MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav tvorby a ochrany krajiny
Revitalizační úpravy na části toku Velička DIPLOMOVÁ PRÁCE
2009/2010
MARTIN KNOTEK
Prohlašuji, že jsem diplomovou na téma: Revitalizační úpravy na části toku Velička zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora Mendelovy univerzity v Brně o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně, dne 6.dubna
Podpis studenta:
2
Na tomto místě bych chtěl vyjádřit poděkování vedoucí práce paní Ing. Janě Synkové, PhD. a panu Ing. Davidu Veselému, zaměstnanci Povodí Moravy, s.p. za jejich cenné rady a připomínky v mé práci. Současně chci poděkovat rodině za jejich podporu během celého studia. Děkuji.
3
Martin Knotek, Revitalizační úpravy na části toku Velička Martin Knotek, The revitalization treatments on the part of the stream Velička
ABSTRAKT Diplomová práce pojednává o revitalizačních opatřeních na části vodního toku Velička, aplikovaných na soustavu poškozených spádových objektů – stupňů. Na základě vlastního terénního šetření a dostupné literatury bylo navrženo revitalizační opatření ve formě balvanitých skluzů s včleněnými komůrkovými skluzy. Parametry objektů vychází z biologických průzkumů lokality a z výpočtů dimenzování na návrhový průtok. Součástí práce je srovnání nákladů na revitalizační opatření s opravou objektů do původního stavu.
KLÍČOVÁ SLOVA Revitalizační opatření, balvanitý skluz, rybí migrace, dimenzování skluzů
THE ABSTRACT Theme of the dissertation is the revitalization treatments on the part of the stream Velička, which were applied to the system of the damaged. The forms of the treatment are the rocky bottom ramps with integrated fish-ladder, which were projected on the basis of the field survey and the available literature. The parameters of the structures result from the biological survey and the design discharge. Part of the dissertation is the cost comparison of the revitalization treatments and the drop structures correction.
THE KEYWORDS Revitalization treatment, rocky bottom ramp, fish migration, rocky bottom ramp dimensioning
4
OBSAH 1. ÚVOD........................................................................................................................... 6 2. CÍL PRÁCE................................................................................................................. 7 3. CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ..................................................... 8 3.1 ADMINISTRATIVNÍ ZAŘAZENÍ .......................................................................................................... 8 3.2 GEOMORFOLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY ....................................................................................... 8 3.3 GEOLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY ................................................................................................... 8 3.4 HYDROGEOLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY ....................................................................................... 9 3.5 PEDOLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY.................................................................................................. 9 3.6 HYDROLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY ............................................................................................ 10 3.7 KLIMATICKÉ CHARAKTERISTIKY .................................................................................................. 13 3.8 BIOGEOGRAFICKÉ CHARAKTERISTIKY.......................................................................................... 14 3.9 CHARAKTERISTIKA STÁVAJÍCÍHO STAVU FAUNY .......................................................................... 19 3.10 ZAČLENĚNÍ DO ÚZEMNÍCH SYSTÉMŮ EKOLOGICKÉ STABILITY .................................................. 20 3.11 CHARAKTERISTIKA ÚZEMÍ Z HLEDISKA OCHRANY PŘÍRODY ..................................................... 21 3.12 CHARAKTERISTIKA DLE PLÁNU OBLASTI POVODÍ MORAVY ...................................................... 21
4. POPIS SOUČASNÉHO STAVU TOKU V KM 24,374 – 26,206......................... 23 4.1 SOUČASNÝ STAV KORYTA TOKU..................................................................................................... 23 4.2 SOUČASNÝ STAV PŘÍČNÝCH OBJEKTŮ – STUPŇŮ ........................................................................... 25 4.3 PŘEHLED VŠECH OBJEKTŮ NA TOKU V KM 24,374 – 26,206 .......................................................... 30
5. METODIKA.............................................................................................................. 33 6. VÝCHODISKA ŘEŠENÍ ......................................................................................... 34 7. PODKLADY K NAVRHOVÁNÍ BALVANITÝCH SKLUZŮ ............................ 35 7.1 DEFINICE SKLUZŮ ........................................................................................................................... 35 7.2 POHLED DO HISTORIE..................................................................................................................... 36 7.3 HYDROTECHNICKÉ ŘEŠENÍ BALVANITÝCH SKLUZŮ ...................................................................... 37 7.4 EKOLOGICKO-BIOLOGICKÉ FUNKCE SKLUZŮ ............................................................................... 40
8. NAVRHOVANÉ ŘEŠENÍ ....................................................................................... 44 8.1 BIOLOGICKÝ PRŮZKUM LOKALITY ................................................................................................ 44 8.2 DIMENZOVÁNÍ SKLUZŮ................................................................................................................... 47 8.3 STAVEBNĚ-TECHNICKÉ ŘEŠENÍ NAVRŽENÝCH SKLUZŮ ................................................................ 51 8.4 FINANČNÍ ANALÝZA NAVRŽENÝCH OPATŘENÍ............................................................................... 54
9. DISKUSE................................................................................................................... 57 10. ZÁVĚR .................................................................................................................... 58 11. SUMMARY ............................................................................................................. 59 12. POUŽITÁ LITERATURA A PRAMENY ........................................................... 60 13. SEZNAM PŘÍLOH................................................................................................. 63
5
1. ÚVOD Diplomová práce pojednává o revitalizačních opatřeních, na části vodního toku Velička, aplikovaných na soustavu poškozených spádových objektů – stupňů. K poškození šesti stupňů v úseku toku km 24,374-26,206 došlo vlivem vysokých průtoků v roce 2006. Povinností správce toku, kterým je Povodí Moravy, s. p., je uvést tyto stavby do funkčního stavu. Řeka Velička je v řešeném úseku regulována. Morfologie toku byla upravena do podoby dlouhých přímých úseků. Ke stabilizaci koryta lichoběžníkového tvaru bylo vystavěno několik spádových objektů, převážně stupňů. Velička je v dané oblasti páteřním tokem, vodohospodářsky významným. Část toku Veličky, včetně řešené lokality leží v CHKO Bílé Karpaty. Vodní tok současně plní funkci biokoridoru v rámci místního územního systému ekologické stability. Vodní toky jsou obecně brány za významné krajinné prvky. Studie koncepce revitalizace Veličky, vypracovaná firmou Atelier Fontes spol. s r.o., pokládá za vysoce prioritní opatření likvidaci migračních bariér v korytě toku Veličky. V plánu oblasti povodí Moravy (2010-2015) je pro Veličku k dosažení dobrého stavu navržen program opatření – zajištění migrační prostupnosti vodního toku. Z výše uvedených skutečností byla práce zaměřena na zprůchodnění stávajících migračních bariér (stupňů). Dalším důvodem pro toto řešení je skutečnost, že ke zprůchodnění toku pro vodní biotu došlo v roce 2009, a to rekonstrukcí stupňů na balvanité skluzy v úseku ležícím pod řešenou lokalitou. Projektová dokumentace ke zmíněné akci mi posloužila jako vodítko v řešení problému. Vlastní diplomová práce je rozdělena na část popisnou a praktickou. V popisné části je charakterizována řešená lokalita z hlediska přírodních poměrů. Dále je zde popsán současný
stav toku. Praktická část je uvedena důležitými podklady
k problematice, za nimiž následuje vlastní návrh řešení včetně finanční analýzy. Diplomová práce obsahuje textovou a výkresovou část příloh. V textové části jsou položkové rozpočty a fotodokumentace. Výkresová část je složena a připojena v deskách a obsahuje výkresy řešených objektů.
6
2. CÍL PRÁCE Cílem práce je navržení revitalizačních opatření na části toku Velička v km 24,374 - km 26,206, kde došlo vlivem vysokých průtoků k poškození šesti spádových objektů – stupňů. Z důvodu nutnosti opravy objektů ze strany správce toku se nabízí myšlenka jejich rekonstrukce do takové formy, která by byla vhodná jak z hlediska vodohospodářského, tak by byla přínosnou z pohledu ekologicko-biologických potřeb vodní bioty. Stavbou, která splňuje obě tato kritéria jsou balvanité skluzy. Tyto dokáží jak být stabilní konstrukcí zajišťující požadovaný sklon nivelety dna toku, tak umožňují migraci vodním živočichům dle jejich potřeb. Ovšem vždy je nutné správné navržení parametrů těchto objektů, neboť jen tak mohou dobře plnit obě funkce najednou. Nedílnou součástí řešení každého, zvláště technického, problému je jeho ekonomické hledisko. Proto je tomuto tématu v práci věnována kapitola, ve které je porovnána nákladnost opravy stupňů s rekonstrukcí objektů na skluzy.
7
3. CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ 3.1 Administrativní zařazení Kraj: Jihomoravský Okres: Hodonín Obec: Velká nad Veličkou Katastrální území: Velká nad Veličkou
3.2 Geomorfologické charakteristiky Povodí vodního toku Veličky náleží k geomorfologické soustavě Vnější Západní Karpaty, oblasti Slovensko-moravské Karpaty, celku Bílé Karpaty. Zájmové území vodního toku Veličky náleží ke geomorfologickému okrsku Kuželovská kotlina. Dle Balatky (1987) leží Kuželovská kotlina při JZ okraji Hlucké pahorkatiny, je tvořená flyšovými jílovci a pískovci převážně hluckého vývoje bělokarpatské jednotky magurského příkrovu, má charakter erozně denudační, strukturně litologicky podmíněné sníženiny s plochým dnem ukloněným k SZ, tvořeným kryopedimenty a širokými údolními nivami, při SZ okraji proraženými vodními toky. Řešený úsek Veličky má tvar údolní nivy obklopené z obou stran poměrně strmými svahy přilehlé pahorkatiny. Niva leží v nadmořské výšce okolo 300 m a její šířka se pohybuje v rozmezí několika set metrů (100 – 800 m).
3.3 Geologické charakteristiky Z geologického pohledu je šetřený úsek Veličky tvořen flyšovými, tedy rytmicky střídanými horninami – jílovci a pískovci – bělokarpatské jednotky magurské skupiny příkrovů, a to převážně hluckého vývoje. jílovce.
Velké zastoupení mají vápnité
V nadloží flyšového podkladu jsou uloženy kvartérní sedimenty, převážně
svahového a fluviálního původu. Deluviální svahové sedimenty tvoří jílovité a písčité hlíny s úlomky pískovců a jílovců. Jejich mocnost byla ověřena v rozmezí od 1,0 do 2,0 m, maximálně 5,0 m. Fluviální sedimenty údolní nivy Veličky dosahují mocnosti 5,0 – 8,0 m. Spodní část tvoří hrubozrnné štěrky, písčité štěrky a písky o mocnosti 4,7 – 7,1 m. Svrchní část je tvořena povodňovými hlínami dosahujícími mocnosti 0,2 až 2,5 m.
8
Deluviální svahové sedimenty jsou převážně tvořeny jílovitými a písčitými hlínami s úlomky pískovců a jílovců.
3.4 Hydrogeologické charakteristiky Podle hydrogeologické rajonizace (Michlíček E. a kol., 1986) náleží zájmové území převážně rajónu 322 – Flyšové sedimenty v povodí Moravy. Jako celek je flyšové pásmo tvořeno horninami s převahou pelitických sedimentů, které podstatně ovlivňují celkové hydrogeologické poměry flyšového pásma. Pelitické sedimenty flyšového pásma jsou pro vodu jen velmi málo propustné, někdy až prakticky nepropustné. Sedimenty spodní části souvrství údolní nivy Veličky, tvořené písčitými štěrky až písky, představují významný průlinově propustný kolektor. Koeficient filtrace dosahuje řádově hodnot n.10-4 až n.10-3 m/s (dosti silně propustné horniny). Zvodeň ve štěrcích je v hydraulické spojitosti s řekou. Hladina podzemní vody je zde volná, její úroveň kolísá v závislosti na stavu vody v řece. K doplňování zásob podzemní vody dochází především vodou srážkovou a infiltrací z řeky a dále příronem z okolních svahů. Podzemní voda údolní nivy Veličky je slabě alkalická, středně mineralizovaná, typu Ca-HCO3, dosti tvrdá až tvrdá s převahou přechodné tvrdosti. Zjištěny byly v minulosti zvýšené obsahy Mn a Fe.
3.5 Pedologické charakteristiky Dle Syntetické půdní mapy (Novák, 1991) je půdním typem údolní nivy řeky Veličky fluvizem (typická). Půdotvorný substrát tvoří nezpevněné (slabě zpevněné) sedimenty a svahoviny větší mocnosti – mocnější pokryvy karbonátových svahovin. Zrnitostně jde o střední půdu. Na okolních svazích je půdním typem černozem černicová (černice pelická). Půdotvorný substrát tvoří svahoviny pokrývající pevné a zpevněné horniny z flyšových břidlic slabě až silně karbonátových – erozní forma. Zrnitost půdy je těžší střední. Východně od Velké nad Veličkou převažují živné typické kambizemě na flyšových břidlicích slabě až silně karbonátových, zpravidla jílovité a více či méně oglejené.
9
3.6 Hydrologické charakteristiky Vodní tok Velička pramení na severních svazích Velké Javořiny ve výšce 780 m n. m., ústí zleva do Moravy u Strážnice (166 m n. m.), plocha povodí činí 178,3 km2, délka toku 42 km, průměrný průtok u ústí 0,91 m3 / s. Hydrologické stanice: Strážnice, Velká u Javorníku. Vodohospodářsky významný tok, pstruhová voda po celém toku. (Vlček, 1984) Významné přítoky Veličky (směrem od pramene k ústí): Kazivec, Hrubý potok, Kuželovský potok, Kozojídka. Dle Mapy regionů povrchových vod v ČSR (Vlček, 1971) je lokalita zařazena z hlediska vodnosti jako nejméně vodná až málo vodná, nejvodnější měsíce jsou únor a březen, oblast retenční schopnosti je malá až velmi malá, stupeň rozkolísanosti odtoku je velmi silný, koeficient odtoku je nízký střední až dosti vysoký. Hodnocení odtoku povrchových vod (Havlíček, T. akol., 2002) Parametry povrchového odtoku byly hodnoceny podle metodiky V. Vlčka použitou pro určování a popis Regionů povrchových vod v ČSR. Oblast vodnosti Ukazatel se vyhodnocuje na základě hodnoty průměrného povrchového odtoku (qa). Průměrná hodnota qa činí 5,60 l/s-1.km2, z čehož plyne zařazení mezi oblasti II. málo vodné. Jedná se tedy o povodí, kde je v průběhu roku k dispozici celkově poměrně malé množství vody. Tato hodnota sice směrem proti proudu stoupá, ale s ohledem na celkový charakter však lze konstatovat, že oblast je na vodu chudá. Retenční schopnost krajiny Retenční schopnost krajiny byla vypočtena pomocí vzorce RS = (q355d/qa)*100 kde RS.........retenční schopnost q355d......specifický 355-denní odtok qa..........dlouhodobý průměrný specifický odtok
10
Na základě uvedeného vzorce je výpočtem stanovena hodnota RS = 5,70, povodí zařazeno do oblasti A - s velmi malou retenční schopností. Stupeň rozkolísanosti odtoku Rozkolísanost odtoku je vypočtena pomocí vzorce RO = q100*q355d kde
RO............rozkolísanost odtoku q100...........specifický odtok při stoleté vodě q355d..........specifický 355-denní odtok
Pro povodí Veličky: RO = 2 444 - oblast 4 se silně rozkolísaným odtokem. Ukazatel vyjadřuje schopnost povodí pojmout přívalové srážky. Žádoucí je stav, kdy z povodí odtéká vyrovnané množství vody. Celkový stav se blíží nejnepříznivější kategorii, což je způsobeno opět přírodními podmínkami (flyš), ale i způsoby využití povodí, zejména zemědělstvím. Koeficient odtoku Koeficient odtoku je spočten jako poměr průměrných hodnot odtoku a srážek. k = O/S kde k ............... koeficient odtoku O ............... dlouhodobý roční průměr odtoku (mm) S ............... dlouhodobý roční průměr srážek (mm) Pro povodí Veličky: k = 0,306 - hodnocen jako d - dosti vysoký Koeficient odtoku určuje, kolik vody odtéká ze srážek spadlých v daném povodí. Je tedy ovlivněn srážkami, odběry vod, výparem, vsakem a dalšími faktory. Zájmové území lze souhrnně hodnotit jako problematické a nepříznivé z hlediska povrchového odtoku. Velmi malé retenční schopnosti odpovídají vyšší hodnoty koeficientu odtoku. Lze vyvozovat, že na tomto nežádoucím stavu se nejvíce podílí přírodní podmínky (flyš), ale též zásahy do zemědělsky obhospodařovaných půd (zejména odvodnění a scelení pozemků).
11
Níže uvedené údaje jsou převzaty z publikace Hydrologické údaje (ČHMÚ, 1970). Tabulka 1: Významné hydrologické charakteristiky povodí
profil
Ploch srážky srážk. odtok odtok. specif. průtok a odtok souč. odtok 2 km mm mm mm l/s.km m3/s 2
031
Velička: vodočet Velká
67,90
785
545
240
0,31
7,62
0,51
Tabulka 2: M - denní průtoky povodí
profil
30 m3/s
90 m3/s
180 m3/s
270 m3/s
330 m3/s
355 m3/s
365 m3/s
031
Velička: vodočet Velká
1,33
0,62
0,30
0,15
0,068
0,031
0,005
Tabulka 3: N - leté vody povodí
profil
1 m3/s
2 m3/s
5 m3/s
10 m3/s
20 m3/s
50 m3/s
100 m3/s
031
Velička: vodočet Velká
15
20
31
42
57
73
85
V limnigrafické stanici Strážnice bylo vysledováno, že nejnižší průměrný měsíční průtok vykazuje září s průměrným průtokem 0,22 m3/s, kdy odtéká pouze 2,4 % ročního průměrného odtoku. Následují měsíce říjen a listopad. Z ročních dob je v dlouhodobém průměru nejméně vodný podzim, jehož průměrný průtok činí pouze 0,32 m3/s a odtéká v něm 10,2 % ročního odteklého množství. Naopak měsíční maximum připadá na březen (1,66 m3/s = 18 % ročního množství), následují duben a květen. Z období připadá maximum na jaro (1,33 m3/s = 43 % ročního množství) Horký (2006). Na horním toku Veličky má povrchový tok výrazný drenážní účinek a proud podzemní vody směřuje od vnějších okrajů údolní nivy směrem k toku. V širších částech údolní nivy směřuje proud podzemní vody souběžně s korytem.
12
3.7 Klimatické charakteristiky Zájmové území náleží z hlediska klimatického členění dle Quitta do mírně teplé klimatické oblasti MT 10. Klimatická oblast MT 10 je charakterizována dlouhým létem, které je teplé, suché až mírně suché. Přechodné období je krátké s mírným až mírně teplým jarem a podzimem. Zima je krátká, mírně teplá a suchá až velmi suchá, s krátkým trváním sněhové pokrývky. Tabulka 4: Charakteristika klimatické oblasti MT 10
Počet letních dnů Počet dnů s prům. teplotou 10° a více Počet mrazových dnů Počet ledových dnů Průměrná teplota v lednu Průměrná teplota v červenci Průměrná teplota v dubnu Průměrná teplota v říjnu Prům. počet dnů se sráž. 1 mm a více Srážkový úhrn ve vegetačním období Srážkový úhrn v zimním období Počet dnů se sněhovou pokrývkou Počet dnů zamračených Počet dnů jasných
MT 10 40 – 50 140 – 160 110 – 130 30 – 40 -2 – -3 17 – 18 7–8 7–8 90 – 100 350 – 400 200 – 250 50 – 60 120 – 150 40 – 50
Údaje o teplotách vzduchu v širším okolí zájmového území jsou uvedeny v následující tabulce. Údaje ze stanic Hodonín a Strání jsou za období 1951 - 1980. Tabulka 5: Průměrné teploty vzduchu v °C Stanice Hodonín Strání
I II III IV V VI VII VIII IX -1,6 0,3 4,3 9,6 14,4 18,0 19,2 18,6 14,7 -2,9 -1,2 2,6 7,6 12,4 15,8 17,0 16,3 12,8
X 9,5 8,3
XI XII rok 4,6 0,5 9,3 3,3 -1,0 7,6
Průměrné úhrny srážek jsou uvedeny v následující tabulce. Údaje ze stanice Velká nad Veličkou jsou za období 1931 - 1960.
13
Tabulka 6: Průměrné úhrny srážek v mm Stanice Velká n. Vel.
I 34
II 38
III 39
IV 41
V 68
VI 80
VII VIII IX 81 80 45
X 55
XI 54
XII rok 40 655
Z tabulky je zřejmé, že ve vegetačním období roku (IV až IX) spadne cca 60 % atmosférických srážek, v nevegetačním období pak spadne 40 % dlouhodobého ročního normálu. Údaje o výparu jsou uvedeny v tabulce č.2.5. Průměrné úhrny výparu ze stanice Strážnice za období 1931 - 1960. Tabulka 7: Průměrné úhrny výparu v mm Stanice Strážnice
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok 5 10 30 47 77 97 82 68 47 27 8 4 502
Podle uvedených údajů se z celkového úhrnu spadlých srážek vypaří 502 mm. Přibližně 74 % spadlých srážek se tak vypaří a pouze 26 % (cca 176 mm) se účastní povrchového a podzemního odtoku. Ve vegetačním období (IV - IX) se odpaří 100 % spadlých srážek. Na podzemním a povrchovém odtoku z území se tedy podílí pouze srážky, spadlé v nevegetačním období.
3.8 Biogeografické charakteristiky Dle biogeografického členění ČR (Culek, 1995) se zájmové povodí nachází v podprovincii karpatské, na severu až severozápadě území v biogeografickém regionu 3.3. Hluckém a na jihu a východě v biogeografickém regionu 3.6. Bělokatpatském. Hranice mezi bioregiony je převážně nevýrazná, neostrá, mozaikovitá, nejlépe patrná na přechodu mezi lesem a bezlesím. Bioregion 3.3. Hlucký je tvořen teplou pahorkatinou na jílovitém flyši. Biota má přechodný charakter, v lesích převažuje biota karpatského podhůří, zatímco mimo les jsou četné pronikající panonské prvky. Ve srovnání s bioregionem 3.6. zde vyniká přítomnost xerotermních druhů, ve vegetaci absence bučin, lemů svazu Trifolion medii a náhradních společenstev na kyselém flyši. Bioregion leží v 2. bukovo-dubovém a 3. dubovo-bukovém stupni s dubohabřinami a ostrovy teplomilných doubrav. Potenciálně je flóra velmi bohatá, se zastoupením řady prvků a mnoha mezními i exklávními druhy. Vysokou biodiverzitu mají fragmentálně zachovaná luční společenstva.
14
Osídlení území je starého data, prehistorické. Lesy dnes zaujímají pouze malou část území, převažuje v nich přirozená druhová skladba, zachovány jsou celky smíšených doubrav. Na odlesněném území byly do nedávné minulosti rozsáhlé plochy luk, dnes zčásti rozoraných, zčásti s druhovou skladbou degradovanou intenzifikací. Melioracemi
byla
zničena
vegetace
v
zamokřených
oglejených
depresích.
Charakteristické pro region byly rovněž extenzivní sady. Biota bioregionu byla v minulosti velmi bohatá, její recentní stav je však pouze fragmentální. Nachází se zde jen málo maloplošných chráněných území. Bioregion 3.6. Bělokarpatský leží na východní hranici Moravy, převážná část se nachází na Slovensku. Zabírá geomorfologický celek Bílé Karpaty (bez severního výběžku) a táhne se podél hranice ve směru JZ - SV. V z.ú. k němu náleží katastry Malá Vrbka, část Hrubé Vrbky, Kuželov, jih Velké nad Veličkou, Javorník, Suchov, Nová Lhota a celý východní cíp území. Netypickou částí je méně členitá krajina u Velké nad Veličkou, která tvoří přechod k Hluckému bioregionu. Bioregion se oproti předchozímu vyznačuje vyššími a členitějšími tvary reliéfu a biotou vyšších vegetačních stupňů. Převažuje biota 3. dubovo-bukového a 4. bukového stupně, vegetaci tvoří dubohabřiny a květnaté bučiny. Horská biota proniká v ochuzené podobě od severovýchodu, přitom typická teplomilná biota vystupuje vysoko z okolních nížin. Biodiverzita je velmi vysoká, především na rozsáhlých květnatých loukách. V nižších polohách západní části jsou charakteristické druhově mimořádně bohaté subxerotermní louky svazu Cirsio-Brachypodion pinnati, výše louky svazu Cynosurion, ojediněle i fragmenty vegetace svazu Violion caninae. Na loukách jsou typická četná prameniště (Caricion davallianae). Flóra je velmi pestrá, různorodá, s převažujícími druhy středních poloh západních Karpat s četnými exklávními, méně i mezními prvky. Fauna je pozoruhodná, charakteristická zejména karpatských loukách a karpatských bučinách na hřebenech, kde se objevují některé horské druhy. Okrajové partie bioregionu byly osídleny již v prehistorii, avšak centrální a severovýchodní část byla kolonizována Valachy teprve ve středověku a na počátku novověku. Převážná část území je zalesněna, původní karpatské bučiny a kulturní smrčiny jsou v současnosti v rovnováze. Rozsáhlé nelesní plochy byly v minulosti využívány především jako louky a pastviny, květnaté louky částečně degradují nálety
15
dřevin nebo intenzívní pastvou. Zčásti byly odvodněny a rozorány, ale orné půdy je málo. Prakticky celý bioregion je součástí CHKO Bílé Karpaty, nejvýznamnější lokality byly vyhlášeny za maloplošná chráněná území. Fytogeografické členění Dle Skalického (1988) spadá zájmová lokalita do fytogeografické oblasti termofytikum, obvodu panonské termofytikum, okresu Bílé Krpaty stepní. Zoogeografické členění Lokalita náleží k faunistické provincii listnatých lesů (zóna nemorum v ČSSR), obvodu Bílé Karpaty, okresu Bílé Krpaty (Buchar, 1980).
Přirozená vegetace území a) rekonstruovaná Dle geobotanické mapy (Mikyška, 1970) se na vybraném území vyskytují dubo-habrové háje, luhy a olšiny a subxerofilní doubravy. b) potenciální Dle mapy potenciélní přirozené vegetace (Neuhaslová, 1998) se lokalita vyznačuje výskytem dubohabřin a lipových doubrav, typu prvosenková dubohabřina a karpatská ostřicová dubohabřina, a dále výskytem subacidofilních středoevropských teplomilných doubrav, typ mochnová doubrava
Diferenciace nadstavbových jednotek Trofické řady: na vápnitém karpatském flyši vznikají půdy mezotrofně bázické trofické meziřady BD, které jsou na bázích svahů a v údolní nivě Veličky obohaceny o dusík. V těchto partiích se nacházejí půdy mezotrofně nitrofilní (BC) až nitrofilní (C) trofické řady. Hydrické řady: v údolní nivě toku Veličky se díky výše položené hladině podzemní vody nacházejí zamokřené až mokré hydrické řady (4, 5a), okolní svahy
16
vykazují spíše znaky normální hydrické řady (3), která na svahu s jihozápadní expozicí může místy přecházet díky zvýšenému výparu do řady omezené. Vegetační stupně: lokalita se nachází ve 2. a 3. vegetačním stupni, přičemž 2. vegetační stupeň více převládá na svazích jihozápadně orientovaných, kdežto 3. stupeň na svazích exponovaných severně až severovýchodně. Charakteristiky zastoupených skupin typů geobiocénů 1) Fraxini-alneta inferiora, 2-3 BC-C (4)5a, jasanové olšiny nižšího stupně: Charakteristické rysy ekotopu: Vyskytují se v užších říčních a potočních nivách pahorkatin a vrchovin obvykle s chladnějším a vlhčím mezoklimatem, častým výskytem mlh a pozdních i jarních mrazů, obvykle v inverzních polohách. Podloží tvoří pleistocenní a holocenní štěrkopísky, které bývají překryty různě mocnou vrstvou písčitohlinitých až hlinitých nivních sedimentů. Často dochází ke střídání vrstev s různou zrnitostí, které se ukládají při povodních. Z půdních typů převládá fluvizem typická
a fluvizem glejová.
V přirozených podmínkách dochází v jarním období ke krátkodobému zaplavování, v průběhu roku hladina podzemní vody kolísá, zpravidla bývá kolem 1 m hluboko. Stromové patro tvoří olše lepkavá a jasan ztepilý, přimíšeny jsou vrby (Salix fragilis, S. alba a jejich kříženci), vzácněji i topoly (Populus nigra, P. tremula). V keřovém patře zde rostou vrby (Salix caprea, na březích S. purpurea, S. triandra, S. viminalis), hojně se vyskytuje bez černý, brslen evropský, dále krušina olšová a kalina obecná (Buček, 1999). Aktuální stav: Koryto vodního toku v zájmovém území bylo v minulosti technicky upraveno do lichoběžníkového tvaru a zkapacitněno, osa toku byla napřímena. Z hlediska biologického zde dochází k paradoxní, uměle vyvolané situaci, kdy na velmi krátký úsek vodou dobře zásobených svahů břehů navazují velmi suchá místa na horních hranách břehů a v prostoru těsně pod nimi. Provedena byla liniová, místy jednodruhová výsadba jasanu ztepilého, na svazích břehů jsou porosty keřových vrb jednorázově mýceny. Z typických doprovodných dřevin tohoto biocénu je jen minimálně zastoupena olše lepkavá, jilm vaz, topol bílý. Prakticky zcela schází dub letní. Do břehových porostů lokálně pronikají i další dřeviny, např. akát, javor babyka, třešeň ptačí, hloh, růže, trnka, šeřík, řešetlák počistivý, tušalaj chlupatý aj. Silně je místy rozšířen 17
ostružiník. V bylinném patře jsou časté druhy snášející vysokou zásobenost půdy živinami, zejména dusíkem, např. kopřiva dvoudomá, pýr plazivý, svízel přítula, lopuch, pelyněk černobýl, česnáček lékařský, kuklík městský, mydlice lékařská, vlaštovičník větší, křen selský, srha říznačka, psárka luční, kostival lékařský, hluchavka bílá. Na naplaveninách v toku a pomístně na březích se vyskytuje chrastice rákosovitá. Z druhů původní doprovodné flóry se lokálně dochovaly – česnek medvědí, prvosenka jarní, orsej jarní, opletník plotní, chmel otáčivý, bršlice kozí noha, devětsil lékařský aj. Z nepůvodních a expanzivních druhů byl zaznamenán výskyt topinamburu. Podél vodního toku v jeho nivě je půda užívána k zástavbě a zemědělsky (pole, zahrady, sady). 2) Fagi-querceta tiliae, 2 BD 3, lipové bukové doubravy: Charakteristické rysy ekotopu: Vyskytují se především na sprašových překryvech a dalších bázických horninách pahorkatin a nižších vrchovin. Dřevinné patro je druhově bohaté, k dominantním stromům patří duby, především dub zimní, může se vyskytovat i dub letní. Dále se vyskytují lípy, habr, javor babyka, jeřáb břek, z keřů dřín obecný, kalina tušalaj, ptačí zob, hloh jednosemenný, trnka obecná. (Buček, 1999) Aktuální stav: Spodní části svahu stoupajícího od toku Veličky je tvořena místy více či méně porostlými hložím, které přechází v souvislý stromový porost dubohabrového složení, či jasanové monokultury, dále postagrární ladou v místě bývalé vinice a sady ovocných stromů různého stáří. V současné době jsou travinnobylinná společenstva spásána. Horní partie svahu jsou zorněny. 3)Querci-fageta tiliae, 3 BD 3, lipové dubové bučiny: Charakteristické rysy ekotopu: Mírné až střední svahy a široce klenuté hřebeny v pahorkatinách a vrchovinách. Půdotvorným substrátem jsou bázemi dobře zásobené horniny. V dřevinné skladbě převládá buk nad dubem zimním. Pravidelnou příměs tvoří lípy, habr, javory. Z keřů se hojně vyskytuje líska obecná. (Buček, 1999)
18
Aktuální stav: Převažuje orná půda na velkých půdních celcích. Ve spodní části svahu se nacházejí sady a zahrady, z nichž jsou některé neudržované a zarůstají náletem. 4) Querci-fageta tiliae-aceris, 3 BC-BD 3, lipojavorové dubové bučiny: Charakteristické rysy ekotopu: Skupina
lipojavorových
dubových
bučin
je
přechodného
charakteru.
V karpatské oblasti je její výskyt vázán na vápnitý flyš. V reliéfu členitých pahorkatin a nižších vrchovin se nachází ve vydutých částech svahů, na jejich bázích a na zahliněných sutích. Dřevinné patro bývá obdobně jako v lipových a javorových dubových bučinách druhově bohaté. K hlavním dřevinám buku a dubu zimnímu se pravidelně přidružují habr, javory (klen, mléč), lípy (srdčitá a velkolistá). Z keřů se pravidelně vyskytuje líska obecná, zimolez pýřitý, bez černý. (Buček, 1999) Aktuální stav: Smíšený listnatý porost přírodě blízké druhové skladby (dub zimní, habr, lípy, javory, jasan ztepilý), v minulosti pařezinového hospodaření, čímž byl vytlačen buk habrem. Na bázi svahu přechází pod železniční tratí pole v zahrady a sady ovocných stromů různého stáří a intenzity údržby.
3.9 Charakteristika stávajícího stavu fauny Fauna sledovaného toku a jeho bezprostředního okolí je značně pestrá. Je sice ochuzena o řadu typicky lesních druhů, ale druhová pestrost je zvýšena o zástupce lesostepní až stepní teplomilné fauny, zejména díky teplým stráním v okolí Veličky. Níže uvedené druhy zde byly zastiženy během průzkumů, nebo lze jejich výskyt s vysokou pravděpodobností předpokládat. Z bezobratlých organismů vázaných na vlhčí nebo vodní prostředí jsou to jepice, chrostíci, vážky, šidélka, střechatky, pošvatky, motýlice, tiplice, komáři, muchnice, ploštice. Ze zástupců dalších řádů a čeledí se zde vyskytuje rovněž řada druhů, které však nejsou přímo vázány na vodní prostředí, ale např. na formace břehových porostů, nebo jen využívají zvýšené biodiverzity způsobené ekotonálním efektem k získávání potravy. Z měkkýšů byla zjištěna páskovka zahradní, páskovka hajní, páskovka žíhaná, bahnivka rmutná, vrkoč, plzáci a dosti hojná je zde také populace hlemýždě zahradního. 19
Z ryb je ve Veličce uváděn pstruh obecný, vranka pruhoploutvá, mřenka mramorovaná, jelec tloušť, plotice obecná, střevle potoční. Více je tomu věnováno v kapitole zaměřené na biologický průzkum lokality. Z plazů a obojživelníků byly zaznamenány nebo mohou v blízkém okolí s vysokou pravděpodobností přežívat tyto druhy: užovka obojková, slepýš křehký, skokan zelený, skokan hnědý, ropucha obecná, rosnička zelená, ještěrka obecná, kuňka žlutobřichá, ropucha zelená. Z ptáků byl pozorován nebo je vysoce pravděpodobný výskyt sýkory modřinky, sýkory koňadry, lejska šedého, sedmihláska hajního, bramboříčka, budníčka menšího, pěnice černohlavé, strakapouda prostředního, .strakapouda velkého, žluny zelené, kasa černého, drozda zpěvného, vrabce polního, stehlíka obecného, konipase bílého, straky obecné, kachny divoké, žluvy hajní, koroptve polní, vlaštovky obecné, poštolky obecné, kalouse ušatého, puštíka obecného aj. Pozorován byl i ledňáček říční, který však v dotčeném úseku nemá vytvořeny podmínky pro hnízdění. Ze savců se v okolí sledovaného úseku vyskytuje, nebo může vyskytovat řada druhů vázaných na společenstva teplých křovinných strání, zahrad a lesních remízků. Jen malá část má užší vazbu na břehové porosty. Jsou to: ježek východní, hraboš polní, bělozubka šedá, norník rudý, potkan, myška drobná, krtek obecný, zajíc polní, ondatra pižmová, kuna skalní, liška obecná, hryzec vodní, rejsek obecný, rejsek vodní, lasice kolčava, tchoř tmavý aj. Výskyt chráněných a ohrožených druhů Zjištěné druhy rostlin, hub a živočichů chráněných dle zákona 114/1992 Sb., které se na území vyskytují, nebo jejichž výskyt je zde pravděpodobný: Druhy silně ohrožené: martináč hrušňový, ohniváček černočárný, rosnička zelená, skokan zelený, ropucha zelená, kuňka žlutobřichá, slepýš křehký, ještěrka obecná, krahujec obecný, ledňáček říční, žluva hajní Druhy ohrožené: batolec červený, střevlík Ullrichův, vranka pruhoploutvá, střevle potoční, bramboříček černohlavý, koroptev polní, vlaštovka obecná
3.10 Začlenění do územních systémů ekologické stability Tokem a nivou Veličky prochází vodní a nivní biokoridor, tedy území, které umožňuje organismům jejich migraci mezi biocentry a tím vytváří z oddělených
20
biocenter síť. Dle § 4 zákona č. 114/1992 Sb. je ochrana systému ekologické stability povinností všech vlastníků a uživatelů pozemků tvořící jeho základ; jeho vytváření je veřejným zájmem, na kterém se podílejí vlastníci pozemků, obce i stát. Vodní větev biokoridoru představuje samotný tok Veličky včetně pobřežní vegetace. Nivní pak břehová společenstva toku. Po celé délce průchodu toku zájmovým územím je tok regulován a upraven vzhledem k ohrožení okolí povodněmi. Dochází tak k základnímu střetu zájmů mezi požadovanými biologickými funkcemi toku a zájmy vodohospodářskými. Koryto toku je pracně udržováno, břehová zeleň je jako překážka v průtočném profilu odstraňována. Z uvedených příčin plní proto do určité míry funkci biokoridoru jen vlastní vodní tok, kterému zcela, nebo téměř scházejí přirozené ekologické niky pro přežívání řady organismů vázaných na vodní prostředí. V řešeném úseku je navíc přítomností spádových objektů – stupňů znemožněna prostupnost toku pro vodní organismy – rybí faunu, makrozoobentos, fytoplankton. Dochází tak k jejich izolaci a tím, že je jim zabráněno v migraci, může dojít k jejich degeneraci, úhynům vlivem znečištění, ztrátě druhové rozmanitosti. Podobně je to s funkcí nivní – lužní části biokoridoru. Skladba břehových porostů je zde značně zjednodušená a upravená ve prospěch několika málo druhů dřevin.
3.11 Charakteristika území z hlediska ochrany přírody Celá zájmová lokalita spadá svou polohou do chráněné krajinné oblasti Bílé Karpaty, představující velkoplošné zvláště chráněné území. Dle zonace spadá lokalita do 3. kulturně-krajinné a 4. okrajové zóny CHKO. Pro přírodní a krajinné kvality byly Bílé Karpaty v rámci programu Člověk a biosféra (MAB) organizace UNESCO zařazeny mezi evropské biosférické rezervace. Vodní toky jsou obecně zařazeny podle § 3 zákona č. 114/1992 Sb., mezi významné krajinné prvky. Významné krajinné prvky jsou chráněny před poškozováním a ničením. Využívají se pouze tak, aby nebyla narušena jejich obnova a nedošlo k ohrožení nebo oslabení jejich stabilizační funkce.
3.12 Charakteristika dle Plánu oblasti povodí Moravy Dle Plánu oblasti povodí Moravy pro období 2010-2015 byl vyhodnocen celkový stav řešeného úseku Veličky jako potenciálně nevyhovující. Celkový stav je dán horším z ukazatelů ekologického stavu (hodnocen jako vyhovující) a chemického stavu (potenciálně nevyhovující). 21
Nástrojem vedoucím k nápravě a k zajištění ochrany vod jsou programy opatření. V řešeném úseku toku byl určen program opatření – Zajištění migrační prostupnosti vodního toku. Cílem opatření je dosažení dobrého stavu vodních útvarů.
22
4. POPIS SOUČASNÉHO STAVU TOKU
V KM
24,374 – 26,206 4.1 Současný stav koryta toku Trasa koryta – úprava směrových poměrů V minulosti byla trasa koryta toku nově vytvořena. Současná trasa je oproti původní zkrácena a je složená z přímých úseků a geometrických křivek - oblouků. Na úseku km 25,635 – 26,415 došlo k téměř úplnému napřímení oproti původnímu stavu, a to z důvodu zvýšení ochrany intravilánu obce Velká nad Veličkou a průmyslového využití vodním tokem dříve zabíraných pozemků. V úseku km 24,374 – 25,635 je trasa toku tvořena převážně protisměrnými oblouky, případně mezi ně vloženými kratšími přímými úseky.
Niveleta – úprava podélného sklonu Zkrácením trasy toku byl zvýšen jeho podélný sklon. Ten je kompenzován spádovými objekty – stupni a balvanitými skluzy, jejichž účelem je dosažení požadovaného sklonu dna tak, aby nedocházelo k jeho poškozování erozí vody. Celkem bylo vystavěno 11 stupňů o různé výšce (1,0 až 2,0 m) a 1 balvanitý skluz o výšce 1 m. Jejich výstavbou bylo dosaženo kompenzačního spádu okolo 0,5 %. Celková výška těchto objektů činila 16,67 m. V současné době je většina těchto objektů různou měrou poškozena vlivem extrémně vysokých průtoků. Ke stabilizaci dna koryta byly na řešeném úseku postaveny 4 prahy, z nichž 2 jsou poškozeny.
Příčný profil koryta Koryto má v profilu tvar jednoduchého lichoběžníku. Dle Studie odtokových poměrů (Svobodová M., 2000) se kapacita koryta toku v řešeném úseku pohybuje v rozmezí Q2 až Q100. Šířka koryta ve dně činí cca 10 m. Sklon břehů se pohybuje od 1:2 po 1:1, a to s ohledem na prostorové možnosti a omezení, kterými jsou okolní zástavba a zpevněné komunikace. Výška koryta je na řešeném úseku proměnlivá. Profil koryta toku je měněn vlivem přesunu štěrkovitého materiálu za vyšších průtoků, kdy dochází k jeho ukládání v konvexní straně oblouků, dále v místech rozšíření koryta,
23
např. vlivem mostní konstrukce, za spádovými objekty – stupni, či v přímých úsecích. Na několika místech došlo účinkem zvýšených průtoků k narušení stability svahů a ke vzniku břehových nátrží.
Podélné opevnění Svahy břehů jsou opevněny vegetačně a stavebně. Vegetační opevnění formou travního porostu převažuje po celé délce úseku toku a je zpravidla doprovázeno břehovými porosty. Stavebně, kamennou dlažbou tloušťky 30 cm, jsou opevněny břehy nad a pod objekty stupňů, stejně jako svahy v místě vývaru, průtočné mostní otvory a zaústění kanalizace a melioračních kanálů. Dlažba je opřena o kamennou patku. Kamenným záhozem jsou stabilizovány paty svahů tam, kde již v minulosti byly tyto narušeny vyššími průtoky a kde by jejich rozšiřování mohlo negativně ovlivnit stabilitu přilehlých staveb a komunikací.
Břehové a doprovodné porosty Břehové porosty představují stejnověký porost s převahou jasanu ztepilého, doplněný o olši lepkavou, vrbu křehkou a javor klen. Přičemž vrbiny byly sázeny na svazích břehů toku a jsou v průtočném profilu udržovány jako pařezina. Z keřů se hojně vyskytuje svída krvavá. Břehový a doprovodný porost má formu liniové vegetace, kdy je jeho šířka omezena okolními pozemky (zahrady, komunikace). Svým složením vyznívá vegetační doprovod spíše monotónně (převaha jasanu) a je věkově nerůznorodý. Na druhou stranu je třeba ocenit jeho existenci i v intravilánu obce, kde plní svou ekologickou i estetickou funkci.
24
4.2 Současný stav příčných objektů – stupňů Popis je zaměřen na stupně, které byly vlivem extrémně velkých průtoků poškozeny a které tudíž vyžadují neodkladnou opravu.
1. STUPEŇ, km 24,374 Spádový stupeň z kamenného zdiva. Přelivná hrana tělesa stupně je místy poškozená, jednotlivé kameny zdiva jsou rozvolněné, část přelivné hrany chybí. Opevnění břehů vývaru je z větší části rozebráno, stejně jako kamenná patka vývaru. V obou březích byly vodou vytvořeny hluboké kaverny. Kamenná dlažba opevňující dno vývaru je rovněž poškozena a ve dně jsou vytvořený výmoly. Zakončovací práh vývaru je téměř v celé části rozebrán. Zachovalo se jen jeho zavázání do levého břehu. V levé části koryta v místě pod zakončovacím prahem byly vodou vytvořeny štěrkovité nánosy. Pod objektem stupně ve vzdálenosti 9 m od přelivné hrany se na pravém břehu nachází zaústění betonového potrubí do toku. Dno potrubí je na kótě 284,06 m n. m.
Tabulka 8: Parametry stupně v km 24,374 Parametr
[m]
Výška stupně
1,06
Sklon vzdušné stěny stupně
5:1
Šířka koruny stupně
1,1
Odklon vzdušné stěny
0,41
Šířka základu stupně
1,51
Šířka vzpěrného prahu
1,07
Hloubka vývaru
1,0
Délka vývaru
5,8
Zapuštění vzpěrného prahu
0,4
Zapuštění základu stupně
0,4
25
Délka přelivné hrany tělesa stupně 9,96 Délka vzpěrného prahu
9,8
2. STUPEŇ, km 24,694 Spádový stupeň z kamenného zdiva. Přelivná hrana tělesa stupně je poškozena ve své pravé části, kde došlo k uvolnění a odnosu kamenné koruny přelivu. Stávající kamenná dlažba, tak jako její kamenná patka na pravém břehu v prostoru vývaru, je téměř celá rozebrána a vodou zde byly vyhloubeny hluboké kaverny. Poškozena je rovněž dlažba opevňující dno vývaru. Zakončovací práh vývaru je poškozen ve své levé části. Za prahem byl vodou naplaven v levé části koryta štěrkovitý nános.
Tabulka 9: Parametry stupně v km 24,694 Parametr
[m]
Výška stupně
1,14
Sklon vzdušné stěny stupně
5:1
Šířka koruny stupně
1,1
Odklon vzdušné stěny
0,33
Šířka základu stupně
1,43
Šířka vzpěrného prahu
0,96
Hloubka vývaru
0,5
Délka vývaru
6,2
Zapuštění vzpěrného prahu
0,4
Zapuštění základu stupně
0,4
Délka přelivné hrany tělesa stupně 11,88 Délka vzpěrného prahu
13,4
26
3. STUPEŇ, km 25,425 Spádový stupeň z kamenného zdiva. Kamenná přelivná hrana tělesa stupně je v jednom místě o délce asi 1 m poškozena a rozebrána. Ve dně vývaru je poškozena kamenná dlažba a byl zde vyhlouben hluboký výmol. Kamenná dlažba opevnění pravého břehu vývaru byla částečně rozebrána a vodou zde byla vyhloubena hluboká kaverna. V tomto místě byla rovněž rozebrána kamenná patka dlažby. Dále došlo k poškození zakončovacího prahu vývaru, a to v jeho levé části.
Tabulka 10: Parametry stupně v km 25,425 Parametr
[m]
Výška stupně
1,19
Sklon vzdušné stěny stupně
5:1
Šířka koruny stupně
1,1
Odklon vzdušné stěny
0,32
Šířka základu stupně
1,43
Šířka vzpěrného prahu
0,96
Hloubka vývaru
0,4
Délka vývaru
6,06
Zapuštění vzpěrného prahu
0,4
Zapuštění základu stupně
0,4
Délka přelivné hrany tělesa stupně 10,0 Délka vzpěrného prahu
11,4
4. STUPEŇ, km 25,825 Spádový stupeň z kamenného zdiva. Stupeň s nejrozsáhlejším poškozením. Přelivná hrana tělesa stupně je poškozena v téměř celé své délce, kdy došlo k uvolnění a odplavení jednotlivých kamenů. Kamenná dlažba opevňující levý břeh vývaru poškozena nebyla, zato dlažba na pravém břehu chybí téměř úplně, stejně jako její
27
opěrná patka. Obnažený pravý břeh je v místě vývaru silně natržený a nestabilní. Poškozena byla rovněž dlažba opevňující dno vývaru. Ve dně vývaru tak došlo k vytvoření hlubokých výmolů. Zakončovací práh vývaru je destruován v jeho levé části a zdivo je rozplaveno do okolí. Asi 9 m pod tělesem stupně je na pravém břehu umístěno vyústění kanalizace – betonové potrubí DN 300 mm.
Tabulka 11: Parametry stupně v km 25,825 Parametr
[m]
Výška stupně
1,23
Sklon vzdušné stěny stupně
5:1
Šířka koruny stupně
1,0
Odklon vzdušné stěny
0,36
Šířka základu stupně
1,31
Šířka vzpěrného prahu
0,96
Hloubka vývaru
0,5
Délka vývaru
8,2
Zapuštění vzpěrného prahu
0,4
Zapuštění základu stupně
0,4
Délka přelivné hrany tělesa stupně 11,91 Délka vzpěrného prahu
12,0
5. STUPEŇ, km 26,017 Spádový stupeň z kamenného zdiva. Kamenná koruna přelivu je téměř v celé délce poškozena a odplavena. Značně poškozena byla sekce vývaru. Ve dně vývaru jsou vytvořeny hluboké výmoly. Opevnění levého břehu vývaru je téměř kompletně strženo, stejně jako kamenná dlažba opevňující levý břeh za prahem vývaru. Patka vývaru byla rovněž rozebrána. Opevnění vývaru na pravém břehu bylo rovněž částečně poškozeno. Vznikla zde hluboká nátrž a část dlažby byla stržena, stejně jako jeho patka. Zajišťovací
28
práh vývaru je rozebrán v celé délce. Za objektem stupně byly v levé části koryta toku vytvořeny štěrkovité náplavy.
Tabulka 12: Parametry stupně v km 26,017 Parametr
[m]
Výška stupně
1,22
Sklon vzdušné stěny stupně
5:1
Šířka koruny stupně
1,1
Odklon vzdušné stěny
0,414
Šířka základu stupně
1,51
Šířka vzpěrného prahu
1,33
Hloubka vývaru
0,85
Délka vývaru
9,4
Zapuštění vzpěrného prahu
0,4
Zapuštění základu stupně
0,4
Délka přelivné hrany tělesa stupně 12,08 Délka vzpěrného prahu
11,8
6. STUPEŇ, km 26,206 Spádový stupeň z kamenného zdiva. U tohoto stupně je významně poškozen vývar, konkrétně jeho dno. Koruna přelivu je narušena pouze v krátkém úseku při pravém břehu. V místě opevnění levého břehu vývaru byla poškozena a stržena dlažba o ploše asi 1x0,5 m. V místě chybějící dlažby je vodou vyhloubena hluboká kaverna. Práh vývaru je poškozen pouze ve své horní části, kdy došlo k uvolnění části kamenného zdiva. Ve střední části koryta toku za prahem vývaru dochází k usazování štěrkových náplav.
29
Tabulka 13: Parametry stupně v km 26,206 Parametr
[m]
Výška stupně
1,37
Sklon vzdušné stěny stupně
5:1
Šířka koruny stupně
1,1
Odklon vzdušné stěny
0,39
Šířka základu stupně
1,51
Šířka vzpěrného prahu
1,0
Hloubka vývaru
0,6
Délka vývaru
8,3
Zapuštění vzpěrného prahu
0,4
Zapuštění základu stupně
0,4
Délka přelivné hrany tělesa 12,04 stupně Délka vzpěrného prahu
13,15
4.3 Přehled všech objektů na toku v km 24,374 – 26,206
Tabulka 14: Popis objektů na toku, km 24,374 - 26,206 km OBJEKT 24,374 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 9,96m koruna stupně 284,44, podjezí 282,38, koryto 283,38 24,409 Křížení nadzemního el. vedení 24,417 Lávka Ocelová nosná konstrukce, dřevěná mostovka s litým asfaltem, š. mostovky 5,85m, maximální světlá výška 2,18m 24,684 Zaústění kanalizace - levý břeh PVC potrubí DN 400mm
30
24,694 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 11,88m koruna stupně 287,34, podjezí 285,70, koryto 286,20 24,739 Betonový silniční most Délka mostu 35,81m, koruna mostovky 291,94, maximální světlá výška 2,90m 24,755 Křížení nadzemního el. vedení 24,784 Limnigrafická stanice - levý břeh 24,851 Práh z lomového kamene Koruna prahu 288,39, dno pod prahem 287,85 24,913 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 9,43m koruna stupně 288,71, podjezí 288,42, koryto 288,42 24,947 Zaústění kanalizace -levý břeh Potrubí PVC DN 900mm, dno 289,85 25,09 Zaústění melioračního kanálu - pravý břeh Betonové potrubí DN 600mm, dno 291,09 25,17 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 10,09m koruna stupně 291,82, podjezí 289,22, koryto 290,13 25,177 Nezpevněný brod 25,187 Zaústění potoka - pravý břeh 25,189 Křížení nadzemního el. vedení 25,194 Lávka Ocelová nosná konstrukce, ocelová mostovka, š. 2,00m délka lávky 18,02m, koruna mostovky 294,47, maximální světlá výška 2,95m 25,225 Zaústění kanalizace - levý břeh Betonové potrubí DN 800mm 25,314 Zaústění potrubí - pravý břeh Betonové potrubí DN 400mm 25,332 Balvanitý skluz Délka skluzu 16,00m, koruna 292,63, dno pod skluzem 291,63 25,374 Práh z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 9,62m koruna stupně 293,64, podjezí 292,75, koryto 292,75 25,417 Zaústění melioračního kanálu - pravý břeh 25,425 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 10,0 m
31
25,485
25,633
25,717 25,782 25,813 25,816 25,825
25,887
25,947
26,017
26,112 26,206
koruna stupně 295,16, podjezí 293,57, koryto 293,97 Práh z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 11,16m koruna stupně 295,32, podjezí 295,13, koryto 295,13 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 11,92m koruna stupně 297,29, podjezí 295,60, koryto 295,71 Zaústění melioračního kanálu - levý břeh Brod nezpevněný Zaústění kanalizace - levý břeh Betonové potrubí DN 300mm Zaústění kanalizace - pravý břeh Betonové potrubí DN 300mm Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 11,90m koruna stupně 299,90, podjezí 298,17 koryto 298,67 Spádový stupeň betonový Délka přelivné hrany 8,56m koruna stupně 300,01, podjezí 298,95, koryto 298,95 Práh betonový Délka přelivné hrany 7,65m koruna stupně 300,26, podjezí 299,37, koryto 299,37 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 12,08m koruna stupně 302,65, podjezí 300,58, koryto 301,43 Zaústění kanalizace - levý břeh Betonové potrubí DN 1000mm, dno 303,92 Spádový stupeň z kamenného zdiva Délka přelivné hrany 12,04m koruna stupně 305,22, podjezí 303,25, koryto 303,85
32
5. METODIKA Vlastní práci předcházel terénní průzkum lokality, sběr dat a podkladů. Popis přírodních charakteristik lokality byl zpracován z dostupné literatury a pramenů uvedených v seznamu použité literatury, doplněných o vlastní zjištění. Řešitel práce měl k dispozici geodetické zaměření jednotlivých stupňů, a to v projektu Velička, Lipov – Velká nad Veličkou, km 15,930 – 26,206, oprava toku, stupňů, zpracovaném firmou VH-atelier, spol. s r. o.. Součástí tohoto projektu byl rovněž výkaz výměr. Ceny rekonstrukce stupňů v původní podobě byly zjištěny na základě ceníku stavebních prací ÚRS pro rok 2010. Při navržené revitalizaci, spočívající v rekonstrukci poškozených stupňů ve formě balvanitého skluzu s rybím přechodem, byly čerpány informace především z projektu Velička, km 20,360 – 23,444 – revitalizace toku, zhotovenou firmou Terra projekt. Dalším zdrojem informací byla Studie koncepce revitalizace Veličky, vypracovanou firmou Atelier Fontes, spol. s r. o.. Pro návrh balvanitých skluzů bylo dále bylo použito Technické normy vodního hospodářství – TNV 75 2322 (Zařízení pro migraci vodní bioty přes překážky ve vodních tocích) a TNV 75 2321(Rybí přechody). Bylo rovněž hojně využito rad při konzultacích se zadavatelem a vedoucím práce. Rozpočtová část práce byla zpracována podle ceníku stavebních prací a bylo použito cenové úrovně roku 2010. Pro zpracování výkresové, mapové a tabulkové části byl použit následující software: • AutoCAD 2006 • Microstation V8 • Excel v. 5.0 Mapové výstupy jsou zpracovány v souřadnicovém systému JTSK a výškovém systému Bpv.
33
6. VÝCHODISKA ŘEŠENÍ Jeden z možných způsobů řešení poškození stupňů je jejich oprava do původní podoby. Toto opatření je detailně zpracováno v projektu Velička, Lipov – Velká nad veličkou, km 15,930 – 26,206, oprava toku, stupňů, zpracovaném firmou VH-atelier, spol. s r. o. Kaskáda stupňů tak zůstane zachována a s ní i problém neprůchodnosti pro vodní biotu. Oddělenost jednotlivých úseků brání migraci vodních organismů, výměně genetických informací, vytváří podmínky pro jejich degeneraci, ochuzuje druhovou diverzitu. Druhou možností je rekonstrukce stávajících stupňů do podoby zdrsněných skluzů. Řešení rekonstrukce destruovaných příčných objektů – stupňů na balvanité skluzy s rybími přechody v podobě skluzů komůrkových, v sobě zahrnuje jak technické požadavky na stabilitu nivelety dna koryta toku, tak napravuje přerušenou biologickou kontinuitu toku. Opatřením dojde ke znovuobnovení migrační prostupnosti řešeného úseku toku, a to v délce 1 832 m. Revitalizace naváže na již revitalizovaný úsek ležící pod řešenou částí toku Veličky, kde došlo ke zprůchodnění toku rovněž přestavbou poškozených stupňů na balvanité skluzy s včleněnými skluzy komůrkovými. Vhodnost navrženého opatření byla stanovena na základě Studie koncepce revitalizace Veličky, která pokládá za vysoce prioritní opatření likvidaci migračních bariér v korytě toku Veličky. V Plánu oblasti povodí Moravy (2010-2015) je pro Veličku k dosažení dobrého stavu navržen program opatření – zajištění migrační prostupnosti vodního toku. Navržená opatření jsou současně v zájmu ochrany přírody, neboť zájmová lokalita leží v CHKO Bílé Karpaty. Vodní tok Velička tvoří biokoridor místního územního systému ekologické stability. Stavbou migračně průchodných skluzů bude funkce biokoridoru plnit i říční ekosystém. V následující kapitole bude pojednáno o problematice zdrsněných skluzů v teoretické rovině.
34
7. PODKLADY K NAVRHOVÁNÍ BALVANITÝCH SKLUZŮ 7.1 Definice skluzů Odvětvová technická norma vodního hospodářství uvádí (TNV 75 2322), že zdrsněné skluzy mohou být vhodným a stavebně jednoduchým přírodě blízkým zařízením umožňujícím migraci vodní bioty. Člení se dle způsobu provedení a použitého materiálu na následující základní typy: • skluzy balvanité • skluzy z kamenného pohozu • skluzy komůrkové Norma (TNV 75 2322) dále uvádí, že balvanité skluzy mají vlastní těleso skluzu vybudováno z kamenů ukládaných dle určitého předpisu a do sebe zaklínovaných a jsou zapuštěny jednou třetinou svého objemu pod niveletu dna, resp. i uloženy v betonovém tělese, aby při větší kinetické energii vodního proudu nedocházelo k pozvolnému uvolňování a rozebírání skluzu. Na začátku a na konci skluzu jsou k zafixování tělesa skluzu vhodné stabilizační prahy. Balvanité skluzy jsou konstrukce dynamické vyžadující občasnou údržbu, jsou vhodné k vyrovnání větších skoků v niveletě dna. Pod balvanitým skluzem je účelné zařadit tůň k utlumení zvýšené kinetické energie vodního proudu a jako klidové místo pro ryby. Komůrkový kamenný skluz je ve spádu formován do komůrek ohraničených kameny, nejlépe valouny, které nemají ostré hrany. Ukládání valounů je prováděno stupňovitě ve spádu, přičemž mezi valouny jsou pomístně ponechávány mezery, kterými může protékat voda, čímž je zajištěna migrační cesta pro ryby. Toto provedení skluzu nevytváří nepřekonatelné skoky v niveletě dna a zachovává stálou vodní hladinu i při Q330d.
35
7.2 Pohled do historie Jak je uvedeno v úvodním slově sborníku přednášek k problematice balvanitých skluzů ( Nové názory na projektování, výstavbu a údržbu balvanitých skluzů, 1980), začalo být těchto konstrukcí provozně využíváno od 60. let 20. století a to z důvodů kvalitativní změny technického i technologického řešení úprav toků související se zaváděním konstrukcí z neopracovaného lomového kamene pro podélná i příčná zpevnění koryt. Tyto nové prvky kombinované s inženýrsko-biologickými metodami a prostředky přispěly k vytvoření přírodě blízkých úprav toků, které jsou, na rozdíl od současně užívaných masivních a geometricky strohých staveb, ekologicky příznivějším antropickým zásahem do odtokových poměrů upravovaných toků. Pro vodohospodářskou praxi úprav toků koncipovanou v naznačeném pojetí je nejvýznamnějším objektem balvanitý skluz, který upravuje sklonové poměry toků, soustřeďuje kinetickou energii vody a nejúčinněji přispívá k jejímu neškodnému utlumení. Balvanité skluzy plní vedle funkcí vodohospodářských neméně důležitou úlohu ekologicko-biologickou. V obou případech však musí splňovat požadované vlastnosti, bez kterých by jeden, nebo druhý účel nefungoval.
36
7.3 Hydrotechnické řešení balvanitých skluzů Návrhové prvky balvanitých skluzů lze přizpůsobit téměř všem místním podmínkám a požadavkům. Přitom však mohou být překročeny meze, mimo něž je dlouhodobá stabilita skluzů ohrožena. Knauss (1980) prokázal, že lze balvanité skluzy hydraulicky považovat za strmá a velmi drsná koryta. Nejvýznamnější veličinou je přitom maximální přípustný měrný průtok q (m2/s), tj. takový průtok, který již nemůže uvolnit balvany osazené ve stanoveném uspořádání v tělese skluzu. Proto i při výskytu max. přípustného q je skluz bezpečný. Toto zjištění se však týká jen tělesa skluzu a ne úseku koryta pod skluzem. Teoretickými výpočty silně drsného koryta bylo totiž prokázáno, že tlumení kinetické energie skluzem někdy plně nestačí a nevylučuje možnost ohrožení dna a břehů pod skluzem. Potom jsou nepostradatelné vývar pod skluzem a zajištění svahů koryta. Vztah pro max přípustné q (Knauss): q max příp = f ( ds, is, Ф, c+) q max příp = max Frs * g1/2 * ds1,5
(1)
max Frs = c+2 * (1,1 + 0,09/is + (0,675 – 0,02/is) * Ф) kde ds – průměrný nejdelší svislý rozměr balvanů, Frs – Froudovo číslo balvanů ve skluzu, is ≤ 0,125 (1:8), podélný sklon skluzu, Ф = k/l, součinitel charakterizující uložení balvanů, c+ = vs max příp. / vs krit. , bezpečnostní součinitel skluzu. Jako vyhovují poměr mezi max přípustnou střední průřezovou rychlostí vs max příp.
a její kritickou hodnotou vs
krit.
nad skluzem se navrhuje c+ = 0,9. Na účinek u
uklínování kamenů se nebere zřetel. Součinitel charakterizující uložení balvanů Ф se používá jako pomocný ukazatel charakterizující drsnost koryta k výběru balvanů a jejich uspořádání v tělese skluzu. Rozsah hodnot součinitele je 0,5 ≤ Ф ≤ 1, přičemž Ф = 0,5 lze označit za obvyklé a snadno proveditelné uspořádání. S Ф = 1 se docílí zvlášť drsné dno. Součinitel uložení balvanů je vztahem střední hydraulicky účinné drsnosti povrchu k průměrné půdorysné vzdálenosti vrcholů jednotlivých balvanů. 37
Po úpravě rovnice (1), kdy dosadíme za bezpečnostní součinitel c+ = 0,9; součinitel uložení kamenů Ф = 0,5; získáme vztah pro max přípustné q ve tvaru: q max příp = (1,2 + 0,064 / is) * g1/2 * ds1,5 Podmínka stability skluzu Podmínka stability skluzu je vyjádřena vztahem q ≤ qmax přípustné , tzn., že skluz je stabilní, pokud je měrný průtok převáděný skluzem menší nebo roven max přípustnému měrnému průtoku. Vliv návrhových prvků na měrný průtok Jak zjistil na modelovém skluzu Jařabáč (1980), má drsnost povrchu skluzové plochy jen malý vliv na jeho průtočnost. Způsob uložení kamenů do tělesa skluzu se uplatňuje významněji prostřednictvím drsnosti povrchu jen při malých průtocích . S rostoucí hloubkou účinnost drsnosti povrchu na tlumení kinetické energie klesá a její podstatná část se přenáší do dolní vody. Na rozdíl od drsnosti má na měrný průtok q vliv hloubka vody ym. S rostoucí hloubkou vody současně roste měrný průtok. Rovněž velký vliv na měrný průtok má sklon skluzu is. Se snižujícím se sklonem klesá rovněž hodnota měrného průtoku. Velikost balvanů ds za to ovlivňuje měrný průtok zanedbatelně. Vliv návrhových prvků na stabilitu skluzu Dle Jařabáče je vliv sklonu skluzu is na jeho stabilitu velký. S klesajícím sklonem roste hodnota max přípustného měrného průtoku. Také vliv rozměrů balvanů ds je podstatný. S rostoucím rozměrem balvanů roste velikost max přípustného měrného průtoku. Gebler (1991) uvádí, že rozhodujícím mechanismem selhání stability skluzů je eroze, která vzniká následkem zesílení tvorby výmolů ve dně pod skluzovou plochou. Dno, které odolává erozím (hrubý štěrk, kameny), nemusí být více zabezpečeno. Naproti tomu u dna toku ohroženého erozí, je nutné vytvořit výmol, který pozvolně navazuje na stávající dno pod skluzem a zabezpečit jej kamenným záhozem. Při modelových pokusech bylo zjištěno, že hloubky výmolů jsou přímo úměrné průtokům, ale při stejných průtocích a mírnějších sklonech skluzů se výmoly zmenšují (Knauss, 1980).
38
Dno pod skluzem není dle Luska (1990) vhodné opevňovat záhozem na celou šířku koryta, v přímce. Zabránilo by se tím vytvoření výmolu pod skluzem, který je pro rybí společenstvo velmi výhodný a žádoucí. Vhodnější a technickým požadavkům odpovídající je podkovovitý tvar záhozu. Rekonstrukce stupňů na balvanité skluzy Konstrukce balvanitých skluzů je velmi vhodná pro sanace starých a poškozených nebo opuštěných jezů a stupňů. Bez zajišťovacích opatření je však stabilita takových skluzů velmi citlivá. Společným jmenovatelem destrukcí těchto objektů je vyplavení jemného podloží pod tělesem skluzu následované poklesem a odplavením balvanů z tělesa. Proto, jak uvádí Jařabáč (1980) je nezbytné: • zásadně používat filtrační posypovou vrstvu nebo rohož • původní výmol v podjezí při přestavbě nezaplňovat jen říčním štěrkem, ale lomovým kamenem • ve zdůvodněných případech balvany v tělese skluzu zabetonovat • pečlivě vyřešit nejvhodnější způsob tlumení kinetické energie ve vývaru nebo výmolu pod skluzem vodním skokem Hydrotechnické řešení skluzu – požadavky dle TNV 75 2322 Hydrotechnické řešení musí vyhovovat požadavkům vodní bioty na vodní prostor toku a hydraulické poměry ve vlastním toku. Při nedodržení těchto požadavků vodní organismy zařízením nemohou migrovat. Při hydraulických výpočtech zařízení na podélnou migraci vodní bioty v toku se rozlišuje mezi dvěma základními stavy: • stav při minimálním průtoku Q330d • stav při návrhovém průtoku QN Pro stavy při minimálních průtocích Q330d je nutno zaručit plnou neomezenou funkčnost zařízení. Pro ryby proplouvající zařízením proti proudu vody je nutno zajistit dodržení odpovídající výšky vodního sloupce a dodržet odpovídající rychlosti proudu. Pro návrhové průtoky QN je třeba posoudit stabilitu a odolnost zařízení.
39
7.4 Ekologicko-biologické funkce skluzů Účelem zdrsněných skluzů z pohledu ekologicko-biologického je umožnit vodním živočichům oboustranně migrovat mezi úseky toku jinak oddělenými nepřekonatelnými příčnými objekty. Funkční zdrsněné skluzy tak slouží k udržení biologické kontinuity toku a významně přispívají k zachování či obnově původního osídlení vodních živočichů. Na straně technické je toto řešení důležitým stabilizačním prvkem požadované nivelety dna koryta toku. Migrace jsou i u druhů ryb, které jsou běžnou součástí osídlení našich toků významnou součástí jejich biologického projevu. Nejvýznamnější příčinou migrací řady druhů je především potřeba najít pro rozmnožování (tření) optimální podmínky (trdliště). Třecí migrace jsou známé především u pstruha obecného, ostroretky stěhovavé, oukleje obecné a řady dalších druhů ryb. Vedle tzv. třecích migrací se vyskytují i výrazné migrace např. za potravou či migrace sezónní, které jsou spojené s určitým časovým obdobím, vyvolané změnou hydrologických i teplotních podmínek apod. (Lusk, 1990). Jak udává Lusk (1980), balvanitý skluz rovněž přispívá ke zvýšení členitosti profilu toku. Členitost toku v podstatě určuje úkrytovou kapacitu, jež přímo určuje početnost ryb s teritoriálním chováním (např. pstruh obecný). Stanovištní a proudomilné druhy (např. pstruh obecný, jelec tloušť) nacházejí ve skluzech optimální podmínky. Jak vlastní těleso skluzu, tak výmol pod skluzem bývají za normálních průtoků poměrně hojně osídleny rybami. V tělesech balvanitých skluzů nachází vhodné podmínky i bentičtí bezobratlí živočichové, tvořící hlavní potravní složku ryb. Při průtoku velkých vod opouštějí ryby těleso a výmol balvanitého skluzu a obdobně jako ve vlastním korytě toku se uchylují do příbřežní zóny, kde je rychlost a unášecí schopnost proudu nejnižší. Za minimálních vodních průtoků v letních měsících, kdy dochází i ve pstruhových vodách k prohřátí vody tak, že teplota dosahuje i 25°C a klesá obsah kyslíku ve vodě, se zejména lososovité ryby stahují do těles balvanitých skluzů z okolních úseků toku a v tomto refugiu přežívají kritické podmínky.
40
Lusk (1980) dále uvádí, že skluzy se sklonem 1:10 a menším při normálních vodních stavech nenarušují biologickou kontinuitu toku a umožňují bez problémů pohyb ryb jak po, tak i proti proudu. Rovněž ze strany rybářské praxe jsou skluzy hodnoceny velmi kladně a přináší hospodářský přínos (dle odhadu 700 až 1000 Kč ročně na 100 m2 skluzové plochy při cenových relacích roku 1980). Aby zdrsněný sklu správně plnit svou ekologicko-biologickou funkci migrační prostupnosti, musí splňovat několik podstatných podmínek. Podmínky migrační prostupnosti skluzů Výběr nejvhodnějšího typu migračního zařízení závisí na konkrétním stanovišti, jeho rybí obsádce a plavací schopnosti zastoupených druhů. Gebler (1991) uvádí, že např. mřenky se orientují na dno toku a při migraci jsou odkázány na štěrbinovou strukturu dna toku. Pro tyto druhy jsou nepřekonatelnou překážkou příčné objekty už o výšce 0,2 m. Pro základní parametry zařízení (především podélný sklon, drsnost-členitost dna a maximální rychlost proudu) je určujícím nejméně výkonný druh ryb. Protože prostupnost má být určena celé vodní fauně, je nutné vycházet ze schopností nejslabších druhů, tzn. malých druhů ryb a bentosní fauny. Tomu by měla odpovídat struktura rybího přechodu. Ryby, jak uvádí Gebler (1991), se pokoušejí překonávat překážky zásadně plaváním a pouze v případě nouze, když už není jiná cesta, se pokoušejí překážku přeskočit. Což se zpravidla daří jen několika výkonným druhům. Znalost ekologických nároků a biologických potřeb jednotlivých druhů vodní bioty v průběhu jejich životního vývoje a při různých životních funkcích a projevech je nezbytná nejen pro biology, ale i pro techniky a projektanty, kteří mají posuzovat, připravovat a navrhovat úpravy vodních toků a jejich provozního režimu. Jedině tak mohou pochopit a v maximální míře zohlednit potřeby a požadavky vodní bioty. Bez znalosti ekologických a biologických potřeb nároků a potřeb jednotlivých druhů vodní bioty nelze navrhovat, projektovat a realizovat úpravy vodních toků tak, aby neznamenaly zhoršení či dokonce devastaci vodního prostředí toku z hlediska existence a života vodních organismů (Lusk, 1990). Což můžeme stáhnout i na navrhování migračních zařízení.
41
Biologický průzkum Východiskem pro výstavbu migračních zařízení je biologický průzkum stanoviště, který je zaměřen na průzkum druhové skladby a stavu populací ryb, mihulí a korýšů (dále uváděno jako ryby). Biologický průzkum musí zvláštní pozornost věnovat druhům zahrnutým do kategorie zvláště chráněných druhů. Na základě výsledků biologického průzkumu lokality je možno zodpovědněji rozhodnout o navrhovaném typy migračního zařízení. Doporučené návrhové parametry pro vodní prostor migračního zařízení vycházející z odvětvové technické normy vodního hospodářství – Zařízení pro migraci ryb a dalších vodních živočichů přes překážky v malých vodních tocích (TNV 75 2322): • Průtok a hloubka vody: zařízení je nutno navrhnout tak, aby i při malých průtocích Q330d byla dodržena hmin ≥ 0,15 m odpovídající požadavkům ryb ve vodních tocích. • Konstrukce migračního zařízení musí zajišťovat variabilitu proudových rychlostí, při čemž minimální rychlosti jsou určovány požadavkem nejméně výkonných jedinců, které mají proplouvat tímto zařízením. Orientačně maximální rychlost vody u dna nemá překročit 0,2 m/s. Pro vlastní konstrukční provedení zařízení na migrační prostupnost je nutné, aby ve vodním sloupci existovala místa (zvláště u dna) s nízkou rychlostí proudu. • Vhodný podélný sklon nivelety dna zařízení pro vody pstruhové je 1:15 a menší. Pro vody mimopstruhové je vhodný sklon 1:20 a menší. • Výškový rozdíl hladin mezi jednotlivými řadami příčných přepážek má být maximálně 0,20 m u vod pstruhových a 0,15 m u vod mimopstruhových Skluzová plocha má být budována tak, aby bylo dosaženo maximální vzájemné soudržnosti mezi jednotlivými kameny. Zvlášť důležité je dokonalé utěsnění mezi jednotlivými kameny, především u toků, které nenesou mnoho splavenin. Voda prosakující do podloží objektu ohrožuje jeho stabilitu a nevytváří nutné tůňky, které poskytují výborný odpočinek i stanoviště táhnoucím rybám. Je proto nutné, aby kameny byly alespoň do ½ své výšky zaneseny kompaktním materiálem. Mohou být vyklínovány zbytky kamene. Tím dosáhneme toho, že i za minimálních průtoků budou na skluzové ploše vytvořeny tůňky a zajištěn určitý průtok (Lusk, 1990).
42
Hloubka vody na přelivné hraně musí být v délce 0,5 – 1,0 m minimálně 5 cm i za nejmenších průtoků. V tůňkách na přelivné ploše by mělo být 10 – 20 cm vody a na části přelivné plochy musí voda i za minimálních průtoků soustavně přepadat.
43
8. NAVRHOVANÉ ŘEŠENÍ Nedílnou součástí návrhu migračního zařízení je biologický průzkum dané lokality prokazující druhovou skladbu, a stav populací vodní bioty, vedoucí ke stanovení parametrů migračního zařízení. Základní vlastností každé stavební konstrukce je její stabilita při namáhání, za kterého se navrhují její konstrukční prvky.
8.1 Biologický průzkum lokality Biologický průzkum byl proveden v kontrolním profilu Velká nad Veličkou, km 24,400. Jako indikátor jakosti vody a stavu životního prostředí bylo využito společenstvo makrozoobentosu, tj. bezobratlých organismů osidlujících dno toků. Volba tohoto společenstva pro posuzování jakosti vody má některé významné výhody. Organismy tvořící společenstvo makrozoobentosu migrují jen minimálně, struktura společenstva tedy odráží stav na konkrétní lokalitě. Vzhledem k vývojovému cyklu a délce vývoje jednotlivých druhů organismů reprezentuje společenstvo makrozoobentosu dlouhodobý stav jakosti vody. Průzkumem bylo zjištěno, že lokalita je druhově velmi bohatě oživená (21 taxonů), ve společenstvu početně dominují larvy jepic (Baetis spp., Ecdyonurus spp.), korýšů (Gammarus fossarum) a ploštic (Plea atomaria). Saprobita vykazuje posun zhruba půl stupně od přirozené oligosaprobity do betamesosaprobity, druhová pestrost (diverzita) je velmi vysoká. V lokalitě byl prokázán výskyt pstruha obecného f. potoční (Salmo trutta m. fario), jelce tlouště (Leuciscus cephalus), mřenky mramorované (Noemacheilus barbatulus) a i druhu ohroženého - střevle potoční (Phoxinus phoxinus) (Havlíček, T. a kol., 2002). V lokalitě je předpokládaný výskyt dalšího druhu ze seznamu druhů ohrožených, a sice vranky pruhoploutvé. Tabulka 15: Biologický průzkum lokality
Tok
Profil
ř. km
Velička
Velká n. Veličkou
24,400
Diverzita Celkem Počet Diverzita Saprobní (Shannonjedinců taxonů (Margalef) index Viener) 418
21
7,63
3,12
1,79
44
Horký (2006) uvádí, že podle průzkumu provedeném Ústavem biologie obratlovců – Brno (Ing. Dr. Pavel Jurajda) je zastoupení rybí obsádky v úseku toku ležícím pod řešenou lokalitou následující: Tabulka 16: Zastoupení rybí obsádky v úseku toku pod řešenou lokalitou DRUH
ZASTOUPENÍ
Pstruh obecný
9,3 %
Jelec tloušť
0,9 %
Střevle potoční
32,2 %
Hrouzek obecný
22,0 %
Mřenka mramorovaná
35,6 %
Pro potřeby návrhu rybího přechodu formou balvanité rybí rampy při rekonstrukci stupně v km 17,531 zhotovil Loyka (2005) znalecký posudek, jehož součástí byl i odlov ryb v úseku nad a pod řešeným stupněm. Výsledkem bylo zjištění, že pod stupněm se nacházelo 9 druhů ryb (pstruh obecný f. potoční, plotice obecná, jelec tloušť, střevle potoční, ostroretka stěhovavá, hrouzek obecný, parma obecná, ouklej pruhovaná, mřenka mramorovaná) a v kontrolním úseku nad stupněm 5 druhů ryb (jelec tloušť, střevle potoční, ostroretka stěhovavá, hrouzek obecný, ouklej pruhovaná). V rámci odlovu byl zaregistrován výskyt zvláště chráněných druhů střevle potoční (Phoxinus phoxinus) a ouklejky pruhované (Alburnoides biupunctatus). V makrozoobentosu
v předmětném
úseku
dominovaly
druhy
indikující
betamezosaprobitu. Saprobní index byl zjištěn na úrovni 1,91. Závěrem posudku je konstatováno, že propojení obou úseků bude mít pozitivní vliv na rozvoj populací především reofilních druhů, tj. ostroretky stěhovavé, parmy obecné, jelce tlouště, pstruha obecného i zvláště chráněných druhů ouklejky pruhované, případně střevle potoční.
45
Zhodnocení výsledků biologického průzkumu Biologickými průzkumy provedenými na Veličce bylo zjištěno, že rozdělením toku příčnými překážkami, které jsou pro většinu druhů nepřekonatelné, dochází k redukci rybí obsádky. Ohroženy jsou zejména ty druhy, které nejsou uměle chovány a vysazovány. K těmto patří i na lokalitě se vyskytující ohrožené druhy střevle potoční a vranka pruhoploutvá. Navrhované řešení rekonstrukce stupňů formou skluzů umožní propojení izolovaných úseků a umožní rybím populacím migrovat do jinak nepřístupných míst toku dle jejich biologických potřeb.
46
8.2 Dimenzování skluzů Při hydraulických výpočtech zařízení na podélnou migraci vodní bioty v toku se rozlišuje mezi dvěma základními stavy: • stav při minimálním průtoku Q330d • stav při návrhovém průtoku QN
Posouzení skluzu za minimálního průtoku Norma (TNV 75 2322) doporučuje navrhovat parametry migračního zařízení tak, aby i při malých průtocích Q330d byla dodržena výška vodního sloupce v tomto zařízení hmin ≥ 0,15 m odpovídající požadavkům ryb ve vodním toku. Z Hodnocení odtoku povrchových vod (Havlíček, T. akol., 2002) vyplývá skutečnost, že je oblast odvodňovaná tokem Veličky na vodu poměrně chudá a rozkolísanost průtočného množství je v průběhu roku vysoká. V takových případech je ke koncentraci průtoku skluzem doporučováno použít v půdorysu obloukovitě zakřivené přelivné hrany skluzu. Toto řešení však u rekonstruovaných stupňů s rovným přelivem není reálné. Z tohoto důvodu je rovněž těžko řešitelný miskovitý příčný profil v místě přelivu, koncentrující průtok do středu skluzové plochy. Pro Q330d, které je v řešeném úseku toku rovno 0,068 m3/s je normou požadována minimální výška vody v rybím přechodu hmin ≥ 0,15 m. V období minimálních průtoků by tedy mohlo dojít k tomu, že průtočné množství rozprostřené v celé šířce průtočného profilu skluzu nebude splňovat podmínku minimální výšky vodní hladiny hmin ≥ 0,15 m. Jelikož je konstrukce balvanitého skluzu navržena jako usazovaná vrstva balvanů do filtrační podkladní vrstvy bez použití betonového lože, mohlo by dokonce docházet k propouštění vody do podkladní vrstvy a jejímu „ztrácení“. Z toho důvodu bude v místě komůrkovitého skluzu (rybího přechodu) snížena na vstupu z horní vody hrana stávajícího tělesa stupně o cca 0,25 m na délce 1,0 m, čímž dojde k navedení vody do rybího přechodu. Vlastní rybí přechod je navržen tak, že v jednotlivých komůrkách je zajištěna výška vody minimálně 0,5 m. Komůrky
47
jsou od sebe odděleny řadami kamenů od sebe vzájemně oddálených tak, aby mezi nimi byly přítomny štěrbiny. Posouzení stability skluzu při návrhovém průtoku QN Za návrhový průtok bude uvažováno takové průtočné množství, které je shodné s kapacitou koryta nad skluzem. Překročením této kapacity, a tudíž inundací vody z koryta toku, již nedojde k výraznému ovlivnění stability skluzů touto vodou. Nejprve je třeba stanovit maximálně přípustný měrný průtok: q max příp = (1,2 + 0,064 / is) * g1/2 * ds1,5, a to pro podélný sklon skluzu is = 0,067, průměrný nejdelší rozměr balvanů ds = 0,5 – 1,2 m Tabulka 17: Hodnota max měr. průtoku dle velikosti balvanů skluzu Velikost balvanů ds (m)
q max příp (m2/s)
0,5
2,39
0,6
3,14
0,7
3,96
0,8
4,84
0,9
5,77
1,0
6,77
1,1
7,81
1,2
8,89
V následují tabulce je uvedena maximální kapacita koryta nad každým z navrhovaných skluzů. Ke zjištění kapacity koryta nad jednotlivými objekty byla využita Studie odtokových poměrů řeky Veličky (Svobodová, 2000).
48
Tabulka 18: Kapacity koryta toku nad objekty skluzů Skluz v km Kapacita koryta nad objektem QN (m3/s) 24,374
Q10
42
24,694
Q20
57
25,425
Q50
73
25,825
Q100
85
26,017
Q100
85
26,206
Q100
85
Měrný průtok, který bude skluzy převáděn při nejvyšším zatížení, tj. při maximálně možném naplnění koryta před jeho vybřežením, získám, pokud průtok za tohoto stavu podělím šířkou koryta ve dně na koruně přelivu. Výsledný měrný průtok q při QN je uveden v následující tabulce. Tabulka 19: Měrný průtok q při návrhovém průtoku QN Skluz v km QN Šířka koryta (m) Měrný průtok q (m2/s) 24,374
42
9,96
4,22
24,694
57
11,88
4,80
25,425
73
10,0
7,30
25,825
85
11,91
7,14
26,017
85
12,08
7,04
26,206
85
12,04
7,06
49
Podmínkou stability skluzu je vztah q ≤ qmax přípustné , tzn., že skluz je stabilní, pokud je měrný průtok převáděný skluzem menší nebo roven max přípustnému měrnému průtoku. Z výsledků posouzení stability skluzů vyplývá zjištění, že skluzy v říčním km 24,374 a 24, 694 splňují kritérium stability již při nejdelšímu rozměru kamenů ds = 0,8 m. Kdežto zbývající skluzy, tj. ty v km 25,425, 25,825, 26,017, 26,206, by měly být konstruovány z balvanů o délce nejdelší strany 1,1 m. Při dimenzování velikosti kamenů balvanitých skluzů by se současně mělo vycházet ze zkušeností s obdobnými stavbami, které jsou v místních, nebo místě podobných podmínkách již v provozu. V současnosti je takovým příkladem rekonstrukce stupňů na balvanité skluzy v úseku toku km 20,360 – 23,444 dle projektu Ing. Horkého, realizovaná v roce 2009. Krátká doba existence těchto staveb však prozatím nemohla dostatečně ověřit stabilitu použité konstrukce. Skluzy postavené na Veličce hlouběji v minulosti jsou v dnešní době vlivem vysokých průtoků výrazně poškozeny a jejich balvanitá konstrukce je rozplavena níže na toku. Příčinou těchto destrukcí bude pravděpodobně nedostatečně velký (těžký) kámen použitý v jejich konstrukci.
50
8.3 Stavebně-technické řešení navržených skluzů Parametry navržených skluzů Rozměrové charakteristiky navržených skluzů jsou dány jednak mírami rekonstruovaných stupňů, ty zásadně ovlivňují parametry šířky a výšky skluzů, a jednak podélným sklonem navržených skluzů, který byl stanoven jednotně na 1:15. Tabulka 20: Parametry navržených skluzů Šířka v koruně
Délka skluzu Výška
Skluz v km Šířka v patě (m)
Podélný
(m)
(m)
sklon
15,9
1,06
1:15
17,1
1,14
1:15
17,85
1,19
1:15
18,45
1,23
1:15
18,3
1,22
1:15
20,55
1,37
1:15
9,96 24,374 9,68 11,88 24,694 13,41 10,0 25,425 10,47 11,91 25,825 12,0 12,08 26,017 11,8 12,04 26,206 13,15
Popis konstrukce skluzů Navržena je rekonstrukce stávajících poškozených stupňů do podoby balvanitých skluzů. Část skluzu je navržena jako komůrkový skluz, sloužící jako rybí přechod při minimálních průtocích. Účelem výstavby těchto migračních zařízení je
51
obnovit oboustrannou průchodnost migračních barier ve vodním toku v souladu s biologickými a ekologickými nároky vodní bioty. Při stavbě skluzu bude využito stávající těleso stupně, které má však u některých stupňů rozebranou kamennou dlažbu koruny. Proto je vhodné, aby kameny skluzu opřené o těleso stupně vyčnívaly nad úroveň stávající koruny tělesa stupně. V místě komůrkového uspořádání skluzu bude přelivná hrana tělesa stupně snížena o cca 0,25 m v délce 1,0 m z důvodu navedení minimálních průtoků do tohoto migračního zařízení. Stávající práh vývaru tam, kde se zachoval, bude rovněž začleněn do konstrukce skluzu a bude sloužit jako stabilizační prvek. Kameny skluzu budou vetknuty mezi těleso stupně a stávající práh v horní části skluzu a v dolní části mezi stávající práh a ukončovací práh tvořený drátokošem (gabionem). Gabion je navržen o rozměru 1,0 x 1,0 m, je vyložen geotextilií a vyplněný štěrkovitým materiálem ze dna toku, který bude během ukládání proléván betonovou směsí. Gabion bude ukotven v délce 2,0 m do břehů.
Cílem je vytvořit účinný
stabilizační prvek, odolný vůči podemílání. Pod skluzem je žádoucí přirozená tvorba výmolu, který splní předpoklad navázání komůrek balvanitého skluzu na tůň s hlubší vodou. Výmol bude iniciován při výkopových pracích. Při vlastní výstavbě skluzu budou ze dna vývaru nejprve odstraněny nánosy, zejména bahnité a písčité naplaveniny. Prostor skluzu bude vyplněn netříděným lomovým kamenem a štěrkem z koryta toku Veličky pod jednotlivými stupni, jako výkopový materiál. Současně je nutné tímto materiálem zasypat stávající břehové nátrže v místě opevnění břehů vývaru. Zásyp je nutné dostatečně zhutnit na 95% PS. Mimo komůrkový skluz – rybí přechod v období minimálních průtoků – budou jednotlivé kameny skluzu ukládány do filtrační směsi netříděného lomového kameniva a štěrku ve sklonu 1:15. Velikost kamenů je navržena tak, že jejich nejdelší osa činí dle výpočtu u skluzů 24,374 a 24,694 minimálně 0,8 m a u zbývajících skluzů 1,1 m. Minimální váha balvanů činí 360 kg. Tyto kameny, umístěné nejdelší kolmou ke dnu, budou tvořit kostru. Mezi nimi mohou být menší kameny usazeny naležato. Tloušťka kamenné vrstvy je uvažována 1,0 m. Komůrkový skluz – rybí přechod v období minimálních průtoků – je navržen tak, že podklad pod komůrkami tvořený štěrkem a kamenným záhozem bude prolit
52
betonovou směsí (beton B30HV8T100). Samotné komůrky budou vytvořeny usazením záhozového kamene (o optimální velikosti cca 60-70 cm na výšku, nejmenší rozměr cca 30 cm) do podkladní směsi betonu a kameniva, tak aby došlo k jejich vyklínování. S ohledem na účinky proudu musí být ukládání kamenů provedeno zvlášť pečlivě. Komůrka bude mít rozměr 3,0 m (šířka) x 2,25 m (šířka) měřeno od osy ohraničujících kamenů. Mezi jednotlivými kameny tvořícími přehrážky musí být vytvořeny štěrbiny, které umožní vodní biotě orientované na dno překonat tuto překážku. Komůrkový skluz je nutné provádět v suchých podmínkách. U konstrukce tvořené balvanitým skluzem je to doporučené, a to vzhledem k potřebné pečlivosti ukládání kamenů do konstrukce skluzu. Z tohoto důvodu bude koryto toku nad a pod skluzem ohrázkováno, stávající voda odčerpána a průtočné množství převáděno potrubím. Za vlastní konstrukcí skluzu bude v délce 9 m od gabionu zřízeno opevnění břehů kamenným záhozem opřeným o kamennou patku. Tloušťka vrstvy kamene bude 0,4 m. Kámen bude použit o hmotnosti do 500 kg. Horní hrana opevnění bude plynule navazovat na stávající dlažbu na svazích vývaru. Stavbu je třeba nejvhodněji provádět v období minimálních průtoků, které se na Veličce nejčastěji vyskytují v měsících září, říjen, listopad.
53
8.4 Finanční analýza navržených opatření Analýza nákladů vychází z položkových rozpočtů sestavených dle jednotlivých objektů. V případě opravy stupňů do původní podoby bylo použito položek a jednotek z výkazu výměr, který je součástí projektové dokumentace Velička, Lipov – Velká nad Veličkou km 15,930 – 26,149 oprava toku, stupňů. Položky byly oceněny dle ceníku stavebních prací ÚRS platného pro rok 2010. Položkové rozpočty jednotlivých skluzů byly sestaveny z položek katalogu popisů a směrných cen stavebních prací vydaných ÚRS, platných pro rok 2010. Tímto způsobem byly rovněž oceněny. Položkové rozpočty skluzů jsou součástí přílohy. Tabulka 21: Náklady na rekonstrukci a opravu objektů Náklady na
Náklady
Rozdíl
Objekt v km rekonstrukci (Kč) na opravu (Kč)
(Kč)
24,374
867 715
569 008
+298 707
24,694
1 106 384
486 921
+619 463
25,425
1 048 719
465 209
+583 510
25,825
1 139 651
731 942
+407 709
26,017
1 116 032
735 097
+380 935
26,206
1 337 096
441 767
+895 329
Celkem
6 615 596
3 429 944
+3 185 652
Vezmeme-li v úvahu parametry jednotlivých skluzů, především jejich výšku, je zřejmé, že tato hraje nejdůležitější roli v nákladech. Čím větší bude skluzem překonávaný výškový rozdíl, tím delší bude jeho konstrukce. A cena konstrukce je ta, která se do celkové částky skluzu promítá nejvíce. Proto ve výsledku vychází jako nejnákladnější ty skluzy, které překonávají největší rozdíl výšek mezi dnem pod a nad objektem.
54
Náklady na opravy stupňů jsou samozřejmě přímo úměrné rozsahu jejich poškození. Jako cenově nejnákladnější položkou a tedy takovou položkou, která se na celkové částce podepisuje nejvíce, je u těchto objektů dlažba do betonu. Srovnáme-li mezi sebou náklady na rekonstrukci objektů na skluzy a jejich opravy, dojdeme k závěru, že nejmenší rozdíl nákladů vychází u stupně v km 24,374. Je to dáno tím, že tento byl poměrně značně poškozen, vyžaduje tudíž vysoké náklady na opravu, ale na druhou stranu jde o objekt ze všech nejnižší a je tedy z hlediska skluzu nejméně nákladný. Oproti tomu stupeň v km 26,206 byl poškozen jen částečně, nevyžaduje tedy tak vysoké náklady na opravu. Vzhledem k tomu, že jde o vůbec nejvyšší objekt ze všech, náklady spojené s jeho rekonstrukcí na skluz budou vůbec nejvyšší, a to cca dvojnásobné ve srovnání s opravou. Celkové náklady na rekonstrukci šesti stupňů na skluzy tak převyšují celkovou cenu oprav téměř dvojnásobně. Zdroje financování Všechny vodní díla, mezi něž patří i stupně, má správce toku povinnost provozovat a udržovat v řádném stavu, kterou mu ukládá zákon č. 254/2001 Sb., o vodách. Všechny opravy musí
správce toku,
aby dodržel
zákon,
provádět
z rozpočtových prostředků přidělovaných jemu každoročně ze strany Ministerstva zemědělství. V současné době, kdy je všeobecný nedostatek finančních prostředků vlivem špatné hospodářské situace, jsou omezovány rozpočty všem rozpočtovým organizacím, tedy i správců toků. Situace se často musí řešit odložením plánované akce na dobu, kdy se pro ni najdou finanční prostředky. Což samozřejmě není z pohledu zákona ani správce toku ideální řešení. K financování projektů, které obecně pomáhají chránit a zlepšovat kvality životního prostředí, byl vytvořen operační program Životní prostředí. Operační program Životní prostředí, který připravil Státní fond životního prostředí a Ministerstvo životního prostředí ve spolupráci s Evropskou komisí, přináší České republice prostředky na podporu konkrétních projektů (www.opzp.cz).
55
OPŽP je sestaven ze sedmi oblastí podpory, tzv. prioritních os. Prioritní osa 6 je zaměřena na zlepšování stavu přírody a krajiny. Podporuje projekty, které přispívají ke zpomalení či zastavení poklesu biodiverzity, ochraně ohrožených druhů rostlin a živočichů, zajištění ekologické stability krajiny a podporují vznik a zachování přírodních prvků v osídlených oblastech. Součástí prioritní osy 6 je oblast podpory 6.2 – Podpora biodiverzity v jejímž rámci jsou podporována opatření k překonávání migračních bariér - rybí přechody. Dotace je poskytována až do výše 90 % celkových způsobilých výdajů projektu. Navrhovaná opatření rekonstrukce stupňů na skluzy, jež jsou koncipovány jako migračně průchodné, splňuje požadavky oblasti podpory 6.2. – Podpora biodiverzity. Tabulka 222: Financování skluzů s datačním příspěvkem Finanční náklady Dotace z OPŽP
Celkem
správce toku (Kč)
90 % (Kč)
(Kč)
661 560
5 954 036
6 615 596
Pokud by byl dotační příspěvek z OPŽP v maximální možné výši 90 %, znamenalo by to pro správce toku spolufinancování akce částkou 661 500 Kč. Což činí jen 19 % z nákladů nutných k opravě poškozených stupňů do původního stavu. Při výši dotační podpory 52 % ze všech nákladů na projekt rekonstrukce stupňů na skluzy by došlo k vyrovnání prostředků, které by musel správce toku vynaložit jak na stavbu navrhovaných skluzů, tak opravu stupňů. Z výše uvedeného vyplývá, že OPŽP může být pro správce toku velmi pomocným finančním nástrojem. A současně nástrojem motivujícím v tom smyslu, že mu jednak bude nápomocen plnit literu zákona a udržovat tok v řádném stavu a při tom se bude ubírat ekologicko-biologickou cestou v přístupu k předmětu svého zájmu.
56
9. DISKUSE Navrženým revitalizačním opatřením, na části toku Velička v úseku 24,37426,206, jsou balvanité skluzy s integrovanými komůrkovými skluzy určenými k migraci vodní bioty v období minimálních průtoků. Tento způsob řešení jak plní technicko-vodohospodářské požadavky stability koryta toku ze strany jeho správce, tak vytváří podmínky pro migraci vodních živočichů. Požadavek na biologickou kontinuitu toku je dán skutečností, že se daná lokalita nachází v oblasti CHKO Bílé Karpaty a je součástí biokoridoru v rámci místního ÚSES. Dle nezávislých studií i Plánu oblasti povodí Moravy jsou na Veličce navržena opatření k migrační prostupnosti toku. Vlastní konstrukce stavby balvanitého skluzu je tvořena vrstvou balvanů usazených svou nejdelší stranou kolmo do podkladní zhutněné filtrační vrstvy z netříděného lomového kamene a říčního štěrku. Skluzová plocha je navržena v podélném sklonu 1:15. Pro převedení minimálních průtoků bude část skluzu konstruována jako komůrkový skluz, tvořený soustavou tůní od sebe oddělených řadami kamenů uložených do betonu, který bude současně splňovat parametry rybího přechodu. K zajištění paty skluzu je navržen gabion vyplněný štěrkovitým materiálem prolitým betonem. Za skluzem je ve dně navrženo vyhloubit výmol a tím iniciovat vznik tůně, která v sušších obdobích dostatečně zabezpečí daný biotop. Dimenzováním skluzů na návrhový průtok bylo zjištěno, že u skluzů v říčním km 24,374 a 24, 694 by délka kamenů v nejdelší ose, splňující kritérium stability, měla činit 0,8 m. U zbývajících skluzů, tj. v km 25,425, 25,825, 26,017, 26,206, by měly být konstrukce z balvanů o délce nejdelší strany 1,1 m. Biologickým průzkumem byl na lokalitě zjištěn i výskyt zvláště chráněných druhů ryb. Navržená opatření by měla přispět ke zlepšení i jejich ekologických podmínek. Stavbou skluzů dojde k propojení jinak stupni oddělených úseků. Druhy vodní bioty tak budou moci lépe reagovat na své biologické potřeby či potřeby vyvolané změnou kvalitativních podmínek prostředí. Z hlediska nákladů na rekonstrukci stupňů na skluzy bylo zjištěno, že pokud by byly využity prostředky z dotačních programů, mohou skluzy představovat pro správce toku nižší investiční náklady ve srovnání s opravou objektů do původního stavu.
57
10. ZÁVĚR Navrženým revitalizačním opatřením dojde ke zmírnění následků v minulosti provedené tvrdé úpravy toku Veličky. Řešení rekonstrukce destruovaných příčných objektů – stupňů na balvanité skluzy s rybími přechody v podobě skluzů komůrkových, v sobě zahrnuje jak technické požadavky na stabilitu nivelety dna koryta toku, tak napravuje přerušenou biologickou kontinuitu toku. Opatřením dojde ke znovuobnovení migrační prostupnosti řešeného úseku toku, a to v délce 1 832 m. Revitalizace naváže na již revitalizovaný úsek ležící pod řešenou částí toku Veličky, kde došlo ke zprůchodnění toku rovněž přestavbou poškozených stupňů na balvanité skluzy s včleněnými skluzy komůrkovými. Vhodnost navrženého opatření byla stanovena na základě Studie koncepce revitalizace Veličky, která pokládá za vysoce prioritní opatření likvidaci migračních bariér v korytě toku Veličky. V Plánu oblasti povodí Moravy (2010-2015) je pro Veličku k dosažení dobrého stavu navržen program opatření – zajištění migrační prostupnosti vodního toku. Navržená opatření jsou současně v zájmu ochrany přírody, neboť zájmová lokalita leží v CHKO Bílé Karpaty. Vodní tok Velička tvoří biokoridor místního územního systému ekologické stability. Stavbou migračně průchodných skluzů bude funkce biokoridoru plnit i říční ekosystém. Na akce tohoto typu, v jejichž zájmu je ochrana životního prostředí a podpora biodiverzity, je možné žádat o dotační příspěvky, jež mohou znamenat pro investora velmi výrazné finanční úspory. Celkově je možné zvolený biotechnický přístup k řešení problému označit za vhodné skloubení technických opatření s pozitivním dopadem na ekologicko-biologické funkce vodního toku, jako životního prostředí vodní složky živé přírody.
58
11. SUMMARY The dissertation projects the reshaping of existing drop structures to rocky bottom ramps on the stream Velička. The principle aim of nature-oriented stream engineering is to conserve and restore natural living conditions for the stream and riverine fauna and flora. The ecological requirements are sufficiently high water quality, diversity of biologically relevant geomorphic structures and also continuity of habitats in and along the stream. The latter condition enables the biological exchange along the river as well as between it and its tributaries. A free migration in the fluvial system is an important factor for a natural diversity of the aquatic fauna and a basic requirement for a recolonisation of bare or denuded areas. Especially fish need this upstream and down stream migration to satisfy their changing habitat requirements. For some fish species migration is a firm component of their life cycle. The drift and the active migration of the bentic fauna also fulfill an important function in running water ecosystems. The free biological exchange enables a natural regeneration after catastrophes such as water pollution, bed erosion, high water temperature, frozen water body, extremely low discharge or dried out river bed. Thus un interrupted migration is necessary not only for fish but for the whole stream fauna and is an essential requirement for maintaining intact and stable ecosystems. On the river Velička ware projected rocky bottom ramps as concept to avoid obstacles to the free fish migration and to permit the passage over obstruction. The design of river bottom steps and fishways must be oriented towards the moderate swimming capacity of the fish and the invertebrates. Many species are bottom-oriented or dwell in the sediment layer. These species need the interstitial refuge at the river bottom and at the banks, in which the water velocities are very low, for their upstream migration. Rocky bottom ramps with their various current mosaics and interstitial system offer good conditions for the upstream migration of the total river fauna. The nature friendly constructions can be financially supported by grants.
59
12. POUŽITÁ LITERATURA A PRAMENY AMBROS, Z., ŠTYKAR, J., 1999. Geobiocenologie I. 1. vydání. Brno: MZLU v Brně Atlas životního prostředí a zdraví obyvatel ČSFR. 1992. Praha: GÚ ČSAV Brno, BUČEK, A., LACINA, J., 1999. Geobiocenologie II. 1. vydání. Brno: MZLU v Brně DEMEK, J. a kol., 1987. Zeměpisný lexikon ČSR. Hory a nížiny. Praha: Academia FRANKO, 0. a kol., 1966. Hydrologická mapa ČSSR. Praha: ÚÚG v Praze, 1: 1 000 000 FUSÁN, O. a kol., 1967. Geologická mapa ČSSR. Praha: Ústřední ústav geologický, 1: 500 000 GEBLER, R. J., 1991. Dnové rampy a rybí přechody. Walzbachtal GERGEL, J. a kol., 1999. Revitalizace drobných vodních toků. Metodická pomůcka. 1. vyd. Praha: Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, 15 s. HAVLÍČEK, T. a kol., 2002. Velička I. - Koncepce revitalizace povodí. Brno: Atelier Fontes, s.r.o. HORKÝ, T., 2006. Velička, km 20,360-23,444 – revitalizace toku. Terra projekt JAŘABÁČ, M., 1980. Balvanité skluzy v oblasti Moravskoslezských Beskyd. In Sborník přednášek „Nové názory na projektování, výstavbu a údržbu balvanitých skluzů“, Ostrava, Státní vědecká knihovna. 79-87 JETEL, J., 1977. Hydrogeologická termonilogie. Hydrogeologická ročenka, Praha: ČGÚ JUST, T. a kol. Revitalizace vodního prostředí. Praha: AOPK ČR. JUST, T., 2005. Vodohospodářské revitalizace. Praha: ZI ČSOP Hořovicko, 357 s. ISBN 80-239-6351-1. KNAUSS, J.,1980. Drsné skluzy. Vodní hospodářství, řada A, 1:23-26 KNOTEK, M., 2006. Studie revitalizace toku – Velička. Bakalářská práce. MENDELU Brno. KRÁLOVÁ, H. a kol., 2001. Řeky pro život. Revitalizace řek a péče o nivní biotopy. Brno: Veronica, 439 s. ISBN 80-238-8939-7.
60
KREŠL, J., 1983. Hrazení bystřin. 1. vyd. Brno: Vysoká škola zemědělská, 184 s. KUDRNOVSKÁ, O., KOUSAL, J., 1975. Střední výšky reliéfu ČSR. Brno: GÚ ČSAV, 1 : 500 000 KUDRNOVSKÁ, O., KOUSAL, J., 1971. Výšková členitost reliéfu ČSR. Brno: GÚ ČSAV, 1:500 000 LOYKA, P., 2005. Posouzení navrhované rekonstrukce stupně v km 17,531 akce Velička, Lipov, návrhu rybího přechodu a stanovení vhodného řešení zajištění migrační prostupnosti. Provedení inventarizace živočichů. Olomouc LUSK, S., 1980. Balvanité skluzy a produkčně-rybářská funkce vodního toku. In Sborník přednášek „Nové názory na projektování, výstavbu a údržbu balvanitých skluzů“, Ostrava, Státní vědecká knihovna. 96-101 LUSK, S., 1990. Rybářství a úpravy vodních toků. Brno, Hydroprojekt MÍCHAL, I., 1994. Ekologická stabilita. Brno: Veronica MICHLÍČEK E. a kol., 1986. Hydrogeologické rajóny ČSR. Brno: GEOtest Brno NEUHÄUSLOVÁ, Z. et al., 1998. Mapa potenciální přirozené vegetace České republiky. Textová část. Praha: Academia NOVÁK P. a kol., 1991. Syntetická půdní mapa České republiky. Praha: Český ústav geodetický a kartografický & Výzkumný ústav meliorací a ochrany půd, 1 : 200 000 QUITT, E., 1975. Klimatické oblasti ČSR. Brno: Geografický ústav ČŠAV Brno, 1: 500 000 SKALICKÝ, V., 1988. Regionálně fytogeografické členění. In: Hejný, S., Slavík, B. a kol. Květena České socialistické republiky, sv. 1, str. 103 – 121. Praha: Academia SVOBODOVÁ,
M.,
2000.
Studie
odtokových
poměrů
řeky
Veličky.
DHI Hydroinform a.s. ŠLEZINGR, M., ÚRADNÍČEK, L., 2002. Vegetační doprovod vodních toků a nádrží. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 130 s. ISBN 80 – 7204 – 269 – 6. TLAPÁK, V., HERYNEK, J., 2001. Úpravy vodních toků a hrazení bystřin. 1. vydání. Brno: MZLU v Brně, TLAPÁK, V. -- HRABAL, A. -- JŮVA, K., 1984. Malé vodní toky. Praha: SZN, 256 s.
61
TOMÁŠEK, M., 2000. Půdní mapa ČR. Praha: ČGÚ, 1: 1 000 000 VLČEK, V. a kol., 1984. Vodní toky a nádrže. Praha: Academia VLČEK, V., 1971. Regiony povrchových vod v ČS., Brno: Geografický ústav ČSAV, 1:500 000 VOŽENÍLEK, V., 2000. Regionální členění reliéfu ČR. Olomouc: Katedra geografie UP Olomouc, 1: 1 250 000 Základní mapa ČR 35-11-18., 2002. Brno: Český úřad zeměměřičský a katastrální, 1 : 10 000 www.opzp.cz, citováno dne 6. dubna 2010 Technické normy TNV 75 2322: Zařízení pro migraci ryb a dalších vodních živočichů přes překážky v malých vodních tocích, 2003 Právní předpisy Zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, ve znění pozdějších předpisů Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) Vyhláška Ministerstva životního prostředí ČR č. 395/1992 Sb. ve znění vyhlášky č. 175/2006 Sb.
62
13. SEZNAM PŘÍLOH
A. Přílohy k textové části Příloha č. 1: Položkové rozpočty Příloha č. 2: Fotodokumentace
B. Výkresová část Výkres č. 1: Přehledná situace
1:10 000
Výkres č. 2: Rekonstrukce stupně v km 24,374
1:100
Výkres č. 3: Rekonstrukce stupně v km 24,694
1:100
Výkres č. 4: Rekonstrukce stupně v km 25,425
1:100
Výkres č. 5: Rekonstrukce stupně v km 25,825
1:100
Výkres č. 6: Rekonstrukce stupně v km 26,017
1:100
Výkres č. 7: Rekonstrukce stupně v km 26,206
1:100
63