Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru v roce 2009

Transkript

1 Výzkumný záměr MZP VÝZKUM A OCHRANA HYDROSFÉRY VÝZKUM VZTAHŮ A PROCESŮ VE VODNÍ SLOŽCE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ, ORIENTOVANÝ NA VLIV ANTROPOGENNÍCH TLAKŮ, JEJÍ TRVALÉ UŽÍVÁNÍ A OCHRANA, VČETNĚ LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ Ing. Tomáš Mičaník a kol. Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru v roce 2009 Zadavatel Číslo výtisku: Ministerstvo životního prostředí Praha, listopad 2009

2

3 Výzkumný záměr MZP VÝZKUM A OCHRANA HYDROSFÉRY VÝZKUM VZTAHŮ A PROCESŮ VE VODNÍ SLOŽCE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ, ORIENTOVANÝ NA VLIV ANTROPOGENNÍCH TLAKŮ, JEJÍ TRVALÉ UŽÍVÁNÍ A OCHRANA, VČETNĚ LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ Ing. Tomáš Mičaník a kol. Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru v roce 2009 Praha, listopad stran, 7 příloh

4

5 Název a sídlo organizace: Ředitel: Zadavatel: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce Podbabská 30, Praha 6 Mgr. Mark Rieder Ministerstvo životního prostředí Vršovická 65, Praha 10 Zástupce zadavatele: RNDr. Viktor Kliment, Odbor ochrany vod Zahájení a ukončení úkolu: březen 2005 prosinec 2011 Místo uložení zprávy: SVTI VÚV T.G.M.,v.v.i. Náměstek ředitele: Ing. Václav Bečvář, CSc. Vedoucí odboru (pobočka Ostrava): Ing. Petr Tušil, Ph.D. Vedoucí oddělení (oddělení ochrany jakosti vod): Ing. Tomáš Mičaník Vedoucí řešitel: Ing. Tomáš Mičaník Řešitelé a spolupracovníci (zpravodajové a vedoucí řešitelé subprojektů): Ing. Zdeněk Bagal, Ing. Adam Vizina, Ing. Oldřich Novický, Ing. Šárka Blažková, DrSc., RNDr. Blanka Desortová, CSc., Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D., Mgr. Michal Bílý, Ph.D., Ing. Miloš Rozkošný, Ph.D., RNDr. Dana Baudišová, Mgr. Diana Ivanovová, RNDr. Petr Lochovský, RNDr. Přemysl Soldán, Ph.D., Mgr. Ondřej Simon, Mgr. Pavel Kožený, Mgr. Pavel Rosendorf, Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal, Ing. Filip Wanner, Ing. Eva Mlejnská, Mgr. Pavel Eckhardt, Ing. Petr Vyskoč, Ing. Jiří Picek, Ing. Kateřina Uhlířová, Ing. Tomáš Mičaník, Ing. Arnošt Kult, Mgr. Libuše Opatřilová, Ing. Ladislav Kašpárek, CSc., Ing. Věra Očenášková

6

7 OBSAH ÚVOD ODDÍL A HYDROLOGIE PŘESNOST MĚŘENÍ KVANTITATIVNÍCH PARAMETRŮ HYDROSFÉRY PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ MATEMATICKÝCH MODELŮ HYDROLOGICKÉ BILANCE, IDENTIFIKACE JEJICH PARAMETRŮ A OVĚŘOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍM VÝZKUMEM PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY DOPADY KLIMATICKÝCH A ANTROPOGENNÍCH ZMĚN NA VODNÍ REŽIM A PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ A OVĚŘENÍ METODIKY PRO ZMĚNU N-LETÝCH PRŮTOKŮ VLIVEM PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY HYDROLOGICKÉ A KLIMATICKÉ EXTRÉMNÍ SITUACE A JEJICH VLIV NA PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ A NA NÁRODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY ODDÍL B SPOLEČENSTVA A ORGANISMY VÝZKUM VLIVU VARIABILITY HYDROLOGICKÝCH A CHEMICKÝCH PARAMETRŮ NA DYNAMIKU SPOLEČENSTVA FYTOPLANKTONU V TEKOUCÍCH VODÁCH PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY STRUKTURA SPOLEČENSTVA MAKROZOOBENTOSU A FYTOBENTOSU VE VZTAHU K HYDROMORFOLOGII TOKU A ANTROPOGENNÍMU OVLIVNĚNÍ PŘEDMĚT ŘEŠENÍ

8 2.2.2 POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY MODELOVÁNÍ STRUKTURY SPOLEČENSTVA RYB POD VLIVEM VARIABILITY PRŮTOKU A GEOMORFOLOGIE TOKU PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝZKUM V OBLASTI MIKROBIÁLNÍHO ZNEČIŠTĚNÍ POVRCHOVÝCH A ODPADNÍCH VOD PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY ODDÍL C POVRCHOVÉ VODY ANTROPOGENNÍ VLIVY STUDIUM VÝSKYTU A CHOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH A UMĚLÝCH RADIONUKLIDŮ V HYDROSFÉŘE VČETNĚ ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY HODNOCENÍ A SLEDOVÁNÍ VODNÍCH EKOSYSTÉMŮ A JEJICH ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ: ČASOVÉ A PROSTOROVÉ ZMĚNY V SOUVISLOSTI S ANTROPOGENNÍMI TLAKY PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ A ZAVÁDĚNÍ ANALYTICKÝCH METOD VČETNĚ METOD TOXIKOLOGICKÝCH DO VODOHOSPODÁŘSKÉ PRAXE. STUDIUM CHOVÁNÍ A TRANSFORMACE SPECIFICKÝCH POLUTANTŮ VE VODNÍCH EKOSYSTÉMECH PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY STUDIE VÝSKYTU LÁTEK V SOUČASNÉ DOBĚ NEPODLÉHAJÍCÍCH PRAVIDELNÉMU SLEDOVÁNÍ V HYDROSFÉŘE ČR PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY ODDÍL D VODA A ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÉ ČÁSTI PŘÍRODY VLIV SUCHOZEMSKÝCH EKOSYSTÉMŮ A DALŠÍCH VLIVŮ NA OCHRANNÉ PODMÍNKY NA VODU VÁZANÝCH ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH ÚZEMÍ

9 4.1.1 PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VLIVY LESNÍCH EKOSYSTÉMŮ S RŮZNÝM ZPŮSOBEM OBHOSPODAŘOVÁNÍ NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY PODMÍNKY ZACHOVÁNÍ VÝSKYTU ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH DRUHŮ VODNÍCH A MOKŘADNÍCH ORGANISMŮ PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY ODDÍL E PLOŠNÉ A DIFÚZNÍ ZDROJE ZNEČIŠTĚNÍ VLIVY ZEMĚDĚLSKY OBHOSPODAŘOVANÝCH POVODÍ NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ KOMPLEXNÍHO KONCEPTUÁLNÍHO MODELU PRO ŘEŠENÍ VLIVŮ A DOPADŮ ANTROPOGENNÍ ČINNOSTI NA PODZEMNÍ VODY V INTERAKCI S POVRCHOVÝMI EKOSYSTÉMY PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY KOMBINOVANÉ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V OBLASTECH S NADSTANDARDNÍMI NÁROKY NA OCHRANU VOD PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY EXTENZÍVNÍ METODY ČIŠTĚNÍ VOD A JEJICH ÚČINNOST PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VSAKOVÁNÍ PŘEČIŠTĚNÝCH ODPADNÍCH VOD A DEŠŤOVÝCH VOD V MALÝCH SÍDLECH PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY

10 6 ODDÍL F NÁSTROJE VÝVOJ OBECNĚ BILANČNÍCH A OPERATIVNĚ PREDIKČNÍCH A HODNOTÍCÍCH SYSTÉMŮ ZAMĚŘENÝCH NA VÝSTUPY PODPORUJÍCÍ VÝKON VEŘEJNÉ A STÁTNÍ SPRÁVY PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ A APLIKACE INFORMAČNÍCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO ČINNOSTI SOUVISEJÍCÍ S PLÁNOVÁNÍM V OBLASTI VOD PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ A APLIKACE POSTUPŮ S VYUŽITÍM TECHNOLOGIÍ GEOGRAFICKÝCH INFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ VE VAZBĚ NA DIGITÁLNÍ BÁZI VODOHOSPODÁŘSKÝCH DAT PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ A APLIKACE VHODNÝCH TECHNICKÝCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO ZHODNOCENÍ VLIVU EMISÍ NA CHEMICKÝ STAV POVRCHOVÝCH VOD A VÝVOJ SYSTÉMŮ JEHO HODNOCENÍ PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY VÝVOJ A APLIKACE LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ V OBLASTI OCHRANY A JAKOSTI VOD PŘEDMĚT ŘEŠENÍ POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY VÝSTUPY ODDÍL G KOORDINACE VYHODNOCENÍ ČERPÁNÍ FINANČNÍCH PROSTŘEDKŮ ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK SEZNAM PŘÍLOH

11 ÚVOD Výzkumný záměr MŽP Výzkum a ochrana hydrosféry výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů je Výzkumným ústavem vodohospodářským T. G. Masaryka, veřejnou výzkumnou institucí řešen od roku 2005 s předpokládaným ukončením v roce Počátkem roku 2009 byl tedy zahájen pátý rok řešení, který z časového hlediska zasahuje do druhé poloviny období jeho řešení. Předmětem výzkumného záměru je komplexní dlouhodobý výzkum v oblasti hydrosféry orientovaný na vztahy a procesy ve vodní složce životního prostředí, na vliv antropogenních tlaků, na trvalé užívání a na její ochranu, včetně tvorby legislativních nástrojů a technických opatření. Výzkumný záměr je z důvodu účinného řízení a koordinace strukturován do tematických oddílů a dále do tzv. subprojektů, které jsou základní strukturní jednotkou v odborné i řídící rovině. Za koordinaci a odborné směřování tematického oddílu je zodpovědný zpravodaj, na dalším stupni řízení je pak odpovědný řešitel subprojektu. Za celý projekt zodpovídá hlavní řešitel. Záměr je v souladu s Rozhodnutím zpracován jako celek, nikoliv jako soubor disjunktních projektů. Na počátku roku 2009 došlo na základě závěrů z kontrolního dne č. 2/2008 k určité revizi řešených témat (subprojektů). Řešení následujících subprojektů bylo ukončeno: 3604 Hydro-ekologická revitalizace krajiny ovlivněné lidskou činností, 3610 Vlivy antropogenně silně pozměněných povodí a na kvalitu odtékající vody. Řešení subprojektu 3614 (Studium chování a transformace specifických polutantů ve vodních ekosystémech a jejich jednotlivých složkách, včetně možností vlivu na lidskou populaci) bylo ukončeno jen částečně, problematika farmak byla organizačně převedena pod subprojekt 3613, který vlivem této změny modifikoval svůj název. Na počátku roku 2009 bylo zahájeno řešení nové aktuální problematiky vývoje a ověření metodiky pro změnu N-letých průtoků vlivem povodňovývh opatření (jako subprojekt 3629). Začátkem června 2009 bylo v důsledku předpokládaného navýšení dotace na řešení výzkumného záměru a v souladu se schválenou metodikou řešení zahájeno studium výskytu látek v současné době nepodléhajícím pravidelnému sledování v hydrosféře (jako subprojekt 3630) a k rozšíření řešení stávajícího subprojektu Řešení v tématických oddílech A-E a G (Koordinace) je v roce 2009 tedy rozpracováno do 27 dílčích subprojektů. Ve dvou případech došlo ke změně odpovědného řešitele subprojektu (subprojekty 3602 a 3624) a ke změně zpravodaje tematického oddílu E. Výzkumný záměr je z hlediska řízení strukturován do do sedmi tematických oddílů (šest + jeden koordinační) následovně: A Hydrologie B Společenstva a organismy C Antropogenní vlivy na povrchové vody D Voda a zvláště chráněné části přírody E Plošné a difúzní zdroje znečištění F Legislativní nástroje, bilanční, predikční, hodnotící a informační systémy G Koordinace a řízení výzkumného záměru Přehled subprojektů včetně odpovědných řešitelů a zpravodajů platný pro rok 2009 je uveden v následujících tabulkách. V posledním sloupci je uvedena celková částka finančních prostředků přidělená na řešení subprojektu v roce 2009 (v tis. Kč). 7

12 Oddíl A Hydrologie (zpravodaj Ing. Novický Oldřich) 3601 Bagal Z. Přesnost měření kvantitativních parametrů hydrosféry Vizina A Novický O Kašpárek L Blažková Š. Vývoj matematických modelů hydrologické bilance, identifikace jejich parametrů a ověřování experimentálním výzkumem. Dopady klimatických a antropogenních změn na vodní režim a přírodní prostředí. Vývoj a ověření metodiky pro změnu N-letých průtoků vlivem protipovodňovývh opatření. Hydrologické a klimatické extrémní situace a jejich vliv na přírodní prostředí a na národní hospodářství Oddíl B Společenstva a organismy (zpravodaj Mgr. Slavík Ondřej, Ph.D.) 3606 Desortová B Slavík O Opatřilová L Baudišová D. Výzkum vlivu variability hydrologických a chemických parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu v tekoucích vodách. Modelování struktury společenstva ryb pod vlivem variability průtoku a geomorfologie toku. Struktura společenstva makrozoobentosu a fytobentosu ve vztahu k hydromorfologii toku a antropogennímu ovlivnění. Výzkum v oblasti mikrobiálního znečištění povrchových a odpadních vod Oddíl C Antropogenní vlivy na povrchové vody (zpravodaj Ing. Lochovský Petr) 3611 Ivanovová D Lochovský P Soldán P Očenášková V. Studium výskytu a chování přírodních a umělých radionuklidů v hydrosféře včetně antropogenního ovlivnění. Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich antropogenního ovlivnění: Časové a prostorové změny v souvislosti s antropogenními tlaky. Vývoj a zavádění analytických metod včetně metod toxikologických do vodohospodářské praxe. Studium chování a transformace specifických polutantů ve vodních ekosystémech. Studie výskytu látek v současné době nepodléhajících pravidelnému sledování v hydrosféře ČR

13 Oddíl D Voda a zvláště chráněné části přírody (zpravodaj Mgr. Simon Ondřej) 3615 Simon O Kožený P Bílý M. Vliv suchozemských ekosystémů a dalších vlivů na ochranné podmínky na vodu vázaných zvláště chráněných území. Vlivy lesních ekosystémů s různým způsobem obhospodařování na kvalitu odtékající vody. Podmínky zachování výskytu zvláště chráněných druhů vodních a mokřadních organismů Oddíl E Plošné a difúzní zdroje znečištění (zpravodaj Ing. Rozkošný Miloš, Ph.D.) 3617 Rosendorf P Hrkal Z Wanner F. Vlivy zemědělsky obhospodařovaných povodí na kvalitu odtékající vody. Vývoj komplexního konceptuálního modelu pro řešení vlivů a dopadů antropogenní činnosti na podzemní vody v interakci s povrchovými ekosystémy. Kombinované systémy čištění odpadních vod v oblastech s nadstandardními nároky na ochranu vod Mlejnská E. Extenzívní metody čištění vod a jejich účinnost Eckhardt P. Vsakování přečištěných odpadních vod a dešťových vod v malých sídlech. 850 Oddíl F Legislativní nástroje, bilanční, predikční, hodnotící a informační systémy (zpravodaj Ing. Picek Jiří) 3622 Vyskoč P Picek J Zbořil A Mičaník T Kult A. Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a hodnotících systémů zaměřených na výstupy podporující výkon veřejné a státní správy. Vývoj a aplikace informačních nástrojů nutných pro činnosti související s plánováním v oblasti vod. Vývoj a aplikace postupů s využitím technologií geografických informačních systémů ve vazbě na digitální bázi vodohospodářských dat. Vývoj a aplikace vhodných technických nástrojů nutných pro zhodnocení vlivu emisí na chemický stav povrchových vod a vývoj systémů jeho hodnocení. Vývoj a aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany a jakosti vod

14 Oddíl G Koordinace a řízení výzkumného záměru 3627 Mičaník T. Koordinace a řízení výzkumného záměru Cíle výzkumného záměru Cíle výzkumného záměru jsou v detailu popsány v charakteristikách navržených subprojektů, uvedených v příloze k části C 8 Návrhu výzkumného záměru (2005), které jsou dle Rozhodnutí každoročně revidovány (naposledy v roce 2009). Aktuální cíle a obsah řešení za jednotlivé tematické oddíly jsou v roce 2009 v souladu s Rozhodnutím následující: A Hydrologie Výzkum spolehlivosti postupů určování kvantitativních charakteristik v hydrosféře získávaných měřením a matematickým modelováním a jejich doplnění a zpřesnění. Rozvoj metod stanovení N-letých maximálních průtoků a jejich změn v říční síti po realizaci protipovodňových opatření. Matematické modely hydrologické bilance a jejich experimentální ověřování. Dekomposice nejistot měření a modelování na její jednotlivé složky a redukce těchto nejistot. Výzkum a rozvoj metodik a modelovacích technik pro zvýšení spolehlivosti odhadů možných dopadů klimatických změn na hydrologický režim a vodní zdroje povrchových a podzemních vod. Extrémní hydrologické situace, jejich příčiny, modelování, odhad nejistot, dopady na další faktory (jakost vody, změny koryta, apod). B Společenstva a organismy Charakteristika změn a zpřesnění vybraných chemických a ekologických parametrů, které bezprostředně závisejí na množství vody, popř. na parametrech koryta toku, působí na habitaty vodních organismů a jejich společenstev. Konkrétní závislost charakteristik vodních společenstev na průtocích a teplotě, včetně vztahu k trofii toků, eutrofizaci a biodegradační kapacitě. Vliv hydrologických a chemických parametrů na dynamiku fytoplanktonu, eutrofizace. Analýza nároků jedinců na habitaty a prostorové faktory, migrace s predikcí na chování populací a společenstev. Výzkum diverzity habitatů makrozoobentosu a fytobentosu včetně metodik hodnocení a testování vhodných biotických indexů vztahujících se k indikaci antropogenních vlivů. Výzkum mikrobiálního znečištění, jeho eliminace, mikrobiálních společenstev a detekce hygienicky významných bakterií v povrchových a odpadních vodách molekulárněgenetickými metodami. C Antropogenní vlivy na povrchové vody Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich antropogenního ovlivnění v dílčích oblastech a silně pozměněných povodích znečišťujícími a nebezpečnými látkami. 10

15 Strukturální charakteristiky vodních ekosystémů: kvalita vody, sedimentů, bioty. Geogenní pozadí říčních sedimentů pro kovy a metaloidy jako základ odlišení antropogenní zátěže. Chování a výskyt radioaktivních látek ve vodním prostředí se zaměřením na významně antropogenně ovlivněná území a úseky toků dotčených historickou zátěží (těžba uranu) i současnými zdroji (jaderná energetika). Studium původu, vlivu a transformace specifických polutantů (xenobiotika, farmaka, endokrinní disruptory apod.) ve vodních ekosystémech a jejich jednotlivých složkách. Poznávání procesů probíhající ve vodním prostředí: transportní, degradační a akumulační procesy, toxické působení polutantů na jednotlivé složky ekosystému, včetně vztahu k užívání vody. Výzkum nových látek nebezpečných pro vodní ekosystémy a jeho prostřednictvím pro lidskou populaci včetně vývoje nových analytických postupů jejich stanovení a zdokonalování metod stanovení specifických polutantů současné úrovně poznání. D Voda a zvláště chráněné části přírody Základní výzkum cyklu organického uhlíku v primární říční síti s vazbou na potravní řetězce ve vodním prostředí jako příspěvek k detailnímu poznání koloběhu uhlíku v ekosystémech. Vliv revitalizací povodí a říční sítě toků 2 3 řádu na chemismus vod v oligotrofních podmínkách. Výzkum vlivu lesních povodí různého typu na jakost povrchových vod a morfologii vodních toků. Výzkum dynamiky odumřelé přirozené dřevní hmoty v tocích nižšího řádu pro odpovědný management vodních toků se zřetelem k zachování přírodně blízkých podmínek. Základní výzkum nových biologických poznatků, týkajících se zvláště chráněných druhů organismů vázaných na vodní prostředí včetně podmínek umělého odchovu. Výzkum specifických vodních ekosystémů využitelný pro přípravu podkladů pro rozhodování státních orgánů při ochraně vodního prostředí a na něj vázaných ekosystémů s uplatněním multidisciplinárního přístupu.. E Plošné a difúzní zdroje znečištění Studium transportu a transformace znečišťujících látek ze zemědělsky obhospodařovaných území (fosfor, dusičnany, pesticidy, mikrobiální znečištění). Výzkum kvalitativních vztahů mezi povrchovými vodami a podzemními vodami a tvorba konceptuálního modelu interakce atmosféra vegetační pokryv (lesní pokryv) jakost podzemních vod. Vývoj a ověření postupů nakládání s vodami v malých sídlech se zaměřením na kombinované technologie a extenzívní metody čištění především na území vyžadujícími zvláštní ochranu. Řešení problematiky vsakování předčištěných odpadních a dešťových vod do horninového prostředí v malých sídlech charakteristických rozptýlenou zástavbou. 11

16 F Technické a legislativní nástroje, bilanční, predikční a hodnotící informační systémy Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a hodnotících systémů zaměřených na výstupy podporující výkon veřejné a státní správy. Vývoj a aplikace vhodných informačních, technických, právních a ostatních nástrojů nutných pro činnosti související s plánováním v oblasti vod. Vývoj a aplikace systémových nástrojů nutných pro posouzení účinnosti přijatých technických, administrativních, právních a ostatních opatření. Odborná podpora implementace Rámcové směrnice pro vodní politiku ES v oblasti vývoje postupů hodnocení stavu vodních útvarů, typově referenčních podmínek, stanovení environmentálních cílů, návrhů opatření a dalších podkladů pro zpracování Plánů oblastí povodí a nástrojů pro příslušný reporting. Způsob prezentace výsledků řešení výzkumného záměru v roce 2009 V následujících kapitolách jsou uvedeny zprávy prezentující v souladu se schválenou metodikou způsob řešení a výstupy jednotlivých subprojektů za období leden listopad Každá z kapitol odpovídá jednomu subprojektu. Na rozdíl od předchozích let, kdy byly do roku 2007 zpracovávány výzkumné zprávy po jednotlivých tematických oddílech, bylo od roku 2008 přikročeno k novému způsobu zpracování, kdy je kladen důraz na maximální stručnost výzkumných zpráv a prezentaci výzkumu formou jednotlivých druhů výsledků a vývoje definovaných Radou vlády pro výzkum a vývoj (RVVV). V souladu s tímto principem jsou v roce 2009 předkládány výsledky řešení výzkumného záměru formou: závěrečné zprávy o řešení subprojektů tematických oddílů A až G v roce 2009, výstupů dosažených řešením výzkumného záměru v roce 2009 v elektronické podobě. Rozsah dílčích zpráv za jeden subprojekt byl ve shodě s garantem výzkumného záměru stanoven v průměru na 3 strany a přehled dosažených výstupů v roce Přitom garantem budou akceptovány jen takové výstupy, které byly v roce 2009 uplatněny a dále výstupy, u kterých je jejich uplatnění jisté (tzv. ukončené výstupy). Přehledy výstupů obsahují i takové druhy výstupů, které sice nejsou podle platné Metodiky RVVV bodovány, ale prezentují výsledky dosažené řešením subprojektů odborné veřejnosti a orgánům státní správy. Všechny tyto druhy výstupů jsou v plném znění dostupné v elektronické podobě. Výstupy jsou označeny číslem subprojektu s koncovkou evidenčního čísla publikační databáze VÚV T.G.M., v.v.i. nebo koncovkou _final, pokud v publikační databázi evidovány nejsou. Všechny uplatněné výstupy za období řešení výzkumného záměru jsou přílohou této zprávy. Řešitelské týmy jednotlivých subprojektů v roce 2009 Subprojekt 3601 (Kapitola 1.1): Přesnost měření kvantitativních parametrů hydrosféry Vedoucí řešitel: Ing. Zdeněk Bagal Spoluřešitelé: Prof. Ing Pavel Gabriel, RNDr. Radvan Hájek, Bc. Ondřej Motl 12

17 Subprojekt 3602 (Kapitola 1.2): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vývoj matematických modelů hydrologické bilance, identifikace jejich parametrů a ověřování experimentálním výzkumem Ing. Adam Vizina Jan Kašpárek, CSc., Ing. Jan Pistulka, Mgr. Pavel Treml, Ing. Jiří Vičenec, Ing. Radek Vlnas, Ing. Michal Vaculík, Zuzana Groschupová, RNDr. Jiří Kokeš, Mgr. Jana Olejšková, Josef Bureš, Vojtěch Mrázek, Petra Malíková, Ing. Petr Bouška, Ph.D., Prof. Ing. Pavel Gabriel, Mgr. Petra Štěpánková, Mgr. Hana Janovská, Ing. Magdalena Mrkvičková, Ivana Kubečková Subprojekt 3603 (Kapitola 1.3): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Dopady klimatických a antropogenních změn na vodní režim a přírodní prostředí Ing. Oldřich Novický Ing. Libuše Ramešová, Zuzana Groschupová, Doc. RNDr. Petr Vlasák, Ing. Renata Fridrichová, Ing. Stanislav Horáček, Jan Kašpárek, Josef Bureš, Ing. Marie Šnajberková, Ing. Magdalena Mrkvičková, Ing. Oldřich Novický, Mgr. Pavel Treml, Ing. Michal Vaculík, Ing. Adam Vizina, Ing. Radek Vlnas, Ivana Kubečková, Ing. Kateřina Poláková, Ing. Jan Pistulka Subprojekt 3605 (Kapitola 1.5): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Subprojekt 3606 (Kapitola 2.1): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Subprojekt 3607 (Kapitola 2.3): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Hydrologické a klimatické extrémní situace a jejich vliv na přírodní prostředí a na národní hospodářství Ing. Šárka Blažková, DrSc. Ing. Alena Kulasová, Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal, CSc., Mgr. Marta Martínková, Ing. Václav Matoušek, DrSc., Ing. Jana Ředinová, Ing. Karel Drbal, PhD., Mgr. Pavla Štěpánková, Ph.D., Ing. Miriam Dzuráková, Mgr. Jana Ošlejšková, Ing. Jan Kupec, Ing. Pavel Balvín, Ing. Petr Bouška, Ph.D., Ing. Lubomír Petružela, CSc. Výzkum vlivu variability hydrologických a chemických parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu v tekoucích vodách RNDr. Blanka Desortová, CSc. Mgr. Tomáš Luzar Modelování struktury společenstva ryb pod vlivem variability průtoku a geomorfologie toku Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D. Ing. Pavel Horký, Mgr. Petra Kulíšková, Ing. Jiří Musil, Shiferaw Demeke Subprojekt 3608 (Kapitola 4.3): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Podmínky zachování výskytu zvláště chráněných druhů vodních a mokřadních organismů Mgr. Michal Bílý, Ph.D. Ing. Karel Douda, RNDr. Jitka Svobodová, Mgr. Ondřej Simon, Ing. Věra Kladivová 13

18 Subprojekt 3609 (Kapitola 2.4): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Výzkum v oblasti mikrobiálního znečištění povrchových a odpadních vod RNDr. Dana Baudišová, Ph.D. Ing. Andrea Benáková, RNDr. Hana Mlejnková, Ph.D, Mgr. Kateřina Sovová Subprojekt 3611 (Kapitola 3.1): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Studium výskytu a chování přírodních a umělých radionuklidů v hydrosféře včetně antropogenního ovlivnění Mgr. Diana Ivanovová Ing. Eduard Hanslík CSc., Ing. Věra Hudcová, Mgr. Jana Badurová, Ing. Miloš Rozkošný, Mgr. Pavel Šimek, Michal Novák, Michal Komárek, Jana Mihalková, Markéta Reidingerová, Hana Kalová, Ivo Vaněček Subprojekt 3612 (Kapitola 3.2): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich antropogenního ovlivnění: Časové a prostorové změny v souvislosti s antropogenními tlaky RNDr. Petr Lochovský Ing. Danica Pospíchalová, RNDr. Ladislav Havel, CSc. Subprojekt 3613 (Kapitola 3.3): Vývoj a zavádění analytických metod včetně metod toxikologických do vodohospodářské praxe. Studium chování a transformace specifických polutantů ve vodních ekosystémech Vedoucí řešitel: RNDr. Přemysl Soldán, Ph.D. Spoluřešitelé: Ing. Danica Pospíchalová, Mgr. Jana Badurová, RNDr. Josef Fuksa CSc., Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip Wanner, Mgr. Marta Martínková, Mgr. Jan Svoboda, Mgr. Kateřina Kolaříková Subprojekt 3615 (Kapitola 4.1): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vliv suchozemských ekosystémů a dalších vlivů na ochranné podmínky na vodu vázaných zvláště chráněných území Mgr. Ondřej Simon Ing. Věra Kladivová, Mgr. Kamila Fricová, Mgr. Andrea Benáková, Mgr. Michal Bílý, PhD., Ing. Karel Douda, Mgr. Ing. Lucie Kubíková, Mgr. Vladimíra Belušová Subprojekt 3616 (Kapitola 4.2): Vlivy lesních ekosystémů s různým způsobem obhospodařování na kvalitu odtékající vody Vedoucí řešitel: Mgr. Pavel Kožený Spoluřešitelé: Mgr. Jiří Kroča, Mgr. Ondřej Simon, Vojtěch Mrázek 14

19 Subprojekt 3617 (Kapitola 5.1): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vlivy zemědělsky obhospodařovaných povodí na kvalitu odtékající vody Mgr. Pavel Rosendorf Mgr. Jana Badurová, RNDr. Dana Baudišová, PhD., Ing. Andrea Benáková, Ivana Benáková, Mgr. Daniel Fiala, Zuzana Hamzová, Mgr. Kateřina Horáková, PhD., Iveta Klohnová, Vladimír Kocián, RNDr. Josef Kupec, RNDr. Hana Mlejnková, PhD., Ing. Eva Mlejnská, Libor Pavézka, RNDr. Michal Pavonič, Jindřich Plašil, Ing. Zdeněk Pospíšil, Šárka Šustrová, Mgr. Tereza Urbanová Subprojekt 3618 (Kapitola 5.2): Vývoj komplexního konceptuálního modelu pro řešení vlivů a dopadů antropogenní činnosti na podzemní vody v interakci s povrchovými ekosystémy Vedoucí řešitel: Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal Spoluřešitelé: RNDr. Hana Prchalová, Ing. Anna Hrabánková, RNDr. Eva Novotná Subprojekt 3619 (Kapitola 5.3): Kombinované systémy čištění odpadních vod v oblastech s nadstandardními nároky na ochranu vod Vedoucí řešitel: Ing. Filip Wanner Spoluřešitelé: Ing. Miroslav Váňa Subprojekt 3620 (Kapitola 5.4): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Extenzívní metody čištění vod a jejich účinnost Ing. Eva Mlejnská Ing. Miloš Rozkošný, Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip Wanner Subprojekt 3621 (Kapitola 5.5): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vsakování přečištěných odpadních vod a dešťových vod v malých sídlech Mgr. Pavel Eckhardt Ing. Kateřina Poláková, Mgr. Halka Slavíková, Ing. Martin Kozma Subprojekt 3622 (Kapitola 6.1): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a hodnotících systémů zaměřených na výstupy podporující výkon veřejné a státní správy Ing. Petr Vyskoč Ing. Jiří Picek, RNDr. Hana Prchalová, Mgr. Pavel ng. Jiří Picek, RNDr. Hana Prchalová, Mgr. Pavel Rosendorf, Ing. Marie Šnajberková, Ing. Anna Hrabánková, Ing. Arnošt Kult, Bc. Jan Brabec, Mgr. Silvie Semerádová, RNDr. Renata Filippi 15

20 Subprojekt 3623 (Kapitola 6.2): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vývoj a aplikace informačních nástrojů nutných pro činnosti související s plánováním v oblasti vod Ing. Jiří Picek Ing. Pavel Richter, Ing. Petr Vyskoč, Ing. Arnošt Kult, Bc. Jan Brabec, Mgr. Pavel Rosendorf, Mgr. Silvie Semerádová Subprojekt 3624 (Kapitola 6.3): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vývoj a aplikace postupů s využitím technologií geografických informačních systémů ve vazbě na digitální bázi vodohospodářských dat Ing. Kateřina Uhlířová Mgr. Aleš Zbořil Subprojekt 3625 (Kapitola 6.4): Vývoj a aplikace vhodných technických nástrojů nutných pro zhodnocení vlivu emisí na chemický stav povrchových vod a vývoj systémů jeho hodnocení Vedoucí řešitel: Ing. Tomáš Mičaník Spoluřešitelé: Ing. Ivan Nesměrák CSc., Mgr. Tomáš Luzar, RNDr. Josef Kupec, Ing. Jiří Šajer, Ing. František Sýkora, Ing. Vladimír Šlouf, Ing. Alena Kristová, Ing. Zdeněk Pospíšil, Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip Wanner, Vojtěch Mrázek Subprojekt 3626 (Kapitola 6.5): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Subprojekt 3627 (Kapitola 7): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Subprojekt 3628 (Kapitola 2.2): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vývoj a aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany a jakosti vod Ing. Arnošt Kult Ing. Jiří Kučera, Ing. Lubomír Petružela, CSc., Ing. Jiří Dlabal, RNDr. Jitka Svobodová, Ing. Věra Kladivová, Ing. Halka Slavíková Koordinace a řízení výzkumného záměru Ing. Tomáš Mičaník Ing. Alena Kristová, Ing. Oldřich Novický, Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D., RNDr. Petr Lochovský, Mgr. Ondřej Simon, Ing. Miloš Rozkošný, Ph.D., Ing. Jiří Picek Struktura společenstva makrozoobentosu a fytobentosu ve vztahu k hydromorfologii toku a antropogennímu ovlivnění Mgr. Libuše Opatřilová Mgr. Pavla Řezníčková, Ph.D., Mgr. Hana Janovská, Mgr. Vít Syrovátka, Ph.D., RNDr. Denisa Němejcová, RNDr. Jiří Kokeš, Ing. Milena Forejtníková, RNDr. Petr Marvan, CSc. 16

21 Subprojekt 3629 (Kapitola 1.4): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Vývoj a ověření metodiky pro změnu N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření Ing. Ladisla Kašpárek Ing. Magdalena Mrkvičková, Ing. Stanislav Horáček, Doc.RNDr. Petr Vlasák, Ing. Renata Fridrichová, Ing. Petr Bouška, Ph.D., Prof. Ing. Pavel Gabriel, Ing. Oldřich Novický, Mgr. Pavel Treml Subprojekt 3630 (Kapitola 3.4): Vedoucí řešitel: Spoluřešitelé: Studie výskytu látek v současné době nepodléhajících pravidelnému sledování Ing. Věra Očenášková Mgr. Petr Medek, Mgr. David Chrastina 17

22 1 ODDÍL A HYDROLOGIE 1.1 PŘESNOST MĚŘENÍ KVANTITATIVNÍCH PARAMETRŮ HYDROSFÉRY Předmět řešení Předmětem řešení byla problematika přesnosti a způsobu měření výšky hladiny kapalin a úvod do problematiky měření hloubky promrznutí půdy. Pokračovali jsme ve zdokonalování přístrojového vybavení pro měření výšky hladin dle námi řešené problematiky. Původním řešením se podařilo navrhnout velice přesné sondy, použitelné pro vysoké rychlosti kapaliny a provádět vzorkování a zápis dat s velmi vysokou frekvencí. Jejich nevýhoda však byla v tom, že tyto původně navržené konstrukce je možné použít pouze v laboratorních podmínkách a na velmi čistou kapalinu (sondy vykazovaly malou mechanickou odolnost). Z tohoto důvodu jsme navrhnuli odlišnou mechanickou konstrukci a vyrobili funkční vzorek této nové sondy. Ta je již dostatečně odolná proti mechanickému poškození při běžném použití a to i v praxi. Toto řešení bylo uplatněno jako průmyslový vzor č Dále byl zdokonalen ovládací program loggeru, kde byly vylepšeny funkce týkající se zápisu dat. Současně jsme se začali zabývat i problematikou měření hloubky promrznutí půdy, které patří k typickým projevům podnebí v našich podmínkách. Podle Meteorologického slovníku je toto promrzání půdy definováno jako tuhnutí půdního roztoku při poklesu teploty pod jeho bod tuhnutí a je významné z mnoha pohledů. S ohledem na obtížnost jeho měření nejsou zatím vyvinuty dostatečně přesné přístroje. Při řešení této problematiky jsme zjistili, že je možné současně využívat stejné technické zázemí jaké je používané i při řešení problematiky měření změny výšky hladiny kapaliny. Měření zámrazu v půdě by, podle našich předpokladů, mohlo mít význam při stanovování objemu vsakování roztátého sněhu po zimním období, tj. nejen pro zpřesnění předvídání záplav, ale i pro lesnictví a polnohospodářství Postup řešení a výsledky Mechanicky odolná sonda pro měření výšky hladiny kapaliny Původní provedení sond vyniká konstrukční jednoduchostí, dosahovanou přesností a možností použití při rychlém proudění vody. Jejich nevýhodou je nutnost pozorné manipulace (měřící elektrody mají průměr 0,1 mm). Tyto sondy jsou tedy určeny výhradně pro laboratorní aplikace. Tento rok jsme se proto zaměřili na vývoj sondy, která by využívala téhož principu a zároveň byla mechanicky odolná. Bylo vyzkoušeno několik variant konstrukčního provedení. Hlavním problémem při tomto vývoji bylo řešení napínání elektrod a jejich připojení k vodičům. V konečné fázi jsme zvolili napínání pomocí dvou do sebe zasunutých trub. Elektrody jsou v horní trubici uloženy v silikonových pružných lůžkách a v dolní trubici pevně. Jejich napnutí se provede posunem dolní trubice v horní. Princip této sondy byl přihlášen jako užitný vzor u Úřadu průmyslového vlastnictví ČR. Citlivost sondy je 0,159 mm.mv -1. Schéma a foto sondy viz Obr a

23 Popis: 1 - vnitřní trubka (nosná) 2 - vnější trubka 3 - spodní držák sond 4 - napínací systém elektrod 5 - měřící sonda 6 - napájená sonda 7 - přívodní vedení 8 - držák 9 - odvzdušňovací otvor 10 - svorkovnice 11 - víko držáku Obr Schéma a foto nové sondy Obr Nově navržená sonda nainstalovaná na modelu Problematika zamrzání půdy Přehled používaných mrazoměrů: Prvním typem používaného zařízení je půdní mrazoměr, který se skládá z gumové hadice naplněné pruhem pěnové gumy a destilovanou vodou. Na hadici je vyznačena stupnice s dělením po 1 cm a popisem po 5 cm. Zasouvá se do novodurové trubky trvale zapuštěné v zemi. Hloubka promrznuté půdy se zjišťuje hmatem. Nezamrzlý mrazoměr je při prohmatání měkký. Při zamrzání lze prohmatáním zjistit přítomnost ledových krystalků. Při úplném promrznutí mrazoměr zcela ztvrdne. Za promrznutí se považuje již fáze tvorby ledových krystalků. 19

24 Jiná konstrukce mrazoměru je založená na rozdílnosti měrného elektrického odporu zmrzlé a nezmrzlé půdy. Zatímco nezmrzlá půda má měrný odpor r kω, měrný odpor zmrzlé půdy je 500 kω až několik MΩ. Hloubka promrznutí se zjistí pomocí měření elektrického odporu podél sondy od povrchu dolů a určením místa, kde se odpor mění z vysoké hodnoty na nízkou. Praktické provedení mrazoměru je tyč z umělé hmoty, na které jsou v pravidelných odstupech umístěny prstence z neizolovaného drátu. Je třeba zajistit, aby prstence byly ve styku s okolní zeminou. Elektrický odpor se měří mezi jednotlivými prstenci. Další možností je použití teploměrů zasazených do různých hloubek v půdě. Toto řešení má určitou nevýhodu v tom, že indikuje teplotu a ne promrznutí půdy. Ještě jiné řešení využívá změnu barvy určitých roztoků s teplotou. Toto zařízení používá roztok methylenové modři, která mění barvu ze žlutozelené na šedou s klesající teplotou. Hloubka promrznutí se pak stanoví z polohy barevného přechodu v zařízení. Naším cílem je pokusit se vyvinout jednak jednoduchý mrazoměr a jednak elektronický přístroj určený pro náročnější aplikace. U jednoduché konstrukce bychom chtěli, aby přístroj byl osazen z důvodu ceny minimem elektroniky a aby nevyžadoval ke své funkci logger. Naopak u elektronického přístroje se počítá i se zápisem dat do loggeru. Nasazení těchto přístrojů by mělo být především v lesnictví a zemědělství. Předpokládáme, že výstupem by měl být užitný vzor a funkční vzorek zařízení Výstupy Funkční vzorek mechanicky odolné sondy pro stanovení výšky hladiny kapaliny. Splněno. Podařilo se navrhnout, odzkoušet a vyrobit funkční vzorek mechanicky odolné sondy. Průmyslový vzor mechanicky odolné sondy pro stanovení výšky hladiny kapaliny. Splněno. Bylo vydáno osvědčení o zápisu užitného vzoru Úřadem průmyslového vlastnictví ČR. (3601_2533) Funkční vzorek kalibračního kontrolního zařízení. Od řešení této problematiky a zpracování tohoto výstupu bylo odstoupeno. První prototyp zařízení pro měření zámrzné hloubky. Práce na návrhu zhotovení mrazoměru jsou ve fázi rozpracování. 20

25 1.2 VÝVOJ MATEMATICKÝCH MODELŮ HYDROLOGICKÉ BILANCE, IDENTIFIKACE JEJICH PARAMETRŮ A OVĚŘOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍM VÝZKUMEM Předmět řešení Předmětem řešení je vývoj matematických modelů hydrologické bilance, identifikace jejich parametrů a ověřování experimentálním výzkumem. V roce 2009 byl věnován důraz zejména na vývoj propojeného modelu hydrologické a vodohospodářské bilance a následné zapojení do soustavy říční sítě. Práce navázaly na výzkumnou činnost, která se dlouhodobě věnovala vývoji matematickému modelu chronologické bilance BILAN (dříve SIMBA). V roce 2008 byl model BILAN modifikován na denní a měsíční verzi. V návaznosti na předchozí výsledky byly práce v roce 2009 zaměřeny na následující tematické okruhy: zpracování modelu hydrologického modelu BILAN v soustavě říční sítě, zpracování modelu vodohospodářské bilance v soustavě říční sítě, kalibrace a ověřování propojeného modelu hydrologické bilance BILAN a modelu vodohospodářské bilance, zaměření na dokonalejší vystižení vztahů mezi celkovým odtokem z povodí a odtokem podzemní vody, pokračující dlouhodobé sledování a vyhodnocování vývoje změn klimatu a jeho vlivu na výpar z vodní hladiny ve výparoměrné stanici Hlasivo a prvků hydrologické bilance v pozorovací soustavě na horní Metuji, Zpracování monografie s názvem Vodní bilance v podmínkách klimatické změny v povodí horní Metuje Postup řešení a výsledky Předmětem řešení je rozvoj modelovacích technik, jejich kalibrace a ověřování, jehož součástí je i dlouhodobé experimentální sledování a vyhodnocování vývoje prvků hydrologické bilance v pozorovací soustavě povrchových a podzemních vod. Řešení hydrologické bilance v soustavě říční sítě propojené s vodohospodářským modelem povede ke snížení nejistot u přirozených průtoků a bude zajištěna chronologie průtoků v řešené soustavě. V první polovině roku 2009 došlo k propojení modelu chronologické hydrologické bilance BILAN s modelem vodohospodářské bilance. K propojení došlo na separovaném povodí K ověřování výsledků dochází na povodí horního toku Svratky, které lze považovat za neovlivněné a je důkladně zmapováno. Jako další povodí byly vybrány povodí horní Metuje po kontrolní profil M XII (Teplice nad Metují) a povodí Divoké Orlice. Vstupem do propojeného modelu jsou průměrné měsíční hodnoty teploty vzduchu, srážkových úhrnů, relativní vlhkosti vzduchu, údaje o užívání vod a ovlivněné průtokové řady. V prvním kroku dojde v modelu vodohospodářské bilance k očištění průtokových řad (vzniknou teoretické neovlivněné průtoky), které jsou vstupem do modelu hydrologické bilance. V tomto modelu jsou dále simulovány jednotlivé složky vodního režimu daného povodí a tím získáme modelované neovlivněné průtokové řady pro dané období. Tyto řady jsou dále zpětně převedeny na ovlivněné. Následně je porovnáme se vstupní ovlivněnou řadou průtoků a kriteriální funkcí z čar překročení určíme, zda jsme dosáhli věrohodného 21

26 odovlivnění průtokových řad. Pokud nedojde ke splnění zvoleného kritéria, celý proces se opakuje. K jediné změně dojde v případě hodnot o užívaní vod. Model zatím nebyl aplikován na větších povodích, kde jsou průtoky mnohem více ovlivněny. Na námi zvoleném pilotním povodí zatím dochází k dobré shodě simulovaných výsledků. Schéma modelu je znázorněno na obrázku níže. Obr Schéma propojeného modelu hydrologické a vodohospodářské bilance V současné době dochází k propojení modelu v měsíčním kroku do soustavy dvou povodí. Model BILAN má v měsíčním kroku 8 parametrů a právě jejich optimalizace zpětnou vazbou mezi jednotlivými povodími je zásadní pro zajištění chronologie průtoků na sebe navazujících profilů. Do konce roku 2009 by měla být nalezena vazba mezi stejnými parametry pro jednotlivá povodí a propojení modelu hydrologické bilance do soustavy dvou povodí. Ve třetím kvartálu byla sepsána monografie na téma Vývoj a scénáře dopadu klimatických změn na režim povrchových a podpovrchových vod Pilotní studie povodí horní Metuje, která je zaměřena na vhodnosti experimentálního povodí pro modelování hydrogeologické bilance. Dále byly sepsány články do přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství. Dílčí výsledky byly prezentovány koncem června 2009 na konferenci Water Policy v Praze s příspěvkem Studies focused on impact of climate change on water cycle components and water resources Výstupy Hlavním plánovaným výstupem je zpracovaná monografie s názvem: Vizina a kol. Vodní bilance v podmínkách klimatické změny v povodí horní Metuje. Publikace v rozsahu 139 stran komplexně shrnuje výsledky výzkumu problematiky vodní bilance na povodí horní Metuje v současných podmínkách a v predikovaných podmínkách změny klimatu. 22

27 Publikace obsahuje popis přírodních poměrů povodí, užívání vod, metody výpočtu základního odtoku a jeho plošného rozložení, modelování hydrologické bilance, modelování možných dopadů klimatické změny a modelování proudění podzemní vody. Publikace jde do tisku koncem listopadu. Analýza trendů změn v systému oběhu vod v příhraničním pásmu mezi Českou republikou a Polskou republikou. Příprava podkladů "Analýza trendů změn v systému oběhu vod v příhraničním pásmu mezi Českou republikou a Polskou republikou" byla zpracována na 31. poradu pracovní skupiny pro spolupráci v oblasti hydrologie, hydrogeologie a povodňové ochrany na hraničních vodách mezi Českou republikou a Polskou republikou (skupina HyP). Další uplatněné výstupy: V recenzované příloze VTEI časopisu Vodní hospodářství vyšly články: Stanislav Horáček, Oldřich Rakovec, Ladislav Kašpárek, Adam Vizina Vývoj modelu hydrologické bilance - BILAN. VTEI v příloze Vodním hospodářství, 2009, roč. 51, č. 5, s ISSN (3602_2673) Radek Vlnas Vliv relativní vlhkosti vzduchu na celkový odtok v podmínkách klimatické změny. VTEI v příloze vodního hospodářství, 2009, roč. 51, č. 5, s ISSN (3602_2671) 23

28 1.3 DOPADY KLIMATICKÝCH A ANTROPOGENNÍCH ZMĚN NA VODNÍ REŽIM A PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ Předmět řešení Předmětem řešení je základní výzkum dopadů klimatické změny na vodní režim a vodní zdroje. V roce 2009 byl věnován důraz zejména na výzkum dopadů klimatické změny na teplotu vody v tocích. Práce navázaly na výzkumnou činnost započatou v letech 2007 a V roce 2007 byla provedena literární rešerše zkoumající vztahy mezi teplotou vody a teplotou vzduchu, zároveň byla vytvořena metodika pro posuzování dopadů klimatické změny na teplotu vody. Literární rešerše byla dokončena v roce Na provedenou literární rešerši navázal výzkum, který se věnoval závislosti měsíčních průměrů teplot vody na měsíčních teplotách vzduchu. Mezi hodnotami teplot vody a kladnými hodnotami teplot vzduchu byla potvrzena těsná závislost. Mezi hodnotami teplot vody a zápornými hodnotami teplot vzduchu byl potvrzen volnější exponenciální vztah. Dále byla zjišťována časová variabilita měsíčních hodnot teplot vody a teplot vzduchu. Na ročních datech proběhlo statistické testování trendů pomocí testu přítomnosti trendu, testu vzniku trendu, testu změny směrnice trendu a testu existence trendu. Na základě regresní analýzy a scénářů klimatické změny byl ve vybraných profilech odhadnut budoucí vývoj teplot vody. V návaznosti na předchozí výsledky byly práce v roce 2009 zaměřeny na následující tematické okruhy: Shromáždění informací o síti stanic pozorujících teplotu vody, návrh na optimalizaci této pozorovací sítě (ve spolupráci s ČHMÚ). Zahájení výzkumu vazeb mezi okamžitými a průměrnými denními teplotami vody. Výzkum vazeb mezi průměrnými denními a průměrnými měsíčními teplotami vody. Provedení vyhodnocení regresních vztahů pro roční hodnoty teploty vody a teploty vzduchu. Provedení analýzy ročního chodu teplot vzduchu a vody a jejich trendů v jednotlivých měsících. Regionální zpracování a porovnání dopadů klimatické změny prostřednictvím dvou přístupů (trendová analýza, regrese) na základě připravené metodiky pro odhad teplot vody v časovém horizontu klimatické změny. Zpracování monografie s názvem Teploty vody v ČR Postup řešení a výsledky V roce 2009 pokračoval výzkum zabývající se teplotami vody a jejich vazbou na vývoj teplot vzduchu. Pozornost byla mj. zaměřena na výzkum vazeb mezi průměrnými denními, měsíčními a ročními hodnotami teplot vody. U započatého výzkumu denního chodu teploty vody a teploty vzduchu se zjistilo, že teplota vzduchu dosahuje nejnižších hodnot během dne mezi 4. a 7. hodinou ranní v závislosti na ročním období. Minimum teploty vody se opožďuje za teplotou vzduchu a většinou nastává kolem 8. hodiny ranní. Denní maxima teploty vzduchu bývají nejčastěji mezi 13. a 14. hodinou, denní maxima teploty vody se opět opožďují, v letním období nastávají nejčastěji mezi hodinou, v ostatním období spíše až mezi hodinou. Teplota vzduchu má výraznější denní chod. Zatímco u teploty vzduchu dochází v denním chodu ke změně 24

29 teploty v jednotkách stupňů, tak u teploty vody pouze v desetinách stupňů. Největší rozdíly mezi nejvyšší a nejnižší teplotou bývají v měsíci dubnu. Průměrná dubnová denní amplituda teploty vzduchu může být až kolem 15 C, zatímco u teploty vody zpravidla nepřesahuje 2 C. U průměrných měsíčních teplot vzduchu a teplot vody byla zkoumána časová variabilita hodnot v období let Nejprve byly zkoumány odchylky teplot vzduchu a teplot vody v jednotlivých pětiletích období Bylo zjištěno, že nejchladnější pětiletí bylo u teploty vzduchu v nezimních měsících let , v měsících leden březen pak pětiletí mezi roky Mezi pětiletími a došlo v měsících leden březen k výraznému vzestupu teploty vzduchu v rozmezí 3,2 3,8 C, díky čemuž se stalo pětiletí nejteplejší v měsících leden až březen ze zkoumaného období, v ostatních měsících bylo nejteplejší pětiletí U teploty vody bylo v průměru teplotně podnormální období od 70. let 20. století, v 2. polovině 80. let byla výrazně chladná zejména jara. V 90. letech 20. století došlo k výraznému vzestupu teploty vody, které gradovalo v posledním pětiletí let Byl hodnocen i vývoj teploty vzduchu a teploty vody v jednotlivých měsících. Obrázek Pětiletá měsíční odchylka teploty vody od průměru (vodoměrná stanice Písek, období ) Dále byla zkoumána regresní závislost ročních hodnot teplot vody na ročních hodnotách teploty vzduchu. Regresní závislost ročních dat je významně menší než u měsíčních hodnot teplot. Směrnice přímky regresní závislosti ročních hodnot teplot vody na teplotách vzduchu se pohybuje průměrně kolem 0,74, v nížinách jsou směrnice regresní závislosti vyšší než na ostatním území. Roční hodnoty teplot vzduchu i teplot vody rostou od 80. let přibližně o 0,04 C za rok. Od 80. let byly nejteplejšími roky roky 2000, 1994 a 2002, nejchladnějšími roky 1996, 1980 a Dále byl zkoumán (navíc oproti schválené metodice) i poměr mezi ročními hodnotami teploty vody a teplotou vzduchu, který se ukázal jako vhodný indikátor tepelného znečištění vodních toků. Na většině středních a dolních částí toků se tento poměr pohybuje mezi 1,2 1,3, přičemž se tento poměr ve směru toku od pramene k ústí zvyšuje. Pomocí výstupů klimatických scénářů projektu PRUDENCE v kombinaci s využitím poznatků o regresní závislosti teploty vody na teplotě vzduchu a pomocí metody trendové analýzy byl odhadnut vývoj teploty vzduchu a teploty vody k roku Prognózovaná teplota vzduchu 25

30 vzroste podle klimatických scénářů projektů PRUDENCE o 1,7 C (optimistický scénář RCAO B2) až po 3,6 C (pesimistický scénář HIRHAM A2), přičemž průměrný vzestup teploty vzduchu ze 4 hlavních klimatických scénářů projektu je 2,65 C. Této hodnotě odpovídá i nejpravděpodobnější nárůst teploty vzduchu počítaný prodloužením trendových rovnic teploty vzduchu z období let do roku 2050 (nárůst teploty vzduchu o 2,4 až 2,8 C). Podle kombinace regresního vztahu pro teplotu vody a teplotu vzduchu spolu s užitím optimistického modelu RCAO B2 lze odhadnout oteplení teploty vody pro rok 2050 zhruba o 1,4 1,5 C. V členitějším terénu je oteplení menší. Podle pesimistického scénáře HIRHAM A2 vzroste teplota vody nejpravděpodobněji v rozmezí 2,5 2,9 C, přičemž teplota vody opět více vzroste v nižších polohách, méně ve vyšších polohách. Hodnotám predikovaným klimatickým scénářem HIRHAM A2 v kombinaci s užitím regresní analýzy závislosti teploty vody na teplotě vzduchu odpovídá i nejčastější rozmezí teplot vody vypočtené pomocí prodloužení trendových rovnic teploty vody z období let k roku 2050 (vypočtené nejpravděpodobnější rozmezí vzestupu teplot vody je 2,4 3 C). V rámci výzkumného záměru byly dále shromažďovány a vyhodnoceny informace o síti vodoměrných stanic pozorující teploty vody. Teplota vody byla měřena podle databáze Českého hydrometeorologického ústavu celkem na 286 vodoměrných stanicích, přičemž v současné době se měří na 150 stanicích (103 stanic je automatizovaných, na 47 stanicích se měří ručně). Pro všech 286 stanic byl sestaven chronogram pozorování. Nechybí ani mapy s polohou stanic a informace o historii a způsobu měření teploty vody. Vzhledem k tomu, že Český hydrometeorologický ústav poskytl pouze seznam stanic staniční sítě a nikoliv kompletní databázi měření (jak bylo původně zamýšleno), nebylo možno přistoupit k plánovanému návrhu na optimalizaci celé staniční sítě pozorujících teplotu vody. V rámci projektu bylo proto řešeno pouze ovlivnění dostupných dat. Výsledky výzkumu provedeného v letech 2008 a 2009 byly shrnuty do monografie s názvem Teploty vody v tocích České republiky Výstupy Hlavním plánovaným výstupem je zpracovaná monografie s názvem Teploty vody v tocích České republiky. Oldřich Novický, Pavel Treml, Magdalena Mrkvičková, Ladislav Kašpárek, Jitka Brzáková, Stranislav Horáček, Michal Vaculík Teploty vody v tocích České republiky. Praha : Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.Masaryka, v.v.i., 2009, 136 s., ISBN (3603_2641) Publikace v rozsahu 136 stran komplexně shrnuje výsledky základního výzkumu problematiky teploty vody, který byl proveden v rámci tohoto výzkumného záměru v letošním a loňském roce. Kromě časové analýzy kolísání teploty vody a trendové analýzy teploty vody obsahuje vydaná monografie i podrobný přehled vodoměrných stanic (v tabelární a mapové podobě), včetně informací o datech (období měření, mezery v datech, zda se měří manuálně či automaticky apod). Monografie je obdoba publikací vydávaných v Národním klimatickém programu ČR. Další uplatněné výstupy: Článek ve VTEI. Oldřich Novický, Pavel Treml, Ladislav Kašpárek, Stanislav Horáček Možné zvýšení teploty vody na území České republiky. VTEI - Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2009, roč. 51, č. 5, s ISSN (3603_2642) 26

31 Popisuje užití dvou odlišných přístupů pro odhad ročních hodnot teplot vody na území České republiky v časovém horizontu roku První přístup využívá pro odhad ročních teplot v roce 2050 výsledků provedené analýzy trendů teploty vody pomocí programu CTPA (Change and Trend Problem Analysis). Druhý přístup odvozuje teploty vody na základě kombinace použití scénářů klimatických změn spolu s využitím poznatků o regresní závislosti teploty vody na teplotě vzduchu. 1. dubna byl v rámci 2. mezinárodního sympozia DWA o vodním hospodářství (2. Internationales DWA-Symposium zur Wasserwirtschaft) přednesen příspěvek na téma Möglichkeiten der Wasserwirtschaft in der Tschechischen Republik zum Umgang mit den Folgen des Klimawandels (Možnosti vodního hospodářství v České republice k vyrovnání se s následky klimatických změn), jehož zkrácená anglická verze (Chances of the Water Resources Management in the Czech Republic to Cope with Expected Impacts of Climate Change) byla zařazena do sborníku ke konferenci. Pavel Treml Chances of the Water Resources Management in the Czech Republic to Cope with Expected Impacts of Climate Change. In 2. Internationales DWA-Symposium zur Wasserwirtschaft. Berlín, Berlin : DWA, 2009, s ISBN (3603_2674) 27

32 1.4 VÝVOJ A OVĚŘENÍ METODIKY PRO ZMĚNU N-LETÝCH PRŮTOKŮ VLIVEM PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ Předmět řešení V současné době jsou Českým hydrometeorologickým ústavem poskytovány tzv. standardní hydrologické údaje. Takto poskytované standardní údaje jsou neovlivněné údaje, tudíž není do nich promítnut aktuální skutečný stav v povodí ovlivněný např. stavbou protipovodňových opatření. V případě poskytováni ovlivněných dat je jako podklad pro jejich poskytnutí nezbytné zpracovat poměrně časově náročné a finančně nákladné hydrologické studie, pro které neexistuje jednotný metodický základ. Vzhledem k současným vodohospodářským potřebám (vliv nových protipovodňových opatření) a při naplňovaní nových legislativních povinností (např. Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/60/ES ze dne o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik) je nutné vytvořit jednotnou metodiku pro tvorbu těchto hydrologických dat. Cílem subprojektu je navrhnout a na pilotním povodí ověřit metodický postup pro stanovení změny N-letých maximálních průtoků v říční síti následkem protipovodňových opatření. Cílem v roce 2009 je na základě rešerše navrhnout skladbu modelu povodí sestaveného z dílčích modelů chování povodí, říčních úseků a protipovodňových opatření a připravit data pro ověření modelu na pilotním povodí. Práce plánované v roce 2009 Rešerše zaměřená na řešení metod stanovení změn N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření, shrnutí poznatků ze studií, které řešily stanovení změn N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření v dílčích částech soustavy říční sítě v ČR, návrh skladby modelu povodí z dílčích modelů: srážko-odtokové modely, modely proudění v říční síti, modely transformace průtoků v nádržích a inundačních rozlivech, modely různých typů protipovodňových opatření, výběr pilotního povodí, soustředění, příprava a kontrola dat potřebných pro řešení Postup řešení a výsledky Poznatky z literární rešerše ukazují, že vzor pro řešení zadané problematiky v zahraniční zřejmě neexistuje. V literatuře jsou k dispozici jen články, které ze zabývají dílčími úlohami řešené úlohy, buď z oblasti modelování, nebo z oblasti statistických postupů zpracování N- letých průtoků, případně metodami řešení transformace povodí v nádržích a říčních úsecích. Další pozornost zasluhuje zejména systém HEC-ResSim 3.0, který umožňuje sestavovat model vodohospodářské soustavy použitelný pro simulaci průběhů povodňových situací. Jde o volně dostupný produkt US Army Corps of Engineers, informace na adrese Možnosti jeho využití ověřil Sovina (2009) na vodohospodářské soustavě povodí Ohře. Ze studií, které řešily stanovení změn N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření v dílčích částech soustavy říční sítě v ČR je patrně nejvýznamnější studie Vliv velkých přehrad v povodí Labe na zmenšení povodňových průtoků (výstup VaV MŽP 650/603 ukončené v roce 2006, řešil VÚV T.G.M.), základní informace jsou v publikaci Kašpárek, L. a kol. (2005), která shrnuje postup a výsledky řešení daného problému pro Vltavu a Labe pod Vltavskou kaskádou. Pro modelování vodohospodářské soustavy byl použit model Aqualog 28

33 za spolupráce firmy Aqualogic s.r.o. Další poměrně detailní studie zpracovali na povodí Tiché Orlice a Třebovky Starý, M. a Březková, L. (2002, 2003, 2006). Jsou založeny na modelování odtoku z různých variant srážek pomocí modelu Hydrog. Významným přínosem pro další řešení jsou informace o postupu, který pro stanovení změn N-letých průtoků vlivem manipulací nádrží používá Povodí Odry, s.p. Princip postupu a výsledky výpočtů jsou uvedeny ve zprávě Povodí Odry (2007). Stanovení N-letých průtoků ovlivněných protipovodňovými opatřeními lze provést kombinaci deterministického a statistického přístupu. Deterministický model soustavy, složený z dílčích modelů jednotlivých protipovodňových opatření, modelů proudění vody v řečištích, transformace povodně v inundacích, případně srážko-odtokových modelů se použije pro simulací povodňových situací, z kterých se ukáže účinek protipovodňových opatření, tj. zejména zmenšení kulminačních průtoků pro jednotlivé povodňové případy. Z výsledků simulací se pro statistické zpracování použijí dvě alternativy řad kulminačních průtoků v profilech vodoměrných stanic, vyhodnotí se N-leté průtoky pro stav bez protipovodňových opatření a pro stav zahrnující protipovodňová opatření. Rozdíly N-letých průtoků obou alternativ udávají zmenšení N-letých maximálních průtoků vlivem protipovodňových opatření. Tento postup je metodicky jasný a ověřený, ale velmi pracný. Při sestavení modelu soustavy, v které se má řešit vliv protipovodňových opatření na N-leté průtoky, je racionální vzít do úvahy to, že pro základní kostru říční sítě existují v ČR modely využívané předpovědní službou ČHMÚ (v Čechách model Aqualog, na Moravě model Hydrog), případně modely používané dispečinky podniků povodí. Zkušenosti z projektu Vliv velkých přehrad v povodí Labe na zmenšení povodňových průtoků ukazují, že využitím modelovacího systému Aqualog lze zmenšit pracnost sestavení modelu, vhodného pro řešení naší úlohy. Podstatné úpravy a rozšíření prognózních modelů jsou však nezbytné. Výsledky průzkumu variantních postupů modelování dílčích systémů vodohospodářských soustav vedou k následujícím závěrům: Prostředky pro modelování účinku nádrží i suchých nádrží obsahují modelovací systémy Aqalog, Hydrog i HEC-RecSim. Lze použít i program THN vyvinutý ve VÚV T.G.M., v.v.i. Jako základní princip je třeba počítat s tím, že pro modelování budou použita z manipulačních řádů jen pravidla tzv. základního řízení, bez využití postupů, které umožňuje dispečerské řízení (například předpouštění, využití předpovědí, atd.) Pro řešení transformace průtoků v říčních úsecích jsou v uvedených modelovacích systémech používány hydrologické metody, zejména Muskingum-Cungue, v systému Aqualog i jednodušší metoda TDR. I zde lze uvažovat s aplikací programu THN, který vymezuje maximální mez transformace. Řešení tedy neuvažuje s aplikací hydraulických matematických modelů proudění. Vzhledem k požadavku minimalizace rozsahu vstupních dat neuvažujeme s aplikací srážkoodtokových modelů, přítoky z mezipovodí budou odvozovány metodou hydrologické bilance a hydrologické analogie. Předmětem dalšího výzkumu bude také vymezit minimální přijatelný rozsah vstupních dat (zejména porovnat řešení založené na simulaci souboru povodňových situací s řešením využívajícím návrhové N-leté povodně). Kromě základního přístupu k řešení, tj. simulací povodňových situací skladby průtoků v říční síti, bude posouzen i princip, založený na vyrovnání základních charakteristik rozdělení pravděpodobnosti kulminačních průtoků v říční síti, používaný při zpracování N-letých průtoků v ČHMÚ, popsaný v publikaci Novický, O. a kol. (1992) nebo modifikovaný postup stanovení N-letých průtoků ovlivněných manipulacemi nádrží, používaný podnikem Povodí Odry, s.p. Pro ověření metodiky bylo vybráno povodí Tiché Orlice, v kterém bylo po povodni z roku 1997 realizováno několik protipovodňových opatření. Pro řešení byl sestaven soubor 29

34 průběhů letních a zimních povodňových vln v soustavě vodoměrných stanic uvedených v tabulce (z období ). Tab Seznam vodoměrných stanic, z kterých jsou připravena vstupní data Číslo stanice Název stanice Tok 0320 Sobkovice Tichá Orlice 0340 Dolní Libchavy Tichá Orlice 0350 Ústí nad Orlicí Třebovka 0360 Čermná nad Orlicí Tichá Orlice Pro povodí Tiché Orlice probíhá sestavení základní verze modelu vodohospodářské soustavy na základě systému Aqualog a bude dokončeno do konce roku Souhrn a směřování dalšího výzkumu Byla zpracována základní analýza řešeného problému, provedeny práce plánované pro rok 2009 a specifikovány dvě možnosti řešení: Standardní řešení, tj. modelování průchodu souboru povodní celým posuzovaným říčním systémem, je metodicky vcelku jasné, ale nákladné. Při řešení druhého typu je standardní modelování účinku protipovodňových opatření provedeno jen pro dílčí povodí, v kterých jsou protipovodňová opatření umístěna. Ve zbývajících částech povodí se použije jednodušší postup využívající principy skladby a vyrovnání N-letých průtoků v říční síti. Tato možnost bude předmětem dalšího výzkumu. Bude třeba zjistit, zda postup používaný pro neovlivněné průtoky bude možno modifikovat i pro průtoky ovlivněné, respektive jej modifikovat i s využitím principů postupu, který používá Povodí Ohře, s.p Výstupy Článek v recenzovaném časopise, shrnující poznatky z rešerše a popisující navrhovaný princip metody stanovení změn N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření. Článek Kašpárek, L. Metody hodnocení účinků protipovodňových opatření na N-leté průtoky byl po recenzi přijat k uveřejnění v časopise VTEI, mimořádné číslo, listopad (3629_final1_2009) 30

35 1.5 HYDROLOGICKÉ A KLIMATICKÉ EXTRÉMNÍ SITUACE A JEJICH VLIV NA PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ A NA NÁRODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ Předmět řešení Předmětem výzkumu jsou extrémní situace z následujících hledisek: (1) Tvorba odtoku a dynamika jakosti vody; (2) Ledové a přívalové povodně; (3) Předpovědi v reálném čase; (4) Výzkum účinnějších postupů ovlivňování extrémních hydrologických situací; (5) Vliv přítomnosti tzv. mrtvého dřeva v inundačním území; (6) Účast v projektu FRIEND Unesco; (7) Extrémy v kontextu přírodního prostředí, vodního a národního hospodářství Postup řešení a výsledky Tvorba odtoku Na základě doporučení spoluautora prof. Bevena k článku do impaktovaného časopisu o mapování nasycených ploch s využitím vegetace byla zpracována topografická data příslušná k datům o vegetaci mokřadů v širší oblasti (asi 70 km 2 ) z programu Natura, aby se dala prokázat aplikovatelnost metody. Mapový podklad je zatím vytvořen pro oblast s největším mokřadem a provádí se přibližné přiřazení stupňů topografického indexu ke zjednodušenému popisu biotopů (Obr ). Obr Hranice biotopů (černě) na podkladu topografického indexu (index bude vhodné ukončit kolem hodnoty 9, ale zjemnit v oblasti 6 až 8, kde signalizuje přechod mezi vlhkem a suchem) Dynamika jakosti vody V zemědělském povodí Královského potoka u Stružince v povodí Olešky byla vzorkována epizoda jarního tání zejména s ohledem na nutrienty. Podle doporučení knihy Haygarthe a Jarvise Agriculture, Hydrology and Water Quality byly vzorkovány zejména: dusičnanový a amoniakální dusík, fosforečnany, celkový fosfor (byly srovnány 2 laboratoře), celkový fosfor rozpuštěný a fosfor reaktivní rozpuštěný (Obr ). Výsledky budou pravděpodobně presentovány v článku společně s výsledky kampaně projektu Labe V na Olešce. 31

36 VÝŠKA HLADINY VODY (mm) Hladina fosfor reaktivní rozpuštěný /3/09 0:10 2/3/09 7:20 3/3/09 14:30 4/3/09 21:40 6/3/09 4:50 P (mg/l) 7/3/09 12:00 8/3/09 19:10 10/3/09 2:20 11/3/09 9:30 12/3/09 16:40 13/3/09 23:50 15/3/09 7:00 Obr Reaktivní fosfor rozpuštěný v průběhu tání na Královském potoce Přívalové povodně V roce 2009 se práce zaměřily převážně na vyhodnocení povodní ze srpna 2002 v experimentálních povodích v Jizerských horách, a to za použití nové metody odvozené při řešení tohoto úkolu. Hodnocení spočívá ve výpočtu součinitele přímého odtoku ze změřeného průtoku a změřené srážky. Součinitel udává, jak velká část srážky se přeměňuje na odtok. Jeho hodnoty v průběhu povodně narůstají v závislosti na srážkovém úhrnu. Uvedený postup dovoluje zjistit, při jakém celkovém srážkovém úhrnu došlo k úplnému nasycení povodí srážkou, tj. stavu, za kterého se téměř celá srážka přeměňuje na odtok. Pokud odtok za uvedeného stavu nedosahuje této úrovně je zřejmé, že je odtok z povodí zadržován v rozlivu. Míru tlumení povodně rozlivem udává vypočtený součinitel přímého odtoku ze změřeného průtoku. Uvedená metoda hodnocení je jednoduchá a objektivně zjišťuje odtokové vlastnosti povodí a je žádoucí, aby se rychle rozšířila ve vodohospodářských organizacích. K tomu by měla přispět zpracovávaná metodika. Předpovědi v reálném čase Studie je prováděna na experimentálních povodích v Jizerských horách. Práce byly zaměřeny na modelování srážko-odtokových událostí podle různých kriterií aktuálního stavu povodí a interpretace výsledků v měnících se fyzikálních podmínkách malého povodí. K popisu povodí byly použity modely založené na datech DBM (Data Based Mechanistic), jejichž výhodou je, že původně nefyzikální parametry jsou interpretovány fyzikálně. V poslední době bylo větší úsilí věnováno modelování tvorby sněhové pokrývky a jejímu tání, na základě relativně dobře dostupných charakteristik (Obr ). Cílem bylo nakalibrovat model, který by předpovídal průtoky v rizikovém období jarního tání. Výzkum účinnějších postupů ovlivňování extrémních hydrologických situací v procesu generování I-O matice cílového chování nádrže se dvěma prvky regulace bylo optimalizací s omezujícími podmínkami typu rovnic a nerovnic získáno 9480 relací; variační rozpětí klíčových řídících veličin pokrývá následující intervaly: o kulminace: Q max Q a 144% Q 100, o plnění nádrže: W 71,5 107,4% W z, 32

37 výsledky testování spojitosti řídících ploch, kde byly využity robustní regresní modely a metoda hierarchického shlukování (Ward), posloužily k úpravě postupu simulačního modelu pro generování řídících veličin ve vazbě na I-O matici, řídící plochy regulátorů výpustných zařízení nádrže byly vygenerovány na základě subtraktivního shlukování normalizovaných hodnot řídících veličin, tj. okamžitý přítok do nádrže, stav plnění nádrže, objemový přítok v intervalech t-12, t -18, t-24. příprava zobecnění postupu konstrukce regulátorů řídících prvků, r mnv gdhf gs Zl \ 0 /-4 /,/-4 / 1/ 3/ 5/ 7/ 0/ / 01/ 03/ 05/ 07/ 1/ / shl d Z01g\ Obr Příklad výsledků z modelu tvorby a tání sněhové pokrývky. Na ose x je čas ve dnech, na ose y výška sněhové pokrývky. Šedě podbarvená mez je směrodatná odchylka. Vliv přítomnosti tzv. mrtvého dřeva v inundačním území V roce 2009 byly posuzovány výstupy z 1D, 2D a 3D matematických modelů s ohledem na simulaci ucpávání mostních objektů splávím a mrtvým dřevem deponovaným v inundačním území. Výsledky zohlední výstupy na matematických modelech, ale i z výzkumu na fyzikálních modelech včetně návrhu opatření na ochranu mostních objektů. Účast v projektu FRIEND Unesco K vytištění se připravuje doplněná verze sborníku ze semináře Floods and Droughts, který se konal v roce 2007 v Praze. Extrémy v kontextu přírodního prostředí, vodního a národního hospodářství Tato tématika je v současné době řešena z největší části v novém projektu Nazvy Socioekonomická analýza dopadů klimatické změny ve vazbě na vodní hospodářství ČR - efektivnost nákladů vodohospodářských služeb a nástroje jejich regulace a v projektu EU 6. rámcového programu WATCH (Water and Global Change). Předpokládají se společné publikace citující všechny 3 zdroje financování Výstupy První dokončená verze článku o melioračních příkopech na povodí uhlířská. Předložení do impaktovaného časopisu nejpozději v roce Na tomto článku jsme zatím nepokračovali. 33

38 Článek v impaktovém časopise, Hrkal, Z., Kulasová, A. et al. Plánovaná publikace o regionální acidifikaci podzemních vod Jizerských hor je mimo jiné založena na hydrochemických datech z plánovaných třech monitorovacích vrtů na povodí Uhlířská, která poskytnou unikátní data o prostorových změnách chemismu a hladin podzemních vod. Realizace vrtů se však zdržela z důvodu administrativních překážek ze strany Lesů ČR. Vrty tak byly dokončeny až na počátku listopadu 2009 a monitoring jakosti proto začne až na jaře Absence nezbytných dat proto neumožnila realizovat plánované práce v požadovaném rozsahu a publikace se přesouvá až do dalšího roku. Hodnocení povodní z regionálních dešťů na malých povodích metodika. Metodika se připravuje jako ústavní publikace názvu metodika hodnocení povodní z regionálních dešťů na malých povodích s příklady. Titul byl předložen do návrhu edičního plánu pro rok Hodnocení povodní z regionálního deště v srpnu 2002 v experimentálních povodích Jizerských hor článek do impaktovaného časopisu v angličtině. Česká verze článku názvu Poznávání povodňového odtoku z regionálních dešťů na malých povodích byla dokončena a pracuje se na jeho anglické verzi. Článek bude v průběhu listopadu 2009 zaslán do redakce časopisu Journal of Hydrology. Článek v angličtině Construction of conceptual rainfall-runoff model and its applications for river basins without response observation článek byl upraven na Development of a conceptual rainfall-runoff model for flood forecasting in ungauged basins. Nyní jsou zpracovávány náměty recenzenta k doplnění článku posun termínu; Předložení článku do impaktovaného nebo recenzovaného časopisu v angličtině (Journal of hydrology, popř. J. Hydrol. Hydromech.) Aplikace postupu umělé inteligence v problematice ochrany před negativními účinky povodní. Je připravena druhá verze se zaměřením na cílové chování nádrže (optimalizační úloha), nezbytné je doplnění článku o výsledky letošní etapy (korekce principů optimalizační úlohy, postupy standardizace řídících veličin) posun termínu. Předložení článku v angličtině pro uveřejnění v recenzovaném časopise o předpovědích v reálném čase ve spolupráci s dr. Renatou Romanowicz. Článek s pracovním názvem Variability of rainfall-runoff processes in small mountainous catchments je v přípravě, první verze by měla být dokončena začátkem prosince během cesty do Polska za dr. Romanowicz. První verze impaktovaného článku o vlivu přítomnosti tzv. Mrtvého dřeva v inundačním území. Předložení se předpokládá v roce Článek: Balvín, P., Havlík, A. Matematické modelování mostních objektů na vodních tocích pomocí 1D, 2D a 3D přístupu byl přijat do sborníku na konferenci Vodní toky 2009 (bude se konat v Hradci Králové), která je považována za nejdůležitější konferenci s tématikou hydrauliky, hydrotechniky a hydroekologie v ČR. Článek je překládán do angličtiny a bude snaha ho publikovat v impaktovaném časopise General Hydraulics. Další dosažené výstupy: Příspěvek do sborníku konference Krajinné inženýrství 2009, Voda v krajině, která se konala v Praze. Matoušek, V. Porovnání odtoku na tocích Jizerských hor za povodně vliv lesa, rozlivu a retenční vodní kapacity půdy na odtok. (3605_2696) 34

39 2 ODDÍL B SPOLEČENSTVA A ORGANISMY 2.1 VÝZKUM VLIVU VARIABILITY HYDROLOGICKÝCH A CHEMICKÝCH PARAMETRŮ NA DYNAMIKU SPOLEČENSTVA FYTOPLANKTONU V TEKOUCÍCH VODÁCH Předmět řešení Sezónní vývoj biomasy fytoplanktonu v tekoucích vodách je charakterizován výraznou variabilitou hodnot. Významné rozdíly v úrovni biomasy fytoplanktonu jsou zjevné i mezi jednotlivými roky při hodnocení z hlediska dlouhodobého vývoje. Znalost příčin této variability je předpokladem pro využití dat o fytoplanktonu v rámci různých typů hodnocení stavu vodního prostředí. Náplní řešení je identifikace vlivu klimatických, hydrologických a fyzikálně-chemických parametrů na časové a prostorové změny společenstev fytoplanktonu tekoucích vod a hodnocení závislosti mezi charakteristikami fytoplanktonu a hydrologickými a fyzikálněchemickými podmínkami (dynamika průtoků, teplota vody, trend změn obsahu živin a možné důsledky pro rozvoj biomasy fytoplanktonu). Vzhledem k proměnlivosti podmínek prostředí a přirozené variabilitě biologických složek vodního ekosystému je základem řešení zajištění dostatečného množství analytických výsledků. V návaznosti na výstupy předchozích etap řešení byly práce v roce 2009 zaměřeny na: pokračování terénních měření a laboratorních analýz charakteristik fytoplanktonu (struktura, biomasa), vybraných chemických parametrů a hydrologických charakteristik ve sledovaných úsecích toků Vltavy a Jizery, realizaci krátkodobých terénních experimentů zaměřených na získání podkladových dat pro odhad růstových rychlostí vybraných skupin/taxonů planktonních řas, využití výsledků z monitoringu toku Odry v profilu Ostrava-Svinov pro ověření postupu vypracovaného k předpovědi koncentrace chlorofylu-a pro daný profil a danou hydrologickou situaci na základě průtoku a teploty vody, předložení rukopisů dvou článků do tisku. Řešení je rozděleno do dvou témat: Dynamika fytoplanktonu tekoucích vod ve vztahu k variabilitě podmínek prostředí. Vlivy hydrologických a chemických parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu v nížinném toku řeky Odry Postup řešení a výsledky Dynamika fytoplanktonu tekoucích vod ve vztahu k variabilitě podmínek prostředí Podle stanoveného časového harmonogramu, který navázal na předchozí etapy řešení, pokračovalo sledování vybraných charakteristik fytoplanktonu a chemických parametrů kvality vody (živiny) v závěrných úsecích toků Vltavy a Jizery. Sledované toky byly vybrány jako příklad antropogenně silně ovlivněného toku (Vltava s kaskádou údolních nádrží) a toku s horským až nížinným charakterem včetně vodohospodářského významu (Jizera). Získané 35

40 výsledky byly doplněny do vlastních databází výsledků, včetně převzatých údajů (meteorologické a hydrologické podklady). V rámci řešení bylo provedeno základní zpracování dat a předběžné vyhodnocení vývoje koncentrace nutrientů (N, P) a biomasy fytoplanktonu v profilu Vltava-Zelčín za období Výsledky získané v rámci výzkumného záměru byly doplněny o výsledky z dalších projektů řešených v minulosti ve VÚV T.G.M. Podrobnější vyhodnocení a interpretace výsledků v následující etapě řešení bude směřovat k zobecnění poznatků týkajících se závislosti vývoje biomasy fytoplanktonu na proměnlivosti podmínek říčního prostředí (příprava publikace). V průběhu vegetační sezóny byly provedeny krátkodobé terénní experimenty zaměřené na získání údajů o růstových charakteristikách fytoplanktonu. Materiálem byly vzorky vody ze sledovaných profilů (Vltava-Zelčín, Jizera-Vestec) s dominancí zástupců různých skupin sinic a řas. Dosud získané výsledky poskytují informaci jednak o rychlosti změn biomasy fytoplanktonu jako celého společenstva a dále o růstových rychlostech některých zástupců skupiny Bacillariophyceae (rozsivky). Za účelem zjištění růstových rychlostí dalších dominantních taxonů řas ve vzorcích fytoplanktonu bude dále zpracován fixovaný materiál z provedených pokusů. Byla provedena konečná úprava rukopisu článku Variability of phytoplankton biomass in lowland river: response to climate conditions": Rukopis byl odeslán do redakce zahraničního časopisu (Limnologica Berlin), kde byl přijat k recenznímu řízení. Nad rámec metodiky byl zpracován a na konferenci Vodárenská biologie 2009 (Praha) přednesen referát Opakovatelnost a reprodukovatelnost stanovení biosestonu a pigmentů v povrchových vodách (publikováno ve sborníku z konference). Vlivy hydrologických a chemických parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu v nížinném toku řeky Odry. Bylo provedeno doplnění a jazyková úprava rukopisu článku Dynamics and possibility of prediction of chlorophyll-a concentration on a selected Oder river profile, který bude publikován v tuzemském recenzovaném periodiku (Časopis Slezského Muzea Opava). V současnosti probíhá recenzní řízení. Byla získána data z měsíčního sledování koncentrace chlorofylu-a prováděného podnikem Povodí Odry s.p. v profilu Ostrava-Svinov za období Rozbor časových řad ukázal, že využití těchto dat pro hledání závislostí mezi vybranými parametry kvality vody a koncentrací chlorofylu-a je do určité míry možné, omezením může být malý počet hodnot (zejména z nejteplejšího období roku). V současnosti jsou k dispozici další data z měsíčního sledování v rámci sítě ČHMÚ, která se vztahují k 8 profilům na 4 hlavních tocích regionu (Odra, Opava, Ostravice, Olše) a zahrnují období Cílem zpracování těchto datových souborů je srovnání páteřních toků v severomoravském regionu z hlediska stavu nutrientů a jejich vlivu na množství a dynamiku fytoplanktonu Výstupy Předložení rukopisu článku "Variability of phytoplankton biomass in lowland river: response to climate conditions" do zahraničního časopisu s IF. Do redakce zahraničního časopisu Limnologica Berlin (J imp., IF=1,055), byl odeslán rukopisu článku: Desortová B., Punčochář P. Variability of phytoplankton biomass in lowland river: response to climate conditions. Rukopis je v redakci evidován pod zn. LIMNO-D , probíhá recenzní řízení. Abstract: Results are presented of the intensive study of phytoplankton assemblage in the Berounka River above its confluence with the Vltava River carried out during Annual and interannual changes of phytoplankton development and their relations 36

41 to hydrological conditions and concentrations of main nutrients are analysed. Based on the data obtained with the high frequency of sampling (i.e. 2-3 days interval in growth season), the obvious stronger relation was found of the phytoplankton biomass and pattern of its develompent to the annual variation of flow rates than to the existing level of nutrient concentration. These results indicate a remarkable increase of phytoplankton biomass and its prolongated occurrence in water courses, as well as a shift in seasonal dynamic of species structure, which can be expected due to the consequences of predicted climate change (i.e. higher occurrence of summer droughts and low precipitation amount accompanied by substantial drop of flow rates) as described in scenarios for the territory of the Czech Republic. Shrnutí výsledků terénních měření z vegetační sezóny 2009 na sledovaných profilech Vltavy a Jizery, doplnění databáze výsledků, předběžné zhodnocení. Výsledky sledování za sezónu r.2009 byly uloženy do vlastních databází výsledků. Bylo provedeno základní zpracování dat a předběžné vyhodnocení vývoje koncentrace nutrientů (N, P) a biomasy fytoplanktonu v profilu Vltava-Zelčín za období Podrobnější vyhodnocení a interpretace výsledků směřuje k zobecnění poznatků týkajících se závislosti vývoje biomasy fytoplanktonu na proměnlivosti podmínek prostředí v toku. Základní odhady růstových charakteristik zástupců fytoplanktonu. Na základě provedených terénních experimentů byly získány údaje o rychlosti změn biomasy fytoplanktonu jako celého společenstva a o růstových rychlostech některých zástupců skupiny Bacillariophyceae (rozsivky). Odhad růstových rychlostí ostatních dominantních taxonů řas ve vzorcích fytoplanktonu bude proveden na základě dalšího zpracování fixovaného materiálu z provedených pokusů. Konečná úprava a uplatnění rukopisu Amount, dynamics and posibility of prediction of chlorophyll-a on a particular profile of the Oder River in reference to selected parameters v odborném periodiku. Článek vyšel pod upraveným názvem v recenzovaném perodiku. Luzar, T. Dynamics and possibility of prediction of chlorophyll-a concentration in a selected Oder river profile. - Časopis Slezského Muzea Opava (A), 58, 2009: (3606_2630) Abstract: A selected profile on the Oder river (profile Oder-Polanka,Czech Republic) was monitored during the years The data were analyzed and relationships between the chlorophyll-a concentration and other parameters were found. The crucial importace falls to the discharge, its dynamics and to the water temperature. The effect of other parameters on the chlorophyll-a concentration in the selected profile is not significant. The approach can be used for the prediction of chlorophyll-a contents. The importace of nutrients do not limit the growth of algae in the selected profile. The limitation is set rather by the water travel time that determines the time available for the growth of phytoplankton biomass. The nutrients determine the trophic level of the ecosystem. Zpracování existujících časových řad výsledků sledování toku Odry v profilu Ostrava- Svinov (data podniku Povodí Odry s.p.) k hodnocení vztahů mezi vybranými parametry kvality vody a koncentrací chlorofylu-a. Data z měsíčního sledování byla získána. Byl proveden jejich rozbor, který ukázal, že data je možné využít pro srovnání a interpretaci výsledků týkajících se dynamiky chlorofylu-a a nutrientů v profilech páteřních toků v severomoravském regionu (Odra, Opava, Ostravice, Olše). Zpracování průběžně probíhá. 37

42 Další dosažený výstup: Byl zpracován a na konferenci přednesen příspěvek Desortová B., Havel L. (2009) Opakovatelnost a reprodukovatelnost stanovení biosestonu a pigmentů v povrchových vodách. In: Říhová Ambrožová J. (ed.), Vodárenská biologie 2009, Praha, ISBN : (3606_2324) Abstrakt: Snaha o zajištění kvality a srovnatelnosti výsledků hydrobiologických analýz vede k potřebě ověřovat používané postupy a kvantifikovat alespoň některé charakteristiky, které vypovídají o možnostech i nejistotách metod a jejich výsledků. Na základě dat z mezilaboratorního porovnávání zkoušek (MPZ) v oblasti hydrobiologických metod za období je prezentována srovnatelnost výsledků stanovení biosestonu, koncentrace chlorofylu-a a feopigmentů. Výsledky byly využity pro odhad opakovatelnosti a reprodukovatelnosti těchto stanovení. 38

43 2.2 STRUKTURA SPOLEČENSTVA MAKROZOOBENTOSU A FYTOBENTOSU VE VZTAHU K HYDROMORFOLOGII TOKU A ANTROPOGENNÍMU OVLIVNĚNÍ Předmět řešení V rámci subprojektu je zkoumána struktura společenstev makrozoobentosu a fytobentosu ve vztahu k hydromorfologickým parametrům toku a antropogennímu zatížení, a také rozšíření vybraných skupin druhů makrozoobentosu v rámci České republiky. V roce 2009 byly práce zaměřeny na zpracování vzorků získaných odběrem makrozoobentosu z nebroditelných úseků velkých řek, analýzu dat se zaměřením na indikaci antropogenního zatížení společenstvy makrozoobentosu a fytobentosu a dokončování rozepsaných článků Postup řešení a výsledky Práce probíhaly plně v souladu se schválenou metodikou. Bylo dokončeno vyhodnocení testování účinnosti odběrových zařízení makrozoobentosu (ruční síť, bagr, air-lift), která se používají na odběr vzorků z nebroditelných toků, výsledky byly publikovány. Dále byly determinovány vzorky makrozoobentosu odebrané v roce 2008 na sedmi nebroditelných lokalitách Labe a Vltavy odběrovými zařízeními drapák a pneumatický vzorkovač (air-lift). Data byla průběžně analyzována. Předběžné výsledky jsou uvedeny v přiložené prezentaci. Zaměření na širší výzkum společenstva fytobentosu z hlediska jeho indikační hodnoty pro detekci antropogenních vlivů pokračovalo dalším sběrem vzorků a jejich hodnocením. Tento průzkum probíhal na šesti lokalitách na třech menších potocích v povodí Branné a Krupé. Na lokalitách bylo použito současně hodnocení společenstva fytobentosu nárostů na přirozeném a umělém podkladu. Kromě dlaždic byly letos vyzkoušeny pro pozorování nárostů i průhledné folie osazené na profilu v podobě vodotěsného sáčku uvnitř zatíženého tak, aby zůstal ponořen při dně. Nárost se pak vytvářel pouze na vnější straně a takto porostlou folii pak bylo možno pozorovat přímo v živém stavu pod mikroskopem. Pro zpracování a širší možnosti vyhodnocení vzorků byly vyvinuty různé technické přípravky a pomůcky, takže v současné době je možno i kvantitativně vyhodnotit nárost z přesně stanovené plochy podložky, ať již se jedná o dlaždici nebo přírodní kámen. Umělý podklad byl na stanovišti exponován vždy přibližně měsíc a byl používán v sezoně od května do září. Cílem bylo sledovat dynamiku osidlování a kvantitativní a kvalitativní rozdíly nárostu v průběhu letního období. Jako doplňkový ukazatel byl ze seškrabu z dané plochy stanoven obsah chlorofylu-a. Bohužel ne u všech lokalit bylo možno dodržet kontinuální sledování v měsíčním kroku, v několika případech došlo ke ztrátě osazené podložky buď vlivem lokální přívalové srážky, nebo i vlivem pasoucího se dobytka. V současné době je dokončováno hodnocení vzorků. Výsledky tohoto průzkumu budou následně dávány do souvislosti s chemickým monitoringem na stejných lokalitách, který bude k dispozici z jiného úkolu, a s antropogenní činností v povodí nad sledovanými lokalitami, která je v povodí těchto malých toků celkem jednoznačně dána. Ke studiu vlivu antropogenního zatížení na strukturu společenstev makrozoobentosu i fytobentosu byla dále využita data z monitoringu povrchových vod z let 2006 a V druhé polovině roku probíhala intenzívní práce na přípravě kompletní datové sady, zjišťování popisných parametrů a parametrů zatížení prostředí a na sjednocení determinační úrovně biologických dat. V první fázi se práce zaměřily na analýzy společenstev fytobentosu, výpočet saprobně-trofického indexu a zjišťování jeho vztahu k ostatním typům indexů používaných v okolních státech a k parametrům znečištění prostředí. Výsledky analýz rozsáhlých sad dat fytobentosu i makrozoobentosu budou plně využitelné v probíhajících mezinárodních cvičeních interkalibrujících metody hodnocení ekologického stavu podle jednotlivých biologických složek. 39

44 Dále byla rozvíjena problematika prameništních druhů pakomárů na minerotrofním gradientu. Kvůli problematickému sběru exuvií na prameništích (bylo jich příliš málo na statistické zpracování) byly vyrobeny a otestovány výletové pasti, které budou v příští sezoně použity pro sběr imag. Zatím probíhá analýza dat larev pakomárů, které je třeba před publikací doplnit determinacemi imag a exuvií. V průběhu roku byly publikovány články zabývají se rozšířením sladkovodních pijavek (září 2009) a distribucí a biologií významné skupiny hmyzu jepic (předpoklad listopad 2009). Dokončeny byly také články zabývající se kvalitou a diverzitou habitatů makrozoobentosu, ekologií larev pakomárů a společenstvy makrozoobentosu vysychajících malých toků Výstupy Schenková, J., J. Sychra, V. Košel, N. Kubová and J. Horecký Freshwater leeches (Clitellata: Hirudinida) of the Czech Republic (Central Europe): check-list, new records and remarks on species spreading. Zootaxa Článek vyšel v impaktovaném časopise Zootaxa 2227: (2009). Impakt faktor: 0,740. Schenková, J., Sychra, J., Košel, V., Kubová, N., Horecký, J. Freshwater leeches (Annelida: Clitellata: Hirudinida) of the Czech Republic (Central Europe): check-list, new records, and remarks on species distributions. Zootaxa, 2009, roč. 2227, č. 2227, s ISSN (3628_2588) Abstrakt: Freshwater leeches (Annelida: Clitellata: Hirudinida) of the Czech Republic were studied on the basis of recent literature, information in selected databases, and results of recent surveys conducted by the authors. The objectives of this study were to summarize recent taxonomic information, and to update the check-list of leeches using records collected during an eleven-year study (1998 through 2008). Altogether, twentyfour species representing 12 genera and five families are reported for the Czech Republic, including the first reports of Piscicola cf. haranti Jarry, 1960 and Dina punctata Johansson, 1927 for the country. A detailed description of the distributions of rare species and characterization of localities from which they are reported are presented. Plausible modes of dispersal and propagation of species in Central Europe are discussed. According to recent records, leech species are divided into three groups: indigenous species with stable and strong populations (12 species), indigenous species with weak populations known from a limited number of localities (9 species), and species only recently recorded in the Czech Republic (3 species). For scarce or rare species, a category of threat in the Czech Republic according to the International Union for Conservation of Nature is recommended. Most of threatened species are inhabitants of lowland wetlands and lowland larger rivers habitats that are negatively impacted, often catastrophically, by human activities throughout Central Europe. The protection of suitable habitats is the most effective way to protect extant populations of endangered leech species. Six species of leeches are recommended for permanent addition to the Red list of threatened species in the Czech Republic. Zahrádková, S., T. Soldán, J. Bojková, J. Helešic, H. Janovská and P. Sroka Distribution and biology of mayflies (Ephemeroptera) of the Czech Republic: present status and perspectives. Aquatic Insects Je ukončeno recenzní řízení, článek je připraven k tisku a měl by vyjít v listopadu v impaktovaném časopise Aquatic Insects, stále ale není známo číslo výtisku a umístění na stránkách. Impakt faktor: 0,345. Zahrádková, S., Soldán, T., Bojková, J., Helešic, J., Janovská, H., Sroka, P. Distribution and biology of mayflies (Ephemeroptera) of the Czech Republic: present status and perspectives. Aquatic Insects, 2009, roč. 2009, č., s. -. ISSN (3628_2422) 40

45 Abstrakt: The checklist of mayflies of the Czech Republic now comprises 107 species (30 genera, 16 families), 87 spp. found until 1970 (first research period) and 99 after 1970 (second research period). The distribution of these species in principal river basins (Elbe: 95 spp., Danube: 79 spp. and Oder: 55 spp.), their frequency, abundance and spatial distribution (highest richness in the colline zone: 93 spp.) are summarised. Main species traits (current preference, feeding and locomotion types and life cycle) are presented in tables. Saprobiological characteristics, substantially modified or newly suggested in at least 36 spp., are defined according to the Czech Standard. Four species are classified extinct, 7 critically endangered, 7 endangered, 16 vulnerable and 14 near threatened. Long-term changes caused mainly by morphological degradation of potamal watercourses (extinction and area diminishing, re-occurrence at some sites after decades of very scarce frequency or quantitative changes) are discussed. Srovnání účinnosti odběrových zařízení makrozoobentosu air-lift, drapák a ruční síť. Článek v recenzovaném časopise Acta Universitatis Carolinae Environmentalica. Článek vyšel v recenzovaném časopise VTEI v červnu Opatřilová, L., Kokeš, J., Zezulová, H., Řezníčková, P., Němejcová, D., Janovská, H., Tajmrová, L. Srovnání účinnosti vzorkovacího zařízení pro studium fauny dna nebroditelných toků. VTEI, příloha Vodního hospodářství č. 6/2009, 2009, roč. 51, č. 3, s ISSN (3628_2587) Souhrn: Bylo provedeno srovnání účinnosti odběru bentické fauny nebroditelných toků třemi odběrovými zařízeními pneumatickým vzorkovačem (air-lift sampler), drapákem van Veen a bentosovou ruční sítí. Nejvyšší počet taxonů makrozoobentosu byl zachycen ruční sítí, pneumatický vzorkovač zachytil nejvíce jedinců. Odběrová zařízení měla odlišnou úspěšnost při zachycení rozdílných taxonů; byla zjištěna selektivnost záchytu jedinců vzhledem k jejich životní formě. Hodnocení ekologického stavu toku na základě společenstev fytobentosu a makrozoobentosu, srovnání indikace antropogenního zatížení oběma typy společenstev. Článek v impaktovaném časopise. Článek zabývající se popisem českého přístupu k hodnocení ekologického stavu podle fytobentosu je ve formě draftu, bude odeslán k publikování do konce roku 2009 do impaktovaného časopisu Hydrobiologia (předběžný název Methods of phytobenthos analyses for river ecological status assessment in the Czech Republic ). Zdržení v odeslání článku nastalo z důvodu přidání sady nových dat. Fytobentos horního povodí Labe, vztah k antropogenním vlivům, recenzovaný článek, VTEI. Odeslání článku Vztah společenstva zoobentosu a fytobentosu k morfologickému stavu toků v povodí horního Labe do recenzovaného časopisu VTEI bylo odsunuto na příští rok z důvodu nutnosti provedení doplňujících analýz. V rámci dané problematiky je mimo plánované výstupy připravován ve spolupráci s VUT Brno a MU článek o vlivu environmentálních faktorů (především různých typů znečištění a substrátu) na řasová společenstva v příměstských, silně antropogenně zatížených potocích. Článek je ve stadiu draftu před finálním dokončením, bude do konce roku odeslán do redakce impaktovaného časopisu Biologia. Příprava publikace v recenzovaném časopise k problematice diverzity habitatů. Článek River channel habitat diversity (RCHD) and macroinvertebrate community (Kokeš, J.) je před finálním dokončením, bude odeslán v průběhu listopadu 2009 k publikování v impaktovaném časopise Biologia. 41

46 Abstrakt: Correspondence of habitat and macroinvertebrate diversity was investigated in twenty Czech rivers. With regard to the importance of river characteristics (depth, current velocity and substratum) River Channel Habitat Diversity method was developed within this paper. The method is focused directly on the stream wetted channel and it assesses habitat diversity and richness computed as Shannon-Wiener s index. Macroinvertebrate samples were taken by the national PERLA method at each study site, diversity index was also calculated and compared with habitat and substrate diversity. Habitat diversity was important for macroinvertebrate communities according to multivariate assessment, but contrary to the hypothesis it was not significantly correlated with macroinvertebrate diversity. Based on the results, broader rivers had lower habitat diversity than smaller streams, and were more influenced by human activities (lower habitat diversity, higher pollution). Results obtained by the RCHD and RHS methods were not significantly correlated. Společenstva makrozoobentosu nebroditelných toků řeky Labe a Vltava. Do konce roku bude připraven článek k publikování v recenzovaném časopise. V listopadu budou dokončeny determinace všech skupin makrozoobentosu, článek bude odeslán do konce roku Průběžné výsledky byly prezentovány na odborném semináři VÚV T.G.M. v Brně v říjnu (3628_final1_2009) Prameništní druhy pakomárů na minerotrofním gradientu. Do konce roku bude rozpracován článek k publikování v recenzovaném časopise, tj. bude provedena literární rešerše a analýza nasbíraných dat. Byla provedena determinace larev pakomárů a provedena literární rešerše k danému tématu. Probíhá terénní sběr vzorků exuvií. Na téma ekologie larev pakomárů byl mimo původní plánované výstupy sepsán článek The response of chironomid communities (Diptera: Chironomidae) to hydraulic conditions: a case study in a gravel-bed river (Syrovátka, V. and Brabec, K.), který byl odeslán do redakce impaktovaného časopisu Fundamental and Applied Limnology (Arch. Hydrobiol.), která jej distribuovala recenzentům. Abstrakt: We analyzed the response of chironomid communities to hydraulic conditions within a gravel-bed river reach in central Europe. We used multiple linear regression to quantify changes in the taxonomic composition and structure along the hydraulic gradient. The results revealed that 47 and 56 % of the variability in the taxonomic composition and structure, respectively, could be explained by hydraulic conditions. Values of community dissimilarity naturally increased with the increasing hydraulic difference between pairs of samples, however, the taxonomic composition and structure of the communities changed faster at the beginning of the hydraulic gradient. According to the models, the communities of two streambed patches with the same hydraulic conditions differed in about % of taxa and about 25 % of individuals, while the most hydraulically distant habitats shared about 35 and 40 % of taxa and individuals, respectively. To identify the taxa responsible for the shift in the chironomid community, we modelled presence/absence and abundance of frequent taxa as well as the proportions and number of taxa of chironomid subfamilies and the proportions of functional feeding strategies in relation to hydraulic conditions using Generalized Linear Models (GLM). The presence/absence of 15 taxa and abundance of 22 taxa (of the 29 taxa tested) showed a significant response to hydraulic conditions. Of these taxa all Orthocladiinae showed a preference for hydraulically rough, while all Chironominae for hydraulically smooth conditions. The proportions and number of taxa of these subfamilies closely followed the responses of their representatives, when increased (in Orthocladiinae) and decreased (in Chironominae) along the hydraulic gradient. Tanypodinae showed a weak unimodal response. The proportions of feeding strategies were significantly related to hydraulic conditions too. However, their responses were not 42

47 in absolute agreement with the expected distribution of food resources they probably rather indicated feeding potential of the communities than gave exact information about actually utilized food resources. Above all other community features, the proportion of Chironominae showed the best response and was recognized as an easily accessible candidate for indication of the community rheophily. Další dosažené výstupy: Mimo výše uvedené výstupy byl sepsán, odeslán do redakce impaktovaného časopisu Zoology a přijat k publikování článek Comparison of mayfly (Ephemeroptera) taxocenes of permanent and intermittent Central European small streams via species traits (Řezníčková, P., Soldán, T., Pařil, P., Zahrádková, S.). Impakt faktor: (3628_6661) Abstract: The recurrent drying out of small streams in past decades has shown an urgent need to pay attention to the impact of global climate change. The objectives of this study were to describe the effect of drying out on the composition of the mayfly taxocene and evaluate the relevance of individual species traits for survival of mayflies to drying out. The mayfly taxocenes of two model localities, one at an intermittent and one at a permanent brook, were investigated in 2002, 2003 and Compared with the permanent stream, the taxocene of the intermittent stream was short of nine species, foremost rheobionts and high oxygen demand species. To explain further differences between both stream types in survival and recolonisation ability, 25 species traits were evaluated. These included so-called ecological traits (e.g., habitat and substrate range, density, distribution, current velocity adaptation, eurythermy) and biological traits connected with life cycle and larval/adult adaptations. Only species showing the highest number of advantageous and minimum of the opposite (disadvantageous) traits were able to successfully survive under the unfavourable conditions of the intermittent brook. Biological traits considered more important in many respects seem to be good predictors for assessing sensitivity to extreme temperature changes, hydrological regime fluctuations and the survival/recolonisation ability of species in exposed habitats. Prezentace na konferenci a abstrakt ve sborníku 15. konference České limnologické společnosti a Slovenskej limnologickej spoločnosti, Třeboň, , Příspěvek: Janovská, H., Kubošová, K., Soldán, T., Zahrádková, S., Jarkovský J., Bartušek P., Opatřilová, L Environmentální profily jepic (Ephemeroptera) České republiky ISBN (3628_2664) 43

48 2.3 MODELOVÁNÍ STRUKTURY SPOLEČENSTVA RYB POD VLIVEM VARIABILITY PRŮTOKU A GEOMORFOLOGIE TOKU Předmět řešení Jak bylo podrobněji uvedeno v předešlých etapách projektu, náš výzkum přispívá ke zpřesnění prostorových a energetických nároků ryb v říčním prostředí. Z praktického hlediska takové výsledky vedou k vyšší efektivitě managementu rybích společenstev v tekoucích vodách. V rámci říční sítě ČR je běžnou praxí umělé vysazování ryb nejen v tocích, kde je realizován sportovní rybolov, ale také v národních parcích, kde jsou ryby celoročně chráněny. Vysazování probíhá nejen bez historických a aktuálních znalostí o početnosti populací a společenstev, ale také bez informací, co vysazení uměle odchovaných jedinců způsobuje s ohledem na již přítomnou obsádku ryb. V předcházejících etapách projektů jsme se také zaměřili na metodické aspekty měření spotřeby energie ryb. K odhadu migračních nároků nebo velikosti domácích okrsků jsou ve světové praxi používány vysílačky typu EMG (elektromyogram), které měří spotřebu energie červeného svalstva (odpovědného především za pohyb jedince). Spotřeba energie v červeném svalstvu však může být vyvolávána nejen přímým pohybem mezi dvěma body, ale také stresem nebo vzájemným agresivním chováním dvou jedinců jinými slovy ke spotřebě energie může docházet i v případě, kdy pohyb jedince nelze zaznamenat na základě měření pohybu mezi dvěma body v prostoru. Tato pracovní hypotéza byla potvrzena a výsledky byly publikovány v letošním roce. Na základě těchto poznatků bude např. nezbytné alespoň částečně upravit prosté vyjádření mezi spotřebou energie a variabilitou pohybu ryb, což nebylo doposud zohledňováno Postup řešení a výsledky Dlouhodobým cílem naší práce je odhad velikosti domácích okrsků v podélném profilu toků, resp. v rámci modelových povodí odlišného geomorfologického charakteru. Předpokládáme, že při analyzování dostatečně variabilního materiálu budeme schopni představit matematický model, který bude předpovídat velikost domácího okrsku ryb v závislosti na gradientu prostředí nebo hustotě společenstva. Do současnosti byla (některé již byly publikovány) nebo je zpracovávána řada údajů, které poskytnou matrici k finální analýze napříč jednotlivými druhy. Mezi hlavními parametry jsou uvažovány velikost průtoku, vzdálenost od pramene, spád a řád toku. Do současnosti byly získány údaje pro srovnání domácích okrsků sumce (Labe a Berounka), tlouště (Labe, Berounka, Ohře, Litavka), pstruha (6 toků odlišné velikosti a řádu toku v uceleném povodí řeky Vydry, dále Blanice, Vltava, Otava, Zlatý potok, Bystřina a Lužní potok), mníka (Ohře, Vltava, Blanice), piskoře (hlavní tok Lužnice a její záplavová zóna) a sumečka amerického (hlavní tok Labe a jeho záplavová zóna). Během roku 2009 pokračoval výzkum prostorových nároků pstruhů obecných v povodí řeky Vydry (20 lokalit), kde byla používána kombinace metod telemetrie, značení a značkování elastomerovými značkami, zjišťování stáří a rychlosti růstu ryb, pro analýzu stálosti jedince na stanovišti a velikosti domácího okrsku. Dále byla zahájena dvouletá analýza prostorové distribuce a velikosti domácího okrsku sumečka amerického na řece Labi (Lysá nad Labem). Sumeček je sledován v hlavním korytě toku i v záplavové oblasti systému izolovaných a s hlavním tokem spojených tůní. Na řece Berounce byla provedena další studie odhadu velikosti domácího okrsku a spotřeby energie u různě velkých exemplářů sumce velkého. Jako v minulosti byly použity konvenční i EMG vysílačky. V modelovém povodí řeky Vydry byla v roce 2009 (červen) provedena telemetrická studie velikosti domácího okrsku pstruha obecného na dvou přítocích Roklanského potoka Javořího a Tmavého potoka. Byly sledovány ryby odlišných věkových a hmotnostních 44

49 skupin, což umožnila aplikace nových typů vysílaček o minimální hmotnosti (Nano_tags, 0.8 g). Chování ryb bude hodnoceno oproti řádu toku, spádu, průtoku, ph, teplotě, průhlednosti, velikosti substrátu a světelnému cyklu. Dosažené výsledky jsou v souladu s dlouhodobou koncepcí projektu, který směřuje ke zobecnění prostorové distribuce ryb v závislosti na proměnlivost říčního prostředí. Pilotní studie projektu (populační charakteristiky a prostorová variabilita pstruha v uceleném povodí řeky Vydry) je průběžně doplňována studiemi dalších druhů z jiných toků. Výsledky jsou průběžně publikovány. V roce 2009 bylo v redakčním řízení 8 článků, z nichž tři byly publikovány (jeden byl přijat a uplatněn již v roce 2008). V dalších letech bude pokračovat řešení pilotní studie v povodí řeky Vydry, která bude doplněna o další dvě dílčí terénní studie na řece Labi a Sázavě. Některé podrobnější aspekty časo-prostorové distribuce ryb budou ověřeny experimentálně v laboratorních podmínkách Výstupy Terénní studie a sběr dat proběhly bez nečekaných obtíží a úspěšně. Všechny údaje jsou využitelné pro publikaci jako samostatné výstupy i jako zobecňující souhrnná práce v závěru řešení VZ. Během roku 2009 bylo v redakčním řízení časopisů celkem 8 rukopisů (viz dále abstrakta článků). Tři články byly publikovány (2x J imp + J neimp ), zbylých 5 je dosud v redakčním řízení. Impaktovaný časopis: Slavík, O. Horký, P. When fish meet fish as determined by physiological sensors. Ecology of Freshwater Fish. (doi: /j x). IF=1, 81. (3607_3620) Electromyogram (EMG) biotelemetry allows a description of the spatial distribution of fish together with a simultaneous measurement of individual energy consumption. Using this technique, we observed behaviour of the largest European freshwater predator, Silurus glanis, in the Elbe River, Central Europe. In total, 52 diurnal cycles and 1,248 individual fish positions were recorded with 12,480 EMG records during the period from March May 2006; 1013 fish positions with 10,130 EMG records were further used for statistical analyses. Energy consumption increased with decreasing mutual distance between specimens, an effect that occurred predominantly when both of them were simultaneously in overlapping preferred areas (core areas, CAs) appointed within their home ranges (HRs). Furthermore, with increasing energy consumption individual s movement range in longitudinal and lateral profiles decreased; i.e., the fish were positioned within a small area. When the CAs of tested individuals did not overlap, no relationship between EMG signals and mutual distance of conspecifics was found. Our results indicate that movement activity and also social behaviour can be determined with physiological sensors. Slavík, O., Horký, P., Bartoš, L. Effect of river fragmentation and flow regulation on occurrence of landlocked brown trout in a fish ladder. Journal of Applied Ichthyology. (doi: /j x). Bylo uplatněno v roce 2008, ale vyšlo v roce 2009). IF=0,638. (3607_2261) Movement pattern of brown trout Salmo trutta (L.) in a fish ladder on the heavily fragmented Ohře River, Czech Republic was observed for 16 months. Some individually tagged fish occurred in the ladder repeatedly. A total of 1640 captures of brown trout in the fish ladder were recorded, however, these captures represented only 595 individuals with 247 specimens caught only once, while 348 individuals represented 1393 captures from the total of The likelihood of repetitive occurrence decreased with increasing fish body length. Number of individuals in the ladder was inversely related to temperature, and positively correlated with increasing flow in the main channel. Fish abundance in the ladder was density dependent, as the number of individuals was 45

50 inversely related to their size and their time of residency in the ladder. Spawning migrations were not the best predictor of maximum fish occurrence in the ladder suggesting that repetitive capture of individuals in the ladder was significantly influenced by the other factors influencing fish behaviour. Repetitive occurrence of fishes in ladders can be expected particularly in rivers with numerous lateral obstructions. Neimpaktovaný časopis: Horký, P., Kulíšková, P., Slavík, O. Úspěšnost přirozené reprodukce ryb na dolním úseku řeky Labe (Success of fish natural reproduction on the lower Elbe River, Czech Republic). VTEI 51 (2), str (3607_2633) V rámci tohoto projektu byla sledována úspěšnost přirozené reprodukce ryb na 12 profilech toku dolního Labe v ČR. Přirozená reprodukce byla doložena u 15 druhů náležejících zejména mezi reofilní, psamofilní a litofilní druhy. Byl prokázaný význam komunikace hlavního toku se záplavovou zónou a přítoky pro úspěšnou přirozenou reprodukci společenstev ryb v říčním prostředí. Přehled abstraktů článků v redakčním řízení: P. Horký, P. Horká, P. Jurajda and O. Slavík. Young-of-the-year (YOY) assemblage sampling as a tool for assessing the ecological quality of running waters. Journal of Applied Ichthyology. The aim of this study was to test young-of-the-year (YOY) assemblage applicability for the ecological quality assessment on the base of samples from 55 sites scattered across the whole Czech Republic. European Fish Index (EFI) values estimated with YOY and adults were positively correlated, indicating that despite some differences is YOY and adults sampling comparable. YOY sampling was suggested as a useful method for assessing river ecological quality with the ability to provide a sensitive response to the habitat structure regardless of the effect of stocking or river size. Slavík, O., Horký, P., Bartoš L. Core area as the predictor of energetic needs in freshwater fish. Journal of Zoology (London). Energy needs dependent on an individuals' body mass determine the spatial distribution of animals: with increasing body size, a species mobility increases, resulting in changes in the size of the home range (HR). However, spatial requirements of particularly large vertebrates usually exceeding values predicted by their energetic needs. Accordingly to unbalanced distribution of resources, individuals usually designate a preferred area within home ranges as the core area (CA). To estimate energy consumption, we observed different-sized catfish (Silurus glanis) equipped with physiological sensors. We formulated the hypotheses that: i) if the body mass, mobility and HR size increase equally, then energy consumption would also increase accordingly; and ii) if the CA represents a preferred area within the HR, then energy consumption would better correlate with CA than with HR. In accordance with the theory of energy needs, increasing body mass predicted higher energy consumption; however, consumption was inverse with respect to HR size. Akaike s information criterion revealed that CA was a better predictor of energy consumption than the whole HR area. Provided CA was assigned, then the size of the HR was smaller, whilst energy consumption in the CA higher. The opposite was observed when CA was not assigned. Furthermore, the presence of conspecifics within the HR of residents was pursued by an increase in energy consumption. Our results suggest that the energy needs of animals are constrained by their body mass, as generally known, but the energy consumption of an individual can be allocated to preferred areas within its HR. 46

51 Horký P., Slavík O., Bartoš L. Longitudinal stream gradient as a predictor of variation in behaviour of chub Leuciscus cephalus. Environmental Biology of Fishes. Chub is an omnivorous cyprinid, widely spread along the longitudinal stream gradient. In order to test whether the stream gradient affects its behaviour, 45 individual chubs were radio-tracked in five streams of different sizes, each stream over a time span of twelve months during the period Stream order was found to be the best descriptor of variation in the behaviour of chub when compared to upstream catchment area and distance from the river source. Diel and longitudinal movements increased according to it, being significantly lower in small (stream order 4, 5) then in large (stream order 6, 7, 8) streams. In small streams, the peak of activity was found during daylight, while no peak was detected in large streams. This suggests that longitudinal stream gradient is an important factor influencing the behaviour of these fish in lotic environments. Horký P., Slavík O. Seasonal and diurnal behavior of asp Aspius aspius in the Elbe River, Czech Republic. Journal of Fish Biology. Asp is a pelagic predator widely spread in the middle and downstream stretches of large rivers. To determine its spatial requests in order to reproductive migrations and overwintering, 18 individuals were weekly radio-tracked in the Elbe River, Czech Republic across twelve months. Six individuals were observed in the river stretch limited by lateral obstacles and twelve specimens were tracked within the longitudinal profile of a downstream-situated stretch that was only upstream limited by a weir. Both stretches differed in flow, temperature and the extent of riverbed channelization. Movements in the longitudinal profile in both stretches did not differ, and also the influence of physical parameters was not proved. The results tended to show low relation to habitat diversity, and relative stability of populations within both observed stretches. Furthermore, asp diurnal behaviour was studied in the downstream river stretch. Its diurnal movements varied across seasons. No peak occurred in spring and winter, while in summer and autumn, the highest movements were recorded during a light phase of a day. Musil J., Jurajda P., Adámek Z., Horký P., Slavík O. Non-native fish introductions in the Czech Republic species inventory, facts and future perspectives. Journal of Applied Ichthyology. The Czech Republic has experienced a number of inter- and intra-continental introductions (42 introduced species total), with 29 species historically confirmed and 20 species still present in the wild. Fourteen species have become established, representing 27% of the current fish fauna. Pond aquaculture and recreational fisheries are the two major pathways of introduction and spread, and they are responsible for 80% and 36% of all introduced fish, respectively. Over the last decade, there has been a significant increase in the management practice of stocking recreational fisheries with non-native fish, particularly alarming in salmonid waters. Pond aquaculture is associated with high risk in terms of the numbers of unintentional fish introductions; all species introduced as contaminants of carp stocks have become established (Lepomis gibbosus, Ameiurus melas) and then widespread (Pseudorasbora parva, Carassius gibelio) and have been evaluated as invasive. Here, the historical chronology and facts regarding fish introductions in the Czech Republic are given, in addition to the current distribution of established populations. Present issues and future perspectives concerning the control of non-native fish and are briefly discussed. 47

52 2.4 VÝZKUM V OBLASTI MIKROBIÁLNÍHO ZNEČIŠTĚNÍ POVRCHOVÝCH A ODPADNÍCH VOD Předmět řešení Předmětem řešení úkolu je výzkum mikrobiálního znečištění povrchových vod v České republice se zaměřením na nově používané ukazatele (včetně patogenních mikroorganismů), eliminaci mikrobiálního znečištění biologickým čištěním odpadních vod včetně vlivu odtoků z ČOV na kvalitu vody v recipientu, studium mikrobiálních společenstev a detekci hygienicky významných bakterií v povrchových a odpadních vodách molekulárněgenetickými metodami (FISH, PCR apod.). Cílem letošních prací bylo především pokračování prací započatých v minulých letech řešení tohoto subprojektu, včetně vyhodnocení získaných výsledků a jejich publikace. Cílem bylo připravit v letošním roce publikace, týkající se analýz mikrobiálního společenstva (distribuce fylogenetických skupin) v povrchových vodách s různým stupněm antropogenního zatížení) a hodnocení kontaminace povrchových vod. Dalším cílem byla příprava metod stanovení patogenních mikroorganismů (Staphylococcus aureus, Campylobacter spp. aj.) v povrchových a odpadních vodách Postup řešení a výsledky Eliminace mikrobiálního znečištění biologickým čištěním Byly zhodnoceny dříve získané výsledky eliminace mikroorganismů v odpadních vodách biologickým čištění podle zatížení a typů technologií, které byly prezentovány na tuzemských a zahraničních konferencích. Dále jsou postupně rozšiřovány databáze údajů o koncentraci mikroorganismů v odpadních a biologicky čištěných odpadních vodách, včetně stanovení patogenních mikroorganismů v odtocích z čistíren odpadních vod a změn mikrobiálních společenstev v průběhu biologického čištění (fluorescenční mikroskopie). Pro stanovení změn mikrobiálních společenstev a vybraných patogenních bakterií (Campylobacter spp., salmonely a koaguláza pozitivní stafylokoky) byla vybrána modelová ČOV Zbytiny, která byla vzorkována ve spolupráci se subprojektem 3620 (a stanovení klasických indikátorů fekálního znečištění je součástí výše uvedeného subprojektu). Součástí tohoto subprojektu je stanovení výše uvedených patogenů a fylogenetických skupin bakterií (fluorescenční mikroskopií). Výsledky budou zhodnoceny po dokončení vzorkovacích prací v prosinci letošního roku a příští rok budou připraveny k publikaci. Doposud bylo zpracováno 50 vzorků (10 odběrů z 5 vzorkovacích míst), celkové počty bakterií se pohybovaly od 10 7 (přítok) do 10 6 v ml. Nejčastěji detekované fylogenetické skupiny byly třídy beta- Proteobacteria a gamma- Proteobacteria ve všech vzorkovacích místech. Campylobacter spp. a stafylokoky byly běžně zachyceny pouze v surové odpadní vodě, salmonely zachyceny nebyly. Dále byla doplněna rešerše týkající se desinfekcí odtoků z čistíren odpadních vod o nové údaje včetně našich praktických zkušeností a vše bylo prezentováno na konferenci Československé společnosti mikrobiologické v Popradu. Desinfekce čištěných odpadních vod je v některých zemích EU (např. Itálie) v citlivých oblastech povinná. Mikrobiální kontaminace povrchových vod Byly zpracovány soubory dat, týkající se reprodukovatelnosti mikrobiologických metod a nejistot výsledků mikrobiologických stanovení a to jak soubory získané z cílených experimentů v naší laboratoři, tak byly využívány výsledky výzkumu získané dotazníkovou 48

53 akcí při mezilaboratorních porovnávání zkoušek. Byla zpracována publikace, týkající se hodnocení mikrobiální kontaminace povrchových vod, která zahrnuje hlavní problémy výsledků mikrobiologických analýz výkyvy počtů, reprodukovatelnost standardních mikrobiologických metod, nejistoty výsledků apod. (abstrakt je uveden v kapitole výstupy). Tyto informace by měly sloužit především pro správnou interpretaci mikrobiologický dat v dalších projektech. Patogenní mikroorganismy v odpadních a povrchových vodách Byla zpracována literární rešerše, týkající se výzkumu výskytu patogenních mikroorganismů v povrchových a odpadních vodách a metodická příprava stanovení vybraných patogenních bakterií (pozornost zaměřena především na izolaci a identifikaci salmonel, stafylokoků, shigel, stafylokoků, kampylobakterů, Yersinia enterocolitica a E. coli O157) byly navrženy a optimalizovány postupy využívající především kultivační metody. Postupy izolace a identifikace vycházely z legislativy pro mikrobiologickou analýzu potravin a vod. Pozornost byla zaměřena na odzkoušení vhodných filtrovaných objemů, kultivačních médií, selektivních suplementů, kultivačních podmínek a identifikačních testů. Prvotní výsledky ukázaly, že zejména správná volba analyzovaného objemu je jedním z nejdůležitějších faktorů pro zisk pozitivního výsledku problémem je nízká koncentrace patogenů ve vzorcích vod oproti vysoké koncentraci doprovodné mikroflóry. Dalším faktorem zásadně ovlivňujícím spolehlivost získaných výsledků je volba identifikačních testů pro dostatečně spolehlivou konfirmaci presumptivních izolátů enterobakterií, a to z důvodu podobnosti jejich biochemických vlastností. Dosavadní výsledky byly prezentovány na konferenci České a Slovenské limnologické společnosti. Kromě kultivačních metod byly optimalizovány postupy pro stanovení patogenních bakterií Campylobacter spp. metodou fluorescenční mikroskopie (FISH). Použita byla sonda specifická pro termofilní kampylobaktery, popsaná v literatuře a sonda specifická pro třídu epsilon-proteobacteria, kam tato bakterie patří. Optimalizovány byly zejména postupy týkající se fixace vzorků, doby hybridizace a koncentrace formamidu, které nebyly v literatuře jednoznačně popsány. V současné době může tato metoda sloužit ke konfirmaci presumptivních izolátů, do budoucna počítáme i s jejím vyzkoušením přímo na vzorcích především odpadních vod. Výzkum distribuce fylogenetických skupin bakterií v povrchových vodách o různém stupni antropogenního znečištění V roce 2009 byly s použitím metody fluorescenční in situ hybridizace FISH určovány rozdíly ve struktuře mikrobiálních společenstev (tj. významné složky všech ekosystémů, zodpovědné za průběh transformačních procesů) v podélném profilu horského toku Morávky od pramene po ústí do Ostravice, 11 vybraných lokalit zahrnuje různý charakter toku (prameniště, neovlivněný horský tok, vliv přehradní nádrže, antropologicky ovlivněný tok). Sledovaný tok je současně charakterizován z pohledu fyzikálně-chemických faktorů a odlišných environmentálních podmínek, se kterými bude následně složení mikrobiálních společenstev korelováno. Fyzicko-geografická charakterizace horských toků v Beskydech je v rámci jiného subprojektu (3616) prováděna již od roku Během letošního roku byly též zpracovány výsledky z roku 2008 týkající se sezónních změn ve složení mikrobiálních společenstev povrchových vod a byly odeslány k publikaci do časopisu Water, Science and Technology (abstrakt práce je uveden v kapitole výstupy) a prezentovány ve formě posteru na mezinárodní konferenci IWA a na 15. konferenci České a Slovenské limnologické společnosti. Dále byly zpracovány výsledky, týkající se abundance planktonních bakteriích v CHKO Beskydy vycházející z výsledků mikrobiologických 49

54 stanovení z let v této oblasti, které byly prezentovány na konferenci Mikrobiológia vody a prostredia 2009, organizované Československou mikrobiologickou společností. Kromě výše uvedeného byly zpracovány výsledky stanovení fylogenetických skupin bakterií v antropogenně silně ovlivněném toku v severních Čechách získané v minulých letech a byly stanoveny vybrané charakteristiky metod in situ fluorescenční mikroskopie FISH. Průměrná relativní směrodatná odchylka mezi duplicitními vzorky činila průměrně 16 % a nebyly shledány rozdíly mezi jednotlivými skupinami (sondami). Hlavní metodický problém je homogenizace vzorků a jejich stáří. Byla ověřena stabilita resp. nestabilita vzorků po 4 měsících (5 vzorků ze všech profilů) a vždy došlo k výraznému snížení počtů o 1 až 2 řády. Nebyl zjištěn rozdíl mezi počtem bakterií na starých filtrech a novou filtrací starého vzorku. I tyto výsledky byly též (samostatně) prezentovány na mezinárodní konferenci IWA a na 15. konferenci České a Slovenské limnologické společnosti Výstupy Mlejnková H., Horáková K., Dudová P. Impact of anthropogenic contamination on microbial community structure distribution of phylogenetic groups; publikace v zahraničním recenzovaném (případně impaktovaném) časopise Mlejnková H. and Horáková K. Impact of pollution and seasonal changes on microbial structure in surface water. V recenzním řízení Wat. Sci. Technology pod číslem WST- WSTWS-EM 09526; IF 1,24 (3609_final1_2009) Summary: Characterization of microbial community structure defined by differences in abundance of phylogenetic groups of domains Bacteria and Archaea is important for studying various microbial habitats. Microbial community structure is influenced by many environmental factors (e.g. seasonal conditions, water types, physical conditions) and anthropogenic impacts (e.g. pollution, stream regulations). The aim of this study was to describe the differences in microbial community structure in variously polluted surface waters in all annual seasons. Water samples were collected quarterly during an annual cycle. For characterization of the pollution level selected basic chemical and bacteriological parameters were used. Total counts of microorganisms were obtained by staining with DAPI. Microbial community structure was determined by fluorescence in situ hybridization method with nucleic acid probes specific for Bacteria, Archaea, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria and Cytophaga- Flavobacterium. Our results showed differences in the microbial community structure between surface and waste waters and no significant differences between the microbial counts in the phylogenetic groups in water samples with low total microbial counts. Municipal waste water contained very high counts of microorganisms from all tested groups, in industrial waste water very small microbial counts were detected. Generally Betaproteobacteria was the most abundant group and Archaea was the minority group. Differences between year seasons were not significant. Baudišová D. Hodnocení mikrobiologických analýz povrchové vody nejistoty a omezení; publikace v recenzovaném časopise. Baudišová D. Stanovení mikrobiální kontaminace odpadní a povrchové vody problémy a nejistoty. Je v redakci VTEI po recenzním řízení, vyjde v č. 6/2009. (3609_final2_2009) Abstrakt: V příspěvku jsou shrnuty hlavní okolnosti mikrobiologického rozboru povrchové a odpadní vody, které nejvíce přispívají ke kvalitě a přesnosti výsledků (odběr vzorků, použité metody). Zároveň jsou na reálných datech získaných z povrchových vod demonstrovány nejistoty výsledků a reprodukovatelnost mikrobiologických metod. Vzorky je nezbytné zpracovat maximálně do 18 hodin po odběru a během transportu chladit na (5+/-3) C, používat předepsané metody a provádět dostatečné počty ředění a paralelních 50

55 stanovení. Vždy je nutné počítat s nejistotou výsledku okolo 30 %. Výsledky počtů mikrobiologických ukazatelů dále významně závisí na přírodních podmínkách (např. srážky, a v některých případech se může jednat i o několika hodinové zvýšení průtoků) a konečné hodnocení výsledků může být závislé i na použité statistické metodě. Přes všechny tyto okolnosti jsou však mikrobiologické ukazatele jednoznačně nejcitlivější indikátory fekálního znečištění vody a jejich stanovení by mělo být součástí všech monitorovacích programů. Prezentace výsledků na plánovaných tuzemských a zahraničních odborných akcích a publikování ve sborníku: Bakteriální znečištění odtoků z biologických ČOV (Baudišová, Benáková) ČR. Baudišová, D., Benáková, A. Bakteriální znečištění odtoků z biologických ČOV. In AČE- ČR Řešení extrémních požadavků na čištění odpadních vod. Blansko, Blansko: Tribun EU, 2009, s ISBN (3609_2498) Eliminace mikrobiálního znečištění na malých čistírnách odpadních vod (do EO) (Baudišová, Benáková) ČR. Baudišová, D., Benáková, A. Eliminace mikrobiálního znečištění na malých čistírnách odpadních vod (do 2000 EO). In 8. mezinárodní konference a výstava Odpadní vody - Wastewater 2009, Konferenční sborník. Plzeň, Praha: ICARIS Conference Management, 2009, s ISBN (3609_2516) Struktura mikrobiálních společenstev povrchových vod sezónní, antropogenní vlivy (Mlejnková, Horáková) ČR. Mlejnková, H., Horáková, K. Rozdíly ve struktuře mikrobiálních společenstev povrchových vod vlivem sezónních změn a míry znečištění In: Sborník příspěvků 15. konference Limnologické společnosti AV Třeboň Str (3609_2614) Střevní patogeny ve vodách výskyt, izolace, identifikace ČR, příp. SR. Horáková, K., Mlejnková H. Střevní patogeny ve vodách výskyt, izolace, identifikace. In: Sborník příspěvků 15. konference Limnologické společnosti AV koncem června Třeboň Str (3609_2610) Distribuce planktonních bakterií v pramenných oblastech (Mlejnková, Horáková) SR. Mlejnková, H., Horáková, K., Kroča, J. Distribuce planktonních bakterií v pramenných oblastech: Konference Mikrobiológia vody a prostredia 2009, (Poprad Slovensko, ). Příspěvek byl vytvořen ve spolupráci se subprojektem (3609_final3_2009) Elimination of hygienically important bacteria by biological treatment (Baudišová, Benáková) Řecko. Baudišová, D., Benáková, A. Elimination of hygienically important bacteria by biological treatment. 15th Health Related Water Microbiology Symposium (Naxos, Greece, ). (3609_2598) Microbial communities in anthropogenically polluted stream (Baudišová, Benáková) Řecko. Baudišová, D., Benáková, A. Microbial communities in the stream Lužická Nisa (Nothern Bohemia). 15th Health Related Water Microbiology Symposium (Naxos, Greece, ). (3609_2600). (3609_2600) Changes of microbial community impact of pollution and environmental conditions (Mlejnková, Horáková) Řecko. 51

56 Mlejnková, H., Horáková, K. Impact of pollution and seasonal changes on microbial community structure in surface water. Health Related Water Microbiology Symposium (Naxos, Greece, ). (3609_2618) Baudišová, D., Benáková, A. Mikrobiální společenstva v antropogenně silně ovlivněném toku Lužická Nisa. Sborník příspěvků 15. konference Limnologické společnosti AV koncem června Třeboň Str. 15. (3609_2597) Benáková, A., Baudišová, D. Desinfekce odpadních vod. Konference Mikrobiológia vody a prostredia 2009, (Poprad Slovensko, ). (3609_final4_2009) Výstupy prací z let minulých, které vyšly v roce 2009 (dříve neuplatněno): Baudišová, D.,Mlejnková, H. Mikrobiální znečištění povrchových vod - mikrobiologické ukazatele. Vodní hospodářství, 2009, roč. 59, č. 3/2009, s ISSN Recenzovaný časopis (3609_2497). Fremrová, L., Baudišová, D., Šimonová, G. ČSN Jakost vod - Stanovení termotolerantních koliformních bakterií a Escherichia coli. ČR Výsledky promítnuté do právních předpisů a norem. (3609_2501) Krejčí, E., Sedláček, I., Baudišová, D. Classification of Brown Pigmented Aeromonads Isolated from River Water. Folia Microbiologica, 2009, roč. 54, č. 2, s ISSN (IF 0,92) (3609_2515) 52

57 3 ODDÍL C POVRCHOVÉ VODY ANTROPOGENNÍ VLIVY 3.1 STUDIUM VÝSKYTU A CHOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH A UMĚLÝCH RADIONUKLIDŮ V HYDROSFÉŘE VČETNĚ ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ Předmět řešení V rámci VZ je dlouhodobě sledován obsah radioaktivních látek v povrchových vodách, říčních sedimentech, vodních rostlinách a rybách. Obsah tzv. přírodních radioaktivních látek byl v našich podmínkách dlouhodobě ovlivňován těžbou a zpracováním uranových rud a tzv. umělých radionuklidů reziduálním znečištěním po atmosférických testech jaderných zbraní a havárii jaderného reaktoru v Černobylu. Výskyt takto uvolněných radioaktivních látek do prostředí přetrvává a je třeba znát jejich úroveň k možnému hodnocení vlivů nových zdrojů znečištění, zejména jaderných elektráren. Jsou studovány vtahy mezi emisí radioaktivních látek do vodního prostředí, distribuce radionuklidů v jednotlivých sledovaných složkách a jejich časoprostorové změny. Trendy změn koncentrací radioaktivních látek jsou pomalé a k jejich poznání je třeba cílené sledování Postup řešení a výsledky Byly souhrnně zpracovány výsledky sledování sedimentů v České republice v rámci státní monitorovací sítě ČHMÚ, které byly prezentovány na konferenci: Sedimenty vodných tokov a nádrží v Bratislavě ( ): Ivanovová, D., Hanslík, E., Juranová, E., Pohlová, I., Kluganostová, M., Novák, M., Komárek, M. Kontaminace říčních sedimentů přírodními a umělými radionuklidy na území České republiky. (viz kapitola výstupy) Obr Vývoj kontaminace říčních dnových sedimentů umělým radionuklidem 137 Cs uvolněným do životního prostředí po atmosférických testech jaderných zbraní a po havárii jaderného reaktoru v Černobylu za období

58 Je připravována prezentace podrobnějšího hodnocení na konferenci: International Symposium on Sediment dynamics for a changing future ( ) pod názvem: The assessment of natural and artificial radionuclides in river bottom sediments in Czech Republic. Byl přijat Abstrakt příspěvku, autoři byly vyzváni k ústní prezentaci příspěvku. Bylo vyhodnoceno dlouhodobé sledování 137 Cs ve VN Orlík v povrchové vodě a rybách, výsledky byly prezentovány na konferenci 3rd International Symposium on Trace Elements in the Food Chain (TEFC) v Budapešťi CF (l.kg -1 ) time (years) Obr Cs concentrations factors (CF) in fish during the period Byly připraveny podklady pro ověření TNV Jakost vod stanovení radonu 222 kapalinovou scintilační měřicí metodou, které budou využity pro novelizaci normy. Byla provedena podrobná studie v Povodí Ploučnice. Byl sledován dávkový příkon v záplavovém území a nejvýznamnější radionuklidy v sedimentech v podélném profilu řeky Ploučnice a na referenčním profilu. Terénní měření a odběr vzorků byly provedeny a 1.9., probíhá gamaspektrometrické stanovení a hodnocení výsledků. Pokračuje sledování výskytu a distribuce radioaktivních látek ve sledované části povodí řeky Svratky (lokality současné a bývalé těžby Rožná a Olší). Bylo provedeno testování sedimentů ze sedmi vybraných lokalit na výskyt genotoxických látek, které patří mezi přímé mutageny či nepřímé mutagenní látky tzv. promutageny. U vzorků byl zjištěn výskyt genotoxických látek pouze v testech s metabolickou aktivací. Žádné nepřímé mutageny v testech bez metabolické aktivace zjištěny nebyly. Vzhledem k tomu, že vzorky sedimentů pochází z oblasti dřívější těžby uranu, můžeme předpokládat, že pozitivní výsledky v Amesově testu mohou být zapříčiněny mimo jiné také přítomností uranu v testovaných vzorcích. Tento radionuklid, jíž dříve známý pro svou toxicitu, je nově řazen mezi chemické karcinogeny, které vytváří s DNA adukty, které mají genotoxické účinky v organismu. Aby bylo možno posoudit citlivost Amesova testu k některým radionuklidům, budou 226 Ra, U nat a 137 Cs otestovány v různých koncentracích, v testech s a bez metabolické aktivace. I když pro projevení genotoxického účinku se ve vzorcích často uplatňují synergické účinky různých látek, předpokládáme, že zejména u čistého přírodního uranu se podaří potvrdit v testu pozitivní výsledek. 54

59 Byla zpracována a podána přihláška na užitný vzor pasivního lapáku plavenin na Úřad průmyslového vlastnictví. Byla souhrnně zpracována problematika uranu v pitné vodě pro firemní časopis Ekomonitor: Hanslík, E. Mezní hodnoty pro uran v pitné vodě, Ekomonitor, firemní časopis, 2009/2, s Byla podrobně rozpracována problematika nastavení podmínek měření radiologických ukazatelů v oblasti velmi nízkých aktivit. Závěry byly prezentovány na konferenci Hydroanalytika a XVI. Konzultačních dnech pro pracovníky vodohospodářských laboratoří Výstupy Uspořádání konference se zahraniční účastí Radiologické metody 09 k problematice metod stanovení radioaktivních látek v pitných, povrchových, minerálních, srážkových a odpadních vodách, v říčních dnových sedimentech, plaveninách a biomase vodních rostlin a vodních organismů a dále pevných odpadech a výluzích pevných odpadů, používaných ve vodním hospodářství, radiační ochraně a jaderné energetice, těžby a zpracování uranových rud, květen 2009 Žďár nad Sázavou, kde byly uplatněny i výsledky řešení subprojektu Radiologické metody v hydrosféře 09. Žďár nad Sázavou, : Hanslík, E., Ivanovová, D., Kluganostová, M., Pohlová, I. K možnostem stanovení celkové objemové aktivity alfa a beta v pracích vodách z úpravy podzemních vod. In Eduard Hanslík, Alena Pecinová Radiologické metody v hydrosféře 09. Žďár nad Sázavou, Chrudim : Vodní zdroje EKOMONITOR spol. s.r.o., 2009, s ISBN (3611_2524) Ivanovová, D. a kol. ČSN Jakost vod Stanovení radia 226 emanometricky bez koncentrování. In Eduard Hanslík, Alena Pecinová Radiologické metody v hydrosféře 09. Žďár nad Sázavou, Chrudim : Vodní zdroje EKOMONITOR spol. s.r.o., 2009, s ISBN (3611_2523) Realizované prezentace výstupů řešení na dalších konferencích a v odborných časopisech: Hanslík, E., Ivanovová, D., Jedináková-Křížová, V., Juranová, E. and Šimonek, P. Concentration of radionuclides in hydrosphere affected by Temelín nuclear power plant in Czech Republic. Journal of Environmental Radioactivity, 2009, roč. 100, č. 7, s ISSN X. (3611_2532) Hudcová, H., Rozkošný, M., Badurová, J., Sova, J., Březinová, R. Posouzení ovlivnění vodních toků po ukončení těžby uranu v oblasti ložiska Olší. Článek vyjde v časopise Vodní hospodářství, v čísle 11/2009. (3611_final2_2009) Ivanovová, D., Hanslík, E., Juranová, E., Pohlová, I., Kluganostová, M., Novák, M., Komárek, M. Kontaminace říčních sedimentů přírodními a umělými radionuklidy na území České republiky. In Ing. Pavel Hucko, CSc. Sedimenty vodných tokov a nádrží. Bratislava, Bratislava: SVS pri VÚVH Bratislava, 2009, s ISBN (3611_2522) Hanslík, E., Ivanovová, D., Kluganostová, M. Balances of suspended matter and radionuclides in inflow and outflow waters of Orlík Reservoir, Vltava River (Czech Republic). Radioprotection, 2009, roč. 44, č. 5, s ISSN (3611_2573) Ivanovová, D., Hanslík, E. Optimalizace podmínek měření radiologických ukazatelů v oblasti velmi nízkých aktivit. In Vladimír Sýkora, Hana Kujalová Sborník 3. konference 55

60 HYDROANALYTIKA Hradec Králové, ČR : CSlab spol. s r.o., 2009, s ISBN (3611_2594) Hanslík, E., Ivanovová, D., Juranová, E., Šimonek, P., Jedináková-Křížová, V. Monitoring and assessment of radionuclide discharges from Temelín Nuclear Power Plant into the Vltava River (Czech Republic). Journal of Environmental Radioactivity, 2009, roč. 100, č. 2, s ISSN X. (3611_2493) Ivanovová, D., Hanslík, E. Bioaccumulation of 137Cs in fish in ORLÍK reservoir (South Bohemia) during the period In Mihály Szilágyi, Klára Szentmihályi Trace elements in the food chain Vol. 3. Deficiency or Excess of Trace Elements in the Environment as a Risk of Health. Budapest, Hungary, Budapest, Hungary : Working Committee on Trace Elements of the Hungarian Academy of Sciences (HAS), Institute of Materials and Environmental Chemistry of the HAS, 2009, s ISBN (3611_2529) Poster prezentovaný na konferenci získal ocenění, na základě kterého nemusí autor na následující konferenci platit účastnické poplatky. (celkem byly oceněny 2 postery jeden zahraniční a jeden maďarský) (3611_final1_2009) ČSN Jakost vod Stanovení radia 226 emanometricky bez koncentrování. Vydáno v dubnu (3611_2496) Hudcová, H., Rozkošný, M., Badurová, J., Sova, J., Březinová, R.: Impact of Former Uranium Mining in the Olší Mine Area (Czech Republic) on the Water Ecosystems, Securing the future and the 8th ICARD conference, červen 2009, Skellefteä, Švédsko. (3611_2625) Příspěvek bude uveřejněn na webových stránkách INAP (The International Network for Acid Prevention) a SveMin (Swedish Association of Mines, Mineral and Metal Producers). Hudcová, H., Rozkošný, M., Badurová, J., Sova, J., Březinová, R. Impact of Former Uranium Mining in the Olší Mine Area (Czech Republic) on the Water Ecosystems, International Mine Water Conference, říjen 2009, Pretoria, South Africa. (3611_2626) Ve spolupráci s VÚVH, Bratislava byly ve dnech uspořádány XVI. Konzultační dny pro pracovníky vodohospodářských laboratoří. Připravuje se sborník, ve kterém budou prezentovány příspěvky: Ivanovová, D., Hanslík, E. Možnosti nastavení podmínek měření vybraných radiologických ukazatelů v oblasti velmi nízkých aktivit vzorků vod Ivanovová, D. K možnostem stanovení Radonu-222 kapalinovou scintilační spektrometrií Hanslík, E., Stierand, P. Problematika přenosu dat z vodohospodářských radiologických laboratoří do databáze ČHMÚ Ivanovová, D. Vyhodnocení činnosti měřicích míst kontaminace vody v rámci RMS ČR za období Hanslík, E., Šťastný V. Požadavky na vypouštění odpadních vod z úpravy podzemních vod z hlediska kontaminace přírodními radioaktivními látkami Je připravována prezentace podrobnějšího hodnocení na konferenci: International Symposium on Sediment dynamics for a changing future ( ) pod názvem The assessment of natural and artificial radionuclides in river bottom sediments in Czech Republic. Byl přijat Abstrakt příspěvku, autoři byly vyzváni k ústní prezentaci příspěvku. (3611_final3_2009) 56

61 3.2 HODNOCENÍ A SLEDOVÁNÍ VODNÍCH EKOSYSTÉMŮ A JEJICH ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ: ČASOVÉ A PROSTOROVÉ ZMĚNY V SOUVISLOSTI S ANTROPOGENNÍMI TLAKY Předmět řešení Předmětem řešení subprojektu jsou výzkumné činnosti v oblasti antropogenních tlaků na vodní ekosystémy, sledování jejich časového a prostorového vývoje, včetně hodnocení jejich recentní úrovně. Práce navazují na činnosti z předchozích let s tím, že jejich postup je korigován na základě průběžně dosažených výsledků. Bylo pokračováno v řešení tématiky stanovení přirozeného pozadí říčních sedimentů pro kovy a metaloidy na významných vodních tocích ČR na základě odběru a analýzy vertikálních sedimentových profilů v oblastech antropogenně nezatížené říční nivy. Informace o úrovni pozaďových koncentracích jsou nezbytné pro hodnocení a klasifikaci recentní zátěže říčních sedimentů, zejména pak při revitalizačních činnostech v povodí. Po průzkumu terénu a vytipování vhodných odběrových lokalit v povodí Jizery byl proveden odběr sedimentových jader. Z koncentračního průběhu jednotlivých prvků ve vertikálních sedimentových profilech byly odvozeny příslušné regionální hodnoty přirozeného pozadí. V oblasti průzkumu antropogenních tlaků ze strany vybraných chemických látek byly práce zaměřeny na sledování výskytu následujících endokrinně aktivních polutantů průmyslového původu ve vodním prostředí: alkylfenoly, jejich ethoxyláty, karboxyláty a bisfenol-a (BPA). Na čistírnách odpadních vod dochází sice k významné degradaci uvedených látek, stále se však jejich značná část dostává do recipientů, kde se kumulují v říčních sedimentech. Cílem prací v roce 2009 bylo stanovit jednotlivé alkylfenolové látky a BPA ve vodní fázi a říčních sedimentech Vltavy v oblasti pražské aglomerace a diferencovat znečištění přicházející vypouštěnými odpadními vodami z ÚČOV Praha a drobnými difúzními zdroji. V rámci řešení problematiky zvýšených odnosů DOC v povodí vodárenské nádrže Fláje v Krušných horách byly činnosti zaměřeny na sledování koncentračních změn vybraných ukazatelů jakosti vody na redox rozhraní půdní voda / povrchová voda. Vysoké koncentrace např. nutrientů v půdních roztocích nemusí na základě literárních prací nutně znamenat zvýšený odnos těchto látek do vod povrchových (retence na redox rozhraní je ovlivněna celou řadou ukazatelů jako je např. ph, obsah železa, manganu, DOC apod.). V rámci tématiky kontaminace bionárostů a vodních makrofyt bylo na letošní rok plánováno provedení podrobné literární rešerše stávajících prací zaměřených na kumulaci a remobilizaci organických polutantů a těžkých kovů v uvedených kompartimentech a na dopad těchto procesů na vodní ekosystémy. Výsledky rešerše přispějí k poznání o funkci biomasy ve vodních tocích z hlediska kontaminace vodní fáze a říčních sedimentů a o možnostech jejího využití jako indikátoru znečištění vodního toku Postup řešení a výsledky Na dolním toku Jizery byly po podrobném průzkumu terénu provedeny odběry sedimentových jader v říčních nivách u obcí Ptýrov a Dalešice. Odebraná sedimentová jádra byla rozdělena na segmenty a v laboratoři analyzována na obsah kovů a metaloidů. Svrchní sedimentové horizonty vykazovaly zvýšenou kontaminaci prvky antropogenního původu jako je Cd, Pb, Zn, Hg, hlubší horizonty pak odrážely jejich přirozený obsah. K odvození hodnot přirozeného pozadí říčních sedimentů pro kovy a metaloidy byly využity i výsledky analýz z odběrů provedených v roce 2008 u obcí Otradovice a Sobětuchy na dolním toku Jizery. Stanovené pozaďové koncentrace se u většiny prvků výrazně nelišily od globálních koncentrací uváděných Turekianem a Wedepohlem pro jemné říční sedimenty. Pro porovnání recentní zátěže sedimentů Jizery s hodnotami přirozeného pozadí byly v místech 57

62 odběru sedimentových jader odebrány čerstvé říční sedimenty. Z hodnocení zátěže těchto sedimentů těžkými kovy a metaloidy (frakce částic <20μm, mikrovlnný rozklad lučavkou královskou) vyplývá, že recentní sedimenty Jizery vykazují silně zvýšené koncentrace pro Cd a zvýšené hodnoty pro Pb, Zn a Hg. V porovnání s nálezy zjištěnými v druhé polovině 90. let (výsledky česko-německých projektů mezi VÚV TGM a GKSS Geesthacht) se kontaminace říčních sedimentů Jizery těžkými kovy za posledních 10 let výrazně nezměnila. Na obr je zobrazen koeficient kumulace jednotlivých kovů a metaloidů v sedimentech Jizery ve vztahu k hodnotám přirozeného geogenního pozadí koeficient kumulace CdHg PbAg Zn P Cu Sb Sn Be CoAs Cr Ni Se V MnFe Sc Obr Koeficient kumulace (c rec. /c bgr. ) jednotlivých chemických prvků v říčních sedimentech Jizery vyjádřený jako poměr recentní kontaminace c rec a koncentrace přirozeného geogenního pozadí c bgr. V problematice sledování výskytu alkylfenolových látek byly práce v 1. pololetí 2009 zaměřeny na verifikaci analytického stanovení derivátů alkylfenolů v pevné matrici říčních sedimentů, ve 2. pololetí byly na vodním toku Vltavy vybrány vhodné lokality pro odběr vodní fáze a říčních sedimentů s cílem postihnout zdroje kontaminace alkylfenolovými látkami a BP-A na území pražské aglomerace. Odběrová lokalita nad Barrandovským mostem odráží úroveň kontaminace Vltavy před vstupem do pražské aglomerace, odběrové místo situované těsně nad ÚČOV postihuje její úroveň po průchodu vodního toku pražskou aglomerací (vliv plošných smyvů, drobných vodních přítoků, dešťové kanalizace) a odběrové místo v Sedleci odráží stav kontaminace pod pražskou aglomerací, včetně vlivu ÚČOV a konečně odběrové místo v Libčicích nad Vltavou reprezentuje místo, kde lze předpokládat dostatečné promísení vody pod pražskou aglomerací. Součástí sledování byl rovněž odtok z ÚČOV. Odběry vzorků vody byly realizovány ve 3 časových termínech: 2 odběry v srpnu a 1 odběr v říjnu 2009, sedimenty byly odebrány 2x, rovněž v srpnovém a říjnovém termínu. V současné době je v laboratořích VÚV analyzován odebraný vzorkový materiál a je zpracovávána publikace na téma Vliv pražské aglomerace na kontaminaci vody a říčních sedimentů Vltavy alkylfenolovými látkami a BPA. V rámci problematiky sledování odnosu DOC v povodí Flájského potoka v Krušných horách byl na vybraných lokalitách povodí, v místech s výskytem rašelinišť, proveden odběr půdních jader, která byla analyzována v laboratořích VÚV T.G.M., v.v.i. na obsah TOC, kovů, fosforu a dalších chemických ukazatelů. Analyzovaná půdní voda vytékající ze spodních rašelinných horizontů (anaerobní prostředí) se vyznačovala vysokým obsahem železa, managanu a DOC. Na redox rozhraní dochází působením vzdušného kyslíku ke srážení hydratovaných oxidů železa, na které jsou sorpčně vázány značně vysoké koncentrace fosforu, vápníku, síry, těžkých kovů a metaloidů. Analyzovaná sedlina hydratovaných oxidů železa v odvodňovacích příkopech obsahovala až 0,5 % fosforu a síry, 3 % vápníku a 7 % železa. 58

63 Bylo zjištěno, že rozhodujícím faktorem ovlivňujícím vznik sraženiny je hodnota ph. Síra obsažená v anaerobních rašelinných vodách se vyskytovala převážně v organické formě, v povrchových vodách převládala naopak forma anorganická, jejímž původem jsou srážkové vody a svrchní rašelinné horizonty, kde vzniká z formy organické mineralizací. V rámci tématiky kontaminace bionárostů a vodních makrofyt byla provedena podrobná literární rešerše stávajících prací zaměřených na kumulaci a remobilizaci organických polutantů a těžkých kovů v uvedených složkách hydrosféry a na dopad těchto procesů na vodní ekosystémy Výstupy Recentní kontaminace říčních sedimentů Jizery kovy a metaloidy v porovnání s přirozeným pozadím. Lochovský, P., Eckhardt, P. Recentní kontaminace říčních sedimentů Jizery kovy a metaloidy v porovnání s přirozeným pozadím, (Publikace byla redakcí přijata do recenzované přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství, vyjde začátkem roku 2010) (3612_2608) Koncentrační změny vybraných ukazatelů jakosti vody na redox rozhraní vod vytékajících z rašelinišť v povodí Flájského potoka v Krušných horách. Publikace Lochovský, P. Procesy na redox rozhraní vod vytékajících z rašelinišť v povodí Flájského potoka v Krušných horách byla předána do redakce recenzované přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství, vyjde začátkem roku (3612_final2_2009) Vliv pražské aglomerace na kontaminaci vody a říčních sedimentů Vltavy alkylfenolovými látkami a BPA (12/2009). Publikace je v současné době zpracovávána, do redakce VTEI časopisu Vodní hospodářství bude předána v prosinci Vliv průmyslové aglomerace Pardubic na zatížení vybraných složek vodního prostředí. Kužílek, V., Lochovský, P. Vliv průmyslového areálu Pardubice-Semtín na kvalitu složek vodních ekosystémů Labe z hlediska specifických organických polutantů (Publikace byla redakcí přijata do recenzované přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství, vyjde v prosinci 2009) (3612_2607) Úroveň kontaminace starých sedimentových nánosů Vltavy v plavebním kanálu Praha- Podbaba. Kužílek, V., Lochovský, P. Úroveň kontaminace starých sedimentových nánosů Vltavy v plavebním kanálu Praha-Podbaba: příloha VTEI ve Vodním hospodářství, ročník 51, 2, str , (2009). (3612_2519) Další výstupy: Literární rešerše problematiky průniku organických a anorganických polutantů do vodních bionárostů a biomasy vodních rostlin Kužílek, V., Lochovský, P. Literární rešerše problematiky průniku organických a anorganických polutantů do vodních bionárostů a biomasy vodních rostlin (3612_final1_2009) 59

64 Výstup z metodiky pro rok 2008 uplatněný v roce 2009: Alkylfenoly, jejich deriváty a bisfenol A v povrchových vodách a ve vodách na odtocích z čistíren odpadních vod Lochovský, P., Pospíchalová, D. Alkylfenoly, jejich deriváty a bisfenol A v povrchových vodách a ve vodách na odtocích z čistíren odpadních vod, příloha VTEI ve Vodním hospodářství, ročník 51, 2, str. 3-6, (2009). (3612_2518) 60

65 3.3 VÝVOJ A ZAVÁDĚNÍ ANALYTICKÝCH METOD VČETNĚ METOD TOXIKOLOGICKÝCH DO VODOHOSPODÁŘSKÉ PRAXE. STUDIUM CHOVÁNÍ A TRANSFORMACE SPECIFICKÝCH POLUTANTŮ VE VODNÍCH EKOSYSTÉMECH Předmět řešení V roce 2009 pokračovaly práce na rozvoji analytických metod, potřebných k detekci látek s bioakumulačními vlastnostmi, které se do vod dostávají jako důsledek antropogenního znečišťování. Řešená problematika opět spadala do dvou oblastí. V první je pozornost věnována vývoji a ověřováním nových speciálních hydrochemických analytických metod, vhodných k širšímu rutinnímu využití v praxi při detekci bioakumulujících látek. Druhá oblast se zabývá ekotoxikologickou problematikou. Předmětem výzkumu je vývoj, širší ověření a standardizace metod hodnocení rizika chronické toxicity a genotoxicity látek s bioakumulačními účinky. V oblasti hydrochemie činnost v roce 2009 navazovala na výsledky prací z uplynulého roku. Cílem bylo vypracování metodiky stanovení vybrané skupiny farmak (estron, 17β-estradiol (E2), 17α-etinylestradiol (EE2), ibuprofen, diklofenak, kyselina salicylová, karbamazepin, kyselina klofibrová) v povrchových a odpadních vodách metodou LC/MS po jejich zakoncentrování extrakcí na pevné fázi (SPE). Vypracované metodiky stanovení měly být ověřeny na konkrétních vzorcích, odebraných v terénu. V oblasti vývoje speciálních ekotoxikologických metod byly v roce 2009 práce zaměřeny na propracování postupů, potřebných ke stanovení genotoxicity znečišťujících látek. Konkrétně se výzkum zaměřil na vliv použitého induktoru na úroveň indukce jaterních enzymů pro přípravu S9 frakce. Současně probíhalo šetření možností rutinního využití dalších metod stanovení genotoxicity. Kromě rozvoje ekotoxikologických experimentálních metod se pozornost zaměřila na studium bioakumulačních procesů ve vodních organismech Postup řešení a výsledky Hydrochemické metody A) Metodika stanovení vybraných farmak ve vodách metodou LC/MS Byla vypracována metodika stanovení vybrané skupiny farmak (estron, 17β-estradiol (E2), 17α-etinylestradiol (EE2), ibuprofen, diklofenak, kyselina salicylová, karbamazepin, kyselina klofibrová) v povrchových a odpadních vodách metodou LC/MS po jejich zkoncentrování extrakcí na pevné fázi (SPE). Při řešení byly brány v úvahu požadované meze stanovitelnosti uvedené v tabulce a vliv matrice zpracovávaných vzorků na kvantitativní stanovení farmak. Tab Mez stanovitelnosti (ng.l -1 ) Estron 17αethinyl estradiol 17βestradiol Ibuprofen Kyselina salicylová Diklofenak Kyselina klofibrová Karbama zepin V povrchových i odpadních vodách byla pro úpravu a koncentraci vzorků před vlastním stanovením používána technika SPE off-line. V odpadních vodách byla problematika SPE 61

66 vyřešena již v roce 2008 a předmětem řešení v roce 2009 bylo dořešit čištění extraktů velmi znečištěných odpadních vod (přítok na čistírnu odpadních vod). Jednotlivé vypracované metodiky stanovení byly ověřeny na konkrétních reálných vzorcích. Podle vypracované metodiky se odebrané vzorky konzervují okyselením kyselinou chlorovodíkovou na ph 2,3. Po přidání směsného roztoku vnitřních standardů se vzorky filtrují na přetlakovém zařízení přes filtry ze skleněných vláken. Separace analytů se provádí technikou extrakce na tuhou fázi (SPE) s použitím disků s fází DVB. Po promytí a vysušení tlakovým dusíkem se zachycené analyty vymyjí 20%ním roztokem methanolu (MeOH) v terciárním buthylmethyletheru. Zachycený eluát se v proudu dusíku zakoncentruje právě do sucha a odparek se převede do 1 ml roztoku kompatibilního s následnou LC/MS analýzou, tj. 20%ního acetonitrilu ve vodě. Analýzy takto připravených extraktů se provádějí technikou kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí. Vzhledem k rozdílné povaze sledovaných látek se používají dvě odlišné metody stanovení: stanovení steroidů, diklofenaku a ibuprofenu, stanovení kyseliny salicylové, klofibrové a karbamazepinu. Stanovení se provádí na koloně Synergi Hydro-RP. Jako mobilní fáze se pro stanovení steroidů diklofenaku a ibuprofenu používá směs acetonitril / voda v režimu gradientové eluce, pro stanovení kyseliny salicylové, klofibrové a karbamazepinu se jako mobilní fáze používá směs methanolu a vody okyselené kyselinou octovou v režimu gradientové eluce. Podrobnější informace k vlastní metodě a příklady stanovení budou zveřejněny v připravované publikaci. B) Terénní měření Po ověření metodiky byly zahájeny terénní práce na stejných lokalitách, na kterých probíhaly práce v minulých letech při řešení subprojektů 3611 (do roku 2007) a 3614 (2008). Konkrétně se jednalo o sledování vlivu odtoku z ČOV na recipient do kterého byla vyčištěná odpadní voda vypouštěna (ÚČOV Praha Vltava, ČOV Hostinné Labe, ČOV Kladno- Vrapíce Dřetovický potok). Současně byly zjišťovány průtoky jak z ČOV, tak i v jednotlivých recipientech. Vzorky byly odebírány vždy nad odtokem z ČOV, z odtoku z ČOV a v ve dvou různých vzdálenostech pod odtokem. V předchozích letech řešení byla používána metoda LC/UV s podstatně nižší citlivostí (vyšší mezí stanovitelnosti). Hodnoty měřených analytů byly u většiny vzorků pod mezí stanovitelnosti, pro některé látky však byly získány spolehlivé hodnoty, zejména u vzorků odpadních vod na ČOV především u karbamazepinu, diklofenaku, ibuprofenu, kyseliny salicylové. S použitím metodiky stanovení LC/MS byly v letošním roce zjištěny významné koncentrace karbamazepinu, diklofenaku, ibuprofenu a kyseliny salicylové i na odtoku z ČOV a v recipientech, které se dříve neprojevily. V případě kyseliny klofibrové, estronu, 17βestradiolu a 17α-etinylestradiolu se koncentrace v recipientech, i s použitím citlivější metody LC/MS, pohybovaly pod mezí stanovitelnosti. Ekotoxikologické metody A) Indukce jaterních enzymů Při posuzování možných genotoxických účinků znečištění se vychází z předpokladu podobnosti základních genetických struktur u nižších a vyšších organismů. Proto jsou pro stanovení genotoxicity široce využívány baktérie. Některé látky však získávají genotoxické vlastnosti a uvnitř organismu vlivem změn původních chemických vlastností, vyvolaných 62

67 působením metabolických procesů daného organismu. Průběh a výsledky metabolizace látek se liší u různě fylogeneticky postavených organismů. Tento problém řeší zkoušky na mikroorganismech s metabolickou aktivací látek in vitro. Ta je založená na využití frakce jaterních enzymů (S9 frakce) obsahující systém mikrosomálních monooxigenáz, které hrají hlavní roli při metabolické přeměně xenobiotik v organismu. V důsledku přítomnosti jaterní enzymatické frakce dojde k chemické přeměně zkoušené látky, která je analogická s metabolickým procesem v živém organismu. Tyto metabolity pak působí na indikátorové bakteriální kmeny. Běžně je S9 frakce získávána z jater samců laboratorních potkanů. Vzhledem k tomu, že se liší metabolismus teplokrevných a studenokrevných živočichů, je ve VÚV T.G.M., v.v.i. připravována a využívána S9 frakce z jater (hepatopankreas) pstruha duhového (Oncorhynchus mykiss). Pro zvýšení hladiny enzymů se jejich tvorba v játrech indukuje pomocí vybraných látek. V letošním roce jsme porovnávali vhodnost tří látek. Z šířeji u krys používaných induktorů jsem vybrali 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), β-naftoflavon a albendazol. Na jaře letošního roku byly v chovných sádkách v Dolním Benešově aplikovány pstruhům duhovým induktory. Měly v játrech zvýšit tvorbu CYP1A1 proteinů patřící do skupiny enzymů cytochromů P450, které se uplatňují při biotransformaci xenobiotik bez přímého genotoxického účinku na látky mutagenní a karcinogenní. Dávky, které jsou v literárních zdrojích doporučovány pro indukcí enzymů u krys, byly upraveny pro použití pro indukci rybích jaterních enzymů (viz tab ) Tab Doporučené dávky induktorů propstruha duhového induktor dávka na 250 g váhy ryby rozpouštědlo doba expozice TCDD 1,56 ng DMSO 48 h alendazol 12,5 mg slunečnicový olej 24 h β-naftoflavon 20 mg slunečnicový olej 24 h Ke zkoušce bylo použito celkem 75 kusů ryb. Byly použity ryby stejného stáří, obou pohlaví, průměrné váhy 208,4 g, délky těla 225,9 mm a celkové délky 254,3 mm, chované ve stejných podmínkách. Induktory β-naftoflavon a albendazol jsou běžně krysám podávány několikrát během doby expozice rozpuštěné v oleji s potravou. Tento způsob u ryb není možný, a proto byly tyto látky aplikovány jednorázově, intraperitoneálně v krajině mezi prsními a břišními ploutvemi v dávce 0,5 ml (viz obr ). Každý z induktorů byl injektován skupině 20 kusů ryb, každá z těchto skupin byla během doby expozice umístěna samostatně v průtočném laminátovém žlabu (viz obr ). S výjimkou β-naftoflavonu, kdy jedna ryba uhynula a ostatní jedinci vykazovali sníženou aktivitu, jsme u indukovaných ryb nezaznamenali změny v chování v porovnání s kontrolní skupinou. Obr Aplikace induktoru Obr Pokusné žlaby 63