Povodně z hlediska ekologie v České republice

Světový den vody každoročně upozorňuje na rostoucí problémy s tímto živlem. Jak zajistit, aby Česko obstálo ve světě, kde voda přestává být samozřejmostí? Odborníci z Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně Daniel Marton a Aleš Dráb upozorňují na extrémní výkyvy a zdůrazňují význam chytrého vodního hospodářství.

Klima se mění, voda reaguje

Světový den vody, vyhlášený OSN v roce 1993, připomíná vždy 22. března důležitost ochrany vodních zdrojů. Jeho cílem je zviditelnit globální vodní krizi a podpořit udržitelný rozvoj. Letošní ročník se věnuje ochraně ledovců a upozorňuje na jejich tání, které vlivem klimatické změny zrychluje.

Klimatická změna se projevuje řadou dalších symptomů, včetně stoupání mořských hladin a rostoucích teplot vzduchu a oceánů. S tím souvisí i častější extrémní jevy - vlny veder, sucha a povodně. O to důležitější je efektivní hospodaření s vodou a ochranná opatření, na nichž se za aktivního zapojení studentů podílí také Fakulta stavební VUT.

Vodou se zde zabývají hned tři ústavy. Ústav vodního hospodářství krajiny (ÚVHK) se zaměřuje na hospodaření s vodou v krajině, její efektivní zadržování a přírodní způsoby čištění vod. Ústav vodních staveb (ÚVST) navrhuje a zkoumá hydrotechnické stavby - přehrady, vodní elektrárny, protipovodňová opatření, objekty pro plavbu - a analyzuje proudění vody i spolehlivost staveb pomocí numerických modelů a laboratorního výzkumu. A Ústav vodního hospodářství obcí (ÚVHO) se zabývá klíčovými oblastmi vodního hospodářství obcí, jako je vodárenství a čištění odpadních vod. Odborníci z těchto ústavů se studujícími pracují na národních i mezinárodních projektech reagujících právě na klimatickou změnu.

Mezi suchem a povodněmi

Pro české vodohospodářství je významná hydrologická bilance ČR, která analyzuje přírůstky a úbytky vody a změny vodních zásob na našem území. „Z hydrologického hlediska se říká, že jsme střecha Evropy, protože jsme závislí na tom, co k nám naprší nebo nasněží,“ říká vedoucí ÚVHK Daniel Marton.

Čtěte také: Příroda krasových oblastí

Bilance srážek byla na našem území od roku 2015 až do poloviny roku 2020 výrazně negativní, tehdy se projevila výrazná epizoda sucha. „Tento srážkový deficit se může velmi rychle překlopit do opačného extrému, kdy během krátké doby naopak spadne extrémní množství srážek, které vyvolají povodně,” doplňuje.

S významem hydrologické bilance souvisí také mezinárodní projekt Danube Water Balance, na kterém se Marton podílí. „Jsou zde dva hlavní cíle. Prvním je vytvoření jednotného nástroje pro analýzu hydrologické bilance celého povodí Dunaje, druhým pak využití tohoto modelu pro projekce dopadů klimatické změny. Máme to štěstí, že jednou z pilotních oblastí v projektu jepovodí řeky Moravy, na které se model aplikuje.“

Výsledky pomohou organizacím lépe chápat stav vodních zdrojů a optimalizovat jejich hospodaření. Projekt financovaný z fondů EU spojuje odborníky z 21 výzkumných institucí ze všech států ležících v celém povodí Dunaje. „Řeka nezná hranice, a proto je mezinárodní spolupráce klíčová, zvláště u projektů, které mohou ovlivnit režim toků během sucha a povodní,“ zdůrazňuje Marton.

Numerické modely zpřesňují protipovodňová opatření

Povodňovou problematikou se na VUT zabývá vedoucí ÚVST Aleš Dráb. Věnuje se například zpracování map povodňového nebezpečí, ohrožení a rizika, které vznikají na základě numerického modelování proudění vody a ukazují rozsah zaplavených území při různých hodnotách povodňových průtoků.

„Obvykle se stanoví základní soubor povodňových průtoků - nejčastěji pětiletý, dvacetiletý, stoletý a pětisetletý. Na tyto dokumenty pak může navazovat návrh vhodných protipovodňových opatření,“ vysvětluje Dráb.

Čtěte také: Správné topení v krbu

Klíčovou roli hrají tyto mapy v územním plánování - rozdělují území do kategorií s odpovídajícími stavebními omezeními. „Pomáhají zajistit, aby nové stavby v záplavových oblastech negativně neovlivnily odtokové poměry. K tomu se nejčastěji využívajínumerické modely,“ říká Dráb s tím, že výstupy expertů vyžaduje například evropská legislativa nebo Vodní zákon.

Odborníci využívají vstupy od Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ), které se vlivem klimatické změny a častějších výkyvů počasí mohou měnit dynamičtěji než dříve. „Tuto proměnlivost je třeba vzít v úvahu nejen při navrhování hydrotechnických staveb, ale i v případě dalších druhů staveb v blízkosti vodních toků,“ říká Dráb. „U protipovodňových opatření je nutné vždy zohlednitbezpečnostní rezervu nad návrhovou povodňovou hladinou. Obdobná doporučení platí například i pro mostní konstrukce na vodních tocích.“

S těmito hydrologickými neurčitostmi si dokáží poradit moderní technologie nebo umělá inteligence, která se na VUT v tomto kontextu využívá už několik dekád - například v podobě metod tzv. fuzzy logiky a neuronových sítí, které umožňují pracovat s nejistotou v datech, učí se z historických údajů a upřesňují predikce. „U nás na VUT byl jedním z průkopníků metod umělé inteligence ve vodním hospodářství a hydrologiiMiloš Starý,“ poukazuje Marton. „Zaváděl je v devadesátých letech, když se vrátil ze stáže v Dánsku, kde poprvé využití umělé inteligence viděl na modelu řízení kanalizační sítě.“

Povodně 2024 prověřily opatření v Česku

Ke zvládnutí ničivých povodní na podzim 2024 podle Martona přispěla špičková spolupráce ČHMÚ, podniků Povodí a rychlá reakce státní správy a samosprávy v ČR. Výrazně pomohl také historicky dobře navržený systém vodních nádrží. Díky včasné předpovědi srážek a rychlému vyhlášení krizového stavu byla opatření spuštěna bez prodlení. „Začaly se včas vypouštět nádrže, začala se zpřesňovat předpověď a začaly se činit první kroky v podobě stavby protipovodňových opatření,“ oceňuje.

Pozitivně se na zvládnutí povodně v roce 2024 dívá také Dráb, který se účastní tvorby její hodnoticí zprávy. Vyhodnocení podle něj ještě není kompletní, ale již teď je zjevné, že připravenost i funkce předpovědní služby zafungovaly výtečně, stejně jako činnost IZS, podniků Povodí a povodňových orgánů. Dobře si podle něj vedla také protipovodňová opatření. „Vždy se samozřejmě při takové složité situaci mohou vyskytnout určité problémy, ale celkově to považuji za zvládnuté po všech stránkách.“

Čtěte také: Soutěž BiO pro studenty

Samotná hodnoticí zpráva je detailní a obsahuje řadu kapitol. Její sestavení trvá po vydání předběžné hodnoticí zprávy okolo půl roku. „Hodnotí se v ní nejen příčiny povodně, tedy faktory vedoucí k jejímu vzniku, ale také průběh z hlediska hydrologie, účinnost protipovodňových opatření a činnost povodňových orgánů. Součástí je i analýza škod způsobených povodní,“ vysvětluje Dráb.

Výzvy při budování protipovodňových opatření

Česko má podle Drába systém ochrany před povodněmi dobře zvládnutý, realizace opatření však často naráží na problémy v podobě vypořádání majetkoprávních vztahů a plnění požadavků ze strany ochrany přírody. „Vyřešení majetkoprávních vztahů je poměrně komplikované. Dost často, třeba konkrétně v případě suchých nádrží, se stane, že opatření se má nacházet na území jiné obce, než kterou má chránit.“

Podle Martona by se v případě velkých strategických staveb měla vždy hledat cesta k realizaci. Zároveň však uznává, že emoční vazby lidí k jejich domovu bývají velmi silné, což může věci komplikovat. „Jako příklad můžeme uvést přehradu Šance, kde někteří lidé bohužel nutnost opustit své domovy neunesli,“ zmiňuje.

S těmito problémy souvisí například také výstavba přehrady Nové Heřminovy na Bruntálsku. Ta je dlouhodobě kontroverzní, protože znamená zatopení části obce Nové Heřminovy, což vyvolává odpor místních obyvatel i ekologických organizací. „Jaký význam má tato přehrada na celý systém protipovodňové ochrany jsme počítali s profesorem Starým v roce 2007, když jsem nastupoval na doktorské studium. Už tehdy jsme prokázali, že by přehrada před povodněmi ochránila město Krnov a přilehlé obce,“ konstatuje Marton.

I přes tato úskalí příprava protipovodňových opatření kontinuálně probíhá dál. „V plánu je celá řada dalších řešení, která se budou postupně realizovat a jsou v různých stádiích přípravy,” poukazuje Dráb. Jako příklad uvádí vodní dílo Skalička, které by výrazně přispělo k ochraně území podél u řeky Bečvy na Přerovsku a Hranicku nebo protipovodňovou ochranu města Kroměříž, na které ústav spolupracuje.

Projektanti protipovodňových opatření se často potýkají také s komplikacemi spojenými s ochranou kulturních památek. „V těchto lokalitách se dbá především na to, aby opatření nenarušovala charakter území. Dobrý příklad je protipovodňová zeď uVodního hradu Švihov,” říká Dráb. Podobný přístup se uplatnil také v Praze, Třebíči, Českém Krumlově nebo Terezíně.

Upozorňuje ale, že protipovodňová opatření by měla splňovat kritéria ekonomické efektivnosti. U památkových objektů je v této souvislosti složitější určit jejich hodnotu a adekvátně vyčíslit škody. „Právě na tyto aspekty se zaměřujeme my - hodnotíme efektivitu protipovodňových opatření v kontextu místa, odhadujeme povodňové škody a na základě toho posuzujeme jejich přínos,“ vysvětluje Dráb.

Lekce z povodní formují experty

Osvěta o povodních a protipovodňových opatřeních je podle Drába stále nedostatečná a měla by se zaměřit nejen na odborníky, ale i na širokou veřejnost. „V médiích se objevují nepřesné informace a k problematice se často vyjadřují lidé bez odborného vzdělání, jejichž názory jsou zkreslené. Čím bude veřejnost informovanější, tím lépe,“ hodnotí. I když určité osvětové aktivity existují, nejsou dle jeho názoru systematické.

V rámci osvěty svoji roli mohou sehrát vysoké školy. Studenti VUT v rámci výuky o meteorologii, klimatologii a hydrologii na příkladu povodní v roce 2024 viděli, jak zásadní tato témata jsou. „Mohli jsme jim ještě za čerstva vysvětlit příčiny povodní a sledovat, co se dělo nad Evropou,“ kvituje Marton.

Zároveň podle něj tento extrémní jev ukázal důležitost vodohospodářských profesí a provázanost jejich práce. „Byl na tom vidět celý proces - od hydrologických prognóz a modelování až po realizaci protipovodňových opatření - a že se zapojují odborníci z ČHMÚ, podniků povodí, státní správy i soukromých firem, které připravují stavební projekty.“

Stejným dechem však Marton dodává, že loňské záplavy bohužel nevyvolaly takový zájem o obor, jak by bylo potřeba. „Dobře zvládnutá krizová situace je ta, které si všimne co nejméně lidí. To, že povodně byly dobře zvládnuté a nezpůsobily tak velké škody jako v minulosti, tedy zároveň znamenalo, že zájem studentů rychle opadl.“

Bez vodohospodářů to nejde

Podobný trend pozoruje i Dráb, na jehož ústavu se poznatky z nedávných povodní uplatňují jak v odborných a vědecko-výzkumných studentských aktivitách, tak přímo v předmětech Protipovodňová ochrana a Posuzování území k umístění JE z hlediska povodní, klimatických a meteorologických jevů, kde studenty vyučuje analýze povodňových rizik, jejich dopadů a protipovodňové ochrany s důrazem na ekonomické, ekologické a bezpečnostní aspekty.

Nedostatek zájmu o tematiku spojuje s celkovým úbytkem studentů technických oborů. „Mnozí se dnes zaměřují na jiné specializace, což dopadá i na stavebnictví. A právě v něm jsou některé podobory zasaženy výrazněji než jiné - vodní hospodářství bohužel patří mezi ty opomíjené,“ konstatuje. Společně s kolegy se snaží motivovat středoškoláky pomocí nejrůznějších exkurzí, dnů otevřených dveří, přednášek a vzdělávacích programů. „Chceme studenty seznamovat s tím, co se ve vodním hospodářství děje, a ukázat jim, že se jedná o perspektivní zajímavý obor, že má smysl a že je důležitý pro společnost.“

Silnou stránkou oboru je podle obou expertů jistota uplatnění - poptávka po absolventech neklesá, protože odborníků je stále nedostatek. A v budoucnu jich bude potřeba ještě víc. „Vodní hospodářství je klíčový sektor a součást kritické infrastruktury. Zkušená generace odchází a mladých specialistů není dost. Voda je klíčovým zdrojem života, ale její dostupnost a kvalita se v důsledku klimatických změn i zásahu člověka dramaticky mění. Jaké výzvy nás čekají a jak se na ně můžeme připravit?

Povodně z přívalových srážek

Povodně z přívalových srážek vznikají nejčastěji následkem rychlého povrchového odtoku způsobeného intenzivním deštěm, který se v členitém terénu rychle koncentruje do říční sítě. Škody způsobené přívalovými srážkami v extravilánu včetně eroze zemědělských ploch a následným transportem sedimentů do zastavěných oblastí jsou považovány za součást povodní z přívalových srážek.

Předpokládaný územní a časový rozsah

Povodně z přívalových srážek jsou způsobené krátkodobými dešti velké intenzity, které zasahují obvykle malá území. Tento typ povodní se může kdekoliv na malých vodních tocích i mimo ně. Katastrofální důsledky mívají zejména na sklonitých vějířovitých povodích. Projevují se velmi rychlým vzestupem hladiny a následně i velmi rychlým poklesem. Kromě vysoké intenzity srážek sehrává velmi důležitou roli schopnost půdního povrchu vsakovat a zadržovat vodu. Velkou roli zde hraje typ vegetačního pokryvu nebo protierozní opatření a také aktuální stav nasycení půdního povrchu po předchozích srážkách.

Katastrofální důsledky přívalových letních povodní byly registrovány zejména na sklonitých podhorských povodích o ploše 5-250 km2 (např. Stěnava, Bělá, Jílovský potok, Dřevnice, Jičínka aj.). Nejdynamičtější průběh a největší ztráty na životech působí tyto povodně obvykle v povodích o velikosti cca 1-20 km2 s dobou koncentrace méně než 1 h.

V minulosti se vyskytly i přívalové povodně velkého plošného rozsahu zasahující území o velikosti stovek až tisíců km2. Nejznámějším historickým případem je povodeň z května 1872 na dolní Berounce, nověji pak povodeň v červnu 2009 v povodí Luhy a Jičínky.

Kritické body a jejich přispívající plochy

Přívalové povodně se mohou vyskytnout v ČR prakticky kdekoli, a to i mimo síť trvalých vodních toků. Proto byly identifikovány tzv. kritické bod, které indikují zastavěná území potenciálně ohrožených soustředěným povrchovým odtokem v důsledku intenzivních srážek. Kritické body jsou průsečíky dráh soustředěného odtoku s hranicemi zastavěných území. Ke každému z nich jsou vymezeny přispívající plochy (povodí s uzávěrovým profilem v kritickém bodu). V roce 2009 bylo identifikováno celkem 9 261 kritických bodu a jejich přispívajících ploch.

Možné příčiny vzniku povodní z přívalových srážek

Některé meteorologické situace jsou mnohem příhodnější pro vznik a vývoj bouřkových procesů. Na území ČR v letní polovině roku pobíhá velký počet bouřkových událostí při západním přenosu vlhkého vzduchu z Atlantiku, případně z východního směru, kdy se kolem středu tlakové níže nad Středozemním mořem dostává do střední Evropy vzduch nasycený vodní parou ze Středomoří nebo z Černého moře.

Rizikovými faktory pro vznik povodně z přívalových srážek jsou:

• intenzita srážek,
• rychlost pohybu bouřek - čím pomalejší pohyb, tím větší riziko,
• řetězový efekt - přechod několika bouřek v těsném sledu přes jedno povodí; tyto bouřky nemusí být extrémně silné,
• synergie pohybu bouřek se směrem odtoku vody v povodí - postupují-li bouřky po směru odtoku vody z povodí, je riziko povodně vyšší než při jejich opačném pohybu,
• výskyt nepropustných a málo propustných povrchů, nebo velké předchozí nasycení území podporující rychlý odtok,
• konfigurace terénu s velkou svažitostí, úzkými říčními údolími.

Možnosti predikce

Možnosti předpovídání přívalových povodní jsou velmi omezené, a to vzhledem k prudké dynamice vývoje konvekční oblačnosti, ze které pocházejí přívalové srážky. I když meteorologické podmínky pro vznik silných přívalových srážek můžeme poměrně úspěšně předpovídat, přesnou lokalizaci výskytu, trvání a intenzitu přívalových srážek a tím i konkrétní ohroženou lokalitu predikovat v podstatě nelze.

Indikátory vzniku a rozvoje

Z hlediska predikce vývoje je důležité sledovat indikátory zveřejňované ČHMÚ:indikátor přívalových povodní - ukazatel je stanovován od dubna do října a reprezentuje odhad aktuální nasycenosti území vodou k 8. hodině místního času. Červené odstíny v mapě, zveřejňované ČHMÚ, představují území s nedostatkem vody, zelené odstíny území s vláhovým přebytkem. Vysoká nasycenost představuje potenciální riziko zvýšeného povrchového odtoku. To je v rámci ukazatele vyjádřeno i hodnotou vypočteného limitního úhrnu srážek o délce trvání 1, 3 a 6 hodin, které mohou v dané situaci vyvolat rychlý a potenciálně nebezpečný odtok z povodí.

Ochrana před povodněmi

Ochranou před povodněmi se rozumí činnosti a opatření k předcházení a zvládnutí povodňového rizika v ohroženém území. Zajišťuje se systematickou prevencí a operativními opatřeními. Primárním cílem ochrany před povodněmi je předcházení a zvládnutí povodňového rizika v ohroženém území. Povodní se rozumí přechodné výrazné zvýšení hladiny vodního toku nebo jiných povrchových vod, při kterém voda zaplavuje území mimo koryto a může způsobit škody, a dále situace, kdy došlo k dočasnému zmenšení průtočnosti koryta (např. ledovou zácpou) a hrozí vznik škod. Přechodné zvětšení a následující pokles průtoků je nazýváno průtokovou vlnou.

Povodně lze rozlišit podle příčiny jejich vzniku na povodně přirozené a zvláštní. Přirozené povodně jsou způsobené přírodními jevy - zimní povodně způsobené ledovými jevy, zimní a jarní povodně způsobené táním sněhové pokrývky, letní povodně způsobené dlouhotrvajícími dešti či lokální přívalové povodně při intenzivních přívalových srážkách. Zvláštní povodně jsou způsobené jevy umělými, zpravidla poruchou vzdouvacího vodního díla, protržením hráze, neřízeným odtokem vody, havárií uzávěrů apod. Zvláštní typ povodní bývá v některých případech spojen s porušením či zanedbáním povinností na úseku technickobezpečnostního dohledu nad vodními díly vlastníkem, uživatelem či správcem vodního díla.

Povodeň začíná vyhlášením druhého nebo třetího stupně povodňové aktivity a končí jejich odvoláním. Povodeň však nemusí být vždy zahájena vyhlášením příslušného SPA, ale může také nastat v případě dosažení směrodatné úrovně (směrodatných limitů) pro některý ze stupňů povodňové aktivity uvedených v povodňovém plánu příslušného územního celku, který upravuje také podrobnosti vyhlašování a odvolávání stavu pohotovosti (2. SPA) a stavu ohrožení (3. SPA).

Stanovení záplavových území a jejich aktivních zón

Záplavová území jsou administrativně určená území, která mohou být při výskytu přirozené povodně zaplavena vodou. Rozsah záplavového území navrhuje správce dotčeného vodního toku pro průtoky, které se vyskytují při přirozené povodni s periodicitou 5, 20 a 100 let a stanovuje je vodoprávní úřad. Vodoprávní úřad má dále povinnost vymezit na návrh správce vodního toku (v zastavěných územích obcí a v územích určených k zástavbě podle územních plánů a rovněž podle potřeby v dalších územích) aktivní zónu záplavového území podle nebezpečnosti povodňových průtoků. Jedná se o území, ve kterém se při povodni soustředí rozhodující množství povodňového průtoku, tedy území z hlediska případné povodně nejzranitelnější.

Záplavové území a jeho aktivní zóny musí být od 1. 8. 2010 stanoveny formou opatření obecné povahy. V případě změny nebo zrušení dosavadního záplavového území stanoveného podle dosavadních právních předpisů je nutné záplavové území nově stanovit postupem podle § 66 odst. 7 VODZ v platném znění.

Omezení v záplavových územích

V aktivní zóně záplavových území nesmí být umísťovány, povolovány ani prováděny stavby, s výjimkou staveb v tomto ustanovení taxativně uvedených, a to za podmínky, že budou u těchto staveb současně provedena taková opatření, která minimalizují jejich vliv na povodňové průtoky. Tato opatření je třeba vyjasnit v rámci stavebního řízení. Nadto by měl být pro tuto stavbu zpracován povodňový plán, který zabezpečí provedení všech opatření při nebezpečí a vzniku povodňové situace tak, aby nedošlo k ohrožení osob, k poškození vlastní stavby, souvisejících zařízení ani životního prostředí.

Ustanovení § 67 odst. 2 VODZ uvádí taxativní výčet činností, jejichž provádění je v aktivní zóně zakázáno. Jedná se o těžbu nerostů a zeminy způsobem zhoršujícím odtok povrchových vod, provádění terénních úprav zhoršujících odtok povrchových vod, skladování odplavitelného materiálu, látek a předmětů, zřizování oplocení, živých plotů a jiných podobných překážek, zřizování táborů, kempů a jiných dočasných ubytovacích zařízení. Dodržování těchto zákazů je zjišťováno především prostřednictvím preventivních povodňových prohlídek.

Mimo vymezenou aktivní zónu v záplavovém území může vodoprávní úřad stanovit opatřením obecné povahy další omezující podmínky (z důvodu ochrany před povodněmi, ochrany vod před znečištěním, např. zákaz skladování odplavitelného materiálu apod.). Typickým příkladem může být uložení povinnosti stavebníkům zpracovat povodňový plán.

tags: #povodně #z #hlediska #ekologie

Oblíbené příspěvky:

• Gufera ventilů a emise u Octavie
• Historie evropských ekologických stran
• Příroda Severní Afriky
• Výhody kompostování
• Jak funguje recyklace baterií?