MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA
Porovnání přesnosti mapy erozního ohrožení a odnosu půdy na příkladu území BR Dolní Morava BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
2008/2009
Slezák Pavel
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Porovnání přesnosti mapy erozního ohrožení a odnosu půdy na příkladu území BR Dolní Morava zpracoval sám 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 a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby zveřejněných 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 nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:
Poděkování: Tímto bych chtěl poděkovat panu Ing. Mikitovi za cenné rady, odbornou pomoc a velkou trpělivost. Dále bych chtěl poděkovat Vladimíru Šrotovi za vypůjčení počítače.
Jméno posluchače:
Pavel Slezák
Název bakalářské práce:
Porovnání přesnosti mapy erozního ohrožení
a odnosu půdy na příkladu území BR Dolní Morava
ABSTRAKT Název bakalářské práce: Porovnání přesnosti mapy erozního ohrožení a odnosu půdy na příkladu území BR Dolní Morava
Cílem bakalářské práce je seznámení s problematikou eroze a protierozních opatření. Hlavním úkolem je však tvorba mapy erozního ohrožení v Biosférické rezervaci Dolní Morava. Dále se práce zabývá porovnáním této mapy s mapou erozního ohrožení ČR, kterou vytvořil v roce 2008 tým specialistů Katedry hydromeliorací a krajinného inženýrství Fakulty stavební ČVUT v Praze. Zpracování mapy proběhlo v programu ArcGIS, který je uživatelsky velmi rozšířený. Pro efektivitu programu hovoří, že i velmi rozsáhlé území může zpracovat jediná osoba. Pro zpracování práce byla použita data ZABAGED.
Klíčová slova: Eroze, ArcGIS, Simulační modely, RUSLE Comparison of accuracy of the map of erosion exposure and loss of soil on the example of the biospheric natural reserve of Dolní Morava
The goal of this bachelor paper is to introduce the issues of erosion and anti-erosion measures. It particularly aims at creation of an erosion exposure map of the biospheric natural reserve of Dolní Morava. It further compares the map with the Erosion Exposure Map of the Czech Republic created in 2008 by a team of specialists from the Department of Irrigation, Drainage and Landscape Engineering at the Faculty of Civil Engineering, CTU in Prague. Generation of the map was performed with the widely used ArcGIS software. The efficacy of the software benefits from its capacity to allow a single user process a large area. Data from ZABAGED were used for producing the bachelor paper.
Key words: Erosion, ArcGIS, simulation modelling, RUSLE
OBSAH 1.0
ÚVOD............................................................................................8
2.0
CÍL PRÁCE....................................................................................9
3.0
PŘÍRODNÍ POMĚRY......................................................................10
4.0
3.1
Historie BR Dolní Morava..................................................10
3.2
Hydrografie oblasti............................................................10
3.3
Poměry klimatické.............................................................10
3.4
Geologie oblasti.................................................................11
3.5
Pedologie oblasti................................................................12
EROZE...........................................................................................14 4.1
Druhy eroze......................................................................14 4.1.1 Vodní eroze ...............................................................14 4.1.2 Větrná eroze................................................................15 4.1.3 Sněhová eroze ..........................................................15 4.1.4 Ledovcová eroze .........................................................15
4.2
Příčiny vodní eroze.............................................................15
4.3
Rozšíření eroze ..................................................................16
4.4
Následky eroze...................................................................16 4.4.1 Vliv eroze na fyzikální vlastnosti půdy...........................17 4.4.2 Vliv eroze půdy na chemické vlastnosti půdy..................17
4.5
Protierozní opatření.............................................................18 4.5.1 Opatření organizačního charakteru..................................18 4.5.2 Opatření agrotechnického charakteru...............................19 4.5.3 Opatření technického charakteru.....................................19 4.5.4 Hrazení bystřin a strží....................................................20 4.5.5 Ochrana strmých svahů před erozí...................................20
5.0
MAPA EROZNÍHO OHROŽENÍ ČR DOSTÁL A SPOL. 2008..............21
6.0
GEOINFORMAČNÍ SYSTÉMY..........................................................22 6.1
Historie geoinformačních systémů...........................................22
6.2
Simulační modely povrchového odtoku a eroze........................23 6.2.1 Základy teorie simulačních modelů vodní eroze.................23
6.2.2 Simulační modely erozního procesu..................................24 6.2.3 Druhy simulačních modelů...............................................25 7.0
VÝPOČET POTENCIONÁLNÍ EROZE POMOCÍ RUSLE.....................26 7.1
Výpočet RUSLE....................................................................27
7.2
Vstupní datové soubory..........................................................28
7.3
Řešení příkladu......................................................................28 7.3.1 Tvorba vrstvy zájmových ploch........................................28 7.3.2 faktor erozní účinnosti dešťů – R.........................................29 7.3.3 Faktor erodovatelnosti půdy – K..........................................29 7.3.4 Faktor délky svahu - L a faktor sklonu svahu – S...................30 7.3.5 faktor ochranného vlivu vegetace C......................................35 7.3.6 Faktor protierozních opatření – P.........................................36 7.3.7 Analýza RUSLE.................................................................36
8.0
POROVNÁNÍ PŘESNOSTI S MAPOU EROZNÍHO OHROŽENÍ............38 (DOSTÁL 2008)
9.0
DISKUZE............................................................................................40
10.0 ZÁVĚR................................................................................................41 11.0 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY.......................................................43 12.0 SEZNAM PŘÍLOH.................................................................................44 13.0 PŘÍLOHY
1.0 ÚVOD Eroze je v České republice velký problém. Zvláště v padesátých až osmdesátých letech bylo prováděno rozsáhlé zcelování pozemků. Probíhal převod pastvin a trvalých travních pozemků na ornou půdu, zvláště v pahorkatinách a vrchovinách. Toto vytváření rozsáhlých lánů zcela změnilo krajinný ráz a mělo za důsledek mnoho negativních vlivů. Jedním z nich je zvýšení eroze na zemědělských pozemcích. Jejím důsledkem je nejen degradace zasažených půd, ale také zanášení vodních toků a nádrží, což způsobuje velké finanční ztráty zemědělcům i vodohospodářům. Při boji s erozí by jsme se měli zaměřit na prevenci a to zejména zaváděním vhodně zvolených protierozních opatření. S tímto problémem nám výrazně pomáhá rozvoj výpočetní techniky a vývoj geoinformačních systémů (dále GIS). Uživatelsky nejrozšířenějším programem tohoto zaměření je ArcGIS. GIS jsou schopny modelově řešit erozní ohrožení, ale také účinnost navržených opatření. Modelové řešení erozního ohrožení není finančně příliš náročné a poskytuje možnost vyzkoušet všechny možnosti řešení bez jakéhokoliv zásahu do krajiny. Náročnost GIS je dána vysokými nároky na vstupní data, která musí vykazovat vysokou přesnost a velké plošné rozšíření na celém území ČR. První mapa erozního ohrožení ČR byla vytvořena v roce 2001 na ČVUT v Praze. V loňském roce byla zpracována revidovaná mapa erozního ohrožení ČR na Katedře hydromeliorací a krajinného inženýrství, Fakulta stavební, ČVUT v Praze. Mapu vytvořil tým ve složení Josef Krása, Tomáš Dostál, Karel Vrána. Mapa poskytuje zpřesněné údaje týkající se především využitím jednotlivých pozemků včetně pěstovaných rostlin. Ve své práci jsem se zaměřil na tvorbu mapy erozního ohrožení na území Biosférické rezervace Dolní Morava pomocí geoinformačních systémů a porovnání přesnosti s mapou erozního ohrožení ČR (Dostál 2008).
2.0 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je tvorba mapy erozního ohrožení v Biosférické rezervaci Dolní Morava. Práce bude provedena v programu ArcGIS. Budou vytvořeny 3 mapy různou hodnotou faktoru C (ochranný vliv vegetace), který má největší vliv na výši odnosu půdy. Výsledná mapa bude porovnána s mopou erozního ohrožení ČR (Dostál 2008).
3.0 PŘÍRODNÍ POMĚRY 3.1 Historie a členění BR Dolní Morava První zmínky o ochraně lokalit patřících do Biosférické rezervace Dolní Morava sahají do roku 1930, kdy z výnosu knížete Diertrichsteina byly chráněny Pavlovské vrchy. CHKO Pálava byla vyhlášena výnosem č.j.5790/1976 ministerstva kultury 19. března 1979. Dne 16. června 1986 byla CHKO Pálava začleněna do mezinárodního systému biosférických rezervací, později do celoevropské sítě NATURA 2000. V roce 2003 byla BR Pálava doplněna o Lednicko-Valtický areál a oblast Podluží. Takto rozšířené území biosférické rezervace dostalo název Dolní Morava. Hlavním důvodem vyhlášení této rezervace byla výjimečná rozmanitost její přírody. Nalezneme zde ekosystémy vápencových bradel, panenských stepí, doubrav a dubohabřin, lužních lesů, nivních údolí a slanisek, které zahrnují mnoho vzácných druhů rostlin a živočichů. Oblast je významná i z kulturního hlediska. Lidé zde utvářeli krajinu již od doby kamenné, čímž přispěli ke kulturnímu charakteru krajiny. Na území CHKO leží 14 maloplošných zvláště chráněných území o celkové rozloze 788,9ha. Pod správu CHKO spadá ještě 12 MZCHÚ ležících mimo území chráněné krajinné oblasti o celkové rozloze 961,2 ha (Janík a kol.,1996)
3.2 Hydrografie oblasti Území biosférické rezervace patří do povodí řeky Moravy a Dyje. Severní hranici tvoří soustava Novomlýnských nádrží, kde se stékají řeky Svratka, Jihlava a Dyje. Jižně od Novomlýnských nádrží je řeka Dyje lemována častými jezírky a slepými rameny. Dále na jih navazují Lednické rybníky, jež jsou napájeny říčkou Včelínek. Střední část patří do povodí Kyjovky, která vtéká do Dyje. Východní část biosférické rezervace je odvodňována řekou Moravou.
3.3 Poměry klimatické V severozápadní části biosférické rezervace je podnebí velmi teplé a suché: Lednice 9,0
o
C a 495 mm, Valtice 9,1
o
C a 571 mm, Mikulov 571 mm, Podivín 516 mm.
V členitém terénu existuje řada chráněných mimořádně teplých poloh a také polohy chladnější, jako jsou mohutné severozápadní srázy Pálavy. Na Pálavě se uplatňuje
vrcholový fenomén. Skutečně inverzních poloh je málo, otázkou zůstává vliv velké vodní plochy Novomlýnských nádrží, které nahradily někdejší komplex lužních lesů. Ve střední části biosférické rezervace je podnebí velmi teplé a poměrně suché: Podivín 9,2 o C a 516 mm, Břeclav 550 mm. Díky značné členitosti je zde množství chráněných poloh, extrémně teplých a výsušných i menší inverzní kotliny. Vcelku však klima zůstává výrazně xerothermní, i když o něco vlhčí než na západní části BR, což je způsobeno blízkostí návětrného svahu Karpat. Na východě je podnebí výrazně teplé, středně suché až mírně vlhké: Moravská Nová Ves 9,1 o C a 570mm, Lanžhot 9,0 o C a 560mm. Vyšší vlhkost je opět dána blízkostí návětrného svahu vyšších Karpat. V detailu je podnebí ovlivněno existencí plochých depresí s mírnou teplotní inverzí a zamokřením. Klima niv je charakteristické slabými přízemními teplotními inverzemi, celkově se však podnebí blíží podnebí Podunajských nížin.
3.4 Geologie oblasti Geologické části: a)
Západní část Biosférické rezervace Dolní Morava je tvořena štěrkopískovými
terasami s pokryvy spraší a ostrůvky krystalinika. Horninové podloží tvoří nezpevněné sedimenty mořského neogénu - jíly, písky, štěrky, místy pevněji stmelené a v různé míře vápnité. Jsou však většinou pohřbené pod pleistocénními terasovými štěrkopísky. Oba typy hornin jsou pak z převážné části kryty zpravidla málo mocnými vrstvami spraše. Starší pevné skalní podloží vystupuje jen okrajově jako různě velké ostrůvky, zejména podél Dyje pod Znojmem a na okraji brněnského masivu. Jsou většinou tvořeny granodiority a příbuznými horninami. b)
Oblast jižně od Dyje je tvořena členitou pahorkatinou na vápnitých
třetihorních sedimentech a vysokým bradlem jurských vápenců. Z flyšového pásma charakterizovaného střídáním pískovců s jílovci a významným uplatněním slínů vystupují mohutné kry jurských vápenců budující Pavlovské vrchy. Jinak zde dominují nezpevněné sedimenty mořského neogénu - vápnité jíly, písky, slíny a štěrky až kyselé štěrkopísky.
c)
Východní část tvoří terasovité štěrkopísky řeky Moravy, na nichž spočívají
kyselé váté písky, v severovýchodní části až 30 m mocné. Z jejich podloží se místy vynořuje podloží mladomiocénního stáří - písky, vápnité jíly nebo štěrky. Okrajově jsou vyvinuté nivy, rašeliniště a slatiny, zčásti vápnité. d)
Říční nivy Moravy a jejich přítoků mají jako podklad převážně písky a
štěrkopísky nejnižší terasy, povrch však tvoří 2 - 5 m mocné nivní hlíny, z nichž se zejména v jižní části noří na řadě míst tzv. hrůdy, částečně pohřbené přesypy vátých písků, které dosahují mocnosti až 30m.
3.5 Pedologie oblasti V údolní nivě Moravy a jejích přítoků (Dyje, Dolní Jihlavy a Svratky) převažují fluvizemě. Na hlinitých náplavech jsou to fluvizemě kambické až typické, na vlhčích stanovištích s příměsí jílu jsou to fluvizemě pseudoglejové až glejové, na hrůdech převažují fluvizemě arenické a na štěrkových terasách Dyje až fluvizemě psefitické. V půdních depresích a mrtvých ramenech jsou typické gleje typické - mullové, zbahnělé a humózní, místy až rašelinové v přechodu do organozemě saprické.
Na chudých píscích na východní části převládají arenické kambizemě oligotrofní až mezotrofní, podzolovaná, místy i regozem arenická, na vlhčích stanovištích kambizem arenická
oglejená a na vodou ovlivněných stanovištích až pseudoglej typický až
kambický a podzolový, na slatinných stanovištích glej arenický. Na vysýchavých stanovištích se štěrkopísky se nachází kambizem psefitická. Na píscích s příměsí spraše je přechod až do hnědozemě arenické až luvické.
Na píscích v jižní části biosférické rezervace se nacházejí podobné kambizemě, místy s přechody do černozemí, hnědozemí až pararendzin či regozemí. Na vápencích
Pálavy jsou vyvinuty rendziny typické až kambické, na extrémnějších stanovištích až suťové a litické, případně litozem typická karbonátová.
Na sprašových překryvech se nacházejí luvizemě typické až hnědozemě typické a luvické, ve sníženinách se objevují černozemě arenické a luvické na přechodu do hnědozemí a pararendzin. Na výchozech vápnitých substrátů se vyskytují maloplošně pararendziny, a to typické, kambické, pelické a pseudoglejové. Tam, kde na okraji biosférické rezervace vystupují starší horniny, se nacházejí kambizemě typické mezotrofní.
4.0 EROZE Komplexní proces, zahrnující rozrušování půdního povrchu, transport a sedimentaci uvolněných částic působením vody, větru, ledu a jiných tzv. erozních činitelů. (Janeček a kol., 2002). Obecně lze říci, že erozí je nejvíce ohrožován všechen půdní povrch bez trvalého vegetačního krytu. Na našem území se jedná především o zemědělské pozemky. Eroze půdy na zemědělských pozemcích degraduje ornici, zvyšuje štěrkovitost, snižuje mocnost horizontu a mění fyzikálně-chemické vlastnosti půd. Transportované částice potom snižují průtočnou kapacitu toků, zakalují vodu, což zhoršuje podmínky pro vodní živočichy. Dále zanášejí vodní nádrže, tím zvyšují náklady na údržbu vodních toků i nádrží a na úpravu vody. Na území České republiky je polovina orné půdy ohrožena vodní erozí a 7,5% orné půdy je ohroženo větrnou erozí.
4.1 Druhy eroze Podle erozních činitelů se rozděluje na vodní, větrnou, sněhovou, ledovcovou atd. 4.1.1 Vodní eroze Vodní eroze je v našich podmínkách nejvíce zastoupena. Vodní eroze se projevuje ve dvou fázích. V první fázi dochází dopadem kapek k rozrušování povrchu. Druhá fáze zahrnuje gravitační posuv vody po zemském povrchu. Tato fáze eroze se rozděluje na: plošnou, rýhovou, výmolovou a proudovou. Plošná eroze se projevuje na pozemcích s malým sklonem. Probíhá ochuzování celé plochy rovnoměrně především o nejjemnější částice půdního profilu. To je způsobeno nízkou kinetickou energií vody. „Soustřeďováním plošného odtoku vzniká rýhová eroze o hloubce a šířce několika centimetrů“. Postupným soustřeďováním vody se rýhy zvětšují a dle místních podmínek dosahují různých tvarů a hloubky. Zvláštním tipem vodní eroze je podpovrchová eroze tzv. tunelová. Zachar (1970) ji definoval jako mechanické vyplavování jemných, různě dispergovaných frakcí půdy gravitační vodou mezi agregáty, přispívající ke skeletizaci půdy.
4.1.2 Větrná eroze Působí škody rozrušováním půdního povrchu mechanickou silou větru (abrazí), odnášením rozrušených půdních částic větrem (deflací) a ukládáním těchto částí na jiném místě (akumulací). Procesem větrné eroze jsou na zemědělské půdě působeny škody odnosem ornice, hnojiv, osiv a ničením plodin (Janeček a kol., 2002). K dalším škodám dochází znečišťováním ovzduší, zanášením silnic a dalších objetů. 4.1.3 Sněhová eroze Dělí se na lavinovou a při tání sněhu. K lavinové erozi dochází za velké kinetické energie při pádu laviny. Jsou rozrušovány a přenášeny velké částice půdního povrchu i s vegetačním pokryvem. Erozi při tání sněhu dochází především, když je půdní profil rozmrzlý jen ve vrchní části. Při silném tání sněhu není zamrzlá půda schopna absorbovat tak velké množství vody, která odtéká po půdním povrchu. Ve svrchní rozmrzlé části pak dochází k odnosu jemných půdních částic.
4.1.4 Ledovcová eroze Není příliš významná. Při posouvání ledovcových mas dochází k přesouvání i velkých částí půdního profilu.
4.2 Příčiny vodní eroze Dle Janečka jsou příčiny eroze rozděleny na a)
Klimatické a hydrologické
-
zeměpisná poloha
-
nadmořská výška
-
množství, rozdělení a intenzita srážek
-
povrchový odtok
-
teplota, oslunění, výpar
-
výskyt, směr a síla větrů
b)
morfologické
-
sklon území
-
délka a tvar svahu
-
expozice, návětrnost
c)
geologické a půdní
-
povaha horninového substrátu
-
půdní druh a typ
-
textura a struktura půdy, její vlhkost a zvrstvení, obsah humusu
d)
vegetační
-
hustota a délka trvání vegetačního pokryvu
e)
způsob využívání a obhospodařování půdy
-
poloha a tvar pozemku
-
směr a technologie obdělávání
-
střídání plodin
Intenzitu procesů vodní eroze, která je výsledkem vztahů mezi erozní účinností erozních činitelů a erodovatelnosti půdy.
4.3 Rozšíření eroze Eroze je celosvětový problém. Odhaduje se, že množství sedimentů odnášených do oceánu se zvýšila z 10 miliard t.rok-1 před zavedením intenzivního zemědělství na 25 – 50 miliard t.rok-1 . Za tu dobu bylo zničeno 430 mil. ha produkčních ploch. V České republice je polovina orné půdy ohrožována vodní erozí a 7,5% ploch větrnou erozí. V našich podmínkách je protierozní ochrana nutná na svazích s mělce uloženým skalním podložím a s vysokým obsahem štěrku (Janeček a kol., 2002). 4.4 Následky eroze Dlouhodobým působením eroze se mění kvantitativní a kvalitativní vlastnosti půd. Degradace půdy vlivem eroze, spolu s účinkem dalších nepříznivých faktorů, má za následek snížení produkční schopnosti půd. Mezi největší a nejzávažnější problémy patří degradace půdy, která ohrožuje produkční schopnosti ekosystémů. Degradace půdy je pokles kvality produkční schopnosti půd způsobenou nesprávným používáním lidské činnosti. (Janeček a kol., 2002). Výzkumy Benneta (1939) z produkční oblasti USA Corn Belt dokázal, že produkční schopnost půd, na kterých byl oderodován humusový horizont, klesla o 77%. Tyto výsledky se liší u jednotlivých druhů rostlin. Na výzkumných plochách silně zasažených erozí je produkční schopnost nižší, i když se tyto půdy hnojí.
Jedinou výjimkou jsou hluboké spraše, kde se při hnojení dosahovalo stejných výnosů jako u neerodovaných půd. Cotnerovy (1982) analýzy konstatují, že bude-li rychlost eroze pokračovat stejnou rychlostí, budou v budoucnu náklady na udržení produkce o 5% vyšší, než kdyby eroze byla snižována používáním půdoochranných opatření. Jestliže by došlo k nárůstu jejich aplikací o 1,6%, sníží se tím eroze o 1/3 a náklady na výrobu produkce klesnou o ¼. (Janeček a kol., 2002). 4.4.1 Vliv eroze na fyzikální vlastnosti půdy Důsledkem eroze půdy je změna fyzikálních vlastností půdy, zejména struktury, textury, objemové hmotnosti, vodní kapacity, pórovitosti, infiltrační schopnosti a příznivé hloubky pro vývoj kořenů. (Janeček a kol., 2002). V podorniční vrstva má menší obsah humusových složek, které zlepšují stabilitu půd proti erozi. Je-li v podorniční vrstvě velký obsah jílu, sníží se obsah vody dostupné pro rostliny. Také se zvýší erozní účinnost dešťů, protože na povrchu půdy se vytváří krusta z vyschlého jílu, která zamezí vsak. Tím dochází ke zvýšení povrchového odtoku a vyšší erozní účinnosti vody. Na substrátech s vysokým obsahem písku v podorniční vrstvě, také dochází ke snížení obsahu vody dostupné pro rostliny a to z důvodů vyššího výparu a vsaku. „Celkový přínos infiltrace a tím snížení povrchového odtoku je na půdách s vysokým obsahem písčitých částic vyšší než nepříznivé účinky z menší dostupnosti vody pro rostliny.“ 4.4.2 Vliv eroze půdy na chemické vlastnosti půdy Projevují se zejména: 1)
Snížení obsahu organické hmoty a humusu v půdě
2)
Snížení obsahu minerálních živin v půdě
3)
Obnažení podorniční vrstvy s nízkou úrodností a vyšší kyselostí Při odnosu 1cm z 1ha vrstvy půdy klesá procento organické hmoty o 1/20 obsahu
organických látek před smyvem (Frye, Bennet – 1985). Eroze má selektivní charakter, nejvíce jsou odnášeny organické látky, minerální živiny a bazické prvky (K,Ca,Mg), což má za příčinu zvyšování kyselosti půd. V erozním smyvu je zpravidla vyšší obsah organických látek a živin než v půdě, která byla zerodována.
4.5 Protierozní opatření Úkolem ochranných opatření je snížení lidským působením zrychlené eroze na úroveň normální, geologické eroze (Janeček a kol., 2002). Protierozní opatření jsou komplex organizačních, agrotechnických a technických opatření, vzájemně se doplňujících a respektujících zájmy vlastníků a uživatelů půdy, ochrany přírody, životního prostředí a tvorbu krajiny. Hlavním účelem opatření na ochranu půdy před vodní erozí je: - chránit půdu před účinky dopadajících kapek deště - podporovat vsak vody do půdy - zlepšovat soudržnost půdy - omezovat unášecí sílu vody a soustředěného povrchového odtoku - neškodně odvádět povrchově odtékající vodu a zachycovat smytou zeminu Postup při návrhu ochrany půdy před vodní erozí tvoří: - vyhodnocení ohroženosti řešeného území - návrh protierozních opatření - posouzení návrhu z hlediska účinnosti navržených protierozních opatření
4.5.1 Opatření organizačního charakteru -
deliminace kultur, zejména mezi lesem a zemědělskou půdou
-
ochranné zalesnění a zatravnění
-
protierozní osevní postupy
-
pásové pěstování plodin
-
pozemkové úpravy, jimiž se mění velikost pozemků a jejich orientace včetně
směru trasování polních cest
4.5.2 Opatření agrotechnického charakteru Opatření agrotechnického charakteru jsou zaměřeny především na pěstování širokořádkých plodin, které v období přívalových dešťů svým vzrůstem a zapojením nedostatečně kryjí půdu. Do této skupiny opatření patří zejména vrstevnicové obdělávání a sázení cílové plodiny do předplodiny, která má krycí funkci. -
vrstevnicové obdělávání
-
ochranné obdělávání půdy
-
protierozní technologie pěstování kukuřice
-
protierozní technologie pěstování brambor
-
protierozní technologie pěstování řepky ozimé
-
protierozní technologie pěstování cukrovky
-
protierozní ochrana chmelnic
4.5.3 Opatření technického charakteru Technická protierozní opatření slouží k vyrovnání terénních příčných nerovností a snížení podélného sklonu velmi svažitých pozemků, k ochraně před tzv. „cizí“ vodou přitékající z okolních pozemků, k neškodnému odvedení povrchových vod z povodí, k retardaci povrchového odtoku a zachycování smyté zeminy, k ochraně intravilánů obcí a komunikací před škodami povrchovým odtokem (Janeček a kol., 2002). Terénní úpravy -
terénní urovnávky
-
protierozní meze
-
terasování
Hydrotechnické prvky -
protierozní příkopy
-
průlehy
-
zatravněné údolnice
-
polní cesty s protierozní funkcí
-
protierozní hrázky
-
ochranné nádrže
4.5.4 Hrazení bystřin a strží Škodlivost bystřin spočívá především v aktivní erozi dna a břehů a v transportu erodovaného materiálu do nižší trati bystřinného tok (Janeček a kol., 2002).
U
bystřinných toků se posuzuje nevymílající rychlost vody. Ta je závislá na sklonu dna, rychlosti vody a velikosti částic ve dně. Při hrazení bystřin je zpravidla nutné vyřešit stanovení návrhového průtoku pro kapacitu koryta, odolnost dna a svahů, úpravu směrových poměrů, návrh podélného sklonu dna, návrh průtočného profilu, návrh opevnění koryta a návrh objektů. Druh opevnění se volí dle nevymílající střední průřezové rychlosti. K opevnění dna se používají pohozy, záhozy, případně dlažby. K ochraně břehů se přednostně používají vegetační opatření (osetí, drnování, osázení vrbovými řízky atd.). K příčným objektům na bystřinách náleží stupně a skluzy (slouží k zmenšení sklonu dna), dále pak retenční (účelem je zastavit přínos splavenin) a konsolidační přehrážky (mají zamezit dalšímu prohlubování dna a zachytit velké nánosy splavenin). Při asanaci strží se rozlišují strže zachované a nezachované. U strží nezachovaných znamená asanace jejich úplnou likvidaci, úpravu prostoru a plochy do stavu zemědělského pozemku. Asanace strží zachovaných vychází z hydrotechnického posouzení a využití stabilizovaných strží jako svobodných hydrotechnických zařízení. Rozsah a způsob úpravy strží vychází z hydrologického posouzení a provádí se obdobně jako u hrazení bystřin (Janeček a kol., 2002). 4.5.5 Ochrana strmých svahů před erozí Pro ochranu půdy proti erozi je nevhodnější vegetační kryt. Proto se i na strmých svazích přednostně používá zatravnění doplněné keři a stromy. Do travních porostů se používají druhy s rychlým počátečním růstem, dobrým odnožováním, nízkými nároky na živiny, dobrou odolností proti slunci a suchu, kvalitním drnem a nevyžadující časté kosení. Základním druhem je kostřava červená (Festuca rubra), mezi doplňkové druhy patří lipnice luční (Poa pratensis), kostřava ovčí (Festuca ovina), atd. Při osévání nedostupných míst se používá hydroosev. Z keřů a stromů se používají nejčastěji vrby (Salix). Pro ochranu půd před vytvořením drnu se používají půdní stabilizátory z polymerů, nebo geotextilie. Tyto doplňkové ochranné prostředky nesmí zhoršovat prostředí pro růst rostlin.
5.0 MAPA EROZNÍHO OHROŽENÍ ČR DOSTÁL A KOL. 2008 Mapa erozního ohrožení ČR vznikla na Katedře hydromeliorací a krajinného inženýrství, Fakulty stavební, ČVUT v Praze. Autory jsou Josef Krása, Tomáš Dostál a Karel Vrána. „Mapa nabízí mnohostranné využití jako generelní poklad pro vytipování klíčových oblastí z hlediska protierozní ochrany – její efektivity a dopadu na zlepšení životního prostředí v různých lokalitách ČR.“ Pro tvorbu mapy byl použit program ArcGIS. Mapa je v rastrovém formátu v rozlišení 25x25m. Pro posuzování byla vybrána povodí přesahující svou rozlohou 15 km2. Pro výpočet erozní ohroženosti byla použita databáze LPIS (ve verzi květen 2008), ve které najdeme názvy a klasifikaci kultur. Počet použitých faktorů C se tím zvýšil na 15. Celková řešená plocha je 35 301 km2. Mapa skutečného smyvu na pozemcích byla odvozena s využitím všech vstupních vrstev včetně prostorového určení ochranného vlivu vegetace. Ochranný účinek byl určen průměrnými hodnotami odpovídající osevním postupům. Jako druhá byla vytvořena mapa rizikových partií pozemků. V této mapě se nebere ohled na ochranný vliv vegetace. U všech pozemků se faktor C počítal pro širokořádké plodiny. Výsledkem je mapa ukazující partie pozemku s nízkou resp. vysokou mírou ohrožení a náchylností k rýhové erozi. Mapy by měli být volně přístupny na stránkách http://www.bnhelp.cz/ows/eroze. na těchto stránkách však mapu nelze otevřít. Další nedostatek je absence legendy. Proto je pro běžného uživatele tento mapový podklad bezcenný.
6.0 GEOINFORMAČNÍ SYSTÉMY
6.1 Historie geoinformačních systémů
V roce 1969 Jack a Laura Danger Mondovi založili v Kalifornii soukromou konzultační skupinu ESRI, Inc. Během sedmdesátých let se ESRI zaměřila na vývoj základních principů GIS a jejich využití v reálných projektech. První uživatelská konference se uskutečnila v roce 1981, proběhla v kancelářích firmy ESRI a zúčastnilo se jí osmnáct osob. Pro srovnání-uživatelská konference v roce 1998 přivítala více než 8000 uživatelů a obchodních partnerů z 90 zemí celého světa. •Z projekční firmy se postupně stala firma vyvíjející software. V roce 1981 byl uveden na trh první geografický informační systém ArcInfo, z něj se v roce 1986 vyvinula verze pro stolní počítače PC ARC/INFO. V roce 1990 ESRI upevnila svoji pozici na trhu s desktop produktem ArcView GIS, jehož bylo již prodáno přes 300000 instalací. Prodej SDE na správu prostorových dat byl zahájen v roce 1994. V roce 1996 se rodina produktů ESRI rozrostla o další členy–ArcInfo pro Windows NT, MapObjectsaDAK. Pro prohlížení geografických dat nabízí ESRI zdarma jednoduchý desktop GIS ArcExplorer. •V roce 1997 ESRI zahájila práci na náročném projektu, jehož cílem bylo přeprogramovat veškerý její software na nové produkty založené na COM objektech. V prosinci roku 1999 vyletěla první vlaštovka –ArcInfo8. ESRI také představila ArcIMS– první software umožňující uživatelům integrovat lokální data s daty v prostředí internetu. •V dubnu 2001 začíná rozesílání ArcGIS8.-1. rodiny produktů, ze které lze vystavět komplexní GIS pro všechny úrovně organizací. •V květnu 2004 ESRI uvádí na trh ArcGIS9, další generaci produktů pro komplexní GIS. Součástí jsou dva nové produkty: ArcGIS Engine pro GIS aplikace na desktop a ArcGIS Server pro servírování GIS aplikací.
6.2 Simulační modely povrchového odtoku a eroze Poznání zákonitostí vzniku a průběhu procesů vodní eroze je založeno na dlouhodobém pozorování a laboratorních experimentech. Vztahy kvantifikující vliv jednotlivých erozních faktorů i intenzitu erozních jevů mají základ v analýze a zpracování časových řad, které vedly v počátečním období výpočetních metod k odvození a používání tzv. empirických modelů erozního procesu. S rozvojem výpočetní techniky a hydrauliky umožnily řešení erozního jevu jako dynamického procesu proměnného v prostoru i čase. Tento přístup vedl k rozvoji metod tzv. simulačních modelů erozního procesu (Janeček a kol., 2002).
6.2.1 Základy teorie simulačních modelů vodní eroze Základními rovnicemi simulačních modelů erozního procesu jsou rovnice kontinuity a pohybová pro řešení pohybu půdních částic. Povrchový odtok a jeho erozní účinek je posuzován odděleně. Pro plošný povrchový odtok probíhá na zdrojových plochách povodí, tzn. na jednotlivých svazích ve formě plošného odtoku, která využívá principu kinetické vlny a v plošně nepravidelně se vytvářející síti drobných odtokových drah – rýžek. Odtok soustředěný v jasně definovaných odtokových drahách se stálým nebo občasným průtokem (údolnice příkopy, malé vodoteče). Většina simulačních modelů eroze odvozuje rovnici kontinuity pro pohyb půdních částic podle Fostera (1982). Tento přístup rozlišuje na plochách mezirýžkovou erozi a plošnou rýžkovou erozi. Toto schéma předpokládá, že odtok v rýžkách probíhá ve směru sklonu svahu a je doplňován bočním přítokem z mezirýžkových ploch. Podle stejného schématu probíhá také pohyb uvolněných částic, čímž vytváří tzv. „potenciální množství uvolněných půdních částic“, které se porovnává s tzv. transportní kapacitou povrchového odtoku. Intenzita eroze pak představuje skutečné množství transportovaných nebo usazených půdních částic a je dána rozdílem mezi potenciálem transportu schopným množstvím půdních částic a transportní kapacitou odtoku. Toto řešení umožňuje pro dané vegetační, půdní a morfologické podmínky při daném způsobu využití půdy určovat odnos půdních částic (Janeček a kol., 2002).
Rovnice kontinuity dle G.R.Fostera předpokládá explicitně vyjádřit geometrii plošného povrchového odtoku a odtoku v rýžkách. Model vytváření rýžek je čistě spekulativní. Proto se kontinuita pohybu vyjadřuje na jednotkovou šířku zdrojové plochy za předpokladu rovnoměrného rozložení odtoku. Pro tento přístup je nutné znát morfologické, půdní, vegetační podmínky, způsob využití půdy a plošné a časové rozložení srážek. Simulační modely jsou tvořeny dvěma vzájemně propojenými moduly a to hydrologickým, který je zároveň vstupem do erozního modulu. 6.2.2 Simulační modely erozního procesu Aplikace simulačních modelů je v současnosti spojována s prostředky GIS pro přípravu vstupních podkladů řešení a prezentaci jeho výsledků. S GIS lze účinné řešit různé varianty využití a ochrany území a vytvořit dostatečné množství podkladů pro rozhodovací činnost. Hlavní přednosti simulačních modelů jsou: -
fyzikální základ, který umožňuje univerzálnější použití a spolehlivější
extrapolaci výsledků v různých podmínkách -
teoreticky správnější reprezentaci erozního procesu
-
přímé zahnutí procesu eroze způsobeného soustředěným odtokem
-
fyzikální základ modelů umožňuje do simulace zahrnout i transport
znečisťujících látek -
spolehlivější a přesnější řešení jednotlivých srážko-odtokových situací
-
možnost přesnější geometrické schematizace území vzhledem k nehomogenitě
podmínek a pro vyjádření zasažení plochy deštěm -
možnost rychlého a levného vyšetření odtokových, erozních, a transportních
procesů v území pro velký počet scénářů využití a ochrany území v různých časových horizontech -
dokonalá grafická prezentace výsledků simulace, usnadňující jejich správnou
interpretaci a využití pro další činnost Simulační modely zvyšují nároky na rozsah vstupních dat, součastně kladou vyšší nároky na znalosti uživatelů a jejich schopnost pracovat s moderní výpočetní technikou a informačními technologiemi. (Janeček a kol., 2002).
6.2.3 Druhy simulačních modelů Při simulování eroze se využívají dvě koncepce geometrické schematizace povodí - rozdělení povodí do pravidelné sítě plošných elementů - rozdělení povodí do systému rovinných odtokových ploch a do prvků soustředěného odtoku. Při využití koncepce pravidelné sítě plošných elementů je povodí rozděleno na stejně velké obvykle čtvercové elementy. Odtok mezi elementy je řešen převládajícím sklonem. Rozeznáváme dva druhy elementů a to s plošným povrchovým odtokem a se soustředěným odtokem, u kterých se počítá plošný i soustředěný odtok. Druhý způsob schematizace pracuje při rozdělení plochy povodí na více dílčích povodí. Jednotlivé dílčí povodí jsou schematizovány dvěma a více rovinnými plochami, kde probíhá plošný povrchový odtok, který bočně po obou stranách přechází do liniového soustředěného odtoku. Tak půdní částice přecházejí do níže položeného dílčího prostředí. Na základě uvedených principů bylo vytvořeno mnoho modelů eroze. V roce 1988 byl odvozen pro podmínky ČR simulační model odtoku a eroze na svahu SMODERP (Simulační Model Odtoku a Erozního Procesu). (Holý, Vaška, Vrána). Některé zejména americké se testovali do našich podmínek např. -
CREAMS (Chemicals, Runoff and Erosion from Agricultural Management
Systems) (Knisel – 1980) -
ANSWERS (Areal Nonpoint Source Watershed Enviroment Response
Simulation) (Beasley D.B., Huggins L.F. – 1981) -
AGNSP (Agricultural, NonPoint, Source Pollution Model), (Young R.A.,
Onstad C.A., Bosch D.D., Anderson W.P. – 1989) WEPP (Water Erosion Prediction Project) (Forster G.R., Lane L.J. – 1987) EROSION 2D/3D ( Schmidt J. – 1991)
7.0 VÝPOČET POTENCIONÁLNÍ EROZE POMOCÍ RUSLE RUSLE – Revised Universal Soil Loss Equation Jedná se o revidovanou univerzální rovnici ztráty půdy, kterou lze stanovit dlouhodobou průměrnou roční ztrátu půdy z pozemků vodní erozí. Rovnici nelze použít pro kratší období než jeden rok, ani pro zjištění ztráty půdy erozí způsobené jednotlivými dešti nebo odtokem z tajícího sněhu. Vznikla v 90. letech minulého století v USA aktualizací a revizí USLE (Universal Soil Loss Equation). Tato revize byla provedena pro území USA, ale na internetu je dostupný program, který provádí editaci údajů pro jakékoliv území. Základním rozdílem mezi RUSLE a USLE je ve způsobu stanovování faktorů. Nespornou výhodou je také možnost použití na jiných než zemědělských půdách. Faktor erozní účinnosti deště (R) se zpřesnil do 15 intervalů a je vyhodnocen pro území, které mají malé sklony. U faktoru erodovatelnosti půdy (K) se bere v úvahu opakované promrznutí a tání půdy nebo zhutnění půdy Faktor délky a sklonu svahu (LS) byl zpřesněn ve vztahu rýžkové a mezirýžkové eroze. Faktor ochranného vlivu vegetace (C) byl stanoven pro nové zemědělské plodiny a pro jiné než zemědělské plochy. Faktor účinnosti protierozních opatření (P) se rozšířil o přidání metody poměru odnosu splavenin SDR.
7.1 Výpočet RUSLE Výpočet se provádí na základě algoritmu USLE, tedy: A = R*K*L*S*C*P A – průměrná roční ztráta půdy R – faktor erozní účinnosti deště K – faktor erodovatelnosti půdy L – faktor délky svahu S - faktor sklonu svahu C – faktor ochranného vlivu vegetace P – faktor protierozních opatření
Faktory rovnice: R faktor
– vliv dopadu dešťových kapek a velikosti odtoku - součet roční erozní účinnosti přívalových srážek
K faktor – vyjadřuje vliv půdních vlastností na velikost ztráty půdy, závisí na textuře, struktuře, propustnosti, obsahu organické hmoty LS faktor- kombinovaný topografický faktor délky a sklonu svahu - poměr ztráty půdy vztažený k jednotkovému pozemku C faktor
- vliv vegetace na velikost eroze (druh a způsob obdělávání) - série dílčích faktorů (zápoj, organické zbytky, kořenový systém…)
P faktor
- vliv protierozních opatření (příkopy, hrázky, terasy)
7.2 Vstupní datové soubory Mapové podklady byly poskytnuty ústavem
Geoinformačních
technologií
Mendelovy lesnické a zemědělské univerzity v Brně. - Mapa využití půdy (LANDUSE) - Mapa BPEJ Digitální model terénu (DMT) s eliminací bezodtokových zón vytvoříme pomocí nástroje Fill
7.3 Řešení příkladu Výpočet provedeme pouze pro zemědělské pozemky. Lesní pozemky jsou vodní erozí ohrožovány ve velmi malé míře. 7.3.1 Tvorba vrstvy zájmových ploch Budeme počítat půdní ztrátu pro zemědělské pozemky z mapy využití půdy (LANDUSE). Do výpočtu byly zahrnuty pozemky: orná půda, vinice a ovocné sady. Pomocí funkce Select (Arc-Toolbox-Analysis-Extract) vybereme tyto plochy a provedeme výpočet.
Výslednou vektorovou vrstvu převedeme na rastr pomocí nástroje Feature to Raster.
7.3.2 Faktor erozní účinnosti dešťů – R Hodnota použitá k výpočtu je 20MJ.mm (ha.hod.rok). To je průměrná hodnota pro Českou republiku, která byla použita při tvorbě mapy erozního ohrožení a odnosu půdy (Dostál a kol., 2007). V atributové tabulce vektorové mapy zájmových ploch vytvoříme nový sloupec, který pojmenujeme faktor_R. Za pomoci Field Calculatoru přiřadíme tomuto sloupci hodnotu 20. Poté pomocí nástroje Feature to Raster opět převedeme vektorovou vrstvu na rastr na základě sloupce faktor_R. Výsledkem je rastrová vrstva, která má přidělenou hodnotu 20MJ.mm (ha.hod.rok).
7.3.3 Faktor erodovatelnosti půdy – K V atributové tabulce vektorové mapy BPEJ vytvoříme nový sloupec faktor_K. Pomocí sloupce HPJ (hlavní půdní jednotka) a převodní tabulky z publikace „Dostál, 2002“ doplníme faktor_K. Pro zjednodušení použijeme nástroj Select by Attributes. V tomto nástroji zadáme číslo HPJ a ten nám vybere všechny řádky, které mají tuto hodnotu.
Pak
už
jednoduše
pomocí
Field
Calculatoru
doplníme
hodnotu
faktoru_K náležící dané hlavní půdní jednotce. Tento postup opakujeme pro všechny hlavní půdní jednotky. Následně převedeme vrstvu do rastrového formátu nástrojem Feature to Raster na základě sloupce faktor_K.
7.3.4 Faktor délky svahu - L a faktor sklonu svahu - S Z digitálního modelu terénu s eliminací bezodtokových zón pomocí nástroje Slope vypočítáme sklon terénu. Chceme-li mít výslednou mapu zapomenout v Output measurement nastavit PERCENT_RICE.
v procentech, nesmíme
Výsledkem je rasterová mapa sklonu terénu, která vyšla v rozmezí 0 – 70 % viz obr.č.1.
Obr.č.1 Pro výpočet nepřerušené délky svahu musíme pro lepší přesnost rozdělit pozemky dle využití. Provedeme to z vrstvy zájmových ploch pomocí nástroje Select, kde v atributové tabulce vybereme jednotlivé druhy pozemků. Tím vytvoříme nové vektorové vrstvy (TTP, orná půda, vinice). Vytvořené vrstvy převedeme pomocí nástroje Extract by Mask do rastrového formátu.
Poté nástrojem Flow Direction vypočítáme směr odtoků.
Pro zjištění nepřerušené délky svahu použijeme nástroj Flow Lenght, jako vstupní vrstva byl použit výsledek z nástroje Flow Direction.
Výsledkem je mapa nepřerušené délky odtoku pro jednotlivé druhy pozemků viz obr.č2.
Obr.č.2 Součin faktorů L a S vypočítáme na základě vzorce
ld – nepřerušená délka svahu (%) s – sklon svahu (m) Výpočet se provede v Raster Calculatoru
Tím vzniknou tři mapy faktoru LS (louka, orná půda a vinice). Tyto mapy sloučíme do jedné nástrojem Mosaic to New Raster a dostaneme celkovou mapu faktoru LS.
7.3.5 Faktor ochranného vlivu vegetace C Tento faktor má nezastupitelný vliv na výslednou hodnotu. Proto je mu v zemědělství věnována veliká pozornost. V zemědělství jsou vypracovány průměrné roční hodnoty faktoru C pro jednotlivé plodiny a pěstební postupy. Byly vypracovány tři mapy faktoru C, aby bylo pokryto rozmezí použité při tvorbě mapy erozního ohrožení ČR, Dostál 2008.
Plocha Orna půda
Faktor C1 0,08
Vinice
0,52
Louka
0,01
Popis
Faktor C2
nízké ohrožení 0,15 udržovaná vinice 0,08 ostatní pastvina 0,005
Popis
Faktor C3
střední ohrožení neudržovaná vinice
0,26 0,52
Stálá pastvina
0,005
Popis silné ohrožení udržovaná vinice Stálá pastvina
V atributové tabulce mapy zájmových ploch vytvoříme nový sloupec s názvem Faktor_C, do něj doplníme faktor C pro jednotlivé plochy nástrojem Field Calculator. Pro zjednodušení postupu použijeme nástroj Select by Attributes. Postup práce tímto nástrojem byl popsán ve tvorbě faktoru erodovatelnosti půdy. Poté pomocí nástroje Feature to Raster převedeme mapu do rastrové podoby podle sloupce Faktor_C viz obr.č.3
Obr.č.3
7.3.6 Faktor protierozních opatření – P Tento faktor představuje vliv různých protierozních opatření používaných v zemědělství. Například vrstevnicový způsob hospodaření, ochranné zatravňování, příkopy, terasy, sedimentační nádrže, apod. Předpokládáme, že na našem území tato opatření nejsou. Hodnota tohoto faktoru bude pro celé území 1. Tato hodnota přestavuje nulový vliv. Při tvorbě této mapy použijeme mapu zájmového území. V atributové tabulce vytvoříme nový sloupec s názvem Faktor_P a Field Calculatorem mu přiřadíme hodnotu 1. Následně nástrojem Feature to Raster vytvoříme novou mapu podle sloupce Faktor_P viz obr.č.4.
Obr.č.4 7.3.7 Analýza RUSLE Výsledek analýzy RUSLE vznikne přenásobením dílčích vrstev všech faktorů. A=R*K*L*S*C*P
[t.ha.rok-1].
Pro výpočet analýzy RUSLE použijeme nástroj Raster Calculator tak, že vynásobíme všechny mapy faktorů, které jsme si připravili a výsledkem je mapa odnosu půdy v t.ha.rok-1 viz obr.č.5.
Obr.č.5
8.0 POROVNÁNÍ PŘESNOSTI S MAPOU EROZNÍHO OHROŽENÍ (DOSTÁL 2008) Porovnání map proběhlo vizuální formou na 3 zkusných plochách. Důvodem proč nebyl použit ArcGIS, nebo statistický program je, že mapa erozního ohrožení (Dostál 2008) byla dostupná pouze ve formátu „.pdf“ a nešla převést do rastrového formátu. Při porovnání je na první pohled zřejmé, že námi vytvořená mapa je zatížena chybou, kterou způsobil nedostatek mapových podkladů. Neměli jsme přístup k databázi LPIS, která značně zpřesňuje faktor ochranného vlivu vegetace. Nepřesnost je také dána nepřesností v nepřerušené délce svahu, kde jsme neměli informace o liniových společenstvech, např. mezích, řadových výsadbách stromů, atd. Přesto po vizuálním porovnání lze konstatovat, že mapy se shodují z cca80%.
Na obrázcích č.6-8 jsou výřezy z map na, kterých proběhlo porovnání. Na levé straně je část mapy od Dostála 2008 a v pravé části je náš výřez mapy.
Obr.č.6
Obr.č.7
Obr.č.8
9.0 DISKUZE Největším problémem při tvorbě map bylo získání potřebných podkladů, které nejsou běžnému uživatel k dispozici. Nedostatkem práce je nedostatečná přesnost faktoru ochranného vlivu vegetace. Přesné informace o pěstovaných plodinách na jednotlivých pozemcích jsou v databázi LPIS Ministerstva zemědělství ČR, která byla použita při tvorbě mapy erozního ohrožení (Dostál 2008). Tato databáze však není volně dostupná. Časově velmi náročné je také přiřadit jednotlivým pozemkům faktor ochranného vlivu vegetace, protože se jedná o velmi rozsáhlé území. Nedostatečnou přesnost také vykazuje faktor erodovatelnosti půdy, který se zjišťuje z BPEJ. Ve výsledných mapách se také projevuje nedostatečná přesnost mapových podkladů, kde nebyla vylišena keřová a stromová liniová společenstva, případně i meze. Tento podklad má velký vliv na nepřerušenou délku svahu. Při porovnávání mapy s mapou erozního ohrožení (Dostál 2008) byly zjištěny velké nedostatky v dostupnosti tohoto mapového podkladu, který je pro běžného uživatele dostupný na internetových stránkách http://mis.cenia.cz. Tyto stránky však ne vždy fungují a mapa je zde pouze ve formátu „.jpg,“ což neumožnilo přesné porovnání mapových podkladů. Dalším nedostatkem je absence mapové legendy, čímž je mapa pro uživatele prakticky bezcenná. Legenda byla získána z prezentace GIS Ostrava 2009, kde byla tato mapa prezentována. V případě, že má uživatel dostatek přesných podkladů, je analýza v ArcGIS relativně nenáročným úkolem, který zvládne jediná osoba. Analýza nabízí široké možnosti modelových situací, které jsou pouze zatíženy chybou datových podkladů. Při tvorbě mapy byla použita data ZABAGET. K zpřesnění podkladů by přispělo letecké snímkování, které je dosud značně finančně náročné.
10.0 ZÁVĚR V práci byly vytvořeny tři mapy odnosu půdy s různými hodnotami faktoru ochranného vlivu vegetace. Z výsledných map je patrné, že tento faktor má největší vliv na odnos půdy. Nejhůře jsou hodnoceny širokořádké plodiny např. kukuřice. Plodiny nejlépe chránící podloží jsou trvalé travní porosty, ty by se měly uplatňovat na svazích o větším sklonu a na dalších místech náchylných na erozi. Dalším významným faktorem je nepřerušená délka svahu, především na rozsáhlých polních lánech by se měli uplatňovat rozčleňující prvky meze, průlehy i jiná protierozní opatření, která jsou již na mnohých místech uskutečněna. Při porovnání s mapou erozního ohrožení (Dostál 2008) byly zjištěny rozdíly, které jsou způsobeny nedostatečným množstvím podkladů. To především ve faktoru ochranného vlivu vegetace, kde nebyla použita databáze LPIS Ministerstva zemědělství ČR, v níž jsou monitorovány použité plodiny na jednotlivých pozemcích. Dále nebyly k dispozici dostatečně přesné podklady pro faktor délky svahu a to zejména přesná mapa liniových společenstev.
SUMMARY Within the thesis, three maps of soil loss with different values of the factor of protective influence of vegetation cover were produced. The resultant maps show that the factor heavily impacts the loss of soil. The major impact is caused by plants planted in wide ridges, e. g. maize. The best protection to subsoil is provided by thick-growing permanent grass vegetation. This should be used especially on slopes of higher gradient and other erosion-exposed locations. Another significant factor is uninterrupted length of a slope. Balk segmentation and other erosion-preventing measures should be used especially on large stretches of fields. These have already been implemented in some locations. The comparison with the map of erosion exposure (Dostál 2008) resulted in differences arising from insufficient volume of basic information. This is particularly relevant to the factor of protective influence of vegetation cover where the LPIS database of the Ministry of Agriculture of the Czech Republic, which monitors individual plants on individual lands, was not used. Furthermore, accurate basic information concerning the factor of slope length, in particular an accurate map of line communities, was not available for the thesis.
11.0 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 1) BAGAR, R., KLIMÁNEK, M., 1999. Vliv odběrů podzemní vody na pohyb hladiny podzemní vody v lužní oblasti jižní Moravy. 341 s. 2) CZULEK, T.,Balatka, B., Demek, J., Ivan, A., Kousal, J., Loučková, J., Sládek, J., Stehlík, O., Štelcl, O., 1973: Typologické členění reliéfu ČSR, regionální členění reliéfu ČSR, M: 1 : 500 000. Geografický ústav ČSAV, Brno. 3) HOLÝ, L. Protierozní ochrana Praha : SNTL, ALFA, 1978. 288 s. 4) JANEČEK, M. Ochrana zemědělské půdy před erozí. Praha : ISV nakladatelství, 2002. 201 s. 5) JANÍK a kol.: Biosférické rezervace ČR. Empora Praha 1996 7) KLIMÁNEK, M. a kol. Geoinformační systémy - návody ke cvičením v systému ArcGIS. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2008. 66 s. ISBN 978-80-7375-211-8. 6) PASÁK, V. a kol.: Ochrana půdy před erozí, SZN Praha, 1984 7) QUITT, E., 1975: Klimatické oblasti ČSR, M: 1 : 500 000. Geografický ústav ČSAV, Brno. 8) TUČEK, J. Geoinformační systémy : Principy a praxe. [s.l.] : Computer Press, 1998. 419 s. Internetové zdroje: http://mapserver.mendelu.cz http://mis.cenia.cz http://gis.vsb.cz/GIS_Ostrava/GIS_Ova_2000/Sbornik/Zdimal/Referat.htm http://ms.sowac-gis.cz/mapserv/dhtml_eroze/index.php?project=dhtml_eroze&
12.0 SEZNAM PŘÍLOH 1) Mapa odnosu půdy 1 (faktor C: Orna půda 0,08; vinice 0,52; louka 0,01) 2) Mapa odnosu půdy 2 (faktor C: Orna půda 0,15; vinice 0,08; louka 0,005) 3) Mapa odnosu půdy 3 (faktor C: Orna půda 0,26; vinice 0,52; louka 0,005)
