Vodohospodářské revitalizace a jejich uplatnění v ochraně před povodněmi

Transkript

1 Vodohospodářské revitalizace a jejich uplatnění v ochraně před povodněmi Kolektiv autorů: Ing. Tomáš Just Ing. Václav Matoušek, Dr.Sc. (kap. 7) Ing. Martin Dušek (kap. 11) Mgr. David Fischer (kap. 1 - ekologie vodních toků a niv) Mgr. Petr Karlík (kap. 17) Fotografie: Ing. Tomáš Just, Mgr. David Fischer, Ing. Martin Dušek, Ing. Václav Matoušek, Dr.Sc, RNDr. Jan Ševčík, Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství FSv ČVUT, internet Kresby, schémata, grafy: Ing. Tomáš Just, Ing. Václav Matoušek, Dr.Sc. Fotografie na obálce: Ing. Pavel Mudra Odborná a technická spolupráce: Ing. Milada Bernášková Lektoři: RNDr. Richard Faina Ing. Daniel Mattas, CSc. Publikace byla vytvořena ve spolupráci s Agenturou ochrany přírody a krajiny České republiky. Publikace je jedním z výstupů úkolu Ministerstva životního prostředí VaV 1D/2/20/II/04 Vodohospodářská revitalizace a ochrana před povodněmi. 1

2 Úvod: Revitalizace v ochraně před povodněmi Prakticky po celé 19. a 20. století byly nejvýraznější vodohospodářskou činností v krajině technické úpravy potoků, řek a jejich niv. Vedle odvodňování zamokřených ploch byla hlavním motivem těchto zásahů ochrana před povodněmi. Jednalo se především o lokálně působící pasívní ochranu, založenou na soustřeďování povodňových průtoků do kapacitních koryt a hrázových systémů. Technické vodohospodářské úpravy zužovaly potoční a říční pásy v nivách, nahrazovaly přírodní koryta vodních toků umělými, výrazně zjednodušenými tvary a objekty a programově likvidovaly další přirozené formy výskytu vody v krajině, jako jsou stará říční ramena, mokřady a tůně. Tyto zásahy byly a jsou z hlediska přírody a krajiny všeobecně velmi nepříznivé. Postupně se ale začalo projevovat, že tyto zásahy jsou jednostranné a do jisté míry nepříznivé i z hlediska vodního hospodářství, discipliny řešící vztahy mezi lidskou společností a vodní složkou prostředí. Soustředění povodňového průtoku do kapacitního koryta má sice v daném místě ochranný účinek, avšak koncentruje průběh povodňové vlny a zrychluje její postup do nižších částí povodí. V dnešní době shledáváme, že uskutečněný rozsah odpřírodňujících technických zásahů do vodních toků a jejich niv jednak přináší prokazatelná negativa, jednak významně přesahuje opodstatněné věcné potřeby, zejména v zemědělské výrobě. Velká část technických úprav, poškozujících přírodu a krajinu, byla nebo alespoň v dnešní době již je zbytečná nebo málo prospěšná. V této situaci vyvstávají vážné důvody pro opatření opačně orientovaná, napravující škody, způsobené dřívějšími jednostranně pojatými technickými úpravami vodních toků a jejich niv. Tato opatření označujeme jako vodohospodářské revitalizace. Tradičně se od revitalizací očekává obnovení či pozvednutí hodnot vodních toků a niv z přírodovědeckého a krajinářského hlediska. Zřejmé jsou též dílčí vodohospodářské přínosy, jako obnova přirozených zásob mělké podzemní vody nebo posílení samočisticí kapacity vodních toků. Je ovšem pozoruhodné, že nejvýraznější možnosti vodohospodářského uplatnění revitalizací jsme u nás zatím opomíjeli, přestože v blízkém zahraničí jde o záležitosti velmi dobře známé a široce využívané. Jedná se o uplatnění revitalizací a revitalizačních přístupů v ochraně před povodněmi. K poznatkům v této oblasti se propracováváme až jaksi druhotně, díky řadě uskutečněných revitalizačních staveb, které byly motivovány především přírodovědecky a krajinářsky, a u nichž byly vlastně až následně rozpoznány také protipovodňové účinky. Možnosti uplatnění revitalizačních přístupů a řešení v ochraně před povodněmi jsme si také ve větší míře uvědomili po nedávných velkých povodních (1997 a 2002) a v reakci na některé vodohospodářské úpravy, které byly po těchto povodních prováděny jednostranně technickými metodami, na základě starých a překonaných přístupů. V počátku je třeba předejít nedorozumění a jednoznačně prohlásit, že tato publikace a její autoři se nesnaží nabízet revitalizace jako jediné a vše řešící opatření k ochraně před vznikem a účinky velkých vod. Takové podání by neodpovídalo realitě. Revitalizace se mohou uplatňovat jako jedna ze součástí komplexně pojaté ochrany před povodněmi, vedle plošných opatření, ovlivňujících vznik povrchového odtoku, technické protipovodňové ochrany a protipovodňového organizačního systému. Ovšem v tomto komplexu mohou revitalizační a revitalizacím blízká opatření přinášet nikoliv zanedbatelné efekty. 2

3 Některá revitalizační opatření přinášejí protipovodňové efekty sama o sobě, některá zvětšují ekologickou a pohledovou hodnotu primárně technických opatření. Revitalizace a revitalizační přístupy se mohou v ochraně před povodněmi uplatnit zejména v těchto situacích: 1. Podpora přirozených povodňových rozlivů v nivách. Jedná se o základní revitalizační úlohu, známou z ochranářských a krajinářských aplikací nahrazování nepřirozeně kapacitních technicky upravených koryt koryty přírodě blízkými. Ta mají mimo jiné významně menší průtočnou kapacitu, a tedy neomezují přirozené tlumivé rozlivy povodní v nivách 2. Revitalizační úpravy koryt, která musejí mít z vodohospodářských důvodů velkou průtočnou kapacitu. Jedná se o koryta v zastavěných územích sídel a v jiných územích, zasluhujících zvláštní ochranu před rozléváním povodní. Většinou by ani tato koryta nemusela mít charakter zcela odpřírodněných kanálů právě revitalizační opatření mohou zajistit kapacitnímu korytu alespoň základní ekologickou hodnotu. 3. Vytváření přírodě blízkých ochranných koryt. Tato koryta slouží ochraně zastavěných obytných nebo průmyslových území. Buď jimi povodňové průtoky neškodně provádějí, nebo je vyvádějí mimo ně (obtoky, odlehčení do sousedních povodí, vyvedení do rozlivných ploch). 4. Diferenciace niv na přírodě blízké povodňové koridory a na plochy více chráněné před zaplavováním. Obnova povodňových rozlivných koridorů v nivách. Změny hrázových systémů, zejména odsazování ochranných hrází dál od vodního toku. K náročným a rozsáhlým řešením tohoto druhu dojde zpravidla v případech, kdy dřívější technické úpravy nad únosnou míru zredukovaly rozsah povodňově průtočných říčních koridorů a nyní se ukazuje, že výsledkem je nejen ekologická degradace vodního toku a nivy, ale současně i nedostatečná spolehlivost protipovodňové ochrany, kterou technická úprava poskytuje. Pak nezbývá než staré členění nivy revidovat, rozšířit povodňově průtočný pás podél toku a přinejmenším zčásti mu vrátit přírodní hodnotu. 5. Podpora retence povodňových vod ve sníženinách, vyhloubených v nivě. Široká typologická škála těchto objektů sahá od jam po těžbě stavebních štěrků a písku, vhodně hydricky rekultivovaných, po záměrně vytvářené repliky či napodobeniny přirozených retenčních prvků - starých ramen a tůní. Tyto objekty působí za povodní svou retenční kapacitou a jinak se uplatňují jako vodní a mokřadní biotopy, přírodní koupaliště nebo revíry pro sportovní rybolov. Účelné může být propojení vhodně usměrněných těžařských aktivit se záměrnou tvorbou retenčních prvků těžba štěrku nebo písku zaplatí vytvoření vodohospodářských a revitalizačních objektů. 6. Výstavba víceúčelových, polosuchých poldrů, průtočných nebo postranních, jejichž plocha se v době mimo povodně uplatňuje jako přírodní území, které může být členěno řadou zajímavých prvků. 7. Podpora a usměrňování plošného rozlivu a zpomalování povodní nízkými zemními valy. Jde o přechod mezi volným plošným rozlivem velkých vod a jejich zadržováním v poldrech. Specifikem tohoto řešení je úsporné provedení nízkých zemních valů na rozdíl od hrází poldrů, které jsou, technicky vzato, hrázemi vodních nádrží se všemi náročnými objekty. 8. Odstraňování povodňových překážek z koryta, které jsou zpravidla též migračními překážkami a připravují vodní tok o hodnotné, přirozeně proudné úseky. Jedná se o jezy a stupně, zpravidla v obcích nebo v jejich blízkosti, v dnešní době již nepotřebné 3

4 nebo málo potřebné, které nevhodně vzdouvají povodňové průtoky nebo mohou podporovat vznik ledových bariér a následně ledových povodní. 9. Revitalizační opatření kompenzující nepříznivé dopady technických protipovodňových opatření na přirozené rozlivné plochy a na přírodu vytváření náhradních retenčních prostor přírodního charakteru a náhradních biotopů. Cesta k těmto aplikacím začíná nezbytně u základní revitalizační úlohy, kterou je náhrada nevyhovujícího technicky upraveného koryta korytem přírodě blízkým. Tato úloha sama o sobě představuje širokou škálu situací a možných řešení, v nichž se může tříbit představa o tom, co zahrnují revitalizace toků a niv a revitalizační přístupy k jejich správě a údržbě. Publikace předpokládá současnou práci s literaturou tradičních disciplin, jako jsou, hydrologie, hydraulika, úpravy toků, obecná hydrotechnika a přírodovědné obory, týkající se vod a niv. Tyto zdroje se publikace nesnaží nahrazovat, informace z jejích dosahu používá jenom ve výběru potřebném pro uvedení vlastní problematiky. Tak zejména se předpokládá, že uživatel této publikace, který bude jako projektant navrhovat přírodě blízké koryto potoka či řeky, případně jiný vodohospodářský revitalizační objekt, je obeznámen s tradičními vodohospodářskými obory, počínaje hydrologií a hydraulikou, a je schopen používat nástroje těchto oborů. 4

5 1. Přírodní potoky a řeky a jejich nivy 1.1 Přírodní předlohy pro revitalizační opatření Prvním východiskem pro revitalizace je znalost objektů, které byly v minulosti technickými úpravami měněny, poškozovány a ničeny. Tedy přírodních potoků, řek, jejich niv a dalších přirozených forem výskytu vody v krajině. Znalost jejich základních vlastností je potřebná jak pro správné zhodnocení změn, k nimž došlo technickými úpravami, tak pro návrhy a provádění revitalizačních opatření. Proto je třeba pojednání o revitalizacích zahájit informacemi o přirozených tvarech vodních toků a jejich niv, o proudění vody v nich a o jejich oživení rostlinami a živočichy. Půjde o jakýsi základní přehled. Podrobné informace podává speciální literatura oborů fluviální geomorfologie (geografická nauka o tvarech vodních toků a niv), hydrologie, hydrauliky a biologické limnologie. Přírodní potoky, řeky, mokřady a další vodní prvky v krajině jsou v každém případě základní předlohou pro revitalizační opatření. Co nejdůslednější obnovení přírodně autentického stavu, tedy stavu, jaký by v určitém místě panoval, kdyby k technickým zásahům vůbec nebylo došlo, představuje v oboru revitalizací základní cíl. Realita však je taková, že většina úloh se řeší a bude se řešit v silně svázaných podmínkách kulturní, silně změněné krajiny. Případy, kdy lze usilovat o téměř plné obnovení přírodního stavu, jsou a budou vzácné. Většinou je nutné usilovat o dosažení co nejlepších efektů (s co nejpříznivějším poměrem k nákladům) v podmínkách řady významných omezení, od změněných průtokových poměrů po překážky související s držbou pozemků. Také bude třeba řešit řadu úloh, které jsou vysloveně podřízeny technickým potřebám společnosti a restituci přirozených poměrů jsou dost vzdálené. Může jít například o zabezpečování ekologického minima koryt potoků a řek v intravilánech, provádění ekologických opatření, kompenzujících nezbytné technické protipovodňové úpravy, nebo vytváření přírodě blízkých vodohospodářských novotvarů povodňových ochranných koryt, paralelních koryt pro zvětšení povodňové průtočnosti nebo retenčních sníženin v nivách. Navrhování a provádění revitalizací, které by bylo možné označit jako přísně přírodně autentické, nebude pokud se k takovým úlohám dostaneme samo o sobě jednoduché. 5

6 Přestože existují teorie a modely, které jsou prezentovány jako nástroje pro exaktní návrh přírodně autentického řešení pro tu kterou lokalitu, nejde o záležitost jednoznačnou. Soubory ovlivňujících podmínek jsou natolik členité a hodnoty různých parametrů proměnlivé, že nejistou se jeví již ona základní inženýrská představa jednoznačné matematické popsatelnosti, na níž stojí i snahy o přesné navrhování parametrů koryt potoků a řek. Pokud je známo, tak prognózy chování živě se vyvíjejících systémů potočních a říčních koryt, včetně splaveninové problematiky, zvládají i ty nejpropracovanější hydromorfologické modely jenom rámcově. Dalším problémem je to, že již výrazové prostředky projektu musejí brát v úvahu reálné podmínky realizace, kdy některé přírodně autentické faktory do jisté míry postrádáme a musíme za ně nacházet technickou náhradu nebo vytvářet do jisté míry rovněž umělé podmínky pro jejich rozvinutí. Tak při stavbě revitalizačního koryta postrádáme v některých místech rostlou zeminu (nahrazujeme třeba hutněním zásypu), přirozenou dnovou dlažbu (jestliže neumíme stanovit, za jak dlouho a do jaké míry se kamenný pohoz nebo zához samovolně stabilizuje do tvaru přirozené dnové dlažby, zajistíme jeho větší počáteční odolnost nejspíše použitím hrubší frakce kameniva) nebo vazný účinek kořenů bylin, stromů a keřů (v březích koryt lze nahrazovat třeba kamennými pohozy a záhozy, nebo také sklápěním břehů do mírnějších, a tedy stabilnějších sklonů). V řadě situací právě obeznalý a lze říci moudrý projektant vezme v úvahu, že určitou vrstvu realizačních detailů musí tak jako tak přenechat jednak zkušenému a schopnému staviteli či přímo bagristovi, jednak samovolnému dotvarování a následným korekcím (například regulace známek eroze vhozy kameniva). Navrhování a provádění revitalizací musí vždycky doprovázet cit a intuice. Za těchto podmínek nás může nutnost dosahovat reálných řešení v silně omezujících podmínkách do jisté míry chránit před potížemi, souvisejícími s náročností přísně přírodně autentických revitalizací. Této skutečnosti by však nemělo být v žádném případě zneužíváno k nějakým podřadným či dokonce defektním řešením. A tedy i předlohy, které revitalizacím dávají přírodní koryta vodních toků a jejich nivy, by měly být sledovány a využívány s největší vážností. Poznání přírodních potoků, řek a jejich niv nás také výrazně utvrzuje v přesvědčení o jejich mimořádné hodnotě a nenahraditelnosti. Kdo nahlédne technické náročnosti a nákladnosti stavebně prováděných revitalizací, nemůže pochybovat o tom, že prvořadou úlohou je důsledná ochrana všech vodních prvků v krajině, které se dochovaly v přírodním a v přírodě blízkém stavu, a také ochrana a využívání přírodních samorevitalizačních procesů. To je zřejmé tím spíše, že máme za sebou celé jedno století technických úprav, které dosti důsledně likvidovaly přírodní formy výskytu vod. Některé morfologické typy vodních toků se staly na území České republiky vysloveně vzácnými nebo téměř úplně vymizely. V některých oblastech, hlavně v zemědělsky silně využívaných rovinách a nížinách, byla přírodní koryta vodních toků všech velikostí zlikvidována prakticky jako třída. Důsledně upravovány byly větší toky, takže relativně přírodní úseky řek uchováváme jako vzácné ukázky. Proto by bylo absurdní vynakládat prostředky na technické revitalizace, a současně na jiných místech připouštět další znehodnocující technické úpravy. S rozvahou je třeba zacházet s revitalizacemi kompenzačního charakteru, které mají vyvažovat nějaké nepříznivé zásahy do přírody. Kompenzační opatření jsou obecně pozitivní a potřebná, ale někdy mohou být zneužívána. Při revitalizacích jsme sotva schopni plnohodnotně replikovat přírodní prostředí, pouze je s větším či menším úspěchem, zpravidla ovšem s velkými náklady, napodobujeme a věříme, že jsme dokázali nastavit podmínky, za nichž různé přírodní pochody dílo úspěšně dokonají a vytvoří něco, co se bude přírodě jakž takž podobat. Proto je třeba, podobně jako v jiných oborech ochrany přírody a krajiny, 6

7 odmítnout filosofii, podle níž lze libovolně likvidovat nějaké části přírody, protože dokážeme o kus dál postavit jejich náhradu. Vodohospodářské revitalizace by mohly být takto zneužívány například v souvislosti s výstavbou vodních cest, která v každém případě znamená obrovské likvidační zásahy do vodních toků a jejich niv. Zde by vytváření nějakých revitalizačních kompenzačních doplňků nemohlo v žádném případě vyvažovat mařené přírodní hodnoty, pouze by zastíralo skutečnou podstatu věci a v důsledku by znamenalo prostituování revitalizačního oboru. Kompenzační revitalizační opatření, kterým bude v této publikaci rovněž věnována pozornost, by měla být uplatňována jenom v opravdu odůvodněných případech, když například vyvažují zcela nezbytná technická protipovodňová opatření. 1.2 Údolí a nivy a jejich vznik Současná síť vodních toků a jejich údolí se vyvíjí ve čtvrtohorách působením přírodních činitelů, mezi nimiž nejvýznamnější je povrchový odtok vody, schopný unášet a na jiných místech zase ukládat rozvolněný horninový a půdní materiál. V závislosti na geologické stavbě území, sklonech terénu a průtokovém režimu vznikají údolí různých tvarů: Soutěska tvaru hlubokého U: Zpětná eroze naráží na pevné boky údolí, které omezují pohyby trasy koryta. Dno tvoří skalní podklad. Sediment se ve větším množství neukládá, neboť energie toku postačuje k tomu, aby voda horninový materiál ze dna odnášela. Zaříznuté údolí tvaru V: Vodní tok s dostatečnou unášecí silou je zásobován svahovými sutěmi, jejichž materiál tvoří dno a břehy. Tento kamenitý materiál omezuje stranové pohyby koryta. Kotlina s přímým nebo divočícím korytem: Vzniká tam, kde je dostatek erodovaného materiálu, a přitom energie toku nestačí k tomu, aby byl odnášen. Dno údolí je vyplněno hrubšími usazeninami, které jsou poměrně odolné vůči odnosu a omezují pohyby koryta do stran. Údolí s meandry: Dno údolí je širší a vyplňují je jemnější usazeniny, které umožňují korytu vodního toku meandrovat. Plochá niva: vzniká v širším údolí, které je vyplněné mladými usazeninami. Boční pohyby trasy koryta nejsou příliš omezovány odolnými svahy údolí. Plochá niva členěná terasami: Nejnižší, aktivní nivní úroveň nivy není vymezena svahy údolí, nýbrž terasami starších nivních úrovní. 7

8 Obr. 1.1: Typy údolí (upraveno podle Kerna, 1994). 1 soutěska tvaru hlubokého U, 2 zaříznuté údolí tvaru V, 3 kotlina s přímým korytem, 4 údolí s meandry, 5 plochá niva, 6 plochá niva se starší terasou. Nejdůležitější pojmy: Niva: plochá část dna údolí, která je ovlivňována a formována velkými vodami. Pro vymezení nivy z geomorfologického a vodohospodářského hlediska není podstatné, zda její povrch pokrývají přírodní porosty, orná půda nebo třeba zástavba. Aluvium: Říční naplaveniny (geologicky mladé usazeniny), které mohou tvořit výplň dna staršího údolí a terén nivy. Přehloubené údolí: V geologické minulosti bylo skalní dno údolí erodováno do větších hloubek, v pozdějších obdobích zaneseno usazeninami. Dno koryta tvoří mladé usazeniny. (V nepřehloubeném údolí tvoří dno koryta skalní podklad.) Terasování údolí: Sledem několika významných erozních fází se v údolí, předtím zaneseném splaveninami, vytvořilo několik nivních úrovní teras. Běžné povodně naší epochy se zpravidla odehrávají v nejnižší (nejmladší) úrovni a je příznačné, že historická zástavba, zakládaná se zřetelem k povodním, bývala umísťována na úrovních vyšších. Tvary údolí vznikají dlouhodobým složitým vývojem. Vývoj vodního toku lze sledovat po jeho trase (od horských a podhorských pasáží s hlubšími tvary údolí a přímými nebo divočícími tvary koryt po nížinné ploché nivy s meandrujícími nebo větvícími se koryty). Obdobný sled tvarů však mohl v určitém místě říční sítě probíhat i v čase a ve stavbě dnešních údolí jsou uloženy stopy tohoto vývoje. Vyvýšené a více sklonité tvary terénu a údolí byly v průběhu čtvrtohor postupně erodovány a níže ležící části údolí byly zanášeny splaveninovým materiálem. Pro naše území typický vývoj od divočící podhorské řeky v době ledové po současnou meandrující řeku se složitě strukturovanou nivou znázorňuje Ložek,

9 Obr. 1.2: Průřez říční nivou ve studeném a teplém období (Ložek, 1973). A stav v glaciálu (době ledové): divočící řeka se rozlévá v mělkých a stále se měnících korytech po celé nivě za současného nanášení štěrkopískových náplavů; v klidnějších úsecích se dočasně zachycují jen pionýrské dřeviny, nivní půdy dosahují nejvýše stadia rambly. B - stav v teplém období: uloženiny se vytvořily v mírném erozním zářezu vloženém ve štěrkopíscích předcházejícího glaciálu; řeka meandruje v bujně porostlé nivě, v níž nacházíme ramena v různém stadiu zazemnění; v klidných úsecích vznikají výrazné nivní půdy. 1 svahoviny, 2 spraš s terestrickou půdou na povrchu, 3 štěrkopísky, 4 rambla, 5 nivní hlíny, 6 jemné kaly v ramenech, 7 povodňové okaly, 8 hnilokaly, 9 náslatě nivních močálů, 10 náslatě v ramenech, 11 slatiny v ramenech, 12 nivní půdy (vegy, paternie, boroviny atd.), 13 písčité až jemně štěrkovité řečištní nánosy z teplého období. Říční uloženiny v nivách jsou dvou hlavních typů. Hrubší štěrkopísky se ukládaly z větší části ve studených obdobích čtvrtohor. Jemnější, převážně hlinité uloženiny, souborně označované jako nivní hlíny, jsou hlavně uloženinou teplých období. To souvisí se srážkoodtokovými režimy různých období a s tím, jaký erodovatelný materiál byl v krajině v tom kterém období převážně k dispozici. Zatímco ve studených obdobích terén pokrývaly spíše hrubé zvětraliny skalních hornin, po říčním transportu vytvářející štěrkopísky, v teplých obdobích se vyvíjely a byly erodovány půdy. Zahlinění dnešních niv je převážně záležitostí mladších čtvrtohor, holocénu, kdy je výrazný nárůst nivních hlin ve zřetelné souvislosti s rozvojem zemědělského osídlení krajiny, s orbou a s ní související erozí. Hlavní typy jemných nivních uloženin (podle Ložka, 1973): Vlastní nivní hlíny: Hlinité až hlinito písčité, mírně humózní usazeniny menších povodní, přinášejících do údolí erodované půdy z vyšších částí povodí. Ukládají se v nivě hlavně v blízkosti aktivního řečiště a případně vytvářejí jeho agradační valy. Okaly: Jemnější kalové usazeniny, které se za menších povodní ukládají dál od vodního toku, v méně proudných místech a v postranních ramenech, která jsou za těchto povodní protékána. Hnilokaly: Jemné usazeniny naplaveného materiálu s větším podílem organických látek, vznikající mimo oblast aktivního proudění, zejména ve starých ramenech. Slatiny: Jemné organické usazeniny mělčích stojatých vod starých ramen, tůní a mokřadů, vznikající převážně ukládáním hmoty místních vodních a mokřadních porostů. (Zatímco 9

10 hnilokaly tvoří převážně primární organický materiál, splavený a napadaný do vody, slatiny buduje hlavně sekundární materiál, tedy biomasa, která narostla přímo ve vodním prostředí. Specifickým typem mokřadů jsou rašeliniště, v nichž ukládáním odumřelé hmoty rašeliníku vzniká vrstva rašeliny. V nivách vodních toků se mohou vyskytovat živoucí i stará, překrytá rašeliniště.) Nivní půdy: Jemné usazeniny, které v nivě projdou půdotvorným procesem. To si lze nejjednodušeji představit tak, že jsou překryty a zapracovány vegetací. Podle místních podmínek se mohou vyvíjet různé typy nivních půd. Na vyvýšených, trvale nezamokřených místech niv, pod zapojenými lužními porosty, se mohou vytvářet vegy hnědé nivní půdy. V místech trvale zamokřených pak výrazně humózní gleje, náslatě a slatiny. Na čerstvých náplavech, jejichž povrch se mění při každém zvýšeném vodním stavu, se mohou vytvářet jenom surové nivní půdy rambla. V méně rušených místech nivy se mohou vyvíjet půdy s humózním horizontem na silikátech paternie, na karbonátech boroviny. Obr. 1.3:Složitá stavba říční nivy bohatě meandrujícího toku: Údolí horní Vltavy při ústí Olšiny (Ložek, 1973). 1 zvětraliny krystalinika, 2 štěrkopískové terasy, 3 snížené terasy, 4 svahoviny, 5 nečisté prachovice, 6 zvodnělé svahoviny s náslatěmi, 7 hlinité písky příbřežního valu Olšiny, 8 hlinité písky povodňových nánosů Vltavy, 9 slatinné okaly, 10 slatinné výplně odstavených ramen, 11 přechodné rašeliny, 12 vrchoviště. Tvary v korytech potoků a řek: Nárazový (konkávní) břeh v oblouku vnější břeh, vystavený největším unášecím silám vody. Tíha částic se skládá s účinky příčných složek proudění, které působí směrem dolů. Nárazový břeh bývá někdy erodován až do svislého či převislého tvaru. Vnitřní (konvexní) břeh s jesepem břeh uvnitř oblouku. Příčné složky proudění působí směrem vzhůru a tíha částic jde proti nim, takže v těchto místech dochází k usazování materiálu. Při vnitřním břehu oblouku vznikají ploché lavice usazeného materiálu, zvané jesepy. Inflexe místo, kde jeden oblouk přechází v druhý, konkávní břeh se stává konvexním a naopak. 10

11 Tůň hlubší místo v korytě, které vzniká nejčastěji při nárazovém břehu, kde zejména příčné složky proudění nejvíce erodují koryto stranově i hloubkově. Tůň působí současně jako polštář, tlumí erozní účinky proudění, a tak zpomaluje další zahlubování koryta. Jeden možný způsob jak předcházet nežádoucímu samovolnému zahlubování koryta záměrně v něm vyhloubit tůň, která další zahlubování tlumí. Brod mělčí a často širší část dna koryta, jejíž místo je nejčastěji v inflexi mezi dvěma za sebou následujícími protisměrnými oblouky. V proudnějších tocích s větším podélným sklonem místo pro vznik peřejí, v méně sklonitých místech štěrkonosných toků příležitost pro izolované místní divočení toku. Štěrková lavice plochý tvar v korytě, vzniklý usazováním štěrkových splavenin. Za menších průtoků vystupuje nad hladinu. Lavice vznikají zpravidla v poklesových fázích povodní, kdy proud ztrácí energii a nesený materiál z něj začíná vypadávat. Cenné přechodné stanoviště pro řadu rostlin a živočichů. Štěrkové lavice v divočícím korytě soustava štěrkových lavic, oddělených jednotlivými prameny divočícího proudu, které ideálně vytvářejí soustavy kosodélníkových tvarů. Přirozená dnová dlažba pokryv dna koryta, do něhož se samovolně skládá štěrkový nebo kamenitý materiál. Je podstatně odolnější než čerstvý násyp téhož materiálu. Obr. 1.4: Tvary koryta v meandrech: V oblouku je u paty strmějšího nárazového břehu vymleta tůň. Vnitřní břeh oblouku modeluje do mírného sklonu ukládání štěrkového nebo písčitého jesepu. V přechodu mezi za sebou následujícími, protisměrnými oblouky je vyvinuto proudnější místo s hrubším kamenitým materiálem ve dně brod. 1.3 Pásma vodních toků Různá odvětví budují podle svých potřeb různé systémy popisu a klasifikace vodních toků, jejich úseků a koryt. Nejobecnější je členění úseků vodního toku podle pozice v povodí: Pramenná oblast plošný odtok se soustřeďuje do pramenných stružek. 11

12 Horní tok velké podélné sklony, málo vyvinuté nivy, hrubozrnnější materiály, trasa přímá, mírně zvlněná nebo cukaná, případně divočící koryto, podélný sklon vyrovnává výrazné střídání proudných míst peřejí - a tišin. Střední tok menší podélné sklony, vyvinuté nivy, sklon k meandraci nebo (zpravidla v hrubozrnnějších štěrkových a kamenitých materiálech) k větvení. Dolní tok široké, ploché nivy vyplněné jemnými usazeninami, sklon k meandraci o velkých poloměrech oblouků, příčné pohyby trasy koryta omezují spíš terasové stupně než pevné boky údolí. Oblast ústí větvení, projevy mořského zpětného vzdutí a přílivového kolísání hladin. Na toto členění navazuje systém biologické a rybářské klasifikace vodních toků (Pokorný a kol., 2004): Pstruhové pásmo: Pstruhové potoky a bystřiny vznikají v horní části povodí spojováním pramenných stružek. Materiál koryta v terénu o větších podélných sklonech tvoří převážně horninový podklad nebo hrubozrnnější zvětraliny a splaveniny, charakteristická jsou velmi členitá kamenitá koryta s dostatkem dnových i břehových úkrytů. Voda je proudná, zpravidla se zřetelně vyvinutým střídáním peřejí a tůní, poměrně chladná v létě zřídka přesahuje teplota 20 C - a málo zásobená živinami. Charakteristickými rybami jsou pstruh potoční, vranka obecná, střevle potoční. Lipanové pásmo: S postupem vodního toku do podhůří se zmenšuje podélný sklon a zvětšuje šířka koryta. Charakteristická jsou štěrková a písčitá dna. Zvětšuje se rozsah a hloubka klidnějších částí vodního sloupce tůní. Roste úživnost vody, její teploty v letním období přesahují 20 C. Charakteristické druhy ryb jsou lipan podhorní, mřenka mramorovaná, jelec proudník, střevle potoční, ouklejka pruhovaná, hrouzek obecný, ostroretka stěhovavá, mřenka mramorovaná a mník jednovousý. Parmové pásmo: Klidnější, širší toky podhůří a vrchovin. Převažují delší úseky klidné, hlubší vody, jen pomístně členěné proudnějšími místy. Charakteristickou formací dna jsou ploché štěrkopískové lavice s oblázky. Letní teploty dosahují běžně 25 C, větší je přirozená úživnost toku. Charakteristickými druhy ryb jsou jelec tloušť, ostroretka stěhovavá, parma obecná a mník jednovousý. Cejnové pásmo: Uklidněné, meandrující toky širokých, méně sklonitých niv a nížin, členěné postranními rameny a příbřežními rákosinami. Převažují pasáže pomalu proudící hluboké vody, dno tvoří štěrk, písek a bahnité lavice. Voda je přirozeně výrazně úživná a v létě se prohřívá. Charakteristickými druhy ryb jsou štika obecná, plotice obecná, jelec jesen, perlín ostrobřichý, bolen dravý, ouklej obecná, cejnek malý, cejn velký, kapr obecný, sumec velký, úhoř říční, okoun říční, candát obecný. Pro potřeby našich revitalizací, které se zatím ponejvíce uskutečnují v oblasti drobných vodních toků od hor po nížiny, výstižně charakterizuje různé typy potoků Zuna (in Vrána a kol., 2004), a to se zaměřením na tvary jejich koryt: Bystřiny nepravidelná trasa s četnými změnami, velmi proměnlivý sklon, neustálený podélný profil s častými změnami, intenzívní transport splavenin všech velikostí, ukládání balvanů a valounů, štěrkové lavice a drobné písčité akumulace, dno kamenité až balvanité se štěrkovými a písčitými ostrůvky. Stupňovitá niveleta dna, četné nepravidelné výmoly malých rozměrů pod stupni a pod balvany, kamenité až balvanité nepravidelné břehy s hlinitými vložkami, koryto značně členité s velkým množstvím proudových stínů a úkrytů. Migrační spojitost v korytě je vázána na větší průtoky, některé pasáže mohou být přirozeně neprůchodné. 12

13 Horské potoky nepravidelná trasa s meandry v úsecích nespojité štěrkové nivy, četné štěrkové akumulace, proměnlivý sklon toku, neustálený podélný profil s četnými změnami. Transport valounů, štěrku a písku, usazování valounů. Štěrkové lavice, místní písčité akumulace, štěrkové dno s valouny až balvany. Stupně v niveletě dna a četné drobné nepravidelné výmoly. Kamenité břehy s četnými nátržemi, koryto celkově značně členité. Migrační spojitost za větších průtoků. Podhorské potoky charakteristická je meandrující trasa ve spojité štěrkové aluviální (naplaveninové) nivě proměnlivé šířky. Sklon toku vyrovnaný, ustálený podélný profil, transport valounů, štěrku a písku. Usazování valounů a štěrku, místní akumulace písku. Brodové až peřejnaté úseky se štěrkovým dnem a s valouny, střídání delších proudných úseků s nepravidelnými tůněmi s písčitým dnem, štěrkové lavice a písčité akumulace, hlinité břehy s velkým podílem skeletu, místní nátrže, méně výrazná členitost koryta. Migrační spojitost může být za menších průtoků narušena. Potoky pahorkatin nepravidelná trasa s meandry v úsecích často nespojité nivy, sklon toku velmi proměnlivý, časté změny podélného profilu, transport štěrku, písku a hlinitých splavenin, sedimentace štěrku a písku, písčité dno s hlinitými až bahnitými úseky v tůních a se štěrkovými brody, akumulace písku v tůních i v proudných úsecích, hlinité břehy se štěrkovými vložkami, místní břehové nátrže, koryto členité s mnoha úkryty. Migrační spojitost dobrá, v úsecích většího sklonu může být za menších průtoků narušena. Potoky nížin meandrující trasa v souvislé a dostatečně široké hlinitopísčité nebo štěrkopískové aluviální nivě, vyrovnaný podélný sklon, ustálený podélný profil, transport písku, hlinitých a jílových splavenin, hlinité až písčité dno, bahnité sedimenty, hlinité břehy, koryto poměrně málo členité s menším množstvím úkrytů. Migrační spojitost v korytě velmi dobrá za všech průtoků. Projektant revitalizace by měl těmto popisům věnovat značnou pozornost. Jakkoliv každý z popisovaných typů disponuje velkou škálou tvarů, jsou zde vymezeny jakési základní rámce. Ty by měly být respektovány i při navrhování umělých koryt, usilujících o blízkost přírodním vzorům. Pokud s vymezením těchto rámců konfrontujeme u nás zatím obvyklou revitalizační praxi, zjišťujeme především, že projekty a realizace do značné míry posouvají tvary, příslušející horským a podhorským tokům, níže po proudu. Děje se tak z celkem pochopitelných důvodů kamenné pohozy a záhozy a nesouvislé figury z lomového kamene, morfologicky příslušející korytům vyšších poloh, jsou vcelku univerzálním prostředkem pro vytvoření stabilního, a přitom velmi členitého koryta. Jsou z technického hlediska vhodné i ve vysloveně nížinných tocích a nutno jednoznačně říci, že v porovnání s dřívější standardní praxí opevňování koryt betonovými prvky a dlažbami představují přínosná revitalizační řešení i tam, kde neodpovídají úplně přírodním poměrům. Požadavek naprosté přírodní autentičnosti, který by vyloučil například opevňování koryt v nížinných nivách kamennými záhozy, může být v těchto situacích v konfrontaci s technickými a ekonomickými aspekty provádění revitalizací vnímán jako slabě věcně doložený, možná více ideologický, než věcný. Nepříznivým efektem odchylky od přírodní autentičnosti, kterou je třeba nepřiměřené opevnění lučního koryta kamenivem, může být omezení dalšího přirozeného erozního vývoje koryta a omezení rozvoje přirozeného splaveninového režimu. Tato negativa ovšem dosavadní vodohospodářská praxe vnímá ve srovnání s pozitivy spolehlivé stabilizace koryta a dosažení ekologicky příznivé velké členitosti - jako dosti subtilní a netroufneme si říci, že je to obecně špatně a že jedinou správnou cestou revitalizací je absolutní věrnost 13

14 přírodním vzorům. Avšak zcela jednoznačně je třeba brát přírodní předlohy v úvahu a se zřetelem k nim postupně revidovat a opouštět praxi nadměrného opevňování revitalizačních koryt. (Příroda mimo jiné ukazuje, že původní, uměle nestabilizovaná koryta jsou dostatečně odolná. Setrvalá dynamická existence těchto koryt nepotvrzuje platnost fobií některých technicky orientovaných vodohospodářů, podle nichž bychom vpodstatě již dávno museli následkem eroze neopevněných koryt sedět všude vůkol na holé skále.) 1.4 Geomorfologické typy vodních toků Podrobným studiem tvarů koryt vodních toků a jejich souvislostí s určujícími podmínkami (sklonitostní poměry, stavba hornin a zemin, srážkootokové poměry, ) se zabývá geografická disciplina, zvaná fluviální geomorfologie (fluvius = lat. řeka). Ta popisuje různé morfologické typy přírodních koryt vodních toků. Základní je klasifikace podle Leopolda a Wolmana z roku 1957, jak ji uvádí Mačka (2004). Rozlišuje vodní toky přímé, divočící, meandrující a stabilně větvené. (Podle některých anglojazyčných zdrojů se stabilně větvené toky také někdy označují jako anastomózní. Jazykově i významově vzato je to poněkud problematické. Výraz řeckého původu znamená nejspíše ústící dohromady, spojující se ústěním. Vhodně je používáno pojmu anastomóza v chirurgii, kde se tak označuje umělé propojení dutých tělních orgánů. V případě větvícího se vodního toku však je specifickým jevem rozdělení koryta ve více pramenů, tedy větvení, zatímco jejich opětovné spojení je jevem následným. Po věcné stránce výstižně tedy můžeme používat pojmu větvení a v zájmu odlišení od nestabilních forem větvení, které charakterizují divočící toky, hovořit o stabilním větvení. ) Obr. 1.5: Geomorfologické typy vodních toků podle půdorysných tvarů koryta Základní typy: Vodní tok s přímým korytem. Do této kategorie mohou spadat i mírně zvlněná koryta. Za hranici mezi přímými a meandrujícími koryty se zpravidla bere hodnota křivolakosti 1,5 (poměr délky trasy koryta k délce údolí v tomtéž úseku). Přirozeně odpovídá přímé koryto 14

15 horním, horským úsekům toků s velkými podélnými sklony, nad 2 %. Charakter koryta určuje zejména kombinace velkých podélných sklonů a hrubozrnných splavenin, která nepodporuje výraznější a stabilnější zvlnění trasy koryta. Velká kinetická energie proudění neumožňuje vznik výraznějších meandrů, protože by je prořezávala. Energie se realizuje vydatným transportem hrubozrnných splavenin v podélném směru a překonáváním velké drsnosti koryta. Vzhledem k odolnosti skalního nebo hrubozrnného kamenitého materiálu dna bývá koryto poměrně mělké a široké, poměr šířky k hloubce může dosahovat až hodnoty 60 : 1. Díky šířce a mělkosti je koryto schopno provádět běžné i velké průtoky, aniž by se potřebovalo tvarově diferencovat v kynetu běžných průtoků a vnější, povodňové koryto. Divočící tok. Celkově mělké koryto divočícího toku je rozloženo do širokého pásma, v němž se vodní proud za menších průtoků nestabilně rozděluje do více pramenů, probíhajících v členitém systémů štěrkových lavic. Větší průtoky zaplňují prakticky celou plochu nivy, jejíž povrch následkem toho tvoří čerstvé naplaveniny. V nivě téměř chybějí nivní půdy a sedimenty starých ramen. Tento typ se vyvíjí zejména v podhorských oblastech středních podélných sklonů, zhruba od 0,5 do 4 %, v nivě, která je díky silné břehové erozi bohatě vyplněna hrubozrnným štěrkovým materiálem. Detailní povrch koryta, tvořený členitě obtékanými štěrkovými lavicemi, je nestabilní, stejně jako celé koryto, které může projevovat silnou tendenci k posunům do stran. Tento druh koryt je zřetelně formován velkými povodňovými průtoky, které se výrazně odlišují od průtoků běžných lze říci, že členité vnitřní tvary koryta vystupují běžně nad hladinu, neboť v korytě je za běžných průtoků nedostatek vody. Meandrující tok. V mírnějších podélných sklonech, kde již není kinetická energie proudění tak velká, aby koryto prořezávala do přímé trasy, a kde je materiál koryta natolik poddajný, aby umožnil vytváření oblouků, dochází k výraznému zvlnění trasy toku. Přestože vznik meandrace je stále předmětem výzkumů a odborných diskuzí, lze mít nejspíše za to, že obecně je vlnění koryta v poměrně pravidelných protisměrných obloucích formou v přírodě obvyklého způsobu tlumení energie - harmonického kmitání. Běžně se meandrace rozvíjí tam, kde je v údolí k dispozici určitá šířka nivy a podélný sklon je zhruba do 2 %. Podrobný charakter meandrace závisí na místních podmínkách. V pasážích s většími podélnými sklony, v horní oblasti sklonů umožňujících meandraci, s dostatkem transportovatelného materiálu, se v hrubších, štěrkových a kamenitých sedimentech vytvářejí méně stabilní tvary s rychleji putujícími meandry wandering meanders (Gordon, N., 1998; odkaz na Selby, M.J., 1985). Jde o přechodné formy mezi divočícím tokem a klasickou nížinnou meandrací. V údolích s užším nivním pásem, tedy zpravidla také v oblasti větších a středních podélných sklonů, je rozvoj meandrace omezován svahy údolí, oblouky koryta křižují údolím od jednoho svahu ke druhému confined meanders. V širších údolích s malými podélnými sklony, kde převažuje jemný materiál nivy a tok ukládá jemnější sedimenty, se dramatizuje zakřivení meandrů serpentine meanders, až po vinutí některých úseků trasy do protisměru tortuous meanders. V těchto podmínkách bývají meandrující koryta také relativně hlubší, než je tomu ve sklonitějších částech údolí s hrubším materiálem. Tvary meandrů jsou obecně velmi proměnlivé. Vyskytují se tvary zhruba půlkruhové, až smyčky natočené do protisměru. Typické znaky detailního tvarování meandrujících koryt jsou: strmější až místy v soudržnějších zeminách - svislé svahy nárazových břehů v obloucích; výmoly (prohlubně, tůně) v obloucích, v patách strmějších nárazových břehů; 15

16 mírně sklonité svahy vnitřních břehů v obloucích, tvořené jazyky usazenin (jesepy); v přechodech mezi oblouky (inflexích) symetričtější příčný profil koryta s kamenitým proudným místem (brodem). Toto tvarování je produktem dynamického vývoje rychlostí proudění a eroze v korytě, a to zejména za větších, korytotvorných průtoků. Detailně se střídají větší a menší rychlosti proudění a také místa erozní a ukládací. Hlavními erozními místy a produkty eroze jsou strmé svahy nárazových břehů a při nich vyvinuté tůně. Tyto tvary ovšem současně erozi usměrňují - chrání koryto před hloubkovou erozí a orientují erozní schopnost vodního toku na erozi stranovou. Výmol působí jako tlumič sil, schopných vyvolávat hloubkovou erozi, a strmý nárazový svah je nastaven erozi stranové. Takto je meandrování stále živé, a přitom nemívá tendenci přecházet v hloubkovou erozi. Ovšem přirozené meandraci je vlastní velká členitost a nepravidelnost. Tak i právě popsané typické znaky nejsou v přírodních korytech žádným železným zákonem. V běžném korytě se také překrývají tvary, které vznikaly v různém čase a v různých fázích korytotvorného procesu. Platnost základních vzorů potvrzuje mimořádně velké množství výjimek, díky čemuž jsou přírodní toky tak rozmanité a bohaté. Při tvarování revitalizačních napodobenin přírodních koryt, kterému se budou věnovat další části této publikace, může tuto skutečnost někdo vnímat jako problém, někdo v ní najde naopak podporu pro uvolněné, tvůrčí řešení. Každopádně pokud bude nějaké revitalizační koryto vytvarováno na 100 % podle výše uvedených správných zásad, bude se od pravého přírodního koryta vedle mnoha jiných drobností lišit právě absencí jisté míry nepravidelnosti. Záchrana však je v tom, že alespoň rámcově dobře navržené koryto se do přirozeně nepravidelných tvarů dotvaruje samo. Geomorfologie se snaží empirickými výzkumy zjišťovat zákonitosti geometrie meandrů, které jsou přirozeně podstatné i pro obor revitalizací: Šířka meandrového pásu bývá 10 až 14 násobkem šířky koryta. Poloměr meandrových oblouků bývá zhruba 2 až 3 násobkem šířky koryta. Podle Kerna (1994) činí poměr poloměru oblouku k šířce koryta v průměru 2,7. U dvou třetin vodních toků se tento poměr pohybuje v rozmezí 1,5 až 4,3. Vzdálenost mezi obloukem a následujícím brodem bývá 5 až 7 násobkem šířky koryta. 16

17 Obr. 1.6: Hlavní parametry popisující meandraci koryta: b šířka koryta, B šířka meandračního pásu, R poloměr oblouků, F vzdálenost mezi brodem a tůní. V nepravidelně členitém přírodním korytě nemusí být měření těchto veličin jednoduché a jednoznačné. Zejména erozí v konkávách a ukládáním materiálu v konvexách se meandry postupně vyvíjejí a přemísťují. Dlouhodobě lze sledovat posouvání meandru v nivě ve směru příčném i podélném, jeho natáčení a změny délky a zakřivení. U výrazně vyvinutých meandrových oblouků může docházet k prořezávání. Tím se lokálně uvolní energie toku, a o to rychlejší je v blízkosti vývoj nových oblouků. Následkem překládání meandrujícího koryta a působení povodňových proudů zůstávají v nivě vedlejší, stará a mrtvá ramena a tůně, které představují velmi cenné vodní a mokřadní biotopy : Vedlejší rameno dosud protékané rameno, probíhající souběžně s hlavním korytem. Staré rameno již neprotékané rameno, které je ovšem stále jednostranně spojeno s aktivním korytem a závisí na poloze hladiny v něm. Mrtvé (odstavené) rameno rameno nepropojené s aktivním korytem, komunikují pouze podzemní vodou. Mrtvé (odstavené) rameno oddělené hrázemi postrádá i povodňovou komunikaci s aktivním korytem (zpravidla o to rychleji hyne zarůstáním a zazemňováním); Tůně prohlubně zaplněné vodou, které nejsou zbytky starého koryta, ale vznikly v nivní ploše za povodní soustředěným lokálním vymíláním. K tomu dochází v místech, kde se vybřežený povodňový proud soustřeďuje do velkých rychlostí, případně kde vznik výmolu podporuje nějaká místní porucha terénu. Periodické tůně jsou zaplněny vodou jenom po část roku. Obr. 1.7: Přirozená meandrace horní Lužnice u Halámek. Na snímku je patrna členitá stavba postranních ramen v různých stadiích vývoje. Zamokřené nebo zavodněné sníženiny v nivě mohou být buď zbytky mrtvých ramen, nebo povodňové tůně, bodově vyhloubené vybřeživším proudem. (Snímek poskytla Správa chráněné krajinné oblasti Třeboňsko, foto RNDr. Jan Ševčík.) 17

18 Obr. 1.8: Názvosloví říčních ramen: A vedlejší rameno; B staré rameno; C mrtvé (odstavené) rameno; D mrtvé (odstavené) rameno oddělené hrází. 18

19 Obr. 1.9: Ploučnice mezi Mimoní a Českou Lípou: Proud prořízl šíji příliš dlouhého meandrového oblouku. Po nějakou dobu bude v korytě existovat ostrůvek. Ale zadní koryto se již začalo zanášet usazeninami. Stabilně větvený (anastomózní) tok. Podobně jako v případě divočení se tok rozděluje do více ramen, ovšem toto větvení je stabilní. Mezi jednotlivými rameny nevznikají pohyblivé štěrkové lavice, ale stabilní větší ostrovy, setrvávající nad vodou i za kapacitního plnění koryta (korytotvorného průtoku), pokryté trvalou vegetací. Případně se vodní tok rozvětvuje v ramena, vedoucí samostatně i po celé kilometry říční trati. Jde nejčastěji o nížinné pasáže řek, které se vyznačují relativně malou unášecí schopností proudu a břehy odolnými vůči erozi. Zvláštním případem větvení jsou výústní delty řek. Vznik ramen a ostrovů se vysvětluje nejčastěji náhlým odbočením koryta, k němuž dojde za povodně. Větvení se může vyskytnout nejspíše v podmínkách výrazně sezónního hydrologického režimu a v relativně odolném nivním materiálu. Obr. 1.10: Drobné, málo stabilní větvení může rozčleňovat trasu potoka, která se vlní nebo meandruje. 19

20 Nutno brát v úvahu, že tento a podobné klasifikační systémy se snaží postihovat vodní toky různých velikostí v různých částech světa. Na území naší republiky by sbírka přírodních koryt jednotlivých morfologických typů v různých velikostních skupinách byla i v dobách před regulacemi poměrně skromná. Nyní, po celém století vodohospodářských úprav, je vysloveně chudá. Například divočící toky byly technickými úpravami likvidovány soustavně, neboť jejich poměrně velké nároky na plochu a nespoutané chování, projevující se výraznými posuny do stran, byly ze strany lidské společnosti vnímány zvláště nepříznivě. Větší ukázkou divočící podhorské řeky je u nás Morávka, bohužel silně postižená výstavbou přehrady, která zničila přirozený splaveninový režim. Na řece, která teče poměrně hustou zástavbou vesnic, se o to více nepříznivě projevilo to, že obyvatelé z jejího řečiště po dlouhá léta vybírali větší kameny. Konečně v posledních desetiletích Morávka přímo fatálně zarostla invazními křídlatkami. Některé další dílčí ukázky divočících koryt se na severní Moravě obnovily působením povodně v roce 1997, vzápětí však bylo vynaloženo dost prostředků a práce na to, aby tyto projevy svévole vodního živlu byly opět potlačeny obnovením technických úprav. Ojedinělým reprezentantem meandrujícího a zároveň přirozeně se větvícího toku je Morava v Litovelském Pomoraví. Velmi pěkné úseky s meandrací nalezneme například na horní Lužnici, na šumavské Blanici a na Ploučnici. Zbytek poměrně přirozené meandrace větší řeky nalezneme u nás na dolní Ohři, u Budyně.) 20

21 Obr. 1.11: Přirozeně zvlněný až meandrující středočeský potok Mastník u Jíví je obyčejný potok ve vrchovině. Polní náčrt a několik vzorových fotografií zachycuje velkou členitost tvarů koryta. Modelace korytotvornými průtoky vytváří sice ne zcela pravidelné, ale přesto zřetelné střídání proudných míst a tůní a respektuje základní geometrii oblouků a příčných profilů. Velký vliv na vývoj koryta mají stromy v březích. Představují stabilní body, ale zemina v jejich okolí je vymílána. Kolem stromů zatáčí trasa koryta, mezi sousedními stromy se břehy vydouvají působením stranové eroze. Přestože je niva plochá, koryto neprojevuje tendenci posouvat se působením eroze dál od pásu, vyznačeného a stabilizovaného vzrostlou břehovou vegetací. 21

22 1.5 Faktory utvářející koryta a nivy Základní hru o koryto mezi sebou hrají energie proudící vody a odolnost materiálu, v němž koryto vzniká. Energie, která je k dispozici pro formování koryta, závisí na průtokovém režimu (kolik vody a v jakém rozložení do určitého místa přitéká), na podélném sklonu (údolí a koryta) a splaveninovém režimu toku (jaký díl energie toku je za jakých průtoků spotřebováván unášením a nesením splavenin). Vzorem pro revitalizační stavby jsou úseky přírodních vodních toků, které se nalézají ve stavu dynamické rovnováhy. Za tohoto stavu žijí koryto a niva obvyklým vývojem, který přísluší danému morfologickému typu. Celkově má rovnovážný úsek vyrovnaný splaveninový režim tok z něj vynáší množství splavenin, odpovídající vstupu horním profilem toku a splachům z ploch povodí, zatímco množství splavenin uvedené do pohybu přímo v korytě toku v daném úseku odpovídá množství, které se v daném úseku zase usadí. Například meandrující tok překládá v nivě svoje koryto postupnými tvarovými a polohovými změnami meandrů, a přitom množství materiálu, unášené převážně v nárazových březích oblouků, odpovídá množství, které je ukládáno převážně u vnitřních břehů. Střídání proudných míst a tišin, které může mít různou vlnovou délku, odpovídá střídání míst unášecích a ukládacích. Za různých průtoků, které formují koryto potoka nebo řeky, jsou mezi těmito místy různě dlouhé rozestupy. (Povodňové průtoky mají nejen potřebu obecně většího průtočného profilu, ale mají též jiné parametry vlnění proudu a jiné rozložení unášecích a ukládacích mís než průtoky běžné. Proto mohou povodňové průtoky měnit koryta, vymodelovaná průtoky menšími, nebo se realizují formováním tvarů vyšších úrovní, nejspíše celé nejnižší nivní terasy.) Dynamickou stabilitu má smysl hledat v úseku vodního toku dostatečně dlouhém vzhledem k frekvenci střídání unášecích a ukládacích míst za různých průtoků. Geomorfologie při studiu tvarů koryt vodních toků vysledovala (Mačka, 2004), že více méně pravidelné rozestupy mezi následujícími mělčinami a tůněmi (riffle pool sequences) obvykle představují bez specifikace typu koryta - 5 až 7 násobek šířky koryta, přičemž nejrozsáhlejší datový soubor má rozptyl od 1,5 do 23 násobku šířky koryta s celkovým průměrem 5,9. Průtokový režim Průtokový režim generuje průtoky, které formují koryta a nivy, a tak je základním určujícím činitelem. Průtokový režim je výslednicí srážek v povodí a charakteristik povodí, které určují jejich distribuci a způsoby odtoku. Pro tvarování koryt jsou významné poměry velikostí a četnost výskytu různě velkých průtoků - rámcově lze hovořit o průtocích běžných, o průtocích korytotvorných a o větších povodňových průtocích. Čím častěji a výrazněji jsou dosahovány a překročovány korytotvorné průtoky, tím rychlejší a intenzívnější bývají změny tvarů koryt a niv. Průtokový režim ovlivňuje umístění a tvar povodí a převažující charakter ploch v povodí. Rozkolísanější průtokový režim se širokým hydrologickým modulem (velký poměr mezi povodňovými a běžnými průtoky) a častějším výskyt velkých vod podporují například tyto faktory: horský, podhorský nebo vrchovinský terén s dominancí dlouhých, táhlých svahů; větevnatý tvar povodí; 22

23 velký podíl zemědělsky obdělávaných ploch; velký podíl technicky upravených koryt vodních toků. Pokud je navíc oblast přirozeně bohatá na srážky, vytváří kombinace alespoň některých z těchto faktorů situaci poměrně nebezpečnou z hlediska vzniku povodní. Pokud se k tomu přidává ještě málo odolný horninový či zeminový podklad, hrozí také nestabilita koryt vodních toků. Vztahy mezi srážkovým režimem, tvary povodí a odtokovým režimem jsou předmětem zájmu hydrologie a je jim věnována rozsáhlá speciální literatura. Průtoky tvarující koryta a nivy Vodním tokem probíhají různě velké průtoky, které se různě podílejí na tvorbě jeho koryta. Jak přitom uvádí Mačka (2004), fluviální geomorfologii se nepodařilo prokázat jednoznačné a obecně platné vztahy mezi hydrologickým režimem a tvary koryta a průtoky, na kterých by se dala přímo postavit geomorfologická klasifikace vodních toků. Výše uváděné geomorfologické typy - tok přímý, divočící, meandrující atd. svým vznikem sice nepochybně závisejí na poměrech mezi běžnými a velkými průtoky, ale na tocích různých velikostí se mohou vyvíjet různě. Běžné průtoky v rovnovážných úsecích toku vytvářejí detailní členitost koryta běžné střídání více a méně proudných míst, resp. míst unášecích a ukládacích. Pokud je koryto písčité, mohou v něm vytvářet nestabilní dnové útvary čeřiny a duny. Velmi důležitým pojmem je korytotvorný průtok. (Vhodnější by bylo hovořit o korytotvorných průtocích, neboť ve skutečnosti jde o určitý rozsah, který se jen zjednodušeně popisuje jednou konkrétní hodnotou.) Jde o průtok, na který je ušito přirozené koryto potoka nebo řeky v daném místě. Tedy průtok, který byl schopen toto koryto největší měrou ovlivňovat. Účinky proudění na koryto sílí s tím, jak průtok narůstá a koryto zaplňuje. Po zaplnění a přelití koryta se již začíná utvářecí schopnost proudění začíná rozptylovat do plochy nivy. Proto se zpravidla, v praktických úvahách, klade rovnítko mezi korytotvorný a kapacitní průtok daného přírodního koryta. U dochovaných přírodních koryt je poměrně snadné kapacitní - korytotvorný průtok stanovit. V revitalizačních úlohách, kde je v daném místě k dispozici nějaké uměle vytvořené koryto o kapacitě zpravidla podstatně větší, však představuje korytotvorný průtok neznámou hodnotu, která je předmětem projekčního návrhu. Pokud usilujeme o přírodně autentické provedení koryta, resp. dané podmínky nám o něj umožňují usilovat, tímto návrhem se snažíme co nejvíce přiblížit přirozeným hodnotám. Zuna zjistil rozsáhlými měřeními průtočných profilů neupravených koryt (Vrána a kol., 2004), že průtočnost potoků nížin bývá menší než Q1, průtočnost přírodních potoků pahorkatin a podhorských potoků se pohybuje okolo hodnoty Q1. U bystřin a horských potoků byla s ohledem na značný podélný sklon koryta zjištěna v některých případech průtočnost v rozmezí Q1 až Q5. Na základě těchto zjištění Zuna doporučuje uvažovat jako korytotvorný průtok: pro nížinné potoční tratě průtok v rozmezí Q 30d až Q1; pro tratě podhorských a horských potoků na úrovni Q1. Zde se neubráníme předběhnutí k problematice navrhování revitalizačních koryt. Pakliže předpokládáme, že v určitém místě by mělo přírodní koryto kapacitu na úrovni průtoků těchto 23

24 úrovní, pak i návrh umělého, přírodě blízkého koryta by měl k této kapacitě směřovat. To je vcelku uchopitelné vodítko pro projektování. Ovšem doporučení navrhovat kapacitu koryta v rozmezí Q 30d až Q1 nesmí být vykládáno tak, že v jakémkoliv případě lze zvolit libovolnou hodnotu v tomto velmi širokém rozmezí. Zkušenost ukazuje, že ve většině případů revitalizací, kdy bylo koryto mechanisticky nadimenzováno na průtok, který je v běžně dodávaných hydrologických podkladech udáván jako Q1, je výsledkem koryto výrazně nadměrně velké. V každém jednotlivém případě je třeba brát v úvahu tyto okolnosti: Rozmezí průtoků Q 30d a Q1 je z hlediska návrhu revitalizačního koryta velmi široké. Cílem revitalizace je navrhnout koryto optimální zejména pro běžné průtoky (větší průtoky často záměrně vytlačujeme do nivních rozlivů). Bezpečnost návrhu revitalizačního koryta má jinou náplň než bezpečnost v tradičních vodohospodářských úlohách, pro něž jsou většinou hydrologické podklady uvažovány. Zatímco při navrhování koryta nebo potrubí, které má zajišťovat jistou průtočnou kapacitu, je větší dimenze na straně bezpečnosti, při revitalizaci je chybou a nebezpečím vybudovat koryto příliš velké. A to i z hlediska jeho stability, neboť nadměrně velké a zahloubené koryto ve větší míře soustřeďuje proudění, při větších rychlostech proudění je více vymíláno stranovou a hloubkovou erozí, a tedy mívá tendenci ještě více se zahlubovat a zvětšovat. Pokud se při revitalizaci vybuduje příliš malé koryto, vodě většinou nebude činit problém je zvětšit. Pokud by malá kapacita koryta nevyhovovala z nějakých technických důvodů, nebývá obtížné ji drobným zásahem upravit. Naopak příliš velké a zahloubené koryto představuje podstatně větší problém. Málokdy se takové koryto samovolně změlčuje, mnohem pravděpodobnější variantou jeho dalšího vývoje bude další zahlubování. Korytotvorné působení větších průtoků začíná tím, že se do pohybu dostávají nezpevněné usazeniny na dně koryta. Ve stabilním korytě toku si lze kapacitní průtok vpodstatě představovat jako koště na nezpevněné usazeniny. Vskutku již za běžné větší vody, kdy ještě ani nedochází k rozsáhlejšímu vybřežení z koryta, se nezpevněný materiál dna dostává do pohybu. Povodňové štěrkové lavice se pak znovu usazují v poklesových fázích povodně, kdy proud začíná ztrácet energii. Vytvářejí se tam, kde se proud ponejprv zpomaluje pod úroveň unášecí rychlosti daných materiálů, což bývá ve stabilních korytech v těch samých místech, kde byly usazeniny dříve. Lidé se pak domnívají, že štěrková lavice byla během povodně na svém místě a působila jako překážka v proudění. Kvůli ochraně před velkými vodami proto požadují její odstraňování. Význam takového opatření, pomineme-li možnost získat kvalitní říční štěrk, však je spíše psychologický, než věcný, a dochází při něm k poměrně zbytečnému ničení biotopů říčního mělkovodí, na našich řekách velmi cenných a nedostatkových. Velké průtoky, přesahující přirozenou kapacitu Na kapacitu toho kterého přírodního koryta mají značný vliv tvary údolí a vlastnosti materiálu, v němž je koryto vytvořeno. Ve sklonitých a sevřených údolích s koryty, jimiž často procházejí velké vody, vznikají koryta relativně širší a větší než v údolích se širokými nivami, umožňujícími rozlivy. Většinou ale jde o údolí horská a podhorská, vyplněná hrubším a dosti odolným horninovým materiálem, který brání enormnímu zvětšování, resp. zahlubování koryta. Avšak pokud je údolí tvořeno méně odolnými materiály, může se koryto zvětšovat stržovým způsobem, až si vytvoří vpodstatě složený příčný průřez (velké povodňové koryto a v něm malá kyneta pro běžné průtoky), nebo se jeho dno rozšíří do tvaru jakési vložené druhotné nivy. 24

25 Naproti tomu v údolí s plochou nivou se velké povodňové průtoky rozlévají do plochy nivy, a tím se rozptyluje jejich schopnost vymílat koryto. Ovšem i po překročení kapacity koryta a rozlití vody do stran dochází v korytě k soustřeďování proudění a rychlosti v něm mohou být výrazně větší, než v okolních nivních rozlitinách. Nejvýraznější korytotvorné děje se nejspíše odehrávají při nejvyšším možném zalití nivy, při němž ještě hlavní povodňový proud setrvává ve stopě koryta. S dalším růstem povodňového průtoku se ovšem proudění v nivě osamostatňuje od koryta, začíná prosazovat svou vlastní geometrii s menšími zakřiveními oblouků. Malé, drsné a zakřivené koryto běžných průtoků již je pro hlavní povodňový proud z hydraulického hlediska nevýhodné. Proud sice může toto koryto v některých místech upravovat pro své potřeby, ovšem zpravidla tak nečiní systematicky. (K povodňovým destrukcím přírodních koryt dochází spíše pomístně, v jejich kříženích s vybřeženým hlavním povodňovým proudem.) Spíše se od tohoto koryta odpoutává nebo je ponechává v obalové vrstvě svého proudění a přeskakuje je. Hlavní destruktivní činnost povodňového proudu se pak věnuje nivě, kde jsou v první řadě trestány rozličné překážky, ale kde také mohou vznikat svébytné povodňové tvary, jako různé povodňové průlehy, tůně nebo paralelní povodňová koryta. Staré stopy těchto tvarů pak můžeme třeba omylem pokládat za zbytky dávných ramen hlavního říčního koryta. Je zřejmé, že čím menší, členitější a drsnější je koryto vodního toku v nivě, tím méně bude soustřeďovat povodňová proudění, a tím menší je pravděpodobnost, že bude nadkapacitními povodňovými průtoky destruováno. Za opravdu velkých povodňových průtoků, kdy se celá plocha nivy, v případě terasování její nižší úroveň, stává aktivně protékaným řečištěm, začíná být zřetelné, že údolí se širokou nivou vlastně samo o sobě představuje účinnou formu koryta se složeným příčným průřezem. Proudění v korytě, rozdělení rychlostí, příčné prudění Voda neproudí ve všech místech příčného průřezu koryta stejně rychle a také se nepohybuje pouze přímočaře, podél osy koryta. Podélné rychlosti proudění jsou proměnlivě rozloženy a v souvislosti s tím vznikají v korytě různě členěné šroubové pohyby, takže výsledné proudění lze popisovat podélnou a příčnou složkou. Příčné proudění se významnou měrou podílí na erozním působení vody, které se nejvíc projevuje v nárazových březích oblouků. (Detailní členitost proudění představují turbulence, které mají charakter odchylek od přímého směru proudění rychlým kmitáním. Turbulence a příčné proudění však jsou dvě různé věci.) 25

26 Obr. 1.12: Rozdělení rychlostí ve vodním proudu a vznik příčného proudění. Voda proudí nejrychleji tam, kde je nejdál od brzdících břehů při hladině uprostřed koryta. V oblouku tento rychle proudící tubus naráží na vnější břeh a podél něho se zasunuje do hloubky. Vodní proud rotuje. Pohyb částic v tomto proudu pak lze popisovat podélnou a příčnou složkou. U nárazového břehu působí unášecí síla příčného proudění stejným směrem jako tíha částic, které tvoří koryto. V těchto místech proto dochází k nejsilnější erozi koryta. V mělkém a širokém korytě se příčné proudění rozpadá ve více rotujících válců, a tedy jeho erozní síla není tak velká. Ovšem v hlubokém korytě, jaké vytváří například tradiční úpravářský lichoběžníkový průřez, se příčné proudění koncentruje a může na koryto velmi silně erozně působit. Rychlost podélného proudění vody je největší uprostřed koryta, respektive nad jeho nejhlubšími místy, zhruba v horní třetině hloubky. Směrem ke dnu a ke břehům se rychlost zmenšuje a v dotyku s povrchem koryta, který pokrývá jakási obalová vrstva neproudící vody, výrazně klesá. Nejzjednodušeněji si lze představovat, že středem koryta, v horní třetině hloubky, se pohybuje jakýsi vodní tubus, který je výrazně rychlejší než zbytek vody v profilu. V místech zakřivení koryta, což mohou být zřetelné meandrové oblouky i poměrně nevýrazná zvlnění, je tento rychlý tubus tlačen k nárazovému břehu a je nucen zavíjet se podél něj směrem dolů. Tak se celý proud dostává do spirálovitého pohybu, který se popisuje podélnou a příčnou složkou proudění. Příčné složky proudění míří právě u nárazových břehů oblouků směrem dolů, a jejich silové účinky se tedy mohou skládat s tíhou částic, které tvoří břeh. Takto jsou částice, které se nacházely při vnějším břehu oblouku, unášeny a transportovány korytem nejen podélně, ale též v příčném směru, k vnitřnímu břehu oblouku. Tam se odehrává vzestupná část příčného proudění. Tíha unášených částice působí opačně než unášecí síla příčného proudění a částice vypadávají, ukládají se v jesepu. Takto si představujeme princip bagrovacího válce vodního proudu, který eroduje nárazový břeh oblouku a přesouvá materiál ke břehu protějšímu. 26

27 Materiál v jesepech se neukládá rovnoměrně. Jednotlivé povodňové události vytvářejí vrstvy hrubšího materiálu, oddělené vrstvičkami jemnějších, jílovitých materiálů, ukládanými v ústupových fázích povodní a za běžných průtoků. Jednotlivé jesepové vrstvy jsou ještě členěny vertikálně, neboť vzestupný proud příčné cirkulace vody v korytě způsobuje zrnitostní selekci materiálu nejníže, na úrovni dna koryta, se ukládá hrubší štěrkový materiál a směrem vzhůru se zrno usazenin zmenšuje. Mimo aktivní řečiště, v povodňované nivě, jsou starší jesepní vrstvy překrývány jemnějšími povodňovými hlinami. Názorné schéma dynamiky říční sedimentace a strukturování uloženin upravil Ložek (1973) podle Šancera (1966). Obr. 1.13: Schématické znázornění dynamiky říční eroze a sedimentace v příčném řezu koryta v oblouku (Ložek, 1973, upraveno podle Šancera, 1966). A řečiště, A 1 jesep, B niva, B 1 příbřežní val, P úroveň povodní, H úroveň hladiny za běžných průtoků, M normální mocnost naplavenin (aluvia), I pásmo ukládání řečištních nánosů (1 6 jednotlivá stadia tvorby řečištních nánosů), II pásmo ukládání nivních nánosů; 1 štěrky, 2 drobné štěrky až písky, 3 jílovité polohy, 4 hlinitipísčité až jílovité uloženiny povodní (nivní aluvium), 5 hlinitopísčité uloženiny příbřežního valu, 6 směr příčné cirkulace v řečišti. Reálné proudění v korytech je komplikovaně členěno ve více různě rotujících válců, některé jsou výraznější, některé pouze doprovodné. Pro erozní schopnost vodního toku je důležité, jakou měrou je příčné proudění soustředěné nakolik se v příčném profilu mohou vyvíjet dominantní proudové válce, schopné soustředěně atakovat určitá místa břehů a dna koryta. Koncentrovanost příčného proudění záleží na tvaru příčného profilu koryta. Soustředěné příčné proudění vzniká v korytech s malým poměrem šířky a hloubky, tedy v korytech výrazně zahloubených. Z tohoto pohledu je charakteristické, že hluboké lichoběžníkové nebo obdélníkové průřezy, dominantně používané při technických úpravách vodních toků, jsou zvláště nevýhodné. Při jejich plnění většími průtoky nastávají podmínky pro vznik výrazně soustředěného příčného proudění s velkou bagrovací schopností. Celková geometrie upraveného koryta k tomu přidává velmi rychlé proudění v podélném směru - a výsledkem je nutnost tato koryta uměle masívně opevňovat. Pokud koryta nejsou opevněna nebo opevnění z nějakého důvodu selže, může za větších průtoků dojít k dramatickým destruktivním změnám, včetně enormního zahloubení. Povodní vyvolané snížení dolní erozní báze pak je i za běžných průtoků následováno dalším zpětným zahlubováním celého úseku koryta. 27

28 Naproti tomu přírodní koryta bývají relativně velmi široká a mělká. Příčné proudění se v nich méně soustřeďuje, je rozloženo do většího počtu slabších válců. Díky celkové geometrii přírodních koryt a jejich poměrně malé kapacitě jsou menší i podélné složky proudění. Přírodní koryta pak jsou již svými tvary přirozeně dosti stabilní. Přirozené odebírání materiálu v nárazových březích může být v rovnováze s jeho ukládáním při vnitřních březích oblouků. Nadměrné zahlubování dna koryta je méně pravděpodobné. Dlouhodobým výsledkem jsou spíše přirozené posuny koryta v nivě, které nemívají dramatický průběh. 1.6 Tvary příčných průřezů koryt přírodních toků Tvary příčných průřezů přírodních toků jsou různé. Několikero okolností ovšem brání tomu, aby se vyvíjel a udržoval hydraulicky nejefektivnější půlkruhový příčný profil koryta, jehož poměr šířky k hloubce činí 2 : 1. (Tento profil má nejmenší poměr plochy průtočného průřezu k omočenému obvodu koryta, a tedy by umožňoval proudění s nejmenšími ztrátami třením). Jsou to zejména síly příčného proudění a gravitace, které preferují boční, tedy břehovou erozi, a zvětšují odolnost dna ukládáním hrubšího erozního a splaveninového materiálu. Ten je navíc schopen sesedat do odolné přirozené dnové dlažby, a tak dno koryta ještě více zpevňovat. Uplatňuje se rozdílnost gradientu rychlostí podélného proudění u břehů a u dna u břehů může být směrem k proudnici ostřejší nástup rychlostí proudění, než je tomu u dna. Někdy také dno koryta stabilizují výstupy odolnějších hornin, kdežto břehy jsou tvořeny jemnějšími, méně odolnými zeminami. Výsledkem je, že přírodní koryta bývají většinou široká a relativně mělká. Jejich příčný průřez se často tvarem blíží ploché míse (koryta ve štěrkových materiálech), plochému pekáči nebo velmi širokému U (koryta v hlinitých materiálech). Relativně hlubší koryta vznikají v materiálech s větším obsahem pískových nebo jílových částic, naopak větší podíl štěrkového a balvanitého materiálu vede ke vzniku koryt mělkých. Relativní šířka koryta se zvětšuje směrem po proudu zvětšování koryta, odpovídající sílení vodního toku, se děje především do šířky. U vrchovinských potoků jsou běžné poměry šířek a hloubek kolem 4 : 1 a větší, říčky se dostávají k hodnotě 10 : 1 a u řek je běžný poměr 20 : 1 a více. Patt a kol. (1998) uvádějí Schummova (1960) zjištění ohledně vztahu mezi poměrem šířky a hloubky a obsahem soudržného jílu v materiálu koryta. S rostoucím obsahem jílových částic se koryto více zahlubuje při obsahu 5 % činí se poměr šířky k hloubce pohybuje kolem 50, při obsahu 50 % již jen kolem 5, přičemž vývoj mezi těmito hodnotami je zhruba přímkový. Z ekologického hlediska je významné, že přírodní koryta jsou v příčném průřezu výrazně členitá a tvary průřezu se podél trasy toku mění. Členitost přírodních koryt tvoří střídání hloubek, materiálu dna, přítomnost velkých kamenů a dřev, kořenové systémy stromů v březích. Rovněž svislé až převislé svahy a poddrnové kapsy mají význam jako biotopy. Různí autoři uvádějí na základě pozorování přírodních koryt různé vztahy mezi jejich tvary a rozměry, případně dalšími určujícími veličinami. Například Patt (2001) uvádí Thorneho vzorec pro přehloubení tůní, resp. výmolů, ve obloucích dna zvlněného či meandrujícího koryta přírodního toku: h k = h o (1,07 log(r/(b 2))) (m) kde h k hloubka výmolu proti úrovni dna v přímém úseku (m) h o hloubka vody v korytě v přímém úseku (m) 28

29 B šířka koryta (m) R poloměr oblouku trasy (m). Pokud se ovšem pracuje s jakýmkoliv takovým vztahem, je třeba zjišťovat podmínky, za nichž byl odvozen, a kriticky posuzovat jeho platnost a použitelnost v podmínkách jiných. Když autor vztahu nepopisuje specifické podmínky prostředí, v němž vztah vysledoval, nemusí to ještě znamenat, že jeho vztah je spolehlivě obecně platný. Někdy se také zmínky o podmínkách platnosti určitých zjištění vytrácejí při vícenásobných citacích ze starších zdrojů (jako je tomu i ve zde uváděném případě). Nepodložený přenos vztahů platných pro jiné podmínky by mohl vést k pochybným závěrům. Také u přírodních toků se může vyvinout složený příčný průřez (velké povodňové koryto, v něm malá kyneta, vedoucí běžné průtoky), který není originálním objevem vodohospodářské techniky. Vzniká nejspíše na tocích s výraznějšími rozdíly mezi běžnými a velkými průtoky, ve sklonitějších údolích bez niv. Vnější povodňové koryto a vnitřní koryto pro běžné průtoky mají každé svoji geometrii, tedy zejména křivost oblouků, což může podporovat celkovou členitost výsledné kompozice. Přirozené složené koryto může znamenat pro přírodu celkem dobré řešení. Často si u složeného tvaru i velké vnější koryto uchovalo přírodní ráz, protože si je lidé vzhledem k velkým vodám netroufli zkazit nějakou zástavbou. To se bohužel často nepoštěstilo širokým nivám s jednoduchými koryty. 29

30 Obr. 1.14: Tvary příčných průřezů přírodních koryt potoků a říček. U jednoduchých průřezů převažuje tvar plochého, širokého pekáče. Příroda zná i složené průřezy (na obrázku dole) vnější koryto mohlo třeba vzniknout jako strž za nějaké dávné katastrofické povodně. Pak pozorujeme rozdílnou geometrii vlnění vnějšího a vnitřního koryta. 1.7 Splaveninový režim Unášení a transport splavenin závisejí na průtokovém režimu, podélném sklonu a materiálu koryta. V místech, kde vzhledem k větším rychlostem proudění a menší odolnosti materiálu dochází k jeho odnosu, nalézají se odnosová místa. V sedimentační oblasti, kde se zmenšuje podélný sklon a s ním rychlosti proudění, pak dochází k usazování. Takový úsek vodního toku, v němž je unášení a ukládání splavenin v rovnováze a v němž tedy výrazně nepřevažuje ani odnos, ani ukládání, se označuje jako dynamicky stabilní. V takovém úseku jsou v korespondenci s přirozeným střídáním proudných a tišinných pasáží vcelku rovnoměrně rozložena odnosová a usazovací místa. Jak rozložení těchto míst, tak celková splaveninová bilance úseků se mění v závislosti na průtocích. O tom, že je úsek dynamicky stabilní, má samozřejmě smysl hovořit v případě, že je stabilní nejen za běžných, ale i za větších, korytotvorných průtoků. S nárůstem průtoků do povodňových úrovní proud mohutní, zakřivení jeho proudnice se zmenšují a vzdálenosti mezi místy s různým charakterem proudění se zvětšují. Jelikož pohyb splavenin sílí s rostoucími průtoky, kdy se zvětšují rychlosti proudění, rozložení odnosových a usazovacích míst v korytě určují hlavně větší průtoky. V reálném korytě se však přirozeně překrývají erozní a sedimentační projevy průtoků různé velikosti, což přispívá k jeho velké členitosti. 30

31 Úplná rovnováha odnosu a usazování je pouze teoretickou záležitostí. Pro praktické hodnocení však je důležitá intenzita a rychlost toho kterého jevu a rovněž úhel pohledu, pod nímž je posuzována otázka stability či nestability toku. Zanášení nebo zahlubování říčního koryta či údolí může probíhat v měřítkách geologického vývoje, století či lidské generace, několika let nebo i kratších období. Vodní hospodářství zpravidla vnímá jako nestabilitu, tedy problém, na který se snaží reagovat korekčními zásahy, změny probíhající v horizontu let, nejvýše desítek let. Transport splavenin má velký podíl na spotřebě energie vodního toku. Nejvýrazněji se to projevuje na proudných horských tocích, které díky velkým podélným sklonům disponují velkou pohybovou energií proudu. S nasyceností splaveninového režimu je významně provázána stabilita vodního toku. Různá narušení přirozeného splaveninového režimu, omezující přirozené vnosy splavenin do vodního toku a jejich transport, se často projevují nedostatečným nasycením vodního proudu splaveninami. (V hovoru se někdy nesprávně používá výrazu hladová voda. Tento výraz správně patří do chemie vody a označuje vodu nedostatečně nasycenou rozpuštěnými látkami.) Vodní tok pak realizuje svoji energii tím, že se zmocňuje dalších splavenin, což se může projevovat i výraznou erozí koryta. Zjednodušeně lze říci, že vodní hospodářství 19. a 20. století, založené na technických úpravách vodních toků, otázky splaveninového režimu podceňovalo a přehlíželo a spíše mělo tendenci vnímat přirozený transport splavenin jako na cosi nežádoucího, co je potřeba v každém případě omezovat. Pokud vznikaly citelné závady, reagovalo nejčastěji dalšími opatřeními, snažícími se projevy narušeného režimu umrtvovat. Takto se mnohde, hlavně na horských a podhorských tocích, řetězí technická opatření, snažící se pasivovat pohyb kameniva a zemin v korytech. V horních úsecích vodních toků jsou prováděna opatření hrazení bystřin zejména výstavba stabilizačních stupňů a splaveninových přehrážek. Jejich hlavním účelem je omezovat odnos a transport splavenin, přestože se jedná o úseky vodních toků, kde je nasycování proudu splaveninami zcela přirozené. Tato opatření mohou mít jisté lokální stabilizační efekty, například v ochraně lesní půdy před erozí. Ale platí se za ně nejen ekologickou degradací vodního toku a velkými náklady, které často nejsou v přesvědčivě příznivé relaci k vynaloženým prostředkům, nýbrž také zesíleným erozním působením toku v nižších částech povodí. Na to se pak reaguje dalšími technickými stabilizačními úpravami, které znamenají další náklady, další ekologické škody a přenášení splaveninových problémů dál po toku. Nelze to samozřejmě generalizovat, ale v řadě situací přináší soustavný boj s erozí koryta málo průkazné výsledky, které nejsou v příznivém poměru k velkým nákladům a ekologickým škodám, které stabilizační opatření vyvolávají. Mnohde by bylo vhodnější a ve výsledných finančních, vodohospodářských a ekologických efektech výhodnější ponechat vodnímu toku přirozený vývoj a omezit se pouze na lokální předcházení a odstraňování nejhorších, zcela neakceptovatelných závad (stabilizace ohrožených cest a jiných objektů, příležitostné těžení usazenin v místech, kde jejich soustředěná depozice je průkazně na obtíž). Praxe revitalizací dospívá k poznání důležitosti splaveninového režimu. Přesvědčuje se o tom, že o zcela věrohodném, plnohodnotném obnovení přirozeného charakteru vodního toku je těžké mluvit bez navození přirozeného splaveninového režimu. A ten obnovit bývá velmi obtížné. Snahy o skutečně velmi důsledné, přírodně autentické řešení, či přímo řešení identické s přírodním stavem, právě v této oblasti narážejí na problémy, zprvu netušené. Ukazuje se, že jestli je obtížné obnovit či napodobit přírodní stav koryta tvarově, včetně materiálu, pak plné ovládnutí a naprogramování nebo aspoň spolehlivě předvídání 31

32 dynamického procesu, kterým je chod splavenin, zůstává spíše záležitostí teoretickou. I při těch nejdůsledněji pojímaných revitalizacích se většinou řeší jen dílčí úsek vodního toku. Povodí nad tímto úsekem generuje jistý reálný průtokový a splaveninový režim, který již bývá od ideálních přírodních poměrů méně či více vzdálen. Nejčastěji bývá v přítoku do revitalizovaného úseku přítomno méně štěrkových splavenin, a naopak mnoho jemných zemin, splavených z polí. V řešeném úseku pak není dostatečně nasycený splaveninový režim, což zvětšuje riziko eroze, zato však je koryto v tomto úseku, hlavně za menších průtoků, pomístně zanášeno jemnými bahnitými částicemi. Již se také stalo, že v revitalizovaném potoce bylo s velkou péčí vytvořeno štěrkové dno jako stanoviště pro perlorodky. Koryto však bylo záhy zabahněno a dobrý záměr tím zmařen. Vodní toky a celá jejich povodí se prostě dnes chovají jinak, než bychom si přáli, a nebývá jednoduché to měnit. Řešení těchto problémů při revitalizacích je stále otevřenou záležitostí a v každém případě bude mít podle místních podmínek výrazně individuální charakter. Podmínky přirozeného splaveninového režimu je těžké poznat a popsat, natož pak je uvědoměle řídit nějakými technicko - revitalizačními zásahy. Navíc jsou i revitalizace většinou svázány prozaickými podmínkami, omezujícími možnosti v této oblasti byť jen experimentovat. Také v revitalizacích jsou zatím řešeny jen dílčí úseky, a tedy nelze ovlivnit širší souvislosti, koryta a pozemky podél nich je třeba chránit před erozí, revitalizační akce mají charakter staveb, podléhajících vodoprávnímu řízení a určitému režimu dotací, kde se zatím předpokládá jednoznačné ukončení dosažením jakéhosi kolaudačního stavu. Z těchto důvodů zatím, a to platí i pro celou tuto publikaci, směřujeme hlavní úsilí revitalizací k obnově přirozené členitosti vodních toků a jejich niv. Postupně se však přesvědčujeme o tom, že skutečně přirozená členitost nemůže být statická. Úvahy o rehabilitaci splaveninového režimu a zprostředkovaně i protierozní stabilizaci vodního toku řízeným vkládáním splavenin nejsou zdaleka tak fantastické, jak se mohou nám, odchovancům tradiční hydrotechnické školy, na první pohled zdát. Ze zahraničí jsou již také v některých případech zmiňovány provozní pokusy tohoto druhu. Z důvodů zmiňovaných omezení, jakož i z důvodů provozních a nákladových lze však sotva stavět běžné revitalizace například na pravidelném dávkování štěrku. Již v nynější generaci revitalizačních staveb ale můžeme vycházet přinejmenším z těchto zásad: Záměrně neomezovat přísuny splavenin z výše ležících částí povodí. Akceptovat to, že vodní tok bude využívat vnitřní zdroje splavenin v revitalizovaných úsecích, a správným tvarováním koryt vhodně usměrňovat toto jeho působení tak, aby docházelo pouze k přijatelné erozi stranové, nikoliv hloubkové. To znamená pokud to podmínky pozemkové a další umožňují, nespoutávat erozi především nárazových břehů oblouků zbytečnými opevněními, nýbrž naopak ji využívat jako relativně přijatelnou alternativu nežádoucí eroze hloubkové. Ale již dnes bude v některých případech možné do revitalizovaných úseků záměrně vkládat zdroje splaveninového materiálu například různá štěrková tělesa, která pak budou dlouhodobě vymílána a roznášena. Každopádně je třeba seriozně studovat přírodní předlohy a při provádění revitalizací usilovat o obnovu stavu a funkcí vodních toků a niv co nejbližších přírodě. Nepochybně bude potřeba, aby někde proběhly a byly vyhodnoceny i pokusy s umělým dávkováním splavenin do revitalizovaných vodních toků. Ale zdá se, že při všech praktických řešeních je třeba rozumně zvažovat, kam až má toto úsilí jít. Nebylo by nejlepší snažit se v několika jednotlivých lokalitách s naprosto nepřiměřenými výdaji oživovat homunkula, zatímco na stovkách 32

33 kilometrů by dál potoky a řeky zůstávaly ve zcela nevyhovujícím stavu, charakterizovaném napřímením, nadměrným zahloubením a opevněním cizorodými prvky. Snahou by mělo být s únosnými výdaji peněz a energie dosahovat významných efektů. A to především v místech, kde by samovolná renaturace probíhala pomalu a obtížně (nadměrně zahloubená koryta, opevněná technicky kvalitními, trvanlivými opevněními typu například polovegetačních tvárnic). V řadě případů je rozumné uvažovat o tom, že se dílčím stavebně technickým zásahem jenom navodí jakési iniciační podmínky a vytvoří prostor pro další samovolné revitalizační procesy. 1.8 Ekologické vlastnosti koryt Na skutečnost, zda bude koryto potoka či řeky vhodným biotopem pro živočichy a na to, které druhy to nakonec budou, má zcela zásadní vliv mnoho faktorů, počínaje kvalitou vody a konče charakterem širšího okolí toku. V této kapitole bychom se měli věnovat zejména charakteru koryta a souvislostem mezi jeho parametry a druhovou diverzitou živočichů, kteří ho mohou obývat. Stranou tedy většinou ponecháme i tak důležité limitující faktory, jako je např. čistota vody, a zaměříme se zejména na morfologické vlastnosti koryt a jejich vztah k výskytu různých skupin živočichů. Hned v úvodu je třeba zdůraznit jednu skutečnost samotný počet druhů vždy neodráží ekologické, popř. ochranářské hodnoty toku mnohem důležitější je, o které druhy se jedná, zda do toku daných parametrů a v dané oblasti patří a pod. Jako příklad lze uvést dva podobné toky (nadm. výška, charakter dna, šířka koryta) ze středních a západních Čech Litavku (okr. Příbram, Beroun) a Bradavu (okr. Plzeň jih). Prostým konstatováním počtu druhů ryb (Litavka: 11, Bradava: 6) bychom mohli vyvolat dojem, že kvalitnějším a ochranářsky hodnotnějším tokem je Litavka. Opak je však pravdou zatímco v Litavce se vyskytují pouze běžné druhy ryb s velmi širokou ekologickou valencí, snášející často i silné znečištění vody (mimo jiné zde dokonce místy přežívají druhy jako je kapr), Bradava je biotopem mimořádně velké hodnoty, s výskytem převážně těch druhů, které jsou pro takovéto typy biotopů charakteristické, jako je vranka obecná, mřenka mramorovaná, pstruh obecný potoční nebo mník jednovousý. Žijí zde i dva druhy raků - rak říční a rak kamenáč. Cílem revitalizací koryt by tedy neměla být snaha o vytvoření jakéhosi univerzálního biotopu pro nepřirozeně široké spektrum druhů živočichů, ale rekonstrukce toků tak, aby vznikaly biotopy nabízející vhodné podmínky pro druhy, které se v dané geografické oblasti, nadmořské výšce a pod. přirozeně vyskytují. I morfologie revitalizačních koryt by měla být volena tak, aby odrážela charakter toků v dané oblasti. I z ekologického hlediska je například nesmyslné vytvářet uměle a násilně meandrující koryta v místech, kde by za normální situace potok tekl v plochém přímém korytě s rychlejším prouděním. Ekologická hodnota vodního toku je závislá na mnoha faktorech. Pokud pomineme již zmíněnou kvalitu vody, popř. charakter širšího okolí vodoteče, je kvalita toku a přilehlých ploch závislá na morfologii koryta a jeho břehů a na možnostech rozlivu vody do okolí toku při zvýšených průtocích (tento jev umožňuje existenci často velmi druhově bohatých a ochranářsky významných rostlinných a živočišných společenstev). Opomenout nelze ani třetí aspekt, a tím je obousměrná migrační prostupnost vodních toků. 33

34 Členitost koryt Členitost vodního toku je jedním z nejdůležitějších faktorů, rozhodujících o jeho oživení. Členitost meliorovaných, napřímených, popřípadě dlážděných koryt s jednotnou hloubkou vody a často velmi silným proudem je minimální stejně tak je pouze velmi málo druhů živočichů, kteří takovéto biotopy dlouhodobě osidlují. Důvodem je mimo jiné absence vhodných úkrytů, uniformita toku, často velmi rychlé proudění vody bez klidových zón, apod. Stačí však, aby došlo např. k narušení opevnění a jeho sesunu na dno koryta, a situace se často začíná diametrálně měnit vytvářejí se zde totiž úkryty pro vodní živočichy, spadané opevnění rozbíjí proud, vytváří v toku klidové zóny a v tu chvíli se již i takovýto potok může stát biotopem pro mnohem větší množství živočichů. Objevují se zde například larvy vodního hmyzu, mohou se vyskytnout i některé druhy ryb a v mnoha takovýchto korytech se setkáváme např. s velmi početnými populacemi raků, kterým rozbité opevnění se škvírami nabízí vhodné úkryty. Podobný efekt mohou mít kořenové systémy náletů dřevin, zasahující do vody, napadané větve a podobné. Jinými slovy čím je koryto členitější, tím větší nabízí počet různých mikrohabitatů a tím větší je i počet druhů živočichů, které zde mohou žít. V následujících bodech jsou uvedeny nejvýznamnější prvky, tvořící členitost koryta, a přinášíme zde vysvětlení jejich významu pro následné oživení toku: Střídání různě proudných míst Střídání míst s různě silným proudem je důležitým předpokladem pro bohaté oživení koryta: o Umožňuje život širšímu spektru živočichů mnoho druhů živočichů je vázáno na proudivé úseky toků (můžeme zde najít např. larvy některých druhů jepic, některé druhy ryb a pod.), mnoho druhů naopak přednostně vyhledává klidnější úseky, tůně a pod. (např. raci). o V rychleji proudících a kamenitých úsecích toků dochází k lepšímu prokysličování vody, což má vliv na chemismus toku a na jeho ekologické vlastnosti. o V klidnějších úsecích dochází k usazování sedimentů, na které je vázáno značné množství druhů živočichů. Střídání hloubek Velmi důležitým faktorem, který má vliv na druhovou diverzitu toku, je hloubková členitost toku: Umožňuje život většímu počtu druhů organismů, osidlujících různé typy mikrohabitatů. Např. vranky vyhledávají po většinu roku mělké a proudné úseky toků, mnoho druhů ryb naopak upřednostňuje klidné, hlubší tůně. U značného množství druhů ryb se pak preference pro různé typy prostředí mění např. v závislosti na jejich stáří - plůdek často vyhledává mělké, prosluněné a klidné části koryt, zatímco dospělci žijí v hlubších partiích. Také místa tření se většinou liší od míst, která ryby využívají po zbytek roku. Přítomnost hlubších úseků je nutná pro zdárné zimování vodních živočichů. I druhy, využívající po většinu roku mělké partie toku, musejí na zimu vyhledat nepromrzající, hlubší místa. Jinak jim hrozí, že při zamrznutí celého mělkého úseku toku uhynou (výjimku tvoří živočichové, kteří mají schopnost přežít zimu zahrabáni hluboko v substrátu dna - např. larvy hmyzu). Na výše uvedené skutečnosti je třeba klást velký důraz právě při projektování a realizaci revitalizačních koryt vytvořením mělkého toku bez tůní sice můžeme vyrobit zdánlivě ideální prostředí pro mnoho druhů vodních živočichů (např. pro vranky), ale pouze na období od jara do podzimu limitujícím faktorem pro oživení takovéhoto toku bude ale jeho promrzání v zimním období. 34

35 Sedimenty - písek, štěrk, jemné organické materiály Možnost ukládání různých náplavů štěrku, písku, popř. jemných organických sedimentů je také jedním z velmi důležitých aspektů, majících vliv na budoucí oživení revitalizovaného toku i jeho okolí. Například jemné organické náplavy jsou základní podmínkou pro vývoj larev mihulí, žije v nich mnoho druhů bezobratlých živočichů a pod. Náplavy mimo jiné hloubkově diverzifikují tok, oddělují různé laguny s klidným prouděním, vytvářejí rozsáhlé plochy s mělkou a prohřátou vodou apod. Štěrkové lavice pak mohou vytvářet i vhodné prostředí pro jiné než vodní živočichy žije zde např. mnoho druhů bezobratlých živočichů. Unikátní situace nastala např. v části toku Berounky po povodni v roce 2002 mohutné štěrkové lavice představovaly mimo jiné ideální stanoviště pro dnes již velmi vzácnou ichtyofágní užovku podplamatou, jejíž populace tento nový typ prostředí velmi rychle osídlily. (V rámci likvidace tak zvaných povodňových škod však byl tento ojedinělý fenomén z Berounky opět rychle odstraněn). Revitalizace koryt je proto třeba provádět tak, aby ukládání různých sedimentů umožňovala (meandrování, hloubková členitost, členitost břehové linie, střídání různě proudivých úseků,...). Je tedy i z ekologického hlediska nežádoucí - a to se týká nejen revitalizačních koryt - tyto sedimenty z koryt odstraňovat, např. v rámci údržby toku. Úkryty Jedním z nejdůležitějších faktorů, rozhodujících o budoucím oživení toku, je přítomnost různých úkrytů pro vodní živočichy. I sebelépe modelované koryto s křišťálově čistou vodou bude bez jejich přítomnosti jen minimálně osídleno. Jako úkryty pro vodní živočichy mohou sloužit například kameny, kořenové systémy stromů, břehové kapsy a nátrže: Kameny, resp. volné prostory pod nimi, slouží v toku jako úkryty pro velmi široké spektrum živočichů, počínaje drobnými bezobratlými, jako jsou například různé druhy ploštěnek nebo kroužkovců, přes larvy hmyzu (chrostíci, jepice,...) a konče např. raky nebo některými druhy ryb (vranky, mřenky,...). Kameny v potočních korytech mají i další význam rozbíjejí proud tišinky za nimi jsou významnými odpočinkovými místy pro ryby, velmi důležitou roli hrají i při prokysličování vody, která přes ně přepadává v mělkých úsecích. Nakupením většího množství kamenů v toku vznikají přirozené hrázky, vzdouvající vodu a zpomalující proudění. Kořenové systémy stromů nejen zpevňují břehy vodních toků a brání tak změnám jejich tras často mnohem lépe, než umělé zásahy, ale také vytvářejí obrovské množství úkrytů pro živočichy. V případě, že zasahují do vody, jsou využívány jako úkryty například raky nebo rybami, dutiny mezi kořeny na souši pak může využívat jako stálé nebo přechodné úkryty i široké spektrum suchozemských nebo semiakvatických druhů (bezobratlí, obojživelníci, plazi, ptáci a drobní savci). Podemleté břehy potoků a říček představují velmi významné úkryty a odpočinkové zóny pro ryby, raky a další vodní organismy. Napadané větve a kmeny. Významným fenoménem u přirozeně fungujících vodních koryt jsou i napadané kmeny a větve stromů. Nejen, že mohou představovat potenciální úkryty pro vodní živočichy, ale jejich význam tkví zejména v tom, že přirozeným způsobem přehrazují toky, zpomalují proud a umožňují vnik tůní, ukládání náplavů a pod. Často iniciují i změnu trasy potočního koryta a následný vznik částečně nebo zcela oddělených ramen. Ta pak mohou sloužit, na rozdíl od 35

36 vlastního vodního toku, jako velmi atraktivní stanoviště pro život mnoha druhů, vázaných na stojaté vody. Mohou zde žít vodní rostliny, vyskytuje se zde mnoho druhů bezobratlých nebo mohou být využívány jako reprodukční stanoviště některými druhy obojživelníků. Odstraňování padlých kmenů z přirozených vodních toků je proto ve volné krajině z ekologického hlediska nežádoucí. Velmi významným a specifickým typem úkrytů jsou i napadané listy stromů vrstvy opadaného listí mohou být vhodným prostředím k zimování některých druhů vodních živočichů nebo mohou představovat sezónní typ úkrytu například pro raky nebo drobné druhy ryb, jako je střevle potoční nebo mřenka mramorovaná. Do toku se tímto způsobem dostává i organický materiál, který se později stává součástí organických náplavů. Charakter břehů Značný význam pro správnou ekologickou funkci koryt má i charakter jejich břehů. Ten je u přirozených koryt dán mnoha faktory (podloží, rychlost proudění v toku, šířka potoční nivy, a pod.). Těžko lze definovat nějaký jediný, univerzálně správný charakter břehů. Pokud je to jen trochu možné, je vhodné ponechávat jejich vývoj přirozeným procesům. Z ekologického hlediska je velmi problematické jakékoliv opevňování břehů, a to i v případě, že by se jednalo o kamennou rovnaninu nebo o kamenný zához. Musíme si prostě připustit, že koryto toku se stále vyvíjí a mění a je třeba mu to umožnit. Budeme za to odměněni nejen esteticky mnohem zajímavějšími toky, ale zcela jistě i lokalitami s mnohem větší druhovou diverzitou. Velmi významným mikrohabitatem jsou např. výše zmíněné podemleté břehy nebo třeba erodující strmé břehy vodních toků. Ve druhém případě se jedná o ideální prostředí pro hnízdní nory některých druhů ptáků (břehule říční, ledňáček říční). Břehule dokonce vyžadují, aby se kolmá stěna s jejich hnízdními dutinami čas od času sesunula. V případě, že se takto nestane, z lokality postupně vymizí. Opevnění břehů vodního toku výše zmíněným jevům brání, což je z pohledu správné ekologické funkce toku velmi nepříznivý jev. Při revitalizacích koryt je proto třeba pamatovat i na tyto aspekty a ustoupit od přesvědčení, že koryta musejí být stoprocentně stabilizována. Migrační prostupnost Dalším velmi důležitým aspektem správné ekologické funkce koryt je jejich obousměrná migrační prostupnost. Migrace jsou běžnou součástí života mnoha druhů živočichů (například migrace reprodukční) a v případě jejich omezení může být tento jev zásadním faktorem, ovlivňujícím druhovou diverzitu v toku. Proto není vhodné v korytech vytvářet různé migrační bariéry, jako jsou příčné stupně a jezy. Nepřekonatelnými migračními bariérami pro většinu druhů živočichů jsou také delší zatrubnění, například delší trubní propusty pod cestami, a hladce opevněné úseky koryt, které jsou neprostupné vzhledem k rychlému proudění, příliš nízkému sloupci vody a nepřítomnosti úkrytových míst. Případné výškové rozdíly v korytě je proto třeba řešit tak, aby byly migračně prostupné lze je např. překonávat pomocí různých balvanitých skluzů což by měly být volně skládané velké kameny, mezi kterými (ne pod kterými) protéká voda a za nimiž se tvoří tišinky (nikoliv vyhlazené skluzavky s pečlivě opracovanými žulovými kvádry, zasazenými po okraj do betonu). V krajních případech je na takovýchto místech třeba zbudovat rybí přechody. Možnost rozlivu a povodňování niv 36

37 Vybřežování toků a zaplavování okolních pozemků je velmi důležitým aspektem ekologické funkce vodních toků. Možnost rozlivu vody do volné krajiny při vyšších průtocích je v případě vodních toků nejen důležitou součástí jejich správné ekologické funkce, ale je jedním z nejúčinnějších způsobů zmírňování povodňových průtoků a efektivního zadržování vody v krajině. Zejména v případě revitalizací vodních toků ve volné krajině by měl být na tento fakt vždy kladen zvláštní důraz. Na pravidelně i nepravidelně zaplavované plochy, popř. na periodické a zbytkové tůně tůně je vázáno mnoho druhů rostlin a živočichů. Z rostlin se jedná například o různé druhy obnaženého dna (jednoleté byliny, vázané původně na pravidelně narušované a zaplavované plochy, které dnes nacházíme spíše na dnech letněných rybníků). Charakteristickými doprovodnými porosty často vybřežujících toků jsou rákosiny, popř. porosty vysokých ostřic (na tato společenstva je vázáno značné množství druhů živočichů např. ptáků). Unikátním typem biotopu jsou pak zaplavované lužní lesy. V důsledku zaplavování okolí vodních toků vznikají také další velmi cenné typy stanovišť, a těmi jsou tůně. Jejich stojatá, rychle se prohřívající voda představuje ideální prostředí pro velmi široké spektrum rostlin a živočichů. V podstatě můžeme rozlišit dva typy tůní: Tůně stálé. Jejich existence není přímo spojena s pravidelným vybřežováním vodních toků, jsou dotovány průsaky, vysokou hladinou podzemní vody nebo z jiných zdrojů. Význam jejich občasného zaplavení vodou z koryta toku tkví ale v tom, že se sem takto mohou dostat druhy, pro které pak samostatné tůně představují ideální stanoviště, umožňující jim vytvoření stabilních a často velmi silných populací (například některé druhy měkkýšů nebo ryb). Při dalším zaplavení tůní pak mohou být vodní toky zpětně dotovány jedinci z těchto populací. Jako příklad lze uvést velmi početné populace piskoře pruhovaného, obývající stálé tůně v okolí Lužnice u Soběslavi. Tůně periodické. Vznikají v terénních depresích v době jarních záplav i jindy při zvýšených průtocích. Na periodické tůně je vázána poměrně specifická flora i fauna. Jsou kolonizovány početnými populacemi vodního hmyzu, často slouží jako vhodná reprodukční stanoviště pro některé druhy obojživelníků a jiných živočichů. Někdy se tu můžeme setkat i s velice vzácnými druhy živočichů, jako jsou např. žábronožky nebo listonohové korýši s velice specifickým životním cyklem, přizpůsobeným právě vysychajícím periodickým tůním (jejich vajíčka se začnou vyvíjet po zaplavení vodou, ale až poté, co po nakladení alespoň jednou vyschnou). Shrnutí základní ekologické zásady při revitalizaci vodních toků Revitalizační koryto musí disponovat dostatkem potenciálních úkrytů, popř. útvarů, rozbíjejících proud, vytvářejících tišiny a pod. (např. velké kameny). Koryto je třeba modelovat tak, aby bylo co možná nejvíce hloubkově členité a aby pokud možno disponovalo partiemi s různě silným prouděním. Pokud je to jen trochu možné, je třeba při zvýšených průtocích umožnit rozliv vodotečí na okolní pozemky. Je třeba si akceptovat, že ukládání sedimentů v toku není nežádoucím jevem, ale nedílnou součástí jeho správné ekologické funkce. Celkový charakter revitalizovaného toku by měl být vždy volen tak, aby se co nejvíce blížil stavu charakteristickému pro toky v dané oblasti. Používány by měly být také vždy materiály (kameny,...) z místa, kde je revitalizace prováděna. Nové koryto, vybudované 37

38 v oblasti kambrických sedimentů, zářící do dálky dovezeným žulovým substrátem, vypadá poněkud nepřirozeně. Případné výsadby je třeba volit tak, aby kořenové systémy stromů v budoucnu zpevňovaly a stabilizovaly břehy toku a zároveň vytvářely potenciální úkryty pro živočichy jak na souši, tak ve vodě. Břehy revitalizovaného toku by měly být co možná nejčlenitější a pokud možno neopevněné. Nejlepším řešením je ponechat syrové koryto vlastnímu vývoji. Je třeba zajistit obousměrnou migrační prostupnost revitalizovaného toku. Obr. 1.15: Rak kamenáč (Austropotamobius torrentium). Typický obyvatel toků s velkou nabídkou potenciálních úkrytů. Za ty mu slouží zejména volné prostory pod kameny, popř. jinými předměty na dně (padlé stromy,...). Využívá i úkrytů, které nabízejí kořenové systémy stromů, zasahující do vody. Ideálním biotopem pro tento druh jsou zejména přirozené vodní toky se střídajícími se proudivými úseky a tůněmi, s kamenitým až balvanitým dnem. Občas se však s překvapivě početnými populacemi můžeme setkat i v dříve regulovaných tocích v pokročilé fázi samorevitalizace koryta (podmínkou je takový stav regulace, nabízející pro tento druh potenciální úkryty - např. mezery mezi kameny, tvořícími opevnění toku, vypadané kameny ze břehů, vytvářející úkryty na dně a pod.). Obr Mihule potoční (Lampetra planeri). Základním existenčním předpokladem pro výskyt tohoto druhu je přítomnost dostatečně hlubokých jemnozrnných sedimentů v toku. Larvy mihulí minohy totiž žijí několik let zahrabány v těchto náplavech, kde se živí drobnými organismy. Vhodné sedimenty se ukládají na okrajích meandrů a klidně proudících úseků, popř. v tůních a různých lagunách. Koryto, které takovými partiemi nedisponuje, není pro tento zajímavý a poměrně vzácný druh vhodné. 38

39 Obr. 1.17: Listonoh letní (Triops cancriformis). Tito vzácní korýši jsou typickými obyvateli periodických tůní. Jsou to živočichové s velmi zajímavým životním cyklem, vázaným právě na tento typ biotopu vajíčka jsou schopna přežívat i po mnoho let ve vyschlých sedimentech (jejich vyschnutí je mimo jiné základním předpokladem líhnutí) a listonohové se z nich líhnou po zaplavení vodou, což bývá často v důsledku vybřežování vodních toků. Listonohové rychle rostou a před opětovným vyschnutím tůně nakladou vajíčka. Ta potom v sedimentech čekají na další velkou vodu... Na unikátní biotopy, které představují periodické tůně v okolí vodních toků, je vázáno samozřejmě mnohem širší spektrum živočichů a rostlin (vodní hmyz a jeho larvy, obojživelníci,...). Obr Přirozená členitost koryta a jeho okolí je základem velké ekologické hodnoty. 39

40 40