Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav tvorby a ochrany krajiny
Studie návrhu malé vodní nádrže k.ú. Zahrádčice Bakalářská práce
2007
Pavel Novosád
1
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: „Studie návrhu malé vodní nádrže k.ú. Zahrádčice“ zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendlovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně dne
2
Děkuji Ing. Janě Synkové za odborné konzultace a pomoc při vypracování bakalářské práce. Rád bych také poděkoval všem, kteří mi poskytli materiály a informace cenné pro zpracování této práce. A v neposlední řadě děkuji všem z mého nejbližšího okolí za podporu a trpělivost. V Brně, dne
3
Abstrakt
Pavel Novosád Název práce: Studie návrhu malé vodní nádrže k.ú. Zahrádčice Tato bakalářská práce zpracovává studii proveditelnosti malé vodní nádrže, jejíž výstavba je plánována v katastrálním území Zahrádčice. Zmíněná lokalita se nachází poblíž města Dolní Kralovice ve Středočeském kraji. Malá vodní nádrž má vedle rekreačního účelu sloužit jako ekologicky stabilní a estetický prvek. Celé povodí bylo studováno z hlediska geologického, hydrologického, antropologického a klimatického. Tato práce rovněž popisuje ekologické vztahy v prostředí navrhované malé vodní nádrže. Další část práce je zaměřena na technické řešení navrhované nádrže bez jednotlivých technických detailů Klíčová slova: malá vodní nádrž, funkce, povodí, technické řešení
Abstract Pavel Novosád Name of the work: Study of proposal small water reservoir in cadastral territory of Zahrádčice. This bachelor´s work studies practicability of a small water reservoir, which construction is planned in cadastral territory of Zahrádčice. This area lies near Dolní Kralovice town in the middle of Bohemian region. The small water reservoir has many imporatant functions and it is intended for intensive recreation functions. The small water reservoir is also a part of landscape with high ecological stability and aesthetical valuability. It was studied all drainage area in term of geological, hydrological, anthropological and climatic. This work also describe ecological relations newlyformed small water reservoir and surroundings. The other components of this work are a technical solutions, but without details and was made a suggestions of vegetation around newly-formed small water reservoir. Key words: small water reservoir, function, drainage area, technical solutions
4
Obsah 1. Úvod.............................................................................................................................. 6 2. Cíl studie ....................................................................................................................... 7 3. Územní specifikace lokality.......................................................................................... 8 3.1. Správní zařazení a vymezení řešeného území ....................................................... 8 3.2 Širší územní vztahy................................................................................................ 8 3.2.1 Biografický region ........................................................................................... 8 4. Přírodní poměry ............................................................................................................ 9 4.1. Geomorfologické začlenění ................................................................................... 9 4.2. Klimatické poměry................................................................................................. 9 4.2.1. Posouzení vlhkostních poměrů ..................................................................... 10 4.3. Geologické poměry.............................................................................................. 12 4.4. Pedologické poměry............................................................................................. 12 4.5. Hydrologie a hydrografie..................................................................................... 13 4.5.1. Geometrické vlastnosti povodí ..................................................................... 13 4.6. Biota..................................................................................................................... 15 5. Současný stav povodí.................................................................................................. 16 5.1. Základní údaje povodí.......................................................................................... 16 5.2. Popis povodí......................................................................................................... 16 5.2.1. Lesnatá část................................................................................................... 16 5.2.2. Oblast podél toku .......................................................................................... 16 5.2.3. Území ve zbylé části povodí ......................................................................... 17 5.3. Územní systém ekologické stability .................................................................... 18 5.3.1. Úrovně ÚSES:............................................................................................... 18 5.3.2. Ekologická stabilita území............................................................................ 19 5.4. Socioekonomické poměry.................................................................................... 20 6. Malá vodní nádrž ........................................................................................................ 22 6.1 Definice malých vodních nádrží ........................................................................... 22 6.2. Účel navrhované malé vodní nádrže.................................................................... 22 6.3.Třídění malých vodních nádrží ............................................................................. 23 6.3.1. Třídění dle funkce ......................................................................................... 23 6.3.2. Třídění dle zásobení vodou........................................................................... 24 6.3.3. Třídění dle typu nádrže ................................................................................. 25 7. Tvorba navrhované malé vodní nádrže....................................................................... 26 7.1. Technologické předpoklady a zásady .................................................................. 26 7.2. Úprava dna ........................................................................................................... 27 7.3. Návrh hráze.......................................................................................................... 28 7.4. Výpustná zařízení................................................................................................. 30 7.5. Bezpečnostní přeliv.............................................................................................. 32 8. Řešení u navrhované nádrže ....................................................................................... 36 9. Vegetační doprovod .................................................................................................... 38 9.1.Vegetace podél břehů............................................................................................ 39 9.2. Vegetace na hrázi malé vodní nádrže .................................................................. 41 10. Metodika ................................................................................................................... 43 11. Diskuze ..................................................................................................................... 44 12. Závěr ......................................................................................................................... 45 13. Summary ................................................................................................................... 46 14. Přehled použité literatury.......................................................................................... 47 15. Přílohy.................................................................. Chyba! Záložka není definována.
5
1. Úvod
Voda je nenahraditelný přírodní zdroj nezbytný pro veškerý život na Zemi. Plní funkce klimatické, biologické, kulturní, hospodářské a v neposlední řadě také funkce estetické. Jedinečný význam má její koloběh v přírodě. Proto by ochrana a zodpovědná péče o vodstvo na naší planetě měla být záležitostí každého člověka. Naší snahou by proto mělo být nakládat s vodu tak, aby i další generace mohly užívat dostatečné množství čisté a kvalitní vody. Hledání vhodných opatření pro zadržení vody v krajině je složitým úkolem, neboť je nezbytné posoudit hlediska hydrologická, klimatická, ekologická, ekonomická, dopravní, majetkoprávní atd., to vše v rámci platné legislativy. Celospolečenským cílem je zadržení vody v krajině, která má za cíl především : - obnovu stability vodního režimu krajiny (na straně jedné zvýšení průtoků v suchých obdobích, na straně druhé snížení průtoků v obdobích povodňových). - zajištění vody pro obecnou potřebu člověka (pitná voda, průmysl, zemědělství,lesnictví, rekreace, atd.) - zajištění vody pro obecnou ochranu přírody, protože biologická funkce je nejdůležitější funkcí vody vůbec. Zakládání malých vodních nádrží má u nás velikou tradici. Proto naším zájmem je tuto tradici zachovat a pro potřebu člověka a přírody budovat nové malé vodní nádrže.
6
2. Cíl studie Studie se týká posouzení podmínek pro vytvoření malé vodní nádrže na levostranném přítoku Zahrádčického potoka, který se nachází v katastrálním území obce Zahrádčice. Cílem je zmapování biotických, abiotických a socioekonomických faktorů jak na ploše povodí, tak na širším území, teoretický návrh malé vodní nádrže a posouzení možných a cílených funkcí. Jde především o posouzení pedologických, geologických, hydrologických a klimatických podmínek. Cílem je posoudit i antropologický vliv na studovanou lokalitu, včetně popsání současného stavu krajiny z hlediska ekologické stability a předpokládaný vliv nově postavené nádrže na okolní krajinu a ekologické vztahy. Součástí studie je rovněž popsání a doporučení některých technických prvků nádrže, popis možných řešení s popsáním jednotlivých výhod a nevýhod s doporučením pro navrhovanou malou vodní nádrž, ale bez jednotlivých detailních výpočtů a nákresů. Vegetační doprovod nádrže s uvedením jednotlivých funkcí a návrhem výsadby je rovněž součástí práce. Studie může sloužit jako pomocný podklad pro plánovanou výstavbu malé vodní nádrže, jejíž stavba se v této lokalitě v blízké budoucnosti plánuje. Tato práce neobsahuje zaměření ani vlastní technické řešení plánované malé vodní nádrže.
7
3. Územní specifikace lokality 3.1. Správní zařazení a vymezení řešeného území Lokalita umístění malé vodní nádrže se nachází v katastrálním území Zahrádčice, které správou spadá pod obec Dolní Kralovice, od níž je vzdálena asi 1,5 km na severovýchod. Administrativně patří celé řešené území do okresu Benešov, funkci pověřeného obecního úřadu plní Městský úřad Vlašim. Řešené území se nachází v povodí Zahrádčického potoka (hydrologické číslo povodí 1-09-02-098). Navrhovaná malá vodní nádrž (MVN) se nachází na pravostranném přítoku Zahrádčického potoka nad obcí Zahrádčice.
3.2 Širší územní vztahy 3.2.1 Biografický region Podle biogeografické regionalizace České Republiky (Culek, 1995) se povodí navrhované malé vodní nádrže (MVN) nachází v Posázavském bioregionu, který leží na jihovýchodě středních Čech a zabírá východní část geomorfologického celku Benešovská pahorkatina a severní výběžky celků Vlašimská pahorkatina, Křemešnická vrchovina a Želivská pahorkatina. Celková plocha bioregionu je 1908 km2. Bioregion je tvořen vrchovinou na žulách a rulách podél zaříznutého údolí Sázavy a jejích přítoků. Tento region je charakteristický ochuzenou mezofilní biotou, tvořenou acidofilními doubravami a podružně též květnatými bučinami a dubohabřinami. Dnes jsou místy zachovány fragmenty dubohabřin, ojediněle rozsáhlejší celky bučin. Převážně jsou zde však kulturní bory a smrčiny a zcela dominuje orná půda. Všechny činnosti v zájmovém území jsou výrazně ovlivňovány přítomností vodního díla Želivka. Od plánované MVN je přehradní nádrž Švihov (Želivka) vzdálená necelé dva kilometry a nachází se přímo v jejím ochranném pásmu. Vodní dílo Želivka je rozsáhlým souborem staveb. Sypaná zemní hráz byla vybudována v letech 1965 až 1972 a to asi 4 km nad soutokem se Sázavou. Hráz je vysoká 58 m, v koruně má délku 850 m. Úpravna vody má dnes výkon 7 tisíc litrů za sekundu. Přehradní jezero má délku vzdutí 38 km, zatopena byla plocha 1432 ha. Již od konce druhé světové války se uvažovalo o stavbě vodní nádrže na řece Želivce. Důvodem byl nedostatek pitné vody v Praze. Projekt doporučený Státní komisí pro koordinaci vědy a techniky a Československou akademií věd schválila vláda v roce 1963. Vodní nádrž Želivka je největší vodárenskou nádrží v České republice. Voda z nádrže zásobuje nejen Prahu, ale i část okresů Benešov, Beroun, Praha - východ a Praha - západ. Voda z přehrady je zdrojem pitné vody i pro oblast Humpolecka, Pelhřimovska, Pacovska, Ledečska, Kladenska, Slaného, Kralup nad Vltavou, Mělníka a Havlíčkova Brodu a okolí.
8
4. Přírodní poměry 4.1. Geomorfologické začlenění Podle geomorfologického členění (Demek a kol., 1976) patří území k následujícím celkům: systém: subsystém: provincie: subprovincie: oblast: celek: podcelek:
Hercynský Hercynská pohoří Česká vysočina Česko-moravská Českomoravská vrchovina Želivská pahorkatina Čechtická pahorkatina
4.2. Klimatické poměry Celé území bioregionu je relativně teplé a vlivem polohy na návětrném svahu Vysočiny i relativně vlhké (Culek, 1995). Dle mapy klimatických oblastí ČSSR (Quitt, 1971) spadá řešené území do mírně teplé oblasti MT 10. Tabulka č.1: Klimatické charakteristiky dle Quitta QUITTOVA KLASIFIKACE 1
Počet letních dnů
40 - 50
2
Počet dnů s průměrnou teplotou 10°C a více
140 - 160
3
Počet mrazových dnů
110 - 130
4
Počet ledových dnů
30 - 40
5
Průměrná teplota v lednu [°C]
-2 - -3
6
Průměrná teplota v červenci [°C]
17 - 18
7
Průměrná teplota v říjnu [°C]
7-8
8
Průměrný počet dnů se srážkami 1 mm a více
100 - 120
9
Srážkový úhrn ve vegetačním období [mm]
400 - 450
10
Srážkový úhrn v zimním období [mm]
200 - 250
11
Počet dnů se sněhovou pokrývkou
50 - 60
12
Počet dnů zamračených
120 - 150
13
Počet dnů jasných
40 - 50
Mírně teplá oblast se vyznačuje dlouhým, teplým, suchým až mírně suchým létem. Přechodné období je krátké s mírným až mírně teplým jarem a mírně teplým podzimem. Zima je krátká, mírná, suchá, s krátkým trváním sněhové pokrývky. 9
Roční chod teplot a srážek v průběhu roku je zachycen klimadiagramem (viz obr. č.1). Potřebné údaje o teplotách a srážkách jsou z meteorologické stanice Humpolec, Dusilov. Tato stanice se nachází v nadmořské výšce 510 m n. m. Její souřadnice jsou 49°33' severní šířky a 15°22' východní délky. Získané údaje jsou z období let 1901 až 1950. Dle světové meteorologické organizace (WMO) by měly být údaje pro tento účel získány z let 1961 až 1990 nebo z let 1951 až 2000, ale Český hydrometeorologický úřad (ČHMÚ) si tyto aktuální data cení dosti vysokými poplatky a po konzultaci na Ústavu bioklimatologie bylo rozhodnuto, že údaje z let 1901 – 1950 jsou pro tuto práci postačující. Tabulka č.2: Průměrné měsíční teploty v °C Průměrné měsíční teploty I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
-2,6
-1,6
2,2
6,6
12
14,7
16,6
15,8
12,3
7,3
2,2
-1,2
Průměrná roční teplota: 7,0 °C
Tabulka č.3: Průměrné měsíční úhrny srážek v mm Průměrné měsíční úhrny srážek I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
41
35
35
52
69
80
87
77
53
53
42
41
Průměrný roční srážkový úhrn: 665 mm
Z výše uvedených tabulek můžeme vyvozovat několik závěrů. Nejstudenějším měsícem je leden s průměrnou teplotou – 2,4°C a naopak nejteplejší je měsíc červenec s teplotou 16,6°C. Nejvíce srážek spadne v červenci a to v průměru 87 mm. Nejméně srážek spadne v měsících prosinec a listopad a sice 41 mm.
4.2.1. Posouzení vlhkostních poměrů - Langův dešťový faktor f = R / tr R…průměrný roční srážkový úhrn v mm tr...průměrná roční teplota vzduchu ve °C f = 665 / 7 = 95
10
Tabulka č. 4: Pro hodnotu f platí: Langův deštový faktor f < 40
oblast aridní
f = 40 - 60
oblast semiaridní
f = 60 - 100
oblast humidní
f > 100
oblast perhumidní
Hodnota 95 spadá do inervalu 60 – 100 a proto se jedná o oblast humidní.
-
Vláhová jistota Minářova J = (S – s´) / t S…průměrný srážkový úhrn s´...10 × s, kde s = 3 × (t + 7) t…průměrná roční teplota vzduchu v °C J = (665 – 420) / 7 = 35
Tabulka č.5: Pro hodnotu J platí:
Vláhová jistota Minářova J = -4 - 0
nejsušší oblast
J=1-7
silně suché oblasti
J = 8 - 14
středně suché oblasti
J = 15 - 21
oblast s vyrovnanou bilancí
J = 22 - 28
mírně vlhká oblast
J = 29 - 35
středně vlhká oblast
J ≥ 35
silně vlhká oblast
Hodnota 35 spadá do intervalu 29 – 35 a proto se jedná o středně vlhkou oblast.
11
4.3. Geologické poměry Jelikož je inženýrsko - geologický průzkum jedním z nejdražších, ale zároveň nejdůležitějších podkladů pro zpracování projektové dokumentace, musela by se případná stavba nádrže konzultovat s odbornou geologickou firmou, která by zajistila odborný posudek k místu navrhované nádrže a popřípadě rozhodla o dalších nutných úpravách podloží. Hlavní část bioregionu zaujímá středočeský pluton zastoupený kyselými žulami i poněkud bazičtějšími granodiority až křemenými diority. Na dolní Želivce u Dolních Kralovic se nachází těleso hadců (Culek 1995). Dle geologické mapy ČR (1 : 50 000) leží území na biotických a silimanitbiotických dvojslídých pararulách z období prekambria (moldanobikum) a tok resp. hráz je na deloviofluviálních sedimentech (hlíny a písčité hlíny) z období kvarteru (holocén). Souvrství jsou narušena tektonickými zlomovými systémy. Jelikož rulové horniny snadno podléhají zvětrání, tak při povrchu vznikly hlinité, hlinitipísčité a někde jílovité uloženiny. Mocnost zvětralinového pláště kolísá od 1 do 20 i více metrů. Na svazích jsou jílovité zvětraliny náchylné k sesuvům. Radonové riziko – V územně plánovací dokumentaci je zkoumáno možné riziko nadměrného uvolňování radonu z půdy a nepřímo i z podzemních vod. Je uvedeno, že pro základní orientaci slouží odvozená mapa radonového rizika České republiky. Území je rozděleno do kategorií radonového rizika na základě pravděpodobnostního posouzení a má tedy pouze informativní charakter. Řešené území se nachází ve střední kategorii radonového rizika na geologické a litografické jednotce nerozlišených metamorfů krystalinika. Střední kategorie znamená, že lze očekávat většinu skutečně naměřených hodnot v intervalu střední kategorie, mohou se však vyskytovat (v menším zastoupení) i obě krajní hodnoty. Doporučuje se provádět podrobné měření objemové kapacity radonu v půdním vzduchu zejména u větších staveništních objektů.
4.4. Pedologické poměry Charakteristickou vlastností naprosté většiny půdních substrátů oblasti je nedostatek CaCO3. V širším okolí údolí Sázavy převažují víceméně nasycené typické kambizemně (Culek, 1995). V lesnaté části území se nachází převážně kambizemě. Jde o půdu střední až nízké kvality. Má malou mocnost půdního profilu s výraznou skeletovitostí. Tato půda je typická pro tuto nadmořskou výšku a úhrn srážek a je vhodná pro lesní hospodářství zejména pro sklony terénu nad 17%. Tento typ půd je rovněž přítomen na zemědělsky obhospodařovaném území povodí malé vodní nádrže. Půda podél toku byla určena jako fluvizem. Tento typ půd vzniká z nivních sedimentů. Znakem pro tuto půdu je nepravidelný obsah organických látek a různý 12
stupeň vrstevnatosti. Typická pro tuto půdu je střídavá výška hladiny podzemní vody, která v létě může dosahovat 150cm a hlouběji pod povrch a naopak na jaře sahá až k povrchu.
4.5. Hydrologie a hydrografie Dotčená povodí: - Zahrádčický potok - Želivka (Švihov) - Sázava - Vltava - Labe Hydrogeologické poměry z hlediska vydatnosti zdrojů podzemní vody jsou v řešeném území nepříznivé. Pramenité vývěry vody na zlomových puklinách dosahují v území vydatnosti zpravidla do 0,5 l/sec. Přírodní hydrogeologické poměry jsou značně narušeny melioracemi a rovnáním a zatrubkováním přírodních vodotečí. Tok, na kterém se bude MVN nacházet, vlastní číslo povodí přiděleno nemá. Proto jej identifikujeme jako pravostranný přítok Zahrádčického potoka (identifikační číslo povodí 1-09-02-0980), který vtéká do přehradní nádrže Želivka. Pramen se nachází v nadmořské výšce 455 m n.m. V místě navrhované hráze má tok nadmořskou výšku 410 m n. m. Délka toku od pramene k hrázi je asi 44 m a tok překonává převýšení asi 45 m. Dle hydrologické mapy (UHUL) jde o území vody II. kategorie (zhoršená kvalita vody – přítomnost kritických složek). Převážná část znečištění dusíkem (80 – 90%) pochází ze zemědělské činnosti, zbývající část z odpadních vod ze sídel. Opačný poměr je u znečištění fosforem, kdy ze sídel pochází až 80%. V území navrhované MVN se však odpadní voda ze sídel téměř nevyskytuje. Obě látky se výrazně mohou podílet na entrofizaci MVN, což může zapříčinit tvorbu vodního květu.
4.5.1. Geometrické vlastnosti povodí
- průměrný dlouhodobý roční průtok (Qa): 5,6 l.s-1 – dle údajů ČHMÚ
- střední šířka povodí
b = Sp/Lu
Sp…plocha povodí [km] Lu…délka údolnice [km] b = = 1,1/0,91 = 1,2 km Střední šířka povodí je 1,2 km
13
- charakteristika tvaru povodí
α = Sp/Lu2
je – li α < 0,24…jedná se o povodí protáhlé je – li α > 0,24...jedná se o povodí vějířovité α = = 1,1/0,912 = 1,33 Jde o povodí vějířovité
- průměrná nadmořská výška povodí
Hp = (Hmax + Hmin)/2
Hmax…maximální nadmořská výška povodí [m] Hmin…minimální nadmořská výška povodí [m] Hp = (500 + 397) / 2 = 448,5m.n.m. Průměrná nadmořská výška povodí je 448,5 m n.m. - průměrný sklon toku Is = (Hmaxt – Hmint)/Lt Hmaxt…maximální nadmořská výška toku [m] Hmint…minimální nadmořská výška toku [m] Lt…délka toku Is = (460 – 397) / 775 = 0,081 * 100 = 8,1% Průměrný sklon toku je 8,1% - lesnatost
L = Sl/Sp * 100 Sl…plocha lesů [km2] Sp…plocha povodí [km2] L = 0,1/1,1 * 100 = 9,1% Lesnatost povodí je 9,1%
- hustota říční sítě
D = ∑Li/Sp ∑Li…suma délky všech toků [km] Sp…plocha povodí [km2]
D = = 0,69/1,1 = 0,62 km-1 Hustota říční sítě je 0,62 km-1
14
Tabulka č 6: N - leté průtoky (QN) v m3.s-1 N - leté průtoky (QN) N 3
QN (m /s)
1
2
5
10
20
50
100
1,2
1,5
2,2
3
4,2
5
6,3
Tabulka č. 7: M - denní průtoky (Qm) v l.s-1: M - denní průtoky (Qm) M
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
355
364
Qm
13
8,5
6,5
5,5
4,5
4
3
3
2
1,5
1
1
0,5
Údaje velkých vod nejsou hodnoty neměnné, nýbrž mohou být měněny podle nových poznatků. Údaje byly vypracovány pro období 1931-80. Způsob a rozsah jejich případného ovlivnění není znám.
4.6. Biota V bioregionu je zastoupena ochuzená fauna kulturní krajiny Českomoravské vrchoviny. Pouze v údolí Sázavy je znám výskyt některých horských druhů živočichů (ořešník kropenatý – Nucifraga caryocatactes) nebo teplomilných (ještěrka zelená – Lacerta viridis). Sázava patří do parmového až pstruhového pásma a Želivka do pásma pstruhového.Výskyt mihule potoční (Lamperta planeri) je význačný na některých menších tocích (Culek, 1995). Okolí řešené MVN je z hlediska zoologického typické pro pahorkatinu na krystaliniku jižní poloviny Čech. Vyskytují se zde charakteristické druhy ptáků a savců otevřené krajiny i menších lesních komplexů. Významné zastoupení má i zvířena potočních luhů a rybníků. Z významných druhů zde žije např. rejsec černý (Neomys anomalus), ježek západní (Erinaceus europaeus), ježek východní (E. concolor), mlok skvrnitý (Salamandra salamandra), zmije obecná (Vipera berus), skokan štíhlý (Rana dalmatina) a další. Potencionálně se v oblasti nádrže vyskytují společenstva acidofilních doubrav (Genisto germanicae-Qercion) a dubohabrových hájů (Melampyro nemorosiCarpinetum). Skutečná vegetace dnes vypadá zcela jinak. Převahu má mozaika polních, lučních a pastvinných ploch, které se střídají s různě velkými komplexy lesů se změněnou dřevinnou skladbou, v níž zcela převládají smrk a borovice. Květena je zde velice rozmanitá a mohou se vyskytovat některé mezní prvky. Převládají druhy středoevropské, některé i subatlantsky laděné např. rozrazil horský (Veronica montana), řeřišnice křivolaká (Cardamine Flexuosa). Vzácně se zde uplatňují i některé horské rostlinné druhy, např. třtina chloupkatá (Calamagrostis villosa) či suchopýr pochvatý (Eriophorum vaginatum). (Culek, 1995)
15
5. Současný stav povodí 5.1. Základní údaje povodí Nadmořská výška se na dané lokalitě pohybuje v rozmezí 408m.n.m., což je nadmořská výška přepokládané paty hráze a výška 500m.n.m. je nejvyšší bod povodí. Průměrná nadmořská výška je tedy 454 m n.m. Plocha povodí je asi 1,2 km2 a délka toku, který napájí MVN je 740m. Převýšení mezi patou hráze a pramenem potoka je 45m. Celá plocha povodí se nachází na mírně zvlněném terénu Čechtické pahorkatiny. Plocha je z 10 % pokryta lesem, z 85 % je intenzivně zemědělsky obdělávaná a 5 % zabírá plocha neobhospodařovaná nebo jinak využitá. Velká část uzemí se nachází v oblasti hygienické ochrany vodního zdroje, vzhledem k asi 2 km vzdálené vodní nádrži Švihov na řece Želivce , která je hlavní zásobárnou pitné vody pro hlavní město Prahu.
5.2. Popis povodí 5.2.1. Lesnatá část Zalesněné území patří dle typologického rozdělení UHULu do kategorie 4K1 – kyselá bučina. A podél toku jde o kategorii 4V5 – vlhká bučina. Zastoupení dřevin v povodí navrhované nádrže je SM 7, BO 2, MD 1 a BR, DB, LP vtroušeně. Z části se jedná asi o osmdesátiletý porost smrkové monokultury (80%) a z části o porost dvacetiletý (20%), který je tvořen rovněž smrkem, melioračními a zpevňujícími dřevinami. Porost podél toku v lesnaté části je zastoupen převážně keřovým patrem (Sambucus nigra, Sambucus racemoza, Rosa canina) a také dřevinami (Cerasus avium, Tilia cordata). Les je řádně udržován a vyčištěn od všech vývratů, suchých či jinak poškozených stromů a větví.
5.2.2. Oblast podél toku
Pramen, který je poměrně slabý se nachází na okraji lesního porostu. Dle mokřadu v okolí pramene se lze domnívat, že voda nevyvěrá z jednoho stálého pramene, ale často svůj vývěr mění a rozlévá se volně do nejbližšího okolí. Vlastní tok se v horní části pod prameništěm, který prochází zalesněným územím, často mírně rozlévá a má tak neuspořádané a často se měnící koryto, které je tvořeno písčitým a hlinitopísčitým dnem. V nezalesněné části povodí má tok značně meandrující charakter, protože nebyl nikdy nijak upravován či redukován. Zejména ve spodnější části (asi 200m od pramene) se tok začíná zařezávat do terénu a začíná se přesouvat do vlastního stálého koryta.
16
Ve spodní části tok vyhlubuje i dva metry hluboké koryto pod vlastní terén. Místní absence vegetačního doprovodu podél toku zapříčinila v různě dlouhých částech toku mírnou erozi břehu. Svůj vliv na tok má i neobhospodařovaný porost podél toku, který trpí častým znečištěním biologickým materiálem (větve, kmeny či části kmenů, atd). To přispívá k dalším erozím břehu a neuspořádanosti toku, který se často během zvýšeného průtoku vylévá z koryta a zaplavuje okolí. Časté zaplavování a neustálé zvlhčení okolí, stékání vody z polí a nižší sklon toku má za následek vytvoření mokřadu v šíři asi 30m v oblasti navrhované malé vodní nádrže. Tento mokřad je kromě suchých období roku trvale podmáčen. Vegetace je velice bujná s množstvím vlhkomilných druhů jak v bylinném podrostu, tak v keřovém a stromovém patru. Zastínění korunami stromů podporuje celkovou vlhkost této lokality. Z velké části je pokryt dřevinnou (Alnus glutinosa, Salix viminalis) a bylinnou vegetací. Mokřad není tak výrazný ve zbylé části toku, zejména pak v suchých obdobích. Vegetace podél zbylé části toku je tvořena jednak dřevinami (Robinia pseudoakacia, Salix viminalis, Salix fragilis, Prunus spinosa, Alnus glutinosa) a jednak patrem keřovým (Crategus laevigata, Sambucus nigra). Okolí toku tvoří mokré louky, které doprovází tok v celé nezalesněné části. Tyto louky jsou pravidelně sekány a využívány k pěstování pícnin. Na podloží se nachází silná vrstva sedimentů, především z okolních zemědělsky obdělávaných polí. Tato vrstva je asi 140cm silná (obr.č. 7). Díky přítomnosti značného množství jílnatých částic je obtížně propustná pro vodu, a proto značné přebytky vody stékají po jejím povrchu a podporují tvorbu poměrně rozsáhlého mokřadu v okolí toku.
5.2.3. Území ve zbylé části povodí Zemědělsky obhospodařovaná půda zaujímá nejpodstatnější část povodí a to asi 85% z celkové plochy. Zemědělská půda, jelikož je na kambizemích, tak je nižší až střední kvality. Je často využívána k pěstování brambor, pšenice, žita, lnu a také řepky olejky. Jelikož se toto území rozkládá v pásmu hygienické ochrany, je zde zemědělství značně omezeno z hlediska používání herbicidů, pesticidů a chemických hnojiv. Smějí se používat pouze některé látky s rychlým rozkladem na neškodné části, aby neměly čas nadlouho kontaminovat půdu či vodu. Je zakázáno rovněž jejich míchání, aby nemohlo následnou reakcí dojít ke vzniku škodlivých sloučenin, které by mohly proniknout do vodárenské nádrže a tím ohrozit kvalitu její vody. Omezení, která v tomto pásmu hygienické ochrany platí, zaručují vysokou kvalitu vody v toku a následně rovněž v navrhované MVN. Ovlivnění antropogenní činností v povodí není vysoké. Přes plochu povodí vede jedna místní komunikace s velmi slabým provozem, která spojuje Dolní Kralovice se Zahrádčicemi. Silnice se v zimě jen prohrnuje a ošetřuje pouze inertním materiálem, protože jakékoliv chemické ošetřování je díky pásmu hygienické ochrany zakázáno. Vlastní zastavěné území obce nespadá do plochy povodí takřka vůbec, takže silnice je jedinou stavbou na ploše povodí.
17
5.3. Územní systém ekologické stability Územní systém ekologické stability (ÚSES) podle zákona č. 114/1992 sb. § 3 písmene a, o ochraně přírody a krajiny je vzájemně propojený soubor přirozených i pozměněných, avšak přírodě blízkých ekosystémů, které udržují přírodní rovnováhu. Hlavním smyslem ÚSES je posílit ekologickou stabilitu krajiny zachováním nebo obnovením stabilních ekosystémů a jejich vzájemných vazeb. Cílem územních systémů ekologické stability je zejména: - vytvoření sítě relativně ekologicky stabilních území, ovlivňujících příznivě okolní a ekologicky méně stabilní krajinu, - zachování či znovuobnovení přirozeného genofondu krajiny, - zachování či podpoření rozmanitosti původních biologických druhů a jejich společenstev (biodiverzity). Vytváření územního systému ekologické stability je podle § 4 odst. (1) zákona č. 114/1992 Sb. veřejným zájmem, na kterém se podílejí vlastníci pozemků, obce i stát. Oblast MVN spadá do území, kde byl vytvořen plán ÚSES ve všech úrovních. Nadregionální ÚSES zpracoval Terplan Praha v roce 1990, regionální ÚSES byl zpracován Ateliérem pro urbanismus a územní plánování v roce 1991 a generel lokálního ÚSES vyhotovilo LARECO v roce 1994-95.
5.3.1. Úrovně ÚSES:
- Provinciální a biosférický ÚSES - jsou rozlehlé, ekologicky významné krajinné oblasti, které reprezentují bohatství naší bioty v rámci biogeografických provincií a celé planety. Jádrová území s přírodním vývojem by u těchto segmentů měla mít plochu větší než 10000 ha. - Nadregionální ÚSES - jsou rozlehlé, ekologicky významné krajinné celky a oblasti s min. plochou alespoň 1000 ha. Jejich síť by měla zajistit podmínky existence charakteristických společenstev, s úplnou druhovou rozmanitostí bioty v rámci určitého biogeografického regionu. Řešené území povodí se nachází v nadregionálním biokoridoru lesních společenstev severních a východních svahů nad vodní nádrží Švihov, s převahou smrku a příměsí borovice a dalších dřevin (Terplan Praha, 1990) - Regionální ÚSES - jsou plošně rozlehlejší, s minimální plochou podle typů společenstev od 10 do 50 ha. Jejich síť musí reprezentovat rozmanitost typů biochor v rámci určitého biogeografického regionu. Studované území prozatím není zaneseno v konkrétním regionálním území ekologické stability. - Místní (lokální) ÚSES - jsou plošně méně rozlehlé (obvykle do 5-10ha). Jejich síť reprezentuje rozmanitost skupin typů geobiocénů v rámci určité biochory. 18
Povodí MVN se momentálně nenachází v lokálním ÚSES. Návrh kultivace krajiny předpokládá, kromě nové zeleně v rámci ploch pro ÚSES, také další výsadbu zeleně. V prvé řadě se jedná o aleje podél cest a vodotečí. V rámci lokálního plánu ÚSES lze navrhnout zachování a obnovu původní vegetace podél přítoku MVN a nově vytvoření kompatibilního vegetačního porostu kolem MVN. Hlavní důraz by měl být kladen na původnost a funkčnost zeleně.
5.3.2. Ekologická stabilita území Na základě srovnání přírodního a současného stavu biocenóz můžeme určit intenzitu antropogenního ovlivnění i relativní stupeň stability (Míchal, 1994). V našem případě bude snahou odhadnout pouze stupeň ovlivnění přírody člověkem a zařadit jednotlivé části studovaného území do pětistupňové kvalifikace ekologické stability. A to vzestupně od nejvíce ovlivněných oblastí až po oblasti člověkem významně neovlivněné s velikým významem pro ekologickou stabilitu 1. stupeň – Jedná se o velmi malý význam pro ekologickou stabilitu. V našem případě se jedná o pole, která tvoří 85% plochy povodí, jsou každoročně obdělávaná a intenzivně využívaná. Proto je řadíme do nejnižšího stupně významu pro ekologickou stabilitu. Dále sem zařadíme místní komunikaci, která prochází přes studované území. 2. stupeň –Zde se jedná o malý význam pro ekologickou stabilitu. Na našem území jsou v tomto stupni zařazeny některé intenzivně obhospodařované louky s malým podílem přirozených druhů a doprovodná vegetace podél komunikace. Dále ještě nepůvodní lesní monokulturní stanoviště, nacházející se v některých částech zalesněného území, kde se jedná převážně o smrkové monokultury. 3. stupeň – Ve třetím stupni jde o střední význam pro ekologickou stabilitu. V našem případě se jedná o louky doprovázející tok a v navrhované oblasti. Tyto louky jsou extenzivně obdělávané. Vyskytují se na nich s významným podílem přirozeně rostoucí druhy. Proto je můžeme zařadit do stupně číslo tři. 4. stupeň – U tohoto stupně se jedná o velký význam pro ekologickou stabilitu. Jde o upravená a přírodě blízká společenstva. Do tohoto stupně se budeme snažit postupně začlenit i navrhovanou nádrž a její nejbližší okolí. Postupem času bude snaha vyvinout vodní a pobřežní společenstva blízká přírodě, tak aby se nádrž co nejlépe integrovala mezi oblasti velkým významem pro ekologickou stabilitu. Také sem můžeme zařadit polokulturní lesy s převahou nebo aspoň podstatnou příměsí původních dřevin. Části těchto lesů se také nacházejí na studovaném území a to zejména v hůře přístupných místech s velkou členitostí terénu, kde není taková možnost porosty intenzivně obhospodařovat.
19
5. stupeň – zde se jedná o výjimečně velký význam pro ekologickou stabilitu. Do této kategorie lze zařadit vodní tok, který je tvořen převážně přirozeným dnem a břehy s plně vyvinutými a stabilizovanými vodními a pobřežními společenstvy. Tento stav se po výstavbě malé vodní nádrže může změnit asi o jeden stupeň dolů, na stupeň čtyři. Bude se to týkat hlavně oblasti kolem nádrže, kde bude docházet k úpravě dna a břehů. Mokřady kolem vodního toku můžeme rovněž zařadit do pátého stupně ekologické stability, protože mokřad nebyl nikdy odvodňován, vysoušen či jinak ovlivňován člověkem. Zároveň sem můžeme zahrnout i společenstvo kolem pramene. Vybudování nádrže povede k vytvoření nového biocentra v krajině, které může svým dílem přispět ke zvýšení biodiverzity krajiny. Začlenění původních porostů do okolí toku a nádrže a vytvoření bezbariérových přístupů pro migrující organismy by mělo vytvořit příhodné podmínky pro ekologickou stabilizaci nádrže a její bezproblémovou integraci do ekosystému. Ačkoliv navrhovaná nádrž a přítok přímo nenavazuje na žádný biokoridor, může podpořit nedaleké funkční lokální biocentrum severozápadně od Zahrádčic. Prozatím nejsou v územním systému ekologické stability zařazeny žádné prvky, které se konkrétně týkají studované lokality. Proto v budoucnu, bude vyvíjena snaha o vytvoření příhodných podmínek pro tvorbu ekologických prvků ve studovaném povodí. Mokřad podél toku a samotný tok by dle návrhu mohl vytvořit biokoridor, spojující nově vzniklé biocentrum okolo vybudované nádrže a stávající biocentrum u obce Zahrádčice. Tento biokoridor by měl být spojovací, protože spojí biocentra s podobnými biocenózami. Celou oblast povodí lze zařadit asi do třetího stupně ekologické stability. Samozřejmě se význam ekologické stability mění v závislosti na tom, v jaké části povodí se zrovna nacházíme. Stupně ekologické stability mohou kolísat od prvního, což jsou převážně intenzivně obdělávaná pole, kde je velice malý podíl na ekologickou stabilitu až po stupeň pátý, kterými jsou mokřady podél toku a význam pro ekologickou stabilitu je velice významný.
5.4. Socioekonomické poměry Postupné osidlování regionu bylo kdysi možné jen po předchozím vykácení nebo vypálení pralesa, který se zde tehdy rozkládal. Nejstarší nálezy stop člověka pocházejí z období mezolitu. V 11. století byla jen s malými vyjímkami osídlena celá oblast. Přes prales tu vedly známé obchodní cesty nazývané zemské stezky. Nejdůležitějším sídlem v okolí je obec Dolní Kralovice, která vznikla jako náhrada za Dolní Kralovice, které byly v 70. letech 20. století zbořeny a zatopeny přehradou Švihov. Ve všech sídlech (mimo obce Dolní Kralovice), která se bezprostředně týkají řešené oblasti v nynější době ubývá trvale bydlícího obyvatelstva. V okolních vesnicích (osadách) zůstávají obyvatelé, jejichž stáří nedává předpoklad ke zvyšování počtu přirozenou měrou (narození – zemřelí). V souvislosti s tím ve vesnicích vzrůstá počet objektů využívaných pouze pro rekreaci. Pokles počtu bydlících obyvatel je doprovázen snížením počtu ekonomicky aktivních obyvatel. Ve výhledu je nutné počítat s poklesem 20
počtu trvale bydlících obyvatel, který může, zejména u malých osad dospět až do té míry, že pracující v prvovýrobě sem budou dojíždět. Hustota zalidnění je 53 ob./km2 Ve vesnici Zahrádčice se nepředpokládá, vzhledem k umístění v pásmu hygienické ochrany nárůst stavebních ploch ani počtu obyvatel. Počet obyvatel v obci trvale klesá. V nynější době je v Zahrádčicích hlášeno 16 trvale žijících obyvatel. V letních měsících a zejména pak o víkendech se počet obyvatel zhruba zdvojnásobí. Chybí zde jakékoliv kulturní zázemí. Nejbližší prodejny a kulturní střediska jsou v Dolních Kralovicích, a tak se ani nepředpokládá, že by se vývoj obyvatelstva v obci nějak výrazně změnil. Velká a střední města jsou značně vzdálena a bez vlivu na územní rozvoj, či přímé ovlivnění přírodních podmínek. Vlivy nejbližších malých městských sídel (Vlašim, Ledeč nad Sázavou, Humpolec, Pelhřimov a Pacov) jsou na řešená území minimální nebo zcela zanedbatelné.
21
6. Malá vodní nádrž 6.1 Definice malých vodních nádrží Pojem malé vodní nádrže vymezuje ČSN 75 24 10. Malé vodní nádrže jsou definovány jako vodní nádrže, u nichž jsou splněny tyto předpoklady: - objem nádrže po hladinu ovladatelného prostoru není větší než 2 mil. m3. - Největší hloubka nádrže nepřesahuje 9 m (rozumí se největší hloubka dna od maximální hladiny, přičemž se neberou v úvahu místní prolákliny dna, hloubka koryta napájecího toku apod. ). Normální hladinou (hladinou normálního držení) je největší hladina ovladatelného toku prostoru nádrže, vymezená korunou nehrazeného přelivu nebo horní hranou uzávěrů hrazeného přelivu. ( Tlapák, Herynek, 2002). Všechny tyto požadavky by navrhovaná vodní nádrž měla splňovat, a proto jí můžeme dle normy zařadit do kategorie Malá vodní nádrž.
6.2. Účel navrhované malé vodní nádrže Nejhlavnějším cílem je vytvoření rekreační nádrže pro spádovou oblast Dolních Kralovic, která má asi 900 stálých obyvatel. Dalších zhruba sto obyvatel pravidelně přijíždí, zejména v jarních a letních měsících, za víkendovou rekreací do Dolních Kralovic a především pak do přilehlých vesnic a osad. Proto je rekreační potenciál pro tuto oblast veliký a dlouhodobá absence kvalitního koupaliště v této lokalitě zapříčiňuje časté problémy s koupáním v blízké vodní nádrži Želivka (Švihov), které je nejen nelegální, ale hlavně vážně ohrožuje čistotu tohoto významného zdroje pitné vody. Koupaliště Láb, které se nachází v katastrálním území Dolních Kralovic, je z hlediska hygienického a estetického již zcela nevyhovující. Další přírodní nebo umělé nádrže vhodné pro rekreaci jsou mimo optimální vzdálenost od Dolních Kralovic a přilehlých osad. Lokalita navrhované nádrže se nachází v ekologicky čistém prostředí s absencí bezprostředního ohrožení kvality vody odpadními vodami a minimálním ohrožení znečištění zemědělskými hnojivy. Dlouhodobá stabilita kvality vody v toku a nemožnost rozšiřování zemědělského využití okolní krajiny, která je dána omezeními v rámci ochranných pásem Želivky, zaručuje možnost k vytvoření kvalitní rekreačního nádrže s dlouholetou stabilitou. Na obec Zahrádčice je uvalena stavební uzávěra, protože se nachází ve vnitřním pásu ochrany vodárenské nádrže, takže nebezpečí stavebního a sociálního znečištění je také pro tuto oblast velice nízké. Estetická hodnota okolní krajiny je umocněna výhledem na vodní nádrž Želivka, možným při příjezdu k navrhované nádrži. Rovněž snadná dostupnost po silnici a vzdálenost asi 1,5 km od Dolních Kralovic je velikou výhodou. Další důležitou funkcí nádrže by měla být funkce ochranná resp. záchytná. Týká se to hlavně usazování splavených sedimentů z okolních polí a lesů. Nádrž by měla být pravidelně čištěna od sedimentů. Možností, která ještě není definitivně rozhodnuta, by bylo také vybudování menší nádrže před nádrží hlavní, která by sloužila jako nádrž
22
záchytná a odkalovací. Prozatím se s ní však nepočítá. V budoucnu by bylo také vhodné vytvoření pěší (cyklo) stezky z obce Dolní Kralovice, aby se zvýšila bezpečnost a kvalita přístupu k této nádrži. Ostatní funkce bude nádrž plnit jako vedlejší. Počítá se i s malým zarybněním nádrže a to spíše z důvodu očistného pro vodu než rybochovného. O možný nevelký chov ryb už projevila zájem místní rybářská organizace, která by navrhovanou nádrž zařadila mezi nádrže s výchovnou funkcí pro bílé ryby.
6.3.Třídění malých vodních nádrží 6.3.1. Třídění dle funkce Účelové funkce malých vodních nádrží musí být vždy pečlivě zhodnoceny, protože podstatně ovlivňují navrhování těchto nádrží, zejména jejich umístění, zásobení vodou a stavební a provozní uspořádání (Tlapák, Herynek, 1999). V minulosti byli malé vodní nádrže budovány téměř výhradně za účelem chovu ryb (rybníky), v nedávné minulosti převažoval účel zásobní, sloužící pro akumulaci vod pro různé účely jako jsou závlahy, požární nádrže, hospodářské nádrže apod. V současné době jsou navrhovány a budovány malé vodní nádrže s účelem zadržení vody v krajině, zpomalení odtoku vody ze srážek a v neposlední řadě pozitivního ovlivnění vodohospodářské bilance povodí. MVN můžeme dle funkce dělit na: - rybochovné nádrže…využívají se převážně nebo výhradně k chovu ryb, popř. i k přidruženému chovu vodní drůbeže. Zřizují se v klimaticky a půdně vhodných polohách. Nutností je trvalý a silný přítok, který zajištuje trvalou vysokou kvalitu vody v nádrži. - závlahové nádrže…plní účely závlahové a také funkci zásobní nebo vyrovnávací. Nádrže vytvářejí zásobu vody pro závlahy a vyrovnávají průtokové poměry v závlahových sítích. - retenční nádrže…mají za úkol zadržovat velké, povodňové vody a tím chránit níže ležící území před povodněmi a erozními účinky vody. Tyto nádrže mohou plnit rovněž funkci záchytnou pro sedimenty a asanační pro plochy hygienicky nebo esteticky závadné. - hospodářské nádrže…tyto nádrže slouží k zajištění vody pro různé speciální potřeby. Plní především funkci zásobní při dodávce vody pro zemědělské, průmyslové, vodárenské a jiné účely. Při umístění ve venkovských obcích mají rovněž funkci požární při zabezpečování protipožární ochrany. Neméně důležitá je funkce při čištění odpadních vod. - rekreační nádrže…ty vznikají buď úpravou přírodních koupališť nebo se zřizují za tímto účelem nádrže umělé. Význam těchto nádrží v poslední době značně stoupá z důvodu znečištění našich toků i přírodních koupališť. Většina nádrží však není jednoúčelová, ale plní více funkcí. Tyto nádrže nazýváme polyfunkčními.
23
6.3.2. Třídění dle zásobení vodou Malé vodní nádrže můžeme členit podle způsobu zásobení vodou na: - Pramenné nádrže…ty jsou zásobovány vodou z podzemních vývěrů na dně nebo na břehových svazích. Problémem je často nedostatečná vydatnost pramene. Kladem je naopak vysoká čistota vody z pramene. - Dešťové nádrže…tyto nádrže jsou zásobovány vodou z dešťů nebo tajícího sněhu a nemají stálý přítok vody. Hlavním záporem zásobování tohoto typu nádrží je sezónnost a nárazovost příjmu vody. - Říční nebo potoční nádrže…nádrže tohoto typu jsou zásobeny vodou z řek či potoků. Zásobení je zpravidla celoroční. Pokud se zřizují přímo na tocích, jde o nádrže průtočné, pokud jsou umístěny mimo tok, tak jde o nádrž neprůtočnou neboli boční, která má vlastní napájecí kanál. Nevýhodou průtočných nádrží je nutnost veškerého průtoku vody prostorem nádrže. V obdobích nižších průtoků je možno vylepšovat minimální průtoky pod hrází, ale při povodňových průtocích prochází veškerá voda nádrží. Při zvýšených průtocích obsahuje voda zvýšenou koncentraci nerozpuštěných látek, které se při průtoku nádrží díky snížené průtočné rychlosti usazují. V dlouhodobém horizontu to vede ke snížení zásobního prostoru nádrže, s následným negativním ovlivněním funkce objektů nádrže a možnost nadměrného obohacování vody živinami, zejména pak dusíkem a fosforem s negativním dopadem na kvalitu vody. To může následně vést k nechtěnému zvýšení přítomnosti sinic. Čistota vody v nádrži přímo souvisí s kvalitou přítoku. Při nahromadění sedimentů v prostoru nádrže a zvýšeném průtoku, může dojít ke zvíření sedimentů a vypláchnutí zejména jemných půdních částic a následně snížení kvality vody pod nádrží oproti jakosti vody přitékající do nádrže. Dalším aspektem při tvorbě čelních nádrží je nutnost návrhu bezpečnostního přelivu na vysokou hodnotu návrhového průtoku. Cílem bezpečnostního přelivu je za každou cenu zabránit přelití hráze při průchodu povodně. To následně zvedá investiční náklady. Varianta boční nádrže je v tomto případě poměrně nevýhodná a to vzhledem k umístění v terénu. Její tvorba by byla značně nákladná a v podstatě i zbytečná. Regulace přítoku v průběhu celého roku by byla vhodná zejména při jarním tání sněhu a přívalových deštích, ale nevhodná pro nedostatečnou funkci nádrže při usazování sedimentů. V případě vyšších průtoků vody s vyšší koncentrací nerozpuštěných látek, je možno zamezit průchodu vody nádrží. Tímto opatřením se sice sníží nebezpečí zanášení prostoru nádrže sedimenty, ale na druhé straně se nemění kvalita vody v toku pod nádrží. Vysoké náklady spojené s tvorbou tohoto typu nádrže jsou hlavně spojeny s vyšší spotřebou materiálu na stavbu hráze, což je dáno její délkou. Při vhodně zvoleném rozdělovacím objektu je možno navrhnout bezpečnostní přeliv na nižší hodnoty povodňových průtoků, daných prakticky maximální hodnotou přítoku vody do nádrže. To se pozitivně projeví snížením finančních nákladů na stavbu nádrže a vzhledem k možnosti konstrukce menšího bezpečnostního přelivu také lepším zakomponováním objektu do krajiny.
24
6.3.3. Třídění dle typu nádrže Podle prostoru, který bude naplněn vodou, a způsobu jeho tvorby, můžeme malé vodní nádrže dělit na: - Zahloubené nádrže…ty mají nádržný prostor pod úrovní okolního terénu, který vznikl speciálně pro tvorbu nádrže nebo využitím již vytvořené prohlubně při předchozí činnosti např. těžební prohlubně. Tato varianta projekt prodražuje pokud se jedná o umělé vyhloubení prostoru pro nádrž. Avšak v oblastech s malou výškovou členitostí je to často používané řešení pro tvorbu nádrže, protože výrazně nemění přirozenou plochost krajiny. Hloubka těchto nádrží značně závisí na půdním a geologickém podkladu. Nezvětralé horniny pod mělkým půdním profilem mohou znemožnit rychlou a relativně levnou výstavbu nádrže. U zaplavování již vytvořených prohlubní jde často o vhodné rekultivační řešení problematické lokality a ve spojení s bohatým vegetačním doprovodem také k výraznému zlepšení estetiky krajiny. - Údolní nádrže…nádržný prostor je vytvořen přehrazením údolí čelní hrází. Převážně je tato hráz zemní. Nádrže tohoto typu mohou být průtočné nebo obtokové. Tvorba tohoto typu nádrže je častou variantou, protože zjednodušeně vyžaduje pouze výběr vhodné lokality a výstavbu hráze. Při malém sklonu území, v kombinaci s vysokou hrází, může dojí k zaplavení rozsáhlých ploch, při relativně malé hloubce nádrže. Naopak zařízlé údolí s velkým sklonem území, v kombinaci s vysokou hrází, vede k tvorbě hluboké a plošně méně rozsáhlé nádrže. Tento typ nádrže je použit u mnoha vodárenských nádržích, kdy po výběru vhodné lokality došlo k zaplavení rozsáhlých ploch s kombinací s velikou zásobou vody. Vodní dílo Želivka je rovněž údolní nádrží. - Hrázové nádrže…v tomto případě je dno nádrže tvořeno původním terénem a nádržný prostor je vytvořen pomocí zemní hráze, která je zcela nebo z části po jeho obvodu. Stavba tohoto typu je náročná na materiál, kterým je hráz tvořena, a který nelze získat při zahlubování dna. Nádrž také opticky vystupuje nad okolní terén a může narušit tvář krajiny, zejména v málo výškově členitých terénech. - Kombinované nádrže…nádržný prostor je vytvořen kombinací předešlých typů, kdy se využívá jejich předností Částečným ohrazováním a zahlubováním dochází k vyrovnanější materiálové bilanci.
25
7. Tvorba navrhované malé vodní nádrže
Zásady návrhu malých vodních nádrží jsou uvedeny v normě ČSN 75 2410. V rozsahu naší studie se jedná o dodržení nejdůležitějších zásad pro návrh malé vodní nádrže. Jelikož jde pouze o studii, tak konkrétní detailní popis a rozkreslení necháme přímo pro projektanty. My se budeme se zabývat pouze obecným popisem, bez technických detailů, se snahou navrhnou možné nejvhodnější použití stavebních a konstrukčních prvků. Veškeré konstrukční prvky byly předběžně konzultovány se zadavatelem stavby, ale konkrétní použití bude závislé na použitých stavebních technologiích v součinnosti s ekonomickou náročností.
7.1. Technologické předpoklady a zásady V rámci stavby je nutné uskutečnit některé činnosti, které se označují jako práce přípravné. Jedná se především o uvolnění a vyklizení ploch potřebných pro stavbu a zařízení a pro provoz staveniště a jeho ochranu před nepříznivými vlivy. V rámci přípravy staveniště je nutné mimo jiné: - Zajistit odvedení povrchových a srážkových vod ze staveniště. V tomto případě bude nutné odklonit tok tak, aby vlastní stavba, především hráze, nebyla ohrožena negativním působením vody. To je třeba provést s ohledem na možný průchod povodňové vlny korytem toku. Dále ochránit celý prostor stavby před erozním působením srážkových vod. Zajistit staveniště před nepříznivými účinky podzemních vod, přičemž rozsah a způsob těchto prací bude stanoven dokumentací. Zvážit, zda je nutné v rámci přípravy staveniště provést stavbu nějakých objektů, které by zlepšily podmínky provozu staveniště, nebo by snížily dopad negativních vlivů na stavbu. Jednalo by se především o zpevnění příjezdové cesty a místa vlastní stavby hráze, aby nedocházelo k poškozování a narušování půdy. To vše je však nutné činit s ohledem na zpětnou rekultivaci prostoru stavby, aby se nedosáhlo opačného efektu s nepříznivými dopady na okolní přírodu. Bezpečně chránit po dobu provádění stavby především okolní zeleň, která přímo nezasahuje do prostoru stavby a neovlivňuje jakkoliv její průběh. V nezbytném případě je možno zeleň zredukovat, ale pouze v míře nezbytně nutné a vždy s ohledem na okolní prostředí a možný dopad na estetiku krajiny. Je nutné zajistit, aby zhotovitel, který stavbu provádí, v každém případě respektoval příslušné vodohospodářské a ekologické předpisy. V případě vzniku škod, které byli v důsledku zanedbání povinností způsobeny, zjednal okamžitou nápravu. Pokud tyto škody byly zapříčiněny nedbalostí nebo nedodržením předpisů, musí je ten, kdo stavbu bude provádět, hradit v plné výši. V rámci přípravy plochy staveniště je nutné odstranit veškerý biologický materiál a nevhodné materiály. Ponecháním v místě provádění prací by mohly znehodnocovat provedenou stavbu nádrže. Jednalo by se především o stromy, které jsou určeny pro vykácení z prostoru navrhované nádrže a dotčeného území. 26
V místě nádrže bude nutné odstranit asi padesát vzrostlých stromů, převážně olší a stromových vrb. Tento počet se může ještě zvýšit v případě nutných úprav přítoku nebo návrhu větší nádrže. Plocha keřů, které je nutno odstranit je asi jeden ar, přičemž tyto keře jsou jednotlivě roztroušeny v místě navrhované nádrže. K vykácení stromů je nutné zajistit povolení od příslušných úřadů. Toto povolení by zajistil objednatel, což je v našem případě obec, popřípadě si ho firma, která bude stavbu provádět zajistí sama. Toto záleží na vzájemné dohodě. Dále je nutné odstranit křoviny a traviny. Traviny se odstraní posečením, shrabáním a spálením ve vyznačeném prostoru, stejně jako křoviny. Dřevo, které bude v našem případě pocházet především z olší, by se nejspíše prodalo jako palivo. Menší stromy je možno odstranit mechanizací, pomocí níž se vytáhnou i s kořeny. Samostatné pařezy se odstraní pomocí těžší mechanizace např. dozeru. Svrchní vrstva zeminy s kořeny travin se odstraní v rámci sejmutí ornice a může se použít pro potřebu stavby. .V místě navrhované nádrže je množství vegetace a to jak bylinné, tak hlavně keřového a stromového patra. Dále je zde množství padlých stromů a jiných rostliných zbytků. Stromy a keře, které leží přímo v místě nádrže, je nutno odtěžit. Kořeny a ostatní biologický materiál bezezbytku odstranit. Zvláště důkladně je to nutné provést v případě, že se usazený materiál bude používat na stavbu hráze a jakákoliv přítomnost biologického materiálu v zemině by byla nežádoucí, protože by to mohlo vést k nedostatečné funkci hráze. Tyto biologická zbytky se zlikvidují jako palivové dřevo nebo zpálením přímo na místě. Navrhovaná nádrž se momentálně nachází na podmáčené lokalitě, která je z převážné většiny tvořena sedimenty. Tyto usazeniny jsou převážně z obdělávaných polí v povodí toku. V místě předpokládané nádrže byla vykopána sonda za účelem analyzovat materiálové rozložení zeminy na břehu toku (viz obr č 7). Sonda je asi 145cm hluboká. Jako podloží je zvětralá hornina, přičemž při postupném kopání do větších hloubek značně zvyšuje svoji kontinuitu a tím i svoji předpokládanou nepropustnost. Z profilu sondy je zřejmé, že se v místě nádrže postupně střídají rozdílné vrstvy sedimentovaných štěrků a písků a z jenmozrnných zemin jsou přítomny jílové a hlinité usazeniny velmi rozdílné struktury. Počítá se s tím, že materiál ze dna bude odtěžen a dle možnosti z části použit na stavbu hráze. Samozřejmě pouze v případě, že bude vhodného složení a struktury. Zahloubení prostoru nádrže by mělo být až na geologicky stabilní podklad, kde se předpokládá úplná nepropustnost vrstev. V případě přítomnosti silně propustných zemin (štěrkopísky) by nebylo možné v nádrži udržet vodu a bylo by nutné dno budoucí nádrže po celé ploše utěsnit. To by vedlo k výraznému navýšení zřizovacích nákladů a bylo by následně vhodné posoudit možnost výstavby malé vodní nádrže v jiné lokalitě, kde by se předpokládaly lepší geologické podmínky. Tato varianta však dle mého průzkumu dna nádrže není pravděpodobná.
7.2. Úprava dna U každé stavby malé vodní nádrže je nutné poměrně rozsáhlé úpravy dna a to z důvodů hygienických, ekologických a provozních. Proto je vždy úprava dna součástí výstavby malých vodních nádrží. 27
Do úprav dna se zařazuje v prvé řadě odstranění organického materiálu, jež by po napuštění mohl způsobovat hygienické a estetické problémy. Dále se musí odstranit všechny překážky, jako jsou např. velké kameny. Pak následuje urovnání dna. Při vyhlubování dna nádrže by se však nemělo dosáhnout vytvoření výraznějších vyvýšenin a prohlubní. Proto by zarovnání dna mělo být prováděno pouze při propadech úrovně dna, či při vytvoření prohlubní těžkou technikou. Dle nutnosti bude třeba rovněž vybudovat odvodňovací síť pro odvodnění dna. Protože dobře odvodněné dno při vypuštění následně usnadňuje těžbu sedimentů nebo výlov nádrže. Technologicky se odvodňování dna provádí pomocí otevřených příkopů, trubkových drenáží nebo jejich kombinací. Do úprav dna rovněž zahrnujeme snižování propustnosti dna. Tato činnost slouží především k zamezení úniků vody do spodiny. Používá se k tomu různých druhů válců či dusadel. Hutnění dna přímo závisí na materiálu, který se na dně nachází. Hutnění se uplatňuje především u půd s vysokou pórovitostí. Další alternativou k zvýšení nepropustnosti dna je jeho chemická úprava či použití plastových těsnících fólií. Zejména metoda zvyšování nepropustnosti dna plastovými fóliemi je v poslední době velice moderní, ale drahá metoda. Po odstranění materiálu z místa nádrže navrhuji v případě možnosti vyšší propustnosti dna uválcování prostoru dna či jeho udusání mechanickými dusadly. Pouze pokud by propustnost podložní zeminy byla velice malá, tak bych od této varianty upustil z důvodů ekonomických. Chemickou úpravu dna nebo použití těsnících fólií bych použil pouze v krajním případě, protože by značně prodražila a technologicky znáročnila plánovanou stavbu. V případě špatné materiálové struktury dna bych navrhoval upuštění od její realizace, protože by náklady na její stavbu mohly výrazně přesáhnout její socioekologickou hodnotu.
7.3. Návrh hráze Hráz je nejdůležitějším, nejdražším, nejnebezpečnějším, a proto z hlediska stavebního nejnáročnějším prvkem malé vodní nádrže (Krajinné inženýrství). Rozlišuje hráze na čelní, boční, obvodové a dělící. Hlavní skupinou jsou však hráze čelní a boční. U stavby naší malé vodní nádrže by nejvíce vyhovovala čelní hráz. Ta je nejvhodnější z hlediska nízké spotřeby materiálu na stavbu hráze, která je v tomto případě relativně malá. Tím se do značné míry sníží náklady na investici, protože finanční náklad na stavbu hráze tvoří nejvyšší podíl nákladů na realizaci. Hráz by měla být přímá nebo mírně zakřivená. Mírně zakřivená hráz lépe zapadá do krajiny a nekazí tolik celkový estetický dojem, ale na druhou stranu je náročnější tento typ hráze vytyčit v terénu. Hráze u malých vodních nádrží se budují zásadně zemní a proto i v našem případě použijeme tento typ hráze. Vlastním návrhem hráze se v této studii nebudeme zabývat, avšak obecně je možno vyjádřit celkovou výšku hráze vztahem: Hh = Ho + Hz +Hr + Hb
[m]
Kde je Hh….celková výška od paty po korunu hráze [m] 28
Ho…hloubka založení hráze [m] Hz…hloubka zásobního prostoru [m] Hr…hloubka retenčního prostoru hráze [m] Hb…bezpečnostní převýšení koruny hráze nad max. hladinou vody v nádrži [m] Hloubka založení hráze přímo závisí na skladbě podložních vrstev. Tato skladba by měla být uskutečněna již před zahájením prací v rámci inženýrsko-geologického průzkumu. Návrh a založení hráze se upřesní po odkrytí základové spáry. Pokud se budou v podloží hráze nacházet nepropustné nebo málo propustné zeminy, bude stačit odstranit orniční vrstvu pouze na minimální hloubku asi 30cm. Pokud budou v podloží zeminy propustné, bude záležet na jejich mocnosti při způsobu založení hráze. Při malé mocnosti hráze tj. asi do jednoho metru je možno odstranit vrstvu propustných zemin pod celým půdorysem hráze. Při vyšších mocnostech propustných zemin se použije některý ze stavebních prvků, jako je například zavazovací ostruha, podzemní stěna, štětová stěna nebo použít předloženého návodního koberce z nepropustné nebo málo propustné zeminy či jiný vhodný stavební prvek. Toto řešení je však finančně značně náročné. Jako materiál pro stavbu hráze bude v optimálním případě použita vytěžená zemina z místa vyhloubení budoucí nádrže. Avšak zemina před případným umístěním do tělesa hráze musí projít důkladnými testy, které posoudí její fyzikálně-mechanické vlastnosti, které určí její vhodnost pro stavbu hráze. Zatřídění a vhodnost zemin pro stavbu hráze je předepsána normou. Podle druhu použitého materiálu pro stavbu zemní hráze rozeznáváme hráze homogenní nebo nehomogenní. Homogenní hráze jsou vybudovány z jednoho typu materiálu, což je finančně výhodné a technicky nenáročné pro budoucí stavbu, zejména pokud je v blízkosti dostatek vhodné zeminy. Zeminy pro stavbu homogenních hrází musí být dostatečně nepropustné a konstrukčně stálé. Obecně platí, že pro stavbu jsou vhodné jílovito-písčité zeminy s obsahem 50 až 70% písku. Nehodné jsou jílovité zeminy, které při vlhčení rozbřídají, zvětšují svůj objem, po vysušení se smršťují a praskají a jsou náchylné na promrzání nebo vytvářejí cesty pro vysoušení. Dalším typem hráze je nehomogenní typ. Tento druh hráze je složen ze dvou nebo více různých zemin, které se do hráze ukládají odděleně. Nehomogenní hráz je tvořena těsněním, přechodovými stabilizačními částmi a propustnou stabilizační částí. Podle druhu použitého materiálu mohou být některé uvedené zóny vypuštěny. Podle polohy těsnícího prvku ve vlastním tělese hráze rozeznáváme hráze s jádrovým těsněním nebo hráze s těsněním návodním. Návodní těsnící prvek se většinou navrhuje z nepropustné nebo málo propustné zeminy vhodného složení. Zcela výjimečně lze využít i jiných materiálů jako je asfaltobeton, plastová folie apod. Avšak při dostatku vhodného zemního materiálu pro výstavbu zemního těsnícího prvku, je vždy lépe použít tohoto typu těsnění před použitím umělých materiálů. Použití některých umělých materiálů, především pak těsnících fólií, je značně technicky problematické a je nutné, aby tuto činnost prováděla odborná firma, která má s touto činností dostatečné zkušenosti. Folie je rovněž dosti drahá a v případě průsaků je obtížné najít místo poškození. Jednotlivé druhy zemin jsou různě vhodné pro stavbu homogenních nebo nehomogenní hrází. Pro homogenní hráze je výborným materiálem štěrk hlinitý a štěrk
29
jílovitý 15 – 35%. (procenta ukazují zastoupení frakcí pod 0,06 mm). Vhodné nebo velmi vhodné jsou dále materiály písek hlinitý a písek jílovitý se stejným procentuelním zastoupením frakcí pod 0,06mm a z jemnozrnných zemin, to jsou hlína štěrkovitá, jíl stěrkovitý, hlína písčitá a jíl písčitý s obsahem frakcí menších než 0,06mm v rozmezí 35 až 65mm. Pro těsnící část nehomogenní hráze je výborným materiálem jíl štěrkovitý a písek jílovitý (35-65%) a velmi vhodným nebo vhodným materiálem je jíl s nízkou plasticitou a hlína se sřední a nízkou plasticitou (více jak 65%).Dále také písek hlinitý (15 – 35) a ze štěrkovitých zemin je to štěrk hlinitý a jílovitý. Pro stabilizační část nehomogenní hráze jsou výborným typem především stěrkovité zeminy s 5% a menším obsahem frakcí pod 0,06mm. Vhodné jsou pak hrubé zeminy jako štěrk s příměsí jenmozrné zeminy (5 – 15%), písčité zeminy jako písek dobře zrněný, písek špatně zrněný (5%) a písek s příměsí jemnozrnné zeminy (5-15%). Při těžbě zeminy ze dna navrhované nádrže jistě dojde k promísení jednotlivých složek sedimentů a proto konečná směs zeminy bude důležitým ukazatelem kvality pro použití materiálu pro jednotlivý typ hrázového tělesa. Zeminy pro tvorbu homogenních hrází nebo těsnících prvků nehomogenních hrází nesmí obsahovat kořeny, pařezy, drny, které by vytvářely preferenční cesty pro průsak vody hrází. Jednotlivé kameny mohou být v materiálu pro stavbu hráze obsaženy, ale po uložení do tělesa hráze se nesmí dotýkat a spáry mezi nimi musí být vyplněny hlinitojílovitým, minimálně propustným materiálem. Zeminy hráze nesmí obsahovat organické látky a látky, které by po vyluhování mohly působit agresivně na betonové konstrukce funkčních objektů. Zemní hráze malých vodních nádrží mají zásadně lichoběžníkový příčný profil. Šířka koruny hráze u navrhované nádrže by měla být minimálně 3,5m, což umožní občasný pojezd vozidel pro provoz a údržbu. Jedná se především o vozidla potřebná pro výlov, údržbu hráze či funkčních objektů. Sklon svahů bude záviset na druhu použité zeminy. Způsobu a hloubce založení zemní hráze do podloží je nutné věnovat zvýšenou pozornost vzhledem k tomu, že by tímto místem mohlo docházet k průsakům vody pod hrází. Před vlastním zahájením výstavby hráze je nutno vhodně a důsledně připravit základovou spáru. Znamená to především odstranění veškerého biologického materiálu a orniční vrstvu z plochy půdorysu hráze. Podle potřeby bude také nutné odstranit neúnosné, rozbahněné nebo jinak nevhodné zeminy z prostoru budoucí hráze. Pokud bude podloží dostatečně únosné a vhodné, nebude třeba dalších zásahů, ale pokud se v místě hráze bude nacházet nestabilní, neúnosné nebo propustné podloží, bude nutno přistoupit k jeho následnému zpevnění či snížení propustnosti.
7.4. Výpustná zařízení Výpustná zařízení slouží u malých vodních nádrží jednak k udržení hladiny normálního nadržení na potřebné výši a jednak k úplnému vypuštění nádrže. Výpustné zařízení musí být dimenzováno a konstruováno tak, aby umožnilo bezpečné vypuštění vody z nádrže za všech situací a v případě potřeby umožnilo vypustit vodu z nádrže 30
v požadovaném čase (krajinné inženýrství). Jelikož je třeba vypustit zpravidla veškerou vodu z nádrže, tak se výpustná zařízení umísťují zpravidla do nejnižšího místa hráze, obvykle k čelní hrázi. Toto řešení je ovšem možné pouze pokud to umožní geologické podloží, které musí být dostatečně únosné. Pokud podloží v místě hráze nemá dostatečnou kvalitu pro výstavbu výpustného zařízení, tak se může zkonstruovat na jiném místě za předpokladu, že se vytvoří stoka, která přivádí vodu k výpustnému objektu. Výpustné zařízení se skládá z uzavíracího prvku a zařízení pro odvedení vody z nádrže. Výpustná zařízení můžeme podle způsobu odvádění vody z nádrže dělit na výpusti otevřené a trubní. Otevřené, nebo-li stavidlové výpusti jsou tvořeny kamennými nebo železobetonovými žlaby, jejichž dno je zpravidla ve stejné výšce jako nejnižší místo v nádrži a zaručuje tak bezproblémové a úplné vypuštění nádrže v případě potřeby. Stěny jsou budovány na celou výšku hráze a pokud je v místě koruny hráze vedena komunikace nebo cesta, je nutné odpad v místě hráze překlenout lávkou nebo přemostit. Samotný hradící prvek je tvořen zpravidla stavidlem, jehož spodní část dosedá na dno žlabu a horní část je v úrovní hladiny normálního nadržení. Konstrukce hradícího prvku závisí na velikosti nádrže a na hloubce vody v nádrži. Často se hradící otvor musí rozdělit na několik menších polí a to zejména u větších nádrží s větší hloubkou. Na velikosti stavidla závisí i zařízení, které manipuluje se samotným stavidlem.Vzhledem k obtížnosti manipulace s uzávěry se doporučuje používání otevřených výpustí při hloubce vody v nádrži do 4m. Trubní výpusti odvádějí vodu z nádrže potrubím. Konstrukce trubních výpustí je tvořena několika částmi, mezi něž patří vlastní uzávěr, česlová stěna a v případě nutnosti rovněž zařízení pro utlumení energie vytékající vody pod hrází. Uzávěr se umísťuje zpravidla na návodní stěnu hráze. V ojedinělých případech se uzávěr umísťuje na vzdušnou stranu hráze což má svoje výhody i nevýhody. Mezi výhody patří možnost bezproblémové revize uzávěru a případnou možnost jeho opravy a mezi nevýhody patří nutnost robusní konstrukce z důvodu stálého tlaku vody z nádrže. Podle typu uzavíracího mechanizmu můžeme rozdělit trubní výpusti na lopatkové, čepové, šoupátkové, stavidlové uzávěry a plochá kanalizační šoupátka či požeráky. Nejčastěji používaným typem trubní výpusti je požerák. Vlastní požerák je tvořen skříňovou konstrukcí a dlužovou stěnou, která tvoří uzávěr. Skříňová konstrukce je zpravidla vytvořena z železobetonu, dřeva nebo oceli. Uzávěr u požerákových výpustí je tvořen dlužovou stěnou. Dluže jsou dřevěné fošny, které se volně zasouvají do ocelových drážek upevněných na vnitřní straně šachty požeráku. Trubní požerákové výpustě se podle konstrukce a uspořádání jednotlivých dlužových stěn mohou dělit na: Otevřené požeráky s jednoduchou dlužovou stěnou. Tento typ umožňuje vypouštění vody výhradně z hladiny. Otevřené požeráky s dvěma dlužovými stěnami, kdy tato konstrukce umožnuje odběr vody z hladiny i ode dna. Pokud se voda odebírá ode dna, tak v dolní části dlužové stěny je umístěno česlo, které se nejčastěji zasunuje místo nejspodnějšího dílu dlužové stěny. Voda pak stoupá mezi dlužovými stěnami a přepadá přes horní hranu vnitřní dlužové stěny. V případě potřeby se česlovový díl může nahradit dlužemi 31
a voda se tak může odebírat s hladiny odendáním vrchních dluží obou stěn. To se může používat v případě nedostatečného přítoku vody do hráze a zbytečně vysokých ztrát, způsobených průsakem vody mezi jednotlivými dlužemi. Prostor se pak mezi jednotlivými dlužovými stěnami vyplňuje těsnícím materiálem jako je jíl nebo popel. Podobný účel má pak i použití trojité dlužové stěny s otevřeným požerákem. Polouzavřený a uzavřený požerák je tvořen uzavřeným rámem resp. skříňovou konstrukcí, která je uzavřená v celé její výšce. Vyjímku tvoří vtokový otvor v dolní části konstrukce. Ten je chráněn česlovou stěnou. Uzavírací zařízení je tvořeno jednou nebo více dlužovými stěnami, plochým kanalizačním šoupátkem či stavidlovým uzávěrem. Voda z požeráku se následně odvádí odpadním potrubím ven z nádrže. Odpadní potrubí by mělo být navrženo tak, aby provedlo i největší možný průtok beztlakově. Beztlakový průchod vody potrubím lze zajisti dvěma způsoby. Buď dostatečně velkým průměrem odpadní roury nebo použitím technické úpravy (zmenšením průtočného profilu vtoku do odpadního potrubí). Odpadní potrubí je po celé své délce namáháno proměnným tlakem násypu hráze a proto je nutno potrubí zabezpečit před popraskáním a při nepoužití ocelového potrubí pak spoje před případným posunem. Proto se před položením odpadního potrubí na dně jámy vybuduje podkladní deska z betonu, která slouží jednak k vyrovnání nerovností základové spáry a jednak vytváří podklad pro uložení potrubí v potřebném sklonu. Následně položené potrubí se vybetonuje po celé délce, přičemž boční stěny vybetonování jsou mírně skloněné. To zajistí lepší napojení zeminy a betonu při hutnění hráze. Je možné použít tzv. jílové mléko pro lepší styk betonu se zeminou. Dalším důležitým konstrukčním prvkem je vlastní spoj šachty výpusti s odpadním potrubím. Jelikož v důsledku rozdílného sesedání obou konstrukcí dochází k jejich mírným pohybům, je nutné tento spoj vytvořit co možná nejpružnější, aby nedošlo k popraskání spoje a následnému vzniku průsakových drah. Pružnost napojení u betonových požeráků s ocelovým popř. železobetonovým či betonovým odpadním potrubím se zabezpečuje oddělením obou částí dilatační spárou, která je zatěsněna pružnou hmotou. Ta musí být vlhkostně nedegradující a se stálou pružností. Pro vypouštění hygienických odtoků je nutné nádrž vybavit dvěma výpustmi, z nichž jedna umožní citlivou regulaci průtoků nebo speciálním výpustným zařízením s přiměřenou kapacitou. Tímto zařízením může být např. samostatná výpust, odbočka ze spodní výpusti před uzávěrem či úprava dluží v požeráku.
7.5. Bezpečnostní přeliv Bezpečnostní přeliv slouží k ochraně nádrží před nebezpečnými účinky povodní a proto je nutné bezpečnostní přeliv navrhovat u všech průtočných nádrží. Toto pravidlo samozřejmě platí i u navrhované nádrže. Pokud by se navrhovala nádrž neprůtočná, nechal by se maximální průtok regulovat nápustným zařízením. Bezpečnostní přeliv chrání nádrž, zejména hráz před přelitím a následně údolí pod nádrží před možnými škodami, které by mohly vzniknout přelitím nebo protržením hráze. 32
Bezpečnostní přelivy u malých vodních nádrží mají být nehrazené, protože nevyžadují obsluhu při průchodu povodňové vlny. Rovněž se nepočítá se snížením kulminačního průtoku odtokem vody výpustí nebo odběrnými objekty. Není vhodné používat přeliv a odpady od přelivů, protože zpravidla jsou navrhovány tak, že by v případě průtoku povodňové vlny mohlo dojít k ucpání plovoucími předměty. Rovněž by mohlo dojít k zahlcení při překročení průtoků na něž jsou dimenzovány a tak by došlo k tlakovému průtoku, který je nepřípustný. Hrazený přeliv je možno použít pouze u nádrží se stálou obsluhou a proto je u navrhované nádrže nepřípustný. Dalším pravidlem je, že v bezprostřední blízkosti přelivu se nesmějí vyskytovat zařízení, která by mohla ohrozit jeho funkci či snížit jeho kapacitu. Bezpečnostní přelivy se navrhují na bezpečné provedení návrhového kulminačního průtoku, který je pro malé vodní nádrže dán hodnotou Q100. Ve výjimečných případech se může zvolit průtok menší a to např. Q50, ale nejméně však Q20. U námi navrhované nádrže se však se snížením nepočítá. Návrh typu, materiálu a umístění bezpečnostního přelivu vychází z výpočtu rozměrů přelivu, tj.délky přílivové hrany a výšky přepadového paprsku při průchodu kulminačního průtoku. Přesný výpočet zde není uveden, protože přesný návrh konstrukčního řešení tato studie neřeší. Průtok přes korunu přelivu je však dán vztahem:
Q = m* b*(2g)0,5 * h1,5
[m3*s-1]
Kde je Q…Návrhový kulminační průtok Q100 [m3*s-1] m…Součinitel přepadu b…Délka přelivné hrany [m] h…Výška přepadového paprsku [m] Výška přepadového paprsku se u malých vodních nádrží volí v rozmezí 0,3 až 0,6m. Součinitel přepadu se stanoví z hydraulické literatury dle předpokládaného tvaru tělesa bezpečnostního přelivu. Délka přelivné hrany se následně vypočítá dle vztahu: b = Q/(4,43*m*h1,5) Z kombinací výšky přepadového paprsku (hloubka retenčního prostoru) a délky přelivné hrany je možno zvolit výsledné rozměry bezpečnostního přelivu pro následný technický návrh objektu. Bezpečnostní přelivy můžeme dělit na: - Přímé, nebo-li korunové bezpečnostní přelivy. Jedním z možných řešení pro navrhovanou nádrž je postavení bezpečnostního přelivu přímého. Tento typ přelivu se umisťuje do čelní hráze nádrže. Vlastní objekt přelivu se skládá z vlastní přelivové hrany, který tvoří jednu z nejhlavnějších částí. Další je zařízení pro odvedení vody pod hráz. Tím může být například koryto nebo skluz. Energie vody, která přepadává přez přeliv se tlumí ve vývaru a odtud je voda odváděna odpadem do koryta toku od výpusti. Vlastní těleso přelivu je zpravidla vytvořeno pomocí betonové nebo kamenné jezové konstrukce, která může mít tvar lichoběžníku. Žlabový přeliv má obdélníkový
33
průtočný profil. Jeho dno je tvořeno z betonu nebo může být vytvořeno lomovým kamenem v betonu, což je více estetické. Stěny se mohou vytvořit z železobetonu a mohou se obložit rovněž lomovým kamenem. Dno přelivu je buď vodorovné nebo v podkritickém sklonu. V místě, kde přechází žlabový přeliv do skluzu je vybudován stupeň nebo změna sklonu v nadkritický. Voda je dále odváděna skluzem, který je ukončen vývarem a dále voda pokračuje do vtoku do koryta. Pokud by hráz měla sloužit pouze pro pěší, tak by bylo výhodné žlabový nebo jezový bezpečnostní přeliv postavit, ale pokud se bude počítat se zpřístupněním hráze pro vozidla z důvodu údržby či chovu ryb, tak by se tento typ přelivu musel přemostit, což by samozřejmě zvedalo náklady na realizaci stavy. Proto by bylo vhodnější užití trubního přelivu. Tyto přelivy mají v podstatě tvar trubní propustky. Přepadová hrana je tvořena v podstatě dolním okrajem odpadní roury. Odpadní roury se navrhují z železobetonových trub s takovým průměrem, aby odvedly potřebné množství vody. Za odpadovým potrubím následuje skluz s následným vývarem a odpadem do koryta pod nádrží. Tento typ přelivu má výhodu, že není nutno stavět přemostění přelivu, ale na druhou stranu nevýhoda je, že hrozí možné ucpání plovoucími předměty a následné snížení funkce přelivu. Pokud by však hráz byla vyšší než 5m, tak se použití přímého bezpečnostního přelivu nedoporučuje, je to hlavně z důvodu nebezpečí vzniku průsakových cest vlivem sesedání, rozdílné tuhosti přelivu a hráze apod. Pokud se však navrhne hráz menší než kritických pět metrů, tak stavba tohoto typu přelivu by byla jedna z nejvhodnějších. - Boční bezpečnostní přeliv.Tento typ přelivu je situován do boku nádrže, kdy přelivná hrana je téměř kolmá na osu hráze. Skládá se z přelivné hrany, která je přímá nebo mírně zakřivená podle tvaru vrstevnic, propadliště,skluzu, vývaru a odpadu, který ústí do koryta pod hrází. Výhodou tohoto typu přelivu je, že prakticky neovlivňuje kompaktnost hrázového tělesa. Rovněž není nutné přemostit skluz v případě, že je potřebná dopravně přístupná hráz. Nevýhodou je však nutnost dlouhé přelivné hrany. Tento typ přelivu je však pro navrhovanou nádrž nevhodný vzhledem k umístění nádrže. - Kaštanový bezpečnostní přeliv. Pokud by délka přelivné hrany byla příliš dlouhá pro přímý čelní přeliv, tak je možné navrhnout tento typ přelivu. Nutnou podmínkou jsou však dobré základové poměry na dně nádrže. Kaštanový přeliv se skládá z tělesa vlastního přelivu. Ten tvoří jezové těleso se stěnami svislými nebo ve sklonu 5:1 až 10:1. Korunu přelivu je z hydrologických důvodů vhodné zaoblit. Přelivná hrana je z půdorysu tvořena lomenou čarou, půlkružnicí,křivkou nebo kombinací kružnice a přímky. Dno propadliště je zpravidla v úrovni dna nádrže a lze jej vytvořit pomocí betonové nebo železobetonové desky nebo lomovým kamenem v betonu. Pokud je dno propadliště v úrovni dna nádrže, je jeho hloubka vždy dostatečná pro zajištění dokonalého přepadu přes všech průtocích. Z propadliště odtéká voda odpadem do koryta pod hráz. Odpad může být tvořen otevřeným žlabem. Pokud se přistoupí ke stavbě tohoto typu odpadu a přitom hráz má zůstat přístupná pro vozidla, tak bude nutné žlab přemostit. Tento problém odpadá při použití uzavřených profilů jako např. betonového či ocelového potrubí nebo železobetonových prefabrikátů. Zde je však nutné zajistit dostatečný průměr pro beztlaký průtok povodňové vlny. Dle nutnosti se při vyústění odpadu do koryta pod hrází vybuduje vývar.
34
U kašatnových přelivů je rovněž velikým problémem promrzání zdí podél skluzu, protože navázání objektu do násypu hráze je oboustranné. Kombinovaný přeliv. Tento přeliv spojuje několik funkcí v jednom objektu. Jedná se zpravidla o funkci bezpečnostního přelivu, který je často tvořen kaštanovým přelivem a požerákové výpusti. Další typy bezpečnostních přelivů jako je šachtový bezpečnostní přeliv se u staveb malých vodních nádrží používají jen velice omezeně a u navrhované nádrže se s jejich stavbou nepočítá. Možnou stavbou je u naší nádrže nouzový speciální přeliv. Účelem tohoto přelivu je snížení zatížení hlavního přelivu v době kulminace povodňové vlny a to většinou po relativně krátkou dobu. Jeho přelivná hrana se zpravidla umísťuje výše než hrana hlavního přelivu. Tento druh přelivu se většinou nenavrhuje předem a tvoří se dodatečně často až v průběhu povodně. Je vhodné mít připraveny technické podklady pro vytvoření tohoto nouzového přelivu, aby byl v případě potřeby vytvořen a došlo tak k zabránění ve škodách na hrázi či jiných zařízeních. Jelikož však povodí navrhované nádrže není veliké a případná povodňová vlna by neměla být silného rázu, tak návrh či stavba nouzového speciálního přelivu není nutná.
35
8. Řešení u navrhované nádrže Podle zřizovatele, kterým je Obecný úřad v Dolních Kralovicích, by měla navrhovaná nádrž kombinovat jednotlivé funkce. Hlavní funkcí by mělo být vytvoření rekreační nádrže s vedlejšími funkcemi retenčními a rybochovnými. Retenční funkce navrhované nádrže je v našem případě spíše symbolická, protože možnost zadržení povodňové vlny nebo její části a transformace této povodňové vlny v retenčním prostoru nádrže je vzhledem k malému objemu minimální. Toto platí i při relativně malé ploše povodí u kterého reguluje odtok navrhovaná malá vodní nádrž. Nárazové srážky mohou mnohonásobně převýšit retenční schopnost nádrže. Vzhledem k návrhu umístění navrhované nádrže v terénu se počítá s typem potoční nádrže průtočné s čelní hrází. V souvislosti s úpravami terénu a stavbou hráze by se pak jednalo o kombinaci údolního a zahloubeného typu nádrže. Přičemž potok by se přehradil na místě kde je nejvhodněji zaříznutý do údolí. Hloubka a plošný rozsah nádrže by se umocnil zahloubením dna nádrže do terénu. Pokud materiál z prostoru hráze bude vyhovovat požadavkům mělo by se v našem případě přistoupit k tvorbě homogenní nádrže. Tato varianta přichází rovněž v úvahu v případě, že se v blízkosti navrhované nádrže bude vyskytovat materiál požadovaných vlastností a bude umožněna její těžba a použití. ČSN 75 2410 doporučuje navrhovat homogenní hráze do 6m výšky. Toto kritérium by mělo být u navrhované nádrže splněno. Pokud nebude vytěžený materiál vhodný pro stavbu homogenní hráze a v blízkosti se nebude nacházet jiný vhodný a dostupný zdroj materiálu, tak se přistoupí k tvorbě nehomogenní hráze. U navrhované nádrže by bylo asi nejvhodnější, postavit výpustné zařízení trubní s požerákovým uzavíracím mechanizmem. V našem případě by se jednalo o otevřený požerák se dvěma dlužovými stěnami, jelikož se nepředpokládá, že by hloubka nádrže měla přesáhnout 4m. Pokud by hrazená hladina překročila tuto hloubku, měl by se postavit požerák s kanalizačním šoupátkem nebo kombinace dlužové stěny a kanalizačního šoupátka či stavidla. Typ otevřeného požeráku s dvěma dlužovými stěnami je použit u několika nádrží v okolí Dolních Kralovic. Jelikož jsou s tímto typem dobré provozní zkušenosti, tak by měl být užit i v našem případě. Uzávěr se umístí na návodní stěnu. Dlužová stěna by se vytvořila z dřevěných fošen o výšce do dvaceti centimetrů. Pokud by se měy ovládat ručně, což se nejspíše předpokládá, tak by jejich délka neměla překročit šedesát centimetrů. Přístup na korunu požeráku by se umožnil postavením ocelové lávky se zábradlím a požeráková výpusť by se před nežádoucí manipulací zajistila uzamykatelným poklopem. Pro dopravu odpadní vody z nádrže lze doporučit použití odpadních trub betonových, železobetonových nebo ocelových. Ty odpadní roury patří v dnešní době k nejpoužívanějším a nejsnáze dostupným. Každý druh potrubí má svoje výhody i nevýhody. Výhoda ocelového potrubí spočívá v tom, že je vyrobeno na celou délku beze spojů. Právě spoje mohou být místem případné poruchy či průsaku vody tělem hráze. Naopak nevýhodou ocelového potrubí je nutnost použití těžké mechanizace, což zpravidla vede k nutnosti stavby provizorní panelové vozovky. Pokud by se provizorní vozovka k místu navrhované nádrže stavěla i z jiných důvodů, tak by bylo vhodné tento
36
druh odpadního potrubí použít. Avšak stavba provizorní přístupové komunikace jen z důvodu umístění odpadního potrubí by byla neekonomická. Jinou alternativou pro použití ocelového potrubí je odpadní potrubí z betonových nebo železobetonových trub. Toto potrubí má však nevýhodu v tom, že při konstrukční délce 2m je nutné ho napojovat. Spoje pak mohou být kritická místa pro poruchy či průsaky vody. Výhoda použití těchto trub spočívá v možnosti užití např. rypadla při pokládce na určené místo. Pro řešení bezpečnostního typu přelivu, pokud by to základové poměry dna dovolovaly, by byl nejvhodnějším typem kaštanový bezpečnostní přeliv. Pokud by však materiál dna nevyhovoval kritériím pro stavbu tohoto typu, tak lze použít některý z výše uvedených typů bezpečnostního přelivu.
37
9. Vegetační doprovod Vegetační doprovod vodních toků a nádrží je jedním ze stavebních kamenů územních systémů ekologické stability. Je součástí ekologicky vyvážené krajiny, jednou z forem rozptýlené zeleně rostoucí mimo účelné lesní komplexy (Krajinné Inženýrství, 1998). U navrhované studie se počítá s tím, že všechny stromy, které zabraňují ve výstavbě nebo přímo mohou ohrozit nebo významně omezit funkci navrhované nádrže se trvale odstraní. Tím však zmizí podstatná část vegetačního doprovodu podél toku, který se musí bezpodmínečně nahradit, aby nebyl narušen krajinný ráz a ekologická stabilita v okolí nádrže a toku. V případě ekologické stability jde o základní funkci vegetačního doprovodu vodních toků a nádrží, ale vegetační doprovod má mnohem více funkcí. Mezi základní funkce patří: Funkce protiabrazní…tato funkce je dána tím, že kořeny vegetace, která roste na okrajích vod, prorůstají skrz půdní profil a tím značně zpevňují celý břeh. Kořeny rostlin zasahují i do oblasti trvalého zatopení a tím poskytují útočistě pro vodní faunu. Hlavním účelem je však celkové zpevnění břehových partií. Tím se zvyšuje odolnost břehu proti vlnobití, nepříznivými účinky ledu či tlumí nápor proudící vody a to i vody, která přitéká z okolních prostor do nádrže nebo vodního toku. Funkce protideflační…tato funkce zaručuje částečnou ochranu nádrže před nevhodným materiálem transportovaným z okolních prostor větrem a tím zanášení nádrže nečistotami jako je prach, pyl atd. Funkce estetická…v našem případě jde o velmi důležitou funkci, protože vegetační doprovod je významný krajinotvorný prvek. Jelikož část stávající vegetace bude stavbou zničena, bude nutné ji opětovně vysázet a vychovat. Jelikož se počítá s tím, že nádrž bude mít výraznou rekreační funkci, tak rovněž vhodná vegetace podél přítoku a samotné nádrže je velmi důležitá a výrazně umocní potenciál rekreační funkce nádrže. Funkce podporující faunu…jde o funkci přirozeného biokoridoru mezi jednotlivými biocentry, které jsem navrhoval. Migrační cesty mohou vést jednak vegetací doprovázející vlastní nádrž a tok, ale i samotným tokem a nádrží, kdy břehové porosty mohou svým kořenovým systémem zajišťovat dostatečný kryt pro migrující faunu. Vlastní porost se pak může stát trvalou základnou pro živočichy. Funkce ovlivňující kvalitu vody…kořeny, které zasahují do toku nebo do nádrže se významně podílejí na samočistící schopnosti vod spolu s organismy, kterým poskytují ochranu. Tato funkce je v našem případě velice důležitá, protože voda, která protéká navrhovanou nádrží se následně dostává do nádrže Želivka, která je významným vodním zdrojem a požadavky na kvalitu vody jsou velmi vysoké. Před samotnou výstavbou nádrže je nutné zhodnotit jaké dopady bude mít stavba na stávající vegetaci. Které stromy a keře budou odstraněny při samotné stavbě nebo při před-stavebních úpravách. V součinnosti s tímto hodnocením se zhodnotí i stávající porost v blízkém okolí toku a navrhované nádrže a navrhnou se změny, které
38
ekologicky a esteticky podpoří ráz krajiny v okolí nádrže resp. v celém povodí. Toto hodnocení by bylo vhodné provést v součinnosti se zainteresovanými orgány, jako je agentura životního prostředí, zástupci referátu životního prostředí či představitelů ekologických a jiných organizací. V součinnosti s těmito organizacemi by bylo vhodné navrhnout vhodné předběžné řešení vegetačního doprovodu, jelikož vegetační doprovod toku je jedním ze zásadních hledisek návrhu koncepce stavby navrhované malé vodní nádrže. Je stejně důležitý jako samotná nádrž a její zařízení, protože značně podtrhuje její činnost a funkci. Důležité je navrhnout vhodné dřeviny, jenž vytvoří na břehu vegetační společenstva, které svou druhovou skladbou nejlépe odpovídá stanovištním podmínkám. Zastoupení jednotlivých dřevin v porostu by mělo být přibližně stejné tomu, jaké by v těchto podmínkách vzniklo přirozeným vývojem. Proto se snažíme navrhnout především autochtoní dřeviny. Výsadba krajinářsky nevhodných dřevin by mohla působit v okolí nádrže značně rušivě. Samozřejmě je však nutné přihlédnout k její budoucí funkci. Součástí návrhu by mělo být také jednotlivé rozmístění dřevin, aby se vzájemně dobře doplňovaly a plnily své funkce na nejvyšší možnou úroveň. Při dlouhodobém ponechání plochy ladem může dojít kolem nádrže k rozšíření nevhodných a plevelnatých rostlinných druhů, které rychle osidlují neobhospodařované plochy. V obecných hlediscích návrhu můžeme doporučit několik obecných zásad pro řešení vegetačního doprovodu toku a hlavně nádrže. V prvé řadě je nutné posoudit stav vegetace, která zůstala v okolí nádrže a nejbližším okolí. Předpokladem je, aby se při realizaci stavby poškodilo či odstranilo co možná nejméně vegetace, aby se mohly některé vhodné a zdravé stromy ponechat dalšímu vývoji, popřípadě napomoci k vývoji nově vysázených dřevin. Dřeviny, které zůstanou vhodně rozmístěné po ploše, mohou rovněž značně podpořit přirozenou obnovu vegetačního doprovodu nádrže. Předpokladem je, že dřeviny budou nejen v dobrém zdravotním stavu, ale také vhodného druhu a kvality. Přestárlé, proschlé a nevhodné dřeviny, stejně jako vývraty, je nutno bezpodmínečně odstranit ještě před zahájením výsadby nově navržených dřevin, aby následně nepoškodily nové sazenice. U nádrží je nutno rozlišovat porosty břehové a vegetaci na hrázi. Vegetace na hrázi je podle stavebního zákona a souvisejících předpisů funkčním objektem.
9.1.Vegetace podél břehů Po napuštění nádrže dochází v místech styku s vodní hladinou ke značným morfologickým změnám. Vlivem obrazních procesů dochází k přetváření pobřeží a to zejména v eulitorálním pásmu. Proto je naší snahou co nejvíce ochránit břehy nádrže před abrazí. Pobřeží nádrže můžeme rozčlenit vzhledem k ovlivnění vodou nádrže na tato pásma: Profundální pásmo…je to trvale zatopená část břehů. Je osídlena vodními rostlinami volně plavoucími i ponořenými. Tyto rostliny mohou, ale rovněž nemusí, být zakořeněné na dně.
39
Sublitirální pásmo…jde o část břehů, která je zatápěna. Toto pásmo je často nazýváno zónou rákosin. Někdy toto pásmo zahrnuje rovněž pásmo profundální a je s ním spojeno. Eulitorální pásmo…toto pásmo je ovlivněno častými výkyvy úrovně hladiny. Voda se tu pohybuje od své obvyklé hladiny až po hladinu maximální. Supralitorální pásmo…je to pásmo, které již leží nad maximální úrovní hladiny. V místech, která jsou silně ohrožena obrazí je bezpodmínečně nutné co nejdříve zajistit jejich umělou stabilizaci. Jedním z nejvhodnějších způsobů je použití biotechnických způsobů zpevňování, za přímého využití zpevňujícího účinku kořenových systémů břehové vegetace. Při umělém zakládání nové břehové vegetace je však nutné vzít v potaz změny v mikroklimatu a půdních poměrech, které vznikly v důsledku nově vybudované nádrže. V sublitorálním pásmu můžeme použít rostliny jako např. rákos obecný (Phragmites communis), puškvorec obecný (Acorus calamus) nebo chrastice rákosovitá (Baldingera arundinacea). Tyto rostliny je však nutné rozšiřovat tam, kde to nebude působit rušivě při plnění rekreační funkce nádrže. Měly by se vyskytovat především u přítoku či v místech, kde se nepředpokládá vstup případných rekreantů do vody. Eulitorální pásmo je také často nazýváno pásmem měkkých dřevin. Proto se v místech v rozmezí od nejčastější hladiny zásobního prostoru až po kótu maximální hladiny nejvíce doporučují vysazovat především keřové vrbové porosty. Břehové porosty v eulitorálním pásmu jsou jedním z nejúčinnějších vegetačních způsobů ochrany břehů proti abrazi. Mezi vhodné druhy vrb můžeme zařadit např. vrbu trojmužnou (Salix triandra), vrbu košíkářskou (Salix viminalis), vrbu říční (Salix fluvialis) nebo vrbu nachovou (Salix purpurea). Na tato místa nejsou obecně doporučované stromy jako jsou například topoly, olše, ale ani druhy stromových vrb jako je vrba křehká (Salix fragilis) nebo vrba bílá (Salix alba). Za pásmem vrb je vhodné nechat luční pás a na něj pak navázat vhodný doprovodný porost. V supralitorálním pásmu, které leží za lučním pásem je oblast doprovodných porostů. Je to oblast, která není zaplavovaná a leží nad maximální hladinou. Zde se nejčastěji vysazují tvrdé dřeviny. Pokud není vhodné množství listí, které padá z listnatých dřevin, lze do této oblasti vysazovat dřeviny jehličnaté. Z hlediska estetického a funkčního potenciálu není vhodné porosty přehustit. Je nutné dbát na jejich pravidelný rozestup a pokud vzniknou větší mezery, tak je vhodné tyto mezery doplnit nějakými druhy keřů nebo solitery. Avšak není vhodné vytvořit alejové schéma porostu. Je nutné dbát na to, aby se vytvořil dvouetážový porost s využitím keřového patra. Základem jsou však stromy, které dosahují výšky 20 a více metrů. Stromy musí být oporou nejen v krajinotvorné činnosti, ale rovněž musí poskytovat stín případným rekreantům, se kterými se u navrhované nádrže počítá. Druhově je vhodné zvolit dřeviny pokud možno původní pro tuto oblast a esteticky vhodné. Pro oblast naší navrhované nádrže lze doporučit dřeviny jakou jsou např. lípa srdčirá (Tilia cordata), olše lepkavá (Alnus glutinosa), dub letní (Quercus robur),vrba bílá (Salix alba) aj. Z keřového patra lze doporučit např. řešetlák počistivý (Rhamnus catharticus), krušina olšová (Frangula Alnus), kalina obecná (Viburnum opulus) aj.
40
9.2. Vegetace na hrázi malé vodní nádrže Dle zákona, správce vodního díla může rozhodovat o dřevinách na hrázi a to bez jakéhokoliv vyjádření orgánu ochrany přírody. To je velikou výhodou, která usnadňuje rozhodování o tom, co se bude na hrázi vyskytovat a případně jak se bude vegetace obhospodařovat. Možností na zkulturnění hráze navrhované nádrže pomocí vegetace je několik. Jedním z možných způsobů řešení je výsadba stromů v kombinaci s vhodným keřovým patrem. Všeobecně je známo, že zdravé a hluboko kořenící stromy na hrázích mají význačnou krajinotvornou, estetickou a přírodní hodnotu. Výběr dřevin však musí být velice pečlivý, protože špatně vybrané stromy, či keře můžou hráz výrazně poškozovat. Dřeviny, pokud jsou správného druhu, dobře rozmístěné a udržované mají však na hrázi mnoho důležitých příznivých funkcí. Nejdůležitější funkcí vegetačního doprovodu na hrázovém tělese je ochrana návodního svahu proti abrazi a celkové zpevnění hrázového tělesa pomocí kořenového systému. Je však nutné brát v potaz i skutečnost, že stromy mohou na druhou stranu porušovat opevnění a stabilitu hráze. Jedním z nebezpečí je to, že podél kořenů stromů mohou vznikat průsakové cesty a následného nebezpečí destabilizace hráze. Dřeviny také mohou omezovat funkci některých objektů nádrže, proto se doporučuje vysazovat porosty v dostatečné vzdálenosti od funkčních objektů. Je třeba udržovat stromy v dobrém zdravotním stavu. Pravidelně je ošetřovat a dbát na to, aby zde nebyly vysazeny mělce kořenící jedinci. Pokud by totiž došlo k jejich vývratu, mohlo by následně dojít k porušení stability a nepropustnosti hráze. To samozřejmě platí hlavně pro stromy velkých rozměrů. Jelikož půjde o jedince, kteří nebudou pod skupinovou ochranou, je třeba dbát na to, aby to byly druhy, které se vyznačují odolností proti vyvrácení větrem. Kritéria kvality kořenového systému a odolnosti proti bořivému větru splňuje několik dřevin, které jsou zároveň i estetické a proto vhodné na hráz navrhované nádrže. Snahou bylo vybrat i stromy necizokrajné a vhodné pro stanoviště do 800m n.m. Je to například dub letní (Quercus robur),lípa malolistá (Tilia cordata), javor babyka (Acer campestre), lípa velkolistá (Tilia platyphyllos), javor mléč (Acer platanoides), jilm vaz (Ulmus leavis) aj. V obecné rovině je nutno dodat, že k výsadbě nových dřevin používáme jen zdravých, vitálních sazenic, které mají předepsané parametry (druh dřeviny, stáří sazenice, minimální výška odrostků atd.). Nově zasazené sazenice vždy pravidelně kontrolujeme a v případě potřeby je zaléváme. Pro lepší růst opatřujeme sazenice dřevěnými kůly a v případě potřeby je rovněž chráníme proti okusu zvěří, buď nátěrem nebo mechanickou ochranou. Nelze rovněž opomenout provádění výchovných řezů a probírku porostů. Výsadba na břehy by měla být individuální s ohledem na budoucí funkce nádrže a na hráz by se měla vysázet jedna nebo dvě řady vybraných dřevin. Stromy je možné kombinovat s vhodnými keři, ale na hrázovém objektu se s touto možností nepočítá. Dalším z možných řešení je zatravnění celého tělesa hráze. Co se týče opevnění vzdušného i návodního svahu nad dosahem vlnobití, tak travní nebo jetelotravní porost je jedním z nejlepších řešení. Samozřejmě je podmínkou, že na hrázi nebudou jezdit trvale motorová vozidla, což se u navrhované nádrže nepředpokládá. Vlastní zatravnění 41
zabraňuje účinku přímého dopadu deště na půdu. Také výrazně zpomaluje povrchový odtok a brání erozi půdy nehlubokým, ale rozsáhlým hustým kořenovým systémem. Další výhodou je, že umožňuje bezproblémovou kontrolu celého tělesa hráze. Zbarvení trávy či výskyt určitých druhů trav dokonce napomáhá k určování průsaků hráze. Výsadba rostlinné vegetace ihned po provedení stavby nádrže je velice důležitá, protože se tím předurčuje dřevinná a bylinná skladba v okolí nádrže. Z estetického hlediska lze doporučit výsadbu rákosu obecného (Phragmites communis ) a to v místech přítoku a místech nepřístupných pro rekreanty. Rákos se nemusí vysazovat nahusto, protože se sám bez problémů rozšíří. Nebezpečí jeho bujného rozšíření do míst, kde není vhodný, by bylo pak nutné eliminovat pravidelným odstraňováním. V eulitorálním pásmu je možné doporučit výsadbu vrby košíkářské (Salix viminalis) a to v pravidelných asi 10 metrových rozestupech, čímž by se v budoucnu dosáhlo nejen příjemného vzhledu nádrže, ale v případě pravidelné údržby rovněž zdroje kvalitního proutí. Výsadbu lze provést pomocí kvalitních vegetativních řízků vrby, protože jsou nejen snadno dostupné, ale také se snadno ujímají. Do supralitorálního pásu lze doporučit výsadbu stromové vrby (Salix alba) v kombinaci s lípou srdčitou (Tilia cordata). Rozestupy by byli asi 10m. Budoucím rekreantům by měly tyto stromy poskytovat úkryt před sluncem a esteticky by měly zvýraznit vzhled nádrže. Jako sazenice by byly nejvhodnější kvalitní poloodrostky. Na hráz by bylo vhodné zvolit kombinaci dřevin se zatravněním. Kombinace javoru a lípy je velice vhodná a estetická. Rozestupy by měly být asi 5m a opět by bylo dobré vysazovat kvalitní poloodrostky. Výsadba by měla proběhnout ve dvou řadách a to tak, aby prostřední pás hráze zůstal volný pro průjezd vozidel. Jako podrost by bylo dobré vysít kvalitní směs travin a pravidelně ji udržovat sečením na nízký drn.
42
10. Metodika Při řešení této studie bylo hlavním cílem shromáždění a vyhodnocení potřebných a dostupných informací o stanovištních poměrech, současném stavu a využívání řešeného území. Metodicky bylo použito mapových a textových podkladů vztahující se k řešené lokalitě, které byly získány především na Obecním úřadě Dolní Kralovice, Městském úřadě Vlašim, Oddělení životního prostředí, Českém hydrometeorologickém ústavu v Praze a na jednotlivých ústavech Mendlovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně. Neméně důležitou součástí práce byl samotný průzkum v terénu, který byl, díky příznivému počasí, prováděn v měsících září 2006 až únor 2007. Tento průzkum se stal důležitým zdrojem informací o současném stavu vlastního toku a povodí.
43
11. Diskuze Cíl studie prokázal, že možnost výstavby malé vodní nádrže ve vybrané lokalitě je reálná. Na základě získaných poznatků je možné doporučit jednotlivá možná řešení pro navrhovanou nádrž. Po nastudování jednotlivých podkladů by umístění nádrže v navrhovaném místě bylo velice vhodné. Nádrž by měla veliký přínos jak pro okolní krajinu a přírodu, tak pro obyvatelstvo, které žije v blízkosti nádrže. Zvýšil by se rekreační potenciál mikroregionu a také diverzita krajiny. Biota v okolí nádrže je pestrá a málo ovlivněná činností člověka. Některé okolní plochy jsou sice intenzivně zemědělsky obhospodařované, ale s výrazným omezením vzhledem k umístění ve druhém ochranném vodohospodářské pásmu. Zřizovatel, kterým je Obec Dolní Kralovice, disponuje potřebnými finančními prostředky pro stavbu nádrže. Proto jediným problémem pro realizaci stavby mohou být problémy spojené se samotnou stavbou jednotlivých objektů nádrže. Problémů může být hned několik. Jedním z nich je vysoká propustnost dna nádrže, která by vedla k únikům vody z nádrže. Tyto úniky by se nechaly eliminovat pomocí některých technologických postupů, ale to by si vyžádalo vysoké nadstandartní výdaje, které by natolik prodražily stavbu, že by se od její realizace nejspíše upustilo. Dalším z diskutabilních problémů je dostatečná dodávka vody do nádrže. Ačkoliv přítok, který napájí samotnou navrhovanou nádrž je poměrně silný, tak relativně malá plocha povodí nezaručuje dostatečnou dodávku vody z dešťových srážek. V obdobých sucha, kdy přítok zeslábne by mohlo dojít k nedostatečnému zásobení nádrže vodou a tím i ke snížení kvality vody v nádrži. Dopravní dostupnost nádrže od nejbližší zpevněné komunikace je dobrá a použití nestandartní techniky při stavbě se nepředpokládá.
44
12. Závěr Tato studie se zabývá posouzením podmínek na výstavbu malé vodní nádrže v katastrálním území Zahrádčic. Snahou bylo popsat stávající podmínky ve vlastním povodí i širší územní vztahy. Studovány byly obecné klimatické, hydrologické, pedologické a antropogení poměry. Cílem bylo rovněž naznačit možná technická řešení nádrže a objektů, která jsou s nádrží spjaty. Možné technické řešení je zde pouze naznačeno, stejně jako doporučené řešení. Složitější hydrologické, klimatické a technické výpočty zde nejsou zahrnuty, protože přesné umístění nádrže není ještě úplně rozhodnuto a naší snahou je pouze posoudit rámcový charakter povodí a možné technické řešení nádrže. Nádrž v tomto prostoru by byla vhodná ke stavbě hlavně z důvodů socioekologických a estetických. Ostatní funkce nádrže (rybochovná, retenční, apod.) budou spíše podružné. Povodí toku se jeví jako velice vhodné pro výstavbu nádrže s převážnou rekreační funkcí.To podtrhuje i biota, která je v okolí toku a navrhované nádrže značně rozmanitá a zachovalá. Povodí je málo ovlivněno přímou lidskou činností a pokud k ovlivnění došlo, tak pouze v omezené míře, která neměla vliv na čistotu a kvalitu krajiny v povodí a blízkém okolí navrhované nádrže. Pramen a celý přítok nádrže se jeví jako silný a čistý a proto zásobování nádrže by mělo být bezproblémové v průběhu celého roku. Součástí je rovněž popsání rámcových představebních příprav, včetně úpravy dna nádrže a nejbližšího okolí. Dále zde bylo popsáno několik nejčastějších technických řešení hrází a funkčních objektů. Byly popsány jejich funkce a možné výhody a nevýhody. Následně bylo doporučeno některé z jejich řešení s ohledem na stávající požadavky zadavatele a jednotlivá specifika terénu. V návrhu je rovněž uveden návrh vegetačního doprovodu nádrže s popisy vhodných dřevin a jejich doporučení k umístění do bezprostředního či blízkého okolí nádrže. V přílohách je k textové části přiložena fotodokumentace, která má přiblížit současný stav v okolí toku, tok samotný a prostor pro umístění navrhované malé vodní nádrže.
45
13. Summary This bachelor´s work presents conditions of construction of small water reservoir, which is planned in catastral territory of Zahrádčice. This area is located near Dolní Kralovice in the middle of Bohemian region. The number of drainage area is 1-09-020980. The main function of this newly-formed small water reservoir will be recreational, but it could be used other ways too. It was studied all drainage area in term of geological, hydrological, anthropological, ecological and climatic. In this work was also indicated technical solutions of basin and more difficult calculations are not included. It was described advantages and disadvantages individual technical objects. It was used available maps, books, studies etc. For the elaboration of this work was made land survey in described area. It was described active and inactive part of nature. Tendency of this work was suggestion of shore vegetation too. The location, where this small water reservoir is planned, is very suitable, because the surrounding nature is not damaged and well-preserved.
46
14. Přehled použité literatury CULEK, M., 1995: Biogeografické členění ČR, Enigma Praha, 348 s. CULEK, M. A KOL., 2005: Biogeografické členění České Republiky II. díl, AOPK ČR, Praha, 590 s. DEMEK, J., QUITT, E.:Fyzickogeografické regiony ČSR, GÚ ČSAV Brno, 1 : 500 000 ČESKÝ ÚŘAD ZEMĚMĚŘISKÝ A KATASTRALNÍ, 1994: Základní Vodohospodářská mapa ČR, 1:50 000, 23-12 Ledeč nad Sázavou ČESKÝ ÚŘAD ZEMĚMĚŘISKÝ A KATASTRALNÍ 1994: Geologická mapa ČR, 1:50 000, 23-12 Ledeč nad Sázavou KOLEKTIV AUTORŮ, 1961: Podnebí ČSSR tabulky, HMÚ Paha, 379 s. KURPELOVÁ, M., COUFAL, L., ČULÍK, J.: Agroklimatické podmínky ČSSR 1931 - 1960 MÍCHAL, I., 1992: Ekologická stabilita, Veronica Brno, 276 s. NEUHÄUSLOVÁ, Z. a kolektiv, 2001: Mapa potenciální přirozené vegetace České Republiky – Textová část, Academia Praha, 344str. 1. vydání NEUHÄUSLOVÁ, Z., MORAVEC, J., 1997: Mapa potenciální přirozené vegetace České republiky, Kartografie Praha a.s., 1 : 500 000 QUITT, E., 1971: Klimatické oblasti Československa, ČSAV – GU Brno, Studia geographica č. 16, 74s. SYNKOVÁ, J., ZLATUŠKA, K., 2003: Malé vodní nádrže : cvičení, 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 51 s. ŠLEZINGR, M., ÚRADNÍČEK, L., 2002: Vegetační doprovod vodních toků a nádrží, Akademické nakladatelství Cerm s.r.o., Brno, vydání druhé, 132str. TLAPÁK, V., HERYNEK, J., 2002: Malé vodní nádrže, 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita,. 198 s. VRÁNA K., DOSTÁL T., ZUNA J., KENDER J.: Krajinné inženýrství, 1. vyd., Praha 1998, 200 s. VRÁNA, K. ed., 2004: revitalizace malých vodních toků, Consult Praha, 60 s ČSN 75 24 10: Malé vodní nádrže, 1997 http://www.geology.cz/ http://www.uhul.cz/
47
