OPTIMALIZACE DOPRAVNÍ SÍTĚ VYBRANÉHO LESNÍHO CELKU

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta

Ústav zahradnické techniky

OPTIMALIZACE DOPRAVNÍ SÍTĚ VYBRANÉHO LESNÍHO CELKU Bakalářská práce

Akademický rok: 2007/2008

Petr Pelikán

ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Optimalizace dopravní sítě vybraného lesního celku“ zpracoval samostatně a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb. o vysokých školách, uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a 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 s 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 díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne 20. 4. 2008

Petr Pelikán

Poděkování

Na tomto místě bych chtěl poděkovat Ing. Jaromíru Skoupilovi, Ph.D. za odborné vedení bakalářské práce a pomoc při počítačovém zpracování, Ing. Petru Hrůzovi, Ph.D. za rady a připomínky, Ing. Alici Kozumplíkové, Ph.D. za poskytnutí fotodokumentace a paní Sylvě Dvořákové za asistenci při laboratorních výzkumech.

Petr Pelikán

OPTIMALIZACE DOPRAVNÍ SÍTĚ VYBRANÉHO LESNÍHO CELKU OPTIMIZATION OF THE ROAD SYSTEM IN THE FOREST COMPLEX Abstrakt: Kvalita a hustota lesní dopravní sítě vypovídá o vyspělosti lesního hospodářství. Optimalizace lesní dopravní sítě se zabývá hledáním ideálního rozložení lesních cest při dopravním zpřístupňování lesních komplexů. V této práci je obsaženo hodnocení současného stavu zpřístupnění lesního celku Obora v povodí Ráječského potoka s návrhem řešení.

Jsou zde posouzeny dvě konkrétní varianty vedení trasy nové

odvozní cesty, která by vhodně doplnila stávající cestní síť. Součástí práce je hydrogeologický průzkum území, v němž byly zjišťovány fyzikální a mechanické vlastnosti podložních zemin, které ovlivňují kvalitu a životnost lesních cest. Klíčová slova: Lesní dopravní síť, mechanika zemin, odvozní cesty, optimalizace LDS, povodí, přibližování, zpřístupnění lesa

Abstract: Quality and density of the forest road system show the maturity level of the forestry. Optimization of the forest road system solves the problem of ideal placing of forest roads in the forest complexes. This essay contains the evaluation of the current level of access of the forest complex Obora in Ráječský potok basin and proposal for solution. There are compared two different traces of the new main forest road, which can suitable complete the current forest road system. The geological research of the physical and mechanical properties of the underlying moulds is contained because these properties influence the quality and durability of the forest roads. Keywords: Forest road system, mechanics of moulds, main forest roads, optimization of the forest road system, basin, dragging, access of the forest

OBSAH 1 ÚVOD ............................................................................................................................... 1 2 CÍL PRÁCE ..................................................................................................................... 2 3 CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ ......................................................... 3 3.1 BIOGEOGRAFICKÁ POLOHA............................................................................ 4 3.2 PŘÍRODNÍ POMĚRY ............................................................................................. 5 3.2.1 Klima .................................................................................................................. 5 3.2.2 Vegetace.............................................................................................................. 5 3.2.3 Hydrologie a ÚSES ............................................................................................ 6 3.3 MORFOLOGICKÁ CHARAKTERISTIKA ........................................................ 6 3.4 TERÉNNÍ KLASIFIKACE ..................................................................................... 9 3.5 REKREAČNÍ VÝZNAM ÚZEMÍ........................................................................ 10 4 METODIKA .................................................................................................................. 11 5 ZPŘÍSTUPNĚNÍ LESNÍHO CELKU......................................................................... 13 5.1 SOUČASNÝ STAV ZPŘÍSTUPNĚNÍ.................................................................. 13 5.2 NÁVRH NOVÉHO ZPŘÍSTUPNĚNÍ .................................................................. 15 5.2.1 Zásady optimalizace ........................................................................................ 15 5.2.2 Varianta I ......................................................................................................... 16 5.2.3 Varianta II........................................................................................................ 17 6 HYDROGEOLOGICKÝ PRŮZKUM ÚZEMÍ.......................................................... 19 6.1 GEOLOGIE ÚZEMÍ.............................................................................................. 19 6.2 LABORATORNÍ VÝZKUM................................................................................. 19 6.2.1 Zrnitost zemin .................................................................................................. 20 6.2.2 Konzistence zemin ........................................................................................... 20 6.2.3 Klasifikace zemin............................................................................................. 22 6.2.4 Vhodnost zemin pro podloží a do násypů cest .............................................. 24 6.2.5 Vodní režim podloží ........................................................................................ 24 6.2.6 Stupeň namrzavosti ......................................................................................... 24 6.2.7 Stanovení CBR................................................................................................. 25 7 DISKUZE ....................................................................................................................... 26 8 ZÁVĚR ........................................................................................................................... 27 9 SUMMARY.................................................................................................................... 29 10 LITERATURA ............................................................................................................ 30 11 SEZNAM PŘÍLOH ..................................................................................................... 31

1 ÚVOD Zpřístupnění lesa je základním předpokladem jeho obhospodařování. Zpřístupňovacími prostředky jsou lesní komunikace. Ukazatelem vyspělosti a úrovně lesního hospodářství každého státu je hustota a kvalita lesní dopravní sítě. V současnosti je v České republice poměrně hustá lesní dopravní síť, ale pozornost se obrací k problematice optimalizace lesní dopravní sítě. Lesní dopravní síť slouží k přibližování a odvozu dříví a ostatních produktů z lesa, k dopravě osob a materiálu v souvislosti s lesním hospodařením, přičemž tvoří spojení mezi lesními komplexy a sítí veřejných komunikací. Nejdůležitějším zpřístupňovacím prostředkem je lesní cesta. Mezi znaky, které odlišují lesní cesty od veřejných komunikací, patří intenzita dopravy a přírodní prostředí, ve kterém jsou stavěny. Sezónnost prací v lese udává nízkou frekvenci dopravních prostředků a nepříznivý tvar terénu má v konečném důsledku ekonomický dopad na výstavbu. Z toho důvodu si plánování a výstavba lesních cest vyžaduje zvláštní technický a ekonomický přístup. Budování lesních cest zaujímá malý časový úsek v porovnání s historií lesního hospodářství. V horských a pahorkatinných oblastech byl využíván sklon terénu, umožňující gravitační soustřeďování kmenů. Mezi historické způsoby dopravy dříví patří ruční sáňkování, dřevěné skluzy, plavení, voraření, lesní úzkokolejné železnice a zvířecí potahy. Některé z těchto technologií se stále používají v rozvojových zemích. Přestože byly založeny na náročné a nebezpečné práci lesních dělníků, z hlediska ochrany přírodních poměrů byly příznivé. Obrat v celkovém pojetí plánování, projektování a výstavby lesních cest nastal v padesátých letech, kdy došlo k rozvoji dopravní a stavební techniky. Dříví se začalo soustřeďovat pomocí traktoru, výstavba lesních cest se zajišťovala pomocí buldozeru a koňský potah byl považován za přežitek. Postupem času se celková hustota lesních cest zvyšovala. Naším úkolem je lesní dopravní dopravní síť udržovat, hodnotit a optimalizovat. Kromě hustoty dopravní sítě je třeba zhodnotit ekologické a sociální hledisko. Výstavba lesní cesty je zásah do přírodního prostředí. Nepříznivě ovlivňuje odtokové poměry, zvyšuje náchylnost k vodní erozi a snižuje produkční plochu. Les však neplní pouze funkci produkční, ale mnoho dalších společensky významných funkcí, které se musí při optimalizaci lesní dopravní sítě respektovat.

1

2 CÍL PRÁCE Optimalizace je důležitým úkolem zpřístupnění lesa. Cílem bakalářské práce je zhodnocení současného stavu rozložení cestní sítě v lesním celku Obora mezi obcemi Kuničky a Žďár a provést optimalizaci lesní dopravní sítě. Optimalizace znamená celkovou úpravu rozložení lesní dopravní sítě a doplnění nových lesních cest. Velká hustota odvozních cest ještě nemusí znamenat dobré zpřístupnění. Často dochází k akumulaci a zdvojování lesních cest v určitých částech lesních celků, přičemž zbytek území zpřístupněn vůbec není. Výsledkem práce by měl být návrh a posouzení nových variant zpřístupnění, který by měl kvůli ekonomickému hledisku vycházet co nejvíce ze současného stavu rozložení cestní sítě. Hydrogeologický průzkum území si klade za cíl zjistit některé důležité fyzikální a mechanické vlastnosti podložních zemin a zhodnotit lokalitu z hlediska vhodnosti jejich využití při případné výstavbě lesních cest.

2

3 CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ Lokalita Obora se nachází v Jihomoravském kraji, 2 km severovýchodně od města Rájec-Jestřebí, mezi obcemi Kuničky a Žďár. Z hlediska správního členění se převážná část lokality nachází na katastrálním území obce Kuničky, pouze severovýchodní část zasahuje do katastrálního území obce Němčice. Území má protáhlý tvar a od severu, západu a jihu je ohraničeno veřejnými komunikacemi. Východní hranici tvoří okraj lesa. Celková rozloha zájmového území činí 264,5 ha a celé je zalesněno. V Oboře pramení Ráječský potok, jehož vtok do trubní propusti v jihozápadním cípu území je místo s nejnižší nadmořskou výškou lokality (448 m n.m.). Nejvýše položené místo má nadmořskou výšku 626 m n.m. Les není ve vlastnictví státu. Patří mezi pozemky, které byly v 90. letech minulého století vráceny v rámci restitucí šlechtickému rodu Salmů.

Obr.1 Orientační mapa (1:50 000)

3

3.1 BIOGEOGRAFICKÁ POLOHA Lokalita se nachází v přírodní lesní oblasti Drahanská vrchovina, pro kterou je typický výškově členitý reliéf s hlubokými zářezy vodních toků. Území je exponováno jihozápadně a má charakter pahorkatiny. Od vodních toků stoupají strmé svahy. Území se nachází v PLO 30 – Drahanská vrchovina, která se dále člení na Adamovskou a Konickou vrchovinu a Moravský kras. Pro Drahanskou vrchovinu je typický výškově členitý reliéf s hlubokými zářezy vodních toků, klimatické výkyvy, xerotermní a vápencová stanoviště a krasové jevy. Lesnatost je 55 %, převažují lesy jehličnaté (73 %) nad listnatými, kterých je 27 % (Plíva, Žlábek, 1984). Severní část lesní oblasti je výrazně ohrožena větrem, zejména na podmáčených půdách náhorních plošin.

Fytogeografické členění oblast:

Moravská

obvod:

Českomoravské mezofytikum

okrsek:

Moravské podhůří Vysočiny (jih lokality) Drahanská plošina (sever lokality)

Hydrologické zařazení území 213,5 ha z celkové rozlohy území spadá do povodí Ráječského potoka (pořadí povodí 4-15-02-068), 51 ha v severovýchodní části náleží do povodí Němčického potoka (pořadí povodí 4-15-02-078).

Geomorfologické členění systém:

Hercynský

provincie:

Česká vysočina

subprovincie: Českomoravská soustava oblast:

Brněnská vrchovina

celek:

Drahanská vrchovina

podcelek:

Adamovská vrchovina

okrsek:

Škatulec

4

3.2 PŘÍRODNÍ POMĚRY 3.2.1 Klima Území leží v mírně teplé oblasti MT 7. Průměrná roční teplota je 7,5 °C a průměrný roční úhrn srážek činí 700 mm. Tab.1 Klimatické charakeristiky oblasti

Počet letních dnů

30 – 40

Počet dnů s průměrnou teplotou 10 °C a více

140 – 160

Počet mrazových dnů

110 – 130

Počet ledových dnů

40 – 50

Průměrná teplota v lednu (°C)

-2 – -3

Průměrná teplota v červenci (°C)

16 –17

Průměrná teplota v dubnu (°C)

6–7

Průměrná teplota v říjnu (°C)

7–8

Průměrný počet dnů se srážkami 1 mm a více

100 – 120

Srážkový úhrn ve vegetačním období (mm)

400 – 450

Srážkový úhrn v zimním období (mm)

250 – 300

Počet dnů se sněhovou pokrývkou Počet dnů zamračených

60 – 80 120 – 150

Počet dnů jasných

40 – 50

Lokalita se nachází ve dvou vegetačních stupních. Jihovýchodní část a údolí vodních toků spadají do 3. dubobukového vegetačního stupně, většina plochy se nachází ve 4. bukovém vegetačním stupni.

3.2.2 Vegetace Potenciální stav vegetace je hypotetický stav biocenóz, který by nastal při současných ekologických podmínkách bez zásahu člověka. Lze jej vyjádřit pomocí souborů lesních typů (SLT) nebo skupin typů geobiocénu (STG). Potenciální vegetaci převážné většiny území by tvořily typické bučiny (Fageta typica) a typické dubové bučiny (Fagi-querceta typica). Na suťových svazích by převládaly bukové javořiny (Fagi-acereta). V severovýchodní části lokality by se vyskytovaly dubové jedliny a po celém území by byly místy roztroušeny jedlo-dubo-bučiny (Fageta abietinoquercina). 5

V současnosti jsou porosty smíšené, druhová skladba je však v důsledku hospodaření pozměněná s vysokým podílem jehličnanů. Především se jedná o smrk a douglasku, u nichž na některých místech dochází k přirozené obnově. Vyskytují se zde uznané porosty kategorie B semenných porostů. Na několika místech je porost ohrožen větrnými polomy a jsou zde i lesy na svazích s kritickým sklonem. Dále se zde vyskytují podmáčené lokality. Jedná se o údolí vodních toků a severovýchodní část území. Z hlediska ohrožení imisemi se lokalita nachází v pásmu D.

3.2.3 Hydrologie a ÚSES Prameny Ráječského potoka na severu území se nachází v pásmu hygienické ochrany 1 a severovýchodní část loality je v pásmu hygienické ochrany 2. Prameny jsou též ve funkčním biocentru regionálního významu. U pramene levostranného přítoku Ráječského potoka se nachází malá vodní nádrž, která je rekreačně využívána jako místní koupaliště. Koryta vodních toků jsou neupravovaná, přirozeně meandrující. Úpravy jsou pouze v místech křížení s lesními cestami. S okolními biocentry v blízkosti lokality je spojeno lesním biokoridorem, který prochází údolím Ráječského potoka. Nedaleko na východ od území se nachází severní okraj CHKO Moravský kras, jiná zvláště chráněná území se v lokalitě ani její blízkosti nevyskytují.

3.3 MORFOLOGICKÁ CHARAKTERISTIKA Geomorfologické prvky ovlivňují potřebnou hustotu lesních cest a tím i ekonomickou stránku hospodářského zpřístupnění lesa. Koeficient tvaru povodí má význam pro zpřístupňování horských a pahorkatinných údolí. Průměrná nadmořská výška povodí podává orientační informaci o obtížnosti pracovních podmínek vzhledem ke klimatickým poměrům. Průměrný sklon povodí a terénu se vztahuje k obtížnosti zpřístupnění, finanční náročnosti a plánování stavebních prací. Se zvyšujícím se sklonem je potřebný větší zábor půdy při výstavbě, protože se prodlužují výkopové a násypové svahy. Hustota vodních toků souvisí s geologickými a klimatickými poměry. Náklady na výstavbu lesních cest křížící vodní toky se zvyšují kvůli odvodňovacím pracem a stavbě propustí a mostů. Čím větší je hustota vodních toků, tím pravděpodobnější je vznik vodní eroze půdy. Koeficient nerovnosti toku ovlivňuje délku údolních odvozních cest, koeficient rozvětvenosti toku vypovídá o rozsahu a spádových

6

poměrech vodní sítě. Koeficient členitosti terénu je empiricky určená hodnota, která vyjadřuje vlastnosti terénu poměrným součtem uvedených hydrologických veličin. Pro výpočet morfologických veličin povodí byla použita hydrologická metodika podle Bližnjaka.

Koeficient tvaru povodí Plocha povodí:

S = 2 645 000 m2

Délka povodí:

L = 3 546 m

a=

S = 0,21 L2

Průměrná nadmořská výška povodí Maximální nadmořská výška v povodí:

Hmax = 626 m n.m.

Minimální nadmořská výška v povodí:

Hmin = 448 m n.m.

H∅ =

H max + H min = 537 m n.m. 2

Průměrný sklon povodí Ip =

H max − H min S

= 10,94 %

Průměrný sklon terénu I1, I2 ... In

– průměrné sklony spádnic rovnoměrně rozložených v povodí po 500 m a měřených od údolí po hřeben kolmo na vrstevnici

n = počet měřených spádnic I∅ t =

I1 + I 2 + K I n = 15,4 % n

Hustota vodních toků Součet délek všech vodních toků:

Li = 4 918 m

Plocha povodí:

S = 264,5 ha

Ht =

Li = 18,59 m ⋅ ha −1 S

Koeficient nerovnosti toku Délka hlavního toku:

L´ = 2 200 m

Přímá vzdálenost pramene a ústí toku:

l = 1 509 m

Kn =

L´ = 1,46 l

7

Koeficient rozvětvenosti toku Součet délek všech toků: Kr =

li = 4 918 m

li = 2,24 L´

Koeficient členitosti vrstevnic Délka vrstevnice o průměrné nadmořské výšce doplněná částí rozvodnice, která spojuje průsečíky rozvodnice se střední vrstevnicí: DØv = 9 279 m Délka kružnice, která přísluší kruhové ploše, rovnající se ploše ohraničené střední vrstevnicí a částí rozvodnice: K = 4 768 m K čv =

D∅ v = 1,95 K

Koeficient členitosti terénu It Ht + + 2 ⋅ K čv 5 10 Kt = = 2,95 3

Z vypočtených hodnot vyplývá, že území je velmi protáhlé, s poměrně velkým sklonem terénu, s průměrnou hustotou vodních toků a členitostí terénu. Podle dopravní a stavební klasifikace se území řadí k pahorkatinám (Tab.2), proto by optimální hustota cest měla být minimálně 22 m·ha-1.

Tab.2 Dopravní a stavební klasifikace terénu (Hrubešová, 1995)

Koeficient členitosti terénu

Členitost terénu

Optimální hustota cest

< 2,3

roviny

≥ 15 m ⋅ ha −1

2,5 – 4,0

pahorkatiny

≥ 22 m ⋅ ha −1

max. 4

hory – příznivé morf. veličiny

≥ 19 m ⋅ ha −1

>4

hory – nepříznivé morf. veličiny

≥ 27 m ⋅ ha −1

Podle metodiky vymezující transportní segmenty se jedná o typ C – odvozní síť pahorkatin a nižších horských poloh s cestní sítí po hřebenech a v údolích, s jednoduššími terénními poměry.

8

3.4 TERÉNNÍ KLASIFIKACE Optimalizaci lesní dopravní sítě významně ovlivňuje morfologie terénu. Sklon terénu je jedním z nejdůležitějších parametrů při trasování nových lesních cest. Dle normy by neměl podélný sklon odvozních cest překročit hodnotu 10 % (v krátkých úsecích 12 %). Příčný sklon terénu, ve kterém dojde k výstavbě lesních cest by také neměl být příliš vysoký; optimálně by neměl v členitých pahorkatinných a horských terénech přesáhnout 30 %. Se zvyšujícím se příčným sklonem terénu dochází k prodlužování výkopových a násypových svahů. Díky tomu dochází k většímu záboru lesní půdy, svahy jsou náchylnější k erozi a takto trasované cesty okolní porost prakticky nezpřístupňují.. Morfologické charakteristiky terénu ovlivňují rozložení dopravní sítě a volbu technologií při těžbě dříví a jeho dopravě. Terénní klasifikace lokality byla provedena dle Ústavu pro hospodářskou úpravu lesa, který používá patnáctistupňovou terénní klasifikaci (Tab.3). V rámci této terénní klasifikace můžeme rozlišit pět terénních skupin dle technologické příbuznosti (A, B, C, D, E). Tab.3 Terénní klasifikace ÚHUL

Sklon terénu 1 Únosné terény 2 Neúnosné terény 3 Terény s překážkami (%) skupina typ skupina typ skupina typ 1

<8

11

2

9 – 15

12

3

16 – 25

13

4

26 – 40

14

B

24

34

5

> 40

15

C

25

35

A

21

31

22

32 D

23

33

E

Z terénní klasifikace území vyplývá, že většina území patří do terénního typu 11 a 12, především v severovýchodní části. Naopak v jihozápadní části lokality se vyskytují podstatné části území, které náležejí do terénního typu 14, místy i do typu 15 (Příloha č.4). Jedná se především o strmé svahy podél vodních toků. Trasování lesních cest v terénech s tak vysokými sklony již není vhodné.

9

3.5 REKREAČNÍ VÝZNAM ÚZEMÍ Lokalita se nachází v těsné blízkosti CHKO Moravský kras, 4 km od Sloupskošošůvských jeskyní. Nejbližšími obcemi jsou Kuničky, Němčice a Žďár, jejichž obyvatelé využívají malou vodní nádrž na východní hranici lesního celku jako přírodní koupaliště. Dalším zajímavým objektem v blízkosti lokality je 2 km vzdálený zámek v Rájci-Jestřebí a zřícenina Doubravického hradu v Doubravici nad Svitavou. Tato významná místa jsou propojena sítí turistických cest a cyklotras, z nichž některé prochází přímo lokalitou.

10

4 METODIKA Postup řešení se skládal z několika etap. Prvním krokem byl terénní průzkum vybraného území. Průzkum byl zaměřen na současný stav lesní dopravní sítě, rozložení vodních toků a celkovou konfiguraci terénu. Součástí terénního průzkumu byl také hydrogeologický průzkum území. Na dvou místech v rámci území byly vyhloubeny půdní sondy, z nichž byly odebrány vzorky pro účely laboratorního výzkumu. Zkoumány byly důležité vlastnosti půdního podloží, které mají význam při volbě tras lesních odvozních cest (zrnitostní rozbor, hustoměrná zkouška, konzistence zemin a vodní režim podloží). Další etapou byl výpočet mofologických veličin povodí podle Bližnjakovy metodiky a zhodnocení současného zpřístupnění lesa. Hlavním nástrojem pro posouzení zpřístupnění lesa je účinnost zpřístupnění. Určuje pravidelnost rozložení cestní sítě ve zpřístupňovaném území. Ta se snižuje vlivem členitosti terénu a lesního území. Z toho vyplývá, že nejlepší předpoklady pro kvalitní zpřístupnění mají rovinatá území lesních celků s pravidelným tvarem, která nejsou rozčleněna průnikem cizích pozemků. Výpočet účinnosti zpřístupnění vycházel z celkové délky odvozních cest, hustoty cestní sítě a přibližovacích cest, průměrné skutečné a geometrické přibližovací vzdálenosti a teoretické přibližovací vzdálenosti. Důležitou hodnotou je hustota cestní sítě. Jedná se především o odvozní cesty a vyjadřuje se poměrem jejich celkové délky k ploše území. Po výpočtu morfologických charakteristik a koeficientu povodí bylo území zařazeno do pahorkatin, v nichž je podle dopravní a stavební klasifikace doporučená optimální hustota odvozních cest větší nebo rovna 22 m⋅ha-1. Pro výpočet skutečné přibližovací a geometrické přibližovací vzdálenosti bylo celé území náhodně překryto čtvercovou sítí o ploše čtverců 4 ha (Příloha č.2). Vzniklých 65 středů čtverců v pravidelné vzdálenosti 200 m bylo uvažováno jako místa soustředěných těžeb, od kterých byly hodnoty měřeny. Délka trasy, po které dřevo putuje na přibližovacím prostředku k odvozní cestě se nazývá skutečná přibližovací vzdálenost. Byla měřena po spádnici k přibližovací cestě a po ní až k cestě odvozní. Geometrická přibližovací vzdálenost je nejkratší (letecká) vzdálenost od místa soustředěné těžby k odvozní cestě. Z těchto hodnot se následně počítá průměrná přibližovací a geometrická vzdálenost, což je aritmetický průměr naměřených vzdáleností. Teoretická přibližovací vzdálenost je průměrná přibližovací vzdálenost při optimálním rozložení cestní sítě ve

11

zpřístupňovaném území. Rozdíly mezi různými druhy vzdáleností nám pak vypovídají o nerovnoměrnosti rozložení cestní sítě. Pro zhodnocení území z hlediska vhodného trasování nových lesních cest byla vyhotovena terénní klasifikace. Vstupní materiály pro řešení tvořily analogové mapy území v měřítku 1:5 000 a dále vektorové digitální mapy, které byly poskytnuty Českým úřadem zeměměřickým a katastrálním ze základní báze geografických dat (ZABAGED). Mapy byly připojeny k souřadnému systému S-JTSK a v programu AutoCAD byla zpracována celá optimalizace lesní dopravní sítě. Terénní klasifikace byla zhotovena v programu Atlas na základě digitálních dat. Výpočty byly provedeny v programu Microsoft Excel. Po výpočtu stávajících parametrů cestní sítě následoval nový návrh zpřístupnění. Jednalo se o návrh trasy nové odvozní cesty, která by vhodně doplnila stávající cestní síť, s ohledem na požadavky obhospodařování lesa. Navrženy byly dvě varianty vedení trasy nové odvozní cesty. Pro každou z nich byly spočítány stejné parametry cestní sítě jako u současného stavu a pro celé území znovu účinnost zpřístupnění. Následně byly obě tyto varianty porovnány.

12

5 ZPŘÍSTUPNĚNÍ LESNÍHO CELKU 5.1 SOUČASNÝ STAV ZPŘÍSTUPNĚNÍ Při terénním průzkumu bylo zjištěno, že je v území nedostatek odvozních cest. Úkolem tedy bylo doplnit síť odvozních cest tak, aby byl mimo jiné zajištěn bezproblémový přístup ke skládce dříví v centrální části lesního celku a najít pro odvozní cesty vhodné trasy. V lesním celku se vyskytuje odvozní cesta 2. třídy v jižní části lokality, která má celkovou délku 1 147 m. U ní je však v koncovém úseku překročen maximální povolený podélný sklon. Západní a jižní hranici řešeného území tvoří veřejné komunikace o celkové délce 5 140 m (Obr.2). Pro výpočet byla uvažována poloviční hodnota (2 570 m), protože území zpřístupňují v celé své délce pouze z jedné strany.

Hustota cestní sítě Délka cest:

D = 3 717 m

Plocha území:

S = 264,5 ha

H=

Ds = 14,05 m ⋅ ha −1 S

Hustota přibližovacích cest Délka přibližovacích cest: Ds =

∑D S

s

∑D

s

= 28 666 m

= 108,38 m ⋅ ha −1

Průměrná skutečná přibližovací vzdálenost Ds1, Ds2 ... Dsn

– přibližovací vzdálenosti měřené od středů čtverců (Příloha č.3)

n = 65 Ø D s = 441,02 m

Průměrná geometrická přibližovací vzdálenost Dg1, Dg2 ... Dgn

– přibližovací vzdálenosti měřené od středů čtverců (Příloha č.3)

Ø D g = 232,26 m

Teoretická přibližovací vzdálenost Dt =

10 000 = 177,9 m 4⋅H

Účinnost zpřístupnění lesa U=

Dt ⋅ 100 = 76,59 % Dg

13

Podle dopravní klasifikace dle koeficientu členitosti terénu, který má hodnotu 2,95, lokalitu řadíme do pahorkatin. Pro takové oblasti je doporučená minimální hustota lesních cest 22 m·ha-1. Z výsledků vyplývá, že území má malou hustotu cestní sítě – pouze 14 m·ha-1. Vysoká hustota sama o sobě však ještě nemusí vypovídat o úspěšném zpřístupnění. Důležitou úlohu hraje její správné rozložení. V oblasti je vysoká hustota přibližovacích cest (108 m·ha-1), což vypovídá o převažujícím přibližování pomocí lesních kolových traktorů v minulých letech. Geometrické a skutečné přibližovací vzdálenosti dosahují také vysokých hodnot. Průměrná geometrická přibližovací vzdálenost by se měla pohybovat v rozmezí 140 – 180 m, ale zde dosahuje hodnoty 232 m. Rozdíl průměrné skutečné a geometrické přibližovací vzdálenosti, který činí více než 200 m, svědčí o nerovnoměrném rozložení cestní sítě a morfologii terénu. Problém spočívá ve špatném zpřístupnění centrální a východní části lokality, kde v důsledku rozložení vodotečí a absenci odvozních cest narůstají přibližovací vzdálenosti (místy téměř 1 000 m). Účinnost současného zpřístupnění oblasti je 76,59 %.

Obr.2 Síť odvozních cest

14

5.2 NÁVRH NOVÉHO ZPŘÍSTUPNĚNÍ 5.2.1 Zásady optimalizace V pahorkatinách se vyskytují různé morfologické, geologické, klimatické, půdní a vodohospodářské poměry, ke kterým musíme přihlédnout při úpravách lesní dopravní sítě. Dřívější koncepce zpřístupnění vycházela z výhradního užití koní a následně traktorů pro soustřeďování dříví. Odvozní cesty jsou umístěny hlavně v údolích a na hřebenech. Díky traktorové technologii přibližování dříví pahorkatiny disponují vysokou hustotou přibližovacích cest. Mezi hlavní zásady zpřístupnění patří změna způsobu přibližování dříví s důrazem na větší využití lanových systémů. Pahorkatiny mají i hustou síť veřejných komunikací, a proto se jeví jako dostatečně zpřístupněné. Naopak se doporučuje omezení výstavby přibližovacích cest a jejich nahrazení přibližovacími linkami, vedenými po neodhumusovaném terénu a přímočaře (Hanák, 2002). S ohledem na tvar terénu se předpokládá vedení odvozních cest v etáži svahu, po kterém se bude dříví přibližovat lanovkami. Při trasování se dodržuje maximální podélný sklon podle třídy navrhované lesní cesty a minimální podélný sklon kvůli odtoku vody z tělesa cesty. Další zásadou je maximální sklon terénu pro umístění lesní cesty, který činí 30 %. Při výstavbě ve vyšších sklonech vzniká široký odlesněný pás a příliš dlouhé výkopové a násypové svahy, přičemž okolní porost zůstává pro mechanizaci stejně nepřístupný. Hlavním kritériem zpřístupnění je účinnost sítě odvozních cest, které je úzce spjato s průměrnou geometrickou přibližovací vzdáleností. Ta by se měla pohybovat v rozmezí 140 – 180 m. Cílem optimalizace v této lokalitě je zvýšení účinnosti cestní sítě. Toho lze dosáhnout doplněním sítě odvozních cest a jejich lepším rozložením, tzn. doplnění lesní dopravní síť o novou odvozní cestu. Při řešení takového úkolu je třeba si uvědomit, že každý účelový zásah tohoto typu do krajiny bude mít dlouhodobý dopad na lesní hospodářství a životní prostředí. Proto je nutné zvážit různé varianty řešení a pečlivě promyslet jejich klady a zápory. Vzhledem k členitosti terénu a obecným zásadám zpřístupnění není mnoho možností, kudy novou cestu vést. Omezujícím faktorem je protáhlý tvar území, technická kritéria pro výstavbu odvozních cest (podélný sklon, maximální příčný sklon terénu) a ekonomické hledisko (překonávání vodotečí). Vhodné je též trasu nevést severovýchodním výběžkem území. Jednak se zde vyskytují podmáčené lokality a dále by došlo k velkému zhuštění cestní sítě. Po terénním průzkumu byly navrženy dvě varianty trasování nové odvozní cesty.

15

5.2.2 Varianta I Navržená trasa odvozní cesty má celkovou délku 2 531 m. Zvolená trasa vyhovuje oběma sklonovým požadavkům. Podélný sklon trasy se pohybuje v rozmezí 2 – 8 %. Více než polovina celkové délky trasy vede terénem se sklonem, který dosahuje maximální hodnoty 15 %. Pouze ve střední části se příčný sklon terénu pohybuje v rozmezí 16 – 25 %. Trasa vede přes skládku dříví „Na Čtverci“, u které končí současná lesní cesta 2. třídy, tudíž dojde k jejich propojení (Příloha č.5). Dále se vyhýbá biocentru v severní části území, uvnitř kterého se mimo jiné nachází pásmo hygienické ochrany pramenů Ráječského potoka. Trasa překonává vodoteč pouze v jednom místě, a sice levostranný přítok Ráječského potoka v jihovýchodní části lokality. Jako technické řešení překonání vodního toku by postačil brod. Pro zhodnocení cestní sítě po novém návrhu byly použity stejné ukazatele jako při posuzování současného stavu (Tab.4).

Tab.4 Charakteristiky cestní sítě po návrhu

VARIANTA I Délka odvozních cest

D

6 248 m

Hustota odvozních cest

H

23,62 m·ha-1

Hustota přibližovacích cest

Ds

79,97 m·ha-1

Skutečná přibližovací vzdálenost

Ø Ds

325,43 m

Geometrická přibližovací vzdálenost

Ø Dg

132,02 m

Teoretická přibližovací vzdálenost

Dt

105,83 m

Účinnost zpřístupnění

U

80,17 %

Po doplnění cestní sítě novou odvozní cestou se délka odvozních cest zvýšila na 6 248 m. Délka nové cesty byla navržena tak, aby síť odvozních cest splňovala doporučenou hustotu a přitom se držela při její dolní hranici. Hustota se zvýšila z 14,05 m·ha-1 na 23,62 m·ha-1. Průměrná skutečná přibližovací vzdálenost je stále poměrně velká, ale přesto klesla ze současných 441,02 m na 325,43 m. Průměrná geometrická přibližovací vzdálenost se podstatně snížila z 232,26 m na 132,02 m a tím se dostala do přijatelných mezí.

16

Teoretická přibližovací vzdálenost klesla z 177,9 m na 105,83 m. Celková účinnost zpřístupnění vzrostla ze 76,59 % o 3,58 % na 80,17 %. Nový návrh působí pozitivně. Přes všechny omezující faktory se podařilo najít trasu, která splňuje všechna kritéria. Došlo ke snížení přibližovacích vzdáleností, což znamená určité zkrácení pojezdu mechanizace po porostu, za současného zvýšení účinnosti zpřístupnění.

5.2.3 Varianta II Následující návrh trasy nové odvozní cesty je preferován vlastníkem lesa, který se zabývá problematikou projektování a výstavby lesních cest na svých pozemcích v rakouských Alpách. Předpokládané umístění lesní cesty opět vychází z požadavku dopravního zpřístupnění skládky dříví „Na Čtverci“. Celková délka trasy je 2 853 m. Podélný sklon trasy se pohybuje spíše ve vyšších hodnotách, místy překračuje 10 %. Nevýhodou návrhu je příčný sklon terénu, kterým trasa prochází. Většina odvozní cesty je vedena ve svazích se sklonem 16 – 25 %. Nezanedbatelná část trasy však prochází terénem se sklonem, který se pohybuje v rozmezí 26 – 40 %. Nevyhýbá se však ani místům, kde sklon terénu překračuje hodnotu 40 %. Při výstavbě by se místy musel odlesnit široký pás lesa kvůli dlouhým výkopovým a násypovým svahům. V jižní části trasa prochází severovýchodně exponovaným svahem, který má charakter suti. Takové území by si zde zasluhovalo spíše zvýšenou péči a ochranu. Tab.5 Charakteristiky cestní sítě po návrhu

VARIANTA II Délka odvozních cest

D

6 570 m

Hustota odvozních cest

H

24,84 m·ha-1

Hustota přibližovacích cest

Ds

96,65 m·ha-1

Skutečná přibližovací vzdálenost

Ø Ds

393,31 m

Geometrická přibližovací vzdálenost

Ø Dg

191,83 m

Teoretická přibližovací vzdálenost

Dt

100,65 m

Účinnost zpřístupnění

U

52,47 %

17

Délka odvozních cest se zvýšila na celkových 6 570 m, což je o 322 m více, než u předchozí varianty. Hustota odvozních i přibližovacích cest je také vyšší. Skutečná přibližovací vzdálenost se oproti současnému stavu snížila o necelých 8 m, ale je stále o 68 m větší než u varianty I. Průměrná geometrická vzdálenost se snížila na 191,83 m, což je stále vysoká hodnota, která překračuje optimální parametry (u předchozího návrhu se podařilo dosáhnout hodnoty 132,02 m). Teoretická přibližovací vzdálenost činí 100,65 m. Je sice o 5 m kratší než u varianty I, ale za cenu zvýšené hustoty odvozních cest (Obr.4). Nerovnoměrné rozložení cestní sítě způsobuje velmi nízkou účinnost zpřístupnění, která činí pouhých 52,47 %. To je o 24,12 % méně, než vykazuje současný stav a o 27,7 % méně, než jakého by se dalo 80,17

dosáhnout realizací varianty I.

části

V jihozápadní

%

76,59

85

území

80

dochází k vysoké koncentraci

75 70

odvozních

cest

a

jejich

zdvojování.

Naopak

zbytek

60

zpřístupněn

55

65

území

zůstává

52,47

50

nedostatečně.

45 40 Současnost

Varianta I

Varianta II

Obr.3 Účinnost zpřístupnění m

500 450

441,02 393,31

400 350

325,43

300 232,26

250

191,83

200

177,90

132,02

150

105,83 100,65 100 50 0 Ds

Dg Současnost

Varianta I

Dt Varianta II

Obr.4 Průměrné přibližovací vzdálenosti

18

6 HYDROGEOLOGICKÝ PRŮZKUM ÚZEMÍ Součástí každé stavební konstrukce jsou její základy s částí zemského povrchu, na kterou se přenášejí působící síly. Laboratorními zkouškami se ověřují stavebně významné vlastnosti zemin, které jsou považovány jednak za součást stavby, jednak za stavební hmoty (Hanák a kol., 2002). Lesní cesty patří mezi inženýrské stavby, u kterých se významným způsobem přenáší zatížení pojezdem těžké lesní mechanizace do podloží. Fyzikálně mechanické vlastnosti podložních zemin výrazně ovlivňují kvalitu a životnost lesních cest. Význam průzkumu spočívá v tom, že získáme ucelenou informaci o fyzikálních a mechanických vlastnostech podloží a vodním režimu půd.

6.1 GEOLOGIE ÚZEMÍ Předběžný průzkum byl založen na studiu mapových podkladů a pochůzce po řešeném území. Z předběžného šetření vyplynula následující charakteristika lokality. Celé území se nachází v krystaliniku Českého masivu. Převládá podloží zbřidličnatělý biotitický granodiorit, na jihovýchodě šedý biotitický granodiorit. Kolem horních částí vodních toků nalézáme nezpevněný kamenitý až hlinito-kamenitý sediment pestrého minerálního složení. Severovýchodní hranici tvoří arkózy a slepence. V jihovýchodní části se nachází úzký pruh aplitu a pegmatitu. Při pochůzce podél předpokládané trasy navrhované cesty byly vykopány dvě půdní sondy a odebrány půdní vzorky pro laboratorní výzkum, který proběhl na Ústavu tvorby a ochrany krajiny.

6.2 LABORATORNÍ VÝZKUM Cíle laboratorních rozborů: – zrnitostní rozbor zemin – stanovení konzistence zemin – klasifikace zemin – posouzení vhodnosti zemin pro podloží a do násypů cest – stanovení vodního režimu podloží – stanovení namrzavosti zemin

19

6.2.1 Zrnitost zemin Základním rozlišovacím znakem klasifikace zemin je jejich zrnitostní složení. Zemina vzniká zvětráváním povrchových vrstev zemské kůry díky mechanickým a chemickým procesům. Je to směs pevné horniny, vzduchu, vody a organických látek. Skládá se tedy ze tří fází – pevné, kapalné a plynné. Mocnost a zrnitostní skladba této zvětralé vrstvy je závislá na geologických a klimatických podmínkách (Hanák, 2002). Zrnitost vyjadřuje procentický podíl jednotlivých frakcí na celkovém složení zeminy, přičemž podíl malých zrn má na celkové vlastnosti zeminy daleko větší vliv než zrna velká. Grafickým znázorněním je křivka zrnitosti. Pro zjištění zrnitostního složení byla zkombinována metoda sítového rozboru a areometrická (hustoměrná) zkouška (Příloha č.8). Sítový rozbor, který se používá pro nesoudržné zeminy, spočíval v prosévání zeminy sadou sít se čvercovými oky o průměru 64 mm až 0,05 mm. Před proséváním se zemina vysuší při 105 °C a zváží. Následně se vypočítává procentuální podíl zbytků zeminy na jednotlivých sítech z celkové hmotnosti vloženého vzorku. Celkové propady zeminy byly sepsány do formuláře a vynesena křivka zrnitosti (Příloha č.9). U obou vzorků propadlo posledním sítem více než 10 % celkové navážky. Pro stanovení zrnitosti zbývajích částí vzorků byla použita hustoměrná zkouška. Ta je založena na základě rychlosti sedimentace jemných částic v odměrném válci s destilovanou vodou. Hustoměrná zkouška vychází z předpokladu, že jak pevné částice v suspenzi tvořené vodou a zeminou postupně sedimentují, její hustota klesá (Hanák, 2001). Pomocí Casagrandeho areometru se v pravidelných časových intervalech měřila hustota. Po každém měření se zjistila i teplota. Výslednými hodnotami byla doplněna křivka zrnitosti.

6.2.2 Konzistence zemin Zeminy mohou mít při stejné vlhkosti různou konzistenci a naopak. Je to dáno množstvím zastoupených jílových minerálů, na které se váže voda. Podle obsahu vody se zemina nachází v některém z následujících konzistenčních stavů: stav tekutý, plastický, pevný a tvrdý. Mezi těmito stavy existují konzistenční meze, které jsou charakteristické pro určitý typ zeminy.

Mez tekutosti je vlhkost zeminy vyjádřená v % hmotnosti zeminy vysušené do stálé hmotnosti (při 105 °C), při které přechází zemina ze stavu plastického do stavu tekutého (ČSN 72 1014).

20

Mez tekutosti byla stanovena podle Atterberga v Casagrandeho přístroji. Navlhčený a prohnětený vzorek se urovnal v misce přístroje, vyřezávacím nožem se uprostřed misky vyřízla rýha. Při otáčení klikou rychlostí 2 poklepy za vteřinu miska dopadala na podkladní desku a přitom se počítaly údery. Vlhkost na mezi tekutosti wt odpovídá vlhkosti zeminy, při které se dvě poloviny koláčku zkoušené zeminy slijí na délku 12,5 mm ( ± 0,5 mm) u paty rýhy (Hanák, 2001). Zkouška se u každého vzorku opakovala 3x za různých vlhkostí vzorku, přičemž počet úderů se pohyboval v rozmezí 15 až 35. Vždy byl vzorek zvážen a určena jeho vlhkost.

Tab.6 Konzistenční meze (Hanák, 2001)

Stav tvrdý

Stav plastický tuhý měkký

Stav pevný ws

Stav tekutý

wp

ws

– mez smrštitelnosti

wp

– mez plasticity

wt

– mez tekutosti

wt

Mez plasticity (vláčnosti) je vlhkost, při níž se stav zeminy mění z plastického na pevný. Byla zjištěna válením navlhčené zeminy do válečků o průměru 3 mm. V okamžiku, kdy se takto vyválené válečky začaly rozpadat na kousky o délce 8 – 10 mm, byly ihned zváženy a určena jejich vlhkost. Výsledné hodnoty byly průměrem hodnot dvou souběžných testů. Výsledky byly použity pro výpočet vlhkosti na mezi plasticity (Tab.8).

Index plasticity je rozdíl mezí tekutosti a plasticity. Vyjadřuje rozsah vlhkosti, při kterém je zemina plastická. To znamená, že dokáže vázat vodu bez změny konzistence. Ip = w t − w p Podle hodnot indexu plasticity pak můžeme zeminy rozdělit do čtyř kategorií:

Tab.7 Kategorie zemin podle indexu plasticity Ip (Hanák, 2001)

KATEGORIE ZEMIN

INDEX PLASTICITY Ip PLASTICITA

I. zeminy písčité

<1

neplastické

II. písčité hlíny

1 – 10

nízká

III. písčité a prachovité jíly

10 – 20

střední

> 20

vysoká

IV. jíly

21

Stupeň konzistence je číselná hodnota, která vyjadřuje stav zeminy v závislosti na obsahu vody. Číselné vyjádření vychází ze skutečné vlhkosti zeminy v přirozeném stavu a laboratorně zjištěných hodnot mezí tekutosti a plasticity: IC =

wt − w Ip

Tab.8 Konzistence zemin

CHARAKTERISTIKA

VZOREK č.1 VZOREK č.2

Vlhkost

w (%)

23,00

29,95

Mez tekutosti

wt (%)

23,01

30,50

Mez plasticity

wp (%)

22,23

27,54

Index plasticity

Ip

0,78

2,96

Stupeň konzistence

IC

0,01 (kašovitá)

0,19 (měkká)

Atterberg rozdělil zeminy podle indexu plasticity do čtyř kategorií. Podle jeho metodiky patří vzorek č.1 mezi zeminy písčité (Ip < 1) a vzorek č.2 mezi písčité hlíny (Ip se pohybuje v rozmezí 1 – 10). Tento výsledek nám dokazuje odlišné vlastnosti podloží v různých částech lokality. Zeminy s nižším indexem plasticity jsou lépe zpracovatelné, propustnější, ale snadno rozbřídají. Půdní sondy byly vykopána v jižní části území – vzorek č.1 a na severu – vzorek č.2 (Příloha č.1).

6.2.3 Klasifikace zemin Pro klasifikaci zemin byl použit zrnitostní rozbor. Velmi hrubé částice (> 60 mm) byly vyňaty a byl zaznamenán jejich hmotnostní podíl v zemině. Zbytek zeminy byl zatříděn podle trojúhelníkových diagramů. Základem klasifikačního systému je poměrné zastoupení tří složek: G – zeminy štěrkovité:

f < 35 % (g + s + f) ∧ g > s

S – zeminy písčité:

f < 35 % (g + s + f) ∧ s > g

F – zeminy jemnozrnné: f > 35 % (g + s + f) Obr.5 Výchozí skupiny klasifikačního systému

22

Dle základního rozdělení klasifikačního systému byl vzorek č.1 zařazen mezi zeminy jemnozrnné – jemnozrnná zemina štěrkovitá, vzorek č.2 mezi zeminy hrubozrnné – štěrk hlinitý.

Obr.6 Trojúhelníkový diagram pro částice < 60 mm

Podle indexu plasticity a meze tekutosti bylo možno klasifikaci jemnozrnné zeminy zpřesnit pomocí diagramu plasticity:

Obr.7 Diagram plasticity pro částice < 0,5 mm

23

Tab.9 Klasifikace zemin

PODÍL FRAKCÍ (%) g s f

NÁZEV

TŘÍDA SYMBOL

VZOREK č.1

32

23

45

hlína štěrkovitá

F1

MG

VZOREK č.2

74

13

13

štěrk hlinitý

G4

GM

6.2.4 Vhodnost zemin pro podloží a do násypů cest Na základě klasifikace zemin bylo možno posoudit, zda je místní materiál použitelný pro samotnou výstavbu. Tato skutečnost může výrazně ekonomicky ovlivnit realizaci nových lesních cest. Křivka zrnitosti charakterizuje podmínky v podloží, od kterých lze odvodit náročnost výstavby lesní cesty. Při zvýšeném podílu jílových a prachových složek v zemině se snižuje únosnost při nasycení vodou, zvyšuje bobtnavost a smrštitelnost a zhoršuje se celková zpracovatelnost. Tab.10 Vhodnost zemin

NÁZEV ZEMINY

OZNAČENÍ

hlína štěrkovitá

F1 / MG

štěrk hlinitý

G4 / GM

VHODNOST VHODNOST DO NÁSYPŮ PRO PODLOŽÍ málo vhodné až vyhovující až vhodné málo vhodné velmi vhodné

velmi vhodné

6.2.5 Vodní režim podloží Stanovení vodního režimu je důležité pro posouzení ochrany komunikace před účinky promrzání podloží. Určuje se podle stupně konzistence IC. Tab.11 Vodní režim podloží

U obou vzorků je hodnota IC < 0,7. To znamená, že v podloží se vyskytuje kapilární vodní režim. Vzdálenost průměrné hladiny podzemní vody od nivelety vozovky je

IC

VODNÍ REŽIM

>1

difuzní

menší, než součet hloubky promrznutí vozovky a podloží a 0,7 – 1 výšky kapilárního výstupu vody. Jedná se tedy o velmi < 0,7

pendulární kapilární

nepříznivé podmínky z hlediska promrzání podloží.

6.2.6 Stupeň namrzavosti Odolnost zemin proti mrazu a tání byla zhodnocena podle průběhu křivky zrnitosti v zónách Scheibleho kritéria namrzavosti. Podle něj mohou být zeminy nenamrzavé, mírně namrzavé, namrzavé, nebezpečně namrzavé, vysoce namrzavé. Z Scheibleho kritéria 24

vyplývá, že namrzavost zeminy se zvyšuje se vzrůstajícím podílem jemných částic v zemině (Příloha č.10). Tab.12 Namrzavost zemin

NÁZEV ZEMINY OZNAČENÍ

NAMRZAVOST

hlína štěrkovitá

F1 / MG

nebezpečně namrzavé

štěrk hlinitý

G4 / GM

mírně namrzavé až namrzavé

6.2.7 Stanovení CBR Modul pružnosti je mírou odolnosti materiálu proti deformaci. Dá se změřit několika speciálními zkouškami. Cílem je stanovit přípustné zatížení podloží vozovky, kde je kritériem přípustná deformace. CBR (Kalifornský index únosnosti – Californian Bearing Ratio) udává poměr únosnosti mezi zhutněnou zeminou a srovnávacím normovým materiálem.

Tab.13 Orientační hodnoty poměru únosnosti zemin

NÁZEV ZEMINY OZNAČENÍ

CBR (%) optimální vlhkost 95% saturace vodou

hlína štěrkovitá

F1 / MG

8 – 18

5 – 10

štěrk hlinitý

G4 / GM

10 – 60

4 – 40

25

7 DISKUZE Optimalizace lesní dopravní sítě je hospodárné zpřístupnění lesního komplexu pomocí dostatečně technicky zabezpečených lesních cest, které budou splňovat požadavky lesního hospodářství. Problematika je ovlivňována přírodními, hospodářskými a společenskými faktory. Mezi přírodní patří klimatické a geologické poměry a morfologie území. Do hospodářských faktorů patří stav porostu, vyspělost lesního hospodářství a dopravní techniky, vlastnické vztahy a rozloha zpřístupňovaného území. Mezi společenské činitele můžeme zařadit například rekreaci a turistický ruch v oblasti. Z hlediska ochrany přírody se optimalizace dotýká i problematika zvláště chráněných území a ÚSES. Kvalita cestní sítě následně ovlivňuje všechny složky přírody a při optimalizaci je obtížné vyhovět všem požadavkům. Lesní hospodářství je obor, který se stále vyvíjí díky novým poznatkům a rozvojem techniky. Jeho neoddělitelnou součástí je dopravní síť, která by se tedy také měla měnit v souvislosti s trendy lesního hospodářství. Technologie dopravy dříví má za sebou dlouhý vývoj, který začal animálním přibližováním dříví a v současné době je na úrovni odvozních souprav. Je třeba si uvědomit, že výstavba lesních cest je citelným zásahem do krajiny, který s sebou přináší více negativ než pozitiv. Zvláště v případě odvozních cest by měla být jejich trasa volena uvážlivě, aby jejich umístění bylo univerzální. Práce se zabývá stávající dopravní sítí lesního celku Obora v povodí Ráječského potoka. Cílem bylo posoudit zda a jak je možné zlepšit zpřístupnění území. Hodnoceny byly pouze cesty, které jsou zaneseny v mapových podkladech, aby byly vyloučeny ty, u kterých není zřejmé, zda jsou oficiální. Návrh nového zpřístupnění vycházel z obecných zásad pro trasování odvozních cest v pahorkatinách. Mezi ně patří podélný sklon nivelety cesty, příčný sklon terénu, doporučená hustota odvozních cest a maximální vzdálenost mezi cestami. Důraz byl kladen zvláště na účinnost zpřístupnění a racionální volbu trasy odvozní cesty v souvislosti s přírodními podmínkami území. V území byl proveden hydrogeologický průzkum, na jehož základě byly posouzeny některé důležité fyzikální a mechanické vlastnosti zemin z hlediska výstavby lesních cest. Navržené řešení nemusí být jediné správné a daly by se najít i další varianty, společným kritériem by však mělo být, aby plnily svůj účel.

26

8 ZÁVĚR Pro optimalizaci lesní dopravní sítě byl vybrán lesní celek Obora v povodí Ráječského potoka. Pro povodí byly spočítány jeho morfologické charakteristiky, v rámci lesního celku zmapován současný stav cestní sítě a pro lepší znázornění morfologie terénu zpracována terénní klasifikace území. Převážnou část území můžeme zařadit do terénních typů 11, 12 a 13. Zvláště v jihozápadní části lokality se vyskytuje terénní typ 14, místy 15. Při hodnocení současného stavu zpřístupnění lesního celku bylo zjištěno, že území trpí nedostatkem lesních odvozních cest. Cílem optimalizace bylo zvýšit účinnost zpřístupnění, a to doplněním cestní sítě o odvozní cestu. Předmětem zkoumání byla volba vyhovující trasy z hlediska obecných zásad optimalizace. Při posuzování zpřístupnění byly brány v úvahu následující parametry: délka a hustota odvozních cest, hustota přibližovacích cest, skutečná, geometrická a teoretická přibližovací vzdálenost a účinnost zpřístupnění. Lokalita má charakter pahorkatiny, tudíž by hustota odvozních cest měla dosahovat hodnoty alespoň 22 m⋅ha-1 místo současných 14 m⋅ha-1. Cestní síť je tedy nedostatečná a nevhodně rozložená. Dále z výpočtů vyplývá, že průměrné skutečné a geometrické přibližovací vzdálenosti jsou příliš vysoké a účinnost zpřístupnění činí 76,59 %. Při návrhu nového zpřístupnění území bylo propočítáno několik variant, z nichž dvě jsou v této práci podrobněji srovnány. Varianta I znázorňuje trasu nové odvozní cesty, která splňuje obecné zásady trasování lesních cest z hlediska podélného sklonu, příčného sklonu terénu a rovnoměrného rozložení cestní sítě. Její realizací by došlo k rovnoměrnému zpřístupnění celého území. Délka trasy je navržena tak, aby celková hustota odvozních cest odpovídala optimu pro pahorkatiny. Skutečné a geometrické průměrné vzdálenosti by se též snížily do přijatelných mezí. Účinnost zpřístupnění by se po realizaci návrhu zvýšila na hodnotu 80,17 %. Varianta II je návrh, který upřednostňuje vlastník lesa. Přestože je trasa lesní cesty o více jak 300 m delší než u předchozí varianty, je omezena pouze na jihozápadní část území. Dochází ke zdvojování a vysoké koncentraci odvozních cest, přičemž neřeší otázku zpřístupnění zbytku lesního celku. Podélný sklon trasy a příčný sklon terénu se v určitých úsecích pohybují v mezních hodnotách. Průměrné přibližovací vzdálenosti oproti skutečnosti mírně klesly, ale stále jsou příliš vysoké. Nejdůležitější hodnotou je ovšem celková účinnost zpřístupnění. Při realizaci této varianty by rapidně klesla na 52,47 %.

27

Součástí práce je i hydrogeologický průzkum území, který si klade za cíl zhodnotit lokalitu z hlediska vhodnosti využití místních zemin a podloží při výstavbě. Nástrojem pro posouzení byl výpočet některých fyzikálních a mechanických vlastností zemin. Předmětem laboratorních výzkumů byly dva vzorky odebrané v různých částech zájmového území. Dle zrnitostního rozboru byly vzorky klasifikovány jako hlína štěrkovitá a štěrk hlinitý. Celkově by se dalo říct, že místní zeminy jsou pro výstavbu vhodné. Vodní režim podloží je však kapilární, což značí nepříznivé podmínky z hlediska promrzání. Stupeň namrzavosti se pohybuje v rozmezí nebezpečně namrzavé až namrzavé. Při optimalizaci a konečném návrhu nové odvozní cesty v Oboře by se mělo vycházet z obecných zásad zpřístupnění a jasně podložených faktů, aby byl výsledek co nejefektivnější.

28

9 SUMMARY The essay solves the problem of optimization of the forest road system in the forest complex Obora in Ráječský potok basin. The morphological characteristics of the basin and the terrain classification of the territory were worked out. The current level of access of the forest complex was evaluated. These parameters were used for calculation: length and density of the main forest roads, density of the dragging roads, real, geometrical and theoretical transporting distance. The locality falls into uplands and the ideal density of the main forest roads should be 22 m⋅ha-1. The results show that the density is only 14 m⋅ha-1. The current level of access of the forest complex is 76,59 %. The improvement of the access of the forest was the main objective. The solution was to project new main forest road. Two versions of a new trace are compared in this essay. The first version satisfies all rules of the tracking of the forest roads with respect to the logitudinal slope, transversal slope of the terrain and distribution of the road system. The density of the main forest roads reached the optimal condition and transporting distances were reduced. The level of access of the forest increased on 80,17 %. The second version is prefered by owner of the forest. The trace is longer but it passes only through southwest part of the territory. Wrong distribution of the road system caused the doubling and high concentration of the main forest roads. Slopes reached too high rates in some parts of the trace and the level of access of the forest decreased on 52,47 %. The geological research of the physical and mechanical properties of the underlying moulds is contained because these properties influence the quality and durability of the forest roads. The results show that the local moulds are suitable for building up the forest roads. The final project of the main forest road should result from the rules of tracking to reach the best effect.

29

10 LITERATURA BUČEK, A., LACINA, J., 1999. Geobiocenologie II, MZLU Brno

ČÚZK. ZABAGED – Digitální polohopisná a výškopisná mapa, č. listu 242311, 242316 HANÁK, K., 2001. Mechanika zemin se zakládáním staveb, MZLU Brno HANÁK, K., 2002. Zpřístupnění lesa – Vybrané statě II, MZLU Brno HANÁK, K. a kol., 2002. Zpřístupňování lesa – Vybrané statě I, MZLU Brno HANÁK, K., HRŮZA, P., SKOUPIL, J., 2003. Zpřístuňování lesa – Trasování a projektování lesních odvozních cest, MZLU Brno HRUBEŠOVÁ, E., 1995. Zpřístupňování lesa – cvičení, MZLU Brno QUITT, E., 1975. Mapa klimatické oblasti ČSR, 1:500 000, Geografický ústav ČSAV, Brno SKOUPIL, J., 2006. Optimalizace tvorby a rekonstrukce lesní dopravní sítě z hlediska integrovaných funkcí lesa. Disertační práce. MZLU Brno www.drusop.nature.cz www.env.cz www.geology.cz www.uhul.cz

ČSN 72 1002 – Klasifikace zemin pro dopravní stavby

30

11 SEZNAM PŘÍLOH 1. Podrobná mapa území (1:15 000) 2. Mapa míst soustředěných těžeb (1:15 000) 3. Skutečné a geometrické přibližovací vzdálenosti 4. Mapa terénní klasifikace (1:15 000) 5. Návrh sítě odvozních cest: Varianta I (1:15 000) 6. Návrh sítě odvozních cest: Varianta II (1:15 000) 7. Sklonové poměry terénu a sítě odvozních cest (1:15 000) 8. Zrnitostní rozbor 9. Křivka zrnitosti 10. Scheibleho kritérium namrzavosti 11. Fotodokumentace

31