Regulace a retardace odtoku vody z odvodňovacího systému ohledem na období sucha. Soukup M., Kulhavý Z. Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, Praha

Transkript

1 Regulace a retardace odtoku vody z odvodňovacího systému ohledem na období sucha s Soukup M., Kulhavý Z. Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, Praha Úvod Odvodňovací systémy, použité v ČR na ploše 1.1 mil. ha zemědělské půdy, lze nesporně považovat za jeden z významných regulátorů hydrologických podmínek v zemědělsky využívané krajině. Pro jejich vliv na vodní režim půd a potažmo i na ekologické systémy v území je nelze vynechat v žádném významném programu, jenž by řešil zlepšení stavu krajiny. Využívání krajiny, respektive jejich částí, je třeba řešit komplexně a to s důrazem na obnovu vodního režimu jako základu ekologické stability území (Kender, 1996). Pokud ponecháme odvodňovacím systémům jenom jejich funkci odvodňovací, nevyužijeme plně jejich potenciálu. Jejich jednostrannou funkci je nutno, tam kde jsou k tomu vhodné podmínky, doplnit o schopnost vodu podle potřeby retardovat či regulovat. Na tomto se shoduje celá řada našich i zahraničních autorů (Šlechta V.a kol.,1988, Švihla Vl Fídler J.,1995,, Skaggs R.W., 1987, Stein H., 1988). Přesto, že je možné v budoucnu část odvodňovacích systémů upravit (na systémy s regulovaným odtokem, se sníženou intensitou odtoku, s převodem vody a pod.), je nutno konstatovat, že jejich odváděcí funkce bude v našich podmínkách (pokud se výrazně nezmění klimatické podmínky) vždy funkcí hlavní. Proto je nutné, až na zdůvodněné výjimky, tuto jejich hlavní funkci vždy zachovat. Také ovšem změna v zastoupení plodin nebo i kultur na odvodněné půdě v mnoha případech znamená nyní vyšší intensitu odvodnění než je žádoucí. Návrh odvodňovací sítě, uplatněný v tomto století na našem území, odpovídal hlavně požadavkům zemědělské výroby, t.j. nárokům pěstovaných plodin a umožnění včasného provedení agrotechnických prací na polích. Tento požadavek byl v poválečné době akcentován

2 zvláště orientací našeho zemědělství na potravinovou soběstačnost a využívání i méněkvalitních půd. Důsledkem těchto požadavků je, že většina provedených staveb nemá pro regulaci vhodné směrové a sklonové poměry sběrných i svodných drénů. Tudíž není uzpůsobena k regulaci. Pouze odvodňovací systémy se sklonem trubní sítě do cca 0,15 % lze rekonstruovat vložením regulačních prvků v šachticích nebo přímo na podzemním potrubí. Ve svahových polohách se sklonem terénu cca do 5% lze odtok regulovat jen pokud jsou drény vedeny přibližné podél vrstevnice, jako t.zv. příčná drenáž, avšak záleží na typu zvolené regulace. Při sklonu nivelety drénů nad 0.15% je účinek regulačních prvků nízký a úprava by byla neekonomická, lze zde ovšem použít principu převodu vody. Materiál a metoda. Potřeba regulace odtoku je dána řadou faktorů, ale v tomto příspěvku jsme se zaměřili na faktor srážek, respektive funkce odvodnění v období sucha. Provedli jsme vyhodnocení 16-ti leté srážkové řady na příkladu experimentálního objektu (EO) Ovesná Lhota. V Příloze 2 jsou uvedeny roční úhrny srážek za období V roce 1977 bylo na tomto EO provedeno odvodnění na ploše 38,4 ha, blíže viz (Švihla a kol, 1992) a od r zde byl sledován drenážní odtok viz Přílohy 3a, 3b. Transformace srážek v hypodermický (podpovrchový) odtok je velmi složitým jevem, kromě toho na odvodněných lokalitách dochází buď k transformaci "přímé" (kdy transformace probíhá pouze na odvodněné ploše), nebo k transformaci "nepřímé", při niž do plochy kromě srážek přitéká také voda podzemní. Obě skupiny tvoří hlavní typy transformace. Cílem rozboru průběhu srážek (Příloha 1) ve 16-ti letém období bylo ověřit vliv suchých period na výši drenážního odtoku, respektive stanovit potřebu regulace v době výskytu suchých period, definovaných za následujících podmínek:

3 - periody suchého období s měsíčními srážkami o 25% nižšími než příslušný měsíční normál; - suché periody s měsíčními srážkami o 50% nižšími než příslušný měsíční normál; - pro obě výše uvedené skupiny dále platí podmínka, že předcházející měsíc byl deficitní o 10 až 24%. V tomto článku dále uvádíme jen výsledky prvé skupiny. Posouzení bylo redukováno z praktických důvodů pouze na vegetační období, neboť transformace srážko-odtokového vztahu v zimním období bývá pod vlivem záporných teplot nebo zámrzů půdy. Výsledky a diskuse. V celém období 16-ti let bylo ve vegetačním období v prvé skupině celkem 21 měsíců splňujících uvedené podmínky (IV.-3x, V.-3x, VI.-3x, VII.-3x, VIII.-4x, IX.-4x). Vybrané suché periody jsou v Přílohách 3a, 3b vyšrafovány a lze konstatovat, že jsou vesměs totožné se sestupnou větví hydrogramu drenážních odtoků, což by neplatilo, kdybychom nestanovili kritérium deficitu srážky předchozího měsíce. Z hodnocení takto vybraných suchých period jsme učinili následující závěry: V suché periodě je odtok nízký a vesměs klesá pod úroveň 0,06 l.sec -1.ha -1, proto je vhodné retardovat odtok i v obdobích předcházejících. V manipulačních řádech je pak třeba stanovit kritéria regulace, dané například optimem pro pěstované plodiny, pro přístupnost pozemků apod. Nejedná se však o úplné zastavení odtoku, ale o regulaci odtoku nastavením výšky přepadu hradítka nebo jinou formou regulace. Kontrolu účinku regulace lze zajistit např. těmito způsoby: přímým měřením drenážního odtoku, měřením vlhkosti drénovaného profilu (např. tenzometry), případně měřením hladin v pozorovacích vrtech. V NDR byly pro účely retardace odtoku na podzemní trubní síti použity podzemní uzávěry (bubny) s čidly, reagujícími na stav plného nasycení půdy vodou. (Stein H,1988). U nás byla vyvinuta celá řada regulačních prvků, avšak jejich vývoj by bylo třeba směrovat k automatickému ovládání uzávěrů (hradítek).

4 Závěr. Téměř ve všech vybraných periodách sucha byla prokázána potřeba retardace nebo regulace drenážního odtoku na EO Ovesná Lhota. Regulace alespoň části odvodňovacích systémů, u nichž je transformace srážko-odtokového vztahu podobná této lokalitě by umožnila nadlepšení vodohospodářské situace v době výskytu suchých period. Použitá metoda prokazuje potřebu regulace odvodnění, avšak neřeší typ regulace. Z této analýzy je také zřejmé, že odtok lze retardovat i v období sucha (Drenážní odtok ve sledovaném 13-ti letém období jen výjimečně klesal pod úroveň 0,06 l.sec -1.ha -1 ). Rozhodujícím momentem pro návrh typu regulace je však posouzení rozdělení průtoku v drenážním systému. Na uvedené lokalitě byl odtok vyšetřen a byla zde uplatněna regulace typu převodu drenážních vod k podzemní závlaze a infiltraci.

5 Použitá literatura: KENDER J.(1996) Plošné aspekty obnovy vodního režimu v krajině - současný stav a výhled.vodní hospodářství 2-3/1996, str.49. FÍDLER J. (1995) Podmínky použití podzemní regulace drenážního odtoku. ČZU Praha, 16 str. STEIN H. (1988) Richtlinie zur vorbereitung ausfuhrung und fur das betreiben von dranan stausystem, Munchenberg. SOUKUP M. (1990) Převod drenážních vod k navlažení půdy a infiltraci. Sb. Meliorace č.26, ÚVTIZ. ŠVIHLA V.,DAMAŠKOVÁ H.,KYNCLOVÁ J.,ŠIMŮNEK O. (1992) Výzkumný objekt Ovesná Lhota. Monografie, 156 str. VÚMOP, Praha. ŠLECHTA V. (1987) Možnosti regulace drenážního odtoku na svahu. Příspěvek na semináři k otázkám regulace drenážního odtoku. Str.5, VÚZZP Praha