PRŮVODNÍ ZPRÁVA ČÁST C

STUDIE PROVEDITELNOSTI PŘÍRODĚ BLÍZKÝCH PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ V POVODÍ FARSKÉHO A BORECKÉHO POTOKA

PRŮVODNÍ ZPRÁVA – ČÁST C LISTOPAD 2014

Vodohospodářský rozvoj a výstavba akciová společnost Nábřežní 4, Praha 5, 150 56

VODOHOSPODÁŘSKÝ ROZVOJ A VÝSTAVBA akciová společnost 150 56 Praha 5 - Smíchov, Nábřežní 4 DIVIZE 02 tel: 257 110 291 fax: 257 319 398 e-mail: [email protected]

STUDIE PROVEDITELNOSTI PŘÍRODĚ BLÍZKÝCH PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ V POVODÍ FARSKÉHO A BORECKÉHO POTOKA PRŮVODNÍ ZPRÁVA - ČÁST C

V Praze dne 24.11.2014

Zpracoval:

Ing. Libor Pěkný

Schválil:

Ing. Jan Cihlář ředitel divize 02

PRŮVODNÍ ZPRÁVA - ČÁST C

OBSAH: 1 Úvod............................................................................................................................... 5 2 Popis řešeného území .................................................................................................... 5 3 Přístup k řešenému území .............................................................................................. 7 3.1 Ohrožená půda – protierozní opatření ..................................................................... 7 3.1.1 Organizační opatření ........................................................................................ 7 3.1.2 Agrotechnická a vegetační opatření ................................................................. 9 3.1.3 Biotechnická opatření ......................................................................................10 3.2 Retenční nádrže .....................................................................................................11 3.2.1 Suché a polosuché poldry ...............................................................................11 3.3 Revitalizace ............................................................................................................13 3.3.1 Geomorfologický typ........................................................................................13 3.3.2 Vyhodnocení hydromorfologického stavu ........................................................16 3.3.3 Typy opatření - principy PBPO ........................................................................17 3.3.4 Subtypy opatření v zastavěných částech obcí .................................................22 4 Provedené analýzy ........................................................................................................25 4.1 Analýza erozní ohroženosti území..........................................................................25 4.1.1 Metodika výpočtu ............................................................................................25 4.1.2 Univerzální rovnice ztráty půdy USLE .............................................................25 4.1.3 Metoda gridu ...................................................................................................27 4.1.4 Podklady, vstupní veličiny ...............................................................................28 4.1.5 Výstupy analýzy ..............................................................................................33

2401/002

01/2015

4


Úvod

1

Předmětem SP je návrh řešení protipovodňové ochrany města Planá nad Lužnicí systémem PBPO. Návrh opatření vychází z Metodiky a zahrnuje jak opatření na vodních tocích, tak opatření v ploše povodí a opatření ke změně managementu na vodních plochách (změnou manipulačního řádu). Opatření sledují několik cílů:     

zvýšení retence vody v povodí umožnění neškodného rozlivu vody v nivě zvětšení retenční kapacity rybníků zachycení povodňových průtoků v suché retenční nádrži (poldru) nad městem vhodnou manipulací na soustavě rybníků odklonění povodňových průtoků mimo intravilán přímo do toku Lužnice

Část C zahrnuje povodí Boreckého potoka, tvořící širší okolí města Planá. V tomto povodí je provedena analýza stávajícího stavu a jsou vymezena riziková území a úseky vodních toků, která významně přispívají ke vzniku povodní a kde by bylo vhodné realizovat PBPO.

2 Popis řešeného území Část C zahrnuje povodí Boreckého potoka. Borecký potok ústí do rybníka Koberný, kde může docházet k transformaci povodňové vlny, ale při vyšších průtocích přesto dochází k ohrožení města zvýšenými odtoky z rybniční soustavy. Cílem SP je v této oblasti provést analýzu současného stavu a specifikovat rizikové lokality, které přispívají ke zrychlenému odtoku vody z povodí a kde by bylo vhodné realizovat PBPO. Řešeným územím je celé povodí Boreckého potoka, které je definováno povodím útvaru povrchových vod číslo 11865000. Nicméně v katastrálních územích, ve kterých již byly ukončeny komplexní pozemkové úpravy (tzn. Doubí nad Lužnicí a Košice u Soběslavi, která leží v povodí Doubského potoka), bude primárně prostudován Plán společných zařízení, který je k nahlédnutí na Pozemkovém úřadě Tábor (viz kapitola Chyba! Nenalezen zdroj odkazů.). Analýza území bude provedena pouze v případě, pokud bude zjištěno, že seznam opatření je možno rozšířit o další návrhy. Analýza současného stavu byla provedena dle Metodiky a doplněna terénním průzkumem. Analýza zahrnuje určení erozní ohroženosti území a odklonu vodopisné sítě vybraných vodních toků a niv od potenciálu přirozeného stavu. Na základě těchto analýz byly vymezeny tyto lokality: 1. Erozně ohrožená orná půda – kde ztráta půdy přesahuje hodnotu přípustné ztráty půdy. Tyto lokality budou prioritně doporučeny k dalšímu podrobnému řešení a k návrhu protierozních opatření. Výpočty erozního smyvu a erozního ohrožení na zemědělském půdním fondu byly provedeny pro celou plochu povodí Boreckého potoka dle RUSLE (podle metodiky „Ochrana zemědělské půdy před erozí“ - Janeček a kol. 2007). Výstupem je mapa erozní ohroženosti s vyznačenými rizikovými lokalitami a tabulkový seznam těchto lokalit s údaji minimálně o jejich geografické lokalizaci, velikosti, vypočtené ztrátě půdy a sklonu. Dále jsou obecně popsána protierozní opatření doporučená k realizaci ve specifikovaných rizikových lokalitách. 2401/002

01/2015

5


2. Lokality vhodné pro výstavbu malých retenčních nádrží, které by zajistily vyšší retenci vody v povodí. Tyto lokality byly zjištěny distanční analýzou topografických podkladů (Základní mapa České republiky 1:50 000) a ortofotomapy pro celou plochu povodí Boreckého potoka a zpřesněny terénním průzkumem předem vytipovaných lokalit. Výstupem je katalogový list pro každou lokalitu, která je vhodná pro výstavbu retenční nádrže. Katalogový list obsahuje popis současného a návrhového stavu, údaje o využití území, majetkoprávní situaci, odhadovanou velikost a objem nádrže, plochu jejího povodí a fotodokumentaci. Přílohou je mapa s vyznačenými navrhovanými lokalitami pro výstavbu nádrží a příslušnými povodími těchto nádrží. 3. Analýza současného stavu nejvýznamnějších vodních toků v povodí – Borecký potok, Kajetínský potok, Stružka a Doubský potok – a výběr úseků na těchto vodních tocích vhodných pro návrh revitalizačních opatření a pro umožnění rozlivu vody do nivy. Prvním krokem pro určení těchto úseků byla analýza geomorfologického potenciálu (GMP) přirozeného stavu vodopisné sítě (zařazení úseku vodního toku do skupiny DE, AE, BR, GB, AB, MD, DL dle metodiky „Geomorfologické procesy vývoje vodních toků“ - Šindlar a kol.). Pro tuto analýzu je nutné znát dlouhodobý průměrný průtok v řešeném toku, proto budou nakoupena standardní hydrologická data pro celkem 9 profilů (viz Obr. 1). V druhém kroku byl určen odklon současného stavu vodních toků a niv od potenciálu přirozeného stavu vodopisné sítě (metodika „Přírodě blízká protipovodňová opatření na tocích a v nivách“ - Šindlar a kol. 2008). Následně byly vybrány úseky vodních toků s velkým odklonem od přirozeného stavu, kde místí podmínky dovolují provedení revitalizačních úprav. Výstupem je katalogový list pro každý úsek, který obsahuje popis současného stavu, délku úseku, standardní hydrologická data, údaje o využití území, GMP, hodnotu odklonu od přirozeného stavu (v procentech), základní návrhové parametry revitalizace (kapacita koryta, parametr vinutí, podélný sklon…) majetkoprávní situaci a fotodokumentaci. Přílohou je mapa se všemi vyznačenými úseky.

2401/002

01/2015

6


Obr. 1 Část C – řešené vodní toky a profily pro nákup standardních hydrologických dat

3 Přístup k řešenému území 3.1 Ohrožená půda – protierozní opatření Největším problémem zemědělsky intenzivně obhospodařované půdy jsou velké půdní bloky orné půdy, na sklonitých svazích, které nemají vybudovaný žádný záchytný systém pro povrchový odtok. Opatření, která je možné na zemědělských pozemcích aplikovat, jsou rozdělena na opatření organizační, agrotechnická a vegetační a biotechnická opatření. 3.1.1 Organizační opatření Organizační opatření jsou nenákladná, upravující zejména organizaci a strukturu plodin. Spočívají zejména v aplikování protierozních osevních postupů, pásovém střídání plodin a ve změně velikosti a tvarů pozemků.  Protierozní osevní postupy se navrhují v případě silně svažitých pozemků ve velmi sklonitém území, kde není možné provádět pracovní operace napříč svahu nebo v případech nepříznivého tvaru a přístupnosti pozemku. Je třeba zabezpečit rostlinný kryt po většinu roku a ochranu půdy i v zimním období. Taková erozní situace na pozemku vyžaduje především zásadní úpravu struktury pěstovaných plodin, tzn. vyloučit plodiny s nízkou protierozní účinností (např. kukuřice) a zvýšit zastoupení plodin s vysokým protierozním účinkem (obiloviny), případně aplikovat ochranné zatravnění nebo zalesnění. Návrh vhodného umístění pěstovaných plodin podle sklonu pozemku: Kategorie I - plochy podél vodotečí jsou charakteristické velmi malým sklonem. Z hlediska možného vybřežení vody z toku je nutno tyto plochy využívat jako trvalé travní porosty. Kategorie II. - plochy s ornou půdou se sklonem do 3° lze soustředit plodiny chránící půdu nedostatečně – okopaniny, kukuřice, širokořádkové plodiny.

2401/002

01/2015

7


Kategorie III. - plochy s ornou půdou se sklonem do 7°. Zde je možno plodiny odolné jako např. ozimé obiloviny pěstovat bez omezení. Plodiny náchylné erozi je možno pěstovat s použitím agrotechnických protierozních opatření (viz níže). Možno využít běžný osevní postup. Kategorie IV. - plochy s ornou půdou se sklonem do 12° je možno využívat jen se speciálním protierozním osevním postupem. Je zde nutno zvážit zornění lokality a možný převod pozemků na trvalé travní porosty. Kategorie V. - plochy bez orné půdy nad 17°, jen trvalé travní resp. lesní porosty.  Pásové střídání plodin sleduje snížení erozního účinku vložením různě širokých pásů s plodinami erozně méně ohroženými (travní porost, vojtěška, jetel, příp. obilovina) na pozemek s pěstovanou erozně ohroženou plodinou (např. kukuřice). Pásy jednotlivých plodin pásovém pěstování plodin se provádí ve formě vrstevnicových pásů nebo pásů s mírným odklonem od vrstevnic (do max. odklonu 30° od vrstevnic). Mohou být stejně široké při shodném osevním postupu nebo lze navrhnout různě široké pásy plodin dobře chránících půdu před erozí. Šířka pásů je závislá na sklonu a délce svahu, propustnosti půdy, její náchylnosti k erozi a na šířce záběru nářadí. Šířka vsakovacího pásu se určí výpočtem, minimální šířka je 30 m.

Obr. 2 Pásové střídání plodin

 Změny velikosti a tvarů pozemků je nejlepší realizovat v rámci komplexních pozemkových úprav (KPÚ). KPÚ jsou změny právního stavu pozemků, jimiž se ve veřejném zájmu prostorově a funkčně uspořádávají pozemky, scelují se nebo dělí a zabezpečuje se jimi přístupnost a využití pozemků a vyrovnání jejich hranic tak, aby se vytvořily podmínky pro racionální hospodaření vlastníků půdy. V těchto souvislostech se k nim uspořádávají vlastnická práva a s nimi související věcná břemena. Současně se jimi zajišťují podmínky pro zlepšení životního prostředí, ochranu a zúrodnění půdního fondu, vodní hospodářství a zvýšení ekologické stability krajiny. Výsledky pozemkových úprav slouží pro obnovu katastrálního operátu a jako závazný podklad pro územní plánování. Zahájení KPÚ je možné iniciovat. Podnět k zahájení KPÚ mohou kromě vlastníků pozemků v dotčených katastrálních území podat i jiné subjekty, například ty které připravují stavby ve veřejném zájmu (jako jsou dálnice, protipovodňová opatření a podobně). Mezi tyto subjekty spadají i obce. Na základě iniciativy právního subjektu, např. obce, lze ve veřejném zájmu vyhlásit i jednoduchou pozemkovou úpravu, která bezprostředně souvisí s řešeným územím. Toto zpracování je rychlejší a projektově jednodušší, přináší však menší možnost manipulovatelnosti při směnách pozemků. Komplexní pozemkové úpravy se provádí v rozsahu celého katastrálního území a jejich cena se pohybuje cca 8 mil Kč/ha a doba jejich zpracování trvá přibližně 3 roky.

2401/002

01/2015

8


Protože běžná doba trvání KPÚ je 2-3 roky, je vhodné návrh na zahájení KPÚ zaslat na Pozemkový úřad v dostatečném předstihu. Plán rozsahu zahajovaných KPÚ pro určitý rok se uzavírá do konce roku předchozího. KPÚ pak zadávají pozemkové úřady v bývalých okresech, pod které jednotlivá katastrální území spadají. Pozemkový úřad zahájí řízení dle §6 odst.3 zákona č. 139/2002 Sb.,o pozemkových úpravách a pozemkových úřadech, vždy pokud se pro to vysloví vlastnící pozemků nadpoloviční většiny výměry zemědělské půdy v dotčeném katastrálním území. Kromě komplexních pozemkových úprav existují také jednoduché pozemkové úpravy. Jedná se ale o pozemkové úpravy, které mají jeden nebo jen několik cílů a neřeší širší územní vztahy a veřejné zájmy. Řeší například jen nedostatky v evidenci vlastnictví nebo řeší pouze blok pozemků v rámci katastrálního území. Jednoduchá pozemková úprava má umožnit efektivní hospodaření uživatelům do doby než se provede komplexní pozemková úprava. 3.1.2 Agrotechnická a vegetační opatření Agrotechnická a vegetační opatření spočívají v používání protierozních agrotechnologií na orné půdě mezi které patří bezorebné obdělávání pozemků, vrstevnicové obdělávání pozemků, používání ochranných plodin a mulčování. Ve speciálních kulturách (sady, vinice a chmelnice…) je nutné aplikovat zatravnění meziřadí.  Bezorebné obdělávání pozemků je v České republice na rozdíl např. od Rakouska nebo USA nová a zatím nerozšířená technologie. Při bezorebném obdělávání pozemků se na pozemcích neprovádí žádná orba. Po sklizení plodiny je na pozemku ponecháno strniště, které díky kořenovému systému sklizených plodin a zakrytí povrchu půdy zvyšuje erozní odolnost pozemku (viz Obr. 6). Následně je pomocí „bezorebního kombinátoru“ (viz Obr. 3, Obr. 4a Obr. 5) provedeno zasetí nové plodiny. Bezorebné kombinátory šetří počet pojezdů zemědělské techniky po poli, což vede ke snížení finančních nákladů (palivo, pracovní doba zaměstnanců, údržba několika různých strojů) a zamezení nežádoucího zhutňování půdy. Výhodami bezorebního obdělávání je tedy zvýšení erozní odolnosti pozemků, snížení finančních nákladů hospodáře a postupné zvyšování kvality půdy (půda je výrazně méně zhutňována, takže dochází k obnovení přirozené struktury a jsou zlepšení podmínek pro půdní organismy). Nevýhodou je nutnost zvýšeného používání herbicidů.

Obr. 3 Bezorebný kombinátor se připojuje za traktor

2401/002

Obr. 4 Disky prořezávají drážky pro zasetí semen

01/2015

9


Obr. 5 Bezorebný kombinátor – závěrečná část zajišťující uzavření drážky po zasetí semen

Obr. 6 Detail povrchu pole po zasetí nové plodiny. Zbytky sklizené plodiny na poli zůstávají a zajišťují protierozní ochranu.

 Vrstevnicové obdělávání pozemků spočívá v respektování morfologie terénu a obdělávání pozemků rovnoběžně s vrstevnicemi. Nejsou tak vytvářeny preferenční cesty pro povrchový odtok během srážky jako při obdělávání po spádnici (kolno na vrstevnice) a je podpořena infiltrace vody.  Využívání ochranných plodin a mulčování vede k zajištění ochrany povrchu půdy, a to i v mezidobí mezi sklizní jedné plodiny a zasetím jiné. Pokrytí povrchu půdy snižuje rychlost proudící vody, zvyšuje její infiltraci a zabraňuje odnosu půdních částic. Jako ochranné plodiny se používají rychle rostoucí rostliny, které jsou zároveň schopny vázat a ukládat dusík („zelené hnojení“). Mulčování spočívá ve využití rostlinných zbytků (např. slámy) k pokrytí povrchu půdy. 3.1.3 Biotechnická opatření Biotechnická opatření jsou nákladnější a vyžadují určité technické zásahy do pozemků. Je proto vhodné je provádět v rámci komplexních pozemkových úprav. Mezi biotechnická opatření patří vybudování protierozních průlehů, mezí, hrázek a stabilizace drah soustředěného povrchového odtoku pomocí zatravnění údolnic.  Protierozní průlehy jsou jedním z nejvhodnějších a nejdůležitějších opatření na orné půdě, zejména použité v kombinaci s agrotechnickými a organizačními opatřeními. Průleh je mělký, široký příkop s mírným sklonem svahů, založený s malým, příp. až nulovým podélným sklonem, kde se povrchově stékající voda zachycuje a vsakuje nebo je neškodně odváděna.  Protierozní meze mohou být navrhované s průlehy ve své spodní části (pak jsou trvalou překážkou soustředěného povrchového odtoku) nebo bez průlehů (v tomto případě přispívají k rozptýlení soustředěného povrchového odtoku). Doporučuje se, aby většina dosud stávajících mezí byla ponechána a vhodným způsobem doplněna nebo znovu vybudována tam, kde v důsledku zvětšování bloků orné půdy byly meze zrušeny. Protierozní mez se navrhuje dle sklonu svahu vysoká cca 1 - 1,5 m, ve sklonu 1 : 1,5. Mez je následně zatravněna a osázena keři.  Protierozní hrázky mají záchytnou, retenční (vsakovací) a odváděcí funkci. Navrhují za účelem neškodného odvedení vody zejména při ochraně intravilánů či jiných chráněných území a staveb s cílem zamezit přítoku vnější vody na pozemek. Navrhují se zejména na pravidelných méně sklonitých svazích (do 10 %) s malou 2401/002

01/2015

10


vertikální a horizontální členitostí. Musí být vždy napojeny na systém svodných prvků a hydrografickou síť v povodí. Navrhují se samostatně, případně v kombinaci s dalšími liniovými prvky technického charakteru (mělký průleh nebo příkop). Hrázkou se vytvoří retenční prostor pro zachycení a neškodné odvedení odtoku ze sběrného území (do 15 ha).  Stabilizace drah soustředěného povrchového odtoku se provádí pomocí zatravnění údolnic (Obr. 7). Přirozené nebo upravené dráhy soustředěného povrchového odtoku jsou zpevněny vegetačním krytem, takže jsou schopny bezpečně bez projevů eroze odvést povrchový odtok, ke kterému dochází v důsledku morfologické rozmanitosti krajiny, zejména na příčně zvlněných pozemcích, v úžlabinách a údolnicích v době přívalových dešťů nebo jarního tání, kdy soustředěně po povrchu odtékající voda v těchto místech zpravidla způsobuje erozní rýhy. Zatravněná stabilizovaná dráha soustředěného povrchového odtoku je protierozní opatření, které potřebuje údržbu, aby zůstala zachována jeho schopnost bezpečně, bez erozních procesů, odvést povrchový odtok. Systém údržby spočívá zejména v pravidelném sečení minimálně dva až třikrát ročně, přihnojování porostu a bezprostředním odstraňování škod vzniklých při provádění agrotechnických operací, včetně možných oprav poškozeného odvodňovacího systému.

Obr. 7 Stabilizace drah soustředěného povrchového odtoku – zatravnění údolnic

3.2 Retenční nádrže 3.2.1 Suché a polosuché poldry Vybudování suché nebo polosuché nádrže je účinné protipovodňové opatření, kterým lze dosáhnout snížení kulminačního průtoku povodně a rozložení objemu povodňové vlny do delšího časového intervalu dočasnou akumulací vody. Po odeznění povodně dochází k vyprázdnění nádrže a území může být využíváno v podstatě dosavadním způsobem nebo původnímu využívání způsobem blízkým. U polosuché nádrže může mít stálé nadržení funkci technickou, krajinotvornou a ekologickou . Návrh suché (polosuché) nádrže pro ochranu před povodněmi musí vycházet z komplexního posouzení poměrů a porovnání s jinými možnostmi protipovodňové ochrany, případně kombinace různých opatření. Suché (polosuché) nádrže mohou být průtočné nebo boční.

2401/002

01/2015

11


Naplněním ochranného prostoru nádrže lze dosáhnout zmenšení aktuálního průtočného množství a tím i odtoku povodňového průtoku při nižších výškách hladiny vody (odtok se rozloží do delšího časového intervalu oproti přirozenému stavu). Pro zajištění maximálního účinku retenčních nádrží je třeba zajistit, aby se ochranný prostor naplňoval až v období kulminující povodňové vlny. Jeho předčasné naplnění v období nástupu povodně může retenční účinek na průtok pod Obr. 8 - Poldr s revitalizací toku v zátopě nádrží výrazně omezit. Pro správnou funkci a zajištění největšího účinku je proto nezbytné navrhnout správný poměr kapacity spodních výpustí u průtočné nádrže ve vztahu k očekávanému přítoku za povodní, nebo zajistit řízené plnění a prázdnění suché nádrže. Návrh suché (polosuché) nádrže musí respektovat následující hlediska:  bezpečnost vodního díla  účinnost díla z hlediska ochrany před povodněmi  podmínky pro odvodnění zátopy po průchodu povodně  vliv na životní prostředí  vliv na stávající způsob hospodaření včetně ekonomických dopadů  vliv na kulturní hodnoty krajiny  náklady na realizaci a provoz nádrže Hlavními objekty zpravidla jsou :  hrázový systém  výpustná zařízení (výpusti a bezpečnostní přeliv)  nápustný objekt u bočních nádrží Součástí řešení musí být úpravy dotčených liniových staveb a sítí, úpravy v zátopovém území včetně přístupových komunikací k funkčním objektům i do záplavového prostoru, m.j. i k přístupu mechanizmů pro odstraňování splavenin a jako únikové cesty. Vhodně trasované a výškově odpovídající komunikace mohou plnit funkci hrází, pokud po technické stránce vyhovují příslušné normě. Řešení musí obsahovat i úpravy a způsob využívání území v zátopě, toto však musí být podřízeno požadavkům Obr. 9 - Polosuchý poldr protipovodňové ochrany území ležícího pod nádrží. Hráze suché (polosuché) nádrže se budují převážně jako zemní, 2401/002

01/2015

12


sypané z místních dostupných materiálů, podle místních podmínek lze uvažovat i s jinými materiály. Při návrhu hráze je třeba brát v úvahu, že hráze budou zatápěny vodou náhle, většinou krátkodobě a s delšími prodlevami bez zatopení, takže se zřejmě nevytvoří stálý režim průsaku hrází. To může nepříznivě ovlivňovat jejich stabilitu při zatápění akumulačního prostoru nádrže. Tuto okolnost je třeba brát v úvahu i při návrhu opevnění návodního líce hrází a stanovování potřeb těsnění podloží. Součástí hrázového systému a funkčních objektů musí být i zařízení pro kontrolní měření TBD. Pro provozní potřeby musí být vodní dílo vybaveno přiměřenými provozními, kancelářskými a sociálními objekty. Provoz suchých (polosuchých) nádrží je řízen manipulačním a provozním řádem. Manipulační řád musí zajišťovat optimální manipulaci, kterou lze dosáhnout nejúčinnějšího snížení kulminačního průtoku. Základní podmínky realizace: Základní podmínkou pro realizaci suché (polosuché) nádrže jsou vhodné geomorfologické podmínky v území pro zřízení hrází a vytvoření akumulačního prostoru nádrže. Lokalita možného zřízení nádrže také musí být ve vhodné poloze k místu ochrany (ovlivnění podstatné části přítoku při situování v co nejkratší vzdálenosti). Další zásadní podmínkou je vyřešení budoucího způsobu hospodaření v zátopě nádrže včetně dořešení vlastnických vztahů k pozemkům. Z hlediska realizačních nákladů je důležitá možnost získání potřebných zemních materiálů pro násypy hrází v ekonomicky únosné vzdálenosti, nejlépe v prostoru budoucí zátopy. V zátopě suché (polosuché) nádrže nesmí být umístěny stavby pro bydlení, výrobní provozy a sklady nebo skládky látek, které by mohly ohrozit jakost vody. Jednou z významných složek protipovodňové ochrany při povodňových situacích je řízení nádrží a vodohospodářských soustav. Na tocích, resp. v povodích, kde je k dispozici nádrž, soustava nádrží nebo obecně vodní dílo, jež disponuje objemem sloužícím k zachycení velkých vod, je možné vhodným řízením těchto děl přispět k celkové kvalitě protipovodňové ochrany, a to zejména při řízení povodňových situací s větší četností opakování. Při katastrofách extrémních dob opakování jsou objemy těchto mimořádných vln zpravidla podstatně větší, než je součet objemů všech využitelných ochranných prostorů. Nádrže zde proto mohou přispět k celkové protipovodňové ochraně jen omezeně, např. k získání času pro organizaci protipovodňových opatření na dolním toku nebo při snaze zabránit střetu kulminujících povodní na soutoku rozvodněných vodních toků. V případech, kdy se nádrž naplní ještě před kulminací povodně na přítoku, dochází ke zrychlení průběhu povodňové vlny (např. na kaskádě nádrží) a může dojít i k nepříznivému vlivu na průběh povodně.

3.3 Revitalizace S návrhem PBPO úzce souvisí geomorfologická analýza a vyhodnocení hydromorfologického stavu toku. Přírodě blízký návrh protipovodňových opatření musí respektovat přirozené charakteristiky toku a jeho geomorfologický typ. Účelem návrhu je potom, vedle zvýšení (popř. alespoň zachování) protipovodňové ochrany, zlepšení hydromorfologického stavu. 3.3.1

Geomorfologický typ

Geomorfologický typ (GMF typ) je definován na základě převládajících geomorfologických procesů vodního toku (resp. v hodnoceném úseku) a jeho nivě. Typ převládajícího geomorfologického procesu je určen na základě analýzy: 

energie toku, který lze charakterizovat sklonem údolnice



průměrným dlouhodobým průtokem Qa.

2401/002

01/2015

13


Podélný sklon údolnice: údaje by měly být zpracovány v dokumentaci plánovaného záměru, případně mohou být zjištěny z vrstevnic (Základní mapa ČR 1:10 000), studie odtokových poměrů, popřípadě z digitálního modelu terénu. Průměrný průtok Qa: hydrologická data by měla být v projektové dokumentaci plánovaného záměru. Další údaje o průtocích lze dále zjistit: 

měrné profily Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ)



atlas Hydrologické poměry ČSSR (1965 až 1970, Hydrometeorologický ústav, Praha)



aktuální data ČHMÚ



studie odtokových poměrů



informace od správce vodního toku

Zjištěné hodnoty jsou dosazovány do grafu.

Analýza typu geomorfologických procesů Základní typy geomorfologických procesů: DE (deep erosion) - Hloubková eroze v horských pramenných oblastech, vstup splavenin erozí dna a procesy svahových sesuvů AE (accelerated erosion)- Hloubková a následně boční eroze v rychle se vyvíjejících kaňonech (akcelerovaná eroze) nebo agradace z nadměrného přísunu splavenin je nestabilní přechodový stav, ve kterém si vodní tok vytváří novou nivu, vstup splavenin v první fázi erozí dna a v druhé fázi procesy svahových sesuvů BR (braided) - Divočení koryt v štěrkonosném řečišti GB (gravel branching) - Větvení štěrkonosného vinoucího se koryta AB (anastomotic branching) - Anastomózní větvení vinoucího se až meandrujícího koryta MD (meander) - Plně vyvinuté meandrování

2401/002

01/2015

14


DL (delta) - Větvení vodního toku v deltě – hodnocení každého koryta samostatně dle předchozích typů

Zkratka GMF typu

Základní popisné charakteristiky vodního toku, nivy a údolí

Základní popisné charakteristiky odstavených a aktivních ramen v nivě

GMF typy mimo jejich dynamickou rovnováhu, oblast hlavní tvorby splavenin

DE

AE

Údolí tvaru V bez nivy, svahy v Nevznikají. dlouhodobém vývoji, eroze dna je dlouhodobým charakteristickým znakem, skalní podloží udržuje relativní stabilitu podélného profilu. Nestabilní údolí charakteristické kolmými Nevznikají. erodovanými svahy kaňonu, rozšiřující se nová niva, viz popis procesů GMF typy pro úseky vodních toků v dynamické rovnováze

BR

GB

AB

MD

DL

Široké štěrkonosné řečiště s několika hlavními, vinoucími se koryty často překládajícími trasu, soustava ramen v řečišti protékaná při zvýšených stavech se velmi často překládá (v průběhu roku). Široké štěrkonosné řečiště s jedním hlavním, vinoucím se korytem často překládajícím svoji trasu, soustava ramen v štěrkonosném řečišti protékaná při zvýšených průtocích se často překládá, ale okrajové části jsou již stabilizovány vegetací. Široká niva s jedním nebo více hlavními koryty, soustava ramen a ostrovů je stabilizována vegetací a vývoj je vázán na pozvolnou boční erozi břehů při procesu vinutí nebo meandrování koryt. Jedno meandrující koryto v meandrovém pásu vinoucím se kolem údolnice, meandry se prohlubují pozvolnou boční erozí až do protržení meandrové šíje, nivní vegetace zpomaluje korytotvorné procesy.

Větvení je podmíněno dosažením erozní báze vodního toku (vodní hladina) s následným vytvořením konečného dejekčního kuželu splavenin, typy korytotvorných procesů jsou vázány na charakteristiky jednotlivých koryt, obvykle se projevuje typ AB a MD, někdy GB.

Štěrkonosná větvící se ramena protékaná a překládaná během průtoků Q1, velmi dynamický vznik a zánik, morfologické tvary starých ramen jsou likvidovány akumulacemi štěrku a boční erozí nových koryt. Štěrkonosná ramena protékaná a překládaná během průtoků Q10, okrajová dlouhodobě stabilizována vegetací, dynamický vznik a zánik, morfologické tvary starých ramen jsou likvidovány akumulacemi štěrku a boční erozí nových koryt. Větvící se ramena vytváří samostatná nivní koryta dlouhodobě stabilizovaná vegetací s trvalým nebo občasným průtokem a samostatně se vyvíjející i v odlišném GMF typu než hlavní koryto, korytotvorné průtoky působí pozvolna, ale systematicky. Odstavená ramena vznikají protržením meandrové šíje, nejdříve se zazemní vtok do slepého ramena, potom dolní napojení a následně celé rameno, jedná se o přirozený vývoj odstavených ramen meandrujících toků, korytotvorné průtoky působí pozvolna, ale systematicky. Odstavená ramena přebírají charakteristiky převládajících GMF typů (AB, MD, někdy GB), korytotvorné průtoky působí pozvolna, ale systematicky.

Základní charakteristiky jednotlivých typů geomorfologických procesů 2401/002

01/2015

15


Klíčovým parametrem pro výsledné morfologické charakteristiky koryta, které se dlouhodobě vyvinuly v daných okrajových podmínkách lokality, je průtok v břehových hranách koryta korytotvorný průtok. Korytotvorný průtok je závislý na podélném sklonu údolnice a odporu prostředí. Jejich výslednicí je právě typ geomorfologického korytotvorného procesu. Orientačně je možné v podmínkách České republiky uvést, že pro proces meandrování, byl ověřen korytotvorný průtok Q30d, který se zvyšující energií toku narůstá až po proces větvení štěrkonosných koryt, při kterém byl určen v hodnotě blížící se průtoku Q2. Typ geomorfologických procesů

Korytotvorné průtoky Q1 Q2

BR Divočení koryt v štěrkonosném řečišti GB Větvení štěrkonosného vinoucího se koryta Anastomózní větvení vinoucího se až meandrujícího AB koryta Q15d MD Plně vyvinuté meandrování Q30d

Doporučené vinutí koryta 1,35 - 1 1,3 - 1,4 2 - 1,35 3,5 - 1,5

Základní projekční parametry pro návrh PBPO Uvedené informace z GMF analýzy jsou klíčové pro určení původního korytotvorného procesu neovlivněného úpravami vodního toku, využíváním nivy a změnou hydrologických charakteristik povodí. V rámci zástavby je nutné přizpůsobit parametry návrhu změněným okrajovým podmínkám (jako jsou hráze, násypy komunikací, rozsáhlé terénní úpravy, zástavba atd.), které zásadním způsobem ovlivnily kapacitu koryta. 3.3.2

Vyhodnocení hydromorfologického stavu

Při vyhodnocení hydromorfologického stavu vodního toku se používá přesně definovaný soubor kritérií. Výsledky hodnocení vychází z dat a podkladů (ukazatelů), které jsou zpracovány v níže popsaných datových souborech. Výsledné hodnoty se pohybují v rozpětí 0 – 100 %. Se stoupající hodnotou je sledované kritérium v lepším stavu ve vazbě na hydromorfologický stav. Na základě vyhodnocení jednotlivých kritérií je možné definovat hlavní příčiny nevyhovujícího stavu vodního toku a následně určit opatření k zlepšení stavu.

Morfologie trasy hlavního koryta a nivních ramen je stanovena a vyhodnocena na základě ukazatelů: 1. Zachování přirozeného vývoje trasy hlavního koryta 2. Morfologie trasy 3. Akumulace plaveného dřeva 4. Výskyt a zachování přirozeného vývoje nivních koryt

Morfologie koryta je vyhodnocena na základě ukazatelů: 1. Rozsah a charakter úpravy 2. Příčný řez 3. Podélný profil toku 4. Opevnění levého a pravého břehu 5. Opevnění dna 2401/002

01/2015

16


6. Aktuální stav opevnění 7. Akumulace plaveného dřeva

Vzdutí a migrační bariéry jsou vyhodnoceny na základě ukazatelů: 1. Evidence vzdutých úseků 2. Migrační prostupnost objektů

Uvedený výčet není úplný, jsou dále sledovány i další ukazatelé (např. odběry vody, vliv bariér atd.). Na základě výše uvedených ukazatelů lze určit hydromorfologický stav vodního toku před a po navrženém konkrétním opatření. Je hodnocen samostatně vodní tok a jeho niva. Úplný postup nelze stručně uvést, je uveden např. ve Věstníku Ministerstva životního prostředí z 11/2008 (Metodika odboru ochrany vod, která stanovuje zjednodušený postup hodnocení vlivu opatření na vodních tocích a nivách na hydromorfologický stav vod).

Hodnocení současného a návrhového hydromorfologického stavu 3.3.3

Typy opatření - principy PBPO

Základní orientací pro zpracovatele návrhů přírodě blízkých protipovodňových opatření je katalog opatření, která mají vyspecifikované základní funkční návrhové parametry, a to tak, aby hydrotechnické řešení současně zajistilo revitalizaci vodního toku minimálně do dobrého stavu hydromorfologické složky vod. Jednotlivé typy opatření uvedených v katalogu je možné aplikovat samostatně nebo je možné vytvářet funkční kombinace v závislosti na okrajových podmínkách lokality a požadovaném stupni povodňové ochrany. Ve všech případech návrhů PBPO je nutné v řešeném úseku nevytvářet nové migrační bariéry a u stávajících objektů zajistit migrační prostupnost technickým rybím přechodem nebo obtokem (bypass), který odpovídá parametrům geomorfologického typu v daných podmínkách. 1. PBPO v nezastavěném území, snížením kapacity koryta revitalizací a formou zvýšení kapacity rozlivů do údolní nivy, které se podílí na transformaci povodňových průtoků Charakteristika opatření:

2401/002

01/2015

17




snížení kapacity koryta na korytotvorný průtok, rekonstrukce iniciálního tvaru trasy koryta včetně střídání brodů a tůní dle geomorfologické analýzy, obnova korytotvorných procesů bez projevu akcelerované eroze



obnova přirozené nivní vegetace včetně struktury nivních a odstavených ramen minimálně v meandrovém pásu



volná krajina, nebo území mimo zastavěná území, kde je možné optimálně využít nivní prostory pro rozliv vody za povodní



rozsah zemních prací se odvíjí dle zachovalosti nivy, úpravy, zahloubení toku. V případě, že dochází pouze ke korekci trasy vodního toku, jsou náklady relativně malé v porovnání s plošnými úpravami nivy a vytvářením nového koryta.



v případě revitalizace toku je optimální vytvořit v území podél toku tzv. meandrový pás, kde bude docházet k samovolnému vývoji toku. Vhodné je provést výsadbu dřevin odpovídající např. měkkému luhu.

2. PBPO v zastavěných oblastech, zkapacitnění koryta a urychlení odtoku, složený profil se stěhovavou kynetou – revitalizovaným korytem, možnost ohrázování zastavěných území Charakteristika opatření: 

zvýšení kapacity koryta složeným profilem na požadovaný návrhový průtok pro protipovodňovou ochranu



korytotvorný průtok definuje návrh stěhovavé kynety, rekonstrukce iniciálního tvaru trasy koryta kynety včetně střídání brodů a tůní dle geomorfologické analýzy



obnova korytotvorných procesů bez projevu akcelerované eroze se stabilizací pat svahů koryta v průsečíku s bermou, stěhovavá kyneta bude podle aktuálních podmínek stabilizována



vegetace a údržba koryta podléhá režimu městské zeleně



zajištění povodňové ochrany na průtoky Q100 (historické části, městská jádrová výstavba, průmyslové zóny), Q20 sporadická zástavba, zahrady, sportovní areály atd.).



realizované revitalizační prvky nesmí zhoršit povodňovou ochranu a ohrozit městskou a vodohospodářskou infrastrukturu. Jedná se především o výsadby keřů a stromů a aplikace nekotvených prvků dřevní hmoty.

2401/002

01/2015

18


3. PBPO transformací povodňové vlny v suchých retenčních nádržích nebo poldrech a revitalizace toků a niv ve zdrži Charakteristika opatření: Parametry suché retenční nádrže: 

musí zajistit obousměrnou migrační prostupnost



musí zajistit volný transport splavenin profilem hráze



nesmí obsahovat trvalou akumulaci na hlavním toku



nesmí narušit krajinný ráz funkčními objekty nádrže Úprava ve zdrži (zátopě):



snížení kapacity koryta na korytotvorný průtok, rekonstrukce iniciálního tvaru trasy koryta včetně střídání brodů a tůní dle geomorfologické analýzy



obnova korytotvorných procesů bez projevu akcelerované eroze






rozsah a typ povodňových opatření navrhovaných pod profilem poldru je nutné přizpůsobit vzhledem k účinnosti poldru

2401/002

01/2015

19


4. Opatření na tocích, které zajišťují ekologické nebo architektonické funkce toku a nejsou přímou součástí potřebných protipovodňových opatření (např. v parcích a zastavěných oblastech, náhony) Charakteristika opatření: 

korytotvorný průtok definuje návrh stěhovavé kynety, rekonstrukce iniciálního tvaru trasy koryta kynety včetně střídání brodů a tůní dle geomorfologické analýzy



obnova korytotvorných procesů bez projevu akcelerované eroze se stabilizací pat svahů koryta v průsečíku s bermou, stěhovavá kyneta dle aktuálních podmínek stabilizována



vegetace a údržba koryta podléhá režimu městské zeleně



uvedené opatření je vhodné realizovat na městských náhonech a dalších vodních prvcích, které mají regulovaný nátok. Dále je vhodné využívat plochy, které je možné začlenit do záplavového území v zástavbě



návrhy opatření je nutné řešit s architektem z důvodu začlenění vodních prvků do architektonické kompozice. Vždy by mělo dojít k otevření prostoru pro lidi a zajištění jejich volnočasových aktivit.



součástí parkových úprav by měly být dále tůně ať periodicky nebo stále průtočné, mokřady a v současné době tzv., dětská vodní hřiště

5. Ochrana fungující retence záplavových území nebo toků v sevřených údolích a realizace dílčích opatření pro zlepšení hydromorfologické struktury toků a niv Charakteristika opatření: 

rekonstrukce iniciálního tvaru trasy koryta včetně střídání brodů a tůní dle geomorfologické analýzy









jedná se o opatření, které by mělo zajistit ochranu stávajících úseků vodních toků a niv, kde probíhají fluviální procesy odpovídající GMF typu. (Např. dochází k pravidelným záplavám do nivy, koryto toku kapacitně odpovídá příslušnému GMF typu, v nivě jsou vytvořena říční ramena, vytváří se morfologické struktury charakteristické pro jednotlivé geomorfologické typy, atd.).



neprovádějí se rozsáhlá revitalizační opatření, ale jedná se pouze o lokální úpravy, které zajistí zlepšení stávajícího stavu vodního toku a nivy

2401/002

01/2015

20




v případě situování uvedených úseků vodních toků do zástavby je nutná jejich důsledná ochrana, včetně navazujícího území. Je vhodné na tyto úseky navázat další přírodě blízká opatření

6. Opatření typu 1. a 5. s nutností navazujících PPO (ohrázování zastavěných území v dosahu vzdutí vody v nivě, zkapacitnění profilů mostů aj.) Charakteristika opatření: 

snížení kapacity koryta na korytotvorný průtok, rekonstrukce iniciálního tvaru trasy koryta včetně střídání brodů a tůní dle geomorfologické analýzy









uvedené opatření je možné realizovat mimo v zástavbě i vně zástavby.



optimální je maximální využití nivních prostorů pro rozliv vody. Stávající hrázové systémy je vhodné odsadit co možná nejdále od toku.



v zástavbě bude potřeba např. vybudovat ochranné hráze, zídky kolem nemovitostí, které leží v ploše zátopy. Parametry objektů musí být stanoveny na základě hydrotechnického posouzení.

2401/002

01/2015

21


3.3.4

Subtypy opatření v zastavěných částech obcí

Nezřídka jsou intravilánové úpravy vodních toků limitovány zástavbou území tak významně, že neposkytují dostatečný prostor pro návrh a realizaci kapacitního koryta pro zajištění neškodného odtoku při povodňových stavech v parametrech rozvinutého meandrového pásu nebo řečiště. Základní funkce úpravy vodního toku je zajištěna návrhem složeného profilu s celkovou požadovanou kapacitou koryta, která současně umožní v prostoru oboustranné bermy realizaci stěhovavé kynety na návrhový průtok Qnd, odpovídající přirozenému vodnímu toku. Návrhový průtok kynety Qnd musí odpovídat geomorfologické analýze v náhradních okrajových podmínkách. Tento princip aplikace potenciálu geomorfologických procesů v lokalitách s omezením okrajových podmínek zástavbou v intravilánu a koridorem pro úpravu vodního toku vychází z používání subtypů geomorfologických korytotvorných procesů s nedokončeným vývojem (značení X/ND, X = potenciál geomorfologického typu v náhradních okrajových podmínkách). To v praxi znamená, že vliv snížení omočeného obvodu na tangenciální napětí ve dně vytváří změnu návrhového GMF typu na typ s vyšší energií. (např. z potenciálu meandrování až na potenciál štěrkonosného nebo písčitého větvení s nedokončeným vývojem). Uvedeným pracovním postupem je možné pro zastavěné části obcí definovat tři základní subtypy opatření typu 2 (viz výše), které jsou odlišeny způsobem řešení stěhovavých kynet. V rámci projektování je nutné navrhnout potřebný mezistupeň odpovídající reálné analýze náhradního geomorfologického typu. Pro všechny tři uvedené subtypy návrhů stěhovavých kynet platí následující upozornění pro investory a projektanty: 

Vlastní projektové řešení je vždy závislé na konkrétním hydrotechnickém posouzení řešené lokality v matematickém modelu proudění vody, ve vyhodnocení stability podélného profilu a v analýze transportu splavenin. Návrh vhodného vinutí, poměrů šířky a hloubky koryta kynety v brodech a tůních včetně maximálního a minimálního poloměru zakřivení meandrů se musí řešit iterací v několika následujících krocích. Výsledky určují detailní řešení kynety s minimalizací následujících provozních nákladů na její údržbu.



Pokud je na tento návrhový proces věnováno málo časového prostoru nebo je podceněn z hlediska nedostatečné zkušenosti projektanta, nastanou při prvních povodňových průtocích rychlé morfologické změny, které je potřebné vyhodnotit, zda nedošlo k vzniku akcelerované eroze, ohrožující stabilitu opevnění pat a svahů složeného profilu.

2401/002

01/2015

22


Subtyp 2.1. Složený profil s plně rozvinutým potenciálním GMF typem Charakteristika opatření: 

bermy jsou dostatečně široké k návrhu kynety v parametrech potenciálního GMF typu vodního toku bez omezení. Vzhledem k vodnosti toku je návrhová kapacita složeného profilu dostatečná k zajištění požadovaného stupně protipovodňové ochrany na průtoky Q20 až Q100. Jako praktický příklad je možné uvést situaci, kdy šířka berem je větší nebo rovna šířce meandrování meandrového pásu.

Subtyp 2.2. Složený profil s nedokončeným vývojem potenciálního GMF typu Charakteristika opatření:  bermy jsou široké pouze k rozvinutí základních charakteristik GMF potenciálu vodního toku, ale zúžení profilu (snížení omočeného obvodu a zvýšení rychlosti při kapacitním průtoku složeným profilem) ještě nezpůsobí změnu původního GMF potenciálu. Jako praktický příklad je možné uvést situaci, kdy šířka berem je menší nebo rovna šířce meandrového pásu ale širší než šířka kynety v břehových hranách.  vzhledem k vodnosti toku a zastavěnosti území se jedná o celkovou kapacitu koryta, která zajistí stupeň protipovodňové ochrany většinou max. do Q20, vyšší průtoky protékají rozlivem v zastavěném území, způsobují povodňové škody a nezvyšují namáhání dna složeného profilu. Pokud je kapacita upraveného koryta v těchto geomorfologických parametrech vyšší než Q20, dochází zvýšenou energií proudící vody k změně návrhového GMF typu kynety do navazujícího subtypu 2.3.

2401/002

01/2015

23


Subtyp 2.3. Složený profil s náhradním potenciálním GMF typem Charakteristika opatření: 

zastavěnost území původní nivy je tak významná, že není možné navrhnout dostatečně kapacitní profil pro požadovaný stupeň protipovodňové ochrany s bermami pro stěhovavou kynetu s nedokončeným vývojem (viz Typ 2.2.) Bermy jsou užší než šířka kynety nebo zcela chybí a potenciální GMF typ vodního toku se významně změnil snížením omočeného obvodu a zvýšením rychlosti při kapacitním průtoku složeným profilem. Obvykle se zde dostáváme do parametrů nedokončeného vývoje štěrkonosného větvení až divočení kynety, kde je nezbytné vyřešit stabilitu podélného profilu příčnými stabilizačními pasy. Tyto pasy musí morfologicky odpovídat brodovým úsekům s nedokončeným vývojem s osou brodu téměř rovnoběžnou s osou koryta (ve starší literatuře označovány jako špatné brody).



vzhledem k vodnosti toku se jedná o celkovou kapacitu koryta, která může zajistit i stupeň protipovodňové ochrany Q100 .

2401/002

01/2015

24


4 Provedené analýzy 4.1 Analýza erozní ohroženosti území Eroze je jev, se kterým se setkáváme velmi často. Je-li její intenzita mírná, nezpůsobuje žádné velké škody. Je-li eroze silná, je výsledkem snížení hloubky úrodné půdy na pozemku, snížení obsahu živin a humusu, poškození rostlin, dále zanášení příkopů, vodních toků a nádrží, poškození komunikací, budov a další škody. Určit intenzitu nebo stupeň eroze je velmi důležité proto, aby bylo možné ji mírnit a předcházet škodám způsobovaných erozí. Pro snížení eroze se navrhují a aplikují různá protierozní opatření, která jsou charakteru technického, biotechnického, agrotechnického a organizačního. Aby byla navržená opatření funkční, je nutné předem znát místa, kde se eroze projevuje a určit její množství. Pro určování množství eroze a míst, kde se vyskytuje, se používají různé empirické nebo matematické modely. Mezi nejrozšířenější empirické modely patří univerzální rovnice ztráty půdy. 4.1.1

Metodika výpočtu

Výpočet erozního smyvu a erozní ohroženosti zemědělských půd vychází z metodiky „Ochrana zemědělské půdy před erozí“ (Miloslav Janeček a kol., Praha, 2012). Tato metodika je certifikována Ministerstvem zemědělství ČR. Předcházející metodika „Ochrana zemědělské půdy před erozí“ (Janeček a kol., 2007) byla touto novou metodikou nahrazena. Došlo k úpravám především na základě pokračujícího výzkumu. V praxi se pro výpočet erozní ohroženosti běžně používá postup podle univerzální rovnice ztráty půdy (USLE – Universal Soil Loss Equation). Rovnice obsahuje několik činitelů, nazývaných faktory. Tyto faktory vyjadřují vliv všech veličin, které vstupují do erozního procesu.

4.1.2

Univerzální rovnice ztráty půdy USLE

Univerzální rovnice ztráty půdy je psána ve tvaru: ( 4.1 )

kde: G R K L S C P

průměrná dlouhodobá ztráta půdy [t/ha/rok] faktor erozní účinnosti dešťů, vyjádřený v závislosti na kinetické energii, úhrnu a intenzitě erozně nebezpečných dešťů faktor erodovatelnosti půdy, vyjádřený v závislosti na textuře a struktuře ornice, obsahu organické hmoty v ornici a propustnosti půdního profilu faktor délky svahu, vyjadřující vliv nepřerušené délky svahu na velikost ztráty půdy erozí faktor sklonu svahu, vyjadřující vliv sklonu svahu na velikost ztráty půdy erozí faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu, vyjádřený v závislosti na vývoji vegetace a použité agrotechnice faktor účinnosti protierozních opatření

Význam jednotlivých faktorů je následující: 2401/002

01/2015

25


R faktor Vyjadřuje erozní účinnost deště a je odvozen z dlouhodobých pozorování na meteorologických stanicích. Optimální doba sledování je 50 let, připouští se však i kratší doba sledování 15 – 20 let. Hodnota faktoru závisí na četnosti výskytů, srážkovém úhrnu, intenzitě a kinetické energii přívalové srážky. To je taková srážka, která má úhrn větší než 12,5 mm a intenzitu 24 mm/s. V současnosti probíhají práce na regionalizaci R faktoru. Rozložení R-faktoru na území ČR je patrné z Obr. 10. Vzhledem k problémům metodického a podkladového charakteru, které stanovení R faktoru provázejí, předepisuje stávající platná metodika použití průměrné hodnoty pro celou Českou republiku R = 40 MJ/ha.cm/h. Původní metodika (2007) uváděla R = 20 MJ/ha.cm/h. Nyní používaná hodnota je oproti donedávna používané hodnotě dvojnásobná.

Obr. 10 – Upravené průměrné hodnoty R-faktoru. (metodika Janeček a kol. 2012)

K faktor Vyjadřuje erodovatelnost půdy. Jeho hodnota závisí na zrnitostním složení půdy, na obsahu organických částí, struktuře a propustnosti. Tyto půdní charakteristiky ovlivňují infiltrační schopnost půdy proti erozi z dopadajících kapek a proti erozi z povrchového odtoku. Při znalosti všech uvedených vlastností půdy je možné použít nomogramy (Wischmeier-Smith, 1978), případně přímo příslušný vztah. Pro přibližné určení K faktoru je dle metodiky možné použít přiřazení dle tabulky hodnot na základě znalosti kódů BPEJ (bonitované půdně ekologické jednotky). V rámci provedených analýz byla použita metoda určení K faktoru na základě hodnot BPEJ.

L a S faktor Vliv sklonu a délky svahu na intenzitu eroze je vyjádřen kombinací faktoru sklonu svahu S a faktoru délky svahu L. Sloučeně se poté počítá s tzv. LS faktorem, zvaným též topografickým faktorem, který zohledňuje morfologii území. Závisí na délce nepřerušeného svahu a na sklonu svahu pozemku. Nepřerušená délka svahu je měřena od rozvodnice nebo od horní

2401/002

01/2015

26


hrany pozemku (pokud se nepředpokládá povrchový odtok z vyšších partií. Vždy však od prvku přerušující povrchový odtok (cesta s příkopem, příkop, hrázka, průleh apod.) Změna plodiny nebo technologie na pozemku není důvodem pro přerušení výpočtové délky. Moderní technologie využívající digitální model terénu (DMT) a geografické informační systémy (GIS) umožňují efektivně a kvalitně posoudit morfologii terénu stanovením LS faktoru metodou gridu. Pro výpočet LS faktoru je využit rastrový DMT a rastr využití pozemků se zahrnutím prvků přerušujících povrchový odtok, ploch zemědělských pozemků a ostatních ploch. LS faktor je stanoven zvlášť pro každý čtverec rastrového digitálního modelu terénu. Nepřerušená délka svahu je nahrazena zdrojovou plochou odtoku v metrech čtverečních (mikropovodím), stanovenou pro každý čtverec pozemku. Metoda výpočtu Ls faktoru byla použita dle McCoola (1989). Stejnou metodou řeší výpočet Ls faktoru i Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy v.v.i. (VÚMOP). C faktor Vliv vegetačního pokryvu na smyv půdy se projevuje přímou ochranou povrchu půdy před destruktivním působením dopadajících dešťových kapek a zpomalováním rychlosti povrchového odtoku a nepřímo působením vegetace na půdní vlastnosti, zejména na pórovitost a propustnost, včetně omezení možnosti zanášení pórů jemnými půdními částicemi a mechanickým zpevněním půdy kořenovým systémem. Je možné říci, že čím hustší a vyšší porost se na pozemku nachází, zejména v období nejčastějšího výskytu přívalových dešťů od dubna do října, tím účinnější je ochrana půdy. Mezi plodiny nejméně chránící patří širokořádkové plodiny, jako je kukuřice a okopaniny, v pořadí další je řepka, obilniny jarní a ozimé. Nejvyšší ochranu poskytují pícniny a travní porosty. Pro výpočet C faktoru se používá znalosti osevních postupů, aplikovaných v lokalitě. Existuje také vztah pro C faktor v závislosti na klimatickém regionu, který používá pro výpočty VÚMOP. P faktor Pokud jsou na pozemku uplatňována některá protierozní opatření, jako je vrstevnicové obdělávání, pásové střídání plodin, hrázkování či terasování, je možné jejich vliv zahrnout do výpočtu. Pokud nelze uvažovat uplatnění protierozních opatření, uvažuje se hodnota rovna jedné. 4.1.3

Metoda gridu

Grid je jedna z forem používaných pro uchování prostorových dat. Někdy bývá také nazýván jako mříž, mřížka nebo síť, ale tyto názvy se používají také pro určité druhy vektorových dat, proto byl zvolen termín grid. Datová struktura gridu je jednoduchá a úsporná, umožňuje snadné a názorné prezentace a následné analýzy. Grid je představován pravidelnou sítí bodů (buněk), pro které je známa hodnota sledované veličiny nebo jevu, který plošně pokrývá celé území. Na podkladě hodnot uložených v gridu a jejich interpolací lze určit hodnotu veličiny pro jakýkoliv bod v území. V tom je výhoda gridu oproti jiným datovým formátům. Grid může obsahovat buď numerické hodnoty nebo texty, které mohou vyjadřovat např. využití území nebo pozemku, druh pěstované plodiny apod. Potom se jedná o tzv. textové nebo land-use gridy. I takový grid může být použit pro analýzy.

2401/002

01/2015

27


Grid se vytváří některým typem prostorové interpolace ze vstupní množiny bodů, pro které je určena hodnota sledované veličiny či jevu (byla zjištěna např. měřením, nebo předchozími výpočty). Typickým příkladem vstupních dat je množina nepravidelně rozmístěných bodů s nadmořskou výškou. Tyto body mohou pocházet z přímého geodetického měření, z vyhodnocení leteckých snímků, nebo mohly vzniknout digitalizací vrstevnicové mapy. Před vytvářením gridu je potřebné znát jeho další účel a použití, protože tím je ovlivněna velikost gridové buňky, čili jeho rozlišení. Samozřejmě, že tato volba také závisí na vstupních datech a jejich vlastnostech. Pokud do následné analýzy bude vstupovat několik gridových vrstev, bude přesnost výsledku ovlivněna nejméně přesným gridem. Z toho vyplývá, že před vytvářením gridů je nutné znát také přesnost vstupních dat. Velikost gridové buňky se volí podle vstupních dat s nejmenší přesností. Dalším hlediskem je množství zabrané paměti, rychlost tvorby gridu a dalších výpočtů při analýzách. Ideálním podkladem jsou datové vrstvy jednotlivých faktorů, které pokrývají celé zájmové území. To je cílový stav, ke kterému směřuje i vývoj v ČR. Formát dat může být a také je různý, pro vytvoření gridů je možné použít např. bodových či liniových informací uložených ve vektorovém formátu. Vrstvy jednotlivých faktorů podle univerzální rovnice ztráty půdy zatím plošně neexistují, a proto si je musí uživatel pořídit sám. Buď zpracuje nějaký předchozí digitální podklad, nebo jej musí vytvořit z originálních dat.

4.1.4

Podklady, vstupní veličiny

R faktor Dle metodiky (janeček, 2012) vstupuje do výpočtu hodnota faktoru erozní účinnost deště R = 40 MJ/ha·cm/h. K faktor byl určen na základě znalosti BPEJ území (data byla poskytnuta Výzkumným ústavem meliorací a ochrany půdy, v.v.i). Součástí kódu BPEJ je i kéd hlavních půdních jednotek (HPJ). Na Chyba! Nenalezen zdroj odkazů. jsou znázorněny plchy s příslušnými HPJ. Význam kódů je popsán v seznamu zastoupených půdních typů níže.

Obr. 11 - Hlavní půdní jednotky (HPJ) na řešeném území Planá nad Lužnicí

2401/002

01/2015

28


21 Půdy arenického subtypu, regozemě, pararendziny, kambizemě, popřípadě i fluvizemě na lehkých, nevododržných, silně výsušných substrátech 23 Regozemě arenické a kambizemě arenické, v obou případech i slabě oglejené na zahliněných píscích a štěrkopíscích nebo terasách, ležících na nepropustném podloží jílů, slínů, flyše i tercierních jílů, vodní režim je značně kolísavý, a to vždy v závislosti na hloubce nepropustné vrsty a mocnosti překryvu 29 Kambizemě modální eubazické až mezobazické včetně slabě oglejených variet, na rulách, svorech, fylitech, popřípadě žulách, středně těžké až středně těžké lehčí, bez skeletu až středně skeletovité, s převažujícími dobrými vláhovými poměry 37 Kambizemě litické, kambizemě modální, kambizemě rankerové a rankery modální na pevných substrátech bez rozlišení, v podorničí od 30 cm silně skeletovité nebo s pevnou horninou, slabě až středně skeletovité, v ornici středně těžké lehčí až lehké, převážně výsušné, závislé na srážkách 40 Půdy se sklonitostí vyšší než 12 stupňů, kambizemě, rendziny, pararendziny, rankery, regozemě, černozemě, hnědozemě a další, zrnitostně středně těžké lehčí až lehké, s různou skeletovitostí, vláhově závislé na klimatu a expozici 46 Hnědozemě luvické oglejené, luvizemě oglejené na svahových (polygenetických) hlínách, středně těžké, ve spodině těžší, bez skeletuaž středně skeletovité, se sklonem k dočasnému zamokření 47 Pseudogleje modální, pseudogleje luvické, kambizemě oglejené na svahových (polygenetických) hlínách, středně těžké, ve spodině těžší až středně skeletovité, se sklonem k dočasnému zamokření 50 Kambizemě oglejené a pseudogleje modální na žulách, rulách a jiných pevných horninách (které nejsou v HPJ 48,49), středně těžké lehčí až středně těžké, slabě až středně skeletovité, se sklonem k dočasnému zamokření 51 Kambizemě oglejené a pseudoglej modální na zahliněných štěrkopíscích, terasách a morénách, zrnitostně lehké nebo středně těžké lehčí, bez skeletu až středně skeletovité, s nepravidelným vodním režimem závislým na srážkách 52 Pseudogleje modální, kambizemě oglejené na lehčích sedimentech limnického tercieru (sladkovodní svrchnokřídové a tercierní uloženiny), často s příměsí eolického materiálu, zpravidla jen slabě skeletovité, zrnitostně středně těžké lehčí až lehké, se sklonem k dočasnému převlhčení 53 Pseudogleje pelické planické, kambizemě oglejené na těžších sedimentech limnického tercieru (sladkovodní svrchnokřídové a tercierní uloženiny), středně těžké až těžké, pouze ojediněle středně skeletovité, málo vodopropustné, periodicky zamokřené 54 Pseudogleje pelické, pelozemě oglejené, pelozemě vyluhované oglejené, kambizemě pelické oglejené, pararendziny pelické oglejené na slínech, jílech mořského neogenu a flyše a jílovitých sedimentech limnického tercieru (sladkovodní svrchnokřídové a tercierní uloženiny), těžké až velmi těžké, s velmi nepříznivými fyzikálními vlastnostmi

2401/002

01/2015

29


64 Gleje modální, stagnogleje modální a gleje fluvické na svahových hlínách, nivních uloženinách, jílovitých a slínitých materiálech, zkulturněné, s upraveným vodním režimem, středně těžké až velmi těžké, bez skeletu nebo slabě skeletovité 67 Gleje modální na různých substrátech často vrstevnatě uložených, v polohách širokých depresí a rovinných celků, středně těžké až těžké, při vodních tocích závislé na výšce hladiny toku, zaplavované, těžko odvodnitelné 68 Gleje modální i modální zrašelinělé, gleje histické, černice glejové zrašelinělé na nivních uloženinách v okolí menších vodních toků, půdy úzkých depresí včetně svahů, obtížně vymezitelné, středně těžké až velmi těžké, nepříznivý vodní režim 69 Gleje akvické, gleje akvické zrašeliněné a gleje histické na nivních uloženinách nebo svahovinách, převážně těžké, výrazně zamokřené, půdy depresí a rovinných celků 70 Gleje modální, gleje fluvické a fluvizemě glejové na nivních uloženinách, popřípadě s podložím teras, při terasových částech širokých niv, středně těžké až velmi těžké, při zvýšené hladině vody v toku trpí záplavami 71 Gleje fluvické, fluvizemě glejové, stejných vlastností jako HPJ 70, avšak výrazně vlhčí při terasových částech úzkých niv 73 Kambizemě oglejené, pseudogleje glejové i hydroeluviální, gleje hydroeluviální i povrchové, nacházející se ve svahových polohách, zpravidla zamokřené s výskytem svahových pramenišť, středně těžké až velmi těžké, až středně skřetovité. Výsledné hodnoty K faktoru vycházejí z přiřazení v tabulce 1.5. uvedené v metodice (Janeček 2012).

Obr. 12 – Hodnoty K-faktoru

2401/002

01/2015

30


L a S faktor Pro zpracování LS faktoru metodou gridu je třeba sestavit digitální model terénu a vrstvu pozemků zemědělské půdy. K sestavení DMT sloužil podklad ZABAGED. Konkrétně se jednalo o výškopisné vrstvy, zejména vrstevnice. Dále byl terén upraven do hydrologicky správného formátu – odstraněna bezodtoká místa, chyby apod. Rozsah řešeného území je dán povodím Farského a Boreckého potoka ve vztahu ke katastrálnímu území Planá nad Lužnicí.

Obr. 13 – Digitální model terénu (DMT) povodí Farského a Boreckého potoka

Obr. 14 – Svažitost území ve stupních

2401/002

01/2015

31


Pozemky Pro řešení erozního smyvu je třeba dále definovat pozemky, pro které bude erozní smyv analyzován. Jedná se o pozemky s nepřerušeným povrchovým odtokem. Pro účely této analýzy byly použity upravené půdní bloky, evidované v systému LPIS. Řešeným územím tak byly pozemky orné půdy, zobrazené na Obr. 15.

Obr. 15 – Pozemky pro analýzu erozní ohroženosti

Výsledné hodnoty LS faktoru jsou znázorněny na

Obr. 16 – Hodnoty LS faktoru

2401/002

01/2015

32


C faktor Pro výpočet bylo využito objednaných hodnot C faktoru od VÚMOP. Jedná se o hodnoty určené v závislosti na klimatickém regionu zkoumané oblasti. Koeficient faktoru ochranného vlivu vegetace byl v celém území jednotně stanoven na hodnotu C = 0,156. P faktor Vzhledem ke stavu zájmového území, bez protierozních opatření, je uvažována hodnota P faktoru rovna jedné. 4.1.5

Výstupy analýzy

Průměrná dlouhodobá ztráta půdy Dle výše uvedeného postupu, tedy univerzální rovnicí ztráty půdy (USLE) v modifikaci gridu (USLE2D), byla spočtena dlouhodobá průměrná ztráta půdy vodní erozí na zemědělských pozemcích v povodí Ondratického potoka. Výsledky výpočtu erozního smyvu jsou uvedeny v grafické příloze A.3.6.1. formou tematické mapy ztráty půdy. Vyhodnocení erozní ohroženosti vodní erozí Dle metodiky (Janeček a kol. 2012) je třeba vyhodnotit a posoudit erozní ohroženost zemědělské půdy. Posouzení vychází z limitů maximální přípustné hodnoty dlouhodobé průměrné ztráty půdy. Pozemky s mělkými půdami s hloubkou do 30 cm by neměly být využívány pro polní výrobu a doporučuje se jejich převedení do kategorie trvalých travních porostů nebo je zalesnit. Dříve platná metodika uvádí limitní hodnotu maximální ztráty půdy 1 t/ha/rok. Nicméně po ověření konzultací s VÚMOP, v.v.i. se stále připouští zachování původní hodnoty 1 t/ha/rok. Pozemky s půdami středně hlubokými a hlubokými se posuzují mezní hodnotou ztráty půdy 4 t/ha/rok. Dříve platná hodnota 10 t/ha/rok pro půdy hluboké byla snížena na hodnotu 4 t/ha/rok. Důvodem je nutnost důsledně chránit tyto nejhodnotnější půdy, které v ČR máme.

Obr. 17 – Hodnoty dlouhodobých průměrných ztrát půdy [t/ha/rok]

2401/002

01/2015

33


Obr. 18 – Maximální přípustná hodnota dlouhodobé průměrné ztráty půdy Gp [t/ha/rok]

Obr. 19 – Výsledné ohrožené pozemky

Pro názornost vyhodnocení erozní ohroženosti zemědělské půdy byla vytvořena tematická mapa (Obr. 19), která zobrazuje erozně ohrožené pozemky. Mapa ukazuje míru překročení maximální možné přípustné ztráty půdy. Jedná se o mapu rozdílu spočtené ztráty půdy G a maximální přípustné ztráty půdy Gp. Jsou zde přehledně zobrazeny pozemky, kterými je třeba se zabývat a která místa je nutné řešit přednostně.

2401/002

01/2015

34

PRŮVODNÍ ZPRÁVA ČÁST C

Recommend Documents