB-5MS Ultra Inert, 60m x 0.25mm, 0.25um, nosný plyn Helium čistoty 5.0. průtok 2 ml/min. Pro ověření celého postupu byly používány deuterované surogáty přidávané do vzorku před začátkem extrakce. Uvedenou metodou bylo zpracováno celkem 8 vzorků ryb, dále jedna paralelně dvojmo, zpracovávaný vzorek sedimentu a sada modelových spikovaných vzorků o čtyřech různých koncentracích analytů pro ověření výtěžnosti. Vyhodnocení proběhne do konce roku 2010.

3.3.3 Výstupy •

Podání příspěvku zabývajícího se problematikou indukce systému mikrosomálních monooxigenáz do recenzovaného periodika. Badurová, J., Soldán, P. Vliv vybraných induktorů na aktivaci jaterních enzymů pstruha duhového. VTEI – Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2010, roč. 52, č. 5, s. 14—17. ISSN 0322-8916. Příloha vodního hospodářství č. 10/2010. (3613_3022)

•

Podání příspěvku týkajícího se problematiky ekotoxikologického dlouhodobého znečištění povrchových vod do impaktovaného periodika.

hodnocení

Soldán, P., Badurová, J. Complex method for screening of chronic impact of surface water pollution, Environmental Science and Pollution Research (Under Review). (3613_final1_2010)

71


3.4 STUDIUM CHOVÁNÍ A TRANSFORMACE SPECIFICKÝCH POLUTANTŮ VE VODNÍCH EKOSYSTÉMECH 3.4.1 Předmět řešení Cílem výzkumu je sledování transportu a transformace vybrané skupiny farmak, které jsou jako součást vyčištěných městských odpadních vod vypouštěny do toků. Výčet činností na rok 2010 je následující: •

Sledovat koncentrací čtyř farmak, které byly nalezeny ve významných koncentracích (ibuprofen, diklofenak, kyselina salicylová, karbamazepin) a dále kyselinu klofibrovou v podélném profilu dvou základních recipientů, a to Vltavy od Prahy po Mělník (sledování Vltavy nad Prahou nevypovídá o transportu z horního toku, protože jsou zde zásadní diskontinuity – velké nádrže Slapy a Orlík) a Labe od Hostinného (profil Klášterská Lhota) po Hřensko.

•

Doplnit přehled vývoje koncentrací vybraných farmak v podélném profilu Labe a dolní Vltavy o bilanční údaje o emisích z významných bodových zdrojů na toku.

•

Zjištěná data následně porovnat s daty z německého úseku Labe Hřensko-ústí, publikovanými ve zprávách MKOL.

•

Zpracovat rešerši o transformaci specifických polutantů ve vodě.

3.4.2 Postup řešení a výsledky Během roku bylo realizováno pět vzorkovacích kampaní na podélném profilu českého Labe a Dolní Vltavy. Lokalizace a základní charakteristiky profilů jsou uvedeny v tabulce 3.4.1. Vzorky byly odebírány ve standardních profilech ČHMÚ (resp. MKOL) s tím, že v dalším postupu vyhodnocení změn parametrů jakosti vody v podélném profilu budou využita „ročenková“ data (po publikaci ČHMÚ) a data z monitoringu Mezinárodní komise pro Ochranu Labe (po publikaci příslušných ročních databází). Z tohoto důvodu byly v odebíraných vzorcích, kromě stanovení vybraných farmak, stanoveny pouze základní charakteristiky - konduktivita, CHSKCr, BSK5, nerozpuštěné látky, formy dusíku (N-NH4, NNO2, N-NO3, Norg, Ncelk) a fosforu (Pcelk , P-PO4). Stanovení farmak bylo prováděno metodikou zpracovanou v předchozích fázích řešení výzkumného záměru metodou LC-MS. Nejistota stanovení farmak se pro povrchové vody pohybuje v oblasti 20 %. Výběr termínů vzorkování byl zvolen v období duben – říjen. V případech dlouhodobě zvýšených průtoků a vyhlášení 1. povodňového stupně bylo vzorkování odloženo až do odeznění povodňové situace, z důvodu omezeného počtu analýz daných rozpočtem subprojektu a eliminace situace nadměrného ředění vypouštěných městských odpadních vod v recipientu. Průtoky v obdobích plánovaných odběrů a v den odběru byly sledovány na informačních vývěskách správců povodí.

Výsledky V období duben – říjen 2010 bylo získáno pět souborů dat z podélného profilu Labe (Klášterská Lhota-Hřensko) a dolní Vltavy (profily Podolí a Zelčín), charakterizující vývoj zatížení v podélném profilu Labe a úseku Vltavy ovlivněného Prahou. Spolehlivé hodnoty byly získány pro čtyři ze sledovaných látek: kys. salicylovou (SAL), ibuprofen (IBU), karbamazepin (CAR) a diklofenak (DIC). Pro další sledovanou látku kys. klofibrovou byly koncentrace pod mezí stanovitelnosti analytické metody. Byly sledovány jen primární látky, nikoliv jejich metabolity a produkty případné degradace. Výjimkou je kys. acetylsalicylová (Aspirin) – v tomto případě se standardně sleduje kys salicylová (SAL) jako její základní 72


metabolit. Ve shodě s odbornou literaturou používáme souhrnný název „farmaka“ i pro kys. salicylovou. Zde je nutno uvést, že kys. salicylová se jako jediná ze sledovaných látek vyskytuje i v přírodě, v pobřežní vegetaci (Salix/Vrba, Fipendula/Tužebník). V tabulce 3.4.2 jsou pro tyto čtyři sledované látky zpracovány průměrné koncentrace se směrodatnou odchylkou a variačním koeficientem. Uvážíme-li, že průměr vychází z pěti měřených hodnot, je rozptyl hodnot poměrně malý. Průtoky v době jednotlivých odběrů se pohybovaly mezi 42 a 150 % průměrných průtoků na měrných profilech a rozdíly v průtoku neovlivňovaly rozdíly ve stanovených koncentracích. Zjištěné koncentrace jsou ve shodě s rozsahem koncentrací běžně nalézaných v evropských řekách. Průběh koncentrací sledovaných farmak v podélném profilu je patrný z grafu 3.4.1. Pro Vltavu, kde je dominantním zdrojem znečištění Praha, je jasný nárůst koncentrace všech farmak a případná degradace v podélném profilu, nebo naopak přísun z dalších zdrojů podél toku, není významný. V podstatně delším (336 km) a různorodějším podélném profilu Labe se projevují již popsané zásadní rozdíly v degradabilitě jednotlivých farmak. Kys. salicylová a ibuprofen jsou ve vodním prostředí postupně degradovány (na nestanovené metabolity, ne nutně mineralizovány na CO2) a v dolním úseku českého Labe jejich koncentrace nestoupají, nebo se snižují, zjevně v souvislosti s tím, že bodové zdroje zde vypouštějí městské odpadní vody do již relativně vodného recipientu. Pro rezistentní diklofenak a zejména karbamazepin je patrná stále stoupající koncentrace v podélném profilu, tzn. stálý přísun a nevýznamné ztráty (degradací, sorpcí apod.). Tato tendence je zvláště významná u karbamazepinu a lze ji srovnat s chováním dalších konzervativních složek / ukazatelů jakosti vody. Typicky se tak v podélném profilu Labe chovají chloridy – jejich koncentrace kontinuálně roste, zvyšuje se skokem po soutoku s Sálou, a trend se začíná výrazně měnit až v dolní slapové oblasti. Z našich měření jsou k dispozici data o konduktivitě, závislost koncentrací karbamazepinu vynesených proti konduktivitě je zpracován v grafu 3.4.2. Graf je jen ilustrativní, protože na první pohled významná korelace není kauzální. V horní části sledovaného úseku českého Labe (po soutok s Vltavou) se obdobně vyvíjí koncentrace dusičnanového dusíku – taktéž složky, která je v čistých tocích se stálou vysokou koncentrací kyslíku v podstatě konzervativní. Tab. 3.4.1

Základní charakteristiky sledovaných profilů. Kilometráž Labe je uvedena podle „nové kilometráže“ Povodí Labe. Průměrné průtoky jsou odhady odvozené z tabulkových dat pro profily s měřením průtoků atd. Kód

Název

KLA VER NEM VAL OBR HRE

Klášterská Lhota Verdek Němčice Valy Obříství Hřensko

POD ZEL

Praha-Podolí Zelčín

3

-1

Ř.km Průměrný průtok (m .s ) LABE 1063 cca 4,5 1039 6,1 979 46 955 56 842 248 727 293 VLTAVA 60 148 11 151

73


Tab. 3.4.2

Průměrné hodnoty koncentrace sledovaných farmak z pěti stanovení během roku 2010. SAL – kys. salicylová, CAR – karbamazepin, DIC – diklofenak, IBU – ibuprofen. SD – směrodatná odchylka průměru, CV – variační koeficient (%). 2010 KLA VER NEM VAL OBR HRE

SAL průměr 311 461 282 364 353 205

SAL SD 171 341 149 183 235 89

SAL CV 55 74 53 50 66 43

CAR průměr 14 11 28 27 32 39

CAR SD 4,2 3,6 6,6 2,6 12,3 11,3

CAR CV 31 33 24 10 38 29

POD ZEL

223 552

107 615

48 112

24 39

7,0 8,5

29 22

2010 KLA VER NEM VAL OBR HRE

DIC průměr 13 7,7 18 18 11 20

DIC SD 1,7 2,0 6,5 6,3 3,3 7,0

DIC CV 13 26 35 35 29 35

IBU průměr 45 64 75 65 45 47

IBU SD 28,2 35,0 78,7 67,4 32,9 34,8

IBU CV 63 54 104 104 74 75

POD ZEL

7,2 22

2,9 13,3

41 60

20 51

20,5 72,9

101 142

700

100

CAR, DIC, IBU ng/L

SAL ng/L 600 CAR 500

DIC IBU SAL

400

50 300

200 100

0

0 KLA

Graf 3.4.1

VER

NEM

VAL

OBR

HRE

POD

ZEL

Průměrné hodnoty koncentrace sledovaných farmak z pěti stanovení během roku 2010. SAL – kys. salicylová, CAR – karbamazepin, DIC – diklofenak, IBU – ibuprofen. SD – směrodatná odchylka průměru, CV – variační koeficient (%).

74

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů _________________________________________________________________________________ 70

CAR ng/L

LABE a VLT 2010, n = 40

60

50

40

30

20

10

Konduktivita uS/cm 0 0

Graf 3.4.2

100

200

300

400

500

600

700

Hodnoty koncentrace karbamazepinu vynesené proti vodivosti. Vztah není kauzální, ale ukazuje shodu vývoje dvou vysoce konzervativních složek znečištění v podélném profilu znečišťovaného toku. Hodnoty z Vltavy (n=10) zapadají do souboru hodnot z Labe (n=30).

V rámci výzkumu byla pro doplnění přehledu vývoje koncentrací vybraných farmak v podélném profilu Labe a dolní Vltavy využita data ze sledování vybraných ČOV (ÚČOV – 1 320 120 EO, ČOV Hradec Králové – 70 000 EO, ČOV Poděbrady – 25 000 EO, ČOV Roudnice nad Labem – 15 000 EO), která byla získána z pracovních výsledků projektu NAZV QI92A223. Porovnáním průměrného průtoku v recipientu a vypouštěného množství farmak bylo zjištěno, že tyto bodové zdroje vypouštějí do recipientu koncentrace jednotlivých sledovaných látek, které jsou pro recipient významné či méně významné. Vypouštěné znečištění z těchto bodových zdrojů představuje u kys. salicylové 0 – 12 % znečištění toku, u karbamazepinu 0 –12 % (ÚČOV 35 %), u diklofenaku 0 – 20 % (ÚČOV 77 %) a u ibuprofenu 0 –2 % (ÚČOV 13 %). Relativní přísun z ÚČOV je uveden zvlášť v závorkách, neboť vzhledem k zatížení toku z této ČOV by hodnoty zkreslovaly rozmezí přísunu sledovaných látek z menších ČOV. Relativní přísun z jednotlivých ČOV je ovšem třeba posuzovat především z hlediska vodnosti recipientu a lokalizace dalších ČOV nad měrným profilem. Z tohoto důvodu jsou data z ÚČOV mimo rozmezí, protože se jedná o dominantní zdroj. Zjištěná data o koncentracích sledovaných látek v podélném profilu Labe a dolní Vltavy budou následně porovnávána s daty z úseku Labe-Hřensko ústí, publikovanými ve zprávách MKOL. Zprávy MKOL jsou vydávány se zpožděním, data budou porovnána po jejich vydání. Bude realizováno po uveřejnění dat v roční zprávě MKOL 2010.

75


3.4.3 Výstupy •

Pospíchalová, D., Váňa, M., Martínková, P., Jobánek, R., Fuksa, J. K., Wanner, F. Determination of pharmaceutics in sewage waters and their concentration under wastewater treatment plants. Článek byl redakcí impaktovaného časopisu v 9/2010 odmítnut, proto byl nabídnut do českého recenzovaného periodika (VTEI). Recenzní řízení bylo ukončeno a článek byl odeslán redakci v konečné verzi pod názvem Pospíchalová, D., Martínková, P., Jobánek, R., Váňa, M. Stanovení léčiv v povrchových a odpadních vodách metodou kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí. Publikován bude pravděpodobně v 12 /2010. (3614_final1_2010)

•

Přehled vývoje koncentrací vybraných farmak v podélném profilu Labe a dolní Vltavy, doplněný o bilanční údaje o emisích z významných bodových zdrojů na toku a příprava publikace výsledků do recenzovaného periodika. Článek je připravován, byl zařazen do edičního plánu na rok 2011 (příloha VTEI Vodního hospodářství)

•

Transformace specifických polutantů ve vodě. Předání publikace redakci recenzovaného periodika. Článek: Matoušová, L., Váňa, M., Fuksa, JK., Wanner, F. „Transformace vybraných léčiv ve vodě“ byl odeslán k recenznímu řízení do přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství.

•

Znečištění povrchových vod farmaky a možnosti jejich nálezu ve zdrojích pitné vody. Publikace ve sborníku konference Vodárenská biologie 2010. Realizováno. Fuksa, J.K., Váňa, M., Wanner, F. Znečištění povrchových vod farmaky a možnosti jejich nálezu ve zdrojích pitné vody. In RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D. Vodárenská biologie 2010. Praha, 3.2.2010. Praha: Ekomonitor, 2010, s. 186-190. ISBN 978-80-86832-48-7. (3614_2789)

•

Fuksa, J.K., Svoboda J., Svobodová A. Bilance přítoku farmak na městské čistírny odpadních vod – pracovní název publikace v recenzovaném odborném periodiku – Vodní hospodářství. Realizováno. Fuksa, J.K., Svoboda, J., Svobodová, A. Bolí vás něco ? Kolik léčiv od nás přiteče do ČOV ? Vodní hospodářství, 2010, roč. 60, č. 11, s. 16-19. ISSN 1211-0760. (3614_2787)


Pospíchalová, D., Martínková, P., Jobánek, P., Váňa, M. Stanovení farmak v povrchových a odpadních vodách metodou LC/MS. In Ing. Pavel Hucko, CSc. Hydrochémia 2010. Bratislava, 12.5.2010. Bratislava: DALI-BB, s.r.o., 2010, s. 63-72. ISBN 978-80-89062-68-3. (3614_2904)

76


3.5 STUDIE VÝSKYTU LÁTEK V SOUČASNÉ DOBĚ NEPODLÉHAJÍCÍCH PRAVIDELNÉMU SLEDOVÁNÍ V HYDROSFÉŘE ČR 3.5.1 Předmět řešení Řada pesticidních přípravků v ČR aplikovaných s vysokou roční spotřebou (nad 10 000 kg – spotřeby v letech 2007–2009 jsou uvedeny v tabulce 3.5.1) není v hydrosféře sledována, i když přestavuje nezanedbatelnou položku ve výčtu kontaminantů životního prostředí. Vybrané pesticidní látky (carboxin, phenmedipham, carbendazim, chloridazon, fenpropidin, spiroxamin, diquat-dibromid, quazatin-acetát, clomazon a cypermetrin), jejichž nálezy lze očekávat ve vodách a v některých případech i v dalších složkách hydrosféry, budou proto sledovány ve vybraných lokalitách. Cílem prací je získání údajů o rozšíření sledovaných látek v povrchových vodách ve vytipovaných lokalitách České republiky. Pozornost bude rovněž věnována studiu účinků technických přípravků obsahujících sledované pesticidy na přírodní organizmy pomocí ekotoxikologických testů na řasách a bezobratlých. Na základě získaných informací o aplikaci sledovaných látek budou ve vybraných lokalitách odebírány a analyzovány vzorky vod, případně sedimentů. Bude pokračovat práce na metodách stanovení těchto látek a analýzou získaných dat z reálných vzorků budou upraveny statistické parametry přípravných a vyhodnocovacích modelových metod. S využitím technických přípravků obsahujících sledované látky budou provedeny ekotoxikologické zkoušky na vybraných organizmech.

3.5.2 Postup řešení a výsledky V roce 2010 byly především dokončeny práce na zavedení a zvalidování metod pro stanovení sledovaných vybraných pesticidů v reálných vzorcích. Bylo vypuštěno stanovení guazatine-acetátu, neboť v literatuře nebyla nalezena vhodná metoda pro stanovení této látky a v rámci subprojektu není prostor na samostatný vývoj analytické metody. Spotřeba této látky v posledních dvou letech výrazně poklesla v souvislosti s Rozhodnutím Komise 2007/597/ES ze dne 27. srpna 2007 o nezařazení guazatin-acetátu do přílohy I, IA nebo IB směrnice Evropského parlamentu a Rady 98/8/ES o uvádění biocidních přípravků na trh. Stejně významně poklesla spotřeba carboxinu. Pro obě uvedené látky platí Rozhodnutí Komise 2008/934/ES o nezařazení určitých aktivních látek do přílohy I směrnice Rady 91/414/ES.

Tab. 3.5.1

Spotřeby sledovaných pesticidů (v kg) v letech 2007–2009 (zdroj: Seznam registrovaných přípravků a evidovaných prostředků na ochranu rostlin 2010) Pesticid Carbendazim Carboxin Chloridazon Clomazone Cypermethrin Diquat-dibromid Fenpropidin Fluroxypyr Guazatin-acetát Phenmedipham Spiroxamin

CAS-No. 10605-21-7 5234-68-4 1698-60-8 81777-89-1 52315-07-08 88-00-7 67360-00-7 693777-81-7 115044-19-4 13684-63-4 118134-30-8

77

2007 55 921 22 197 38 511 14 950 12 500 19 450 27 182 11 083 13 430 26 850 22 829

2008 69 613 50 817 43 788 17 580 18 782 24 476 33 441 22 445 823 27 558 28 267

2009 58 863 974 44 173 17 993 17 175 26 468 26 633 18 559 134 27 731 20 269


Metoda pro stanovení quatů byla upravena tak, aby pro oba sledované analyty (paraquat a diquat dibromid) mez stanovitelnosti byla 0,05 μg.l-1. Této meze bylo dosaženo pouze za cenu individuálního stanovení výše uvedených látek. Protože stanovení paraquatu nebylo v původní metodice přepokládáno a tato látka není v ČR součástí žádného z povolených přípravků k ochraně rostlin, nebude paraquat v tomto projektu již dále sledován. Nálezy paraquatu ve vzorcích odebraných v Moravskoslezském kraji v jarních měsících byly pod mezí stanovitelnosti. Metoda pro stanovení cypermetrinu byla zvalidována. Mez stanovitelnosti je 0,1 μg.l-1, mez detekce 0,033 μg.l -1.Výtěžnost metody je 50 %. Pro stanovení clomazonu, spiroxaminu, fenpropidinu a chloridazonu byla zvolena metoda plynové chromatografie s hmotnostní detekcí. Mez stanovitelnosti pro uvedené analyty touto metodou v reálných vzorcích činí 0,06 μg.l-1; 0,1 μg.l -1; 0,08 μg.l-1 a 0,05 μg.l -1 resp. Carbendazim, fenpropidin, carboxin, phenmedipham, chloridazon a clomazon byly doplněny do již zavedené metody na stanovení pesticidů po přímém nástřiku velkého objemu odstředěného vzorku vody metodou kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí detektorem na principu trojitého kvadrupolu za podmínek ionizace elektrosprejem v pozitivním modu. Meze stanovitelnosti pro jednotlivé analyty jsou postupně 0,05 μg.l-1, 0,05 μg.l-1, 0,03 μg.l -1, 0,02 μg.l -1, 0,05 μg.l -1, 0,02 μg.l -1, mez detekce je na úrovni 1/3 meze stanovitelnosti. V letošním roce nově sledovaný fluroxypyr je stanovován metodou on-line SPE LC/MS za podmínek ionizace elektrosprejem v negativním modu. Mez stanovitelnosti pro tuto látku činí 0,01 μg.l-1, mez detekce je 1/3 meze stanovitelnosti. Fluroxypyr, CAS-No. 693777-81-7, herbicid zařazený mezi pyridyloxykyseliny, je součástí přípravků na odstraňování dvouděložních plevelů ze všech typů trávníků, z porostů obilovin, pícnin, olejnin a dalších kulturních rostlin, jako např. pažitky, cibule, kmínu, révy vinné, narcisů a tulipánů, z ovocných sadů. Je účinnou složku přípravků Bofix, KeMiChemFluroxypyr 250 EC, KeMiChem-Fluroxypyr–I 250 EC, Lancet, Nestor 25 EC, RC- Fluroxypyr 250 EC, Starane 250 EC, Tandus 250 EC, Tomigan 250 EC, Travin, Xypyr-250 EC. Přípravky Lancet a Travin je již možno používat pouze do vypotřebování zásob. V roce 2007 bylo aplikováno 11 083 kg této účinné látky, avšak v dalších letech jeho spotřeba výrazně vzrostla na 22 445 kg v roce 2008 a 18 559 kg v roce 2009. Tento nárůst byl důvodem k zařazení mezi sledované pesticidy. Jeho ADI (acceptable daily intake – přijatelná denní dávka) je 0,8 mg.kg-1 těl. hmotnosti a den a dle WHO je klasifikován jako pravděpodobně nebezpečný. Je toxický pro ryby, pro živočichy sloužící rybám za potravu a pro řasy. Je zařazen jako nebezpečný pro životní prostředí. Nálezy lze očekávat v povrchových vodách. (Zdroj: Seznam registrovaných přípravků a evidovaných prostředků na ochranu rostlin 2010 a ČHMÚ – pasportizace pesticidů)

Výsledky měření pro diquat dibromid Ve vzorcích odebraných v Moravskoslezském kraji v průběhu června až srpna byly nálezy diquatu ve všech případech pod mezí stanovitelnosti, tedy menší než 0,05 µg.l -1. Některé vzorky přesto obsahovaly stopy diquatu. Tabulka 3.5.2 zobrazuje nálezy diquatu mezi mezí stanovitelnosti a mezí detekce. Číselná hodnota je pouze orientační. Mez detekce je 0,02 μg.l-1. Podzimní odběry v 35 dalších profilech proběhly v září a říjnu (seznam profilů je uveden ve zprávě k druhému kontrolnímu dni letošního roku). První kolo odběrů a analýz je již vyhodnoceno. Průběžně probíhá měření druhého kola. Nálezy diquatu byly u všech vzorků v prvním kole podzimních odběrů pod mezí stanovitelnosti.

78


Tab. 3.5.2

Pozitivní nálezy diquat dibromidu [µg.l -1]

Datum odběru 8.6.2010 24.6.2010 15.7.2010 28.7.2010 3.8.2010 10.8.2010 Hvozdnice-nad Moravicí 0,024 Velká-nad Opavou 0,028 Heraltický potok-nad Opavou 0,024 0,043 Husí potok-nad Odrou 0,024 Opusta-nad Opavou -* 0,023 Profil

*

V tomto termínu byl odebrán profil Luha-nad Opavou, který byl již v dalších odběrech nahrazen profilem Opusta-nad Opavou

Výsledky měření pro cypermetrin Výsledky měření pro cypermethrin jsou již vyhodnoceny pro obě podzimní kola odběrů. Všechny hodnoty byly pod mezí stanovitelnosti, ale v prvním kole byl cypermethrin detekován v 71,4 % vzorků a ve druhém v 28,6 % vzorků. Nálezy této účinné látky lze očekávat především v pevné matrici (sedimenty), které bude věnována pozornost v příštím roce.

Výsledky měření pro clomazon, fenpropidin a chloridazon metodou GC/MS a LC/MS a pro spiroxamin metodou GC/MS V jarním kole odběrů byla pro sledování těchto látek použita pouze metoda plynové chromatografie, na podzim bylo měření prováděno i metodou LC/MS (s výjimkou spiroxaminu). Clomazon byl v jarních odběrech detekován pouze ve 3 vzorcích z celkového počtu 57 vzorků. Fenpropidin byl na jaře nalezen v několika případech ve stanovitelných koncentracích, avšak je zde obava z falešně pozitivních výsledků, proto hodnoty nejsou uvedeny. V podzimních kolech odběrů byla tato látka stanovována i metodou LC/MS, která má větší citlivost, a nebyla detekována v žádném ze 70 vzorků. Chloridazon byl stanoven na jaře v profilech Valová-Polkovice (4,08 a 1,87 μg.l -1), Tišínka-Těšice pod (0,06 μg.l-1 a 0,052 μg.l -1), Litava-Židlochovice (0,059 μg.l -1), Okluky-Uherský Ostroh (0,337 μg.l-1), MoštěnkaPlešivec (0,093 μg.l-1), Blata-Tovačov-Annín (0,241 a 0,133 μg.l-1) a Rostěnícký potokRostěnice (0,207 μg.l-1). Chloridazon byl detekován v dalších pěti vzorcích. V podzimním kole odběrů byl chloridazon stanovován rovněž metodou LC/MS (obě metody mají stejnou citlivost 0,05 μg.l-1), kdy byl detekován metodou LC/MS pouze ve třech případech. Spiroxamin nebyl v jarním kole odběrů nalezen v žádném z analyzovaných vzorků, na podzim byl stanoven v profilu Morava-Nedakonice (0,148 μg.l-1), Dřevnice- Otrokovice (0,52 μg.l -1) a Jihlava-Iváň (0,158 μg.l -1).

Výsledky měření pro carbendazim, carboxin, phenmedipham a fluroxypyr metodou LC/MS Tyto látky byly sledovány pouze v podzimních odběrech. Carbendazim byl detekován ve všech vzorcích (70 vzorků). V 74,5 % vzorku se vyskytoval ve stanovitelných koncentracích, které se pohybovaly od 0,05 μg.l-1 do 0,56 μg.l-1 (zvl. v profilu Loučná-Dašice). Carboxin a phenmedipham nebyly detekovány v žádném ze 70 analyzovaných vzorků. Fluroxypyr byl nalezen v koncentracích nad mezí stanovitelnosti v 37 % vzorků (ze 70 vzorků). Nalezené hodnoty se pohybovaly většinou těsně nad mezí stanovitelnosti. Nejvyšší koncentrace byla nalezena v profilu Dřevnice-Otrokovice (0,029 μg.l-1).

79


Ekotoxikologické zkoušky Toxikologická analýza vybraných přípravků (COMAND 36 CS, BRASAN, ARCHER TOP a PANOCTINE) na dalších organismech (Daphnia magna, Desmodesmus quadricauda) bude dokončena a výsledky budou předány do konce roku.

3.5.3 Výstupy •

Uspořádání workshopu zaměřeného na pesticidní látky pro vodohospodářské laboratoře. Workshop proběhne v prostorách VÚV TGM, v.v.i., dne 2. 12. 2010. Kromě účastníků z VÚV jsou pozváni zástupci Povodí, ČHMÚ a SRS. Workshop sponzoruje firma Merck.

•

Předložení publikace do recenzovaného nebo impaktovaného časopisu. Článek Chrastina, D. Stanovení paraquatu a diquatu-dibromidu ve vodách metodou ITPCZE byl předložen k publikaci do VTEI. Článek je v tisku a vyjde během prosince nebo v lednu. (3630_final1_2010)

Prezentace prací: •

Na odborném semináři VÚV TGM, v.v.i. „Nové analytické metody v laboratorní praxi“ (18. 3. 2010) a na 4. interní konferenci laboratoří VÚV TGM, v.v.i., která se konala ve dnech 22. – 23. 3. 2010 v Radostovicích, byl přednesen příspěvek s názvem „Stanovení paraquatu a diquatu ve vodách metodou ITP-CZE“.

•

Na semináři „Analýza organických látek“ pořádaném ve dnech 18.–20.10. 2010 v Komorní Lhotce byla přednesena přednáška o analýze quatů metodou ITP-CZE. Ze semináře bude vytištěn sborník přednášek.

80


4. ODDÍL D – VODA A ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÉ ČÁSTI PŘÍRODY 4.1 VLIV SUCHOZEMSKÝCH EKOSYSTÉMŮ A DALŠÍCH VLIVŮ NA OCHRANNÉ PODMÍNKY NA VODU VÁZANÝCH ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH ÚZEMÍ 4.1.1 Předmět řešení Práce v roce 2010 jsou zaměřeny na tři tematické okruhy: transport organických částic do povodí z pramenných oblastí, vývojové práce a managementová opatření v modelových ZCHÚ, jejichž předmětem ochrany je primární říční síť. Konkrétní cíle byly aktuální metodikou stanoveny takto: •

Výzkum chemického v oligotrofním povodí.

•

Pokračování v zahájených patentových řízeních, vývojových a inovačních aplikacích.

•

Sledování vlivu revitalizací povodí a říční sítě toků 2. – 3. řádu na chemismus vod v oligotrofních podmínkách.

složení

a

kvantity

detritu

transportovaného

z pramenišť

Podrobný plán prací obsahuje schválená metodika pro rok 2010.

4.1.2 Postup řešení a výsledky Od března 2009 do srpna 2010 proběhlo v rámci prvního okruhu prací kvalitativní hodnocení detritu vyplavovaného z helokrénních pramenišť s různou koncentrací NO3- ve vyvěrající vodě, se zaměřením na velikost partikulí a poměr živin C:N:P. Podrobnější popis výběru lokalit, cílů výzkumu a metodiky sběru dat je uveden v metodice subprojektu pro rok 2009. Odběry s týdenní dobou expozice samplerů DDG (vlastní konstrukce chráněná užitným vzorem) na vybraných prameništích proběhly v posledních dvou naplánovaných termínech: – před táním sněhové pokrývky (březen) a v jarním období před plošným zastíněním pramenišť bylinnou vegetací (květen/červen). Od května do srpna byly navíc umístěny pod všechny helokrény do odtokové stružky záznamové sondy (teplota, osvit) – pro zjištění vlivu prameniště na tepelný režim primární říční sítě. Záznam teplot se podařilo získat z většiny pramenišť. Jednu sondu se nepodařilo dohledat a v jednom případě byla sonda vytržena ze správné polohy zvířaty (pravděpodobně Martes sp.). V průběhu března a července – srpna byla u sledovaných pramenišť dvakrát změřena dotoková doba pomocí stopovací látky aplikované v netoxické koncentraci do vývěru (5 – 10 l roztoku NaCl). Publikace výstupů se předpokládá s ohledem na konec sběru dat sezónního cyklu a delší termíny laboratorního zpracování (externí analýzy byly dokončeny v září) počátkem roku 2011. První výsledky ukazují např. pozoruhodný pokles koncentrace NO3- během průtoku prameništěm. Jako srovnávací vzorky pro kvalitativní analýzy byly v srpnu a září odebrány koncentračním samplerem DDP vzorky detritu plaveného v tocích vyššího řádu s různou pokryvností makrofyt. Pokračovalo zpracování dat, získaných v předchozích letech řešení, jejich finalizace do podoby článků. Úspěšně byl obeslán časopis s IF Biologia, s článkem, zaměřeným na prameništní faunu (autekologická studie dvou druhů rodu Pisidium) a do časopisu s IF Limnologica byl nabídnut článek o mikrostruktuře detritu – blíže viz kapitola 1.17.3 Výstupy. Podrobná determinace bentosu, dokončená v říjnu 2010, ukazuje na některé zajímavé

81


faunistické nálezy ze skupin Trichoptera a Diptera. V průběhu prosince předpokládáme navíc oproti plánu přípravu dalšího manuskriptu. Předmětem druhého okruhu prací je vývoj odběrových zařízení na detrit a další navazující vývojové práce. Z vedených patentových řízení (PV 2008-329, PV 2009-561 a EPO přihláška 09160694.7) k termínu kontrolního dne č. 2. bylo zažádáno o úplný průzkum u PV 2009-561; přihláška k EPO byla upravena podle připomínek vzešlých z předběžného průzkumu (zúžení nároků a zpřesnění specifikace) a bylo zažádáno o podrobný průzkum. Pracovní tým se také zaměřil na potenciál využití některých vláknitých řas s nízkými tepelnými nároky vyskytujících se v prameništích. Dosud málo biotechnologicky využívané vláknité řasy (Chromalveolata – Heterokontophyta) se ukázaly perspektivní z hlediska možné přímé produkce celuózového vlákna a doplňkové produkce olejů. Po provedení vlastní patentové rešerše byl zjištěn problém existence analogických patentů japonských a korejských společností (zejména EP0488486 (A1), JP54038901, JP60133846). Probíhá rozšíření patentové rešerše zaměřené na získání plných textů starších japonských patentů. Po konzultacích s patentovým zástupcem je zvažováno podání užitného vzoru postaveného nikoli na technologii, ale výsledném výrobku. Návrh nebyl k termínu zpracování průběžné zprávy dokončen. Problematika by tím měla být ve VZ uzavřena a měla by se stát podkladem pro přípravu následného navazujícího projektu. Třetí okruh prací je zaměřen na dlouhodobé sledování vlivu revitalizace povodí a vodních toků na jakost odtékající vody. Sběr dat probíhal v lednu až srpnu na dvou modelových lokalitách: Včelnička a Sviňovická strouha. Výsledky z povodí Včelničky z let 1993 – 2009 byly využity v článku se širším autorským kolektivem (spolupráce s BÚ AV a FS ČVUT) a odeslány do redakce časopisu s IF Ecological engineering (viz kap. výstupy). Data z dosavadní časové řady na Sviňovické strouze jsou zpracovávána společně s výsledky subprojektu 3619 sledujícího funkci prototypové čistírny v povodí. Předběžné výsledky ukazují, že prototypová čistírna pro malou obec (kombinace běžné biologické aktivace a speciálně navržené soustavy následných nízkozatěžovaných nádrží) dokázala odstranit v prvních dvou letech provozu značné množství nutrientů, odtékajících z obce ležící ve velmi citlivém oligotrofním povodí. Jakost vody v toku pod ČOV se zlepšila v parametru NH4+ o 64 %, Pcelk. pak o 80 % a vodivost o 13 %. Nárůst koncentrace dusičnanů dosáhl oproti tomu jen 6 % a kolísá v rozmezí 5,9 – 15,7 mg.l -1. Z výsledků sledování oligotrofního povodí Zlatého potoka v první fázi VZ 2005–2007 (jakost vody, mapování primární říční sítě, návrh vymezení ZCHÚ, návrh limitů) je dokončen výstup v podobě podkladu pro vyhlášení NPP Zlatý potok. Podklady byly v dubnu – srpnu 2010 ve spolupráci s AOPK ČR doplněny a přepracovány podle nové metodiky. Výsledný materiál byl projednán s MŽP a AOPK v srpnu 2010, drobné připomínky budou zapracovány. OZCHČP MŽP předpokládá zahájení legislativního procesu v lednu 2011. Výstupy prací v předchozí etapě VZ byly také zapracovány do nové etapy Záchranného programu perlorodky říční v České republice připravovaném AOPK, který by měl být dokončen v prosinci 2010.

4.1.3 Výstupy • Odeslání 2 článků do časopisu s IF zaměřených na ekosystém pramenišť. Kubíková, L., Simon, O., Fricová, K. The occurrence of Pisidium species (Sphaeriidae, Bivalves) in oligotrophic springs of Blanice river catchment (Czech Republic) in relation to ecological conditions byl redakcí impaktovaného časopisu Biologia vrácen po recenzním posouzení k úpravám spíše formálního charakteru. (3615_2983) Fricová, K., Simon, O., Douda, K., Kubíková, L. Composition of detritus in submontane organogenic springs (Sumava, Czech Republic) - role of environmental factors and microhabitats byl odeslán do impaktovaného časopisu Limnologica.

82


• Výsledek promítnutý do právních předpisů – Vyhláška MŽP o vyhlášení NPP Zlatý potok (v roce 2010 bude materiál doplněn, uznatelným se výstup stane po skočení legislativního procesu) – ve spolupráci se subprojektem 3616. Návrh vyhlášky a příslušného PP byl ve spolupráci s AOPK ČR přepracován dle nových požadavků, doplněn o text i mapy a po projednání s Oddělením maloplošných chráněných území MŽP 26.8.2010 předán k započetí vyhlašovacího procesu – uplatnitelnost se předpokládá v roce 2011. • Postup vedených patentových řízení do další fáze a analýza možností využití poznatků z výzkumu pramenišť pro vývojové a inovační aplikace. Patentová přihláška u EPO byla upravena dle obdržených připomínek. Právní ochrana materiálů z prameništních řas závisí na výsledku posudku s ohledem na možné křížení s platným patentem EP0488486. Ke dni odevzdání zprávy nebyl návrh podán. • Odeslání 1 článku do časopisu s IF zaměřeného na vliv revitalizací na jakost vody. Šrůtek, M., Dostál, T., Felberová, L., Rauch, O., Simon, O., Váška, J. Monitored changes after restoration of a small stream catchment: Včelnička catchment, Czech Republic. – byl odeslán do časopisu Ecological engineering. • V roce 2010 se předpokládá účast na odborných konferencích bez výstupů hodnocených dle kritérií Rady vlády. Bylo prezentováno 5 příspěvků na trilaterální česko-rakousko-bavorské konferenci v NP Šumava (z toho jedna plenární přednáška) a 1 příspěvek na konferenci s mezinárodní účastí Využití výzkumu a monitoringu pro ochranářský management v Olomouci (3615_final1–6_2010): o Kladivová, V. a Simon, O. Cover changes of water macrophytes on Teplá Vltava river bed. In Research actualities in Bohemian/Bavarian Forest. Srní, Czech Republic, 19.20. 10. 2010. Šustr, P., (ed.). Vimperk: Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 30. (ISBN není uvedeno.) o Fricová, K., Kubíková, L., Simon, O. The species of caddisflies (Trichoptera) of the springs in the Blanice river catchments. In Research actualities in Bohemian/Bavarian Forest, Srní, Czech Republic, 19.-20. 10. 2010. Šustr, P. (ed.). Vimperk : Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 36. (ISBN není uvedeno.) o Fricová, K., Simon, O., Douda, K., Kubíková,L. Composition of detritus in submontane organogenic springs. In Research actualities in Bohemian/Bavarian Forest, Srní, Czech Republic, 19.-20. 10. 2010. Šustr, P. (ed.). Vimperk: Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 37. (ISBN není uvedeno.) o Simon, O., Fricová, K., Kubíková, L., Kladivová, V., Douda, K., Dort, B. Springs complexes in the Bohemian Forest (Blanice catchment). In Research actualities in Bohemian/Bavarian Forest, Srní, Czech Republic, 19.-20. 10. 2010. Šustr, P. (ed.). Vimperk: Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 88. (ISBN není uvedeno.) o Kubíková, L. Simon, O., Fricová, K. The ecological conditions and macrozoobenthic assemblages of springs in the eastern part of the Bohemian Forest with emphasis on the occurrence of Pisidium species (Sphaeridae, Bivalvia). In Research actualities in Bohemian/Bavarian Forest, Srní, Czech Republic, 19.-20. 10. 2010. Šustr, P. (ed.). Vimperk: Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 56. (ISBN není uvedeno.) o Simon, O., Kladivová, V., Bílý, M. Proč je potřebné měřit vybrané parametry chemismu vod v ZCHÚ chránících vodní organismy? In Využití výzkumu a monitoringu pro ochranářský management,sborník abstraktů z konference uspořádané 14.-17. září 2010 v Olomouci. Tuf I. H., Kostkan, V. (eds.). Olomouc, 14.-17. 9. 2010. Brno, Tribun EU, 2010. s. 71. ISBN 978-80-7399-994-0

83


4.2

VLIVY LESNÍCH EKOSYSTÉMŮ S RŮZNÝM ZPŮSOBEM OBHOSPODAŘOVÁNÍ NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY

4.2.1 Předmět řešení Subprojekt se zabývá působením lesních porostů na vodní ekosystémy. Výzkumnou práci lze rozdělit do dvou okruhů: prvním je sledování kvality vody a biotických složek vodního prostředí ve vztahu k typu lesního porostu a intenzitě lesnického využití, druhá část se věnuje zejména středním a větším vodním tokům s břehovými porosty, které jsou zdrojem odumřelé dřevní hmoty.

Výzkum vlivu lesnického hospodaření na kvalitu odtékající vody Pro výzkum dlouhodobého vlivu lesnického hospodaření na vodní prostředí bylo vybráno pět párů malých lesních povodí v Moravskoslezských Beskydech a Javorníkách. Povodí byla vybrána v párech takovým způsobem, aby hlavní rozdíl mezi nimi spočíval v intenzitě lesnického využití. Jedno povodí představovalo vždy intenzivně lesnicky obhospodařovanou plochu, druhé povodí bylo vybráno v porostech s minimálními lesnickými zásahy v posledních desetiletích (přírodní rezervace a první zóny chráněné krajinné oblasti). Odběr vzorků vody, fytobentosu a makrozoobentosu probíhal na těchto lokalitách v letech 2006– 2009. Cílem výzkumu je zjistit, zda se kvalita vody odtékající z přírodě blízkých lesních porostů liší od kvality vody v povodí s intenzivně obhospodařovaným lesem.

Výzkum dynamiky dřevní hmoty v přirozených vodních tocích Dřevní hmota je obvyklou součástí koryt přirozených vodních toků. Velké kusy dřeva, jako jsou padlé stromy, jejich části a akumulace naplaveného dřeva, mají zásadní vliv na utváření morfologického charakteru koryta, jeho stability a biologické rozmanitosti. Na druhou stranu může dřevní hmota způsobovat problémy při povodních a zhoršovat jejich následky. Pro stanovení limitů nakládání s dřevní hmotou ve vodních tocích je proto důležité znát faktory, které ovlivňují stabilitu dřeva akumulovaného v korytě a přilehlé nivě vodního toku. Pro získání poznatků o pohyblivosti dřevní hmoty probíhá sledování označených kusů dřeva na lokalitách na řece Blanici a Zlatém potoce na Šumavě a sledování úseku řeky Moravy v Litovelském Pomoraví, kde byla v minulosti část dřevní hmoty uměle stabilizována. Pro řešení v roce 2010 byly stanoveny platnou metodikou následující cíle: •

Budou pokračovat práce na vyhodnocení dat získaných v letech 2006–2009 na malých lesních povodích v Beskydech a Javorníkách a jejich příprava k publikaci.

•

Na lokalitách Blanice-Spálenec, Zlatý potok a Morava-Vrapač bude probíhat sledování dynamiky odumřelé dřevní hmoty v korytě a nivě vodního toku. Rozsah sledování bude podřízen finančním možnostem.

•

Technická řešení navržená nebo používaná v době řešení výzkumného záměru budou opatřena dokumentací potřebnou pro přihlášení jako užitný vzor.

4.2.2 Postup řešení a výsledky V počátku roku se práce zaměřily na vypracování přihlášek užitných vzorů dvou technických řešení, které vznikly v souvislosti s řešením subprojektu. V prvním případě jde o originální sestavu bentometru – odběrového zařízení používaného v minulých letech pro kvantitativní odběr zoobentosu na drobných tocích v Beskydech. Jeho hlavní výhodou oproti běžným kvantitativním sběračům (Kubíčkův bentometr, Surberův sběrač) je snadná manipulace a 84


možnost použití na drobných horských tocích s hrubým substrátem dna. V druhém případě byl navržen kotevní vak, který po naplnění zátěží místního původu (štěrk a valouny, písek, zemina) slouží ke stabilizaci jednotlivých kmenů v korytě. Předpokládanou výhodou tohoto řešení je poměrně snadná manipulace i bez použití mechanizace a funkce napodobující přirozenou stabilizaci kmenů kořenovým balem. Použití tohoto technického řešení je navrženo pro stabilizaci vybraných kmenů nacházejících se v korytě řeky Moravy na území CHKO Litovelské Pomoraví. Obě technická řešení byla na konci června zapsána Úřadem pro průmyslové vlastnictví jako užitný vzor. Terénní práce probíhaly v dubnu a květnu na lokalitě Blanice-Spálenec, kde se nachází modelová lokalita cca 700 kusů označeného dřeva v korytě a nivě přirozeného vodního toku. Podle metodiky používané v minulých letech byla zpracována bilance přísunu a odplavení dřevní hmoty na lokalitě oproti stavu na jaře 2009. Odplavené značené dřevo bylo podle možností dohledáno a byla změřena vzdálenost odplavení, která bude dále použita pro modelování pohybu dřevní hmoty při zvýšených průtocích. Výsledky týkající se faktorů ovlivňujících povodňový transport dřevní hmoty byly prezentovány na česko-rakouskoněmecké konferenci „Aktuality šumavského výzkumu“, která se konala v říjnu v Srní. Na lokalitě Morava-Vrapač v Litovelském Pomoraví byly zaznamenány po červnové pětileté povodni významné změny. Snížilo se množství akumulovaného naplaveného dřeva a byly pozorovány posuny a fragmentace kmenů ukotvených na lokalitě v roce 2003 v rámci stabilizačního opatření. Posouzení změn na lokalitě byla proto věnována další pozornost v podzimních měsících. Podrobnější údaje přinese zaměření a inventarizace jednotlivých kmenů, která bude provedena na konci listopadu. Vývoj stabilizačního opatření byl prezentován na konferenci „Využití výzkumu a monitoringu pro ochranářský management“ konané v září v Olomouci. Článek na stejné téma byl přijat do tisku recenzovaného časopisu Vodní hospodářství. V části zabývající se vlivem lesnického hospodaření na kvalitu vody drobných toků v Beskydech byly terénní práce již ukončeny. V letošním roce byly zpracovány poslední vzorky z loňského roku a byla získána doplňující data o lesnické charakteristice jednotlivých povodí. Pokračovaly práce na publikaci určené do impaktovaného časopisu, v tuto chvíli ještě nedokončené. V průběhu roku byly vydány tři faunistické práce publikované v recenzovaném Časopise Slezského zemského muzea. Dílčí výstupy projektu zabývající se výskytem kriticky ohrožené pošvatky druhu Arcynopteryx compacta v Moravskoslezských Beskydech byly prezentovány na konferenci „Využití výzkumu a monitoringu pro ochranářský management“ konané v září v Olomouci. Část mikrobiologických dat získaných v letech 2006 –2009 byla poskytnuta řešitelům subprojektu 3609 pro vypracování specializované mapy organického zatížení malých vodních toků Moravskoslezských Beskyd.

4.2.3 Výstupy •

Bude dokončen a do impaktovaného časopisu odeslán článek s pracovním názvem „Kroča, J., Kuras, T. Skácelová, O., Kožený, P. Phytobenthos indicated impact of production- and virgine forest on small streams in the Beskydy and Javorníky mountains“. Článek k datu zpracování zprávy nebyl ještě dokončen. Do redakce časopisu s IF bude odeslán v 12/2010.

•

Bude podána přihláška k zápisu užitného vzoru „Souprava bentometru aplikovaného na běžné hydrobiologické síťky.“ Užitný vzor byl zapsán Úřadem pro průmyslové vlastnictví dne 14. 6. 2010 pod číslem 20986 s konečným názvem „Zařízení k odběru kvantitativních vzorků makrozoobentosu na malých tocích.“ (3616_2934)

•

Bude podána přihláška k zápisu užitného vzoru „Kotevní vak pro stabilizaci dřevní hmoty v korytech vodních toků.“ 85


Užitný vzor byl zapsán Úřadem pro průmyslové vlastnictví dne 21. 6. 2010 pod číslem 21018 s definitivním názvem „Kotevní zařízení pro stabilizaci dřevní hmoty v korytech vodních toků.“ (3616_2933) •

Výsledek promítnutý do právních předpisů – Vyhláška MŽP o vyhlášení NPP Zlatý potok (v roce 2010 bude materiál doplněn, uznatelným se výstup stane po skončení legislativního procesu) – ve spolupráci se subprojektem 3615. Návrh vyhlášky a příslušného plánu péče byl ve spolupráci s AOPK ČR přepracován dle nových požadavků, doplněn o text i mapy – uplatnitelnost se předpokládá v roce 2011.

Další výstupy: Publikace v recenzovaných časopisech uplatněné v průběhu roku 2010: • Kroča, J. (2010) Leuctra digitata Kempny, 1899 (Plecoptera: Leuctridae) in the Moravskoslezské Beskydy Mts. and Podbeskydská pahorkatina Upland region of the Czech Republic. Časopis Slezského zemského muzea (A), roč. 59, č. 1, s. 71-75. ISSN 1211-3026. (3616_2907) • Skácelová, O., Uher, B., Kroča, J. (2010) Phytobentos of small streams in the Moravskoslezské Beskydy and Javorníky Mountains. Časopis Slezského zemského muzea (A), 2010, roč. 59, č. 1, s. 81-95. ISSN 1211-3026. (3616_2906) • Kroča, J. Arcynopteryx compacta (Mac Lachlan, 1872) and Isogenus nubecula Newman, 1833 (Plecoptera, Perlodidae) in the Moravskoslezske Beskydy Mts. (Czech Republic). Časopis Slezského Zemského Muzea (A), 2010, roč. 59, č. 2, s. 159-164. ISSN 12113026. (3616_2979) • Kožený, P., Simon, O. Mrtvé dřevo ve vodních tocích – čas změnit zákony?. Příroda. Sborník prací z ochrany přírody, 2010, roč. 2010, č. 27, s. 5-22. ISSN 1211-3603. (3616_2296) Specializovaná mapa: • Mlejnková, H., Kroča, J., Fojtík, T. Organické zatížení malých vodních toků Moravskoslezských Beskyd – zatřídění dle mikrobiálních indikátorů organického znečištění (2006-2010). 2010. (3609_2999) – ve spolupráci se subprojektem 3609. Nebodované výstupy: • Kožený, P. Large wood dynamics in the channel and floodplain of the Blanice stream during an one in ten years flood. In Šustr, P. Aktuality šumavského výzkumu. Srní, 19.10.2010. Vimperk: Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 51-53. (3616_2982) • Kroča, J. Výzkum kriticky ohroženého druhu Arcynopteryx compacta, možnosti ochrany a managementu. In Tuf I. H., Kostkan V. Využití výzkumu a monitoringu pro ochranářský management. Olomouc, 14.9.2010. Brno: Tribun EU s.r.o., 2010, s. 55. ISBN 978-807399-994-0. (3616_2961) • Mlejnková, H., Konečná, J., Sovová, K., Kroča, J. Charakteristika podélného profilu horského toku na základě rozdílů složení planktonních mikrobiálních společenstev. In Papajová, D. a kol. Mikroorganizmy a kvalita života. Stará Lesná, Slovensko, 15.9.2010. Bratislava-Praha: Československá společnost mikrobiologická, 2010, s. 87. ISBN 970-80970477-8-8. (3609_3005) – ve spolupráci se subprojektem 3609

86


4.3 PODMÍNKY ZACHOVÁNÍ VÝSKYTU ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH DRUHŮ VODNÍCH A MOKŘADNÍCH ORGANISMŮ 4.3.1 Předmět řešení Obsahem subprojektu je základní výzkum zaměřený na získávání nových poznatků týkajících se biologie zvláště chráněných druhů na vodu vázaných organismů, biotopů jejich výskytu a interakcí mezi jejich populacemi a prostředím. V rámci výzkumu reprodukčních cyklů mlžů byl v roce 2010 kladen důraz na přípravu publikačních výstupů a dále jsou doplňována data pro vybrané aspekty hostitelskoparazitických vztahů velkých mlžů a jejich rybích hostitelů, které souvisí s potenciálním ohrožením těchto druhů. Na rok 2010 byly naplánovány experimentální práce pro tři dílčí studie: (1) testování vhodnosti rybích hostitelů pro velevruba tupého (U. crassus) na různých druzích ryb, (2) výzkum závislosti reprodukční úspěšnosti a vitality juvenilů U. crassus vyvíjejících se na různých populacích jelce tlouště (Leuciscus cephalus) a (3) provedení experimentu s vývojem larválních stadií škeble asijské (Sinanodonta woodiana) na různých rybích hostitelích. Načasování prací bylo určeno obdobím reprodukční aktivity studovaných druhů mlžů. Probíhá statistické vyhodnocení dat o jakosti vody na lokalitách raka kamenáče (Austropotamobius torrentium), získaných v letech 2008 až 2009 spolu s monitoringem výskytu tohoto druhu. V roce 2010 se pokračuje ve sledování lokalit A. torrentium, kde jakost vody neodpovídá nárokům pro prosperující populaci tohoto druhu. Dále byla provedena třetí, doplňující experimentální sezónní studie testující migrační schopnosti raků: (1) Orconectes limosus – Pšovka (CHKO Kokořínsko) a (2) Astacus astacus a Austropotamobius torrentium, – Stroupinský potok (CHKO Křivoklátsko). Je realizováno sčítání zimujících populací vodních ptáků v Praze a Středních Čechách v běžné sezóně. Je prováděna statistická analýza dat z dřívějších období pro publikační účely.

4.3.2 Postup řešení a výsledky Byla provedena analýza lipidových zásob epifluorescenční metodou u fixovaných vzorků glochidií a transformovaných juvenilních jedinců Unio crassus z roku 2009. V měsících květen až červenec roku 2010 proběhl experiment monitorující vývoj larválního stádia velevruba tupého (Unio crassus) na 7 potenciálních hostitelských druzích ryb (Salmo trutta fario, Oncorhynchus mykiss, Salvelinus fontinalis, Anguilla anguilla, Gasterosteus aculeatus, Leucaspius delineatus, Ctenopharyngodon idella) a srovnávacím druhu Phoxinus phoxinus. Odběr gravidních jedinců velevruba tupého byl proveden na lokalitě v povodí řeky Berounky. Práce navazuje na experimenty provedené v letech 2008–2009. Ve stejném období proběhla druhá část experimentu věnující se porovnání transformační úspěšnosti glochidií velevruba tupého ze dvou různých populací na jelci tloušti (Leuciscus cephalus) (první část studie byla provedena v roce 2009). Na 24 jedincích jelce tlouště byl individuálně monitorován průběh larválního vývoje velevruba tupého. Zatímco první část experimentu proběhla úspěšně a výsledky jsou již zpracovávány pro publikaci, druhou část provázely vysoké úhyny ryb. V důsledku toho se při komplexním statistickém zpracování ukázaly výsledky jako nedostatečně průkazné. Proto předpokládáme, že bude nutno dílčí sérii této části experimentu zopakovat, což vzhledem k sezónnosti produkce glochidií Unio crassus bude možno provést až v příštím roce. V srpnu 2010 proběhl experiment testující vhodnost hostitelských druhů ryb pro invazní druh mlže – škebli asijskou (Sinanodonta woodiana). Šlo o první experiment v této oblasti výzkumu, který měl za cíl mj. ověřit vhodnou metodiku experimentální invadace glochidiemi

87


druhu Sinanodonta woodiana. Testovaná metodika se ukázala vhodnou. Současně experiment přinesl i první výsledky transformační úspěšnosti glochidií S. woodiana na vybrané skupině druhů ryb (Rhodeus sericeus, Cyprinus carpio, Gobio gobio, Rutilus rutilus, Pseudorasbora parva, Barbus barbus, Carassius auratus). Ve čtvrtém kvartálu roku se věnujeme přípravě publikace věnující se problematice hostitelsko-parazitických vztahů u velkých mlžů a jejich rybích hostitelů a publikace o vodních měkkýších na antropogenně ovlivněných biotopech Vltavy v Praze. První z rukopisů bude odeslán do konce roku 2010 do redakce časopisu Journal of Molluscan Studies, druhý byl ke dni 18.11.2010 odeslán do redakce časopisu Bohamia Centralis. Ke statistickému zpracování jsou připravována data z lokalit s výskytem raka kamenáče, která byla získána v letech 2008 a 2009. Tehdy byla shromážděna data o chemismu ze všech v současnosti známých lokalit tohoto druhu na území ČR. Současně byl sledován i výskyt druhu a habitatu jednotlivých lokalit. Před svým zpracováním do publikace je datová sada ještě doplňována o několik doplňujících odběrů a rozborů kvality vody z lokalit A. torrentium, které jsou průběžně realizovány během letošní sezóny. Díky letošnímu poměrně pozdnímu nástupu jara jsme měli více času na technickou přípravu sledování migračního chování raka pruhovaného (Orconectes limosus) na Pšovce (CHKO Kokořínsko). Oproti původnímu plánu (podzimní migrační experiment) jsme proto zrealizovali ještě jedno sledování v období jarní migrace (duben/květen). Závěrečná část letošního experimentu (a také celé víceleté studie) probíhá podle plánu v období podzimní migrace od začátku října, ukončena bude k 30. listopadu. Vysoké průtoky a nízká průhlednost vody na experimenálních lokalitách výskytu raků A. astascus a A. torrentium na Křivoklátsku v srpnu 2010 způsobily, že se terénní práce na těchto lokalitách zkomplikovaly a bylo třeba je omezit. Přesto zde proběhly v srpnu a září 2010 celkem tři kontrolní odlovy a značení raků v rámci migračního experimentu. Spolu s loňskými a předloňskými výsledky je tak k dispozici tříletá časová řada, která již má vysokou vypovídací hodnotu. Výsledky experimentu potvrzují naši hypotézu, že oba druhy raků přítomné na lokalitě se svoji prostorovou aktivitou v toku navzájem prokazatelně odlišují. Na lokalitě A. torrentium Zákolanský potok, která neodpovídá nárokům na jakost vody v porovnání s ostatními lokalitami a kde nejspíše z těchto důvodů došlo i ke změně chování druhu (přebývání v norách), proběhly opakované odběry vody s cílem potvrdit hypotézu odlišného chemismu vody v račích norách oproti vodě ve vlastním toku. Bylo dokončeno sčítání vodních zimujících ptáků na středočeských lokalitách v sezóně 2009/10. Proběhl přepis starších dat z minulých let do jednotné databáze. Byla dokončena a do redakce časopisu Bird Study odeslána publikace pojednávající o faktorech, které ovlivňují vzorce zimování vodních ptáků na Pražské Vltavě, a to na základě 16-leté časové řady. Bylo m.j. prokázáno, že kvantita jedinců na tomto významném zimovišti souvisí u konkrétních druhů s aktuálními teplotními podmínkami v odlehlejších částech Evropy. Dále byl publikován článek hodnotící stav populací zimujících vodních ptáků ve Středních Čechách v uplynulých dvou sezónách.

4.3.3 Výstupy •

Vědecký článek o transformační úspěšnosti a vitalitě juvenilních jedinců velevruba tupého vyvíjejících se na různých populacích jelce tlouště – odeslání do časopisu s IF (ve spolupráci se subprojektem 3615). Po vyhodnoceních všech stávajících dat se ukázalo, že výsledky dosud nemají dostatečnou statistickou průkaznost, a to v důsledku ztrát daných vysokým úhynem některých experimentálních skupin ryb. Proto bude k sepsání tohoto článku přikročeno až po doplňujícím experimentu, který proběhne v příštím roce. 88


•

Vědecký článek o průběhu larválního vývoje velevruba tupého na různých hostitelských druzích ryb – sepsání a příprava pro odeslání do časopisu s IF. (ve spolupráci se subprojektem 3615). Byly statisticky vyhodnoceny experimenty ze všech 3 experimentálních sezón. Probíhají práce na sepisování článku, předpokládané odeslání do reakce je do konce roku 2010.

•

Vědecký článek o vlivu teploty na vzorce zimování jednotlivých druhů vodních ptáků – odeslání do časopisu s IF. Z redakce časopisu Bird Study nám byly doručeny recenzní připomínky k článku (Mourková, J., Bílý, M., Bell, C., Bergmann, P., Šizling, A. Factors affecting wintering abundance patterns of central European water birds in Prague). Po zapracování připomínek a jazykové korektuře bude článek znovu odeslán do redakce.

•

Recenzovaný článek o vodních měkkýších Vltavy v Praze – odeslání do recenzovaného časopisu. Článek (Douda, K., Hronek, J., Beran, L., Bílý, M. Vodní měkkýši Vltavy v Praze – druhové složení a populační dynamika v prostředí silně modifikovaného vodního toku) byl odeslán do redakce časopisu Bohemia Centralis.

•

Odborný článek o průběhu zimování vodních ptáků na pražské Vltavě v uplynulých dvou letech – odeslání do odborného periodika. Vyšel článek: Bílý, M., Bergmann, P., Jelínek, M.: Zimní sčítání vodních ptáků ve středních Čechách v sezonách 2007/08 a 2008/09. Aythya, 2010, roč 3, č. 3, s. 59-81. ISBN 978-80-7444-006-9. (3608_3030)

•

Odborný článek na téma ochrany raků v Evropě a v ČR – odeslání do odborného periodika. Článek (Svobodová, J., Douda, K., Štambergová, M., Picek, J., Vlach, D.; Fischer, D. Water quality requirements of indigenous and alien crayfish in streams of the Czech Republic) byl po drobných, převážně jazykových úpravách odeslán do redakce časopisu Hydrobiologia. Vyšel článek: Svobodová, J., Vlach, P., Fischer, D. Legislativní ochrana raků v České republice a v ostatních státech Evropy. Vodohospodářské technicko-ekonomické informace (VTEI), 2010, roč. 52, č. 4, s. 1—5., ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č 8 /2010. (3608_2947)

•

Odborná kniha (monografie) na téma raci v ČR – vydání knihy společně s AOPK. Byla vydána kniha: Štambergová, M., Svobodová, J., Kozubíková E. Raci v České republice. Praha: AOPK ČR, 2009, 255 s., ISBN 978-80-87051-78-8. (3608_2749)

•

Přepokládaná aktivní účast na mezinárodní konferenci Malacological forum 2010 (Londýn). Z personálních důvodů došlo ke změně. Namísto původně plánované konference jsme se zúčastnili konference Europaean Crayfish – Food, Flagships & Ecosystem Services (Poitiers, Francie). Byl prezentován příspěvek: Kadlecová, K., Bílý, M. Migration of Noble crayfish (Astacus astacus) and Stone crayfish (Austropotamobius torrentium) during three vegetation seasons in the Křivoklátsko Landscape Pratected Area, Czech Republic. In Europaean Crayfish – Food, Flagships & Ecosystem Services. Poitiers, France, 26.–29.10.2010. Mirebeau, Ch.(ed.). Poitiers: LEES, 2010, p. 94. (ISBN 978-2-911320-38-5)

•

Účast na dalších konferencích: Byly prezentovány 2 příspěvky na trilaterální českorakousko-bavorské konferenci v NP Šumava (Srní), 1 příspěvek slovenské konferenci s mezinárodní účastí Aplikovaná ornitológia (Zvolen), 1 příspěvek na konferenci

89


Východočeské ornitologické společnosti (Dlouhý) a 1 příspěvek na Zoologických dnech (Praha): Bílý, M., Simon, O., Kladivová, V., Fricová, K. Kubíková, L. Long-term monitoring of water chemistry in the river pearl mussel (Margaritifera margaritifera) localities. In Research actualities in Bohemian/Bavarian Forest. Srní, Czech Republic, 19.–20.10.2010. Šustr, P., (ed.). Vimperk: Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 15. (ISBN není uvedeno.) Douda, K., Simon, O., Bílý. M., Kladivová, V. Monitoring of in-stream nitrate levels as a tool in freshwater mussels conservation – interpretation and application. In Research actualities in Bohemian/Bavarian Forest. Srní, Czech Republic, 19.–20.10.2010. Šustr, P., (ed.). Vimperk: Správa NP a CHKO Šumava, 2010, s. 29. (ISBN není uvedeno.) Bergmann, P., Bílý, M., Mourková, J., Jelínek, M. Změny v zimování vodních ptáků na Vltavě v Praze v letech 1991 – 2009. In Metody a výsledky výzkumu ptačích populací. Dlouhý, ČR, 22.-24. 10. 2010. Vránová, S. (ed.). Pardubice: VČP ČSO, 2010, s 10-11. (ISBN není uvedeno.) Bergmann, P., Bílý, M., Musil, P., Musilová, Z., Mourková, J., Jelínek, M. Zimování hohola severního (Bucephala clangula) a morčáka velkého (Mergus merganser) v Praze a ve středních Čechách v letech 1991-2010. In Aplikovaná ornitológia 2010 – zborník abstraktov. Zvolen, Slovensko, 10.10.2010. Kropil, R., Lešo, P. (eds.). Zvolen, Vydavateľstvo TU, 2010, s. 13-14 (ISBN není uvedeno.) Bílý, M., Kadlecová, K. Výskyt a migrační aktivita raků v povodí Stroupinského potoka v CHKO Křivoklátsko. In Zoologické dny 2010. Praha, ČR, 11.–2.2.2010. Bryja, J., Zasdadil, P. (eds.). Brno: Ústav biologie obratlovců AV ČR, v.v.i., 2010, s. 38. (ISBN 97880-87189-07-8)

90


5. ODDÍL E – PLOŠNÉ A DIFÚZNÍ ZDROJE ZNEČIŠTĚNÍ 5.1 VLIVY ZEMĚDĚLSKY OBHOSPODAŘOVANÝCH POVODÍ NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY 5.1.1 Předmět řešení První okruh, související s problematikou dusíku a nitrátové směrnice, se zaměří na finální doladění metodiky vymezení zranitelných oblastí podle eutrofizace vod ve vybraných povodích s daty o všech typech zdrojů fosforu a na předložení definitivní metodiky ke schválení. Kromě toho budou vyhodnocena data o odtoku dusíku z experimentálních povodí, sledovaných v letech 2007–2009 a bude vypočítána celková bilance v jednotlivých letech a za celé období. Bude provedeno hodnocení odtoku dusíku v závislosti na půdních typech, případně na dalších charakteristikách sledovaných povodí. Druhý okruh řešení je věnován problematice fosforu. Hlavním cílem terénních prací pro rok 2010 je analýza erozního odtoku resp. příkladové zachycení přívalové vlny z letní bouřky. Kromě základních chemických analýz budou z obsáhlé série vzorků stanoveny i jednotlivé frakce fosforu, detailně měřen úhrn srážek i následné změny průtoku na kontrolním profilu. S ohledem na dostupnost byla vytipována dvě vhodná povodí: Lhotský potok a Vintířovský potok. Vzhledem k stochastické povaze lokalizace bouřek nelze úspěšnost odběrů předpovědět ani odhadnout. Výjezdy budou uskutečněny po ohlášení odpovídající předpovědi resp. vydání upozornění ČHMÚ. Předpokládá se 2–5 výjezdů od června do srpna. Pro případné další odběry je třeba připravit nové odběrové zařízení. Pro zpřesnění výpočtu bilancí odnosu fosforu ze sledovaných zemědělských povodí za tříleté období budou zakoupena data denních průtoků z analogických profilů ČMHÚ. Pro vyhodnocení úplné bilance toků fosforu v měřítku zemědělského mikropovodí (Vintířovský potok) je třeba doplnit odnos fosforu (data VÚV) údaji o aplikovaných hnojivech a realizované sklizni. Za tímto účelem budou vedena jednání s ÚKZÚZ resp. hospodařícími subjekty. Těžiště činnosti pro rok 2010 bude nicméně ve statistickém zpracování dat dokumentujících odnos fosforu z orné půdy. Cílem je charakterizovat pro Českou republiku jeho bilanci a její variabilitu na základě dat z roku 2006 (spatial statistics) a tříletého období 2007–2009. Výsledky budou publikovány v několika impaktovaných a recenzovaných časopisech a prezentovány na domácích a zahraničních konferencích. Ve třetím okruhu, který je věnován mikrobiálnímu zemědělskému znečištění vod, bude vyhodnoceno tříleté sledování mikrobiálního znečištění ve vybraných zemědělských oblastech. V období červen až srpen budou stanoveny mikrobiální indikátory ve vzorcích vod z toků v zemědělských oblastech během přívalových dešťů (tyto práce jsou podmíněny zachycením přívalových událostí ve spolupráci s tematickým okruhem věnovaným sledování fosforu). Dále budou vyhodnoceny výsledky identifikace intestinálních enterokoků izolovaných ze zemědělských profilů a bude dokončeno studium rychlosti eliminace různých druhů izolovaných intestinálních enterokoků z vodního prostředí (modelové experimenty). V části, která se věnuje hygienickým rizikům spojeným s intenzívním hospodařením na rybnících (chov ryb a vodní drůbeže) bude v roce 2010 provedeno zhodnocení vlivu intenzifikace rybářského hospodaření při použití tuhých statkových hnojiv (chlévská mrva); dále bude provedeno srovnání mikrobiálního znečištění rybníků s přísunem znečištění zemědělského původu (aplikace organických hnojiv) s intenzivním přísunem komunálního znečištění. Terénní práce budou zaměřeny na dokončení studia vlivu aplikace chlévské mrvy na jakost vody z mikrobiálního hlediska. Postupně bude připravována publikace s pracovním názvem Mlejnková, Sovová, Slezáková: Microbiall contamination of fish ponds in dependence of the pollution source type – vlastní realizace je plánována na rok 2011.

91


5.1.2 Postup řešení a výsledky Zemědělské znečištění vod dusíkem V prvním okruhu řešení, který je věnován problematice plošného znečištění vod dusíkem, pokračovalo testování navržené metodiky vymezování zranitelných oblastí podle eutrofizace povrchových vod. Ve dvou stejně velkých povodích na řece Trnavě nad nádrží Želiv a řece Trkmance před soutokem s Bílovickým potokem byly testovány různé charakteristické hodnoty ukazatelů pro odlišení podílu zdrojů znečištění a nastavení dalších indikátorů použitých v návrhu metodiky. Povodí byla vybrána tak, aby reprezentovala rozdílné podmínky klimatické (různá nadmořská výška), různé způsoby zemědělského hospodaření i rozdílnou strukturu bodových zdrojů znečištění. V obou povodích byla vyhodnocena dostupná data ve 13 resp. 7 monitorovacích profilech. V obou povodích byla zastoupena i vzorová zemědělská pilotní povodí VÚV TGM, v.v.i., která sloužila jako referenční pro odladění hranice pro indikátory, odlišující převažující plošné znečištění. Na základě výsledků testování byla dopracována konečná verze metodiky. Výsledky testování v obou vzorových povodích byly zařazeny do metodiky jako příkladové studie. Finální verze metodiky je předložena k oponentnímu projednání. Zpracování výsledků sledování odtoku dusíku z pilotních zemědělských povodí z let 2007– 2009 bylo dočasně pozastaveno vzhledem k odchodu řešitelky na mateřskou dovolenou. Práce na přípravě článku do impaktovaného časopisu budou pokračovat na začátku roku 2011.

Zemědělské znečištění vod fosforem Hlavní cíl terénních prací pro rok 2010, tj. zachycení a analýza vlny erozního odtoku, byl splněn. Ze srážky 13. srpna byla v povodí Lhotského potoka zachycena odtoková vlna. Z časové řady odebraných vzorků je patrné současné a výrazné maximum koncentrace celkového fosforu (TP) – 1,5 mg.l -1 a nerozpuštěných látek. Koncentrace celkového rozpuštěného i rozpuštěného reaktivního fosforu jsou však méně výrazné. V absolutní míře nedosáhla hladina TP maximálních koncentrací zachycených na tomto povodí v předchozích letech při erozních událostech. Zřejmě došlo k vypláchnutí sedimentů z povodí během některé předchozí bouřky (všechny 3 podezřelé události se vyskytly rovněž během víkendů!), což podtrhuje jedinečnost každého roku a nezbytnost kontinuálního záznamu. Z toho důvodu byl vyroben a na Lhoteckém potoce instalován stojan s tlakovými čidly registrujícími výšku hladiny a zároveň upraven přeliv. Vzhledem ke stochastické povaze erozního odtoku a exportovanému množství P je třeba se v budoucnu věnovat transformaci těchto vln níže po proudu. Jak se ukázalo při zpracování výběrové bilance VN Orlík, tak právě nedostatečné zachycení takových vln ve státních programech monitoringu přináší značné nejistoty do rozhodování o nápravných opatřeních. Připravované nové odběrové zařízení by mělo umožnit zachycení vln při nízkých ekonomických nákladech. V rámci doplnění poznatků ze sledování pilotního povodí Vintířovského potoka v letech 2007 –2009 byly úspěšně osloveny dva největší hospodařící subjekty, ZOD Kámen a ZOD Agria Obrataň. Od nich získaná data o hnojení, sklizni a dalších faktorech ovlivňujících bilanci fosforu budou použita k příkladové bilanci fosforu na mikropovodí. Protože v lednu 2010 byly dokončeny odběry v pilotních povodích sledovaných ve třech předchozích letech, spočíval důraz prací v letošním roce ve vyhodnocování a interpretaci dat. Pracovní tým byl přitom díky pracovní neschopnosti a následné mateřské dovolené Terezy Beránkové (roz. Urbanové) oslaben. Některé analýzy byly pozastaveny a očekává se jejich zpracování během roku 2011. Cílem pro ČR tak zůstává postupné upřesňování bilance fosforu a charakterizování variability jeho odnosu na základě dat z roku průzkumného monitoringu roku 2006 a tříletého

92


období 2007–2009. Verifikované průtoky na experimentálních povodích spolu s pořízenými daty Qd ze 17 vybraných stanic ČHMÚ umožní provést toto zpřesnění nejen pro námi sledované období, ale i zpětnou rekonstrukci pro delší období. Zobecněné poznatky jsou již nyní uplatňovány ve vodohospodářské praxi, např. při řešení problematiky eutrofizace VN Orlík, či dalších nádrží řešených v komplexním mezioborovém projektu NAZV QI102A265 „Určení podílu erozního fosforu na eutrofizaci ohrožených vodních útvarů stojatých povrchových vod“. Průběžným publikováním v impaktovaných a recenzovaných časopisech a prezentacemi na konferencích doma a v zahraniční je s výsledky seznamována vědecká i odborná veřejnost. Letos byly publikovány tři články v recenzovaných časopisech Vodní hospodářství a VTEI. Jeden příspěvek byl přijat k publikování v impaktovaném časopise Hydrological Sciences Journal. Do recenzovaného časopisu Soil and Water Research byl odeslán jeden příspěvek. Výsledky byly prezentovány na dvou mezinárodních a dvou domácích konferencích.

Mikrobiální zemědělské znečištění Ve třetím okruhu, který je věnován mikrobiálnímu zemědělskému znečištění vod, bylo kompletně vyhodnoceno tříleté sledování mikrobiálního znečištění ve vybraných zemědělských oblastech. Dále byly vyhodnoceny výsledky identifikace intestinálních enterokoků izolovaných ze zemědělských profilů a téměř bylo dokončeno studium rychlosti eliminace různých druhů izolovaných intestinálních enterokoků z vodního prostředí (modelové experimenty). Výsledky mikrobiální kontaminace v zemědělských tocích vykazovaly velké, až několika řádové sezónní rozdíly (minimum v zimním, maximum v letním období), zároveň byla zaznamenána korelace vyšší mikrobiální kontaminace v souvislosti se srážkovými epizodami. Byl zjištěn vyšší počet enterokoků než fekálních koliformních bakterií, což je typické pro zemědělské znečištění a většina enterokoků nepatřila do druhů E. faecium a E. faecalis, které jsou typické pro komunální kontaminaci. Rychlost eliminace enterokoků z vodního prostředí závisí především na obsahu dalších organismů a mikroorganismů (kultivovatelné mikroorganismy, celkové počty bakterií, biologický obraz), které napomáhají eliminaci alochtonních mikroorganismů.

V části, která se věnuje hygienickým rizikům spojeným s intenzívním hospodařením na rybnících (chov ryb a vodní drůbeže) bylo v roce 2010 provedeno zhodnocení vlivu intenzifikace rybářského hospodaření při použití tuhých statkových hnojiv (chlévská mrva), srovnání mikrobiálního znečištění rybníků s přísunem znečištění zemědělského původu (aplikace organických hnojiv) s intenzivním přísunem komunálního znečištění. Terénní práce byly zaměřeny na dokončení studia vlivu aplikace chlévské mrvy na jakost vody z mikrobiálního hlediska. Výsledky tříletého sledování mikrobiálního znečištění ve vybraných zemědělských oblastech, doplněné o výsledky dřívějších studií VÚV TGM, v.v.i. byly presentovány na konferenci formou přednášky, ve sborníku konference a byly zpracovány do publikace.

5.1.3 Výstupy •

Metodika vymezení zranitelných oblastí podle eutrofizace vod – konečná verze, předložení ke schválení. Práce na metodice byly dokončeny včetně testování postupu na vybraných pilotních povodích Trnavy a Trkmanky. Finální verze metodiky je předložena k oponentnímu projednání a certifikaci. (3617_final1_2010)

•

Vyhodnocení dat o odtoku dusíku z experimentálních povodí v letech 2007–2009, příprava výsledků k publikaci v odborném periodiku.

93


Zpracování výsledků bylo dočasně pozastaveno vzhledem k odchodu řešitelky na mateřskou dovolenou. Práce na přípravě článku do impaktovaného časopisu budou pokračovat na začátku roku 2011. •

Fiala, D., Rosendorf, P. Pasivní bodový vzorkovač vody a plavenin. VTEI, postoupení publikace (Jneimp). Publikováno. Fiala, D., Rosendorf, P. Pasivní bodový vzorkovač vody a plavenin. VTEI, 2010, roč. 52, č. 1, s. 17–19. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 2/2010. (3617_2848)

•

Fiala, D., Rosendorf, P. Plošné zdroje fosforu v povodí VN Orlík. Vodní hospodářství, postoupení publikace (J neimp). Publikováno: Fiala, D.; Rosendorf, P. Plošné zdroje fosforu v povodí VN Orlík a její eutrofizace. Vodní Hospodářství, 2010, roč. 60, č. 7, s. 199—202. ISSN 1211-0760. (3617_2939)

•

Fiala, D., Rosendorf, P. and Urbanová, T. Impact of tile-drainage on phosphorus load from exclusivelly agricultural watersheds. Soil and Water Research, postoupení publikace (Jneimp). Článek byl v listopadu odeslán k recenzi do časopisu Soil and Water Research.

•

Beránková, T., Vogel, R. M. Fiala, D., Rosendorf, P. Estimation of phosphorus loads with sparse data for agricultural lands in the Czech Republic. Hydrological Sciences Journal, postoupení publikace (J imp). Článek byl na konci srpna přijat k publikování v impaktovaném časopise Hydrological Sciences Journal. (3617_3020)

•

Urbanová, T. Přístup k hodnocení náchylnosti zemědělských povodí ke ztrátám fosforu z půdy do vody. Vodní hospodářství, postoupení publikace (Jneimp). Publikováno: Beránková, T. Přístup k hodnocení náchylnosti zemědělských povodí ke ztrátám fosforu z půdy do vody. Vodní hospodářství, 2010, roč. 60, č. 7/2010, s. 182— 184. ISSN 1211-0760. (3617_2941)

•

Příprava publikace výsledků průzkumného monitoringu odnosu fosforu z hlavních půdních typů ČR. (Jimp). Nadále probíhají práce na statistickém hodnocení dat a proměnných prostředí (GIS). S postoupením článku do vybraného časopisu se počítá v roce 2011.

•

Příprava technického řešení nové konstrukce odběrového zařízení. Dokončení přípravy technického řešení odběrového zařízení do 12/2010, podání přihlášky užitného vzoru v roce 2011.

•

Příprava publikace výsledků bilance fosforu v mikropovodí (Journal of Landscape Studies). Probíhá analýza a zpracování výsledků; publikování článku se předpokládá v recenzovaném časopise v roce 2011: Beránková, T. et al. Aplication of Phosphorus Index at Vintířov catchment, the Czech Republic. Journal of Landscape Studies.

•

Mlejnková, H., Sovová, K. The impact of fish farming on microbial water quality of fishponds – odeslání článku do recenzovaného časopisu. Článek odeslán do impaktovaného časopisu Water Science and Technology: Mlejnková H., Sovová K: Impact of fish pond manuring on water quality and health risk potential. manuskript WST-S-10-02241[1]. (3617_final2_2010)

94


•

Baudišová, D. a kol. Charakteristika enterokoků izolovaných z vodního prostředí v zemědělských oblastech – pracovní název publikace, jejíž rukopis bude zaslán do recenzovaného časopisu. Článek odeslán do recenzovaného časopisu VTEI: Baudišová, D., Benáková I. Mikrobiální znečištění toků v zemědělských oblastech. (3617_final3_2010)

Prezentace výsledků na konferencích: •

Závislost typu přinášeného znečištění na mikrobiální kontaminaci rybochovných rybníků – Mlejnková, Slezáková, Sovová – zahraničí (přednáška, Slovensko). Příspěvek publikován ve sborníku z konference: Slezáková, K., Mlejnková, H., Sovová, K. Závislost typu přinášeného znečištění na mikrobiální kontaminaci rybochovných rybníků. In 25. kongres Československej spoločnosti mikrobiologickej s medzinárodnou účasťou, Programy a abstrakty, Stará Lesná, Vysoké Tatry, SR, 15.18.9.2010, Mikroorganizmy a kvalita života“. Eds. Papajová et al. ČSSM BratislavaPraha, ISBN 970-80-970477-8-8, s. 90. (3617_3006)

•

Mikrobiální kontaminace toků v zemědělských oblastech – Baudišová a kol. – zahraničí (poster, Slovensko). Příspěvek publikován ve sborníku z konference: Baudišová, D., Benáková, I. Mikrobiální znečištění toků v zemědělských oblastech. In 25. kongres Československej spoločnosti mikrobiologickej s medzinárodnou účasťou, Programy a abstrakty, Stará Lesná, Vysoké Tatry, SR, 15.-18.9.2010, Mikroorganizmy a kvalita života“. Eds. Papajová et al. ČSSM Bratislava-Praha, ISBN 970-80-970477-8-8, s. s 234. (3617_2964).

•

Fiala, D., Rosendorf, P. and Urbanová, T. 6th International phosphorus workshop (IPW6). 27th Sept. – 1st Oct, 2010, Seville, Spain, prezentace výsledků na mezinárodní konferenci. Poster presentován na zahraniční konferenci IPW6 konané ve Španělsku, v sekci „Monitoring P loss“ a publikován ve sborníku: Fiala, D., Rosendorf, P. Variability of phosphorus load from agricultural land in Czech Republic. Part I: baseflow condition.- In 6th International Phosphorus Workshop - Towards a sustainable control of diffuse P loss: risk, monitoring, modelling, and mitigation options. 27.9.-1.10.2010. Sevilla, Spain, Eds. Delgado, A.; Gil Sotres, F. and Torrent, J. 2010, Universidad de Sevilla, p. 159, ISBN SE5826/2010. (3617_3017)

•

Rosendorf, P., Klír, J., Hrabánková, A, Prchalová, H., Wollnerová, J. Developments in monitoring effectiveness of the EU Nitrates Directive Action Programmes: Czech Republic, Proceedings of the 2nd MonNO3 International workshop on Developments in monitoring the effectiveness of the EU Nitrates Directive Action Programmes on the Environment (scientific and methodological aspects of design, operation and reporting), 10-11 June 2009, Amsterdam Airport, the Netherlands. Konečná verze příspěvku odeslána v březnu 2010 editorům sborníku, předpokládá se publikace v druhé polovině roku 2010.

•

Rosendorf, P., Fiala, D. Je možné se současnými daty bilancovat fosfor v povodích a odlišit jeho jednotlivé zdroje?, konference CYANOBAKTERIE 2010 - příčiny, důsledky, řešení rozvoje vodních květů sinic, Brno, 16.–17. června 2010. Příspěvek prezentován na domácí konferenci a publikován ve sborníku: Rosendorf, P., Fiala, D. Je možné se současnými daty bilancovat fosfor v povodích a odlišit jeho jednotlivé zdroje? In Maršálek B., Maršálková E. a Vinklárková D. CYANOBAKTERIE 2010 - příčiny, důsledky a řešení rozvoje vodních květů sinic. Brno, 16.7.2010. Botanický ústav AV ČR, v.v.i., Průhonice, 2010, s. 53—61. ISBN 978-80-86188-33-1. (3617_2940)

95


•

Fiala, D., Rosendorf, P. Shortfall of P budged in Orlík reservoir – statistical tryout among culprits with sparse data. In Novel methods for reducing agricultural nutrient loading and eutrophication. Jokioinen, Finland, 14.6.2010. Eds Turtola,E.; Ekholm,P. and Chardon,W. 2010 MTT Agrifood Research Finland, Jokioinen, Finland, p. 28. ISSN 1798-1824. Příspěvek prezentován na zahraniční konferenci konané ve Finsku 14.-16.6.2010. a publikován ve sborníku. (3617_2932)

•

Fiala, D., Rosendorf, P. Rozpočtový schodek nebo informační deficit – současné možnosti bilance přísunu fosforu do VN Orlík a nejistoty z nich vyplývající. In Revitalizace Orlické nádrže 2010, 12.10.2010, Ed. Očásková, I. 2010, VŠTE, Písek. Příspěvek prezentován na domácí konferenci Revitalizace Orlické nádrže 2010, konané 12.–13. října 2010 v Písku. Sborník je připravován do tisku. (3617_3016)


Pavonič, M., Pospíšil, Z. Performance of low-cost semipermeable membrane devices for monitoring organic contaminants in surface water. Článek odeslán do redakce impaktovaného časopisu Journal of Environmental Monitoring, manuskript ID: EM-ART11-2010-000687. (3617_final4_2010)

96


5.2 VÝVOJ KOMPLEXNÍHO KONCEPTUÁLNÍHO MODELU PRO ŘEŠENÍ VLIVŮ A DOPADŮ ANTROPOGENNÍ ČINNOSTI NA PODZEMNÍ VODY V INTERAKCI S POVRCHOVÝMI EKOSYSTÉMY 5.2.1 Předmět řešení Práce subprojektu byly v roce 2010 zaměřeny na studium faktorů, které se podílejí na formování výsledného chemismu podzemních vod v území postižených atmosférickou depozicí v oblasti národního parku Krkonoše. Paralelně s touto aktivitou pokračoval monitoring časoprostorových změn hladin podzemní vody na experimentálním povodí Na Lizu. Od poloviny roku 2010 byl tento monitoring nově rozšířen i o povodí Uhlířská v Jizerských horách. V oblasti Krkonoš proběhlo regionální revizní vzorkování chemismu pramenů za účelem posouzení vlivu změn vegetace na jakost podzemních vod. Ve spolupráci s partnerskými pracovišti byly vyvinuté konceptuální modely aplikovány na zahraniční lokality, s klimaticky a geologicky odlišnými podmínkami. Metodická část projektu byla v roce 2010 zaměřena na dvě hlavní aktivity: 1) návrh metodiky na zjišťování zvratu trendu pro běžné znečišťující látky a pro nebezpečné látky s vyšším podílem dat pod mezí stanovitelnosti; 2) práce na postupy hodnocení rizikovosti útvarů podzemních vod pro druhé plány oblastí povodí. Postupy pro hodnocení rizikovosti v druhých plánech oblastí povodí mají poněkud odlišnou funkci než u prvních plánů, navíc je vhodné na základě zkušeností z prvních plánů oblastí povodí aplikovat nové či alespoň vylepšené postupy.

5.2.2 Postup řešení a výsledky V souladu se schválenou metodikou byla aktivita dílčího úkolu 18 členěna do několika skupin.

Vývoj chemismu podzemních vod národního parku Krkonoše Regionální studie zaměřená na vývoj chemismu podzemních vod v oblasti národního parku Krkonoše si kladla za cíl posoudit vliv jakosti lesního pokryvu na kvalitu podzemní vody v prostředí s intenzivním dopadem kyselé atmosférické depozice. Práce probíhaly s vizí realizace článku, který by umožnil navázat na impaktovanou publikaci z loňského roku Hrkal, Z., Fottová, D. Rosendorf, P. (2009). Letošní aktivity proto vycházely z identické metodiky ověřené v Krušných horách (2008) a Jizerských horách (2009). Studie vývoje chemismu je založena na informacích z 34 experimentálních povodí, na kterých byla k dispozici data, dokumentující vývoj chemického složení podzemních vod za období od roku 1971 až po současnost. Data pocházela z pramenů, které byly analyzovány v rámci mapovacích prací v letech 1971–1985 a 1994– 1999 a dále byly jednorázově vzorkovány v letošním roce. Odběry z pramenů víceméně rovnoměrně pokrývají celé území Krkonoš a představují reprezentativní soubor charakterizující všechny jevy, které mohou ovlivňovat výsledný chemismus podzemních vod. Kromě geologického složení zájmového území bude o výsledné jakosti podzemních vod rozhodovat chemismus srážek, resp. atmosférická depozice, doba interakce voda-hornina a využití krajiny. První dva faktory jsou v sledovaném souboru pramenů zohledněny morfologií – nadmořské výšky monitorovaných bodů se pohybují od 475 m.n.m. až po 1520 m.n.m. Významným jevem se však stává využití krajiny, přesněji řečeno jakost a typ lesního pokryvu. Oblast

97


Krkonoš je zcela bez zemědělské činnosti. Experimentální povodí lze rozdělit do dvou hlavních kategorií: První představují prameny ve vyšších nadmořských výškách prakticky bez lesního pokryvu, druhou tvoří pramenní vývěry na svazích Krkonoš s lesním pokryvem v různém stavu poškození kyselou depozicí. Z výsledků, které jsou sumarizovány v tabulce 5.2.1 vyplývá, že v Krkonoších se setkáváme s podobnými podzemními vodami jako v Jizerských horách, převládají zde nízko mineralizované vody chemického typu Ca – SO4, HCO3. Z dlouhodobého hlediska je chemické složení podzemních vod vcelku stabilní. Přesto ale u některých složek, především těch, které jsou indikátory acidifikace, je vidět vývojový trend. Prameny odvodňují mělkou přípovrchovou zónu krystalinika, kde doba kontaktu vody s horninovým prostředím je krátká, je výsledný chemismus značně ovlivňován jakostí srážkových vod. S ohledem na pokles atmosférické depozice v důsledku ekologické politiky státu není proto překvapivý pokles koncentrací síranů z 26 mg.l-1 v sedmdesátých letech na 10 mg.l -1 v současnosti. Podobný, byť méně výrazný trend je zaznamenán v případě dusičnanů, které se v současné době pohybují na úrovni přirozeného pozadí. Tab. 5.2.1 Vývoj chemického složení podzemních vod Krkonoš v letech 1971-2010 (průměr z 34 pramenů za sledované období) a jeho srovnání s vývojem v Jizerských horách za stejné období (data z 37 pramenů) Krkonoše 1971–2010 období 1971-85 1994-99 2010 1971-2010

Na

K

NH4

Mg

Ca

Mn

Fe

3,4 3,2 3.1 3,0

1,5 1,4 1.3 1,3

0,23 0,12 0,15 0,16

2,2 2,4 2,0 2,0

12,6 13,4 11,0 11,0

0,93 0,86 0,78 0,77

0,07 0,07 0,07 0,07

Al

Be

Cl

mg.l-1 0,02 ? 4,3 0.18 ? 1,8 0,16 0,00023 2,4 0,09 0,00023 2,9

NO3 NO2 HCO3 SO4

6,9 0,2 15,9 4,0 ? 42,4 5,7 0,01 34,5 6,5 0,05 25,3

F

26,2 0,038 12,2 0,026 9,9 0,03 15,3 0,043

minerali zace 74,2 72,5 70,2 70,8

pH 6,9 6,6 6,4 6,6

Jizerské hory 1971–2009 období 1971-1975 1983-1987 1997 2008-2009 1971-2009

Na

5,2 6,3 5,6 4,4 5,3

K

2,0 1,7 1,5 1,3 1,5

NH4

0,04 0,12 0,05 0,04 0,06

Mg

4,8 3,4 2,4 2,1 2,9

Ca

17,6 17,3 13,8 8,9 13,6

Mn

1,5 0,07 0,05 0,11 0,23

Fe

0,47 0,9 0,61 0,78 0,74

Al

Be

mg.l-1 ? ? 0,19 ? 0,21 0,00053 0,27 0,00082 0,24 0,00067

Cl

NO3 NO2 HCO3 SO4

9,4 13,9 ? 25,5 8,8 13,4 ? 27,7 4,2 5,1 ? 22,1 3,7 4,4 0,01 18,4 6,0 8,3 0,01 24,0

33,0 28,9 27,2 20,7 26,2

F

minerali zace

0,12 0,17 0,19 0,20 0,18

119,3 122,0 87,3 61,9 97,1

I přes uvedené pozitivní signály je však zřejmé, že v regionálním pohledu v některých oblastech zřejmě dál probíhají acidifikační procesy, částečně vlivem přetrvávající dusíkové depozice, částečně vlivem dlouhodobě akumulované síry v půdním profilu. Tyto anomální oblasti se projevují lokálním poklesovým trendem HCO3 a vysokými obsahy Al a Be. Jedná se zhruba o 15 procent pramenů, které dlouhodobě vykazují pH nižší než 5,5. Stupeň acidifikace je na těchto vzorcích výrazně vyšší, projevující se extrémně nízkou alkalinitou – obsahy HCO3 byly pufračními reakcemi z valné části spotřebovány. Zdravotní stav lesa je obecně významným indikátorem stavu životního prostředí. Tato skutečnost platí dvojnásobně v případě Krkonoš, kde les prodělal za poslední desetiletí dramatické změny. Základem analýzy zdravotního stavu lesního pokryvu byla interpretace satelitních snímků Landsat-TM/ETM s gridem 30x30 metrů z let 1984, 1988, 1997 a 2007, které poskytl Ústav pro hospodářskou úpravu lesů. Zdravotní stav lesa byl interpretován ve stupnici poškození a mortality, a to zvlášť pro jehličnany a zvlášť pro listnaté stromy.

98

pH 6,23 6,18 6,15 6,07 6,13


Z výsledků jasně vyplynula podobná dynamika vývoje zdravotního stavu listnatého a jehličnatého lesa, jako byla zaznamenána v loňské etapě prací v oblasti Jizerských hor. Z vývoje zdravotního stavu lesa Krkonoš vyplývá identický trend úzké korelace mezi zdravotním stavem především jehličnatého smrkového porostu a nárůstem koncentrací hliníku a berylia. Regionální data shromážděná v Krkonoších v průběhu prací roku 2010 vykazují většinou podobný charakter jako předchozí publikované trendy z Krušných hor i z Jizerských hor. Současně však odhalily zajímavé lokální anomálie, které jsou specifické pro každý z dosud sledovaných regionů. Letošní práce vyústily v plánovanou pracovní verzi publikace věnované vývoji chemismu podzemních vod Krkonoš. Nicméně s ohledem na výše zjištěné poznatky se zdá být vhodnější zvýšit kvalitu publikace tím, že bude koncipována jako srovnávací studie všech třech oblastí, tedy i se zahrnutím dat z Krušných hor. Taková studie tak bude představovat logické vyvrcholení systematického pozorování v rámci tohoto úkolu. Tento přesun předložení k publikaci do příštího roku byl ale pracovním týmem úkolu 3618 plně kompenzován předložením jiné, původně neplánované impaktované publikace v rámci následujícího subbloku.

Aplikace konceptuálního modelu časoprostorových změn transmisivity V průběhu roku 2010 probíhal kontinuální monitoring hladin podzemních vod a klimatických charakteristik na čtyřech monitorovacích vrtech povodí Na Lizu. K těmto datům od druhé poloviny roku přibývá sledování stejných informací i na třech monitorovacích vrtech na povodí Uhlířská. Na těchto vrtech byl zahájen monitoring jakosti podzemních vod s cílem postihnout časoprostorové variace chemismu v různých hloubkových intervalech. Jedná se o první povodí systému GEOMON, které takové sledování jakosti podzemních vod umožňuje. První výsledky dokládají až překvapivě velké rozdíly v chemismu podzemních vod v různých hloubkových intervalech. Jedná se sice jen předběžná, statisticky neprůkazná, indikativní data, nicméně tento monitoring vhodným způsobem propojí konceptuální model se studiem acidifikace. Tab. 5.2.2 Chemismus podzemních vod v uzávěrovém profilu povodí Uhlířská v různých hloubkových intervalech Hloubka m 25-30 15-20 5-10

pH 7,34 8,64 6,71

Cl

SO4

1,36 3,83 1,55

14,7 46,8 15,9

NO3

NO2 Na mg.l-1 5,9 <0,005 8,13 3,649 0,023 91,5 1,281 0,014 25,7

K

Ca

Mg

1,27 4,29 3,24

18,4 30,2 20,8

3,74 6,41 3,32

Al

Fe μg.l-1 3060 1090 11100 3520 16000 4440

Koncepce průběžně aktualizovaného konceptuálního modelu časoprostorových změn transmisivity je aplikována na čtyřech zahraničních lokalitách – v indickém Hyderabadu (partner BRGM), v uzbeckém povodí Kashkadarya (partner Tashkent Institute of Irrigation and Melioration), v Lybii (partner Lybian Ministry of Industry) a konečně v Aquitánské pánvi (partner Université Bordeau I). Tato zahraniční spolupráce se ukazuje jako mimořádně efektivní. To dokumentuje fakt, že ze dvou těchto lokalit vyšla impaktovaná publikace v loňském roce, další dvě vyšly tiskem v roce 2010 a současně byly v letošním roce předloženy dva nové články.

Návrh metodiky na zjišťování zvratu trendu Pro navrhovanou metodiku hodnocení zvratu trendu znečišťujících látek v podzemních vodách byla odzkoušena jednak na evropské úrovni doporučovaná metoda lineární regrese podle Gaussova principu (podle doporučení Guidance Document No. 18 Guidance on

99


groundwater status and trend assessment, 2009, podrobně rozpracovaná v Technical Report No. 1: Statistical aspects of the identification of groundwater pollution trends and aggregation of monitoring results – WG 2.8 Statistics z roku 2001) a dále také zjednodušená metoda porovnávání průměrů, která poskytuje obdobné výsledky při vyšším komfortu zpracování dat. Nevýhodou druhé metody je absence hodnoty směrnice, která v případě použití lineární regrese umožňuje kvantifikovat odhad vývoje koncentrací k výhledovému období. Nicméně tento odhad musí být stanoven již v rámci určení významného trvale vzestupného trendu, který vždy hodnocení zvratu trendu předchází, proto není hodnota směrnice nezbytnou součástí hodnocení zvratu trendu. Na druhou stranu právě v případě směrnice spočtené na základě lineární regrese, kdy vývoj koncentrace hodnoty polutantu závisí na celé řadě faktorů, které se v čase mění, ale do algoritmu postupu nejsou nijak zahrnuty, nalezení trendu vývoje koncentrace polutantu metodou lineární regrese může nesprávně evokovat nalezení „scénáře“ pro vývoj hodnoty koncentrace v čase, který neodpovídá skutečnosti. Nevýhodou obou metod je (při četnosti monitoringu podzemních vod dvakrát ročně) nedostatečná vypovídající hodnota z hlediska periodicity kolísání množství podzemní vody a tedy i koncentrací látek v ní se vyskytujících. Pro zohlednění režimů hladin podzemní vody je třeba nejprve dokončit vývoj metod na jejich posuzování, který probíhá v souběžně řešeném projektu VaV SP/2e1/153/07 „Zákonitosti interakce systému „voda-hornina-krajina“ a jejich využití při ochraně podzemních vod v České republice“, na němž se spolu s Českou geologickou službou podílí VÚV TGM, v.v.i. a Český hydrometeorologický ústav. Zejména problematika stanovení režimu hydrogeologických struktur s pravidelným meziročním kolísáním hladin podzemní vody a naopak struktur, u nichž se jakýkoli vliv (klimatických změn i antropogenní činnosti) projeví až v řádu více let a jeho vazba na dopady změn je zatím nedostatečně propracovanou částí metodiky. Součástí hodnocení trendů a zvratu trendů zároveň musí být i určení délky časové řady hodnot, která se primárně odvíjí od délky odezvy stavu podzemní vody na dopad, tzn., že i tato část bude moci být dořešena teprve po dokončení metodiky hodnocení režimů hladin podzemní vody. Řešení problematiky zpracování časových řad, v nichž se vyskytuje více dat pod mezí stanovitelnosti, vychází opět z doporučení Guidance Document No. 18. Pro nahrazování postupně zpřesňovaných mezí stanovitelnosti byla stanovena polovina nejvyšší přítomné meze stanovitelnosti. Zároveň by měly být v rámci hodnocení trendů i zvratu trendů nahrazovány i všechny naměřené koncentrace, které jsou menší než polovina nejvyšší přítomné meze stanovitelnosti, aby tato data nevedla k indikaci umělého trendu, který s vlastním vývojem koncentrací znečišťující látky nesouvisí. Druhým možným přístupem je zkrácení dostatečně dlouhé časové řady, v níž jsou nejstarší data s hojně zastoupenou vysokou mezí stanovitelnosti. V takovém případě mohou být použita pouze souvislá novější data, nicméně tento přístup se autorům nejeví jako plně využitelný, protože jej nelze aplikovat hromadně a automatizovaným postupem. Pro posouzení, zda vůbec mohou být časové řady hodnoceny v případě výskytu dat pod mezí stanovitelnosti z hlediska výskytu trendů a prokázání zvratu trendu, navrhují autoři použít obdobný postup, který se používá u povrchových vod, kdy je navrženým kritériem maximální podíl nejvyšší přítomné meze stanovitelnosti vůči prahové hodnotě (v případě povrchových vod normě environmentální kvality), který nesmí přesáhnout 30 % této prahové hodnoty (směrnice 2009/90/ES – technická specifikace chemických analýz a monitoringu stavu vod).

Postupy hodnocení rizikovosti útvarů podzemních vod pro druhé plány oblastí povodí Hodnocení rizikovosti v druhých plánech oblastí povodí již nemá sloužit jako náhrada hodnocení stavu, jako tomu bylo v roce 2004. Přesto lze postupy a výsledky hodnocení rizikovosti použít i v roce 2013 – a to jak k upřesnění problematických útvarů, ve kterých by hodnocení stavu v roce 2014 mělo být provedeno obzvlášť důkladně, ale i k identifikaci

100


významných vodohospodářských problémů a stanovení útvarů, kde bude nutné aplikovat výjimky (ať již z hlediska prodloužení termínů nebo nižších cílů). Zároveň je nutné do druhých plánů oblastí povodí včlenit předpokládaný vliv klimatické změny na splnění environmentálních cílů. Pro nadcházející hodnocení rizikovosti je také nutné kriticky vyhodnotit metodické postupy a dostupná data v prvních plánech oblastí povodí. Celou touto problematikou se zabývá celoevropský Guidance dokument č. 26 „Guidance on risk assessment and the use of conceptual models for groundwater“ přijatý v letošním roce vodními řediteli, na jehož tvorbě se řešitelka také podílela a který by měl být respektován při druhých plánech oblastí povodí.

Obr. 5.2.1 Základní model řízení rizikovosti (převzato z Guidance dokumentu č. 26) Z hlediska postupů, použitých v roce 2004 se pro hodnocení rizikovosti útvarů podzemních vod se jeví jako zásadní (a s výjimkou dusíku dosud neřešený) podíl atmosférické depozice některých kovů a dalších syntetických nebezpečných látek jako významný vliv na podzemní vody. Význačný podíl atmosférické depozice na celkovém znečištění povrchových vod je zřejmý z českých a celoevropských údajů, zůstává však otázkou, jak velká část splachů polutantů se realizuje přes podzemní vody a která jenom přímým splachem do vodotečí. Stejně tak zůstává otevřena problematika začlenění klimatické změny (hydrologická sucha) do hodnocení rizikovosti útvarů podzemních vod – kvantitativní stav lze na základě jinde namodelovaných dat zhruba odhadnout, vliv na chemický stav je však složitější. Nejvíce se zřejmě promítne klimatická změna na zvýšení podílu základního odtoku v povrchových vodách – ovšem s rozdílnými dopady podle délky suchého období, typu odvodňované struktury, velikosti toku a míry znečištění podzemních vod. Tím, jak zpracovaný Guidance dokument propojil problematiku hodnocení rizikovosti s požadovaným zpracováním koncepčních modelů útvarů podzemních vod, se znovu dostává do popředí otázka použití koncepčních modelů pro plány oblastí povodí. V příštím roce by tedy byla v rámci projektu navržena struktura unifikovaného koncepčního modelu útvarů podzemních vod pro druhé plány oblastí povodí. Stejně tak budou v příštím roce vyhodnoceny další navrhované postupy v Guidance dokumentu a bude zpracován návrh, které z nich by měly být použity v druhých plánech oblastí povodí.

101


5.2.3 Výstupy •

Články v impaktovaných časopisech, které vyšly a jsou budově uplatněné v roce 2010: o Jiráková, H. Huneau, F. Celle-Jeanton, H. Hrkal, Z. LeCoustumer, P. Carbon isotopes to constrain the origin and age of groundwater in the north-western part of the Bohemian Cretaceous Basin (Czech Republic). Applied Geochemistry 25 (2010) 1265–1279 (3618_2952)

•

Články v impaktovaných časopisech, které jsou v tisku a budou bodově uplatněné v roce 2010: o Dewandel, B., Perrin, J., Ahmed, S., Aulong, S., Hrkal, Z., Lachassagne, P., Samad, M., Massuel, S., Mukherji, A. Development of a tool for managing groundwater resources in semi-arid hard rock regions: application to a rural watershed in South India. - Hydrol. Process. 24,19, pp. 2784-2797, ISSN (printed): 0885-6087. ISSN (electronic): 1099-1085. (3618_2956) o Elgzeli, Y.M., Ondovčin, T., Hrkal, Z., Krásný, J., Mls, J. (2009 in press) : Impacts of heavy groundwater pumping on hydrogeological contitions in Libya: Past and present development and future prognosis in a regional scale. Acta Geologica Polonica. ISSN: 001-5709. Článek je ve stavu „in press“. o Vencelides, Z., Hrkal, Z., Prchalová, H. (2010): Determination of the natural background content of metals in ground waters of the Czech Republic, Applied Geochemistry, 25, (2010), p. 755 –762. (3618_2953)

•

Články, které budou předloženy do impaktového časopisu do konce roku 2010: o Hrkal, Z. Efficiency of the groundwater protection in Krkonoše National park and Jizerské hory Mts. Hydrogeology Journal Nahrazeno jiným výstupem (viz text).

•

Návrh metodiky hodnocení zvratu trendů polutantů v podzemních vodách. Ve stavu rozpracovanosti odpovídající metodice a časovému harmonogramu.

•

V průběhu roku byly dvě publikace do impaktovaných časopisů předloženy a jsou ve stavu recenze: o Jiráková H., Procházka M., Dědeček P., Kobr M., Hrkal Z., Huneau F., Le Coustumer P. Geothermal assessment in the aquifers of the north western part of the Bohemian Cretaceous Basin, Czech Republic. Geothermics. o Jiráková, H. Huneau, F. Celle-Jeanton, H. Hrkal, Z. LeCoustumer, P.: Insight into palaeorecharge conditions of European deep aquifers. Hydrogeology Journal.


Vystupy projektu 3618 se staly náplní zvané keynote prezentace (Hrkal, Z. Climate change and water resources – challenge of our civilisation) na zasedání NATO na téma Climate change and its effect on water resources – Issues of national and global security, které proběhlo v tureckém Izmiru v září 2010. Přednáška bude publikována v příštím roce ve sborníku v nakladatelství Springer.

•

Celoevropský Guidance dokument: European Comunity: Common Implementation Strategy fot the Water Framework Directive (2000/60/EC); Technical Report - 2010 – 042; Guidance document No. 26: Guidance on RiscAassessment and the use of Conceptual Models for Groundwater (spoluautorka RNDr. Hana Prchalová).

102


•

Prezentace Prchalová, H., Nedvědová, E. Groundwater dependent aquatic and terrestrial ecosystems. Meeting of Working Group C; Experiences from Member States. Bruggy, October 6, 2010.

•

Prezentace Prchalová, H., Nedvědová, E., Kozlová, M. Relationship between groundwater bodies and groundwater dependent aquatic and terrestrial ecosystems. 15. porada skupiny expertů „Podzemní vody“ (GW), Mezinárodní komise pro ochranu Labe (MKOL), Magdeburg, 11.-12.11.2010.

103


5.3 KOMBINOVANÉ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V OBLASTECH S NADSTANDARDNÍMI NÁROKY NA OCHRANU VOD 5.3.1 Předmět řešení Hlavním cílem subprojektu je navrhnout, ověřit a metodicky popsat způsoby čistění odpadních vod, které mohou v podmínkách ČR splnit nadstandardně přísné limity požadované pro odpadní vody vypouštěné ve zvláště chráněných územích. V roce 2010 byly realizovány tyto okruhy prací: • Vyhodnocení dlouhodobého vlivu dvou biologických nádrží sloužící vypouštěných odpadních vod z ČOV Zbytiny na celkovou účinnost čištění.

k dočištění

• Porovnání vlivu vypouštění odpadních vod z obce Zbytiny před výstavbou prototypové ČOV a po jejím úplném dokončení, včetně dočišťování v biologických nádržích, na jakost vody v recipientu. • Screeningové vyhodnocení dalších lokalit s čištěním odpadních vod kombinovaným způsobem a studium účinnosti čištění na těchto lokalitách.

5.3.2 Postup řešení a výsledky Vybraná lokalita ČOV Zbytiny je od počátku roku 2010 navštěvována v pravidelných měsíčních intervalech. Jsou odebírány dvouhodinové vzorky pro chemický rozbor a prosté vzorky pro mikrobiologický rozbor. Vzorky jsou odebírány jak z ČOV Zbytiny, tak i ze dvou sériově řazených biologických rybníků umístěných za ČOV sloužících k dočištění odpadních vod vypouštěných z ČOV. Z biologických rybníků jsou rovněž odebírány vzorky pro stanovení fytoplanktonu a zooplanktonu pro určení jejich vlivu na účinnosti čištění odpadních vod v biologických rybnících. Jsou shromažďovány údaje o množství přitékající odpadní vody na ČOV a spotřeby elektrické energie. Z výsledků rozborů a naměřených údajů o množství odpadní vody je vypočítáváno látkové zatížení ČOV a dosahovaná účinnost jednotlivých stupňů čištění. Z tabulek 5.3.1 a 5.3.2 je patrné, že i v druhém roce provozu jsou biologické rybníky výrazným přínosem pro celkovou účinnost čištění odpadních vod v obci Zbytiny. Z výsledků za období leden – říjen 2010 vyplývá, že biologické rybníky snižují koncentrace vypouštěného znečištění do recipientu téměř ve všech sledovaných parametrech. Výjimkou byl odběr provedený v dubnu, kdy díky masivnímu rozvoji fytoplanktonu (hodnoty chlorofylua v BR1 činily 258,4 µg.l-1 a v BR 2 168,1 µg.l-1) byly naměřeny na odtoku z 2. biologického rybníka vyšší hodnoty CHSK, BSK5 a NL, než na odtoku z ČOV. Tento stav trval pouze po období jednoho měsíce, neboť po rozvoji fytoplanktonu následoval i rozvoj zooplanktonu (především Daphnia magna), díky němuž došlo k výraznému omezení řas v biologických rybnících (vybrané hodnoty chlorofylu-a v následujících měsících pro BR1 3,7 a 7,0 µg.l-1 a v BR 2 10,3 a 6,4 µg.l-1). V průběhu srpna byl vůbec poprvé od uvedení obou biologických rybníků do provozu zaznamenán nárůst okřehku a to konkrétně při březích BR1. Účinnost čištění ani koncentrace rozpuštěného kyslíku v BR1 však doposud nebyla okřehkem ovlivněna. Podobná situace nastala i v září, kdy v BR1 opět došlo k významnému rozvoji fytoplanktonu (clorofyl-a 670,1 µg.l-1), což podobně jako v dubnu vedlo k horším výsledkům v parametrech CHSK, BSK5 a NL na odtoku z 2 biologického rybníka do recipientu, než na odtoku z ČOV. Ovšem i v tomto případě měla tato situace pouze přechodného trvání, neboť v následujícím měsíci byly oba biologické rybníky opět téměř bez známek přítomnosti fytoplanktonu. Tato skutečnost se projevila výrazně nižšími hodnotami organického znečištění naměřenými na odtoku z biologických rybníků do recipientu.

104


Lze konstatovat, že v průběhu vegetačního období se u biologických rybníků sloužících k dočištění vyčištěných odpadních vod z ČOV, kde nedochází k úplnému odstraňování dusíku a fosforu, nelze vyhnout sezónním výkyvům kvality vypouštěné odpadní vody do recipientu. Nejčastějším důvodem může být rozvoj fytoplanktonu způsobený zvýšeným přísunem nutrientů z ČOV. V ČR tímto problémem trpí řada biologických rybníků, a proto jsou tendence od tohoto způsobu dočištění odpadních vod zcela upustit. Dvouleté sledování biologických dočišťovacích rybníků ve Zbytinách ale ukazuje, že pokud je soustava biologických dočišťovacích rybníků navržena s dostatečně dlouhou dobou zdržení a tudíž i nízkým látkovým zatížením dusíku a fosforu (vyjádřený ať už na jednotku plochy či objemu biologického rybníka), je tento systém odolnější vůči nežádoucímu rozvoji fytoplanktonu. Sice se nelze zcela vyhnout tomuto jevu, ovšem vzhledem k nízkému zatížení (cca 0,5 g N/m3d a 0,06 g P/m3d) není tento stav trvalý a nedochází tak k dlouhodobému negativnímu ovlivnění celkové účinnosti čištění odpadních vod. Tab. 5.3.1

Profil Přítok na ČOV

Průměrné hodnoty koncentrace znečištění v jednotlivých profilech za období 1/2010–10/2010 CHSK (mg.l-1)

BSK5 (mg.l-1)

NL105 (mg.l-1)

N-NH4+ (mg.l-1)

N-NO3(mg.l-1)

Norg. (mg.l-1)

Nc (mg.l-1)

Pc (mg.l-1)

P-PO43(mg.l-1)

490

255

196

51,3

0,96

27,37

80,02

8,97

6,18

Odtok z ČOV

34

4,1

4,4

2,9

20,43

1,15

24,75

2,76

2,55

Odtok z 2 BR do recipientu

28,5

5,0

9,9

0,2

12,74

1,37

14,51

0,41

0,32

Tab. 5.3.2 Profil Přítok na ČOV – Odtok z ČOV Odtok z ČOV – Odtok z 2 BR do recipientu Přítok na ČOV – Odtok z 2 BR do recipientu

Průměrná účinnost čištění v jednotlivých profilech za období 1/2010–10/2010 CHSK (%)

BSK5 (%)

NL105 (%)

N-NH4+ (%)

N-NO3(%)

Norg. (%)

Nc (%)

Pc (%)

P-PO43(%)

93,05

98,38

97,74

94,36

x

95,81

69,07

69,17

58,72

16,45

-21,07

-124,77

92,22

37,63

-19,40

41,36

85,25

87,49

94,19

98,04

94,92

99,56

x

95,00

81,86

95,45

94,84

Možnostmi používání kombinovaných způsobů čištění odpadních vod se zabývá článek vydaný v časopise Vodní hospodářství (3619_2883). Dosavadní zkušenosti s provozem biologických dočišťovacích rybníků ČOV Zbytiny pak shrnuje poster a příspěvek ve sborníku prezentovaný na mezinárodní konferenci Odpadové vody 2010, která se konala ve dnech 20.–22.10.2010 na Slovensku (výstup 3619_2976). Problematika odstraňování mikrobiálního znečištění na všech stupních čištění na ČOV Zbytiny byla řešena ve spolupráci se subprojektem 3609. Na toto téma byl zpracován poster prezentovaný na mezinárodní konferenci Water Research Conference 2010 v Lisabonu. Zároveň byl napsán i článek do impaktovaného časopisu Water Research, který je v současné době v recenzním řízení. Recipientem ČOV Zbytiny je Zbytinský potok, který je přítokem řeky Blanice s největší středoevropskou populací perlorodky říční. Z tohoto důvodu je pracovníky VÚV TGM, v.v.i. Zbytinský potok dlouhodobě sledován. Toto sledování započalo už v roce 2001, tedy dlouho před výstavbou ČOV v obci Zbytiny, která byla uvedena do provozu až ke konci roku 2008. Existence dostatečně dlouhé řady dat o kvalitě vody ve Zbytinském potoce před výstavbou ČOV a po jejím uvedení do provozu umožňuje provést vyhodnocení vlivu vypouštění odpadních vod z ČOV Zbytiny na kvalitu vody v Zbytinském potoce.

105


Tento rozsáhlý soubor dat je průběžně zpracováván a vyhodnocován pro odběrové profily nad a pod vyústěním ČOV. Byly zpracovávány základní statistické údaje pro období před výstavbou ČOV a po uvedení ČOV do provozu. Z vybraných dat byly vytvořeny grafy pro zachycení případných vývojových trendů. Další ukázkou zpracovaných podkladů pro chystaný článek je graf ukazující koncentraci amoniakálního dusíku ve Zbytinském potoce (ústícím do NPP Blanice) v letech 2000–2009. Z grafu 5.3.1 je patrné, že zprovoznění ČOV Zbytiny neznamenalo zvýšení koncentrací amoniakálního dusíku ve Zbytinském potoce.

(data a zpacování Simon a kol. VUV T.G.M.)

0,5

REVITALIAZCE KORYTA

0,4 ROZLIV A STABILIZACE KORYTA

0,3

ZPROVOZNĚNÍ ČOV S NÁDRŽEMI

0,2

NH4

roční průměry NH4

14.12.2009

17.08.2009

14.04.2009

02.12.2008

11.08.2008

15.04.2008

04.12.2007

01.08.2007

18.04.2007

29.11.2006

09.08.2006

19.04.2006

30.11.2005

16.8.20025

25.05.2005

18.01.2005

09.08.2004

20.04.2004

03.12.2003

18.08.2003

23.04.2003

18.12.2002

05.08.2002

08.04.2002

05.11.2001

18.07.2001

05.04.2001

05.12.2000

07.09.2000

0

06.06.2000

0,1

07.03.2000

mg NH4/l - vzorkování s měsíčním inervalem

Blanice 2000 - 2009

Klouzavý průměr/20 (NH4)

Graf 5.3.1 Koncentrace N-NH4+ v ústí Zbytinského potoka do NPP Blanice 2000–2009 Celkové srovnání situace před vybudováním ČOV a následné vypouštění vyčištěných odpadních vod do Zbytinského potoka shrne chystaný článek do recenzovaného časopisu Správy NP a CHKO Šumava - Silva Grabréta. Článek je v současné době dokončován, dle metodiky bude do závěrečného kontrolního dne předán redakci časopisu Silva Gabréta a v anglickém jazyce publikován během příštího roku. Pro porovnání výsledků dosahovaných na ČOV Zbytiny bylo z Registru komunálních zdrojů znečištění a následné dotazníkové akce vyhledáno a vybráno několik lokalit, které se velikostí i složením použité technologie blíží sledované lokalitě Zbytiny. Po dohodě s provozovateli těchto ČOV bylo doposud navštíveno celkem 6 lokalit. V navštívených lokalitách byly odebrány vzorky v profilech přítok na ČOV, odtok z ČOV – přítok do biologického rybníka a odtok z biologického rybníka. Zároveň provozovatelé těchto ČOV poskytli výsledky rozborů z minulých let. Z naměřených a získaných dat jsou stanovovány účinnosti čištění odpadních vod pro jednotlivé ČOV, pozornost je zaměřena především na vliv biologických dočišťovacích rybníků na celkovou účinnost čištění odpadních vod. Takto získané údaje o účinnosti čištění jsou porovnávány mezi jednotlivými ČOV a i se vzorovou lokalitou Zbytiny. Částečné srovnání ČOV Zbytiny lze provést s lokalitou Kameničky. I zde byla v nedávné době vybudována nová ČOV pro 850 EO. Jelikož vyčištěné odpadní vody jsou z této ČOV vypouštěny do řeky Chrudimka, která se vlévá do vodní nádrže Hamry sloužící i k vodárenským účelům, byly i v tomto případě stanoveny pro tuto velikostní kategorii přísné

106


emisní limity. Jedním z opatření bylo i vybudování malého biologického rybníku o rozloze cca 500 m2. Jak ale dokládají výsledky dodané provozovatelem, je účinnost dočištění odpadních vod v biologickém rybníku vzhledem ke krátké době zdržení velice nízká. Hlavní úlohou biologického rybníku je v tomto případě částečné vyčištění odpadních vod, které v případě větších srážkových událostí nemohou být z kapacitních důvodů čištěny na biologickém stupni ČOV a jsou po mechanickém předčištění obtékány do biologického rybníka. Další srovnatelnou lokalitou je obec Netřebice, kde je odtok z aktivační ČOV pro cca 260 EO zaústěn do dvou sériově řazených biologických rybníků o podobných konstrukčních parametrech (objem nádrží, doba zdržení), jako v případě Zbytin. V tabulce 5.3.3 jsou uvedeny průměrné hodnoty koncentrace znečištění dodané provozovatelem ČOV z let 2007 až 2009 a zároveň odběr provedený dne 10.6.2010. Ze všech těchto výsledků je patrné, že soustava biologických rybníků dlouhodobě pomáhá snižovat odtokové koncentrace vypouštěné z ČOV, a to především v parametrech amoniakální dusík a celkový fosfor. Biologické dočišťovací rybníky jsou ale v tomto případě účinné i pro odstraňování organického znečištění. Tab. 5.3.3 Rok 2007

2008

2009

10.6.2010

Průměrné hodnoty koncentrace znečištění v jednotlivých profilech za období 2007–2010 +

Odtok ČOV

CHSK -1 (mgl ) 82,5

BSK5 -1 ((mgl ) 28,5

NL105 -1 (mgl ) 21,0

N-NH4 -1 (mgl ) 38,9

Pcelk. -1 (mgl ) 5,3

Odtok BR2

52,0

4,5

6,0

14,9

2,7

Odtok ČOV

63,0

16,0

13,0

36,1

4,6

Odtok BR2

54,3

5,1

4,0

14,4

1,7

Odtok ČOV

62,5

25,0

18,0

29,9

4,7

Odtok BR2

24,8

4,7

4,0

12,6

1,7

Odtok ČOV

69

14

19

9,47

1,92

Odtok BR2

28

<3

<2

2,57

0,56

Profil

Poslední srovnatelnou lokalitou je ČOV Rychnov nad Malší pro cca 250 EO, kde odtok z ČOV typu zkrápěná biologická kolona je veden do biologického rybníka o celkové rozloze přes 1200 m2. Vzhledem ke stavu biologického rybníka, který nebyl řadu let udržován, v tomto případě nedochází k dočištění odpadních vod, což potvrdily i provedené rozbory odebraných vzorků. Další vyhledané a navštívené lokality není možné zcela objektivně srovnávat. V několika případech bylo na místě zjištěno, že vzhledem k použité čistírenské technologii biologické rybníky slouží ne k dočištění již vyčištěných odpadních vod ale přímo k čištění odpadních vod. V jiném případě biologické rybníky sloužili k dočištění odpadních vod vypouštěných z ČOV o dvě velikostní kategorie vyšší, než je sledovaná ČOV Zbytiny. Výsledky z ČOV Zbytiny tak i z ostatních sledovaných lokalit ukazují, že v případě řádné údržby mohou biologické dočišťovací rybníky snížit koncentrace znečištění vypouštěné z ČOV. Zároveň slouží i jako ochrana recipientu při mimořádných událostech na ČOV, které by jinak vedli k vypouštění nečištěných odpadních vod přímo do recipientu. Slouží také k čištění odpadních vod, které je z kapacitních důvodů nutné obtékat, například při intenzivních srážkových událostech.

107


5.3.3 Výstupy •

Publikace článku v časopisu Vodní Hospodářství kombinovaných způsobů čištění odpadních vod.

s názvem

Možnosti

použití

Článek byl publikován. Wanner, F. Možnosti použití kombinovaných způsobů čištění odpadních vod. Vodní Hospodářství, 2010, roč. 60, č. 3, s. 66—68. ISSN 1211-0760. (3619_2883) •

Odeslání článku v časopisu Vodní Hospodářství / Ochrana přírody / Silva Gabréta s názvem Vyhodnocení vlivu obce bez čištění a s prototypovou ČOV na jednotlivé parametry jakosti vody. Článek bude publikován v časopisu Silva Gabréta v průběhu roku 2011.


Odeslání článku do impaktovaného časopisu Water Research. Baudišová, D., Benáková, A., Wanner, F. Changes of bacterial communities at waste water treatment plant Zbytiny during treatment processes. Článek je v současné době v recenzním řízení. Zpracováno ve spolupráci se subprojektem 3609 (1/3 v 3619). (3609_final6_2010)

•

Prezentace výsledků subprojektu na mezinárodní konferenci Odpadové vody 2010. Wanner, F. Zkušenosti s dvouletým provozem nízkozatěžovaných biologických dočišťovacích rybníků na ČOV Zbytiny. In I. Bodík, M. Hutňan Zborník posterov 6. bienalnej konferencie s medzinárodnou účasťou ODPADOVÉ VODY 2010. Štrbské Pleso, Slovensko, 20.10.2010. Bratislava, Slovensko: VÚP-NOI, 2010, s. 142—146. ISBN 978-80-89088-94-2. (3619_2976)

•

Prezentace výsledků subprojektu na mezinárodní konferenci Water Research 2010. Baudyšová, D., Benáková, A., Wanner, F. Changes of bacterial communities at waste water treatment plant Zbytiny during treatment processes. In Hart R. Water Research Abstract Book, Water Research Conference 2010. Lisbon, Portugalsko, 11.4.2010. Lisbon Water Research, 2010. (ve spolupráci s 3609, 1/3 v 3619)

108


5.4 EXTENZÍVNÍ METODY ČIŠTĚNÍ VOD A JEJICH ÚČINNOST 5.4.1 Předmět řešení Hlavním cílem je provést a vyhodnotit výzkum specifických problematik, jako jsou anaerobní podmínky v kořenových ČOV a v biologických nádržích, vliv odtékajících odpadních vod na recipient, výskyt okřehku, vlastnosti filtračních materiálů v závislosti na stáří kořenových polí, výpar z mokřadních porostů, vliv sběru biomasy, kolmatace filtračních náplní. Výčet činností pro letošní rok: • Pokračovat ve výzkumu dopadu vypouštěné odpadní vody na recipient na lokalitě kořenové ČOV Mořina. V letošním roce bude podrobně vyhodnoceno zejména hydrobiologické hledisko. V případě, že bude uskutečněna přestavba na aktivační ČOV, podrobně popsat a vyhodnotit vliv dopadu této změny na vodní tok. • Provést další sérii laboratorních pokusů s vyčištěnou anaerobní odpadní vodou (přestup kyslíku hladinou, při míchání u dna, při provzdušňování, při pokrytí hladiny okřehkem apod.). • Provést literární rešerši zkušeností s odstraňováním nepříznivého vlivu vypouštěné anaerobní odpadní vody na recipient přírodě blízkým způsobem. Na lokalitě Soběnov na základě provedené literární rešerše a výsledků laboratorních pokusů provést úpravu toku a sledovat změny, které v kvalitě vody v toku nastanou. • Dokončit experiment biologického vyčištění ucpané filtrační náplně zemního filtru Ládví. Vyčištěný zemní filtr bude v prvním čtvrtletí opět uveden do běžného provozu. Podrobným vzorkováním bude ověřeno, zda skutečně došlo k vyčištění filtrační náplně (zlepšení hydraulické propustnosti filtračního materiálu) a zvýšení účinnosti čištění odpadních vod. Zároveň bude proveden a vyhodnocen laboratorní pokus s tímto biologickým preparátem s cílem ověřit, zda a za jakých podmínek může snížit hodnoty CHSK a BSK5 v surové odpadní vodě. • Stanovit vlastnosti filtračních materiálů použitých u vybraných realizovaných kořenových ČOV, tzn. provést laboratorní analýzy (stanovení pórovitosti, sušiny kalu, koeficientů hydraulické vodivosti). • Pokračovat v dlouhodobém sledování vodní bilance a výparu na jednom vybraném kořenovém poli provozované kořenové ČOV a na modelech kořenových polí. • Provést podrobný monitoring procesů čištění odpadních vod na kořenové ČOV v obci Dražovice, včetně sledování dočišťovací nádrže. Cílem je navázat na podrobný monitoring realizovaný v dřívějších letech a zhodnotit stav čištění odpadních vod z obce po 10 letech provozu kořenové ČOV.

5.4.2 Postup řešení a výsledky Na kořenové ČOV Mořina byly uskutečněny tři hydrobiologické odběry, které sloužily k průzkumu dopadů vypouštěné vyčištěné odpadní vody v anaerobních podmínkách na recipient (výstup 3620_final3_2010). Tato kořenová čistírna je dlouhodobě přetěžována, ale kvalita vypouštěných vyčištěných odpadních vod se významně nezhoršuje. Rozmezí koncentrací hlavních znečišťujících látek v profilech nad ČOV, odtok z ČOV, 10 m a 300 m pod odtokem jsou uvedeny v tabulce 5.4.1. Z tabulky je patrné, že po smíchání odtoku z ČOV a vody v recipientu dochází k samočisticím procesům. Z chemických analýz, měření fyzikálně-chemických ukazatelů a hydrobiologických rozborů vyplývá, že míra ovlivnění kvality vody v recipientu a kvality ekosystému odtokem z kořenové čistírny je významná. Přestavba na aktivační ČOV se stále plánuje, ale práce zatím nebyly zahájeny.

109


Tab. 5.4.1 Rozmezí koncentrací znečišťujících látek na lokalitě Mořina CHSKCr

BSK5

NL105

N-NH4

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

min.

25

<3

Nad odtokem z ČOV

průměr

27

3,4

max.

39

min.

69

Odtok z ČOV

průměr

10 m pod odtokem

300 m pod odtokem

+

+

N-NO3

N celk.

P celk.

P-PO4

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

<2

<0,05

0,395

0,931

0,058

0,031

8,8

0,063

4,77

6,92

0,140

0,070

5,1

18

0,135

14,8

15,2

0,240

0,152

28

2,4

11,1

<0,01

18,3

2,03

1,48

164

70

33

37,3

0,340

42,0

4,48

3,95

max.

364

150

150

56,5

1,67

58,2

6,77

5,16

min.

42

7,8

4,0

2,96

0,147

15,7

0,735

0,519 2,13

Profil

průměr

86

34

21

20,3

3,19

26,4

2,40

max.

196

89

88

36,8

9,99

40,8

3,90

3,81

min.

25

3,4

5,6

2,59

0,169

9,24

0,635

0,396

průměr

40

7,5

20

12,0

2,13

15,9

1,51

1,31

max.

59

13

80

19,5

9,85

24,4

2,33

2,16

V rámci výzkumu byly provedeny další dvě série pokusů s vyčištěnou odpadní vodou v anaerobních podmínkách zaměřené na mechanismy přestupu kyslíku. Sledována byla rychlost přestupu kyslíku hladinou, při míchání a při provzdušňování vzorku odpadní vody o objemu 12 litrů. V letošním roce byla použita vyčištěná odpadní voda odtékající z biologické nádrže Soběnov (ORP cca -200 mV). Zjištěné výsledky jsou velice podobné těm, které byly zjištěny v odpadní vodě odtékající z kořenové čistírny Mořina a naznačují, že míchání je dostatečně efektivním nástrojem k provzdušnění odpadní vody v anaerobních podmínkách. Další výzkum bude proto zaměřen především na zjišťování efektivity různé rychlosti míchání na koncentraci rozpuštěného kyslíku a ORP v odpadní vodě s anaerobním charakterem. Současně byla aktualizována literární rešerše zkušeností s odstraňováním nepříznivého vlivu vypouštěné anaerobní odpadní vody na recipient přírodě blízkým způsobem (viz výstup 3620_final1_2010). Jak ukazují naše výzkumy, je problematika vypouštění odpadních vod v anaerobních podmínkách důležitá, ale v odborné literatuře jí prozatím není věnována dostatečná pozornost. Na lokalitě Soběnov byly v letošním roce provedeny dva hydrobiologické odběry (viz výstup 3620_final3_2010). V průběhu května a června 2010 došlo vlivem přívalových dešťů k hydraulickému přetížení této biologické nádrže a jejímu přechodu z dlouhodobě anaerobních do oxických podmínek. Z tohoto důvodu nebylo možné vyhodnotit v květnu 2010 provedené úpravy na toku pod biologickou nádrží, které měly napomáhat k rychlejšímu přechodu vypouštěné vody do oxických podmínek. Jako alternativa proběhlo v dalších měsících terénní sledování, které mělo za cíl zjistit, jestli a případně jak rychle se vrátí takto vyplavená biologická nádrž do původních anaerobních podmínek. Uvedená situace je znázorněna v grafu 5.4.1. Křivky znázorňují průběh závislosti hodnoty oxidačně-redukčního potenciálu (ORP) na vzdálenosti od odtoku z biologické nádrže. V květnu a v červnu 2010 byly na odtoku z nádrže naměřeny hodnoty ORP vyšší než +50 mV, což dokumentuje zvrat podmínek v nádrži na oxické. Po cca měsíci se poměry v nádrži vrátily zpět na původní anaerobní podmínky. Tuto situaci dokumentují i zjištěné koncentrace znečištění v přítoku do nádrže a odtoku z ní. V době přívalových dešťů se odtokové koncentrace dusičnanového dusíku pohybovaly v rozmezí 3 až 4 mg/l, ačkoliv jinak dlouhodobě nepřekračují mez stanovitelnosti, po cca měsíci a přechodu do anaerobních podmínek klesla koncentrace dusičnanového dusíku opět pod mez stanovitelnosti. Lze konstatovat, že v průběhu přívalových srážek došlo k velkému hydraulickému přetížení nádrže, které mělo za následek prokysličení nádrže. Po odeznění srážkových událostí se podmínky v nádrži velice rychle změnily zpět na anaerobní. Účinnost čištění odpadních vod se po změně podmínek zpět na anaerobní přiblížila dlouhodobému průměru v dané lokalitě.

110

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů _________________________________________________________________________________ duben

květen

červen

červenec

srpen

říjen

dlouhodobý průměr

250 200

ORP [mV]

150 100 50 0 0

5

10

15

25

50

75

100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750

-50 -100 -150 vzdálenost od odtoku z nádrže [m]

Graf 5.4.1

Záznam průběhu oxidačně-redukčního potenciálu na lokalitě Soběnov pod odtokem

Zemní filtr v Ládví byl po uvedení do provozu sledován v pravidelných intervalech. Proběhla série 2 hodinových a jeden 24 hodinový odběr. Po aplikaci preparátu došlo ke zvětšení funkčního objemu zemního filtru a k výraznému zvýšení účinnosti čištění, která je plně srovnatelná s hodnotami naměřenými při dlouhodobém sledování v letech 2006 až 2008. Ale vzhledem k nepřetržitému hydraulickému a látkovému přetěžování zemního filtru po jeho opětovném uvedení do provozu se funkční objem filtru opět pomalu snižuje. Průběh a výsledky experimentu shrnuje článek 3620_final4_2010. Pro tuto lokalitu se použití zemního filtru k čištění odpadních vod z obce v tuto chvíli již nejeví jako vhodné řešení, protože jeho kapacita není dostatečná. Vedle tohoto výzkumu byl proveden i laboratorní pokus, při kterém byl sledován účinek tohoto preparátu na odpadní vodu. Byly odebrány dva duplicitní vzorky (cca 2,5 l) v profilech přítok (P) a za mechanikou (M). Podle instrukcí dodavatele byl do jednoho páru vzorků dávkován biologický preparát a společně s druhým párem vzorků byl umístěn na dobu 30 dní do termostatu s konstantní teplotou 30 °C. Výsledky tohoto testu shrnuje tabulka 5.4.2. Z výsledků je patrné, že požadovaného efektu snížení koncentrace přitékajícího znečištění nebylo nadávkováním preparátu dosaženo. Tab. 5.4.2

Souhrn výsledků laboratorního pokusu s aplikací preparátu na odpadní vodu CHSKCr

+

-

BSK5

NL105

N-NH4

N-NO3

N celk.

P celk.

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

[mg/l]

-

134

92

19,5

8,89

38,3

3,71

192

-

65

61

26,3

8,42

41,6

4,06

P

69

48

13

18

0,067

8,05

22,2

2,43

8.4.2010

M

51

<25

10

25

<0,05

23,7

26,1

4,05

8.4.2010

P - enzymy

279

204

170

43

21,8

0,210

28,6

2,42

8.4.2010

M - enzymy

314

245

160

41

36,9

0,221

40,8

4,33

CHSKCr

Datum

Profil

[mg/l] 9.3.2010

P

295

9.3.2010

M

8.4.2010

FILTR.

V letošním roce probíhal sběr vzorků filtračních materiálů z vybraných kořenových čistíren pro stanovení změn vlastností. Výsledky analýz potvrdily předpokládané změny v propustnosti a pórovitosti ve směru od nátokových zón po zóny odtokové. Větší část sledovaných filtračních kořenových polí vykazovala hodnoty blízké návrhovým, a to i po deseti letech provozu. Ve vertikálním směru byly zjištěny rozdíly mezi svrchní vrstvou obohacenou o zbytky biomasy a zbytkem profilu. Pokračovalo dlouhodobé sledování vodní bilance a výparu na jednom vybraném kořenovém poli kořenové ČOV Dražovice a na modelech. V důsledku poměrně značného množství 111


nárazových vysokých průtoků v důsledku srážkových událostí v letošním roce a zejména v důsledku nevhodně nastaveného odlehčení na stokové síti došlo několikrát k zanesení rozdělovací šachtice na přítoku do kořenových polí, kde je osazen jeden z hladinoměrů, a tím k přerušení měření. Také bylo nutno řešit opravu jednoho z hladinoměrů a náhradu za jiný. Přesto se však podařilo získat potřebná data i za letošní rok a rozšířit tak časovou řadu měření od roku 2006. Ke konci letního období muselo být ukončeno měření na modelech kořenových polí, a to z důvodu stavebních prací v areálu VUT v Brně, kde byla modelová zařízení vybudována a provozována. Časová řada měření na těchto zařízeních zahrnuje období 2005 až 2010. Plánováno je konečné zpracování výsledků měření jak z reálného provozovaného kořenového pole, tak z modelových polí, jejich statistické vyhodnocení a publikování. Klimatické údaje jsou k dispozici přímo z meteorologické stanice Fakulty stavební VUT v Brně. Z ČHMÚ byly objednány řady klimatických údajů použitelné pro území, kde se nachází sledované kořenové pole (ČOV Dražovice). Proběhlo podrobné sledování funkčnosti a účinnosti čištění kořenové ČOV Dražovice, včetně biologického monitoringu dočišťovací nádrže. Jedná se o kombinovaný systém čištění odpadních vod z obce s přibližně 800 obyvateli, tedy kategorie čistírny, kdy je již kladen požadavek na stabilní odstraňování amoniakálního dusíku. ČOV zahrnuje stupeň mechanického předčištění, hlavní biologický stupeň tvoří kontinuálně horizontálně podpovrchově protékaná kořenová pole a k dočištění vod je využita stabilizační nádrž. Dosavadní výsledky, získané sledováním čistírny od roku 2000 a doplněné letošním průzkumem, kdy je pozornost zaměřena také na produkci a životní cyklus biosestonu v dočišťovací nádrži, byly zpracovány do článku. Průběžně jsou také využívány v rámci přednášek na odborných seminářích, a to i pro státní správu. V grafu 5.4.1 jsou prezentovány změny zastoupení skupin biosestonu (fytoplankton, bakterie) ve vodním prostředí dočišťovací nádrže v průběhu období srpen 2009 až srpen 2010. Výsledky získané v roce 2010 potvrzují dílčí závěry uvedené ve zprávě o řešení v roce 2009. V průběhu roku dochází k podstatným změnám ve složení společenstva biosestonu v návaznosti na změny zejména v látkovém zatížení a v klimatických podmínkách. Bacteria

Bacillariophyta

Ciliata

Cyanophyceae

Euglenophyceae

Flagellata apochr.

Volvocales

Chlorococcales

200000

počet [ind/ml]

160000 120000 80000 40000

09/10

08/10

08/10

07/10

06/10

06/10

05/10

04/10

04/10

04/10

03/10

02/10

02/10

12/09

11/09

10/09

09/09

08/09

0

term ín odběru

Graf 5.4.1 Biocenóza dočišťovací nádrže ČOV Dražovice

5.4.3 Výstupy •

Článek na téma porovnání účinnosti čištění kořenových ČOV ve vegetačním a nevegetačním období (souhrn zkušeností a poznatků, zásady údržby) – recenzovaný časopis VTEI.

112


Rozkošný, M., Mlejnská, E. Porovnání účinnosti čištění kořenových čistíren odpadních vod ve vegetačním a nevegetačním období. VTEI, 2010, roč. 52, č. 3, s. 10–13, příloha Vodního hospodářství č. 6/2010. (3620_2942) •

Článek Rozkošný, M., Kriška, M., Šálek, J. Možnosti využití přírodních způsobů čištění odpadních vod a posouzení vlivu předčištění, recenzovaný časopis Vodní hospodářství. Rozkošný, M., Kriška, M., Šálek, J. Možnosti využití přírodních způsobů čištění odpadních vod a posouzení vlivu předčištění. Vodní hospodářství, 2010, roč. 60, č. 5, s. 116-121. ISSN 1211-0760. (3620_2912)

•

Kapitola zaměřená na problematiku účinnosti čištění kořenových ČOV v nevegetačním období „Wastewater Treatment Constructed Wetlands Efficiency during Non-Vegetation Season in the Czech Republic“ – součást odborné knihy „Water and Nutrient Management in Natural and Constructed Wetlands“ (mezinárodní autorský kolektiv). Rozkošný, M. Efficiency of Wastewater Treatment Constructed Wetlands during NonVegetation Season in the Czech Republik. In Vymazal, J. (ed.) Water and Nutrient Management in Natural and Constructed Wetlands. Springer Dordrecht Heidelberg London New York: Springer Science+Business Media B.V., 2010, p. 151-168. ISBN 97890-481-9584-8. (3620_3004)

•

Literární rešerše zkušeností s odstraňováním nepříznivého vlivu vypouštěné anaerobní odpadní vody na recipient přírodě blízkým způsobem. Splněno. (3620_final1_2010)

•

Článek na téma možnosti použití biologického preparátu k čištění zakolmatované filtrační náplně zemních filtrů – recenzovaný časopis VTEI – předjednáno; článek by měl být otištěn v roce 2010. Článek byl po zahrnutí připomínek recenzentů předán do redakce: Wanner, F., Mlejnská, E. Uvolnění zakolmatovaného lože zemního filtru in-situ aplikací enzymů. Vyjde ve VTEI, 2010, roč. 52, č. 6, příloha Vodního hospodářství č. 12/2010. (3620_final4_2010)

•

Příprava a prezentace dvou až tří příspěvků na 12th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control. Wanner, F., Mlejnská, E. The review of non-conventional technologies applied in the Czech RepublicThe review of non-conventional technologies applied in the Czech Republic. In 12th IWA International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control, Venice, Italy, 4.-7.10.2010. Eds. Masi, F., Nivala, J. San Giovanni Valdarno, Italy: Palombi Editori, 2010, p. 1563-1570. ISBN 978-88-6060-300-5. (3620_2972) Rozkošný, M., Sedláček, P. Dražovice reed beds and stabilisation pond wastewater treatment system: long-term operation and monitoring results. In 12th IWA International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control, Venice, Italy, 4.-7.10.2010. Eds. Masi, F., Nivala, J. San Giovanni Valdarno, Italy: Palombi Editori, 2010, p. 888-895. ISBN 978-88-6060-300-5. (3620_3002) Mlejnská, E., Matoušová, L., Rozkošný, M. Comparison of constructed wetland treatment efficiency in climatic conditions of the Czech Republic. (3620_final2_2010)

•

Příprava a podání návrhu na zapsání užitného vzoru – zařízení pro sběr vzorků plovoucích makrofyt. Na základě diskuse k návrhu zařízení pro sběr vzorků plovoucích makrofyt bylo rozhodnuto jej prozatím nepodávat k uplatnění užitného vzoru. Místo tohoto zařízení bylo podáno k řízení pro uplatnění ochrany formou užitného vzoru zařízení využitelné při stanovování průtoků na objektech extenzivních čistíren – „Přenosné měřidlo výšky vody na trojúhelníkovém přelivu“.

113


•

Příprava článku pro recenzovaný časopis (Vodní hospodářství) k problematice sledování procesů čištění vod ve filtračních polích – předjednáno uveřejnění. Byly připraveny podklady pro článek, článek bude uveřejněn v příštím roce.

•

Příprava článku pro odborný časopis E-VODA na téma „kořenové čistírny odpadních vod“ – předjednáno uveřejnění. Byly připraveny podklady pro článek, článek bude uveřejněn v příštím roce.

•

Příprava článku na téma likvidace dopadů vlivu vyčištěné silně anaerobní odpadní vody na recipient. Proběhla poslední terénní měření, jsou vyhodnocovány podklady, článek bude předán redakci recenzovaného časopisu v příštím roce.

•

Příprava a prezentace příspěvků na odborných konferencích a seminářích. Subprojekt byl prezentován na veletrhu WATENVI Brno, 27.5.2010.

Výstupy uplatněné z předchozích let (plánované a připravené v roce 2009): •

Mlejnská, E., Rozkošný, M., Baudišová, D., Váňa, M., Wanner, F., Kučera, J. Extenzivní způsoby čištění odpadních vod. Praha: VAMB - Ing. Vladimír Vicherek, 2009, 120 s. ISBN 978-80-85900-92-7. (3620_2738)

•

Rozkošný, M., Šálek, J., Kriška, M. Poznatky z průzkumu kořenových čistíren odpadních vod. In ENVIRO NITRA 2009, 14. Medzinárodná vedecká konferencia, Zborník recenzovaných vedeckých prác, 10.9.2009. Eds. Černá, P., Konc, Ľ. Nitra: SPU, 2010, s. 205-214. ISBN 978-80-552-0372-0. (3620_2913)

•

Příprava článku pro nerecenzovaný časopis - Veronica Rozkošný, M. Domovní čistírny odpadních vod. Článek byl otištěn v čísle 3/2010, roč. XXIV, s. 30. (3620_final5_2010)

Výstupy zbývající z předchozích let (plánované v roce 2009): •

Příprava a vydání odborné publikace – teze disertační práce (nakladatelství VUT v Brně, VUTIUM). S ohledem na změny v podmínkách uplatnitelnosti odborných monografií podle metodiky RVVV bylo rozhodnuto publikaci prozatím nevydávat a dopracovat ji tak, aby byly splněny podmínky uplatnitelnosti jako bodovaný výstup. Publikace tak projde i oponentním řízením. Zaměření a pracovní název zůstávají platné. Předpokládá se, že recenzní řízení proběhne na přelomu 2010 / 2011. Nově zpracovaná publikace byla navržena do edičního plánu VÚV TGM, v.v.i. pro rok 2011. Pracovní název publikace: Rozkošný, M. Hodnocení účinnosti vegetačních kořenových čistíren a návrhy zlepšení jejich funkce.

114


5.5

VYPOUŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD PŘES PŮDNÍ VRSTVY DO VOD PODZEMNÍCH

5.5.1 Předmět řešení Cílem řešení v roce 2010 bylo připravit návrh znění metodického pokynu zaměřeného na „vyjádření osoby s odbornou způsobilostí“, které je nezbytným podkladem v rozhodovacím procesu o povolení k vypouštění odpadních vod do vod podzemních podle § 38 odst. 7 vodního zákona. Určení rozsahu a náležitostí tohoto vyjádření a doporučených způsobů posuzování bylo předmětem řešení tohoto subprojektu. Znění metodického pokynu bylo připraveno ve spolupráci ústavních a externích odborníků, zejména hydrogeologů. Osobou s odbornou způsobilostí se podle zákona č. 62/1988 Sb., o geologických pracích, ve znění pozdějších předpisů rozumí odpovědný řešitel geologických prací (§ 3 odst. 1), který splnil podmínky odborné způsobilosti (§ 3 odst. 4) stanovené vyhláškou č. 206/2001 Sb., o osvědčení odborné způsobilosti projektovat, provádět a vyhodnocovat geologické práce, na základě čehož bylo tomuto řešiteli Ministerstvem životního prostředí vydáno osvědčení o odborné způsobilosti odpovědného řešitele geologických prací (§ 3 odst. 3). Na základě tohoto osvědčení pak odborně způsobilé osoby vydávají vyjádření, která se označují rovněž termínem „hydrogeologický posudek“. Dalším cílem bylo zpracování a předložení článku, zhodnocujícího dosavadní výsledky sledování vybraných lokalit vsakování, do redakce recenzovaného časopisu.

5.5.2 Postup řešení a výsledky Metodický pokyn Navržený a předložený text metodického pokynu (3621_final1_2010) stanovuje rozsah a náležitosti hydrogeologického posudku jako nedílného podkladu při procesu rozhodování o povolení vypouštění odpadních vod do vod podzemních. Text metodického pokynu obsahuje zejména následující informace: • komu je metodický pokyn určen, • případy, kdy je metodický pokyn aplikován, • legislativní zázemí problematiky, • komentovaný seznam povinných (a nepovinných bodů) vyjádření (závaznou osnovu), • doporučené postupy vyhodnocení, • příklady limitujících okolností. Přehledné schéma závazného obsahu vyjádření osoby s odbornou způsobilostí je uvedeno v tabulce 5.5.1. Tab. 5.5.1 Přehledné schéma obsahu vyjádření osoby s odbornou způsobilostí 1. úroveň osnovy

2. úroveň osnovy

3. úroveň osnovy

A. Základní údaje

A.1. Identifikace zadavatele

Údaje o žadateli nebo žadatelích o povolení

A.2. Identifikace zhotovitele

Údaje o osobě s odbornou způsobilostí

115

Podrobnosti

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů _________________________________________________________________________________ 1. úroveň osnovy

B. Popisné údaje

2. úroveň osnovy

3. úroveň osnovy

Podrobnosti

A.3. Specifikace a cíle posouzení a vyhodnocení

Specifikace cíle a metodiky prací

A.4. Popis a lokalizace zdroje a vodního díla

Rovněž viz Příloha č. 1

A.5. Místopisné určení posuzovaného území

Rovněž viz Příloha č. 2

B.1. Geografické situování posuzované lokality

Kraj, okres, obec, katastrální území a parcelní číslo

B.2. Odpadní voda

Zásobování pitnou a užitkovou vodou, charakter objektu, počet EO, provoz v průběhu roku, množství a charakter odpadní vody na přítoku, sezónní výkyvy

B.3. Vsakovaná odpadní voda

Způsob předčištění, množství a kvalita vsakované odpadní vody, retence, srovnání s emisními standardy

B.4. Prvek vsakování

Popis nebo návrh prvku, zatížitelnost, období provozu, hydraulické a látkové zatížení

B.5.Přírodní poměry lokality vsakování

B.5.1. Geologické poměry B.5.2. Hydrogeologické poměry B.5.3. Hydrologické poměry B.5.4. Hydrochemické poměry B.5.5. Ostatní

C. Konceptuální model vsakování

C.1. Nesaturovaná zóna C.2. Místo vstupu vsakované odpadní vody do vody podzemní C.3. Zóna saturace C.4. Přirozená drenáž podzemní vody

D. Limitující okolnosti

D.1. Ochrana přírody a krajiny

NP, CHKO, NPR, PR, NPP, PP, ekosystémy

D.2. Zdroje podzemních vod D.3. Zdroje povrchových vod D.4. Antropogenní vlivy a ostatní okolnosti

E. Rizika vsakování

E.1. Dopad na podzemní vody E.2. Dopad na povrchové vody E.3. Dopad na ekosystémy E.4. Ostatní možné dopady

F. Vyhodnocení

F.1. Vyhodnocení

116

Vsakování srážkových vod, vodohospodářské meliorace, kontaminovaná místa

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů _________________________________________________________________________________ 1. úroveň osnovy

2. úroveň osnovy

3. úroveň osnovy

Podrobnosti

F.2. Podmínky pro vyjádření souhlasného nebo podmíněně souhlasného stanoviska G. Vyjádření osoby s odbornou způsobilostí H. Přílohy

Příloha č. 1: Přehledná mapa zájmového území Příloha č. 2: Podrobná mapa lokality vsakování Příloha č. 3: Výběr použité literatury a podkladů Přílohy č. 4 až X

Další informace přínosné pro objasnění nebo jako podpůrný argument

Součástí textu je – vzhledem k zaměření textu metodického pokynu a potažmo i samotného nařízení vlády – i výčet norem pro stavbu vodních děl – čistíren odpadních vod, a to v členění podle úrovně znečištění splaškových vod, vyjádřené počtem ekvivalentních obyvatel. Ponecháváme na zvážení zadavateli, za jaký druh výstupu v případě, že text metodického pokynu splňuje zadání, bude návrh metodického pokynu uznán. Aplikovatelnými druhy výsledků v souladu s Metodikou hodnocení výsledků výzkumných organizací a hodnocení výsledků ukončených programů (platná pro léta 2010 a 2011) by mohly být: • Hneleg – výsledky promítnuté do směrnic a předpisů nelegislativní povahy závazných v rámci kompetence příslušného poskytovatele nebo • Nmet – certifikovaná metodika. V průběhu tvorby textu byly získávány a zpracovávány podklady k dané problematice, kterými byly především relevantní právní předpisy, metodické pokyny a metodické návody a platné technické normy. Probíhaly rešeršní práce zahrnující získávání a studium národních legislativních předpisů ve vytipovaných zemích Evropské unie. Cílem bylo získat představu o tom, jak jednotlivé členské státy interpretovaly problematiku vypouštění odpadních vod do vod podzemních do svých právních předpisů. Z vybraných členských zemí EU byly získány podklady k problematice z Německa, Španělska, Francie, Velké Británie, Maďarska a Slovenska. V plánu bylo zjištění situace v Rakousku a Švýcarsku. Vzhledem ke sníženému finančnímu rozsahu subprojektu nebylo možné zpracovat detailní analýzu legislativních předpisů jednotlivých států. Jako relevantní zdroje byly považovány i texty, získané jako oficiální informace určené k potřebě veřejnosti, přímo z internetových stránek jednotlivých ministerstev životního prostředí, případně rezortu podřízených organizací. Pokud nebyly texty dostupné i v anglickém jazyce, byl použit volně dostupný internetový překladač a takto přeložené texty byly uloženy v podobě textových dokumentů, které si však – v případě zájmu ze strany zadavatele – žádají další zpracování. Jako ukázka možného zpracování byl zpracován text shrnující tuto problematiku tak, jak je zakotvena ve slovenském vodním zákoně (3621_final2_2010).

Recenzovaný článek Článek byl zpracován a nabídnut do redakce časopisu VTEI – Vodohospodářské technickoekonomické informace, proběhlo řádné recenzní řízení a text byl uveřejněn v říjnu 2010 v čísle 5/2010 tohoto dvouměsíčníku pod názvem „Vliv vsakování předčištěných odpadních vod na povrchové vody“ (3621_2993). Text uvádí výsledky výzkumu problematiky vsakování (infiltrace) předčištěných odpadních vod do horninového prostředí. Sledovány byly tři lokality

117


s rozdílnými přírodními podmínkami, a to v letech 2005 až 2009. Na základě uvedených výsledků se text snaží obhájit názor, že využití této extenzivní technologie (vsakováním přes půdní vrstvy do vod podzemních, které se následně drénují do vod povrchových) může za vhodných podmínek v některých případech výrazně snížit dopad vypouštění komunálních odpadních vod na kvalitu vod povrchových toků a být oproti přímému vypouštění značně šetrnější. Jako další informační podklad byla průběžně aktualizována databáze archivovaných vyjádření osob s odbornou způsobilostí k jednotlivým případům vsakování na území celé České republiky. V současnosti evidujeme 536 takových archivovaných vyjádření, resp. hydrogeologických posudků. S přihlédnutím k faktu, že text metodického pokynu vznikal souběžně se vznikem textu nařízení vlády, považovali jsme za součást získávání informací rovněž účast na jednáních expertní skupiny pro tvorbu nařízení vlády k vypouštění odpadních vod do vod podzemních, která se konala 19.1.2010, 9.3.2010 a 3.5.2010, a následné zpracování připomínek k navrženému textu, které byly zástupci OOV MŽP předávány.

5.5.3 Výstupy •

Návrh textu metodického pokynu, který vymezí rozsah a náležitosti hydrogeologického posudku jako podkladu při procesu rozhodování o povolení vypouštění odpadních vod do vod podzemních. Návrh textu, který prošel vnitřní (průběžně) i vnější oponenturou, je tímto předložen garantovi problematiky k posouzení. (3621_final1_2010)

•

Zpracování a předložení článku, zhodnocujícího dosavadní výsledky sledování vybraných lokalit vsakování, do redakce recenzovaného časopisu. Eckhardt, P., Poláková, K. Vliv vsakování předčištěných odpadních vod na povrchové vody. VTEI – Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2010, roč. 52, č. 5, s. 9—12. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 10/2010. (3621_2993)

•

Ukázka možného zpracování podkladů získaných z členských zemí EU. Zpracování problematiky vypouštění odpadních vod do vod podzemních podle slovenského vodního zákona. (3621_final2_2010)

118


6. ODDÍL F - NÁSTROJE 6.1 VÝVOJ OBECNĚ BILANČNÍCH A OPERATIVNĚ PREDIKČNÍCH A HODNOTÍCÍCH SYSTÉMŮ ZAMĚŘENÝCH NA VÝSTUPY PODPORUJÍCÍ VÝKON VEŘEJNÉ A STÁTNÍ SPRÁVY 6.1.1 Předmět řešení Podle Rámcové směrnice pro vodní politiku Společenství (2000/60/ES) je nutné zpracovávat plány povodí (RBMPs), ve kterých mají být mimo jiné definovány a programy opatření eliminovány významné vodohospodářské problémy, které brání dosažení dobrého stavu útvarů povrchových a podzemních vod. K tomu je nutné na celém území ČR pravidelně vyhodnocovat dopady antropogenních vlivů. Cílem řešení je vytvořit vhodné nástroje, umožňující kvantifikaci těchto dopadů a následně tak umožnit posouzení možnosti dosažení stanovených environmentálních cílů. V rámci subprojektu jsou zpracovávány metodické postupy a vyvíjeny výpočetní nástroje využitelné v celostátním rozsahu při predikci stavu vod, pro zpracování návrhů opatření a jejich posouzení a při vydávání vodoprávních rozhodnutí.

6.1.2 Postup řešení a výsledky V roce 2010 byly práce zaměřeny na následující problematiku: • Dokončení internetového portálu informační podpory při aplikaci stanovování emisních limitů kombinovaným způsobem (ve spolupráci se subprojektem 3623). • Zpracování metodiky zabývající se vztahem mezi zdroji znečištění a stavem vodních útvarů z hlediska jakosti vod. • Vývoj nástroje pro posouzení zajištění minimálních průtoků ve vztahu k užívání vod (ve spolupráci se subprojekty 3623 a 3632).

Internetový portál informační podpory při aplikaci stanovování emisních limitů kombinovaným způsobem Internetový portál informační podpory byl uveden do provozu se začátkem roku 2010. V průběhu ledna byly shromážděny a vyhodnoceny připomínky jeho uživatelů (vodoprávní úřady) a portál následně upraven. Úpravy se týkaly zejména prezentace výsledků hodnocení plnění imisních limitů formou interaktivní mapy a tabulek. Další rutinní správa portálu (zejména aktualizace dat a pomoc uživatelům) probíhá mimo výzkumný záměr v rámci zakázky pro podporu činností OOV MŽP.

Metodické postupy hodnocení významnosti jednotlivých typů zdrojů znečištění s ohledem na aplikaci imisně-emisního přístupu. Metodika určuje rámec postupu při hodnocení významnosti jednotlivých typů zdrojů znečištění s ohledem na aplikaci imisně-emisního přístupu.v oblasti ochrany vod. Metodika se zabývá postupem při identifikaci zdrojů znečištění a kvantifikaci (odhadu) jejich podílu na celkovém vstupu látky v povodí útvaru povrchové vody. Zohledňuje při tom různé cesty a prostředí, kterými se znečišťující látka dostává do povrchové vody. Metodika se naopak

119


nezabývá procesy ve vodních tocích a nádržích (transport a odbourávání látky, usazování nebo uvolňování látky v sedimentu apod.). Výchozím bodem pro hodnocení je identifikace výskytu látky ve vodním útvaru povrchové vody v míře způsobující riziko nedosažení dobrého stavu na konci plánovacího cyklu, a tedy nutnost přijmout příslušná opatření. Výstupem hodnocení je určení (odhad) podílu jednotlivých zdrojů znečištění či jejich skupin na vstupu látky do vodního útvaru. Výstupy hodnocení jsou především podkladem pro zpracování návrhu opatření a určení jejich efektivity. Z hodnocení může rovněž vyplynout potřeba na úpravu (doplnění) evidencí emisí a úprav monitorovacích programů jednotlivých složek životního prostředí (např. monitoringu atmosférické depozice či jakosti podzemní vody). Hodnocení je součástí charakterizace oblastí povodí podle článku 5 Rámcové směrnice pro vodní politiku ES. Metodika navazuje na metodické postupy použité při charakterizaci oblastí povodí pro první cyklus plánů uvedené např. v Manuálu pro plánování nebo ve Zprávě ČR 2005. Vzhledem k tomu že Rámcová směrnice vyžaduje příslušné analýzy revidovat do konce roku 2013, lze předpokládat, že metodika bude aplikována v letech 2012 a 2013. Metodika je rozdělena na několik částí: První část metodiky se zabývá jednotlivými typy zdrojů znečištění, včetně činností, které s nimi souvisejí, a popisuje možné cesty, kterými se znečišťující látky mohou dostávat do povrchové vody. Pro jednotlivé látky jsou určeny relevantní zdroje, činnosti a cesty. V této části jsou rovněž popsány charakteristiky jednotlivých složek prostředí (půda, horninové prostředí) které ovlivňují bilanci látky (vstupů a výstupů z příslušné složky) v prostředí a ovlivňují vstup látky do povrchové vody. Další část je zaměřena na popis jednotlivých kroků hodnocení od identifikace relevantních zdrojů znečištění a emisí (včetně postupů pro odhady emisí pokud nejsou dostatečně podrobně evidovány) po odhad vstupu látky do povrchové vody. V závěrečné části je na několika vybraných látkách uveden rámcově příklad vyhodnocení. OVZDUŠÍ (A) ZP-A

ZSD-A

ZSB-A

A-ZSB

ZZ-A

ZD-A

SÍDLA (ZS) PRŮMYSL (ZP)

SPRÁVA TOKŮ (ZV)

ZEMĚDĚL. (ZZ)

BUDOVY (ZSB)

DOMÁCNOSTI (ZSD)

ZSB-K

DOLY (ZT)

DOPRAVA (ZD)

Zx-PD(a) ZSD-K

ZP-K

ZK-A

Zx-PD(u)

KONT. ÚZEMÍ (ZK)

MATER. (ZM)

Zx-VZ

A-PD

PD-A

PŮDA (PD) KANALIZACE (K)

ZS-PD(u)

ZN-PD

A-VP K-C

K-VP

ZS-VP(s)

ZP-C

PD-VZ PŘIRODNÍ PŮVOD (ZN)

Zx-VP(s)

C-VP

PODZEMNÍ VODA (VZ)

Zx-VP(a)

ČOV (C) ZP-VP(v)

PD-VP(e)

K-VP(o)

PD-VP(p)

ZN-VZ

VZ-VP VP-S

SEDIMENT (S)

POVRCHOVÁ VODA (VP)

ZN-VP

S-VP

VODNÍ ÚTVAR POVRCHOVÉ VODY

LEGENDA:

Obr. 6.1.1

vypouštění / vnos (aplikace) / vstup látky do prostředí

zdroj znečištění

významný zdroj / cesta

Schéma zdrojů znečištění, složek prostředí a cest znečišťujících látek vzorově vyplněné pro hodnocení rtuti (Hg).

120


Dokončení metodiky a její předložení ke schválení bylo původně plánováno do konce roku 2010. Vzhledem k tomu, že ve srovnání s původním zaměřením metodiky se větší pozornost při hodnocení emisí některých látek soustředila také na ovzduší a atmosférickou depozici, bylo nutné provést dodatečně rozsáhlejší rešerši literatury i datových zdrojů. Byly zpracovány rozsáhlé zdroje dat o emisích vybraných látek na úrovni Evropského Společenství (E-PRTR) i informace o emisích látek do ovzduší na území ČR (REZZO – ČHMÚ). V současné době jsou získané informace zapracovávány do metodiky a je připravováno vzorové řešení pro vybrané znečišťující látky i s důrazem na látky s převahou emisí do ovzduší. Zpracování konečné verze metodiky bylo proto odloženo a bude včetně vzorového řešení pro vybrané ukazatele dokončeno během 1. čtvrtletí roku 2011. Odložením termínu dokončení metodiky nebude ohrožen žádný závazný termín, protože postupy podle metodiky by měly být uplatněny nejdříve v roce 2012 při aktualizaci charakterizace oblastí povodí, která má být hotova v roce 2013.

Vývoj nástroje pro posouzení zajištění minimálních průtoků ve vztahu k užívání vod Problematika vývoje nástroje pro posouzení zajištění minimálních průtoků ve vztahu k užívání vod navazuje na činnosti subprojektu 32, zabývající se problematikou stanovení minimálního zůstatkového průtoku. V roce 2010 byly práce zaměřeny na koncepci řešení zejména s ohledem na využití nástroje. Využití se předpokládá na dvou úrovních: (1) v rámci řešení výzkumného záměru nástroj umožní vyhodnotit a posoudit dopad (variant) stanovení nových směrných hodnot minimálních průtoků na možnost užívání vody (na vybraném pilotním povodí), (2) v další etapě po začátku platnosti nových směrných hodnot bude nástroj využit pro rozhodovací a vyjadřovací činnost vodoprávních úřadů resp. správců povodí. Koncepce předpokládá maximální využití funkcí simulačního modelu zásobní funkce vodohospodářské soustavy, vyvinutého v rámci tohoto výzkumného záměru v předchozích letech.

6.1.3 Výstupy • Metodické postupy pro ocenění významnosti jednotlivých typů zdrojů znečištění s ohledem na aplikaci imisně-emisního přístupu v oblasti ochrany vod. Závěrečná fáze zpracování metodiky, dokončení plánováno na 1. čtvrtletí 2011. • Portál informační podpory při aplikaci „kombinovaného způsobu“ stanovování emisních limitů (software a databáze) – ve spolupráci se subprojektem 3623. Dokončeno a zpřístupněno na http://heis.vuv.cz/projekty/kombinovanyzpusob. (362223_2908) • V roce 2010 bude dále rozpracována aplikace pro posouzení zajištění požadavků na zachování minimálních zůstatkových průtoků ve vztahu k užívání vod (odběry, regulace průtoku vodními nádržemi a převody vod). Zahájeny práce na koncepci řešení, dokončení se předpokládá v roce 2011.

121


6.2 VÝVOJ A APLIKACE INFORMAČNÍCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO ČINNOSTI SOUVISEJÍCÍ S PLÁNOVÁNÍM V OBLASTI VOD 6.2.1 Předmět řešení Náplň subprojektu je již od počátku řešení výzkumného záměru zaměřena na problematiku vývoje a realizace informačních nástrojů (software) zaměřených na plánování v oblasti vod a související činnosti. Cílem prací je vývoj a zejména následná realizace a aplikace programových nástrojů (software) zajišťujících informační zabezpečení řešení odborné vodohospodářské problematiky především v oblasti hospodaření s vodou a vodními zdroji a dále také vývoj a realizace databázových nástrojů a nástrojů pro zpřístupnění (publikaci) dat a informací v prostředí sítě internet. Práce naplánované na rok 2010 bezprostředně navazují na výsledky z předchozího roku řešení a jsou zaměřeny zejména na dva následující okruhy činností: • první skupinou činností je doplnění/rozšíření funkcí aplikací realizovaných v předchozím období, doplnění a kompletace jejich dokumentace. • druhou skupinou činností je vývoj (zahájení vývoje) nových aplikací. Zde je důležitá zejména realizace portálu informační podpory pro stanovování emisních limitů kombinovaným přístupem (realizováno v období prosinec 2009 – leden 2010). Podrobněji viz dále.

6.2.2 Postup řešení a výsledky Stav prací odpovídá předpokladům uvedeným v metodice řešení na letošní rok. Byl dokončen vývoj internetového portálu informační podpory pro stanovování emisních limitů kombinovaným přístupem. Portál (jako samostatný výstup – software) byl dokončen a v průběhu ledna zprovozněn a zpřístupněn v síti internet a tím zároveň předán do užívání uživatelům. Portál je koncipován jako centrum informací a technické podpory stanovování emisních limitů kombinovaným přístupem. Obsahuje sekce věnované obecným informacím, publikaci výsledků vyhodnocení jakosti kombinovaným přístupem pro stávající stav, publikaci samostatné výpočetní aplikace a datových sad pro výpočty ke stažení a technické podpoře. Správa portálu je již následně řešena mimo rámec výzkumného záměru v rámci zakázky řešené pro OOV MŽP. Portál je systematicky využíván zejména subjekty, které se řídí metodickým pokynem OOV MŽP pro kombinovaný přístup, tedy vodoprávními úřady, ale i dalšími zainteresovanými subjekty, jako jsou správci povodí a žadatelé o vodohospodářská povolení/rozhodnutí. Dále byla realizována aktualizace (upgrade) aplikací, zejména s ohledem na aplikaci KOMJAK – aplikace pro stanovování emisních limitů kombinovaným přístupem. Byla zpracována a začátkem srpna publikována nová verze. Změny se týkají zejména zjednodušení zadávání dat a ovládání aplikace uživateli: •

byl modifikován výpočetní algoritmus se zaměřením na eliminaci možných chybových stavů způsobených neúplným nebo nekorektním zadáním některých vstupních dat uživatelem,

•

bylo upraveno (zjednodušeno) uživatelské rozhraní editoru dat (odstranění uživateli nepříliš využívaných formulářů s referenčními daty),

•

došlo ke zjednodušení zadávání dat eliminací některých, doposud povinně zadávaných položek,

122


•

byly provedeny úpravy zobrazení mapových pohledů a modifikace zobrazení prázdných záznamů (zobrazení detailu záznamu),

•

výrazně bylo upraveno uživatelské rozhraní správce úloh rozšířením dostupných funkcí (zejména funkce pro import/export úloh, odesílání vybraných dat e-mailem, načítání aktualizačních/doplňkových datových sad) a doplněním uživatelského rozhraní o tlačítka umožňující rychlejší provádění vybraných základních operací s úlohami (zamykání a odemykání úloh, kopírování úloh, zobrazení protokolu o řešení úlohy),

•

v přímé souvislosti s předchozím bodem byl dále rozšířen systém zamykání úloh o funkce sledující přístup uživatelů k jednotlivým úlohám a zároveň byl modifikován systém ukládání uživatelských nastavení, což nově umožňuje regulérní provoz aplikace i sdílení dat v prostředí místních sítí (instalace aplikace a/nebo umístění dat na síťových discích/ sdílených úložištích),

•

uživatelská příručka byla aktualizována a doplněna o část věnovanou popisu typického pracovního postupu zadávání dat, provádění výpočtů a zobrazení výsledků vyhodnocení.

Rozšíření týkající se správy úloh a síťového fungování se týkají, kromě aplikace KOMJAK, i ostatních modelů. Nově je pak připravována další aktualizace aplikace KOMJAK, která bude zahrnovat drobná vylepšení algoritmu aplikace a zejména vylepšené uživatelské rozhraní editoru dat, v němž budou pro uživatele výrazně rozšířeny možnosti tisku výstupů/výsledků (výstupy dat do externích souborů, tisk dat včetně tisku grafů a obsahu mapového okna). Tyto úpravy jsou již z části realizovány a aktualizovaná verze bude v konečné podobě připravena ke zveřejnění v termínu předpokládané nejbližší aktualizace dat pro kombinovaný způsob (začátek roku 2011). Bylo realizováno doplnění a kompletace administrační (technické) dokumentace jednotlivých aplikací. Zkompletovány byly administrační příručky ke všem výpočetním aplikacím. Tato činnost byla extrémně důležitá zejména pro správu realizovaných aplikací a také z hlediska možností jejich dalších úprav a vývoje. Práce na rozšíření kontrol formální správnosti dat a zpodrobnění chybových hlášení v realizovaných aplikacích (z úrovně podrobnosti „tabulka“ na úroveň podrobnosti „záznam“ nebo „položka“) probíhají a předpokládá se jejich dokončení do konce roku. V současné době probíhá simulace připravených chybových stavů, jsou vybírány stavy vyžadující detailnější ošetření a realizovány a ověřovány navržené úpravy. Vývoj aplikace pro hromadné vstupy dat byl zahájen. Byl založen projekt aplikace v prostředí Microsoft VisualStudio a bylo zahájeno programování. Nástroj bude umožňovat automatizované hromadné plnění dat do společného datového modelu aplikací (pro kombinovaný způsob, simulační modely) ze zdrojových databází uživatelsky přívětivou formou. Umožní faktické napojení aplikací na zdrojové databáze/datové soubory bez nutnosti použití dalšího softwarového vybavení nebo komplikovaného převádění dat. Vzhledem k náročnosti realizace nástroje se předpokládá dokončení v průběhu roku 2011. Práce související s problematikou minimálních průtoků přímo závisí na postupu prací v rámci subprojektů 32 a 22 a jejich zahájení je předpokládáno koncem roku (v průběhu roku 2010 proběhly zatím dílčí konzultace s řešiteli uvedených subprojektů). Předpokládá se možnost využití podstatné části již realizovaných softwarových nástrojů simulačních modelů s jejich modifikacemi nebo dílčím rozšířením, příp. včetně vývoje nutného dalšího software.

123


6.2.3 Výstupy Výstupy vznikající v rámci subprojektu vychází z charakteru řešené problematiky. Z ní vyplývá tematické směřování výstupů zejména na oblast software. Obecně jde o internetové nástroje (aplikace, zejména databázového charakteru zaměřené na publikaci dat a dalších informací) a o nástroje analytického a výpočetního charakteru (software, programové nástroje pro analýzy, zpracování, transformace, vyhodnocení dat, modelování apod.). Stav rozpracovanosti plánovaných výstupů: •

Nové verze aplikací pro kombinovaný přístup a simulačních modelů rozšířené o výše uvedené funkce/nástroje. Nová verze aplikace pro kombinovaný přístup byla dokončena (úpravy uživatelského rozhraní a dílčí úpravy/optimalizace výpočetního algoritmu – upgrade aplikace) a byla zpřístupněna na internetovém portálu kombinovaného způsobu. (3623_final1_2010)

•

Rozšířené a doplněné verze uživatelských příruček k uvedeným aplikacím. Byla rozšířena a aktualizována uživatelská příručka aplikace pro kombinovaný přístup. (3623_final1_2010)

•

Doplněná a zkompletovaná technická dokumentace k již realizovaným/dokončeným aplikacím/modelům. Byla dokončena a zkompletována administrační dokumentace realizovaných samostatných aplikací. (3623_final2_2010)

•

aplikace

všech

Aplikace/portál „Informační podpory stanovování emisních limitů kombinovaným přístupem“ v prostředí internetu včetně interaktivní aplikace pro publikaci výsledků vyhodnocení současného stavu (společný výstup se subprojektem 22, viz výše). Portál „Informační podpora stanovování emisních limitů kombinovaným přístupem“ byl zpracován v období 12/2009 až 01/2010. V lednu byla finální verze zpřístupněna na internetu (http://heis.vuv.cz/projekty/kombinovanyzpusob) a předána do rutinního provozu (provoz již zajišťován mimo výzkumný záměr). Portál od této doby systematicky využívají zejména vodoprávní úřady, ale i další subjekty. (3622-23_2908)

•

Aplikace pro hromadné plnění dat datového modelu pro kombinovaný přístup/simulační modely (pracovní „beta“ verze). Práce byly zahájeny začátkem listopadu, vzhledem k rozsahu/náročnosti se předpokládá přesah prací do roku 2011 (viz výše).

124


6.3

VÝVOJ A APLIKACE POSTUPŮ S VYUŽITÍM TECHNOLOGIÍ GEOGRAFICKÝCH INFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ VE VAZBĚ NA DIGITÁLNÍ BÁZI VODOHOSPODÁŘSKÝCH DAT

6.3.1 Předmět řešení Letecké laserové skenování (LLS) patří k nejmodernějším technologiím pro pořizování prostorových geografických dat. Od roku 2009 probíhá na území České republiky nové výškopisné mapování s využitím této technologie. Díky spolupráci se Zeměměřickým úřadem Pardubice (ZÚ) je možné zkoumat využití takových dat pro vodohospodářské účely (např. k aktualizaci vodohospodářských dat). V loňském roce byly na testovacím území (47 km2) řešeny prvotní výzkumné úkoly. Výzkum v roce 2010 navazuje na výsledky z loňského roku, ověřuje jejich platnost v dalších lokalitách a na „ostrých“ datech. Zaměřuje se do různých typů lokalit: Polabí (rovina, velký vodní tok a přítoky) a Jičínsko (pahorkatina). Podle schválené metodiky mají práce v roce 2010 následující cíle rozdělené do čtyř tematických okruhů: 1. Analyzovat možnost automatizovaného postupu generování os vodních toků z dat leteckého laserového skenování (dále LLS) včetně vhodné kombinace se stávajícími daty DIBAVOD (zatrubnění, umělé kanály, občasné vodní toky). 2. Posoudit vhodnost metody „Identifikace příčných překážek v korytě vodního toku“ k získání dat o příčných překážkách s jinými možnostmi. V případě, že je metoda vhodná, aplikovat ji na tocích různého charakteru a pokusit se vyvinout automatický postup. 3. Výzkum i nadále orientovat na využitelnost dat v oblasti příbřežních zón jako podkladu pro stanovení záplavových území. a. analyzovat situaci v případě velkých vodních toků, b. ověřit přesnost dat pro tyto účely na dalším území, c. analýza (ve spolupráci se zeměměřickým odborem v Pardubicích) příčin systematické odchylky dat z leteckého laserového skenování a dat pocházejících z geodetických měření – výsledek výzkumu v roce 2009. 4. Stanovit rozvodnice a plochy povodí a porovnat je se stávajícími daty.

6.3.2 Postup řešení a výsledky V závislosti na postupu pořizování a zpracování dat LLS na pracovišti ZÚ a s ohledem na cíle projektu byly vybrány následující oblasti (2 bloky LLS po 300 km 2): • S_030 – Jičínsko (cíl 4 – rozvodnice, překážky a záplavová území), • S_044 – Polabí – Poděbrady, Nymburk (překážky a záplavová území). Sběr dat v těchto lokalitách proběhl 20.11.2009 (S_030), 21.11.2009 (S_044). Data byla stejně jako v případě experimentálního sběru snímána z výšky 1200–1500 m, čemuž odpovídá průměrná hustota mračna 1,2 bod.m-2. V těchto oblastech jsou stanovena záplavová území na tocích Labe, Výrovka, Šembera, Vlkava, Cidlina a Javorka. U výčtu dat jsou uvedeny roky pořízení podkladových výškopisných dat. V souvislosti s prvním a druhým cílem bylo testováno, zda nelze ke stejnému účelu využít evidenci správců toků – ISyPo (Integrovaný systém povodí). Charakteristika a využití dat byly zkonzultovány s pracovníky Povodí Labe s. p. a k porovnání byla zapůjčena data ISyPo (viz dále).

125


Stručná charakteristika dat ISyPo: Evidence existuje od 60. let 20. století a prochází neustálým vývojem a aktualizací. Polohová přesnost dat ISyPo by měla být na úrovni mapy 1 : 10 000, i když v extrémních případech může odchylka osy toků od skutečnosti nabývat až 10 m (u přeložek i více) a chyba u objektů může být díky odvození od kalibračních objektů kilometráže až 100 m. Polohová přesnost 5 – 10 m je podle pracovníků povodí Labe pro účely databáze ISyPo dostatečná. Pro řešení byla použita následující data: • data leteckého laserového skenování – skenování probíhalo 20.-21.11.2009, zapůjčeno od Zeměměřického úřadu v Pardubicích 2010: o

DMR4G – digitální model reliéfu 4. generace ve formě gridu 5x5 m (střední chyba výšky 0,30 m) (Brázdil, 2009),

o

DMR5G v okolí toků – digitální model reliéfu 5. generace ve formě TIN (střední chyba výšky 0,18 m – odkrytý terén, 0,30 m zalesněný terén) (Brázdil, 2009),

o

případně pouze klasifikovaná data rostlého terénu, ground (neprošlo kontrolami).

• geodetické podklady pro určení záplavových území – zapůjčeno od Povodí Labe s.p. 2010: o

Cidlina 1998,

o

Šembera 2004,

o

Javorka 2004,

o

Výrovka 2006,

o

Vlkava 2008,

• fotogrammetrické měření + sonar – Labe – 2005–2008, zapůjčeno od Povodí Labe s.p., • data Technicko-provozní evidence geodatabáze ISyPo (informační systém povodí) – osy toků, objekty na tocích (mosty, jezy, stupně aj.) – zapůjčeno od Povodí Labe s.p., aktualizace průběžná, zapůjčení dat 2010, • zdokonalený výškopis ZABAGED (grid 10 x 10 m) – zapůjčeno od ČÚZK, aktualizace průběžná, zapůjčení 2010, • DIBAVOD – VÚV TGM, v.v.i. Data byla ve většině případů převedena z textových formátů do formátu geodatabáze ArcGIS Desktop jako třídy prvků, což byl vzhledem k objemu dat poměrně časově náročný proces. Objem dat LLS v textovém formátu byl téměř 13 GB.

Automatické generování os vodních toků Jak ukazují výsledky z loňského roku, hustota dat LLS je taková, že koryto toku širšího než 4 m je jednoznačně rozeznatelné, a to i v případě hojné doprovodné vegetace. V plánu letošního výzkumu bylo využít nadstavbu ArcGIS Desktop ArcHydro ke generování odtokových drah s cílem zpřesnění polohy vodních toků. Během testování tohoto postupu se vyskytly tři hlavní okruhy problémů. V prvé řadě se v odtokovém modelu vyskytují „valy“ napříč korytem způsobené chybným promítnutím mostů, lávek a jiných překážek na vodních tocích do modelu terénu. Toto lze řešit odfiltrováním všech uvedených objektů z DMT pomocí jejich identifikace v databázi např. ZABAGED. Bohužel databáze bývají často neúplné, či neobsahují např. malé lávky, a tak odstranění chybných překážek není úplné a je potřeba manuální editace, která není ve velkém rozsahu efektivní. Druhý problém je, že nadmořské výšky v korytě nereflektují dno, ale hladinu toku, takže při modelování je hloubka koryta menší o hloubku vody a při vyrovnávání prohlubní dojde lehce k přelití koryta a

126


odklonu odtokové dráhy. Třetím problémem jsou místa pramenů, která jsou v modelu ArcHydro daná velikostí sběrné plochy, což se liší od skutečnosti a také současně používaného datasetu vodních toků. Vzhledem k těmto důvodům byl ve spolupráci s pracovníky ZÚ vymyšlen vhodnější postup, který spočívá v posunu vrcholů linií stávající sítě vodních toků podle terénu LLS, což konkrétně znamená umístit osu toku do osy koryta nebo údolnice. Komplexní řešení všech eventualit včetně naprogramování automatického nástroje přesahuje rámec tohoto projektu. Porovnáním os toků z databáze ISyPo s terénem z LLS se ukázalo, že ani tento zdroj vodních toků neodpovídá podrobnosti dat LLS. Osy toků z ISyPo se také mírně liší od dat DIBAVOD.

Identifikace příčných překážek v korytě vodního toku Tato část navazuje na řešení v loňském roce, kdy byly identifikovány příčné překážky na toku Dědina. V letošním roce předcházel analýzám s daty LLS průzkum zdrojů, které by obsahovaly geografické informace o překážkách na vodních tocích, aby nedocházelo k duplicitám. Jediným takovým možným zdrojem byla databáze evidence správců toků – IsyPo. Primární analýza dat ISyPo ukázala, že některé z dotčených údajů (jezy, stupně, mosty) nejsou zahrnuty nebo aktualizovány, chybí například 3 stupně na toku Dědina analyzované v loňském roce. Databáze neeviduje výšku objektů nebo rozdíl hladin. V letošním roce bylo při terénním průzkumu ověřeno, zda objekty ISyPo na vodním toku v zájmových lokalitách existují. Pokud ano, byly změřeny základní výškové údaje (zejména rozdíl hladin) a provedena fotodokumentace. Informace o jezích na Labi byly převzaty ze zdroje Zdymadla na středním Labi [online]. Údaje (poloha a popis) jsou součástí mapových výstupů (překážky ISyPo). Podle databáze ISyPo se na řešených tocích nachází 47 stupňů a jezů na délce cca 50 km toků (bez Labe). Z toho jich bylo v terénu prozkoumáno 36. Největší odchylka v poloze je 160 m (jez na Javorce). Z výše vyjmenovaných důvodů nelze použít databázi ISyPo jako spolehlivý zdroj pro naplnění datasetu příčných překážek na vodních tocích databáze DIBAVOD. Dalším krokem v této části úkolu byla analýza podélného profilu z dat LLS. K tomu účelu byly vytvořeny přesné osy analyzovaných toků s rozestupem vrcholů cca 5 m (Labe 10 m). Z toho vyplývá i přesnost polohy nalezených objektů. K sestrojení podélného profilu hladiny toku byly využity výšky z TIN LLS, v případě Labe z rastru 1x1 m. Pokud je profil orientován shora dolů, lze jej zjednodušit a vyhladit tím, že se místo vyšší hodnoty nadmořské výšky přijme předchozí minimum. Základní předpoklad pro toto vyhlazení je skutečnost, že v datech LLS obvykle nejsou odrazy od hladiny, takže přibližná hladina je reprezentována krajními odrazy u břehu. Čím blíže jsou odrazy k toku, tzn., čím nižší mají nadmořskou výšku, tím je hladina reprezentována přesněji. Proto je vhodné nebrat v úvahu odrazy dále od břehu, tzn. s vyšší nadmořskou výškou. Průběhy hladiny toků byly analyzovány v MS Excel pomocí maker VBA a nalezené stupně jsou součástí mapového výstupu (překážky LLS). Z vyhlazených podélných profilů jsou jednoznačně rozeznatelné velké jezy na Labi i ostatních tocích. Ze stupňů lze identifikovat ty, kde je rozdíl hladin větší než 0,4 m. Obecně lze říci, že z dat LLS nelze jednoznačně identifikovat překážky, které způsobují rozdíl hladin menší než 0,4 m, vyhrazené jezy (např. Vlkava) a stupně zanesené sedimentem. U některých toků lze dosáhnout lepších výsledků v závislosti na šířce a charakteru toku.

127


Vzhledem k tomu, že analýzy byly prováděny poloautomatickým postupem s jasnými podmínkami, lze předpokládat, že naprogramování skriptu pro ArcMap by mělo být řešitelné. Jeho uskutečnění však přesahuje rámec tohoto projektu. Mapa zobrazuje jak objekty z databáze ISyPo, tak v terénu ověřené i neověřené překážky identifikované z dat LLS.

Využitelnost dat v oblasti příbřežních zón V tomto bodě výzkum také navazuje na loňské výsledky, kdy bylo analyzováno 40 profilů na toku Dědina. Výsledky byly prezentovány jako příklady charakteristických příčných profilů a základní statistické údaje, ze kterých vyplynula skutečnost, že použitelnost dat LLS jako podklad pro stanovení záplavových území se omezuje pouze na inundace. V letošním řešení bylo vzhledem k množství profilů (263) přistoupeno ke komplexním analýzám v prostředí MS Excel s využitím Visual Basic. Výškopisná data byla analyzována stejným způsobem jako v loňském roce, tzn. porovnání geodetického zaměření, LLS a ZABAGED v geodeticky zaměřených profilech pro určení záplavových území Výrovky, Šembery, Vlkavy, Cidliny (dolní část) a Javorky. Poloautomatickým postupem byly vyhodnoceny rozdíly jednotlivých výškopisných podkladů ve všech geodeticky zaměřených bodech. Body byly roztříděny na koryto a inundaci. Do koryt byly přiřazeny body reprezentující konstrukce mostů a lávek, aby nedošlo ke zkreslení statistického hodnocení. Barevně odlišené odchylky LLS a geodetického zaměření v inundaci tvoří základ mapových výstupů v měřítku 1 : 10 000 (9 mapových listů). Také byla provedena analýza výškopisných podkladů příbřežních zón a koryta Labe, kdy bylo místo geodetického zaměření použito dat fotogrammetrie a sonaru. Mapovým výstupem je vzhledem k rozlišení vstupních dat 1 list v měřítku 1 : 25 000. Výsledky porovnání všech výškopisných dat v podobě příčných profilů inundace i koryt jsou k dispozici v dokumentu Excel. Výsledky analýzy přesnosti ve sledovaných profilech ukazují, že v inundaci jsou výšky LLS průměrně 8 cm pod geodetickým zaměřením se směrodatnou odchylkou 20 cm. Podobné porovnání rastru LLS s fotogrammetrickými daty (s odfiltrovanými vodními toky, vodními plochami a novými silnicemi) představuje průměrný rozdíl 15 cm a směrodatnou odchylku 45 cm. Tyto výsledky včetně detailní analýzy přesnosti jsou přínosné pro pracovníky ZÚ, kteří zpracovávají data LLS. K poslednímu bodu tohoto cíle lze konstatovat, že výsledky analýz byly předány pracovníkům ZÚ. Na řešení možného problému pracují samostatně. K ověření na ostrých datech nemůže být přistoupeno, protože data z té oblasti budou až v roce 2012.

Rozvodnice a plochy povodí Výzkum byl směřován do oblasti S_030. Pro analyzování přesnosti rozvodnic byly použity následující podklady: • DMR4G (LLS) 5x5 m, • síť toků DIBAVOD CEVT, • dataset rozvodnic povodí IV. řádu DIBAVOD, • vrstevnice ZABAGED. Výpočty byly provedeny v nadstavbě ArcGIS Desktop ArcHydro. Procesy, které vedly k vygenerování rozvodnic jsou: DEM Reconditioning, Fill sinks, Flow direction, Flow accumulation, Stream Definition, Stream Segmentation, Catchment Grid Delineation,

128


Catchment Polygon Processing, Drainage Point Processing, Batch Point Generation, Batch Subwatershed Delineation. Výsledná porovnání rozvodnic z LLS a stávajících ukázalo, že místy jsou znatelné rozdíly mezi rozvodnicemi (až 800 m) a některá povodí výrazně změnila tvar a velikost. Grafické zobrazení je součástí mapového výstupu, stejně tak porovnání vrstevnic z LLS a ZABAGED.

6.3.3 Výstupy •

Podání článku do recenzovaného periodika. Byla přislíbena publikace a byl zaslán abstrakt. Publikace vyjde v březnovém čísle Vodního hospodářství v roce 2011.

•

Podání článku do impaktovaného periodika. Článek se připravuje. Podání článku se předpokládá v prvním čtvrtletí roku 2011.

•

Mapové výstupy s praktickým uplatněním výsledků výzkumu. 9 tematických map v měřítku 1 : 10 000 a 1 list v měřítku 1 : 25 000 s obsahem: o porovnání výškopisných dat – rozdíly digitálních modelů terénu, o porovnání výškopisných dat – body geodetických profilů v inundaci s barevně odlišenou odchylkou geodetického zaměření a LLS, o příčné překážky (stupně, jezy, hrazení) – ISyPo, o příčné překážky (stupně, jezy, hrazení) – LLS, o doplňkové informace – vodní toky a vodní nádrže, lesy.

(3624_3038, 3624_3039, 3624_3040, 3624_3041, 3624_3042, 3624_3043, 3624_3044, 3624_3045, 3624_3046, 3624_3047) 3 tematické mapy v měřítku 1 : 25 000 s obsahem: o stávající rozvodnice IV. Řádu DIBAVOD, o rozvodnice vygenerované z dat LLS.

(3624_3048, 3624_3049, 3624_3050) •

Prezentace výsledků výzkumu na konferencích. o 19. konference GIS ESRI v ČR 2010 3.–4.11.2010, poster „Možnosti využití dat leteckého laserového skenování pro vodohospodářské účely II.“). (3624_final1_2010) o Příspěvek na semináři VÚV TGM, v.v.i. 18.11.2010 na téma: Možnosti využití leteckého laserového skenování ve vodním hospodářství II. – proběhlo. o Sympozium GIS Ostrava 2011 (23.–26.1.2011, referát, poster). Zaslána přihláška a abstrakt. Příspěvek by měl být na konferenci prezentován ve formě referátu a měl by bát publikován ve sborníku.

129


6.4 VÝVOJ A APLIKACE VHODNÝCH TECHNICKÝCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO ZHODNOCENÍ VLIVU EMISÍ NA CHEMICKÝ STAV POVRCHOVÝCH VOD A VÝVOJ SYSTÉMŮ JEHO HODNOCENÍ 6.4.1 Předmět řešení Předmětem řešení subprojektu 25 je zdokonalování systémů hodnocení (nástrojů) vzájemného vztahu vlivu emisí ze zdrojů znečištění a chemického stavu povrchových vod. Návrh řešení v roce 2010 navazuje na vývoj technických nástrojů v oblastech: modelování jakosti povrchových vod, vývoje pasivních vzorkovačů odpadních a povrchových vod, vyvíjení metodik vzorkování a monitorování jakosti odpadních vod z různých typů zdrojů bodového znečištění, problematiky stanovení mísicí zóny. V roce 2010 jde konkrétně o: •

vývoj modelu a metodiky určení mísící zóny v broditelných a nebroditelných tocích,

•

modelování jakosti povrchových vod dolního úseku toku Odry včetně přítoků pomocí programu DESERT,

•

vývoj a kalibrace zařízení pro pasivní vzorkování vod se zaměřením na kovy a organické nebezpečné látky,

•

výzkum reprezentativnosti kontinuálního monitorování jakosti odpadních vod,

•

zpracování návrhu metodického postupu pro vzorkování těkavých organických látek v odpadních vodách,

•

vyhodnocení chemického stavu povrchových vod (prioritní látky),

•

studium chování vaznosti PAU a vybraných kovů na pevnou matrici.

6.4.2 Postup řešení a výsledky Vývoj modelu a metodiky určení mísící zóny V roce 2008 byla v rámci tohoto subprojektu vyvinuta metodika na určení mísicí zóny pod zdroji znečištění prioritními a některými dalšími nebezpečnými látkami, pro které jsou směrnicí 2008/105/ES stanoveny normy environmentální kvality (NEK). V roce 2009 byl zahájen vývoj modelu pro stanovení mísicí zóny a jeho ověřování experimentálně na vybraných tocích ČR. Tento model, nazývaný Český imisní test (CIT), byl modifikován a rozšířen (verze CIT_verze10) a umožňuje: •

v oblasti vzdáleného pole modelování distribuce koncentrace v libovolně zvoleném příčném profilu,

•

zohlednění konstitutivních změn u nekonzervativních látek zavedením rychlostní konstanty kinetiky prvního řádu.

Makro CIT_10.xls pracuje při střední ochraně počítače. Před spuštěním je nutno povolit makra. Aby soubor fungoval správně, nesmí se do něj přidávat žádné další listy. Byl také vypracován návod pro použití makra CIT_10.xls v českém jazyce včetně vzorového příkladu řešení. Pro názornost jsou zařazeny do souboru elektronických výstupů, i když se ještě nejedná o konečné verze výstupů. Model, návod a metodika vymezení mísící zóny budou dále modifikovány s ohledem na připravovaný guideline EK a vyhodnocení experimentálně zjištěných dat v roce 2010 a částečně 2011. V souvislosti s vývojem imisního testu byl v angličtině zpracován článek „Estimating horizontal diffusivity and fictive distance by far-field mixing zone modeling“, který byl nabídnut

130


do impaktovaného časopisu Water Research, nebyl však redakcí k publikování přijat (5/2010). Rovněž byl vypracován článek s názvem „Modelová interpretace výsledků měření mísící zóny v Labi pod vypouštěním z ČOV Hradec Králové“, který byl přijat a v 6/2010 vyšel v impaktovaném periodiku Journal of Hydrology and Hydromechanics (IF = 1,0). Vliv teploty, resp. rozdíl teplot vypouštěné a povrchové odpadní vody, na vzdálenost mísící zóny v zimních měsících nebyl ověřován z důvodu ztížené dostupnosti zájmových lokalit a brzkého nástupu jarního tání sněhové pokrývky. Náhradou bylo provedeno experimentální ověření mísící zóny pod vypouštěním oteplených důlních vod z Důlní jámy Jeremenko do řeky Ostravice. Vzhledem k tomu, že mísící zóna je experimentálně zjišťována pomocí konduktivity, bylo provedeno její ověření pomocí konzervativního ukazatele. Výsledky měření na drobném toku Bohumínské Stružky (šíře toku 2–4 m) jsou shrnuty do následující tabulky. Tab. 6.4.1

Výsledky měření délky mísící zóny podle konduktivity a konzervativního ukazatele

Tok/č. profilu

Vzdálenost od Lidického příkopu [m]

Zn [µg.l-1] Levý břeh

Pravý břeh

3380

∆ Zn -1 [µg.l ]

Konduktivita -1 [µS.cm ]

∆ konduktivity [µS.cm-1]

Levý břeh

Pravý břeh

243,1

3600

4500

900

Lidický příkop

0

Bohumíská stružka č.1

1

863,2

34

829,2

2690

2320

370


20

536,3

154,8

381,5

2550

2350

200


40

467,7

185,9

281,8

2520

2360

160


65

377,1

374,7

3,8

2440

2420

20


90

363,3

380,4

17,1

2430

2430

0


140

334,8

347,4

12,6

2430

2430

0

Z výsledků vyplývá, že délka mísící zóny stanovená pomocí konduktivity je mírně větší. To je dáno vlivem přesnějšího měření konduktivity ve srovnání s analytickým stanovením kovů, kde chyba stanovení může podle SOP dosahovat 20 %. Ověření mísící zóny na nebroditelných tocích bylo realizováno jednorázově na Labi za nízkého průtoku v letním období. Délka mísící zóny pod ČOV Neštěmice dosáhla 20 km patrně vlivem levostranného přítoku Labe – Bíliny. Další měření neproběhla z důvodu vážného poškození lodního motoru plavidla pronajatého podnikem Povodí Labe, s.p., závod Dolní Labe se sídlem v Děčíně. Měření se tímto přesouvají na rok 2011. Ve spolupráci s VŠB-TU, Fakultou bezpečnostního inženýrství byla řešena problematika 2D, příp. 3D vizualizace experimentálně zjištěných dat. Modelování ve 2D vychází z odborných postupů univerzity v Calgary publikovaných v článku (Nuell, D.D. nebo Vandengerg, J.A. et all, 2005). Využili zde rovněž měření konduktivity pro určování kvality vody. Při počítání výsledků srovnávali dvě metody zpracování a vizualizace dat: metodu IDW (metoda inverzních vzdáleností) a TIN (nepravidelná trojúhelníková síť). Po interpolacích v toku použili metody transformace do pravoúhlého systému. Díky tomu vodní tok narovnají a provedou opět dopočet výsledků. Obdobným způsobem jsme postupovali také na pilotní oblasti řeky Odry (viz Obr. 6.4.1). Na každém vybraném profilu se nachází jedenáct míst měření. Naměřená data jsou extrapolována na celý vodní tok. Samozřejmě, že díky vstupním nepřesnostem (chyba přijímače GPS v určení polohy) jsou celé výsledky zatíženy

131


určitou chybou, která však z hlediska celkové délky mísící zóny není významná. Významnou nedokonalostí ověřovaného postupu jsou však chyby způsobené extrapolací v případě, že místa měření (profily) nejsou dostatečně blízko u sebe. Naším dalším úkolem bude vyřešit tento proces spojitě a automaticky pomocí skriptu. Tento cíl by mohl být naplněn při dalším řešení úkolu. Pro 3D vizualizaci bylo zahájeno testování statistického program QC Expert a jsou hledány další vhodnější metody 3D vizualizace.

Obr. 6.4.1

Ukázka 2D vizualizace dat z měření mísící zóny na dolním toku Odry

Modelování jakosti povrchových vod programem DESERT Modelování jakosti povrchových vod pomocí software DESERT se v roce 2010 zaměřilo na publikaci výsledků dosažených kalibrací a validací modelu v roce 2009 na řece Lučině a pokračováním ověřování modelu na dolním úseku toku Odry. Model je stacionární a simuluje změny koncentrací v hydrologických uzlech, objemové změny látek vlivem chemických či biochemických procesů a nárůst koncentrace vlivem difúzního znečištění. Článek „Water quality modeling in a small river“ nabídnutý redakci impaktovaného periodika (Limnologica) v prosinci 2009 byl v 5/2010 odmítnut, proto byl po úpravách zaslán do domácího recenzovaného periodika. Publikován byl v říjnovém čísle časopisu Vodní hospodářství, Příloze VTEI pod názvem „Modelování jakosti v řece Lučině“. Úpravy článku zahrnují nad rámec původního rozsahu hodnocení vlivu difuzního znečištění na modelovaný tok. Vzorkování na řece Odře byla dokončena, k dalšímu postupu byla zvolena podobná metodika jako v případě modelování na řece Lučině. V současnosti jsou k dispozici výsledky všech simulací a je možná příprava závěrečného výstupu. Jeho realizace je však nejistá z důvodu ukončení pracovního poměru řešitele ve VÚV TGM, v.v.i.

132


Vývoj a kalibrace zařízení pro pasivní vzorkování vod Kalibrace nízkonákladových semipermeabilních membrán s cílem rozšířit škálu analytů byla zahájena v letních měsících. Byla provedena kalibrace membrán na nové látky (chlorothalonil a dichlobenil, organofosforové pesticidy) a zároveň provedeno jejich srovnání s komerčními SPMD membránami, které byly také vloženy do kalibrační aparatury. Membrány byly po 28 denní expozici novým látkám extrahovány a extrakty byly přečištěny standardním způsobem gelovou permeační chromatografií. V současné době jsou extrakty nachystané na chromatografickou analýzu, která proběhne v prosinci. V červnu se tým zabývajícím vývojem nízkonákladových membrán zúčastnil interkalibračního testování pasivních vzorkovačů na řece Rhône (Francie) společně se 17 dalšími evropskými státy (polyaromatické uhlovodíky). Výsledky z našich membrán byly odeslány počátkem září k celkovému vyhodnocení, které bude zveřejněno počátkem roku 2011. Na podzim bylo zahájeno v rámci vývoje pasivního vzorkování kovů testování několika druhů náplní včetně srovnávací membrány. Test probíhal v průtočné aparatuře s exponováním po dobu 7 dní, a to konstantní koncentraci kovů 10 µg.l-1 (testovací sada) a vodovodní vodě (srovnávací sada). Extrakce analytů ze vzorkovacích médií byla provedena extrakcí 2 M kyselinou dusičnou v množství 30 ml na membránu po dobu 4 dní. Slité extrakty byly v odměrné baňce doplněny demineralizovanou vodou na objem 50 ml a analyzovány technikou AAS. Byly testovány následující náplně membrán: triolein (nízkonákladové semipermeabilní membrány na pasivní vzorkování organických polutantů, vyvinuté ve VÚV TGM, v.v.i.), methylsilikonový olej M500, iontoměnič ve formě kuliček – směs anexu a katexu používaná pro úpravu vody v zařízení Aqua Osmotic a tentýž iontoměnič rozemletý, frakce 63 µm. 180,0 160,0

koncentrace (ug/l)

140,0 As ug/l Cd ug/l Cr ug/l Cu ug/l Ni ug/l Pb ug/l Zn ug/l

120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0

re

re

fl

ow f l cos te o w t 1 st co s te lo w t 2 st co lo s t wc 1 os t2 re fs r e i li k 1 f te s il s t ik s 2 te ilik st . si 1 li k . 2 re fi o re ne x fi t e o ne 1 st x i te o n e 2 st x io 1 ne re x fi 2 o re ne fi xm te o ne le st x tý i te o n e m le 1 st x t io m ý 2 n e le x tý m 1 le tý 2

0,0

membrána

Graf 6.4.1

Výsledky testování pasívního vzorkování vybraných kovů

Z výsledků analýz obsahu kovů je patrné že arsen a kadmium mají nízkou schopnost se kumulovat ve všech testovaných médiích, kde výsledky jsou nižší než obsah kovů ve vodě.

133


Avšak v blanku (referenční membrány) se tyto kovy nenalézaly vůbec, z čehož by se dal vyvodit potenciál těchto vzorkovačů využít je k detekci alespoň výskytu arsenu a kadmia, když už ne ke kvantifikaci. Naopak zinek vykazoval poměrně vysoké hodnoty ve všech typech médií, ale jeho vysoké hodnoty v referenčních membránách zkreslují jeho schopnost kumulace v těchto vzorkovačích. Vysoké pozaďové hodnoty zinku by mohly pocházet z částí kalibrační aparatury nebo z armatur vodovodu. U chromu, mědi, niklu a olova se shodně ve všech typech médií vyskytly vysoké koncentrace v testovacích membránách a současně i nízké hodnoty v membránách referenčních. Koncentrace jednotlivých kovů jsou ve všech vzorkovacích médiích zhruba na stejné úrovni, nepatrně lépe vycházejí membrány plněné trioleinem a methylsilikonovým olejem, než membrány plněné iontoměničem. Jako směr pro další bádání se nabízí vyzkoušení silikonových fólií místo polyethylenových trubic (membrán) plněných methylsilikonovým olejem, nebo zvýšení smáčivosti iontoměniče v membránách.

Výzkum reprezentativnosti kontinuálního monitorování jakosti odpadních vod Cílem výzkumu kontinuálního monitorování jakosti odpadních vod v roce 2010 bylo ověření možnosti kontinuálního sledování organického znečištění (parametru CHSKCr, TOC, DOC) pomocí sondy na optickém principu (sonda UVASsc, včetně sondy Solitex k měření koncentrace nerozpuštěných látek). Měření ve spolupráci s firmou Hach-Lange s.r.o. započalo 23.9.2010 a je postupně prováděno na dvou lokalitách, z nichž jednou je odtok z městské ČOV a druhou je ČOV, do které přitéká cca 50 % městských odpadních vod a cca 50 % průmyslových odpadních vod z chemického závodu. K dni 18.11.2010 je ukončeno měření na první lokalitě (městská ČOV) a měření s nastaveným parametrem CHSKCr na druhé lokalitě bude velmi pravděpodobně ukončeno do 30.11.2010. Bylo provedeno první dílčí vyhodnocení dosud naměřených výsledků, které byly vzájemně porovnány a byla vypočítána průměrná odchylka hodnoty CHSKCr, resp. TOC vzorku změřeného optickou sondou a hodnota CHSK Cr (TOC) stejného vzorku v laboratoři. Odchylka u parametru CHSK Cr činí 1,1 mg.l-1, což je cca 7 % stanovované hodnoty. Tato odchylka je tedy nižší než nejistota analytického stanovení CHSK Cr. V případě parametru TOC činí odchylka 0,1 mg.l-1, což je cca 1,8 % stanovované koncentrace. Na druhé lokalitě odchylka stanovení CHSKCr sondou ve srovnání se stanovením v laboratoři činí 4,71 mg.l-1, což je cca 6,2 % stanovované hodnoty. Konečné vyhodnocení bude provedeno po ukončení celého měření a stažení paměti měřícího zařízení.

Metodický postup pro vzorkování těkavých organických látek Od zpracování návrhu metodického postupu pro vzorkování těkavých organických látek v odpadních vodách bylo upuštěno, protože nebyl resortem (OOV MŽP) vyžádán. (Pozn.: v 2/2010 bylo zpracování metodiky OOV MŽP nabídnuto v rámci přípravy novely nařízení vlády č. 61/2003 Sb.).

Vyhodnocení chemického stavu povrchových vod Bylo provedeno vyhodnocení jakosti povrchové vody z hlediska dosahování norem environmentální kvality (NEK) podle směrnice 2008/105/ES (nejedná se ještě o vyhodnocení stavu útvaru povrchových vod). Hodnoceno bylo období let 2006 až 2008. Zdrojem dat hodnocení byly údaje z programů situačního a provozního monitoringu povrchových vod VÚV TGM, v.v.i., státních podniků Povodí a ZVHS. Údaje poskytl ČHMÚ z IS ARROW. Pro každý kalendářní rok a příslušný ukazatel byly podle údajů ze situačního a provozního monitoringu vyhodnoceny statistické charakteristiky: počet měření, aritmetický průměr, maximum, medián, 95 % percentil, počet měření pod mezí stanovitelnosti, maximální a minimální hodnota meze stanovitelnosti. V případě kadmia a jeho sloučenin bylo statistické

134


hodnocení zpracováno pro každou třídu tvrdosti zvlášť, pokud byla v profilu monitoringu proměnlivá. Statistické charakteristiky (aritmetický průměr, maximální hodnota) byly porovnány s hodnotami požadovanými směrnicí 2008/105/ES, tj. s normou environmentální kvality vyjádřenou jako průměrná hodnota (NEK-RP) případně nejvyšší přípustná hodnota (NEKNPH) v daném kalendářním roce. Zároveň byla klasifikována spolehlivost hodnocení v kategoriích vysoká, střední a nízká. Spolehlivost byla klasifikována podle počtu měření ukazatele v daném kalendářním roce, podle poměru meze stanovitelnosti (MS) vzhledem k příslušné hodnotě NEK a podle počtu měření pod mezí stanovitelnosti. Pokud byl ukazatel v příslušném kalendářním roce měřen méně než 4krát, byla spolehlivost hodnocení klasifikována jako nízká. Vyhodnocení spolehlivosti vzhledem k mezi stanovitelnosti popisuje tabulka 6.4.2. Tab. 6.4.2

Kritéria pro určení spolehlivosti vyhodnocení Část měření pod MS

Všechna měření pod MS

Žádné měření pod MS

Spolehlivost vyhodnocení MS ≤ 30% NEK

vysoká

vysoká

vysoká

MS ≤ NEK a > 30 % NEK

střední

střední

vysoká

MS > NEK

nízká

při více než 50% měření nad MS střední, v ostatních případech nízká

vysoká

Pokud pro daný ukazatel směrnice vyžaduje jak dosažení hodnot NEK-RP tak hodnot NEKNPH a hodnocení pro tyto charakteristiky se různí, je pro výsledné hodnocení v daném kalendářním roce relevantní klasifikace v tomto pořadí důležitosti: (1) nesplňuje, (2) neklasifikováno, (3) splňuje. (Pokud např. hodnota NEK-NPH byla pro ukazatel splněna a splnění hodnoty NEK-RP nebylo klasifikováno, je celkové hodnocení pro ukazatel „neklasifikováno“. Pokud hodnota NEK-NPH nebyla pro ukazatel splněna a splnění hodnoty NEK-RP nebylo klasifikováno, je celkové hodnocení pro ukazatel „nesplňuje“.) Při souhrnném hodnocení ukazatele za celé období 2006 – 2008 je pro výsledné hodnocení relevantní klasifikace hodnocení v jednotlivých kalendářních letech v tomto pořadí důležitosti: (1) nesplňuje, (2) splňuje, (3) neklasifikováno. (Pokud jsou např. požadavky v jednom roce splněny a v dalším „neklasifikovány“ je celkové hodnocení klasifikováno jako „splňuje“. Pokud požadavky nejsou v jednom roce splněny a v dalším nejsou klasifikovány je celkové hodnocení klasifikováno jako „nesplňuje“.) Výsledky vyhodnocení jakosti jsou zapracovány do tabulek. Data jsou poskytována ve formátu SHP a TXT (jako oddělovač použit znak středník) a lze je dále zpracovávat nástroji GIS. Pro každou prioritní látku nebo skupinu látek, pro které jsou stanoveny NEK, byla zpracována mapa zobrazující na území ČR (ne)dosahování NEK (viz výstupy). Nad rámec metodiky řešení bylo započato zpracovávání intranetového/internetového přístupu a vizualizace dat a výsledků hodnocení na portálu Hydroekologického informačního systému VÚV TGM v.v.i. (HEIS VÚV) (viz Obr. 6.4.2).

135


Obr. 6.4.2

HEIS VÚV – vizualizace dat a výsledků hodnocení

Studium chování vaznosti PAU a vybraných kovů na pevnou matrici Z analýzy dat monitorování jakosti povrchových vod vyplývá překračování hodnot NEK především v případě polyaromatických uhlovodíků (zvl. benzo(g,h,i)perylenu a indeno(1,2,3c,d)pyrenu), kadmia a rtuti. V minulém roce zahájené laboratorní ověřování souvislostí mezi výše uvedenými ukazateli a nerozpuštěnými látkami (vaznosti na pevnou matrici) od června pokračovalo: •

ověřováním vaznosti PAU, Cd a Hg při dvou koncentračních úrovních nerozpuštěných látek (NL): 0,05 mg.l -1 a 0,5 mg.l-1 v modelované vodě na vybraných druzích pevných matric (kaolín, mastek, rašelina). Ověření vaznosti na reálném sedimentu budou zahájeny v prosinci 2010. Vzhledem k tomu, že kinetika sorpce kovů je oproti PAU výrazně pomalejší, budou testy kinetiky Hg a Cd pokračovat i v roce 2011 s delšími expozičními časy.

Graf 6.4.3 •

Sorpce PAU na rašelinu při laboratorní teplotě

ověřením kinetiky sorpce PAU na reálném sedimentu bude zahájeno počátkem prosince 2010).

136


•

Byla testována závislost koncentrace PAU na koncentraci nerozpuštěných látek/průtoku v povrchových vodách na datech z monitoringu za období 2006 – 2008.

Výsledky budou publikovány v roce 2011.

6.4.3 Výstupy •

Model CIT pro stanovení mísicí zóny včetně návodu použití v českém jazyce. Upgradovaný model CIT ve verzi 10 je vytvořen a je testován. Konečná verze bude dokončena v roce 2011. Jeho koncept včetně návodu použití je pro názornost přiložen (3625_CIT10_koncept a 3625_Návod_CIT_koncept2).

•

Metodika stanovení mísící zóny – příloha právního nebo podzákonného předpisu. Proběhlo dílčí testování charakteristik průtoků a koncentrací. Výstup bude finalizován v roce 2011 s ohledem na stav vývoje modelu CIT a připravovaný guideline EK.

•

Odborný článek k modelování jakosti toku Lučiny (předpokládaný název „Modelování jakosti vody v malém toku – Water quality modeling in a small river“) – podstoupení jiné redakci Jimp a jeho úprava. Realizováno: Luzar, T. Modelování jakosti v řece Lučině. VTEI – Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2010, roč. 52, č. 5, s. 6—9. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 10/2010. (3625_3035)

•

Příprava odborného článku popisujícího výsledky modelování jakosti v řece Odře pro Jrec. Experimentální část, kalibrace a simulace byly dokončeny. Jsou k dispozici výsledky všech simulací a je možná příprava závěrečného výstupu.

•

Publikace článku „Problematika vzorkování těkavých organických látek v odpadních vodách“ v českém recenzovaném časopise, zařazeno do edičního plánu na rok 2010 (Příloha VTEI časopisu Vodní hospodářství). Realizováno. Váňa M., Kučera J., Handová V., Jokešová M., Bindzar J. Ověření vzorkování odpadních vod pro stanovení těkavých organických látek. VTEI, 2010, roč. 52, č. 3, s. 13—16. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 6/2010. (3625_2948)

•

Publikace článku „Ukazatel TOC a jeho vztah k dalším formám monitorování organického znečištění v odpadních vodách“ v českém recenzovaném časopise, zařazeno do edičního plánu na rok 2010 (Příloha VTEI časopisu Vodní hospodářství). Článek: Váňa, M., Kučera, J. „Ukazatel celkový organický uhlík a jeho vztah ke kontrole odpadních vod“ byl předán do tisku a bude publikován ve VTEI, recenzované příloze časopisu Vodní hospodářství v 12/2010. (3625_final1_2010)

•

Příprava článku o možnosti použití sondy na optickém principu pro sledování koncentrace vypouštěného organického znečištění a předání k publikaci v českém recenzovaném časopise, článek původně zpracovaný v 6/09 se ukázal jako nepoužitelný z důvodu zjištěné absence použití přídavného zařízení k sondě UVAS; zpracování článku závisí na tom, zda bude možno dokončit měření zařízením fy Hach-Lange s.r.o. Článek bude připravován po vyhodnocení naměřených dat. Zařazen do edičního plánu na rok 2011.(Příloha VTEI časopisu Vodní hospodářství).

•

Vyhodnocení dat jakosti vody v tocích z hlediska prioritních látek a NEK na území ČR a publikování výsledků v recenzovaném periodiku. Vyhodnocení bylo dokončeno v 11/2010, příprava článku: Mičaník, T., Vyskoč. P., Richter P, Šlouf, L.: První vyhodnocení jakosti povrchových vod z hlediska plnění norem

137


environmentální kvality pro prioritní látky podle novelizovaného NV č. 61/2003 Sb. bude zahájena v prosinci 2010. Je již zařazen do edičního plánu VTEI na rok 2011. •

Zpracování mapového výstupu (včetně GIS vrstvy) pro další vybrané ukazatele s významným antropogenním vlivem. Realizováno. Mapový výstup jako vrstvy GIS a jako mapy k tisku pro prioritní látky je přiložen. (3625_final2_2010)

•

Příprava publikace k problematice vaznosti PAU na pevnou matrici. V současnosti probíhá experimentální řešení, po jeho ukončení bude připraven článek pro publikování v 1. polovině roku 2011. V současnosti byla zahájena rešerše a příprava podkladů. Článek Mičaník, T., Sýkora, F., Truxová, I., Chrastina, D., Kadlčíková, M., Cseri, L. Studium kinetiky sorpce polyaromatických uhlovodíků, kadmia a rtuti na vybrané typy pevných matric a říční sediment byl zažazen do edičního plánu VTEI na rok 2011.


Šajer, J. Modelová interpretace výsledků měření mísící zóny v Labi pod vypouštěním z ČOV Hradec Králové. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 2010, roč. 58, č. 2, s. 126—134. ISSN 0042-790X. (3625_2917)

138


6.5 VÝVOJ A APLIKACE LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ V OBLASTI OCHRANY A JAKOSTI VOD 6.5.1 Předmět řešení V roce 2010 byla předmětem řešení následující odborná témata: • Právně-historická analýza způsobu vymezování povrchové tekoucí vody, • vodoprávní problematika rybníků a problematika jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb, • výkaznictví v oblasti ochrany vod, jeho vypovídací schopnost a nejistoty.

Právně-historická analýza způsobu vymezování povrchové tekoucí vody Předmětem řešení bylo provedení právní analýzy pojmu tekoucí (povrchová) voda, a to, v kontextu evropských právních dějin. S ohledem na širší zhodnocení byla též provedena lingvisticko-právní kritika pojmu „povrchové vody“ a „vodní tok“, včetně logicko-věcného posouzení definic obsažených v platném českém vodním právu. Na základě dohody s redakcí Vodního hospodářství a lektorkou (JUDr. Jaroslavou Nietscheovou) bylo upuštěno od vydání článku „Vznik pojmu povrchová voda v českém vodním právu“ (příliš obsáhlý článek). Následně se proto zpracovatel rozhodl podstatnou část textu zapracovat do souhrnné publikace o názvu: „Tekoucí (povrchová) voda. Právněfilosofický pohled na rozdílné způsoby vymezování ochrany vody a vodního prostředí“.

Vodoprávní problematika rybníků a problematika jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb Původním záměrem bylo zpracovat pouze jeden článek o názvu: „Vodoprávní problematika rybníků“. S ohledem na neúměrný věcný rozsah bylo dohodnuto s redakcí VTEI, že článek bude rozdělen do dvou částí. První část vyšla v říjnovém čísle, druhá vyjde v prosinci 2010. Pokud jde o problematiku jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb, tam lze konstatovat, že článek připravovaný v průběhu 2009 vyšel již v dubnovém číslu VTEI.

Výkaznictví v oblasti ochrany vod, jeho vypovídací schopnost a nejistoty Původním záměrem zpracovatele bylo provést statistické vyhodnocení za období 2007–2008 (dvouletí). Šlo především o porovnání údajů získávaných prostřednictvím různých informačních systémů. Právní úprava v dané oblasti není zcela jednotná. Informační systémy veřejné správy, sběr informací a následně systém výkaznictví v této oblasti lze v zásadě rozdělit do čtyř právně vymezených okruhů: 1) údaje získávané na základě § 22 odst. 1 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů, a podle prováděcí vyhlášky č. 431/2001 Sb., o obsahu vodní bilance, způsobu jejího sestavení a o údajích pro vodní bilanci, 2) údaje shromažďované Ministerstvem zemědělství na základě § 5 zákona č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a kanalizacích), ve znění pozdějších předpisů, a § 5 až 7 vyhlášky č. 428/2001 Sb., kterou se provádí zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a kanalizacích), ve znění vyhlášky č. 146/2004 Sb. a vyhlášky č. 515/2006 Sb., 3) údaje shromažďované Ministerstvem životního prostředí na základě zákona č. 25/2008 Sb., o integrovaném registru znečišťování životního prostředí a integrovaném systému 139


4)

plnění ohlašovacích povinností v oblasti životního prostředí a o změně některých zákonů, a prováděcího nařízení vlády č. 145/2008 Sb., kterým se stanoví seznam znečišťujících látek a prahových hodnot a údaje požadované pro ohlašování do integrovaného registru znečišťování životního prostředí, údaje získávané Českým statistickým ústavem (ČSÚ) v souladu se zákonem č. 89/1995 Sb., o státní statistické službě, ve znění pozdějších předpisů.

Na základě provedené analýzy měl být zpracován článek „Vykazované údaje za Českou republiku v porovnání s jakostí vody v závěrných profilech Labe, Odry, Lužické Nisy, Moravy a Dyje“. Problémem však bylo to, že se v průběhu roku 2010 nepodařilo získat údaje shromažďované Ministerstvem zemědělství na základě § 5 zákona č. 274/2001 Sb. (tzv. majetková a provozní evidence) za rok 2008. Článek je asi z 80 % zpracován – bohužel v tabulkách chybí údaje za rok 2008. MŽP se pokusilo s MZe o jednání – uvedené údaje jsou potřebné rovněž pro SW – softwarová pomůcka pro aplikaci kombinovaného přístupu (přístupná na www.mzp.cz/cz/kombinovany_pristup.

6.5.2 Postup řešení a výsledky Právně-historická analýza způsobu vymezování povrchové tekoucí vody Veškeré práce jsme zaměřili k tomu, aby bylo možné ke konci roku 2010 vydat publikaci „Tekoucí (povrchová) voda. Právně-filosofický pohled na rozdílné způsoby vymezování ochrany vody a vodního prostředí“. Autor se pokusil provést podrobnou právně-historickou a lingvistickou analýzu pojmu tekoucí (povrchová) voda a zhodnotit některé aspekty jejího pojetí v římském, rakouském, českém a německém vodnímu právu. S ohledem na zpracování předkládaného příspěvku byly přeloženy relevantní části původních latinských textů římské kodifikace zahrnutých do sbírky Digesta seu Pandectae a právní učebnice Institutiones seu Elementa. Dále bylo prostudováno znění rakouského Obecného občanského zákoníku z roku 1811 (ABGB), říšského vodního zákona č. 93/1869 ř. z. a českého zemského vodního zákona č. 71/1870 čes. z. z. (též v německých verzích). Kromě těchto právních dokumentů byla rovněž využita dostupná právní literatura (převážně z 19. století), která s pojednávanou problematikou věcně souvisí. V další části publikace byl zhodnocen současný český zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů. Pro srovnání jsme rovněž uvedli vybraná ustanovení jak slovenského zákona č. 364/2004 Z. z. o vodách, tak i bavorského vodního zákona. Pozornost byla věnována i definicím obsaženým ve směrnici Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze dne 23. října 2000 ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky. Především byla provedena podrobná historicko-právně-filosofická analýza pojmu „aqua profluens“ (tekoucí voda). Snahou bylo osvětlit (nejednoduché) souvislosti s pojmem „res omnium communes“ (věci všem společné) (v singuláru „res omnium communis“) a „res nullius“ (věc nikoho) – a to i v „širší“ (spíše „filosofické“) oblasti „δικαίον φυσικόν“ (přirozeného práva) („ius naturale“ – či pozdějšího středověkého pojmu „lex naturalis“). Dále byla věnována pozornost českému – věcně odpovídajícímu pojmu povrchové vody (též v plurálu); na ten v našem vodním právu přímo navazuje pojem vodní tok. S ohledem na směrnici 2000/60/ES nebylo možné rovněž opominout pojem vodní útvar. Na závěr se autor pokusil o nové „širší“ pojetí ochrany vod – též i o případné zavedení „ekologicky citlivějšího“ pojmu „habitatio aquatica“ (vodní prostředí). Pouze na doplnění uvádíme, že před vlastním zpracováním publikace bylo zapotřebí prostudovat celou řadu odborných podkladů (článků, studií, knih) – například: Åström, A. – Über das Wasserrecht in Nord- und Mittel-Europa (eine systematische Darstellung vom Gesichtspunkte des Schwedischen Grundeigentumsrechts), Balík, S. – Právní dějiny

140


evropských zemí a USA, Balík, S. – Rukověť k dějinám římského práva a jeho institucí, Bartošek, M. – Encyklopedie římského práva, Blackburn, S. – Platónova Ústava (přel. K. Korteová), Boguszak, J., Čapek, J., Veverka, V. – Základy teorie práva a právní filozofie, Boháček, M. – Nástin přednášek o soukromém právu římském I, Bloch, D. – Res Sanctae in Gaius and the Founding of the City – Roman Legal Tradition, Volume 3, Busolt, G. – Die griechischen Staats- und rechtsaltertümer, Cancrin, Franz Ludwig – Abhandlungen von dem Wasserrechte, Dančák, B., Šimíček, V. (EDS.) – Základní lidská práva a právní stát v judikatuře ústavních soudů, Eisele, F. – Rechtverhältnis der „Res publicae in publico usu“ nach römischem Recht, Gadamer, H.-G. – Idea Dobra mezi Platónem a Aristotelem, Gaius – Učebnice práva ve čtyřech knihách (přeložil Jaromír Kincl), Gerloch, A. – Teorie práva (2. rozšířené vydání), Grotius, H., Krüger-Sprengel F. – Hugonis Grotii Mare liberum: sive de iure quod Batavis competit ad Indicana Commercia dissertatio, Havlan, P. – Veřejné vlastnictví v právu a společnosti, Hattenhauer, H. – Evropské dějiny práva, Hegel, G. W. F. – Základy filosofie práva (přeložil Špalek, V.), Hermann, K. F. – Lehrbuch der griechischen Privataltertümer mit Einschluss der Rechtsaltertümer, Hrdina, A. – Sylabus římského práva soukromého, Kappeler, A. – Der Rechtsbegriff des öffentlichen Wasserlaufs, entwickelt aus den Quellen des römischen Rechts, Kincl, J., Urfus, V., Skřejpek, M. – Římské právo, Kindl, M., David, O. – Úvod do práva životního prostředí, Knapp, V. – Teorie práva, Kreuz, P., Martinovský, I. – Vladislavské zřízení zemské a navazující prameny, Kuklík a kol. – Vývoj československého práva 1945–1989, Long, A. A. – Helénistická filosofie – Stoikové, epikurejci, skeptikové, Meisner, Ch. – Das in Bayern geltende Nachbarrecht mit Berücksichtigung des Wasserrechts München, Miller, B. – Vodní právo (Sbírka nejdůležitějších zákonů a nařízení týkajících se vodního práva pro historické země Čechy, Moravu a Slezsko), Montesquieu, Ch. – O duchu zákonů (přel. S. Lyer, reprint původního vydání 1947), Ossig, A. – Römisches Wasserrecht, Patočka, J. – Platón, přednášky z antické filosofie, Pernice, A. – Die sogenannten res communes omnium, Peyrer von Heimstätt, C. – Das österreichische Wasserrecht, Platón – Gorgias (překlad František Novotný), Platón – Ústava (překlad František Novotný), Poste, E., Whittuck, E., Greenidge, A. – Gai Institutiones or Institutes of Roman Law by Gaius, with a Translation and Commentary by the late Edward Poste, M. A. (fourth edition, revised and enlarged by E.A. Whittuck, M.A. B.C.L., with an historical introduction by A.H.J. Greenidge D. Litt), Pražák, G. – Wasserrechtliche Kompetenzfragen, Randa, A. – Rakouský zákon vodní ze dne 30. května 1869 č. 93, Randa, A. – Das Eigentumsrecht nach österreichischem Rechte, Randa, A. – Právo vlastnické dle rakouského práva v pořádku systematickém (redigoval Kasanda, V.), Randa, A. – Das österreichische Wasserrecht mit Bezug auf die ungarische und ausländische Wassergesetzgebungen, Rawls, J. – Teorie spravedlnosti (z anglického originálu přeložil K. Berka), Reale, G. – Platón – Pokus o novou interpretaci velkých Platónových dialogů ve světle nepsaných nauk (z italského originálu přeložil Martin Cajthaml), Rist, J. M. – Stoická filosofie (přeložil Karel Thein), Rousseau, J. J. – Rozpravy (překlad Eva Blažková), Schelle K. a kol. – Základy práva, Schelle K. a kol. – Právní dějiny, Sobek, T. – Nemorální právo, Swoboda, H. – Beiträge zur griechischen Rechtsgeschichte, Ševčík, J. – Vodní a rybářské právo (komentářem a judikaturou opatřená sbírka předpisů vodního a rybářského práva, platného v historických zemích Československé republiky), Tomsa, B. – Idea spravedlnosti v řecké filosofii (reprint původního vydání z roku 1923), Urfus, V. – Historické základy novodobého práva soukromého.

Vodoprávní problematika rybníků a problematika jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb Celkem byly zpracovány dva články „Vodoprávní problematika rybníků – I. / II.“. V prvním článku byla provedena právní analýza: a) pojmu rybník, chápanému jako vodní dílo s ohledem na § 2 písm. c) zákona č. 99/2004 Sb., o rybníkářství, výkonu rybářského práva, rybářské stráži, ochraně mořských rybolovných zdrojů a o změně některých zákonů (zákon o rybářství), ve znění 141


b)

c)

d)

pozdějších předpisů, § 55 odst. 1 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů, a § 2 odst. 3 zákona č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění pozdějších předpisů, dalšímu vymezení tohoto pojmu u ostatních zákonů a judikatury Nejvyššího soudu České republiky a Ústavního soudu České republiky – především v souvislosti s jeho komplikovaným majetkoprávním vymezením, vazbě na komunitární právo – a to na příslušná ustanovení směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze dne 23. října 2000 ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky, vymezení pojmu povrchové vody s ohledem na problematiku rybníků.

V dalším (odborně navazujícím) článku „Vodoprávní problematika rybníků – II.“, jsme se podrobně věnovali: a) problematice nakládání s povrchovými vodami v rybnících, tj. užívání těchto vod pro chov ryb nebo vodní drůbeže, popřípadě jiných vodních živočichů, za účelem podnikání, b) způsobu stanovení podmínek pro použití závadných látek při nakládání s povrchovými vodami za účelem chovu ryb nebo vodní drůbeže, popřípadě jiných vodních živočichů. Pokud jde o článek „Problematika jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb – právní a statistická analýza“ – tam v roce 2010 žádné práce neprobíhaly; článek byl jen odeslán do redakce VTEI.

Výkaznictví v oblasti ochrany vod, jeho vypovídací schopnost a nejistoty Zde můžeme pouze (bohužel) konstatovat, že veškeré zpracování muselo být pozastaveno s ohledem na to, že se nepodařilo získat údaje shromažďované Ministerstvem zemědělství na základě § 5 zákona č. 274/2001 Sb. (tzv. majetková a provozní evidence) za rok 2008 a 2009 (viz výše).

6.5.3 Výstupy •

Článek: Kult, A. Vznik pojmu povrchové vody v českém vodním právu (článek odeslán do časopisu Vodní hospodářství – zpracování článku proběhlo dle metodiky již v roce 2008 a 2009 – článek měl vyjít (po značném zdržení) až na počátku roku 2010) (lektor JUDr. Jaroslava Nietscheová). Po projednání s redaktorem recenzovaného časopisu Vodní hospodářství článek publikován nebyl (příliš obsáhlý) – proto byl text zapracován do publikace: „Tekoucí (povrchová) voda. Právně-filosofický pohled na rozdílné způsoby vymezování ochrany vody a vodního prostředí“.

•

Článek: Kladivová, V., Kult, A., Svobodová, J. Problematika jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb – právní a statistická analýza (článek zpracován a lektorsky posouzen již v roce 2009). Kladivová, V., Kult, A., Svobodová, J. Problematika jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb – právní a statistická analýza. VTEI, 2010, roč. 52, č. 1, s. 11—16. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 2/2010. (3626_2918)

•

Článek: Kladivová, V., Kult, A. Vodoprávní problematika rybníků I. Splněno. Kladivová, V., Kult, A. Vodoprávní problematika rybníků – I. VTEI, 2010, roč. 52, č. 5, s. 1—5. ISSN 0322-8916. Příloha Vodního hospodářství č. 10/2010. (3626_2945)

142


•

Článek: Kladivová, V., Kult, A. Vodoprávní problematika rybníků II. Článek je dokompletován (byl zaslán redakci) – bude otištěn ve VTEI v prosinci 2010. (3626_final1_2010)

•

Publikace: Kult, A. Tekoucí (povrchová) voda. Právně-filosofický pohled na rozdílné způsoby vymezování ochrany vody a vodního prostředí (vyjde v edici „Výzkum pro praxi“ VÚV TGM, v. v. i., rozsah cca 130 normových stran. (3626_final2_2010) Publikace byla předána k lektorskému posudku JUDr. Šemberovi.

•

Článek: „Bilance dusíku a fosforu. Vykazované údaje za Českou republiku v porovnání s jakostí vody v závěrných profilech Labe, Odry, Lužické Nisy, Moravy a Dyje“ (Kult, A.)) Článek je asi z 80 % zpracován – bohužel v tabulkách chybí některé údaje za rok 2008. Předpokládalo se vydání ve VTEI v prosinci 2010. Problémem však je stále to, že se v průběhu roku 2010 nepodařilo získat údaje shromažďované Ministerstvem zemědělství na základě § 5 zákona č. 274/2001 Sb. (tzv. majetková a provozní evidence) za rok 2008 (též nikoliv za 2009 – údaje se kompletují až ke konci roku 2010). Pokud se data podaří získat, článek bude vydán v roce 2011, s tím že by se využily i údaje za rok 2009. Předpokládá se zpracování do dubna 2011. K lektorskému posudku by měla být publikace předána v průběhu dubna 2011.

Připravované výstupy v roce 2010 (předpoklad jejich vydání – rok 2011): •

Publikace: Kult, A. Systém stávajícího výkaznictví v České republice v oblasti vypouštěného množství a jakosti odpadních vod (vyjde v edici „Výzkum pro praxi“ VÚV TGM, v.v.i., rozsah cca 130 normových stran). V roce 2010 se předpokládá (na základě prací provedených v roce 2009) konečné znění publikace (nikoliv vlastní vydání). V roce 2010 probíhalo další zpracování jednotlivých kapitol (na základě předběžných prací provedených v roce 2009).

•

Publikace: Kult, A., Šnajberková, M. České vodní právo a jeho vývoj do roku 2001 (vyjde v edici „Výzkum pro praxi“ VÚV TGM, v.v.i., rozsah cca 150 normových stran). V roce 2010 probíhalo další zpracování jednotlivých kapitol (na základě předběžných prací provedených v roce 2009).

•

Publikace: Kult, A. Porovnání současného slovenského vodního práva s odpovídající českou právní úpravou – díl první – Slovenský zákon č. 364/2004 Z. z. a český zákon č. 254/2001 Sb. Vyjde v edici „Výzkum pro praxi“ VÚV TGM, v.v.i. Publikace byla připravována již v roce 2008 a 2009, bude ji však nutné zásadně přepracovat s ohledem na rozsáhlou novelu slovenského vodního zákona a novelu českého vodního zákona.

•

Článek: Fojtík, T., Kult, A., Zbořil, A. Chráněné oblasti přirozené akumulace vod s ohledem na způsob jejich současného právně-technického vymezení. V roce 2010 byla projednána se spoluautory pouze osnova článku.

143


7. ODDÍL G - KOORDINACE Oddíl G z hlediska své funkce a činnosti v roce 2010 zahrnoval: •

Vypořádání předchozího kalendářního roku (2009).

•

Zpracování aktualizovaného Rozhodnutí o změně Rozhodnutí o poskytnutí dotace na podporu vybraného řešení výzkumného záměru a podmínkách poskytnutí institucionálních finančních prostředků ze státního rozpočtu České republiky dle zákona č. 130/2002 Sb., o podpoře výzkumu a vývoje z veřejných prostředků.

•

Zpracování návrhu a konečného znění metodiky řešení VZ na daný rok řešení na základě připomínek garanta a oponentů VZ.

•

Zpracování zpráv o stavu řešení VZ pro průběžné kontrolní dny a závěrečný kontrolní den daného roku řešení.

•

Průběžné řízení, koordinaci a kontrolu postupu prací v jednotlivých subprojektech a tematických oddílech, využívající standardní i specifické vnitroústavní mechanismy.

•

Kontrola finančního zajištění řešení a harmonizace výzkumných požadavků s technickými možnostmi odborných sekcí ústavu.

•

Zpracování plánu nákladů jednotlivých subprojektů a periodická kontrola čerpání finančních prostředků.

•

Informační a věcné propojení řešení úloh jednotlivých subprojektů a tematických oddílů prostřednictvím sekretariátu výzkumného záměru.

•

Spolupráci s ostatními složkami ústavu jako infrastrukturou pro řešení výzkumných záměrů, vedle dalších projektů ústavu a orientaci těchto složek na efektivní podporu výzkumných činností.

•

Evidenci publikační činnosti a výsledků dosažených v rámci řešení výzkumného záměru včetně uplatněných výsledků v elektronické podobě.

•

Podporu využívání elektronických databází a informačních systémů.

•

Prezentaci výzkumného záměru jako celku.

Koordinace a řízení VZ Počátkem ledna 2010 byl zahájen šestý rok řešení VZ, který navazuje na výsledky dosažené v předchozím období 2005–2009. S ohledem na úkol pokračující byly práce zahájeny bez zbytečné prodlevy. Nejprve bylo provedeno vypořádání roku 2009, které bylo oddělení výzkumu a vývoje MŽP předáno 15. ledna 2010. Poté bylo přikročeno k přípravě Rozhodnutí o změně Rozhodnutí o poskytnutí dotace na podporu vybraného řešení výzkumného záměru MŽP0002071101 „Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů“ a podmínkách poskytnutí institucionálních finančních prostředků ze státního rozpočtu České republiky dle zákona č. 130/2002 Sb., o podpoře výzkumu a vývoje z veřejných prostředků včetně navazujících příloh k tomuto Rozhodnutí. Bližší specifikace a podmínky řešení výzkumného záměru jsou stanoveny Přílohou 1 Rozhodnutí: „Podmínky realizace projektu k dosažení cílů a parametrů řešení projektu, výsledků a způsobu ověření jejich dosažení“. Rozhodnutí bylo ředitelem Výzkumného ústavu vodohospodářského T.G. Masaryka, v.v.i. podepsáno 28. ledna 2010 a předáno Ministerstvu životního prostředí. Ke stvrzení došlo následným podpisem náměstkyně ministra Ing. Rút Bízkové dne 17. února 2010. Počátkem 144


září 2010 bylo na žádost VÚV TGM, v.v.i. požádáno o změnu tohoto Rozhodnutí z důvodu úpravy výše kofinancování. Nové Rozhodnutí o změně Rozhodnutí (vlastní Rozhodnutí a Příloha č. 2 Rozhodnutí) bylo ředitelem Výzkumného ústavu vodohospodářského T.G. Masaryka, v.v.i. podepsáno 14. října 2010 a následně náměstkyní ministra Ing. Rút Bízkovou dne 5. listopadu 2010. V průběhu ledna až února 2010 byl zpracován návrh metodiky řešení výzkumného záměru na rok 2010, který byl garantovi výzkumného záměru, RNDr. V. Klimentovi z odboru ochrany vod Ministerstva životního prostředí, předán 22. února 2010. Jeho prostřednictvím byl tento návrh metodiky podstoupen oponentům. Seznam oponentů pro rok 2010 je uveden v následující tabulce: Oponent

Tematický oddíl

Subprojekty

Ing. Miroslav Tesař, CSc.

A

3601, 3602, 3603, 3629, 3605, 3632, 3633

Doc. RNDr. Josef Matěna, CSc.

B

3606, 3628, 3607, 3609

Doc. Ing. Vladimír Sýkora, CSc.

C

3611, 3612

Ing. Zdeněk Lacný

C

3613, 3614, 3630

RNDr. Zuzana Hořická, Ph.D.

D

3615, 3608

Ing. Libor Hort

D

3616

Ing. Milan Lánský, Ph.D.

E

3617, 3618, 3620

Ing. Veronika Jáglová

E

3619, 3621

Ing. Marek Maťa

F

3622, 3623, 3624, 3625, 3626

Výzkumné práce dle návrhu metodiky probíhaly s ohledem na pokračující VZ i v době jejich oponování bez přerušení. Oponentské posudky byly zpracovány a zaslány garantovi a hlavnímu řešiteli výzkumného záměru v období 12. března až 14. dubna 2010. Oponenti neměli k metodice významných připomínek. Oponentské posudky jsou součástí Přílohy 3 této zprávy. Do druhé verze metodiky řešení (29. března 2010) byl na žádost OOV MŽP začleněn nový subprojekt 3633 k problematice sucha (nový subprojekt 3632 k problematice řešení minimálních zůstatkových průtoků byl začleněn již do první verze metodiky řešení). Zároveň došlo na základě jednání mezi VÚV TGM, v.v.i. a OOV MŽP k přepracování metodik řešení subprojektů 3619 a 3621. Finální verze metodiky řešení (verze 3) byla zpracována k 16. dubnu 2010 po obdržení posledního oponentního posudku na metodiku řešení. Po 1. průběžném kontrolním dni VZ došlo k doplnění metodiky řešení subprojektu 3607 (zpracování certifikované metodiky na žádost OOV MŽP). Tuto změnu reflektuje 4. verze metodiky řešení VZ na rok 2010. Přidělená dotace dle Rozhodnutí o změně Rozhodnutí ve výši 47,225 mil. Kč byla mezi jednotlivé subprojekty rozdělena hlavním řešitelem a zpravodaji tematických oddílů se zohledněním publikační úspěšnosti za období 2005–2009. Během měsíce června byla zpracována Zpráva pro Kontrolní den č. 1/2009, který proběhl dne 29. června ve VÚV TGM, v.v.i. v Praze. Během července 2010 byl zpracován zápis z tohoto prvního průběžného kontrolního dne včetně vypořádání zápisu. Zpráva byla zaslána rovněž oponentům VZ pro informaci a pro možnost vyjádřit se k průběhu řešení. Ze strany oponentů nebyly vzneseny žádné připomínky. V září byla zpracována Zpráva pro Kontrolní den č. 2/2009, který se následně konal dne 22. září ve VÚV TGM, v.v.i. v Praze. Tohoto kontrolního dne se měli za povinnost osobně zúčastnit odpovědní řešitelé následujících subprojektů: 3605 a 3624, v ostatních případech

145


postačovalo vysvětlení příslušným zpravodajem tematického oddílu. Během října 2010 byl zpracován zápis z tohoto druhého průběžného kontrolního dne. Zpráva byla zaslána rovněž oponentům VZ pro informaci a pro možnost vyjádřit se k průběhu řešení. Ze strany oponentů nebyly vzneseny žádné připomínky. Závěrečný kontrolní den č. 3/2010 byl stanoven na 9. prosince 2010 ve VÚV TGM, v.v.i. v Praze. Dne 25. listopadu byly v elektronické podobě předány garantovi a oponentům potřebné podklady: •

Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru v roce 2010 v elektronické podobě.

•

Dokončené a uplatněné výstupy v roce 2010 v elektronické podobě.

Tištěná forma závěrečné zprávy v min. 3 vyhotoveních je připravena k termínu konání kontrolního dne č. 3/2010. V rámci zavádění systému managementu jakosti podle ISO 9001 jsou od roku 2008 veškeré relevantní dokumenty vztahující se k tomuto VZ vedeny v příslušných projektových složkách.

Publikační činnost Během řešení jsou výsledky průběžně publikovány jak formou vědeckých publikací, tak formou publikací pro veřejnost - informačních, případně cílených na usměrnění postojů veřejnosti vzhledem k vývoji tlaků na akvatickou složku životního prostředí. Některé výstupy jsou uplatněny formou funkčních databází předaných uživatelům, nebo v konkrétních legislativních dokumentech a plnění mezinárodních závazků. Výstupy podléhající bodovému ohodnocení (kvalifikované výstupy) dle aktualizovaných metodik hodnocení výzkumu a vývoje jsou průběžně evidovány ve vnitroústavní databázi a po vnitřní kontrole jsou ke stanovenému datu exportovány do databázového systému RIV. Publikační činnost je zhodnocena v Příloze 1 této zprávy.

Prezentace výzkumného záměru jako celku Vedle průběžně připravovaných dokumentů podle ročního cyklu řešení výzkumného záměru a prezentací výsledků řešení jednotlivých subprojektů na mezinárodních konferencích jsou: •

Organizovány semináře zaměřené na jednotlivé problematiky a jsou realizovány jak na vnitroústavní platformě, tak i vně Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v.v.i. pro prezentaci tohoto výzkumného záměru. Dne 17.6.2010 proběhl ve VÚV TGM, v.v.i. v Praze seminář věnovaný výsledkům řešení VZ na téma: o

Vyskoč, P., Picek, J. Nástroje pro hodnocení množství a jakosti vod.

o

Uhlířová, K. Možnosti využití dat leteckého laserového skenování ve vodním hospodářství.

V rámci odborného semináře konaného 18.3.2010 ve VÚV TGM ,v.v.i. Praha byly předneseny následující příspěvky problematik řešených ve VZ: o

Chrastina, D. Stanovení paraquatu a diquatu metodou ITP-CZE.

o

Soldán, P. Nově vyvinutá „Metoda stanovení chronických účinků znečištění povrchových vod“, která byla vydána v prosinci 2009 jako norma TNV 75 7769

V rámci odborného semináře konaného 22.4.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Brno byly předneseny následující příspěvky problematik řešených ve VZ:

146


o

Medek, P. Stanovení běžně nesledovaných účinných látek z přípravků na ochranu rostlin ve vodách metodou GC-MS.

o

Mlejnková, H. Mikrobiální společenstva v povrchových a odpadních vodách.

V rámci odborného semináře konaného 20.5.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Praha na téma „Způsoby hodnocení biologických dat“ byly předneseny následující příspěvky problematik řešených ve VZ: o

Svobodová, J., Douda, K. Nároky raka říčního, raka kamenáče a invazního raka pruhovaného na jakost vody – jedna z důležitých podmínek zachování původních druhů raků.

o

Slavík, O. Když ryba potká rybu – metodické problémy při měření energetické ceny pohybu ve vodním prostředí

Národní dialog o vodě na téma „Hospodaření s vodou v období hydrologického sucha“, Hotel Medlov. 1.–2.6.2010. o

Vyskoč, P., Rosendorf, P. Nové přístupy pro stanovení minimálních zůstatkových průtoků.

V rámci odborného semináře konaného 17.6.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Praha na téma „Nástroje pro hodnocení množství a jakosti vod; letecké laserové skenování ve vodním hospodářství“ byly předneseny následující příspěvky problematik řešených ve VZ: o

Vyskoč, P., Picek, J. Vývoj a aplikace nástrojů pro hodnocení množství a jakosti vod

o

Uhlířová, K. Možnosti využití dat leteckého laserového skenování ve vodním hospodářství I.

V rámci odborného semináře konaného 9.9.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Ostrava byly předneseny následující příspěvky k problematice řešené ve VZ: o

Sýkora, F. Mísící zóny – stav řešení k 9/2010.

o

Mičaník, T. Program na snížení znečištění povrchových vod nebezpečnými látkami.

o

Šajer, J. Vývoj modelu CIT – Českého imisního testu.

Přednáška organizovaná RNDr. Blažkovou, Š., CSc. konaná 24.9.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Praha o současných problémech hydrologického modelování včetně modelování jakosti: o

Beven, K.J. What should a hydrological process model look like? Pozn.: Prof. Beven (Lancaster Environment Centre, Uppsala University) je v současné době nejcitovanějším hydrologem a je nositelem několika cen jak v Evropě, tak v Americe.

V rámci odborného semináře konaného 7.10.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Brno byly předneseny následující příspěvky k problematice řešené ve VZ: o

Syrovátka, V., Řezníčková, P. Analýza prostorové distribuce larev pakomárů ve středně velkých tocích: vliv podmínek prostředí na úrovni mesohabitatu.

o

Syrovátka, V., Řezníčková, P. Vliv vysychání na makrozoobentos malého toku

V rámci odborného semináře konaného 21.10.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Praha byly předneseny následující příspěvky problematik řešených ve VZ: o

Ivanovová, D. Radiochemie - presentace výsledků sledování v okolí Temelína

147


o

Pospíchalová, D. Stanovení farmak v povrchových a odpadních vodách metodou LC/MS

V rámci odborného semináře konaného 18.11.2010 ve VÚV TGM, v.v.i. Praha byly předneseny následující příspěvky problematik řešených ve VZ: o

Uhlířová, K. Možnosti využití dat leteckého laserového skenování ve vodním hospodářství II.

o

Picek, J. Vývoj nástrojů pro hodnocení množství a jakosti vod, HEIS VÚV TGM, v.v.i.

•

Ve spolupráci s odpovědnými řešiteli subprojektů byla aktualizována PowerPointová prezentace za celý výzkumný záměr na mezinárodní veletrh WatEnvi (Brno, květen 2010) včetně osobní účasti hlavního řešitele a sekretariátu.

•

Doplnění a dotisk prezentační publikace výzkumného záměru (forma skládačky) o další témata zahrnující dosavadní řešení výzkumného záměru (podstatná část byla vydána v roce 2009). V květnu a červnu bylo zahájeno řešiteli vybraných subprojektů zpracování 1. verze souhrnné prezentační publikace (skládačky) – 5 nových témat zahrnujících dosavadní období řešení výzkumného záměru oddílu C (texty byly v 7/10 předloženy redakční radě VÚV TGM, v.v.i. ke schválení a vytištěny v 8/2010).

•

Aktualizace webových stránek výzkumného záměru (http://www.vuv.cz/vyzkum-aochrana-hydrosfery).

148


8. FINANCOVÁNÍ A VYHODNOCENÍ ČERPÁNÍ FINANČNÍCH PROSTŘEDKŮ V souladu s Rozhodnutím o změně Rozhodnutí o poskytnutí dotace na podporu vybraného řešení výzkumného záměru a podmínkách poskytnutí institucionálních finančních prostředků ze státního rozpočtu České republiky dle zákona č. 130/2002 Sb., o podpoře výzkumu a vývoje z veřejných prostředků a o změně některých souvisejících zákonů, v platném znění, podepsaného náměstkyní ministra Ing. Rút Bízkovou dne 17.2.2010, byly VÚV TGM, v.v.i. přiděleny institucionální finanční prostředky na řešení výzkumného záměru MZP0002071101 Výzkum a ochrana hydrosféry pro rok 2010 ve výši 47 225,5 tis. Kč. Totéž Rozhodnutí o změně Rozhodnutí stvrzovalo kofinancování VZ z vlastních prostředků VÚV TGM, v.v.i. ve výši 4 122 tis. Kč. Přidělená dotace byla na řešení jednotlivých subprojektů 3601 až 3632 rozdělena hlavním řešitelem a zpravodaji tematických oddílů se zohledněním publikační úspěšnosti za období 2005-2009. Odpovědní řešitelé subprojektů na přelomu února a března 2010 zpracovali kalkulace nákladů v jednotlivých nákladových položkách dle metodické náplně řešení a v souladu s platnou vnitroústavní kalkulační směrnicí. Kalkulační listy byly v případě potřeby během roku aktualizovány (např. s ohledem na úpravu metodiky řešení). Stav čerpání finančních prostředků byl hlavním řešitelem VZ periodicky vyhodnocován a dokladován ve zprávách pro průběžné kontrolní dny a pro závěrečný kontrolní den. Počátkem září 2010 bylo na žádost VÚV TGM, v.v.i. požádáno o změnu Rozhodnutí z důvodu úpravy výše kofinancování. Nové Rozhodnutí o změně Rozhodnutí (vlastní Rozhodnutí a Příloha č. 2 Rozhodnutí) bylo ředitelem Výzkumného ústavu vodohospodářského T.G. Masaryka, v.v.i. podepsáno 14. října 2010 a následně náměstkyní ministra Ing. Rút Bízkovou dne 5. listopadu 2010. Výše kofinancování z vlastních prostředků VÚV TGM, v.v.i. byla ponížena na 1 tis. Kč. Rozpočet VZ na rok 2010 dle původního a platného Rozhodnutí a stav čerpání za leden až říjen 2010 jsou uvedeny v následující tabulce (v tis. Kč):

Nákladová položka dle Rozhodnutí o změně Rozhodnutí

1

Mzdy a platy

2

Dohody o pracích konaných mimo prac. poměr

3

Povinné zákonné odvody

4

Příděl do FKSP

5

Náklady na pořízení majetku

6

Náklady na odpisy, údržbu a opravy majetku

7

% čerpání dotace za 1-10/2010

Č.

Hrazeno z prostředků poskytnutých ministerstvem Hrazeno z prostředků příjemce Hrazeno z prostředků poskytnutých ministerstvem Hrazeno z prostředků příjemce

Dle Rozhodnutí Dle platného Rozhodnutí ze 17.2.2010 z 5.11.2010

15 000

15 000

91,2

127

127

84

5 100

5 100

91,2

298

298

91,2

Nákup materiálu, drobného majetku a zásob

2 750

2 750

56,3

8

Nákup služeb

2 850

2 850

81,7

9

Cestovní náhrady

2 028

2 028

73,6

149


10 11

Nákladová položka dle Rozhodnutí o změně Rozhodnutí

Náklady na mezinárodní spolupráci Náklady na zveřejnění výsledků a práv k výsledkům

% čerpání dotace za 1-10/2010

Č.

Hrazeno z prostředků poskytnutých ministerstvem Hrazeno z prostředků příjemce Hrazeno z prostředků poskytnutých ministerstvem Hrazeno z prostředků příjemce

Dle Rozhodnutí Dle platného Rozhodnutí ze 17.2.2010 z 5.11.2010

600,5

600,5

30,5

18 472,5

100

12

Doplňkové (režijní) náklady

18 472,5

13

Celkem

47 225,5

4 122

47 225,5

1

90,6

Osobní náklady jsou čerpány rovnoměrně podle ročního plánu, což je ve shodě s běžným ročním cyklem a stavem řešení jednotlivých subprojektů. Čerpání ostatních nákladových položek (materiál, služby, cestovní náklady, náklady na zveřejnění výsledků) je nižší. Reálný odhad čerpání těchto položek je vyšší s ohledem na postupné nabíhání nákladových položek do provozní evidence. Celkové čerpání dotace činí 90,6 %, což je ve shodě s ročním plánem a stavem řešení VZ. Na čerpání finančních prostředků pro podporu řešení výzkumného záměru za rok 2009 byl proveden nezávislý externí audit, který byl předán OOV MŽP na 1. průběžném kontrolním dni VZ dne 29. června 2010. Audit neshledal nesrovnalosti.

150


ZÁVĚR K předávacímu řízení – závěrečnému kontrolnímu dni č. 3/2010 s oponentním řízením jsou hlavním řešitelem VZ ve stanoveném termínu 25. listopadu předkládány: •

Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru a dosažených výsledcích v roce 2010 a

•

výstupy řešení v roce 2010 v elektronické podobě.

Výsledky řešení výzkumného záměru jako celku a jednotlivých tematických oddílů a subprojektů jsou ve shodě splatným Rozhodnutím o poskytnutí dotace na rok 2010 a zoponovanou metodikou řešení na rok 2010. Na základě uvedených charakteristik řešení v předkládaných zprávách a výstupech, které dokumentují stav řešení k listopadu 2010, lze konstatovat, že cíle stanovené Rozhodnutím o změně Rozhodnutí na rok 2010 a metodikou jsou naplňovány. Součástí této zprávy jsou uplatněné a dokončené výstupy v elektronické podobě. Jedná se výstupy uplatněné v roce 2010, z nichž část byla dokončena a zoponována v předchozích letech. Uplatnění výstupů dokončených v roce 2010 podle druhu výsledku závisí na stanovisku garanta (zvl. cerifikované metodiky), době publikování nebo schválení příslušným orgánem právní ochrany výsledku (patentový úřad). Část výstupů specifikovaných v metodice řešení na rok 2010, která z různých příčin nebyla naplněna, byla rovnocenně „kompenzována“ zpracováním výstupů „nad rámec“ této metodiky (viz „další výstupy“ u každého ze subprojektů). Úspěchem je podání další žádosti o udělení europatentu a přiznání několika užitných vzorů. Těžiště aktivit výzkumného záměru se přesouvá k uplatnění a prezentaci výsledků řešení. O tom svědčí množství vydaných a připravovaných monografií a vzrůstající podíl výstupů podstoupených redakcím impaktovaných periodik. Významné jsou i další formy prezentace výsledků výzkumu formou účasti na četných zahraničních i národních konferencích, seminářích a workshopech. Konkrétně byly výsledky řešení VZ v roce 2010 prezentovány na mezinárodních konferencích ve dvanácti zemích (např. v USA: Texas+Pensylvánie, Dánsku, Finsku, Španělsku, Itálii, Slovensku), v České republice na více než 20 národních nebo mezinárodních konferencích nebo seminářích. Někteří řešitelé jsou zapojeni do činnosti pracovních skupin sloužících pro podporu Evropské Komise (např. v oblasti nebezpečných látek, ochrany povrchových a podzemních vod) a spolupracují na přípravě koncepčních materiálů pro všechny členské státy Společenství. Pro prezentaci výsledků výzkumu na národní úrovni má VÚV TGM, v.v.i. zaveden systém pravidelných odborných seminářů k daným problematikám na všech svých pracovištích (Praha, Brno, Ostrava), na něž jsou prostřednictvím internetu a elektronické pošty zváni zástupci odborné veřejnosti a správních orgánů zabývajících se ochranou životního prostředí. Souhrnná publikace prezentující jednotlivé řešené problematiky i VZ jako celek byla doplněna o další témata. Stav čerpání finančních prostředků na řešení za období leden až listopad 2010 činí v případě dotace 90,6 % a je ve shodě s běžným ročním průběhem prací. Existuje reálný předpoklad, že finanční prostředky budou ve shodě s Rozhodnutím o změně Rozhodnutí do konce roku 2010 vyčerpány.

151


SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK 2D 3D AAS ADI AOPK BR BSK5 BÚ AV CAS CIT CTPA ČHMÚ ČIŽP ČOV ČR ČRS ČSN ČSSM ČSÚ ČÚZK ČVTVHS-OS DAD DGT DIBAVOD DMSO DNA DOC ECD EK EO EP EPO E-PRTR ES EU FS ČVUT GC GIS GPS GW HEIS HP HPLC CHKO CHSK ICP-OES IDW IF IS ISyPo ITP-CZE

dvoudimenzionální trojdimenzionální Atomová absorpční spektrometrie acceptable daily intake – přijatelná denní dávka Agentura ochrany přírody a krajiny biologický rybník biochemická spetřeba kyslíku pětidenní Botanický ústav Akademie věd Chemical Abstracts Service Český imisní test Change and Trend Problem Analysis Český hydrometeorologický ústav Česká inspekce životního prostředí čistírna odpadních vod Česká republika Český rybářský svaz Česká státní norma Československá společnost mikrobiologická Český statistický úřad Český úřad zeměměřický a katastrální Česká vědeckotechnická vodohospodářská společnost – odborná skupina Diode Array Detector Diffusive Gradients in Thin films digitální báze vodohospodářských dat dimethylsulfoxid deoxyribonukleová kyselina rozpustný organický uhlík Electron Capture Detector Evropská komise ekvivalentní obyvatel evropský patent European Patent Office (Evropský patentový úřad) The European Pollutant Release and Transfer Register Evropské společenství Evropská unie Fakulta strojní Českého vysokého učení technického plynová chromatografie geografický informační systém Global Position Systém (globální triangulační systém) ground water Hydroekologický informační systém Hewlett-Packard vysokoúčinná kapalinová chromatografie chráněná krajinná oblast chemická spotřeba kyslíku emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem metoda inverzních vzdáleností impact factor informační systém Integrovaný systém povodí izotachoforéza ve spojení s kapilární zónovou elektroforézou

152


JE LC LLS MČ MKOL MS MS Mze MZP MŽP NEK NEK-NPH NEK-RP NL NP NPP NPR OOV ORP OZCHČP P PAU PCB PCR PP PR PV RBMPs REZZO RCHD RIV RVVI s.p. Sb. SIVS SOP SPMD SW TCDD TIN TOC TP TU ÚČOV ÚKZÚZ VaV VN VŠB-TU VTEI VÚRV VUT VÚV TGM, v.v.i. VÚVH VZ

jaderná elektrárna kapalinová chromatografie letecké laserové skenování mimořádné číslo Mezinárodní komise pro ochranu Labe hmotnostní spektrometrie (ve spojení s GC-MS, LC-MS, HPLC-MS) mez stanovitelnosti Ministerstvo zemědělství minimální zůstatkové průtoky Ministerstvo životního prostředí norma environmentální kvality norma environmentální kvality – nejvyšší přípustná hodnota norma environmentální kvality – roční průměr nerozpuštěné látky národní park národní přírodní památka národní přírodní rezervace Odbor ochrany vod oxidačně-redukční potenciál Odbor zvláště chráněných částí přírody fosfor polycyklické aromatické uhlovodíky polychlorované bifenyly polymerázová řetězová reakce přírodní památka přírodní rezervace přihláška vynálezu River Basin Management Planes Registr emisí a zdrojů znečištění ovzduší River Channel Habitat Diversity Rejstřík informací o výsledcích Rada pro výzkum, vývoj a inovace státní podnik Sbírka zákonů České republiky systém integrované výstražné služby Standard Operating Procedure SemiPermeable Membrane Device software tetrachlordibenzo-p-dioxin nepravidelná trojúhelníková síť celkový organický uhlík celkový fosfor Technická univerzita Ústřední čistírna odpadních vod Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský Výzkum a vývoj vodní nádrž Vysoká škola báňská – Technická univerzita Vodohospodářské technicko-ekonomické informace Výzkumný ústav rostlinné výroby Vysoké učení technické Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce Výskumný ústav vodného hospodárstva výzkumný záměr

153


WFD WG WHO YOY Z.z. ZABAGED ZCHÚ ZOD ZÚ ZVHS

Water Framework Directive work group Světová zdravotnická organizace young-of-the-year Zbierka zákonov Slovenskej republiky základní báze geodetických dat Zvláště chráněná území zemědělské obchodní družstvo Zeměměřičský úřad Zemědělská vodohospodářská správa

154


LITERATURA Brázdil, K. Projekt tvorby nového výškopisu území České republiky. Geodetický a kartografický obzor, 2009, roč. 55/97, č. 7, s. 145 – 151 ČHMÚ – pasportizace pesticidů z http://hydro.chmi.cz/pasport/

[on

line]

[cit.18.

11.

2010].

Dostupné

Nuell, D. D., Vandenberg, J. A., Ryan, M. C. Using GIS to model transverse mixing of effluent downstream of Bonnybrook Wastewater Treatment Plant, Calgary, Alberta, Canada. Seznam registrovaných přípravků a evidovaných prostředků na ochranu rostlin 2010. Věstník SRS, ročník VII., únor 2010 [on line] [cit.16. 11. 2010]. Dostupné z http://www.srs.cz/ Vandenberg, J. A., Ryan, M. C., Nuell, D. D., Chu, A. Field evaluation of mixing lenght and attenuation of nutrients and fial coliform in a wastewater effluent plume, Environmental Monitoring and Assessment (2005) 107, p. 45-57. Yoshinori, N., Tameo, O. Determination of nitrobenzenes in river, sediment and fis samples by gas chromatogramy-mass spektrometry, Analytica Chimica Acta, 312, 1995, p. 45-55. Zdymadla na středním Labi [online]. © Povodí Labe, státní podnik, 2007–2010. Poslední úpravy 21.6.2007 [cit. 15.9.2010]. Dostupné z http://www.pla.cz

155


SEZNAM PŘÍLOH Příloha 1

Výpis z publikační databáze VÚV TGM, v.v.i., leden–listopad 2010

Příloha 2

Výpis z publikační databáze VÚV TGM, v.v.i., rok 2009

Příloha 3

Oponentské posudky metodiky výzkumného záměru pro rok 2010

156

ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA PRO KONTROLNÍ DEN Č

Recommend Documents