Ochrana půdy p. a vody v oblasti Kraje Vysočina. Ing. Jiří Hladík, Ph.D.

Transkript

1 Ochrana půdy p a vody v oblasti Kraje Vysočina. Ing. Jiří Hladík, Ph.D.

2 Základní charakteristika oblasti Převládající horninový základ z je kraystalinikum granity a případnp padně usazeniny na nich Z půd p d se jedná převážně o hnědé půdy, kambizemě, stagnogleje a gleje Nadmořsk ská výška od 500 m.n.m. Vyšší roční úhrn srážek nad 600 mm

3 Definice ochrany půdy p a vody Ochrana půdy p před p degradací -Opatření proti větrnv trné a vodní erozi ( zejména liniová vegetace) zatravnění a zalesnění degradovaných půdp Ochrana proti extrémn mním m meteorologickým situacím: -Opatření ke zvýšen ení retence vody v krajině (suché a retenční nádrže, mokřady, revitalizace vodních toků,, vyšší zastoupení trvalé vegetace v krajině) Ochrana vodních systémů ochranné zóny podél l vodotečí a vodních ploch ochrana přirozených p zdrojů akumulace vod Ochrana proti destrukci ekologické stability krajiny: posilování diverzity (plošné a druhové)v krajině využívání autochtonní vegetace při p i navrhování ochranných opatřen ení omezování monokulturních systémů hospodařen ení na půděp

4 Výchozí předpoklady Půda je v zásadě neobnovitelným zdrojem Její degradace může být rychlá, procesy jejího vytváření a regenerace jsou extrémně pomalé Velmi dynamický systém Plní mnoho funkcí nezbytných pro lidskou činnost a pro přežití ekosystémů

5 Funkce půdyp Produkce potravin a jiné biomasy Environmentální interakce: skladování, filtrace, a transformace Biologické oživení a genetická reserva Zdroj surovin Fyzikální a kulturní dědictví pro lidi a lidské činnosti, archiv geologického a archeologického dědictví Základ pro člověkem vytvořené konstrukce, stavby, dálnice Zásobárna uhlíku

6 Vliv lidské činnosti na půdu Difúzní znečištěné pevnými částicemi Persistentní sloučeniny Kyseliny Pesticidy & herbicidy Hnůj a hnojiva Těžké kovy Čistírenské kaly Těžba štěrku Zakrytí půdy Blokování funkcí půdy důležitých pro ekologii krajiny Postupné mizení farem Postupná destrukce půdy Snižování půdní úrodnosti Eroze půdy Rozklad humusu Změny struktury půdy Snížení úrodnosti půd Zhutnění zasolení Acidifikace Akumulace/ kontaminace Kontaminace půd a podzemních vod aplikovanými chemikáliemi a atmosférickými spady Změny ve složení půd Uvolnění toxických sloučenin Destrukce půdy Destrukce půdy Nepříznivý dopad na organizmy žijící v půdě

7 Ohrožen ení půdy eroze kontaminace ztráta organické hmoty ztráta biodiversity utužení a zhoršení fyzikálních vlastností zasolení záplavy a sesuvy půdy nepropustné zakrytí povrchu (sealing)

8 EROZE - rozrušov ování půdního povrchu, transport a sedimentace uvolněných ných půdnp dních částic působením m vody, větru, v ledu apod.

9 Jedním m z nejvýznamnější ších projevů degradace půdy p ve světov tovém m i tuzemském m měřm ěřítku je eroze půdy. p Fyzikální degradace 4% Chemická degradace 12% Větrnou erozí 28% Vodní erozí 56% Protierozní opatřen ení jsou součást stí oboru meliorací s úzkou vazbou na pozemkové úpravy a hrazení bystřin in.

10

11

12

13

14

15

16

17

18 EROZE zhoršuje fyzikáln lní,, chemické a biologické vlastnosti půdy p tím, t že: snižuje mocnost ornice

19 zvyšuje štěrkovitost způsobuje ztráty ty živin, humusu, osiva, sadby poškozuje pěstovanp stované plodiny zhoršuje pohyb strojů

20 Základní příčiny eroze výskyt vydatných a intenzivních přívalových dešťů (v případp padě větrné eroze silných výsušných větrv trů) nedostatečná ochrana půdy p vegetací (zejména při i pěstovp stování širokořádkových plodin okopaninového charakteru)

21

22

23

24 Příčiny podporující degradaci půdy erozí vytvářen ení příliš velkých oraných půdnp dních celků a používání (konvenčních) pěstebnp stebních technologii a strojů na pozemcích ch ohrožených erozí

25 snížen ení vsaku vody do půdy rušen ení hydrografických prvků v krajině nezpevněná koryta (břehy) toků nedostatečná ochrana půdy na staveništích, skládk dkách apod.

26 Univerzáln lní rovnice pro výpočet dlouhodobé průměrn rné ztráty ty půdy p vodní erozí Eroze je funkcí erozivity a erodibility G R. K. L. S. C. P [t t. ha - 1. rok - 1 ] R faktor erozní účinnosti deště,, závisz visí na četnosti výskytu, úhrnu, intenzitě a kinetické energii přívalových p dešťů ťů,, způsobuj sobujících ch povrchový odtok K faktor erodovatelnosti půdy,, závisz visí na textuře e a struktuře e ornice, obsahu organické hmoty a propustnosti půdyp L faktor délky d svahu,, vyjádřen v poměru k délce d standardního pozemku 22,13 m S faktor sklonu svahu,, vyjádřen v poměru ke sklonu standardního pozemku 9 % C faktor ochranného ho vlivu vegetace,, vyjádřen v poměru k úhoru bez vegetace P faktor účinnosti protierozních opatřen ení,, vyjádřen v poměru k situaci bez PEO

27

28

29

30

31

32

33

34 Protierozní opatřen ení organizačního charakteru pozemkové úpravy a cestní síť trvalé zatravnění a zalesnění protierozní rozmíst stění plodin

35

36

37 CHARAKTERISTIKA OCHRANNÉHO HO OBDĚLÁVÁNÍ agrotechnická opatřen ení udržuje uje > 30 % rostlinných zbytků na povrchu půdy p (nastýlka, mulč) zmenšuje počet operací při i obdělávání půdy (energetická úspora) místo orby se kypří (půda se neřeže, e, ale drobí) podmíněné k tomu účelu použitelnými stroji (kypřiče, bezorebné secí stroje)

38 mulčování

39 Technická protierozní opatřen ení Terénn nní urovnávky vky Terasy a terasové dílce Vrstevnicové meze Příkopy - záchytné,, sběrn rné,, svodné,, cestní Průlehy průto točné,, akumulační, zatravněné, obdělavateln lavatelné Ochranné hrázky Protierozní nádrže Asanace strží Hrazení bystřin

40 Terasy vhodné především m pro zpřístupn stupnění a obdělávání velmi svažitých terénů

41 Meze - význam mají jen vrstevnicové meze - ale ani ty nezachycují povrchový odtok a smytou zeminu

42 Příkopy - slouží ke stálému odvádění povrchové vody - vyžaduj adují dobré opevnění a údržbu, propustky jsou častou příčinou zablokování odtoku

43 Průlehy - široce otevřen ené,, velmi vhodné k odvádění náhlých povrchových odtoků z přívalových p dešťů - snadná údržba a přejezdnost - mohou být zatravněné i obdělavateln lavatelné

44 Zachovalá zatravněná údolnice, resp. svodný průleh

45 katastráln lní území Dubá Obr. 1: PřehlednP ehledná situace Stručný popis: m n. m. - mírně členitý terén - předvartérní podloží: křemenné pískovce (mezozoikum) - kvartérní pokryv: sprašová hlína (pleistocén) - půdní typy: KAm na křemenném pískovci LUm, HNm na sprašové hlíně

46 Smytá půda a Koluvizem Obr. 2: Vývoj od původního stavu k novému

47 Koluvizem Obr. 3: Vývoj od pů původní vodního stavu k nové novému

48

49 EXPERIMENTÁLN LNÍ ÚZEMÍ Vodárenská nádrž Hubenov povodí na Českomoravské vrchovině s dlouhou řadou měření sedimentů a kvality vody (Povodí Moravy), s realizovanými protierozními a retenčními opatřeními v rámci KPÚ, 2. Kopaninský potok experimentální povodí VÚMOP na Českomoravské vrchovině, sledování účinků extrémních srážkoodtokových situací

50 Potenciální ohroženost vodní erozí v povodí VN Hubenov půdy nejohroženější půdy silně ohrožené půdy ohrožené Návrh ochranných pásem p a zón z n ochrany VNHubenov 1.st.diferencované ochrany vod 2.st.diferencované ochrany vod 3.st.diferencované ochrany vod

51 Návrhy a realizace ochranných opatření prostřednictvím společných zařízení v pozemkových úpravách Komplexní pozemkové úpravy v povodí VN Hubenov proběhly v katastrech obcí Boršov, Mirošov, Dušejov, Milíčov a Hojkov (dílčí povodí Jedlovského přivaděče) Ježená a Zbilidy (dílčí povodí Maršovského potoka), Hubenov, Dvorce (nádrž). Na základě návrhů v plánech společných zařízení bylo v povodí VN Hubenov v pozemkových úpravách realizováno více než m2 protierozních mezí s doprovodnou liniovou vegetací, 40 ha ochranného zatravnění a ochranných zasakovacích pásů a zhruba 247 ha na kterých bylo vyloučeno pěstování erozně rizikových plodin. Dále byly navrženy výstavby a rekonstrukce rybníků, z nichž v katastru obce Hubenov byly realizovány 3 rybníky o celkové ploše ha, v obci Ježená byl rekonstruován rybník o ploše 0,76 ha a v katastru Mirošov rybník Kačín. Rekognoskace proběhly v letech 2005 a 2006

52 K.ú. HUBENOV Opatření ochrany půdy a vody realizovaná v rámci KPÚ zatravnění protierozní mez retenční nádrž

53 K.ú. JEŽENÁ Opatření ochrany půdy a vody realizovaná v rámci KPÚ zatravnění protierozní mez retenční nádrž

54 K.ú. DUŠEJOV Opatření ochrany půdy a vody realizovaná v rámci KPÚ zatravnění protierozní mez retenční nádrž

55 K.ú. MIROŠOV Opatření ochrany půdy a vody realizovaná v rámci KPÚ zatravnění protierozní mez retenční nádrž

56 Plocha povodí k B1: 713 ha Orná půda: 308 ha TTP: 89 ha Les: 280 ha Povodí Kopaninského potoka Legenda B1 Nejsilněji infiltračně zranitelné oblasti Profily Odtok. linie s překročením limitu smyvu G Rozvodnice, vodní toky Orná půda Les Trvalé travní porosty Ostatní

57 Studie ochrany půdy a vody PLOŠNÁ VODNÍ EROZE Analýza: -metodika Janeček a kol., 2005, RUSLE - 26% orné půdy je silně ohroženo vodní erozí LEGENDA Opatření: návrh na zatravnění 58 ha, návrh 2 poldrů rozvodnice, vodní toky orná půda TTP stávající les ostatní B1 profily

58 Modelová účinnost opatřen ení Maximální průtoky a transport splavenin (ERCN) Charakteristika Současný stav Q 100 (m3/s) 14,03 12,69 G (t) Návrh opatřen ení Zatravnění a vyloučení pěstování erozně nebezpečných plodin na vybraných svazích povodí Kopaninského potoka by podle modelového výpočtu ERCN mohlo snížit maximální 100letý průtok o 10% a objem transportu splavenin o 27%. Škody vyvolané přívalovou srážkou v květnu 2005, která dosáhla přibližně úrovně stoleté vody

59 Sledování účinků extrémn mních srážko ko- odtokových situací Měření průtok toků UZV sondou Sledování úhrnů a intenzity srážek Automatický odběr vzorků vody při stoupající povodňové vlně do vzorkovače Analýza vody na obsah nerozpustných látek Sledování odnosu půdy a transportu sedimentu na svazích

60 Následky přívalovp valové srážky v květnu 2005 v povodí Kopaninského potoka Za 9 h spadlo 90 mm srážek (= stoletá voda) Kulminační průtoky v uzávěru povodí 8500 l/s Erodované dno potoka, zanesený vzorkovač Plošná a rýhová eroze na orné půdě

61 Následky přívalovp valové srážky v květnu 2005 Erozí byla nejvíce postižena lokalita u Rybníčku Svah 600 m dlouhý, svažitost 5, 5, odtokové povodí 5,37 ha, plodina brambory, řádky přiblip ibližně kopírovaly vrstevnice Voda z extrémn mní srážky nestihla vsakovat, hromadila se v řádcích, ch, které se pak protrhly, vznikaly rýhy, které se dolů svahem soustřeďovaly ovaly aža vytvořily cca 1 m širokou a 0,5 m hlubokou strž

62 Následky přívalovp valové srážky v květnu 2005 Erozní rýha po 4 měsících Oderodovaná půda částečně sedimentovala na louce pod svahem, menší část protekla aža do potoka V úpatní části svahu sedimentovalo 187 t zeminy Do toku vniklo dle modelových výpočtů 47 t zeminy a tato hodnota koresponduje s měřm ěřeními transportu plavenin v toku (nerozp( nerozp.. látky l 285 g/l) Množstv ství odnesené půdy vztažen ené k ploše mikropovodí je 44 t/ha Při i extrémn mní srážce můžm ůže e být eroze několikanásobně vyšší než roční přípustné limity Svah by bylo vhodné přerušit zasakovacími průlehy potřeba zahájen jení KPÚ Erozní náplav na louce

63 Kopaninský potok - závěry V povodí dochází k extrémn mním srážko ko-odtokovým odtokovým jevům m (průtok nad 100 l/s) několikrn kolikrát t do roka, zejména v květnu aža červu a dále d v září. z. Povodí je erozně silně zranitelné,, s častými záplavami. Neprobíhaj hají zde KPÚ. Nerealizovaný návrh pásového zatravnění na erodovaném svahu Zpracovaný návrh n protierozní a protipovodňov ové ochrany nebyl dosud realizován. Hospodařící subjekt nemá zájem provést ani dočasn asné zatravnění erodovaných svahů z důvodu d nerentabilnosti a potřeby produkce plodin jako obilí, řepka a kukuřice. Výsledky měřm ěření v erozně silně ohrožen ené lokalitě u profilu B3 (viz obrázek výše) dokumentují špatnou účinnost kukuřice a řídkého porostu jařiny vzhledem k smyvu půdy p vodní erozí. Z výzkumu účinnosti opatřen ení ochrany půdy p a vody vyplynulo, že e tato opatřen ení je nutné správn vně dimenzovat a směř ěřovat na nejrizikovější lokality v celém m zájmovz jmovém m prostoru od zdrojových oblastí až k uzávěru povodí. KPÚ jsou klíčovým nástrojem n prosazení opatřen ení ochrany půdy p a vody.

64 Návrh PP a PEO Návrh a realizace konkrétn tních opatřen ení vždy závisí na mnoha faktorech a opatřen ení většinou nejsou navrhována oddělen leně,, ale v komplexu více v prvků.. Roli hrají reliéfní a klimatick tické poměry, způsob hospodařen ení na zemědělsk lské půdě,, výměra volné půdy pro realizaci (obecní nebo státn tní půda) i ochota vlastníků podílet se výměrou na vybudování těchto opatřen ení a dodržovat ovat ochranný režim na orné půdě. Další ším m problémem je stanovení kriterií optimality.. V územích vyžaduj adujících ch speciáln lní opatřen ení (povodí vodních zdrojů,, CHKO, záplavové oblasti apod.) budou uplatňov ovány různé požadavky na opt. řešení,, někdy n i protikladné. Řešením m můžm ůže e být optimalizační modelování

65 Závěr VH opatřen ení: + nejúčinn innější, - nejnákladn kladnější PEO: + vliv se zesiluje se snižuj ující se průměrnou rnou dobou opakování příčinné srážky, příznivý p vliv na hydrol.. bilanci a ekol.. rovnováhu, zamezení transportu splavenin do nižší ších částí povodí. - Omezují hospodařen ení na or.. půděp V rámci r rozhodovacího procesu při p i hledání opt. řešení lze použít optimalizační modelování a pomocí stanovených kriterií a jejich váhy v podle požadavk adavků účastníků řízení (stát obec hospodář krajinář) ) najít t nejvhodnější poměr r vodohospodářských ských a protierozních opatřen ení v povodí.

66 Děkuji za pozornost Ing. Jiří Hladík,