METODIKA STANOVENÍ REŽIMŮ PODZEMNÍCH VOD PRO JEDNOTLIVÉ HYDROGEOLOGICKÉ RAJONY/ /ÚTVARY PODZEMNÍCH VOD V ČR

Transkript

1 Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. Oddělení ochrany podzemních vod Ing. Marie Kozlová RNDr. Hana Prchalová METODIKA STANOVENÍ REŽIMŮ PODZEMNÍCH VOD PRO JEDNOTLIVÉ HYDROGEOLOGICKÉ RAJONY/ /ÚTVARY PODZEMNÍCH VOD V ČR VaV SP/Ze1/153/07 Zákonitosti interakce systému voda-hornina-krajina a jejich využití při ochraně podzemních vod v České republice Praha, listopad 2011

2 Název a sídlo organizace: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. Podbabská 30, Praha 6 Ředitel: Mgr. Mark Rieder Zadavatel: Česká geologická služba Klárov 3/131, Praha 1 Zástupce zadavatele: RNDr. Renáta Kadlecová Zahájení a ukončení úkolu: projekt MŽP VaV SP/2e1/153/07 Místo uložení zprávy: SVTI VÚV TGM, v.v.i. Náměstek ředitele pro výzkumnou a odbornou činnost: Ing. Petr Bouška, Ph.D. Vedoucí odboru: Ing. Anna Hrabánková Hlavní řešitel: Ing. Marie Kozlová Spoluřešitelé: RNDr. Hana Prchalová Mgr. Anna Lamačová (ČHMÚ) Mgr. Dagmar Pavlíková (ČHMÚ) RNDr. Eva Novotná

3 Seznam použitých zkratek ČHMÚ ČR EU GWB GWD ID Český hydrometeorologický ústav Česká republika Evropská unie Groundwater Body or group of bodies of groundwater útvar podzemních vod nebo skupina útvarů podzemních vod Groundwater Directive Směrnice 2006/118/ES o ochraně podzemních vod před znečištěním a zhoršováním stavu identifikátor 3

4 Obsah SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ÚVOD Cíle a využití metodiky POŽADAVKY NA HODNOCENÍ REŽIMU HLADIN PODZEMNÍCH VOD V ČESKÉ REPUBLICE Národní požadavky na hodnocení režimu hladin podzemních vod Evropské požadavky na hodnocení režimu hladin podzemních vod POSTUPY PRO KAŽDOROČNÍ HODNOCENÍ REŽIMU PODZEMNÍCH VOD POUŽÍVANÉ V ČESKÉ REPUBLICE HODNOCENÍ REŽIMŮ HLADIN VE FRANCII NÁVRH POSTUPU HODNOCENÍ REŽIMŮ HLADIN Příprava a kontrola dat Identifikace objektu Kontrola měřených hodnot a jejich příprava pro jednotlivé analýzy Četnost měření Chybějící data Reprezentativnost objektů Hodnocení režimu hladin na úrovni jednotlivých objektů Krátkodobé charakteristiky režimu hladin podzemní vody Měsíční charakteristiky režimu hladin podzemní vody Roční charakteristiky režimu hladin podzemní vody Dlouhodobé charakteristiky režimu hladin podzemní vody Porovnání krátkodobých charakteristik s dlouhodobými hodnotami Porovnání měsíčních charakteristik Porovnání ročních charakteristik Hodnocení režimu hladin na úrovni hydrogeologických rajonů či útvarů podzemních vod Agregace výsledků pro celé hydrogeologické struktury Agregace výsledků měsíčního režimu hladin pro jednotlivé objekty Agregace ročních výsledků režimu hladin z jednotlivých objektů na útvar podzemních vod Agregace výsledků režimu hladin z měsíčních a ročních porovnání na útvar podzemních vod Hodnocení režimu hladin zjednodušeným postupem pro časové řady kratší než 8 let

5 5.4.1 Metoda porovnání průměrů APLIKACE METODIKY V PILOTNÍM ÚTVARU PODZEMNÍCH VOD Hodnocení objektu VZ Hodnocení objektu VZ Hodnocení objektu VZ Hodnocení objektu VZ Hodnocení objektu VZ Hodnocení útvaru Podorlická křída v povodí Orlice ZÁVĚRY A DOPORUČENÍ...75 SEZNAM LITERATURY

6 1 Úvod 1.1 Cíle a využití metodiky Hlavním cílem metodiky je návrh postupu pro vyhodnocení režimů podzemní vody jako podpůrného ukazatele kvantitativního stavu útvarů podzemních vod. Z tohoto důvodu je metodika zaměřena zejména na hlubší struktury, kde může docházet k přečerpávání vod. V takovém případě metodika indikuje tzv. nedostatek vody, který sice může, ale nutně nemusí být ovlivněn hydrologickým suchem, ale vždy k tomu přispívá antropogenní činnost převážně odběry podzemních vod. Pro ostatní typy struktur lze metodiku použít hlavně pro indikaci hydrologického sucha. Cílem metodiky však není stanovit podíl antropogenní činnosti a podíl hydrologického sucha, k tomu jsou nutné další podrobnější analýzy detailní zjišťování množství odebrané vody, vývoj srážek, případně změny při infiltraci vod. Výstupy metodiky lze použít jednak na pravidelné vyhodnocování výsledků sledování; průběžné hodnocení režimů hladin, případně vydatností podzemních vod; ověřování výsledků hodnocení kvantitativního stavu útvarů podzemních vod a jako základní podklad pro zjišťování příčin krátkodobého či střednědobého zaklesávání hladin. Metodika je primárně určena pro Český hydrometeorologický ústav, ale může být využívána i dalšími odbornými subjekty podniky Povodí, VÚV T.G.M, v.v.i. a dalšími subjekty zabývajícími se vodní bilancí, plány oblastí povodí či rozhodovací činností. Metodika se zaměřuje na tyto aspekty: popis a zatřídění sledovaných objektů (vrtů a pramenů); nároky na pořizovaná data; krátkodobé charakteristiky režimu hladin podzemních vod (měsíční a roční) v jednotlivých objektech; dlouhodobé charakteristiky režimu hladin podzemních vod (víceleté) v jednotlivých objektech; porovnání krátkodobých charakteristik s dlouhodobými hodnotami v rámci jednotlivých objektů; krátkodobý režim hladin podzemních vod měsíční a roční charakteristiky hydrogeologických struktur; dlouhodobý režim hladin podzemních vod víceleté charakteristiky hydrogeologických struktur; porovnání krátkodobých charakteristik s dlouhodobými hodnotami v rámci celých hydrogeologických struktur; postupy vyhodnocení režimů podzemní vody pro jednotlivé objekty podzemních vod; využití výsledků jako ukazatele kvantitativního stavu útvarů podzemních vod. Navržené postupy byly na závěr aplikovány a ověřeny v útvaru podzemních vod Podorlická křída v povodí Orlice. 6

7 2 Požadavky na hodnocení režimu hladin podzemních vod v České republice Režimy hladin podzemních vod jsou cenným ukazatelem zásob podzemní vody v jednotlivých zvodních, který v případě dodržení podmínky neovlivněnosti sledovacího objektu (vrtu, příp. pramene) lidskou činností (tedy zejména odběry), může sloužit jako indikátor hydrologického sucha a též má přímou vazbu na jakost podzemní vody samotné. Kromě toho režim hladin ovlivňuje jakost i kvantitu povrchové vody, která je těmito podzemními vodami dotována, případně i stav na podzemní vodě závislých terestrických ekosystémů. Další nezbytnou podmínkou pro využití objektů k hodnocení režimů hladin je jejich reprezentativnost v rámci hydrogeologické struktury i případného návazného receptoru. Hydrologické sucho se v závislosti na charakteru oběhu podzemní vody může projevovat jako aktuální dočasná situace, vyžadující např. provizorní omezení odběrů z dané zvodně, nebo jako dlouhodobý problém, kvůli kterému se musí uzpůsobit celkové užívání podzemních vod a mělo by tak dojít k omezení vydaných povolení k odběrům podzemní vody. Aby bylo možné tyto dva aspekty od sebe odlišit, je třeba dále režim hladin posuzovat v souvislosti se srážkovou situací, dobou doběhu podzemní vody do zvodně, evapotranspirací apod. Hodnocení režimu hladin podzemních vod je nezbytnou součástí hydrologické bilance, pravidelně zpracovávané Českým hydrometeorologickým ústavem (ČHMÚ) pro jednotlivé hydrogeologické rajony, a kromě toho je také na evropské úrovni vyžadováno pro posouzení kvantitativního stavu útvarů podzemních vod. 2.1 Národní požadavky na hodnocení režimu hladin podzemních vod Zákon 254/2001 Sb. o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) v platném znění říká, že hydrologická bilance porovnává přírůstky a úbytky vody a změny vodních zásob povodí, území nebo vodního útvaru za daný časový interval. Prováděcí předpis zákona o vodách, vyhláška 431/2001 Sb., o obsahu vodní bilance, způsobu jejího sestavení a o údajích pro vodní bilanci, pak upřesňuje, že vyhodnocení změn vodních zásob v povodí, v hydrogeologickém rajonu, v území nebo ve vodním útvaru má být provedeno z hlediska množství i jakosti vody tak, aby charakterizovalo prostorové a časové rozdělení oběhu vody v přírodním prostředí. Za provádění hydrologické bilance zodpovídá ČHMÚ. Hydrologická bilance slouží jako podklad pro zpracování vodohospodářské bilance správcům povodí a taktéž jako podklad pro souhrnnou vodní bilanci sestavovanou Výzkumným ústavem vodohospodářským T. G. Masaryka, v.v.i. Všechny tyto výstupy by měly sloužit i příslušným vodoprávním úřadům k optimálnímu nastavení povolených odběrů podzemní vody, které umožní maximální využití dynamických zásob podzemní vody, aniž by došlo k nevratnému přečerpání kolektorů a také k nepřijatelnému zhoršování jakosti podzemních i povrchových vod. Podle 3 odstavce (2) vyhlášky 431/2001 Sb. se do přírůstků vody zahrnují jednak atmosférické srážky a dále přítoky povrchové i podzemní vody nebo přítoky umělého charakteru, které pocházejí z jiného povodí. Mezi úbytky vody spadá zejména evaporace a dále odtok vody z povodí. Podkladem pro sestavení hydrologické bilance množství vody jsou mj. údaje o atmosférických srážkách a evaporaci, sledované hladiny podzemních vod či vydatnosti pramenů ve státní monitorovací síti a údaje o odběrech či vypouštění. 7

8 Hydrologická bilance množství vody se provádí jednou ročně jako hodnocení minulého hydrologického roku, a je postavená na měsíčních výpočtech, s kontrolou dlouhodobého vývoje jednou za tři roky. Mezi výstupy hydrologické bilance množství vody přímo souvisejícími s režimem hladin podzemních vod patří hodnoty atmosférických srážek v oblastech povodí, údaje o celkovém a základním odtoku a o změnách zásob podzemní vody. Hydrologická bilance jakosti vody je postavena na údajích o jakosti povrchové a podzemní vody v monitorovací síti a na sledovaných množstvích vody (průtocích ve vodních tocích, hladinách podzemní vody či vydatnosti pramenů). Na rozdíl od hydrologické bilance množství vody se řeší v rámci kalendářního roku. Ke kontrole dlouhodobého vývoje se má přistupovat opět jednou za tři roky. Hodnocení množství podzemních vod pro potřeby vodohospodářské bilance porovnává skutečné nebo povolené odběry podzemních vod se zdroji podzemních vod v rámci jednotlivých hydrogeologických rajonů a kalendářních let. Sleduje se jak průběh minulého kalendářního roku včetně hodnocení současného stavu (v měsíčních intervalech), tak předpokládaný výhledový stav významných rajonů na základě odhadovaných (plánovaných) odběrů, prováděný jednou za šest let. Podrobnosti pro sestavení vodohospodářské bilance řeší Metodický pokyn pro sestavení vodohospodářské bilance oblasti povodí (k ustanovením 5,6,7,8 a 9 vyhlášky č. 431/2001 Sb., o obsahu vodní bilance, způsobu jejího sestavení a o údajích pro vodní bilanci) č / Evropské požadavky na hodnocení režimu hladin podzemních vod Požadavky Evropské unie (EU) na hodnocení kvantitativního stavu útvaru podzemních vod předkládá především tzv. rámcová směrnice o vodě (Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze dne 23. října 2000, kterou se stanoví rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky v platném znění). V příloze V této směrnice se uvádí, že pro klasifikaci kvantitativního stavu útvaru podzemních vod má být jako ukazatel použitá úroveň hladiny podzemní vody. Aby byl stav považován za dobrý, musí být úroveň hladiny taková, že dlouhodobé průměrné roční odebírané množství nepřevyšuje dosažitelnou kapacitu zdroje podzemní vody. Zároveň antropogenní vlivy na hladinu podzemní vody nesmí vést k nedosažení dobrého chemického a ekologického stavu navazujících útvarů povrchových vod ani k poškození na podzemních vodách závislých chráněných terestrických ekosystémů. V neposlední řadě nesmí antropogenní ovlivňování hladin podzemní vody vést k významnému zhoršení stavu těchto vod, což znamená především, že snížené množství podzemní vody nesmí zapříčinit vzestup koncentrace znečišťujících látek. Za nevyhovující kvantitativní stav není považováno dočasné místní snížení či kolísání hladiny, které nevede ke změně proudění podzemních vod, ani ke vnosům nežádoucích látek do podzemní vody. Podle směrného dokumentu č. 18 o hodnocení stavu podzemních vod a trendů (Guidance Document No. 18: GUIDANCE ON GROUNDWATER STATUS AND TREND ASSESSMENT) je členským zemím doporučen následující postup pro hodnocení vodní bilance (viz obr. 2.1), jakožto základní součásti hodnocení kvantitativního stavu útvarů podzemních vod. Kromě testu vodní bilance mají být prováděny také testy pro navazující vodní a terestrické ekosystémy a test na zasolování a příp. další intruze (v podmínkách ČR není relevantní). 8

9 Obr. 2.1 Doporučený postup pro hodnocení vodní bilance v rámci hodnocení kvantitativního stavu útvarů podzemních vod Zdroj: Guidance Document No. 18,

10 Postup obsahuje tyto kroky: 1) posouzení, zda hladiny podzemních vod indikují dlouhodobý pokles v souvislosti s odběry podzemní vody tak, že dostupné zdroje jsou přesaženy dlouhodobým průměrnými ročními odběry. Pokud ano, je kvantitativní stav rovnou klasifikován jako nevyhovující, pokud ne, mají být provedeny ještě následující analýzy: a) výpočet či odhad dlouhodobého doplňování do podzemních vod; b) výpočet či odhad ročních odběrů podzemní vody; c) odhad ročního průměrného množství (dlouhodobých ekologických nároků na dotaci z podzemních vod), kterým podzemní vody přispívají navazujícím vodním a suchozemským ekosystémům; d) výpočet dostupných zdrojů podzemní vody jako rozdíl dlouhodobého ročního doplňování podzemní vody a dlouhodobých ekologických nároků navazujících ekosystémů na dotaci z podzemních vod; 2) konečné posouzení, zda dostupné zdroje podzemní vody převyšují dlouhodobé průměrné roční odběry podzemní vody. Příloha 2 směrného dokumentu rozebírá v obecnější rovině užití monitoringu úrovně hladin podzemní vody pro hodnocení stavu. Příloha upozorňuje na to, že samotné užití režimu hladin nevede ke spolehlivým výsledkům. Dále uvádí, že proudění podzemní vody, které by mohlo být jedním z významných ukazatelů kvantitativního stavu podzemních vod, nelze v praxi využít především z důvodu, že je možné jej určit pouze nepřímými metodami. Navíc je zřejmé, že výpočty proudění podzemní vody vyžadují poměrně obsáhlá data a měření a nelze je tedy aplikovat plošně. V příloze 2 je k tématu testování vodní bilance uvedeno, že dlouhodobý setrvalý pokles hladin podzemní vody potvrzuje přečerpávání struktury, kdy se zásoby nestíhají doplňovat ze srážek a příp. přítoků podzemní vody z okolních struktur. Nutnost potvrzení, že se tak neděje v závislosti na přetrvávajícím hydrologickém suchu, tedy přirozeným způsobem a nikoliv zaviněním lidí, zde ovšem není ani zmíněna. Příloha dále upozorňuje, že dlouhodobá stabilní hladina nutně nemusí znamenat, že se jedná o útvar podzemní vody v dobrém kvantitativním stavu, neboť hladina může být udržována díky dotacím z útvarů povrchové vody v hydraulické spojitosti s podzemní vodou, které tak mohou být samy v nevyhovujícím ekologickém stavu, což by se zpětně mělo promítnout do výsledku hodnocení útvaru podzemní vody. Příloha 2 též připouští, že ve zvláštních případech (např. v krasu či v kolektorech s nízkou propustností) nemusí monitorovací objekty vykazovat piezometrickou hladinu reflektující skutečný stav útvaru a pro tyto případy se doporučuje využít jiné ukazatele kvantitativního stavu (základní odtok, vydatnost pramenů atd.). Obecně příloha doporučuje využívat úrovně hladiny podzemních vod jako ukazatele kvantitativního stavu podzemních vod především na základě jejího dlouhodobého vývoje. Hladiny mají potvrdit předpokládané chování útvaru (v rámci vypracovaného konceptuálního modelu) a mohou tak reflektovat kvantitativní stav. Nekonzistentní výsledky by pak měly být důvodem pro nové přezkoumání charakteru útvaru podzemní vody. Vzhledem k datům celoplošně dostupným v době zpracování prvních plánů oblastí povodí bylo pro účely hodnocení kvantitativního stavu útvarů podzemních vod v ČR použito v rámci prvního šestiletého plánovacího cyklu (tj. do roku 2015) pouze bilanční porovnání odběrů s přírodními zdroji podzemních vod. To znamená, že hodnocení hladin zde zcela chybělo. Vazba kvantitativního stavu útvarů podzemních vod na stav útvarů povrchových vod 10

11 zde prakticky také nebyla hodnocena, opět z důvodu nedostatečných znalostí a podkladů dostupných v rámci celé ČR. Nároky chráněných terestrických ekosystémů byly posuzovány pouze v konkrétních případech a to zcela individuálně na základě odborného odhadu. 11

12 3 Postupy pro každoroční hodnocení režimu podzemních vod používané v České republice ČHMÚ tradičně hodnotí aktuální režim podzemních vod a to za pomoci dlouhodobých měsíčních křivek překročení (DMKP) za období , kdy je hodnota výšky hladiny ve vrtu nebo vydatnosti pramene přiřazena ke konkrétnímu intervalu pravděpodobnosti překročení (PP) na DMKP podle následujícího schématu: Tab. 3.1 Zařazení stavů hladin a vydatnosti pramenů na dlouhodobé měsíční křivce překročení (PP) nad 85 % % % % pod 15 % Index kategorie velmi nízká snížená okolo normálu zvýšená velmi vysoká Zdroj: Výsledné kategorie pak ČHMÚ vizualizuje na svých webových stránkách: Obr. 3.1 Mapy zařazení stavů hladin a vydatnosti pramenů na dlouhodobé měsíční křivce překročení Zdroj: Kromě toho ČHMÚ z hlediska aktuálního režimu podzemních vod v krátkodobém měřítku hodnotí také tzv. intenzitu změny výšky hladiny ve vrtu nebo vydatnosti pramene, kterou ovšem nelze použít jako indikátor případného hydrologického sucha a to z důvodu, že daný algoritmus nezohledňuje typickou dlouhodobou změnu měřené veličiny v po sobě jdoucích měsících. Navíc mezní hodnoty indikátoru nejsou pevně dané, tudíž jeho výsledek nelze použít jako podklad pro jakoukoliv rutinní kategorizaci. Intenzita změny I z se stanovuje jako podíl absolutní změny výšky hladiny nebo vydatnosti pramene proti předcházejícímu měsíci (H i-1 H i ) a poloviny interkvartilového rozpětí dlouhodobých měsíčních charakteristik za období , tzv. normalizované variability dat: 12

13 Ve střednědobém měřítku jsou v rámci ČHMÚ též hodnoceny průměrné roční hladiny podzemních vod a vydatnosti pramenů vztažené k dlouhodobým průměrům (za období pro prameny a mělké vrty a období pro hluboké vrty, které obvykle disponují pouze kratšími časovými řadami). Hladiny jsou porovnávány jako rozdíl průměrné roční hodnoty v metrech hloubky, resp. metrech nadmořské výšky, a dlouhodobého průměru. Roční průměrné vydatnosti pramenů jsou naproti tomu z důvodu porovnatelnosti výsledků mezi sebou vyjádřeny jako procenta dlouhodobého průměru (je u nich na rozdíl od hladin známá nulová hodnota). Toto porovnání je chápáno jako základní roční charakteristika režimu podzemních vod. Obr. 3.2 Normalizovaný rozdíl průměrného stavu hladiny podzemní vody v hlubokých vrtech v roce 2009 a průměrného stavu za období Zdroj: 13

14 Obr. 3.3 Normalizovaný rozdíl průměrné vydatnosti pramenů v roce 2009 a průměrné vydatnosti za období Zdroj: Jako referenční období pro hodnocení režimu podzemních vod bylo do roku 2006 používáno období Hodnocení dalších let zatím není na webových stránkách ČHMÚ veřejnosti k dispozici. ČHMÚ zde od roku 2002 souhrnně a od roku 2003 i pro jednotlivá povodí zveřejňuje odchylky hodnot od dlouhodobých průměrů. Odchylky jsou vypočteny jednak jako odchylky měsíčních průměrů od dlouhodobých měsíčních průměrů za srovnávací období a dále jako odchylky měsíčních průměrů od dlouhodobého průměru Výsledné hodnoty jsou zobrazovány v grafech, zvlášť pro vrty a zvlášť pro prameny (viz obr. 3.4). První varianta slouží k zobrazení režimu v porovnání s obvyklým ročním chodem, druhá dokumentuje díky jednotné srovnávací hladině hodnot časový chod režimu. 14

15 Obr. 3.4 Grafy odchylek měsíčních průměrů v roce 2006 od dlouhodobých průměrů hladin podzemních vod a vydatností pramenů za období v povodí Dyje Zdroj: Obdobně jsou vystaveny i grafy měsíčních průměrů vyjádřených v kvantilech křivky překročení, jednou v kvantilech měsíčních křivek (MKP) překročení a jednou v kvantilech dlouhodobé křivky překročení (RKP). První vyjádření opět demonstruje vztah měsíčních průměrů v daném roce k dlouhodobým měsíčním normálům za referenční období a druhé zase vyjadřuje, jak velké procento naměřených hodnot za referenční období je vyšší, než odpovídající průměrná naměřená měsíční hodnota v daném roce. Převrácená osa Y slouží k lepší představě o poklesu (směrem dolů) či vzestupu (směrem nahoru) hladin či vydatností pramenů. Obr. 3.5 Grafy měsíčních průměrů v roce 2006 vyjádřených v kvantilech měsíční křivky překročení (MKP) a v kvantilech dlouhodobé křivky překročení (RKP) za období a celou ČR Zdroj: Režimy podzemních vod za předchozí období (tedy v letech ) jsou obvykle slovně komentovány, případně je komentář doplněn jiným typem grafu, než byly výše popsané případy. Texty jsou koncipovány obdobným způsobem jako roční zprávy o hydrometeorologické situaci v České republice dostupné taktéž na stránkách ČHMÚ. 15

16 4 Hodnocení režimů hladin ve Francii Návrh indikátoru hladin podzemní vody, který zpracovala Francie, respektive BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières Úřad pro geologický a báňský průzkum), je založen na stejné bázi jako data, zveřejňovaná ČHMÚ tj. na porovnávání konkrétních měsíčních hodnot (např. za září 2011) sledovaného objektu s dlouhodobými charakteristikami stejného měsíce. Dlouhodobé měsíční hodnoty jsou rozděleny do 5 tříd, reprezentujících od nejsuššího období (0-10 % percentil) až po nejvlhčí období ( % percentil): Obr. 4.1 Rozdělení kategorií dlouhodobých měsíčních hodnot na základě 10, 40, 60 a 90 % kvantilu Zdroj: Percentily, resp. pravděpodobnosti překročení, jsou odečteny z křivky překročení (Flow Duration Curve - FDC), případně z distribuční funkce sestavené z průměrných měsíčních hodnot (empirical monthly cumulative frequency distribution). Referenční období tvoří časová řada hodnot hladin pro daný měsíc nejméně 12 po sobě jdoucích let z monitorovacího objektu. Další podmínkou je, aby monitorovací objekt nebyl ovlivněn odběry vody pro lidskou potřebu, resp. byl pouze zanedbatelně ovlivněn. Měsíční průměry jsou spočítány z kompletní časové řady s jedním měřením denně. Pokud nějaká měření chybí, nejsou časové řady rekonstruovány. Průměrná měsíční hodnota, zjištěná z denních průměrů je pak zařazena do jedné z pěti tříd určujících, zda se jedná běžnou úroveň hladiny anebo hladina odpovídá (abnormálně) suchému či vlhkému období. (viz obr. 4.2). 16

17 Obr. 4.2 Porovnání průměrných měsíčních hodnot za rok 2010 s dlouhodobými měsíčními hodnotami pro monitorovací stanici 01086X0011/LS4 v útvaru podzemních vod Craie de Champagne nord FRHG207 ve Francii Vysvětlivky: osa X měsíce I-XII, osa Y hloubka hladiny podzemní vody v metrech; křivky s 10, 40, 50, 60 a 90 % kvantilem (červená až tmavě modrá) a křivka s měsíčními průměrnými hodnotami v roce 2010 Zdroj: Francouzi uvádějí, že indikátor je relativně jednoduchý ale významný, protože je mj. porovnatelný s indikátory dalších souvisejících dějů (atmosférickými srážkami, efektivními srážkami, povrchovým odtokem aj.). Výsledky jsou publikovány obdobným způsobem jako v ČR, tj. zveřejňováním měsíčních výsledků v mapě, navíc jsou zde uvedeny symboly, jestli u konkrétních objektů je trend stoupající, stabilní nebo klesající. Kromě toho je zde uveden údaj (respektive grafická značka - Global index), charakterizující celou oblast (viz obr. 4.3). Obdobné hodnocení se používá i ve Velké Británii, s tím rozdílem, že kategorií je zde sedm (více viz Environment Agency Water Situation Reports pro jednotlivé měsíce dostupné na: 17

18 Obr. 4.3 Mapa indikátoru hladin podzemní vody ve Francii za říjen 2008 Vysvětlivky: Niveau de nappes úroveň hladiny podzemní vody v kategoriích od významně vyšší než normál (tmavě modré) až po hladinu významně pod normálem (červenou); Évolution récente nedávný vývoj od stoupající hladiny po klesající hladinu; Global index for an area globální ukazatel pro danou oblast, Local index based on observation wells lokální ukazatel na úrovni monitorovacích objektů Zdroj: Postup hodnocení trendu, ani charakterizace oblasti (která navíc není specifikována) však nejsou uvedeny. Indikátor hladiny v této podobě slouží především jako signál pro případné omezení odběrů a snížení důsledků suchého období jak pro stav podzemní vody, tak pro navazující ekosystémy povrchových vod nebo terestrických na podzemní vodě závislých ekosystémů. Jednoznačnou výhodou tohoto přístupu je možnost varování a přizpůsobení odběrů v aktuálně nepříznivé době, aniž by musely být zjišťovány takové podrobné charakteristiky režimu podzemní vody, které popisují přibližnou dobu odezvy podzemní vody na suchá období. Francouzský postup umožňuje získat podobné výstupy jako dosavadní hodnocení vydatnosti pramenů a stavů hladin ve vrtech s dlouhodobým normálem prováděným v současnosti ČHMÚ. Jeho zjevným nedostatkem je však určité nedotažení hodnocení za delší časovou úroveň, než je jeden měsíc a dále chybí jednoznačný postup, jak výsledky z jednotlivých objektů vztáhnout na předem definované oblasti (útvar podzemní vody, skupina útvarů nebo oblast povodí). Z textu se zdá, že hodnocení za delší časovou úroveň je spíše formou textu a oblast je dána pravděpodobně hlavně podobnými výsledky jednotlivých objektů. Stejně tak chybí případné rozlišení výsledků z více kolektorů nad sebou. 18

19 5 Návrh postupu hodnocení režimů hladin 5.1 Příprava a kontrola dat Před samotným vyhodnocením režimu hladin je nejprve třeba zajistit podklady nezbytné zejména pro správnou agregaci výsledků jednotlivých objektů na úrovni hydrogeologických struktur. Velkou část těchto informací (všechny doplňující údaje a ze základních údajů body 1) až 9) a 15)), lze pořídit jednorázově již při prvním zpracování dat a nadále je pouze přebírat. Zbylé údaje se budou měnit pravidelně v průběhu sledování (četnosti měření, díry v časových řadách, od kdy do kdy je objekt sledován a délka reálného srovnávacího období) a zbylé dle okolností (s přibývajícími léty se budou pravděpodobně upravovat délky referenčních období a budou se nejspíše také měnit objekty reprezentativní pro různé analýzy). V určitých případech bude třeba údaje také opravit, případně některé objekty z analýz zcela loučit, pokud se např. ukáže, že měřené hodnoty z těchto objektů zcela neodpovídají známému chování daného kolektoru, ani vykazovaným hodnotám ostatních objektů. Po zatřídění objektů bude třeba zkontrolovat, případně opravit a doplnit časové řady a to s ohledem na konkrétní analýzu. Nakonec bude nutné určit reprezentativnosti každého konkrétního objektu pro tu kterou analýzu Identifikace objektu V prvé řadě je nezbytné zajistit základní charakteristiky objektu (vrtu i pramene) a ověřit jejich správnost na základě doplňujících informací. Základní údaje zahrnují: 1) ID objektu 2) Poloha objektu (v souřadnicích) 3) Lokalita 4) Hloubka vrtu (v metrech) 5) Hloubka perforace u vrtu (v metrech) 6) Nadmořská výška objektu (v metrech nad mořem) 7) Sledovaná veličina s jednotkou (hloubka hladiny v metrech nad mořem, vydatnost pramene v l/s) 8) Příslušný hydrogeologický rajón (ID) 9) Příslušný útvar podzemní vody (ID) 10) Sledovaný/é kolektor/y objektu (z dokumentací jednotlivých vrtů nebo informací o pramenech) 11) Průměrná dlouhodobá roční teplota pramene (s údajem, k jakému období je teplota vztažená) 12) Objekt sledován od (měsíc, rok) do (měsíc, rok) 13) Frekvence měření s případným uvedením období, na které se váže (u objektů, kde se četnost měření měnila) 14) Chybějící údaje (od do měsíc, rok) 19

20 15) Poloha objektu vzhledem k oběhu podzemní vody: zóna infiltrace, transportní zóna nebo zóna odvodnění 16) Reprezentativnost objektu: výpis všech analýz, pro které je objekt vhodný, včetně údaje, že se jedná o kontrolní objekt pro danou analýzu (tzn. ten, který nesplňuje požadovaná kritéria obvykle z důvodu nedostatečné délky časové řady u nových objektů, ale není jej vhodné vyřazovat) 17) Zvolené referenční období: v případě, že se liší dle analýzy, s uvedením, ke které analýze se váže Doplňující údaje: a) Geologický profil vrtu v místech perforace b) Název hydrogeologického rajonu c) Plocha hydrogeologického rajonu (v km 2 ) d) Skupina rajonů e) Stratigrafická/é jednotka/y sledovaného kolektoru f) Průměrná mocnost sledovaných kolektorů g) Hladina (volná/napjatá) sledovaného kolektoru h) Typ propustnosti sledovaného kolektoru i) Název útvaru podzemní vody j) Plocha útvaru podzemní vody (v km 2 ) Na základě těchto údajů je nezbytné při prvním přiřazení objektu do databáze pečlivě překontrolovat, zda: hloubka vrtu koresponduje s hloubkou perforace; sledovaný kolektor odpovídá vymezenému kolektoru hydrogeologického rajónu (v případě, že tomu tak není, tento objekt doplnit poznámkou, že je sledován nevymezený kolektor); hloubka perforace a sledovaný kolektor nejsou ve významném rozporu s údaji o geologickém profilu vrtu; hloubka perforace přibližně souhlasí s předpokládanou hloubkou vymezeného kolektoru (na základě typické mocnosti kolektoru a dalších známých údajů). V případě doplnění monitorovací sítě je záhodno zajistit tento soulad (především bod 2, zda objekt monitoruje vymezený kolektor) již při návrhu nového sledovacího objektu a to zejména s ohledem na finanční náročnost. V rámci hydrogeologické rajonizace a tím pádem i vymezení útvarů podzemních vod by měly být podchyceny všechny významné zvodně a tudíž by mělo být vždy zváženo, jestli je potřeba pro účely této metodiky sledovat a hodnotit hladiny u jiných, než právě vymezených kolektorů. Nicméně se mohou vyskytnout případy, kdy je potřeba hladiny sledovat také u nevymezených kolektorů např. z důvodu lokálních problémů podzemních vod v rámci těchto kolektorů. Údaj o reprezentativnosti objektu lze doplnit teprve po provedení (či vyloučení) následujících analýz a ne vždy jej bude možno stanovit již v prvním roce zpracování, spíše se dá předpokládat, že bude v průběhu let aktualizován. Referenční období se budou 20

21 v průběhu let též měnit, jak s ohledem na delší časové řady k dispozici, tak z důvodu lepších znalostí režimu u jednotlivých struktur Kontrola měřených hodnot a jejich příprava pro jednotlivé analýzy Příprava dat pro hodnocení režimu hladin podzemních vod zahrnuje nejprve homogenizaci řady z hlediska četnosti měření po celé zpracovávané období (pro různé analýzy se může lišit), dále kontrolu chybějících měření, jejich případné doplnění a zapracování těchto informací do základních údajů o objektu a nakonec určení reprezentativnosti sledovaných objektů pro konkrétní analýzy Četnost měření Prvním krokem by měla být volba použité frekvence měření hladin u vrtů. Z dosavadní praxe ČHMÚ vyplývá, že v rámci zachování týdenních hodnot u novějších dat, kdy jsou k dispozici již denní hodnoty hladin, bylo u dlouhodobých (víceletých) řad použito středečních hodnot. Tento postup je hlediska konzistentní datové řady dostatečný a měl by být aplikován pro výpočet dlouhodobých charakteristik. Ovšem u řad, které mají dostatečně dlouhá měření s četností jeden den, by měly být přednostně využity úplné časové řady, umožňuje-li to situace (volba referenčního období pro objekty z jedné struktury apod.). Pro hodnocení aktuálního roku/měsíce je nutné využívat denní data. Je třeba použít u každého objektu data se stejnou četností v rámci celého sledovaného období, čehož je třeba dbát zejména tam, kde se četnosti monitorování v průběhu let několikrát prostřídaly v rámci jednotlivých hydrologických let. Tato data je nezbytné zkontrolovat zejména při výpočtech charakteristik za kalendářní roky Chybějící data Větším problémem je absence měření v průběhu časové řady (obvykle v části roku, někdy i měsíce). Pokud se opakovaně vyskytuje např. mezera v datech způsobená nedostupností objektů vlivem jarních záplav, budou celkové dlouhodobé charakteristiky zkreslené (na konečných hodnotách se budou více podílet hodnoty z ostatních ročních dob, což může způsobit významnou chybu zejména v případě typického periodického kolísání hladin v průběhu roku. Tato chyba může a nemusí být významná také v případě dlouhodobých měsíčních hodnot (měsíční hodnoty budou počítány převážně ze sušších roků). V případě, že budou chybějící data nějakým způsobem interpolována či nahrazena, je nezbytné toto uvést ve všech tímto dotčených výsledcích včetně celkového hodnocení režimů a to s údajem, jakých období se to týkalo a jakým způsobem byla data dopočtena. Stejně tak je nezbytné uvést období s chybějícími daty, pokud byla analýza provedena na neúplné časové řadě. Tyto informace musí být také vedeny v databázi základních údajů o objektech. Pokud u sledovaného objektu pravidelně dochází k takovýmto výpadkům vlivem nepříznivých hydrologických podmínek a objekt proti nim nelze zabezpečit, mělo by být zváženo vyřazení tohoto objektu z monitorovací sítě pro účely sledování režimu hladin podzemních vod Reprezentativnost objektů Z hlediska hodnocení režimu hladin podzemních vod jsou relevantní pouze objekty, které nejsou v přímé hydraulické spojitosti s povrchovým tokem. V opačném případě totiž není nutné sledovat hladiny ve vrtu, ale pro tyto účely postačí mnohem jednodušší sledování hladin v toku. Vyřazené objekty nicméně mohou plnit jiné funkce, např. sloužit ke sledování chemického stavu podzemních vod z hlediska receptoru povrchová voda. 21

22 Vycházíme-li z předpokladu, že mělké struktury obvykle nelze přečerpat, protože si z nich můžeme vzít pouze tolik vody, kolik do nich infiltruje, pak můžeme případné dlouhodobé zaklesávání hladin podzemní vody u objektů mimo bezprostřední dosah odběrů přisuzovat hydrologickému suchu. Objekty bezprostředně ovlivněné odběry podzemní vody by naopak neměly sloužit k hodnocení hydrologického sucha ani v případě hlubokých struktur, protože se pak obtížně odlišuje míra dopadů toho kterého vlivu. Jejich využití pro hodnocení režimu hladin je pak možné pouze v těch případech, např. když posuzujeme kvantitativní stav podzemních vod (tzn. negativní dopady antropogenní činnosti) z hlediska receptoru na vodě závislých chráněných terestrických ekosystémů. U hlubokých struktur se očekává, že odezva na vnější děje na povrchu bude pomalejší a pokud se jedná o hluboké vrty neovlivněné odběry, mělo by být kolísání hladin podzemní vody v nich v kratším čase vcelku umírněné. Vrty, v nichž dochází k pravidelným výkyvům v řádech několika metrů ročně (a zejména pak měsíčně!) by měly být prozkoumány z hlediska příčiny těchto razantních změn. V průběhu zpracování dat pro účely této metodiky bylo zjištěno i rozpětí u jednoho vrtu mezi cca 6 až 16 výškovými metry ročně (viz ukázková data v tabulce 5.3), které nebylo uspokojivě vysvětleno. Stejně jako přílišné kolísání hladin vyžadují bližší zkoumání též objekty s kolísáním minimálním. Pokud se hladina v rámci roku mění v rozmezí pár centimetrů (maximálně do pěti cm za rok) a v dlouhodobém měřítku rozpětí hladin nepřevyšuje jeden decimetr, dá se předpokládat, že chyby a nepřesnosti vzniklé měřením budou téměř stejně významné jako naměřené kolísání hladin. Z hlediska hodnocení hlubokých struktur jsou reprezentativní pouze nezamrzající prameny (teplota podzemní vody hlubších struktur by měla být relativně stálá a vyšší než u mělkých hydrogeologických struktur). Obecně vzato je také třeba posoudit reprezentativnost každého objektu na základě provedených analýz. Pokud se prokáže, že v rámci jednoho kolektoru bez návaznosti na specifický receptor je více objektů s totožným chodem hladin, není třeba ponechávat všechny tyto objekty i nadále v hodnocení (nicméně se mohou hodit pro souběžnou validaci výsledků (viz kapitola 5.3). Někdy se naopak ukáže, že se některý z objektů v určité fázi radikálně režimem hladin odlišuje od ostatních objektů ze sledovaného kolektoru, přestože jinak byly průběhy velice blízké. Zejména pokud se jedná o náhlý pokles v průběhu let, jako první by měla být zkontrolována naměřená data a případně časový vývoj blízkých odběrů, zda tento pokles nezpůsobily. Pokud se souvislost s odběry podzemní vody neprokáže, je třeba projít ještě další možné antropogenní vlivy, protože je jen velice málo pravděpodobné, že by takováto situace nastala přirozeně. Stejně tak je potřeba zvážit, zda k poklesu nemohlo přispět méně přesné měření v dřívějším období. 5.2 Hodnocení režimu hladin na úrovni jednotlivých objektů K popisu režimu hladin je vhodné v prvním kroku zpracovat základní statistické charakteristiky, nejprve pro konkrétní období (rok a měsíce), které je možné zpracovat i v případě nově zařazených sledovacích objektů, a pak u vrtů a pramenů s delšími časovými řadami vypočíst dlouhodobé charakteristiky a to jednak ze všech sledovaných celých let z ideálního základního srovnávacího období (zde zvoleného za roky ) a dále za referenční období, jehož délku určují data ze všech (reprezentativních) objektů v konkrétním kolektoru. Pokud jsou k dispozici data za období delší, než je referenční období, ale kratší, než ideální základní srovnávací období, budou dlouhodobé charakteristiky vztaženy k celému sledovanému období pro daný objekt, přičemž toto reálné srovnávací období zde bude zřetelně vyznačeno. Po kalkulaci krátkodobých a dlouhodobých charakteristik je třeba 22

23 provést jejich porovnání a zpracovat indikátory poklesů hladin podzemní vody pro jednotlivé objekty. Všechny relevantní charakteristiky by měly být doplněny počtem hodnot a především počtem měření v daném období, aby i při automatizovaném zpracování byla možnost snadné kontroly vstupních dat (na základě typických četností týdenních i denních hodnot v měsíci či roce apod.). Soubor statistických charakteristik obsahuje kromě zvolených percentilů (10, 25, 50, 75 a 90 %) pro českou metodiku 40 a 60 % měsíční percentily podle francouzské metodiky, dále minima a maxima, aritmetické průměry, směrodatné odchylky a čtyři různá rozpětí (celkové, %, interkvartilové rozpětí a rozpětí %). Dále je uvedena přítomnost dolního a horního extrému. Oba extrémy jsou volitelné a v našem případě byly použity extrémy definované jako násobek interkvartilového rozpětí (pro účely aplikace metodiky na pilotním území konkrétně trojnásobek). Ačkoliv byly všechny zvolené charakteristiky testovány pouze při hodnocení vrtů, lze předpokládat, že budou využitelné i pro hodnocení pramenů při splnění podmínek pro aplikaci doporučených postupů Krátkodobé charakteristiky režimu hladin podzemní vody Navržené charakteristiky pro hodnocení režimu hladin zohledňují jak typické percentily, používané tradičně ČHMÚ, tak i percentily navržené ve francouzské metodice, které se možná časem promítnou do požadavků na hodnocení indikátorů hydrologického sucha na úrovni členských zemí EU. Může se samozřejmě stát, že nakonec budou zvoleny ještě jiné hranice a jakmile se tak stane, je vhodné nepoužívané percentily z výpočtů odstranit. Oba dále navržené způsoby porovnání krátkodobých charakteristik s dlouhodobými hodnotami jsou variabilní a využitelné pro jakékoli vymezení kategorií, záleží tedy na konečných evropských i národních požadavcích a preferencích. Tabulka 5.1 shrnuje všechny doporučené charakteristiky v uceleném souhrnu, který je vhodné doplnit také údaji o dlouhodobých charakteristických hodnotách za zvolené referenční období (více o volbě referenčního období v kapitole 5.2.2). Údaje o charakteristikách za referenční období by měly sloužit jak ke hrubé kontrole správnosti výpočtů, tak pro rychlý přehled o aktuální situaci v daném měsíci či roce vzhledem k typickým dlouhodobým hodnotám. Tam, kde není možné použít referenční období (u objektů s příliš krátkou dobou sledování), budou použity charakteristiky vypočtené za všechny ucelené roky (tzv. reálné srovnávací období), které jsou k dispozici s vyznačením období, na které se hodnoty vážou. Doplňující pokyny zvlášť pro výpočet měsíčních a ročních charakteristik jsou rozvedeny v následujících dvou podkapitolách Měsíční charakteristiky režimu hladin podzemní vody Měsíční charakteristiky konkrétního roku kladou nejméně požadavků na vstupní data, nicméně samy o sobě nemají příliš velkou vypovídací hodnotu. Mohou odrážet maximálně nízkou či vysokou variabilitu dat v krátkodobém horizontu, kdy zejména velké kolísání hladin ve vrtech v rámci měsíce (řádově okolo několika metrů) by mělo u vrtů neovlivněných odběry podmínit podrobnější zkoumání příčiny těchto jevů. Jedinou podmínkou pro smysluplnost výpočtu zvolených percentilů je, aby byly stanovovány na základě dat s četností nejméně jedno měření denně. Vyčíslení zvolených percentilů (včetně mediánu) ze čtyř či pěti týdenních hodnot (v rámci jednoho měsíce) pozbývá na významu. Měsíční průměr, který vzhledem k možnému vlivu odlehlých hodnot značně kolísajících hladin nemusí být příliš reprezentativní naopak u objektů s dostatečnou frekvencí měření, je nezbytné stanovit pro časové řady s týdenními hodnotami, protože zde 23

24 medián, který je roven jednou prostřední (tedy třetí) hodnotě a jindy je stanoven jako průměr ze druhé a třetí hodnoty, není příliš konzistentní zejména v případě krátkodobě kolísajících hladin. V době zpracování této metodiky by denní podrobnost dat měla být již standardem, tudíž výpočty měsíčních charakteristik jako průměrů z týdenních hodnot mají význam pro hodnocení dřívějších let. Teprve porovnáním krátkodobých charakteristik s dlouhodobými měsíčními hodnotami dostaneme výsledek, který lze použít jako indikátor zaklesávání hladin podzemní vody (vzestup podzemní vody obvykle nebývá problém) a lze jej využít pro rozhodovací činnost např. ve formě dočasných omezení odběrů podzemní vody apod. Tento typ výstupů běžně zpracovává ČHMÚ, kdy zásadním mezníkem je pokles aktuálních měsíčních hodnot pod úroveň 25 % percentilu dlouhodobých měsíčních hodnot. Tabulka 5.1 s doporučenými měsíčními charakteristikami byla navržena tak, aby zahrnovala jak percentily tradičně používané v ČR, tak percentily používané ke stanovení indikátoru sucha podle francouzské metodiky. V případě dat s četností sledování jedenkrát týdně a méně nebudou percentily a rozpětí mezi nimi z výše uvedených důvodů vyplněny. Pokud nebude kvůli nedostatečné délce časové řady zvoleno žádné referenční období, bude tento řádek nahrazen charakteristikami reálného srovnávacího období a pokud ani toto nebude možné, zůstane řádek prázdný. Pro tento účel znázornění variability měsíčních hodnot je doporučeno využít boxplotového grafu (viz obr. 5.1). Obr. 5.1 Ukázka box-plotového grafu s charakteristickými měsíčními hodnotami aktuálního roku pro objekt VP

25 Tab. 5.1 Návrh krátkodobých charakteristik režimu hladin podzemní vody a jejich prezentace Období RRRR / Veličina Počet měření Minimum Dolní extrém 10 % kvantil 25 % kvantil Referenční období RRRR-RRRR počet První výskyt hodnoty (rok) rok rok rok rok Počet let s výskytem počet počet počet počet Hodnocený rok RRRR 40 % kvantil medián 75% kvantil I počet II počet III počet IV počet V počet VI počet 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2-5 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. VII počet VIII počet IX počet X počet XI počet XII počet První výskyt hodnoty (měsíc) měsíc měsíc měsíc měsíc Počet měsíců s výskytem počet počet počet počet Vysvětlivky: Vypočtené hodnoty Vypočtené hodnoty v případě dat s četností 1 měření denně a více / Prázdná pole v případě dat s četností 1 měření týdně a méně Vynechané hodnoty 60 % kvantil 90 % kvantil Horní extrém Maximum Průměr Směrodatná odchylka Rozpětí % Rozpětí % Rozpětí % Rozpětí počet rok měsíc počet výskytů první rok, kdy se daná charakteristika vyskytla první měsíc, kdy se daná charakteristika vyskytla 2 d.m. formát vypočtených hodnot - hodnota charakteristické hladiny podzemní vody v metrech nad mořem s přesností na požadovaný počet desetinných míst ANO / formát vypočtených hodnot - ANO: extrém zaznamenán v daném období; prázdné pole: bez výskytu extrému v daném období

26 Roční charakteristiky režimu hladin podzemní vody Navržený postup lze aplikovat jak pro hydrologický rok, tak pro rok kalendářní. Ačkoliv je použití hydrologického roku oprávněné, vzhledem k návaznosti výsledků na jiné analýzy bychom se přikláněly spíše k použití roku kalendářního, popř. zpracování analýz pro obě období. Práce s daty bude v tomto případě obdobná a data jednou zkontrolovaná a upravená dle pokynů v kap budou pravděpodobně bez nutnosti dalších úprav využitelná pro obě analýzy (s možnou výjimkou u objektů, u nichž se vystřídala frekvence měření v různých po sobě jdoucích hydrologických letech). Autoři zároveň předpokládají, že analýzy budou prováděny částečně automatizovaným způsobem (např. v prostředí excelu za využití k tomu připraveného makra apod.), který by nevyžadoval mnoho dalšího času ani práce. Roční charakteristiky doporučujeme zapracovat s měsíčními hodnotami v rámci jediné tabulky (viz tabulku 5.1). Tytéž výsledky mají být promítnuty i v tabulce 5.2 s dlouhodobými charakteristikami v rámci její poslední části s hodnotami za jednotlivé kalendářní roky Dlouhodobé charakteristiky režimu hladin podzemní vody Prvním problémem při hodnocení dlouhodobého režimu hladin je volba délky období a s tím souvisejícího vhodného referenčního období pro další analýzy. Délka období by se pochopitelně měla odvíjet od typu oběhu podzemní vody u struktur, kde předpokládáme poměrně hodně opožděnou odezvu na meteorologické jevy a které vykazují dlouhodobý chod, je vhodné zvolit období co nejdelší. To se obecně nejvíce týká právě hlubinných struktur. Na druhou stranu toto je v případě hlubinných objektů monitorovací sítě poměrně zásadní problém, neboť mnohé objekty jsou sledovány pouze pár let, případně byly vybudovány teprve v roce 2007 či Kromě toho, pro následné hodnocení celé hydrogeologické struktury, příp. konkrétního kolektoru je více než vhodné zvolit společné referenční období pro všechny sledované objekty, aby porovnání krátkodobého a dlouhodobého režimu hladin vycházelo pokud možno ze stejného průběhu a byla možná agregace výsledků pro celou strukturu či kolektor. V době zpracování této metodiky byly zvoleny roky jako ideální základní srovnávací období. Reálné srovnávací období může být nezávisle na zvoleném referenčním období kratší než ideální základní srovnávací období zkrátka proto, že se odvíjí od dostupných dat. Reálné srovnávací období by mělo zahrnovat vždy pouze roky sledované po celou dobu (tzn. od ledna do prosince v rámci kalendářního roku), kdy se pracuje s případnými chybějícími údaji v souladu s pokyny v kapitole V případě, že je v kolektoru část objektů s dlouhými časovými řadami a část s řadami čítajícími pouze pár let, je vhodné nastavit jako referenční období roky, které jsou společné pro objekty s delšími časovými řadami, a ostatní objekty dočasně používat jako kontrolní. Tento postup je nutné zároveň zdokumentovat v rámci základních údajů o objektech. Referenční období by mělo činit nejméně pět let, lépe ovšem deset a více let. Kratší období (nejméně pak tříleté) je doporučeno používat pouze orientačně a vést jej jako reálné srovnávací období. Na rozdíl od nároků na vyhodnocení krátkodobých charakteristik, zde je týdenní četnost měření hladin dostatečná. Následující tabulka (5.2) znázorňuje souhrn všech požadovaných charakteristik a jejich uspořádání. Každý objekt by měl mít vyčísleny jak dlouhodobé charakteristiky za referenční období, tak charakteristiky vztažené k reálnému srovnávacímu období. 26

27 Autoři navrhují přehled dlouhodobých charakteristik koncipovat tak, že hodnoty a charakteristiky za referenční období totožné s reálným srovnávacím obdobím budou obarveny šedě, aby bylo již od pohledu zřejmé, že relevantní je pouze jediná sada výsledků. Doporučená podoba grafických výstupů obsahuje jednak průběh naměřených veličin se zvýrazněnými extrémy a vyznačenými úrovněmi dlouhodobých hodnot (obr. 5.2), rozložení hodnot hladin v rámci jednotlivých roků (obr. 5.3) a dále box-plotové znázornění dlouhodobých měsíčních charakteristik za referenční období nebo za reálné srovnávací období (obr. 5.4). Obr. 5.2 Ukázka grafu s průběhem měření a vybranými dlouhodobými percentily pro objekt VP7212 Obr. 5.3 Ukázka box-plotového grafu s dlouhodobými ročními charakteristikami pro objekt VP7212 Obr. 5.4 Ukázka box-plotového grafu s charakteristickými dlouhodobými měsíčními hodnotami pro objekt VP

28 Tab. 5.2 Návrh dlouhodobých charakteristik režimu hladin podzemní vody a jejich prezentace Období/Veličina Počet měření Minimum Dolní extrém 10 % kvantil 25 % kvantil 40 % kvantil medián 60 % kvantil 75 % kvantil 90 % kvantil Horní extrém Maximum Průměr Směrodatná odchylka Reálné srovnávací období RRRR-RRRR počet 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2-5 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. Referenční období RRRR-RRRR počet První výskyt hodnoty (rok) rok rok rok rok Počet let s výskytem počet počet počet počet I počet II počet počet 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2-5 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. XI počet XII počet První výskyt hodnoty (měsíc) měsíc měsíc měsíc měsíc Počet měsíců s výskytem počet počet počet počet I ref. počet II ref. počet VI ref. počet 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2-5 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. XI ref. počet XII ref. počet První výskyt hodnoty ref. (měsíc) měsíc měsíc měsíc měsíc Počet měsíců s výskytem ref. počet počet počet počet Rok 1971 počet Rok 1972 počet počet 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. ANO / 2 d.m. 2 d.m. 5 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. 2 d.m. Rok 2009 počet Rok 2010 počet První výskyt hodnoty (datum) den den den den Počet výskytů počet počet počet počet Vysvětlivky: Vypočtené hodnoty Vypočtené hodnoty pro referenční období odlišné od celého období / Vypočtené hodnoty pro referenční období totožné s celým obdobím Vynechané hodnoty Rozpětí % Rozpětí % Rozpětí % Rozpětí počet rok měsíc den počet výskytů první rok (RRRR), kdy se daná charakteristika vyskytla první měsíc (MM), kdy se daná charakteristika vyskytla první den (DD.MM.RRRR), kdy se daná charakteristika vyskytla 2 d.m. formát vypočtených hodnot - hodnota charakteristické hladiny podzemní vody v metrech nad mořem s přesností na požadovaný počet desetinných míst ANO / formát vypočtených hodnot - ANO: extrém zaznamenán v daném období; prázdné pole: bez výskytu extrému v daném období