27. 4. 2017 Protierozní opatření v ploše povodí PROČ?  50 % orné půdy v ČR ohroženo erozí • degradace půdy • snižování úrodnosti • ztráta půdy  odnos sedimentů do vodních toků (nádrží) • „stárnutí“ VH infrastruktury • znečištění vody chemickými látkami  škody na majetku v intravilánech obcí PROČ?  50 % orné půdy v ČR ohroženo erozí • degradace půdy • snižování úrodnosti • ztráta půdy  odnos sedimentů do vodních toků (nádrží) • „stárnutí“ VH infrastruktury • znečištění vody chemickými látkami  škody na majetku v intravilánech obcí DOPADY MIMO PLOCHU VLASTNÍHO POZEMKU –HYDROGRAFICKÁ SÍŤ- NÁDRŽE Vliv na vodní toky  60 765 km vodních toků a závlahových kanálů – 5 mil. m3 usazenin,  8 287 km odvodňovacích kanálů – 0,6 mil. m3 usazenin. Vliv na vodní nádrže  42 tis. ha rybníků (> 1 ha) – uloženo 196 mil. m3 sedimentů,  9 tis. ha rybníků (< 1 ha) – 30 mil. m3 sedimentů,  Ročně zanášeno až 5 % objemu nádrží. Vliv na vodní zdroje Ve vodních nádržích v ČR je naakumulováno cca 250 mil. m3 sedimentu NEGATIVNÍ DOPADY EXTRÉMNÍCH HYDROLOGICKÝCH JEVŮ Ohrožení zastavěného území obce, škody na liniových stavbách DOPADY MIMO PLOCHU VLASTNÍHO POZEMKU Ohrožení zastavěného území obce, škody na liniových stavbách Kritické body NEGATIVNÍ DOPADY EXTRÉMNÍCH HYDROLOGICKÝCH JEVŮ Protierozní opatření v ploše povodí  KDE ? • všude nelze (není dost peněz) • stanovit priority (větší x menší problém) • Metoda „kritických bodů“ (VÚV TGM)  JAKÁ a ZA KOLIK ? • stanovení efektivity a účelnosti • analýza nákladů a užitků Princip opatření – zachytit vodu tam kam dopadne Opatření v ploše povodí Opatření na tocích Návrh integrované ochrany v povodí Zvýšení retenční schopnosti povodí  zvýšení infiltrace • změna druhu pozemku z orné půdy na trvale travní porosty (les) • odlišná struktura povrchových horizontů půdy • zvýšení objemu pórů schopných vodu zadržovat  zvýšení možnosti povrchové akumulace • výstavba nádrží, suchých nádrží a poldrů k zachycení povodňových průtoků • musí mít možnost regulace odtoku  převod povrchového odtoku na podzemí • úprava existujících drenážních systémů • výstavba příčných objektů na tocích - zvýšením úrovně hladiny vody v tocích lze v příznivých podmínkách zvyšovat úroveň hladin vody v půdě a při zvýšení hydraulického spádu lze docílit zvýšení dotace podzemních vod. Systém protierozních opatření v ploše povodí Organizační opatření • nejjednodušší protierozní opatření  ochranné zatravnění,  protierozní rozmisťování plodin a ochranné osevní rotace  pásové střídání plodin  vyloučení erozně nebezpečných plodin (VEMP) Systém protierozních opatření v ploše povodí Systém protierozních opatření v ploše povodí Agrotechnická opatření • výsev do ochranné plodiny, strniště, mulče nebo posklizňových zbytků; • zatravnění meziřadí, krátkodobé porosty v meziřadí a mulčování; • hrázkování a důlkování povrchu půdy (speciální stroje) Systém protierozních opatření v ploše povodí Biotechnická protierozní opatření • průlehy, příkopy, hrázky • stabilizace drah soustředěného odtoku • retenční nádrže NÁVRH BIOTECHNICKÝCH A TECHNICKÝCH OPATŘENÍ Protierozní ochrana formou stabilizace drah soustředěného odtoku Ochranné protipovodňové nádrže Komplexní pozemkové úpravy Výpočet erozního smyvu G = R . K . L . S . C . P [t.ha-1.rok-1] Univerzální rovnice Wischmeier – Smith  faktor R – erozní účinek deště (20 MJ/ha.cm/h),  faktor K – půdní faktor stanovený podle BPEJ (bonitovaná půdně ekologická jednotka),  faktor L – délka svahu,  faktor S – sklon svahu,  faktor C – faktor protierozního účinku plodin,  faktor P – faktor vlivu protierozních opatření. Faktor erozní účinnosti deště - R  vztah odvozen na základě analýzy srážkových řad (v USA)  jsou-li ostatní faktory (členy) univerzální rovnice konstantní - ztráta půdy z obdělávaného pozemku přímo úměrná součinu celkové kinetické energie přívalového deště a jeho maximální 30-ti minutové intenzity  pro ČR: R = 20 MJ/ha.cm/h (do roku 2011)  Janeček a kol.: 40 MJ/ha.cm/h (Ochrana zemědělské půdy před erozí - certifikovaná metodika aktualizovaná v roce 2012) • příliš nízké – nové analýzy srážkových řad  práce na regionalizaci R-faktoru pro ČR MOŽNOSTI MĚŘENÍ VODNÍ EROZE VOLUMETRICKÁ KVANTIFIKACE OBJEMU EROZNÍCH RÝH ........ 22 3221                   L AA L AA V Prof. Dumbrovský, VUT FAST, Ústav vodního hospodářství krajiny č. řezu staničení po délce šířka rýhy plochy odnosu objemy odnosu [m] [m] [m2] [m3] L3/1 0.00 1.55 0.37 L3/2 50.00 1.50 0.34 17.68 L3/3 77.00 1.90 0.46 10.73 L3/4 114.00 1.40 0.25 13.07 L3/5 144.00 1.80 0.31 8.38 L3/6 174.00 1.70 0.72 15.46 L3/7 204.00 2.00 0.43 17.30 L3/8 234.00 2.60 0.96 20.93 L3/9 264.00 3.10 1.22 32.69 L3/10 294.00 3.30 0.73 29.24 L3/11 324.00 2.10 0.47 18.11 L3/12 354.00 3.50 1.03 22.62 L3/13 384.00 2.10 0.53 23.51 L3/14 414.00 3.30 0.41 14.15 L3/15 444.00 2.20 0.25 9.92 L3/16 474.00 1.80 0.43 10.21 celková plocha rýhy: 1062.06 m2 celkový objem odnosu půdy z rýhy: 263.95 m3 422.32 t Erozní odnosy v drahách soustředěného odtoku nejsou bilancovány v bilanci celkového erozního odnosu z povodí Na podzim je nutno získat v okolí rýhy dalších 264 m3, k zaplnění vzniklé rýhy – antropogenní eroze Pilotní území – povodí Hostišovského potoka  plocha povodí - 10,8 km2  ohrožení obcí Lhotka a Tečovice v případě extrémních srážkových situací  ztráta zemědělské půdy a její degradace  zahájen proces komplexních pozemkových úprav Stanovení efektivity a účelnosti protipovodňových přírodě blízkých opatření Biotechnická protierozní opatření  záchytný průleh Pilotní povodí Hostišovského potoka  2 lokality  variantní návrhy záchytného průlehu  určení jednotlivých položek analýzy nákladů a užitků  návrh postupu stanovení efektivity vybraného opatření Stanovení efektivity opatření  náklady • pořizovací • provozní • odtěžení sedimentu z vodního toku • ekonomická újma snížením výměry pozemku • (škody v intravilánu)  přínosy • snížení degradace půdy - vyšší výnosy - méně hnojiv • snížení ztráty půdy • snížení zanášení VH infrastruktury • (snížení škod v intravilánu) Analýza nákladů a užitků Celkové náklady – lokalita 1  V0 = dopady na vodní tok;  V1až V15 = pořizovací + provozní + dopady na vodní tok Varianta Doba provozu [rok] 1 2 5 10 20 30 40 V0 99 259 198 518 496 295 992 590 1 985 180 2 977 770 3 970 360 V1 379 284 433 848 597 542 870 364 1 416 009 1 961 654 2 507 299 V2 261 197 323 068 508 680 818 034 1 436 742 2 055 449 2 674 157 V3 226 498 293 301 493 710 827 725 1 495 754 2 163 784 2 831 813 V4 204 717 276 571 492 133 851 403 1 569 943 2 288 483 3 007 023 V5 505 173 541 073 648 772 828 270 1 187 267 1 546 263 1 905 260 V6 421 572 466 321 600 569 824 314 1 271 804 1 719 295 2 166 786 V7 372 867 427 355 590 819 863 259 1 408 139 1 953 020 2 497 900 V8 318 135 383 603 580 009 907 351 1 562 035 2 216 720 2 871 404 V9 179 581 252 217 470 124 833 303 1 559 661 2 286 018 3 012 376 V10 151 187 225 777 449 547 822 496 1 568 396 2 314 295 3 060 195 V11 145 707 221 999 450 874 832 334 1 595 254 2 358 174 3 121 094 V12 135 431 215 417 455 375 855 306 1 655 166 2 455 027 3 254 888 V13 111 238 201 171 470 972 920 639 1 819 975 2 719 310 3 618 645 V14 107 181 197 707 469 286 921 918 1 827 181 2 732 444 3 637 707 V15 106 850 197 521 469 536 922 894 1 829 610 2 736 326 3 643 043 Lokalita 2 Lokalita 2 Lokalita 2 Klimatické změny a R faktor  a) R = 20 b) R = 45 Klimatické změny a R faktor  a) R = 20 b) R = 45 Pilotní povodí Hostišovského potoka  „experimentální“ povodí • hydraulický model toku (1D, příprava 2D) • instalace měřící stanice (srážky, výška hladiny) - vstupní hodnoty pro HD model - realizace KPÚ (sledování odezvy povodí) Závěr  navržené postupy analýzy nákladů a užitků • využity v dalších projektech • doplňování a zpřesňování - degradace půdy - ekonomická újma – zmenšení rozlohy obdělávaného pozemku - odhad výše škod v intravilánu obcí Navržený systém opatření Před návrhem PBO Po návrhu PBO Variantní analýza odtoku a eroze ve vazbě na očekávané klimatické změny  klimatické změny – nárůst extremity meteorologických jevů (intenzita srážek – erozní účinek deště)  faktor erozní účinnosti deště R (výpočet erozního smyvu) • používaná metodika: R=20 (podhodnoceno) • současný výzkum ukazuje: R=45 • klimatické změny: R=60  opatření navržená podle současné metodiky nezajišťují dostatečnou ochranu půdy Po návrhu PBO Po návrhu PBO Cvičení č. 4 Esej na téma Povodňová rizika Co pro vás představuje pojem „povodňová riziko“ po absolvováni tohoto předmětu? Splnil tento předmět Vaše očekávání? rozsah: 2 strany A4 (s obrázky 3 strany) • velikost písma 12, řádkování max. 1,5