1. Z povodí horní Ostravice sedimentuje ve vodárenské nádrži Šance až 90 % plavenin. Snímek © Ladislav Buzek
Vychází s podporou
P
ůdu ohrožují jak přírodní katastrofy (povodně, sesuvy), tak lidská činnost (spad imisí, nadměrná pastva, nasazování těžkých traktorů) – obojí vede k odnosu jemnějších půdních frakcí. Erozní poškozování půdy je závažné v mnoha oblastech světa a nevyhýbá se ani České republice. V celosvětovém měřítku půda zajišťuje přes 90 % surovin pro potravinářský průmysl a přes 60 % surovin pro další materiální potřeby člověka. Světová výměra kultivované půdy na obyvatele klesne ročně asi o 2 %, což není způsobeno jen erozí, ale také záborem pro výstavbu komunikací, sídel a průmyslových objektů. Půdní fond (zemědělský i lesnický) bý-
) Např. r. 1988 vznikla při Mezinárodní geografické unii studijní skupina Rapid Geomorphological Hazards, která do svého programu zahrnula také výzkum mimořádných hydrometeorologických situací a jevů s nimi spojených. ) Vodními erozními procesy v oblastech s flyšovým podložím se začal zabývat Výzkumný ústav meliorací, dále Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, od r. 1976 také katedra geografie Pedagogické fakulty v Ostravě a od r. 1991 na tuto katedru navázala katedra fyzické geografie Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity. ) Podle Midriak R.: Potenciálna erózia lesnej pôdy ČSSR, Vedecké práce Výskumného ústavu lesného hospodárstva vo Zvoleni 25, Bratislava 1977, s. 201–228. ) Studie Lesprojektu ve Frýdku-Místku „Inventarizace lesních cest v povodí nádrže Šance, 1975“ udává, že v tomto povodí je 6,2 % komunikací zcela zničeno erozí, 38,5 % silně poškozeno a 38,1 % poškozeno lehce.
212
Vesmír 84, duben 2005 | http://www.vesmir.cz
vá poškozován těžbou surovin, u nás zejména uhlí (na Karvinsku a v severozápadních Čechách). V klimatických podmínkách střední Evropy je závažným problémem především vodní eroze, v některých oblastech (na jižní Moravě, v Moravské bráně, v Polabí) i větrná. Odnos jemné půdní frakce vodou ochuzuje půdu o živiny, které jsou na jemnozem vázány. Ukazatelem intenzity vodní eroze je obsah jemné frakce v tocích. Tyto procesy dnes představují celosvětovou hrozbu, a proto se sledují na mezinárodní úrovni.1 Beskydy – místo pro výzkum eroze jak stvořené
S rozvojem mechanizace lesních prací v padesátých letech 20. století eroze lesní půdy vzrostla a začali se o ni zajímat lesníci, vodohospodáři, geomorfologé a další odborníci.2 Jednou z oblastí, v nichž se tento negativní jev studuje dlouhodobě, jsou Moravskoslezské Beskydy, kde k erozi přispívají jak vysoké srážky, tak flyšové podloží (pískové a břidlicové usazeniny, které jsou ke vzniku sesuvů obzvlášť náchylné). Situace je o to závažnější,
PEDOLOGIE
Šance pro vodárenskou nádrž Šance
Vodní eroze lesní půdy
že tato oblast je zdrojem pitné vody pro Ostravsko. V poválečném období byly v centrální části Beskyd vybudovány dvě vodárenské nádrže: Šance (na horní Ostravici pod soutokem Bílé a Černé) a Morávka (pod soutokem horní Morávky a Nytrové). Půda uvolněná erozí se splachem dostává do toků ve formě plavenin, které pak buď sedimentují, nebo se dostanou až do úpravny vod, kde komplikují výrobu pitné vody z vody surové. V r. 1954 byla značná část Moravskoslezských Beskyd vyhlášena za vodohospodářsky důležitou oblast a v několika povodích Radhošťské pahorkatiny a Vsetínských vrchů se začal sledovat plaveninový režim (viz mapku). Tato povodí mají zpravidla velmi pestrý reliéf, jehož charakter závisí na poměru rozpadavých břidlic a o něco pevnějších pískovců.
Plaveniny v tocích zalesněného horského terénu pocházejí téměř výhradně ze strží a z lesních komunikací poškozených průjezdy traktorů. V České republice je vodní erozí poškozeno 5–10 % lesní půdy.3 Intenzivní poškození bývá způsobeno silnými vodními srážkami či rychlým táním sněhu a umocňováno špatným stavem rozježděných lesních cest. Na čtvereční kilometr plochy v Moravskoslezských Beskydech připadají v průměru 2 km poškozených lesních komunikací, které mohou být při silných deštích či náhlém tání rozryty do hloubky přes půl metru. Ze čtverečního kilometru mohou být za deště odneseny denně i desítky krychlových metrů půdy.4 Zdrojem plavenin je dnes v Moravskoslezských Beskydech přes 80 % lesních komunikací, a když k tomu připočteme nerozpuštěné látky z přirozené erozní sítě, dospějeme k odnosům tak vysokým, že by jednou mohly zkomplikovat provoz vodárenských nádrží. Co rozhoduje o intenzitě eroze?
Intenzita eroze závisí na charakteru podloží, sklonu svahů, charakteru vegetačního pokryvu, hustotě erozní sítě a antropogenních vli-
LADISLAV BUZEK
Doc. RNDr. Ladislav Buzek, CSc., (*1934) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UP v Olomouci. Na Přírodovědecké fakultě Ostravské univerzity se zabývá fyzickou geografií a geoekologií.
2. Typický příklad břehové eroze způsobený energií vody a chybějícím opevněním břehu – v tomto případě vhodného břehového porostu. Sanace byla provedena formou výhonu odklánějícího hlavní proud vody. Snímek © archiv LČR, s. p.
http://www.vesmir.cz | Vesmír 84, duben 2005
213
vech. Např. v Příborské pahorkatině, která má plochý reliéf, lze roční úbytek půdního profilu vyjádřit v tisícinách milimetru, kdežto v horském reliéfu Beskyd činí přes půl milimetru na pískovcovém podloží a až čtyři milimetry na podloží břidlicovém. Takový úbytek se již projevuje viditelnými stružkami a rýhami. V roce 1996 byly v Beskydech několikrát (v dubnu, červnu a září) rozsáhlé srážky, i když v úhrnu byl tento rok sušší. Během těch dní (dohromady jich bylo 62), kdy buď tál sníh, nebo srážky přesahovaly 10 mm za 24 h, bylo do vodárenské nádrže Šance transportováno 98,6 % celoročního množství plavenin. Při záplavách v červenci 1997 byl odnos v důsledku vysoké koncentrace plavenin a vysokých průtoků mimořádně vysoký (6.–10. července činil 227 567 tun, tj. 90 % celkového odnosu za rok 1997). Z výzkumu intenzity sedimentace v prostorách vodárenské nádrže Šance vyplývá, že se v ní usazuje asi 90 % přineseného materiálu. Vzhledem k tomu, že objem přehrady činí 94 milionů m3, nehrozí zatím, že by se závažně zmenšila. Horší je, že se tyto látky dlouho ve vodě vznášejí a v čistírně vod se příprava pitné vody z vody surové prodražuje. Důsledky povodně v roce 1997
3. Orlické hory – následky povodně r. 1998 způsobené extrémními srážkami (přes 100 mm). I když je povodí zalesněné více než z poloviny, krajina se s účinky stoleté povodně těžko mohla vyrovnat, což se projevilo v dolní části povodí nebývalou erozní silou vody a značným posunem splavenin. Snímky © archiv LČR, s. p. 4. V minulosti již zahrazený úsek vodního toku v Beskydech. Původní opevnění koryta průchod povodňové vlny vydrželo, množství vody však bylo pro přilehlé svahy (flyše) neúnosné, což se při povodni r. 1997 projevilo lokálními sesuvy půdy.
Tato povodeň přemodelovala v Beskydech dna bystřin a strží, z nichž byla odplavena nejen jemná frakce, ale i hrubší materiál, a odkrylo se skalní podloží. Na mnoha místech, především v údolí Bílé, Černé, Smradlavé, Lučovce a dalších přítoků horní Ostravice, se narušila stabilita paty svahů. Protože svahy převážně nejsou pokryty vegetací, při silnějších vodních srážkách se z nich v důsledku bombardování vodními kapkami jemné složky uvolňují. Roční sumy odnosu plavenin v rámci 25letého sledování plaveninového režimu v povodí horní Ostravice ukazují závislost odnosu lesní půdy ve střední části Moravskoslezských Beskyd na ročních srážkových úhrnech a ročním odtoku vody. Prvotní příčinou plavenin jsou intenzivní dlouhodobé vodní srážky a prudké tání sněhu, i když je jejich vliv zesílen průjezdy traktorů ve vlhkém terénu. Z analýzy koncentrací plavenin a jejich podmíněnosti srážkami vyplývá, že při vodních srážkách nad 10 mm za den stoupá nejen koncentrace plavenin, ale také průtok vody, 6. Nepřetržitě od r. 1976 se plaveninový režim sleduje v povodí horní Ostravice nad vodárenskou 0 0 nádrží Šance (plocha povodí 146,5 km2), v povodí Morávky po Úspolku (22,32 km2) se vzorky pravidelně odebíraly v letech 1976–1978, později jen při viditelném zkalení. Podobné to bylo v povodí Nytrové (19,07 km2), Slavíče (17,11 km2) a také Lomné (70,4 km2). Srovnáme-li koncentrace plavenin v povodí Lomné a Ostravice s plaveninovým režimem v povodí Morávky, zjistíme, že na Morávce jsou erozní procesy slabší. V obdobích silných vodních srážek a tání sněhu byl odnos plavenin do vodárenské nádrže Morávka podstatně nižší, ve srovnání s povodím horní Ostravice více než osmkrát. Mapové podklady poskytl Ústav pro hospodářskou úpravu lesů.
214
Vesmír 84, duben 2005 | http://www.vesmir.cz
5. Na přítocích do větších bystřin v centrální části Moravskoslezských Beskyd byly počátkem 20. stol. vybudovány menší nádrže, které jsou dnes převážně zaneseny plaveninami a splaveninami až po korunu hráze, např. Maxova nádrž v povodí Smradlavé, pravostranný přítok Bílé. Snímek © Ladislav Buzek
http://www.vesmir.cz | Vesmír 84, duben 2005
215
resp. odtok plavenin. Při vodních srážkách do 10 mm zpravidla průtok vody nevzroste, ale zas při nich v terénu mohou jezdit traktory a jiná lesní technika.5 Intenzita vodních erozních procesů bývá v horských oblastech střední Evropy zpravidla vyšší než v nížinách. Proto se plaveninový režim v Moravskoslezských Beskydech pečlivě vyhodnocoval ze všech možných hledisek, mimo jiné se zkoumal vliv lesních cest na erozní procesy – hustota jejich sítě, jejich sklon, výstavba, údržba, protierozní ochrana apod. V r. 1982 vydalo Ministerstvo lesního a vodního hospodářství instrukci zabývající se hospodařením v lesích ochranných pásem vodních zdrojů, v níž je pro cesty formulována řada omezení. Jisto však je, že na přítocích do vodárenské nádrže Šance i na dalších beskydských tocích se doporučené hodnoty často překračovaly. Jak k erozi přispívá člověk?
7. Příklad zpětné eroze na lesní cestě v Jeseníkách, příčinou byly nadměrné srážky, chybějící podélné odvodnění cesty a nevyřešené odtokové poměry daného území. Snímek © archiv LČR, s. p.
8. Pomístní eroze na korytě vodního toku způsobená lokálními povodněmi, oblast flyší je velmi náchylná k vodní erozi. Snímek © archiv LČR, s. p.
l Staví příliš hustou síť cest v blízkosti toků a na strmých svazích nad nimi, mnohdy na málo únosném podloží s vysokým obsahem jílovité frakce. l Při stavbě cest nerespektuje erozní síť a nestará se o to, aby byla přemostěna. l Používá těžké dopravní prostředky (traktory a vyvážecí soupravy) i v rozmoklém terénu. l Skládky dřeva buduje v blízkosti toků a se dřevem manipuluje na vlhkém terénu. l Rozježděné cesty neopravuje, a proto je z nich za deště a tání sněhu odnášen nerozpuštěný materiál; rýhy po průjezdu traktorů se mění ve výmoly. A čím může člověk erozi omezit? V zamokřených půdách podél vodních toků a na příkrých svazích, popř. v místech nadměrně husté sítě cest by měl pro přibližování dřeva používat lanovkové systémy nebo koňské potahy. Na mírnějších svazích je možné používat kolové traktory, síť cest však nesmí být příliš hustá a traktor nesmí projíždět v jedné a téže stopě příliš často. Důležitá je také volba dopravní technologie při soustřeďování dřeva na skládky. Pro ohrožené terény na snadno rozbředávajícím podloží je nutno připravit harmonogram přibližování dřeva tak, aby se pracovalo pokud možno jen na suchém terénu. Dříví by se mělo soustřeďovat do míst, která neleží v blízkosti toků. Důležitou součástí ochrany terénu ještě v době těžebních a přibližovacích prací je také technická úprava skopaných (zešikmených) úseků a jejich asanace – narušené plochy lze pokrýt klestím, rýhy na poškozených komunikacích přehradit svodnicemi apod. Moravskoslezské Beskydy jsou k erozi náchylné už z hlediska přírodních faktorů a plaveniny odtud voda přenáší do nižších poloh, především do zmíněné nádrže Šance, kde mimo jiné prodražují výrobu pitné vody pro značnou část Ostravska. Dá člověk Šancím šanci? Ö ) Při vodních srážkách 10 mm za den se za 25 let výzkumu pracovalo v 941 dnech, přičemž průměrná koncentrace plavenin v těchto dnech dosáhla téměř 0,3 gramu na litr vody a odnos plavenin téměř 414 000 tun, tj. 92 % odnosu za celé sledované období.
216
Vesmír 84, duben 2005 | http://www.vesmir.cz
