ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství
your name your caption here
Ekologický monitoring your name your caption here
• Požadavek Rámcové směrnice o vodní politice ES 2000/60/ES
Ekologický monitoring
• „Ekologický stav = vyjádřením kvality struktury a funkce vodních ekosystémů spojených s povrchovými vodami“
• Základní složky kvality – Biologické – Hydomorfologické – Chemické (fyzikálně-chemické)
Mgr. Gabriela Šťastná Ph.D.
– podpůrný charakter pro hodnocení biologické složky
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství
your name your caption here
Hydromorfologické složky kvality your name your caption here
• Morfologické podmínky
Hydromorfologický monitoring
– proměnlivost hloubky a šířky koryta toku – struktura a substrát dna toku – struktura příbřežní zóny
• Kontinuita toku • Hydrologický režim – velikost a dynamika proudění vody – propojení na útvary podzemní vody
Načasování a četnost monitoringu your name your caption here
your name your caption here
• ČSN EN 146 14 Jakost vod – Návod pro hodnocení hydromorfologických charakteristik řek (ČNI, 2005)
• Hodnocení: – na základě pochůzky proti proudu – Splnění kritérií: • průtok – průměrný a nižší – rozpoznat požadované charakteristiky koryta, dna a břehů • neměla by bránit vzrostlá vegetace
jarní a podzimní období • Max. délka opakování – 6 let
1
Vymezení úseků pro mapování your name
Označení úseků your name
your caption here
your caption here
• z dílčích úseků toků s proměnlivou délkou v rámci vodního útvaru – Délka úseku cca: • 100 m – malé toky • 500 m – střední toky • 1000 m – velké toky
– Úsek musí být homogenní alespoň v jednom z klíčových parametrů: • upravenost trasy toku • upravenost koryta • využití údolní nivy
Postup mapování a zpracování dat your name
Ukazatele hydromorfologické kvality your name
your caption here
your caption here
• • • • • • •
Vymezení hranic úseku Zákres hranic úseku do mapy 1:10 000 Mapování hodnot ukazatelů do formuláře Zjištění doplňujících informací Převod údajů z formuláře do digitální formy Propojení databázových dat s úseky GIS Vyhodnocení výsledků
• Základní zóny prostředí – Koryto toku – Břeh, resp. příbřežní zóna – Inundační území
• Hydrologický režim
Ukazatele hydromorfologické kvality your name your caption here
Ukazatele hydromorfologické kvality your name your caption here
• Koryto toku – trasa toku – průchodnost koryta – upravenost dna – diversita dnového substrátu – mrtvé dřevo v korytě – variabilita struktur dna – variabilita šířky koryta – variabilita hloubek
• Břeh, resp. příbřežní zóna – Upravenost břehů – Stabilita břehů – Břehová vegetace
• Inundační území – Využití údolní nivy – Průchodnost inundačního území
• Hydrologický režim – Charakter proudění – Ovlivnění hydrologického režimu
2
Informační ukazatele
Ukazatele hydromorfologické kvality your name
your name
your caption here
your caption here
Zóna toku / skupina parametrů
Rozsah Ukazatel stanovení Trasa toku Tok Podélná průchodnost koryta Tok Upravenost dna Tok Diversita dnového substrátu Tok Koryto Mrtvé dřevohydromorfologické v korytě Tok Ukazatele kvality Variabilita struktur dna Tok Variabilita šířky koryta Tok Variabilita hloubek Tok Upravenost břehů L, P břeh Břeh a příbřežní zóna Stabilita břehů L, P břeh Břehová vegetace L, P břeh Využití údolní nivy Průchodnost inundačního území Charakter proudění Ovlivnění hydrologického režimu
Inundační území Hydrologický režim
your name
A: Koryto 1. Trasa toku
your caption here
Skupina parametrů Morfometrické charakteristiky
Identifikační údaje
Mapování Mapování Mapování Mapování
your name
Ukazatel Délka úseku Šířka údolní nivy Šířka koryta Zahloubení koryta Kód úseku Tok Vodní útvar XY poloha hranic úseků Qa Q 355 Datum mapování mapovatel
Rozsah
Zdroj informací Mapa Mapa Mapování Mapování Mapování Mapa Mapa GPS Hydrologická data Hydrologická data
A: Koryto 1. Trasa toku
your caption here
• Divočící tok
your name
L, P břeh L, P břeh Tok Tok
Zdroj informací Mapování Mapování Mapování Mapování Mapování Mapování Mapování Mapování Mapování Mapování Mapování
A: Koryto 1. Trasa toku
your caption here
• Meandrující
• Rozvětvený
your name
A: Koryto 1. Trasa toku
your caption here
• Zákruty
3
your name
A: Koryto 1. Trasa toku
your caption here
your name
A: Koryto 1. Trasa toku
your caption here
• Přirozeně přímý tok
your name
A: Koryto 2. Podélná průchodnost koryta
your caption here
• Uměle napřímený tok
your name
A: Koryto 2. Podélná průchodnost koryta
your caption here
• Úsek bez překážek
your name
A: Koryto 2. Podélná průchodnost koryta
your caption here
• Jez s výškou nad 1 m
• Umělý stupeň nebo jez s výškou do 1m
your name
A: Koryto 2. Podélná průchodnost koryta
your caption here
• Skluz
4
your name
A: Koryto 2. Podélná průchodnost koryta
your caption here
A: Koryto 2. Podélná průchodnost koryta
your caption here
• Propustek
your name
A: Koryto 3. Upravenost dna
your caption here
• Hráz
your name
A: Koryto 2. Podélná průchodnost koryta
your caption here
• Jez s rybím přechodem
your name
your name
• Bez známek úprav
A: Koryto 3. Upravenost dna
your caption here
• Zahloubení zvýšené přírodními procesy
your name
A: Koryto 3. Upravenost dna
your caption here
• Pravidelné prohrábky koryta či jinak uměle zvýšené zahloubení
5
your name
A: Koryto 3. Upravenost dna
your caption here
A: Koryto 3. Upravenost dna
your caption here
• Zpevnění dna kamennou dlažbou
your name
A: Koryto 3. Upravenost dna
your caption here
• Zpevnění dna betonem
your name
A: Koryto 3. Upravenost dna
your caption here
• Přidávání splavenin a umělého substrátu
your name
your name
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
• Skalní podloží
• Zatrubněný tok
your name
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
• Balvany
6
your name
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
• Štěrk
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
your name
• Jíl
your name
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
• Prach, bahno
• Písek
your caption here
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
• Kameny
your name
your name
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your name
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
• Rašelina
7
your name
A: Koryto 4. Diversita dnového podkladu
your caption here
– kamenná dlažba, beton
A: Koryto 6. Variabilita struktur dna
your caption here
your name
• Mělčiny
• Kmeny stromů, jejich částí a vývraty v korytě • Kompaktní shluky větví
your name
A: Koryto 6. Variabilita struktur dna
your caption here
• Žádné pozorované struktury • Lavice, berma
your caption here
A: Koryto 5. Mrtvé dřevo v korytě
your caption here
• Umělý substrát
your name
your name
A: Koryto 6. Variabilita struktur dna
• Ostrov
your name
A: Koryto 6. Variabilita struktur dna
your caption here
• Tůně
8
your name
A: Koryto 6. Variabilita struktur dna
your caption here
your name
A: Koryto 6. Variabilita struktur dna
your caption here
• Peřej
your name
• Skalní stupeň
A: Koryto 7. Variabilita hloubek
your caption here
your name
A: Koryto 7. Variabilita hloubek
your caption here
• Vysoká variabilita
your name
A: Koryto 7. Variabilita hloubek
your caption here
• Střední
your name
A: Koryto 7. Variabilita hloubek
your caption here
• Přirozeně nízká
• Nízká z důvodu úpravy koryta
9
your name
A: Koryto 8. Variabilita šířky
your name
your caption here
A: Koryto 8. Variabilita šířky
your caption here
• Bv=Bmax/Bmin – Bv – variabilita šířky v úseku – Bmax – maximální šířka – Bmin – minimální šířka
your name
Hodnota Bv
Variabilita šířky
1,00-1,10
Velmi nízká
1,11-1,25
Nízká
1,26-1,50
Střední
1,51-2,00
Vysoká
> 2,00
Velmi vysoká
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 1. Upravenost břehů
your caption here
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 1. Upravenost břehů
your caption here
• Bez známek úprav
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 1. Upravenost břehů
your caption here
• Vegetační opevnění břehu
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 1. Upravenost břehů
your caption here
• Gabiony
• Polovegetační tvárnice • Kamenný pohoz
10
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 1. Upravenost břehů
your caption here
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 1. Upravenost břehů
your caption here
• Zpevnění břehu kamennou dlažbou
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 2. Břehová vegetace
your caption here
• Zpevnění břehu betonem • Souvislá úprava profilu
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 2. Břehová vegetace
your caption here
• Přirozený les
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 2. Břehová vegetace
your caption here
• Hospodářský les
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 2. Břehová vegetace
your caption here
• Galeriová vegetace
• Přerušované pásy vegetace
11
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 2. Břehová vegetace
your caption here
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 2. Břehová vegetace
your caption here
• Jednotlivé stromy, keře
your name
B: Zóna břehu a příbřežní zóna 2. Břehová vegetace
your caption here
• Vysoké byliny
your name
B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů
your caption here
• Břehy bez vegetace
your name
B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů
your caption here
• Stabilní břeh bez nátrží a akumulací
your name
B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů
your caption here
• Drobné břehové nátrže (do 5m)
• Rozsáhlé břehové nátrže (nad 5m)
12
your name
B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů
your caption here
your name
B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů
your caption here
• Drobné fluviální akumulace (do 100 m2)
your name
C: Inundační území 1. Zóna inundačního území
your caption here
• Rozsáhlá fluviální akumulace (nad 100 m2)
your name
C: Inundační území 1. Zóna inundačního území
your caption here
• Les
• Pastvina – travní porost k pastvě • Vodní plochy – přirozená i antropogenní
• Louka
your name
C: Inundační území 1. Zóna inundačního území
your caption here
your name
C: Inundační území 1. Zóna inundačního území
your caption here
• Zemědělská plocha
• Roztroušená zástavba
13
your name
C: Inundační území 1. Zóna inundačního území
your caption here
your name
C: Inundační území 2. Průchodnost inundačního území
your caption here
• Intravilán, průmysl
your name
C: Inundační území 2. Průchodnost inundačního území
your caption here
• Úsek bez objektu • Protipovodňová a ochranná hráz podél koryta
your name
C: Inundační území 2. Průchodnost inundačního území
your caption here
• Jiné stavby (náspy komunikací aj.) vedené paralelně s korytem
• Stavby vedené napříč nivou (náspy komunikací aj.)
D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění
D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění
your name your caption here
your name your caption here
• Vodopád
• Stupně, kaskáda
14
your name
D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění
your caption here
your name
D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění
your caption here
• Peřejnatý úsek
your name
• Slapový proud
D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění
your caption here
your name
D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění
your caption here
• Klouzavý proud
your name
• Tůně
D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění
your caption here
your name
D: Hydrologický režim 2. Ovlivnění hydrologického režimu
your caption here
• Vzdutí
Na malém toku nad nízkým stupněm
• • • • • •
Dynamika beze změn Trvalé vzdutí Periodické vzdutí Nárazové vypouštění Odběry vody Asanační průtok
Nad jezem
15
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství
Informační ukazatele your name
your name
your caption here
your caption here
• Hranice úseku
Fyzikálně - chemický monitoring
– horní – dolní
• • • • •
Délka úseku Šířka údolní nivy Šířka koryta Zahloubení koryta Stabilita břehů
Výběr kvalitativních složek your name
Výběr kvalitativních složek - VODA your name
your caption here
your caption here
• Ukazatele a rozsah daného rozboru:
• Kvalitativní složky a parametry doporučené implementární strategií Rámcové směrnice 2000/60
– Účelu rozboru – Složka prostředí: • • • •
your name
Voda - druhu vody Sediment Suspendované látky Organismy
Výběr kvalitativních složek Vodní toky
your caption here
your name
Výběr kvalitativních složek Stojaté vody
your caption here
• • • • •
Teplotní podmínky - teplota Kyslíkové poměry – rozpuštěný kyslík Salinita – vodivost Acidifikace – pH, alkalinita Živiny – Pcelk, Prozp, Ncelk, NO2-, NO3-, NH4+ • Ostatní – NL, zákal
• • • • •
Teplotní podmínky - teplota Kyslíkové poměry – rozpuštěný kyslík Salinita – vodivost Acidifikace – pH, alkalinita, TOC Živiny – Pcelk, Prozp, Ncelk, NO2-, NO3-, NH4+ • Ostatní – průhlednost, zákal, barva
16
Odběr vzorků your name
Příklady odběrových zařízení your name
your caption here
your caption here
• Automatické odběrné zařízení firmy Sigma řízené časově či průtokově
• Jednorázové • Plánované pro stojaté vody – zonační – plošného profilu
• Tekoucí vody – periodické – režimové
Příklady odběrových zařízení your name
Předúprava vzorku your name
your caption here
your caption here
• Stanovení
• Odběrové zařízení intersticiální vody dle Burtona
– celkového obsahu – homogenizace vzorku – v suspendovaném podílu – v rozpuštěném podílu
filtrace či odstředění
• Filtry pro oddělení nerozpuštěných složek dle ČSN 757300 • Filtry nitrátové, směs esteru celulosy, nylonové, pro předfiltraci filtry ze skleněných vláken
Předúprava vzorku your name your caption here
• př. suspendovaných látek v přírodních a odpadních vodách a způsob jejich dělení
your name
Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod – In situ
your caption here
• In situ ukazatele s proměnnými vlastnostmi (CO2, barva, rozp. O2 a pH) • Výhody: – Reálná hodnota – Rychlé a jednoduché měření
• Nevýhody: – Nutná příprava a kalibrace přístroje před výjezdem – Bodový vzorek (okamžitá hodnota)
17
your name
Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod – On line měření
your caption here
your name
Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod
your caption here
• Možnost kontinuálního záznamu kvalitativních i kvantitativních parametrů – iontově selektivní elektrody (ISE) (NO3-, Cl-, NH4+ a O2) • Zachycení kolísání a změny stavů • Výhody: – Dlouhodobý záznam – Možnost volby časového kroku – Reálný dlouhodobější stav
• Nevýhody:
Sonda YSI
– Kalibrace a příprava přístroje před výjezdem – Riziko ztráty (umístění v toku)
your name
Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod – Ex situ
your caption here
your name
Příklady přístrojového vybavení laboratoře
your caption here
• Ex situ konzervace vzorků – viz ČSN EN ISO 5667-3) • Metody titrační (CHSK, BSK, tvrdost) gravimetrické (NL), kolorimetrické a chromatografické (kationty a anionty) • Nevýhody :
Iontový chromatograf – analýzy F-, Cl-, NO2-, NO3-, PO43-, SO42-, Li+, Na+, NH4+, K+, Ca2+ a Mg2+
– Není bezprostřední měření kvality – Možnost ovlivnění při transportu – Bodový (okamžitý odběr)
your name
Příklady přístrojového vybavení laboratoře
your caption here
your name
Příklady přístrojového vybavení laboratoře
your caption here
Přístroj SKALAR – analýza CHSKCr, NO3-, NO2-, Namon, Ncelk, Portho a Pcelk
Atomová absorpční spektrometrie
18
Možnosti zpracování získaných dat your name
Možnosti zpracování získaných dat your name
your caption here
your caption here
• Dle ČSN 75 7221 posouzení výpočtem s předem zvolenou pstí nepřekročení 90% (u rozpuštěného O2 překročení); a zatřídění do tříd kvality
Třída
popis
Příklad použití
I. třída
velmi čistá voda
vodárenské účely, potravinářský a jiný průmysl, koupaliště, chov lososových ryb
• Zařazení dle nejhoršího ukazatele
II. třída
čistá voda
vodárenské účely, vodní sporty, chov ryb, zásobování průmyslu vodou
• Minimální datová řada – 24 měsíců
III. třída
znečištěná voda
IV. třída
silně znečištěná voda
voda vhodná jen pro omezené účely
V. třída
velmi silně znečištěná voda
voda se obvykle nehodí pro žádný účel
Možnosti zpracování získaných dat your name
your name
your caption here
voda obvykle vhodná jen pro zásobování průmyslu
Výběr kvalitativních složek SEDIMENT
your caption here
• možnost statistického zpracování percentily [BUWAL, 2004], popř. vícerozměrnými statistickými metodami operujícími s výběrovým průměrem a výběrovým rozptylem (předpoklad normálního rozdělení či možnost transformací)
• množství, kvalita – zrnitost, OM, znečištění • Význam sedimentu v toku: – Biologické osídlení toku – Zdroj kontaminace
• Sediment v drobných tocích (eroze, obnova) • Složení a vlastnosti materiálu sedimentu – ovlivnění kontaminace i organismů
your name
Výběr kvalitativních složek SEDIMENT
your caption here
your name
Výběr kvalitativních složek SEDIMENT
your caption here
• Zrnitost – závisí na energii proudu vody • Geochemické frakce sedimentu – – – – –
Výměnná frakce Karbonátová frakce Oxidy Fe a Mn (redukovatelná fáze) Organické hmota (oxidovatelná fáze) Reziduální fáze
• Vliv na chování sorbovaných škodlivin (TK)
• Nejednotnost metodik, obtížná porovnatelnost • Postup: – – – – –
Vzorkování Sušení Sítování Rozklad pro analýzu Analýza
• Nejednotnost ovlivnění aktuálních koncentrací (ztráty analytu popř. sekundární kontaminace)
19
your name
Výběr kvalitativních složek SEDIMENT
your caption here
your name
Výběr kvalitativních složek SEDIMENT
your caption here
• Rozklad
Používané typy: lopatka, drapáky (Eckman, Peterson..), jádrové vzorkovače
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství
your name your caption here
Děkuji za pozornost
[email protected]
20
