Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. Implementace povodňové směrnice do podmínek České republiky

Transkript

1

2 Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. Implementace povodňové směrnice do podmínek České republiky Sborník příspěvků ze seminářů a konferencí uspořádaných v letech BRNO 2014

3 Protipovodňové vzdělávací a výzkumné centrum (CZ.1.07/2.4.00/ ) Editor: Mgr. Pavla Štěpánková, Ph.D. Technické zpracování: Mgr. Martin Caletka Návrh obálky: Mgr. Martina Kudlíková Foto na obálce: Jeroným Lešner Tisk: Ing. Vladislav Pokorný - LITERA Brno, Tábor 43a, Brno Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. ISBN

4 Obsah Předmluva... 5 DRBAL KAREL: Metodické postupy použité v procesu implementace směrnice 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik v podmínkách České republiky... 7 DRÁB ALEŠ, UHMANNOVÁ HANA, STARA VLASTIMIL: Metody stanovení povodňového nebezpečí a povodňového rizika FRIEDMANNOVÁ LUCIE, ŠTĚPÁNKOVÁ PAVLA: Interpretace výstupů mapování povodňových rizik DRBAL KAREL, DUMBROVSKÝ MIROSLAV: Problematika povodní z přívalových srážek a možné přístupy k zmírnění jejich negativních dopadů KLEMEŠOVÁ KAMILA, ŠTĚPÁNKOVÁ PAVLA: Územní plánování jako možný nástroj v ochraně před negativními dopady povodní DRÁB ALEŠ, ŘÍHA JAROMÍR: Základní přehled právních předpisů a dokumentů v povodňové problematice

5 4

6 Předmluva Projekt Protipovodňové vzdělávací a výzkumné centrum (CZ.1.07/2.4.00/ ), který je financován z Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost, má za cíl vytvoření podmínek pro neformální setkávání a spolupráci odborné veřejnosti (akademických a výzkumných pracovníků), studentů vysokých škol a veřejného a podnikatelského sektoru v oblasti vodního hospodářství se zaměřením na povodňovou problematiku. Tato spolupráce a komunikace je naplňována formou realizace odborných a vzdělávacích seminářů, workshopů, praxí a stáží pro graduální i doktorské studenty a pracovníky žadatele a partnerů se síťovými partnery s cílem zvýšit kompetence v oblasti vzájemné spolupráce a transferu odborných znalostí v otázkách vodního hospodářství a ochrany před povodněmi včetně ekonomických, sociálních, veřejnosprávních a stavebně-technických aspektů. Partnery projektu Protipovodňového vzdělávacího a výzkumného centra jsou Ekonomicko-správní fakulta Masarykovy univerzity, Stavební fakulta Vysokého učení technického v Brně a Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i., pobočka Brno. Předkládaný sborník je souborem textů z přednášek akademiků a odborníků z praxe, které byly v rámci projektu Protipovodňového vzdělávacího a výzkumného centra předneseny v průběhu let na seminářích a konferencích pro studenty partnerských vysokých škol a zainteresované odborníky. Vybrané příspěvky jsou tematicky zaměřeny na proces implementace tzv. povodňové směrnice (Směrnice Evropského parlamentu a Rady o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik 2007/60/ES) do podmínek České republiky. Sborník je určen nejen studentům vysokých škol v graduálním a v doktorském studiu, ale i představitelům regionální a veřejné správy na úrovni měst a obcí a širší odborné veřejnosti. Přibližuje čtenářům některé postupy (a jejich výsledky), které byly vytvořeny a aplikovány při plnění požadavků povodňové směrnice. Uvedené postupy (stejně jako povodňová směrnice) sledují jeden společný cíl, a to snížit nepříznivé účinky povodní na lidské zdraví, životní prostředí, kulturní dědictví a hospodářskou činnost. řešitelský kolektiv 5

7 6

8 Proces implementace směrnice 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik v podmínkách České republiky Karel DRBAL Abstrakt Proces implementace směrnice EU 2007/90/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik byl v ČR iniciován již v průběhu vlastní tvorby předpisu. Podrobným rozborem byly definovány problémové okruhy, jejichž řešení bylo zajištěno: (i) transpozicí principů směrnice do právního řádu ČR, (ii) zahájením vývoje metodických nástrojů nezbytných ke splnění jednotlivých požadavků směrnice. Oba časově náročné dílčí procesy byly moderovány mezirezortní pracovní skupinou vedenou Ministerstvem životního prostředí ČR. V příspěvku jsou uvedeny principy vybraných metodických postupů včetně dosažených výsledků. Zejména se jedná o fázi vymezení oblastí s významným rizikem, metodickou podporu tvorby map povodňového nebezpečí a povodňových rizik. Současně jsou uvedeny další dílčí výsledky využitelné pro přípravu plánů pro zvládání povodňových rizik. Klíčová slova povodňové nebezpečí, povodňové ohrožení, zranitelnost, expozice, povodňové riziko, oblasti s významným povodňovým rizikem, předběžné vyhodnocení 1 Úvod V souvislosti s povodňovými situacemi získali obyvatelé České republiky za posledních téměř dvacet let, tj. od roku 1997 do června 2013 tragické zkušenosti, které dokládají smutné údaje: 137 obětí na lidských životech a téměř 188 mld. Kč materiálních škod. Negativní povodňové dopady vyplývají ze dvou hlavních typů povodňového nebezpečí, kterým je území České republiky vystaveno. Máme v živé paměti jak problémy spojené s odstraňováním následků povodní z regionálních dešťů, tak nově se snažíme rozumnou měrou předcházet a minimalizovat škody povodní z přívalových srážek. Nejsou výjimkou ani kombinace obou typů příčinných jevů tak, jak tomu bylo v červnu 2013 zejména v povodích Ohře, Berounky a horní Vltavy. Ochraně před povodněmi je v ČR věnována velká pozornost a vynakládány nemalé finanční prostředky jak v oblasti prevence, tak v rámci operativních opatření. Ochrana před negativními dopady povodní jako soubor opatření je výsledkem dlouhodobého procesu, v rámci kterého jsou po uvážení všech racionálních možností řešení zvoleny ty 7

9 efektivní. Za efektivní řešení je nutno chápat takové, které je ve výsledku pořízeno za únosnou cenu při minimálních negativních vedlejších účincích a za udržitelné provozní (servisní) náklady. K tomu je nutné ve fázi tvorby návrhů opatření propojit řadu informací, znalostí, výsledků pozorování tak, aby bylo možné minimalizovat případné kolize zájmů, účelů a efektů. Nicméně uplatnění systémových přístupů v řešení ochrany před negativními účinky povodní a dalšími průvodními jevy vyžaduje provedení několika nezbytných logických kroků. Z obecného pohledu zmíněná posloupnost činností znamená: (i) aktuální vyjádření míry nebezpečí, (ii) věrohodné vyjádření či kvantifikaci možných dopadů, (iii) volbu hledisek klasifikace a kritérií výběru nezbytných k definování splnitelného cíle/cílů ochrany, (iv) návrh postupů k dosažení cílů, (v) vypracování variant srovnatelných z pohledu plnění cílů ochrany, (vi) výběr optimálního řešení. Optimem může často být kostra systému ochrany sestavené z klíčových prvků. Nalezením výsledného řešení se zcela celý postup neuzavírá, protože po následném zahrnutí obtížně kvantifikovatelných hledisek či upřesnění požadavků může nastat korekce cílů a proces se vrací do kroku (iii). Již byl zmíněn problém celého postupu, který spočívá ve vybalancování střetů zájmů, kolizí aktivit, a zejména ve výsledné efektivní výši součtu pořizovacích a provozních nákladů. Dosažení tohoto stavu pak vyžaduje přípravu řady metodik, na základě kterých je možné objektivizovat jednotlivé kroky uvedeného postupu. Nezbytnost propracovaných objektivních postupů posuzování míry povodňového nebezpečí, vyjádření povodňového rizika a stanovení výše možných škod, které ve výše nastíněném postupu reprezentují kroky (i) a (ii), připomínaly doporučení z výsledných zpráv vyhodnocení katastrofálních povodňových situací v ČR zejména z let 1997, 2002, Výzkum prakticky využitelných metod v podmínkách České republiky probíhal od druhé poloviny 90. let (projekty VaV/650/5/02, SP/1c2/121/07), zavádění těchto postupů do právního rámce a rutinní praxe akcelerovalo schválení Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik (dále Směrnice 2007/60/ES) v říjnu Tento právní dokument ukládá členským státům EU povinnost postupně na jejich území vyhodnotit povodňové nebezpečí, riziko a pořízené informace zpracovat do formy příslušného mapového vyjádření, a to v těchto termínech: do dokončit předběžné vyhodnocení povodňových rizik, do zajistit dokončení map povodňového nebezpečí a povodňových rizik, do zajistit dokončení a zveřejnění plánů pro zvládání povodňových rizik. 8

10 2 Stav plnění požadavků Směrnice 2007/60/ES Splnění uvedených úkolů znamenalo iniciaci procesu implementace Směrnice 2007/60/ES do právního prostředí a institucionálního rámce České republiky již od druhé poloviny roku 2007 v gesci MŽP ČR. Zásadní byla transpozice principů směrnice a terminologického aparátu do novely zákona č. 254/2001 Sb. o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) zákonem č. 150/2010 Sb. s účinností od Druhým právním předpisem, který úzce souvisí se směrnicí o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik je nová vyhláška č. 24/2011 Sb. o plánech povodí a plánech pro zvládání povodňových rizik (účinnost od ). Vyhláška uvádí způsob a formu zpracování předběžného vyhodnocení povodňových rizik, obsah a způsob zpracování map povodňového nebezpečí, map povodňových rizik a formy jejich zveřejnění, obsah a způsob zpracování plánů pro zvládání povodňových rizik a konečně způsob zpřístupnění přípravných prací, návrhů plánů pro aktivní zapojení veřejnosti. Činnosti, které souvisejí se zmíněným procesem, probíhají i nyní. Nicméně je vhodné zmínit ty z aktivit, jejichž minimálně metodická část je připravena k použití. V intencích požadavků Směrnice 2007/60/ES byla v České republice v termínu ukončena fáze tzv. předběžného vyhodnocení povodňových rizik s výslednou identifikací oblastí s potenciálně významným povodňovým rizikem. Pro další krok byly vypracovány a ověřeny postupy vhodné k tvorbě map povodňového nebezpečí a zejména map povodňových rizik, které umožní přesně určit místa s vysokou mírou povodňového rizika vzhledem k současnému, příp. uvažovanému, způsobu využívání příslušného území. Tyto mapy, které byly vypracovány pro oblasti s potenciálním povodňovým rizikem, jsou zpřístupněny veřejnosti od prosince 2013 prostřednictvím webového mapového portálu popř. 3 Definice povodňového rizika Velmi frekventovaným termínem nejen v uváděné problematice je termín riziko. Jelikož se s riziky setkáváme v každodenním životě, má tento pojem tedy jistě celou řadu významů, které odpovídají hůře či lépe popisovanému jevu či realitě. Povodňové riziko je vyjádřeno nejčastěji jako kombinace pravděpodobnosti výskytu nežádoucího hydrologického jevu a odpovídajících potenciálních povodňových škod. V širších souvislostech pak může být povodňové riziko vyjádřeno jako kombinace pravděpodobnosti výskytu nežádoucího jevu (povodně, scénáře nebezpečí) a jeho nepříznivých dopadů na lidské zdraví, životní prostředí, kulturní dědictví a hospodářskou činnost. 9

11 Riziko je v rámci tohoto přístupu definováno jako n-tice vektorů (Tichý, 1994): kde Sc P D RI i ( Sci, Pi, Di ), i 1,..., n, (1) scénář nebezpečí, pravděpodobnost výskytu scénáře nebezpečí, následky (poškození, škoda), vyjádřené ve vhodných jednotkách. Všechny tyto veličiny jsou časově závislé, neboť jak scénář nebezpečí, tak pravděpodobnost jeho výskytu a škoda se mohou v čase měnit. V souladu s uvedenou obecnou definicí je možné riziko určit podle vztahu 0 RI ( D ) D( u O) g( u) du. (2) D(uO) je funkce následků, u je kvantifikátor události závislý na vektoru opatření a rozhodnutí O (výška ochranné hráze podél toku, včasná evakuace, apod.), který ovlivňuje následky extrémní události, g(u) je hustota pravděpodobnosti výskytu události (scénáře nebezpečí) s následky D(uO). Pokud jsou důsledky povodní vyjádřitelné v diskrétní formě, pak dílčí riziko RIi vyplývající z realizace i-tého scénáře nebezpečí lze vypočítat podle vztahu RI i P D (3) i i Potom pro celkové riziko RI z realizace n statisticky nezávislých scénářů nebezpečí platí RI n i1 P i D i, (4) kde Pi je roční pravděpodobnost výskytu i-tého scénáře nebezpečí 1 N P i 1 e (doba trvání T=1 rok). (5) 4 Předběžné vyhodnocení povodňových rizik (PVPR) Stěžejním cílem předběžného vyhodnocení povodňových rizik v České republice bylo vybrat na základě co nejširšího plošného posouzení povodněmi ohrožených území takové oblasti, kde jsou povodňová rizika významná a pro které je žádoucí a současně i reálně možné v průběhu šesti let platnosti prvních plánů oblastí povodí, tj. do roku 2015, připravit plány pro zvládání povodňových rizik, a to na základě zpracování map povodňového nebezpečí a map povodňových rizik. Vedle schopnosti postihnout hodnocením co největší část území státu, kde mohou existovat povodňová rizika, je tedy podstatným požadavkem na použitou metodiku i nabídnout co nejobjektivnější kritéria pro stanovení významnosti rizik při potřebě porovnat i oblasti s velmi rozdílnými 10

12 podmínkami fyzicko-geografickými, s rozdílným využitím území a s výraznými rozdíly v míře ohrožení povodňovým nebezpečím. Z uvedeného vyplývá, že základní otázkou pro nastartování procesu předběžného vyhodnocení povodňových rizik bylo exaktní vymezení obsahu sousloví významné povodňové riziko. Směrnice 2007/60/ES vyžaduje, aby tento proces byl založen na dostupných nebo snadno odvoditelných informacích a aby byl opakovatelný v šestiletých plánovacích cyklech. Současně ponechává definici významnosti na každém z členských států EU. K předběžnému vyhodnocení povodňových rizik v České republice byly použity zásadně standardně zpracovávané databáze poskytující podklady zejména o lokalizaci a prostorovém vymezení dále uvedených prvků a způsobů využití území, případně informace vhodné pro posouzení nebo vyhodnocení následků, ke kterým by mohlo docházet při zasažení příslušných objektů povodněmi. Jednalo se zejména o následující podkladové informační zdroje především ve formě databází GIS: Vymezení záplavových území pro standardně zpracovávané povodňové situace z regionálních srážek pro průtoky s dobou opakování 5, 20 a 100 let, příp. jiné, databáze DIBAVOD (správce VÚV TGM, v.v.i.); Počty trvale bydlících osob lokalizované podle adresných bodů budov, databáze Registr sčítacích obvodů (ČSÚ), databáze Budovy, databáze katastrálních území (ČÚZaK); Hodnota fixních aktiv (rok 2006) v územních jednotkách pro stanovení odhadu majetku dotčeného projevy povodňového nebezpečí na zastavěných plochách a v dopravní infrastruktuře; Vymezení zastavěných ploch podle druhu využití a lokalizace silniční dopravní infrastruktury v databázích ZABAGED; Lokalizace objektů, ve kterých se nakládá s nebezpečnými látkami podléhajícími předpisům o integrované prevenci a omezování znečištění (směrnice 96/61/ES a navazující předpisy) a které mohou způsobit havarijní znečištění vod a životního prostředí při zasažení středním scénářem povodňového nebezpečí (Q100). Databáze IRZ (Integrovaný registr znečištění správce MŽP), RPZZ (Registr průmyslových zdrojů znečištění správce VÚV TGM, v.v.i.) a krizové plány těchto objektů; Lokalizace kulturních a historických památek (databáze Národního památkového ústavu - NPÚ) s doprovodnými informacemi o závažnosti jejich ohrožení záplavovou vodou středním scénářem povodňového nebezpečí (Q100). 11

13 4.1 Přípravné vyhodnocení povodňových rizik Předběžné vyhodnocení povodňových rizik bylo založeno na využití dvou základních hledisek, podle kterých lze dopad povodňového nebezpečí kvantifikovat. Kvantitativní vyjádření parametrů základních hledisek předběžného vyhodnocení povodňového rizika, které je založeno na definici rizika (viz kap. 3), bylo provedeno pro jednotlivé scénáře povodňového nebezpečí. Základními hledisky pro výběr oblastí s významným povodňovým rizikem byly zvoleny: počet obyvatel pravděpodobně dotčených povodňovým nebezpečím v záplavových územích, podle všech dostupných scénářů nebezpečí (zejména Q5, Q20, Q100), v průměru za rok (obr. 1); hodnota majetku na zastavěných plochách a příslušejícího do silniční dopravní infrastruktury pravděpodobně dotčeného povodňovým nebezpečím v záplavových územích, podle všech dostupných scénářů nebezpečí (zejména Q5, Q20, Q100), v průměru za rok (obr. 2). Obr. 1 Trvale bydlící osoby dotčené povodňovým nebezpečím v průměru za rok 12

14 Obr. 2 Hodnota majetku (fixních aktiv) dotčená povodňovým nebezpečím v průměru za rok [mil. Kč/rok] Počet obyvatel a hodnota majetku (fixních aktiva) dotčené projevy povodňového nebezpečí pro jednotlivé scénáře určité doby opakování byly stanoveny jako průniky plochy příslušného záplavového území pro průtok Qn, bodového vyjádření budov a ploch odpovídajícího typu zastavěného území v základní územní jednotce konkrétní obce. Při vyčíslení hodnoty dotčeného majetku se předpokládalo v rámci správních jednotek, pro které ČSÚ byly poskytnuty údaje o hodnotě fixních aktiv, jeho rovnoměrné rozložení na jednotku plochy zastavěného území ve všech obcích příslušné správní jednotky. Pomocná hlediska sloužila k upřesnění rozsahu oblastí s významným povodňovým rizikem, po jejich vymezení podle základních hledisek při nastavení kritérií. Jednalo se o následující údaje: povodňové ohrožení objektů, ve kterých se nakládá s nebezpečnými látkami a mají proto potenciál způsobit havarijní znečištění vody nebo životního prostředí při zasažení povodní Q100; povodňové ohrožení kulturních a historických památek při Q100; Za povodňové ohrožení zmíněných objektů se považoval stav, kdy byla indikována lokalizace některého objektu v ploše záplavového území pro průtok Q100 a současně bylo z podkladových informací o objektech patrné, že zasažením objektu rozlivem může dojít k ohrožení vod nebezpečnými látkami nebo k ohrožení památkově chráněného objektu. 13

15 4.2 Vymezení oblastí s významným povodňovým rizikem K vlastnímu vymezení oblastí s významným povodňovým rizikem bylo na základě testovacích analýz doporučeno použít pro základní hlediska toto nastavení kritérií: počet obyvatel dotčených povodňovým nebezpečím 25 obyv./rok, hodnota dotčených fixních aktiv povodňovým nebezpečím 70 mil. Kč/rok, přičemž do výběru byly zahrnuty všechny základní územní jednotky (ZÚJ) měst a obcí, ve kterých byla naplněna alespoň jedna z podmínek kombinovaného kritéria. Za primární oblast s významným povodňovým rizikem je považováno území charakterizované úsekem hlavního toku vymezený ZÚJ, kde bylo naplněno a překročeno uvedené kritérium (obr. 3). V případě, že vybrané základní územní jednotky spolu nesousedí, byly spojeny vymezené úseky do jednoho souvislejšího úseku toku buď na základě vyhodnocení pomocných hledisek, nebo s ohledem na praktickou řešitelnost hydrologických souvislostí. Ukázalo se, že je žádoucí provést i analýzu jednotlivých případů obcí, kde podle vyhodnocení základních kritérií nebylo dosaženo hodnot zvolených mezí (25 obyv./rok, 70 mil. Kč/rok majetku), s cílem zjistit, zda tato situace nenastala jako následek použitých zjednodušení. Předpokládá se, že při následných aktualizacích předběžného vyhodnocení povodňových rizik v šestiletých cyklech se nastavení hodnot pro základní hlediska upraví, např. podle postupu realizace plánu pro zvládání povodňových rizik v předchozím plánovacím cyklu. 4.3 Výstupy fáze předběžného vyhodnocení povodňových rizik Výsledkem analýz je vymezení úseků toků a také seznam obcí, u kterých jsou povodňová rizika předběžně vyhodnocena jako významná a pro které byly následně zpracovávány mapy povodňového nebezpečí a povodňových rizik v rámci šestiletého cyklu příprav plánů povodí a plánů pro zvládání povodňových rizik. V době zpracování úlohy předběžného vyhodnocení povodňových rizik byly dostupné údaje vymezených záplavových území pro km toků, což představuje cca 67 % tzv. významných vodních toků (Vyhláška č. 178/2012 Sb.). Tab. 1 uvádí aktuální hodnoty parametrů základních hledisek předběžného vyhodnocení povodňového rizika pro jeden ze scénářů povodňového nebezpečí na těchto tocích (Q100). Z pohledu směrnice 2007/60/ES se jedná z hlediska četnosti výskytu o reprezentanta středních situací (scénáře nebezpečí). Z dostupných údajů vyplývá, že rozlivy jevů s pravděpodobností výskytu 1 % mohou být dotčeny základní územní jednotky měst a obcí v ČR. Celkový počet obyvatel v těchto obcích představoval v roce 2009 (doba prováděných analýz) 84 % podíl obyvatel České republiky. Hodnota majetku měst a obcí jejichž základní územní jednotka je dotčena rozlivy Q100 pak dosahovala 82 % hodnoty fixních aktiv ČR (hodnota za rok 2006). Jednotlivá hlediska nebylo možné uplatnit na všechny z 3006 měst a obcí, neboť bytové domy byly dotčeny povodňovými rozlivy v obcích, komunikace v případech a zastavěné plochy pak v městech a 14

16 obcích. Byla také zjištěna nezanedbatelná množina měst a obcí, pro které nebylo vyhodnoceno žádné ze zvolených hledisek, protože rozlivem byla dotčena pouze zemědělská či lesní půda v jejich ZÚJ. Obr. 3 Identifikace území s významným povodňovým rizikem na základě kombinovaného kritéria 25 a více obyvatel anebo 70 a více mil. Kč hodnoty majetku dotčených povodňovým nebezpečím v průměru za rok (označené červeně - celkem 308 základních územních jednotek) Tab. 1 Hodnoty parametrů základních hledisek předběžného vyhodnocení povodňového rizika pro rozlivy s dobou opakování 100 let Trvale bydlící osoby Komunikace [km] Zastavěné plochy [ha] Hodnota majetku [mil. Kč] rok 2006 Celkem za ČR Celkem v obcích dotčených rozlivem Q Dotčeno rozlivem Q Podíl v dotčených obcích [%] 4,64 4,47 8,10 7,36 15

17 Hlavním výstupem je přehledná mapa oblastí povodí v České republice s vyznačenými úseky toků, které charakterizují oblasti s významným povodňovým rizikem (obr. 4). Celková délka úseků významných vodních toků v oblastech, kde bylo vyhodnoceno povodňové riziko jako významné, činí km. Obr. 4 Úseky toků definující oblasti s významným povodňovým rizikem 5 Další podklady pro tvorbu plánů pro zvládání povodňových rizik Z hlediska přípravy podkladů pro sestavení vlastních plánů jak zvládat povodňová rizika byla pozornost věnována upřesnění dosažitelných cílů. Pracovní nastavení cílů zvládání povodňových rizik v obecné úrovni bylo doporučeno konstruovat pomocí postupů, které byly použity pro fázi tzv. předběžného vyhodnocení povodňových rizik. V roce 2012 byly ve VÚV TGM provedeny aktualizace výpočtů hlavních hledisek, tj. stanovení parametrů: počtu trvale bydlících osob dotčených projevy povodňového nebezpečí v průměru za rok a hodnoty majetku dotčeného projevy povodňového nebezpečí v průměru za rok a to jak pro území celé ČR, tak ve vazbě na tzv. oblasti s významným povodňovým rizikem. Primárně byl sledován parametr, který by měl charakter směrné hodnoty poměrného vyjádření snížení povodňových rizik v oblastech s významným povodňovým rizikem v ČR. Vstupní údaje byly typově shodné s daty, která byla využita v roce Nicméně v rámci republikového přehledu přibylo zejména lokalit s vymezeným záplavovým územím, resp. bylo možno někde doplnit i další scénáře nebezpečí a současně byly využity aktualizace dalších databází. Tím tedy bylo možné podrobit šetření větší území ČR. 16

18 Z dílčích výsledků např. vyplynulo, že v případě rozlivu Q100 počet dotčených obcí tímto, z pohledu Směrnice 2007/60/ES středním, scénářem nebezpečí se zvýšil na (v rámci výpočtů provedených v roce 2009, byl počet dotčených obcí pro stejný scénář 3 006), což představuje 51 % všech obcí v ČR. Nárůst počtu obcí v datové sadě 2012 o 189 představuje zvýšení oproti stavu 2009 o 3 % všech obcí. Podíl trvale bydlících osob v těchto obcích (dotčených rozlivem Q100) činí 4,05 % všech obyvatel České republiky. Tab. 3 Porovnání výsledků stanovení počtu trvale bydlících osob dotčených povodňovými rozlivy v ČR (první výpočet proveden v roce 2009, druhý v roce 2012) Poměrná vyjádření [%] [%] Obce dotčené rozlivem / Obce v ČR 48,1 51,1 Obce s obyvateli dotčenými rozlivem Q100 / Obce v ČR 29,1 31,1 Obce s obyvateli dotčenými rozlivem Q100 / Obce dotčené rozlivem 60,5 60,9 Obyvatelé dotčení rozlivem Q100 / Obyvatelé v ČR 3,9 3,9 Obyvatelé dotčení rozlivem Q100 / Obyvatelé bydlící v obcích dotčených Q100 4,64 4,59 Obyvatelé dotčení rozlivem Q100 / Celkový počet obyvatel trvale bydlících v obcích, v nichž je část z nich dotčena rozlivy Q100 5,24 5,14 Počet obcí, pro které existuje informace o teoretickém průniku zastavěných ploch s bytovými domy s povodňovým rozlivem Q100, se v sadě 2012 zvýšil o 126 obcí, což představuje nárůst o téměř 7 %. I když se počet všech obyvatel obcí, jejichž katastrální území jsou dotčena povodňovým rozlivem Q100, zvýšil o 2,4 % a počet všech obyvatel obcí, kde je část bytové zástavby dotčena povodněmi, se zvýšil o 3,3 %, počet trvale bydlících osob přímo dotčených povodněmi se vzrostl pouze o 1,4 %. Je diskutabilní, zda tento údaj může indikovat vliv opatření na zvýšení ochrany před negativními dopady povodní v letech 2009 až Z tabulky 3 vyplývá, že ačkoliv se pohled na povodňovou problematiku zařazením dalších území obcí rozšířil a první tři ukazatele se zvýšily či čtvrtý stagnuje, došlo k poklesu, byť mírnému u klíčového parametru (v pořadí pátý), tj. podílu obyvatel dotčených rozlivem s dobou opakování 100 let v obcích v zóně Q100 o 0,05 %. Pokud se zaměříme pouze na obce, kde mohou být zasaženy rozlivem Q100 bytové domy, pak podíl obyvatel dotčených rozlivem tohoto scénáře nebezpečí se snížil o 0,1 %. Výsledky šetření počtů trvale bydlících osob popř. bytů, zastavěných ploch atd. dotčených povodní v ohrožených oblastech ukázaly v případě výpočtu 2009, že ohrožení povodňovým nebezpečím z rozlivů vodních toků se týkalo 4,64 % obyvatel ČR a 7,36 % hodnoty nemovitého i movitého majetku (tab. 2), který se nachází v záplavových 17

19 územích. Obdobný pohled na výsledky zjištěné výpočty v roce 2012 ukazují, že ohrožení povodňovým nebezpečím z rozlivů vodních toků se týkají 4,59 % obyvatel ČR a 7,21 % hodnoty nemovitého i movitého majetku, který se nachází v záplavových územích. 5.1 Výsledky analýz pro oblasti s významným povodňovým rizikem (OsVPR) Velmi očekávanými byly údaje, které by pomohly více charakterizovat vymezené oblasti s významným povodňovým rizikem. Dosud byly tyto oblasti identifikovány úseky tzv. významných vodních toků v souhrnné délce km. Výpočty pro stanovení rozlivů extrémního scénáře nebezpečí (Q500) nebyly v době výpočtu k dispozici pro všechny OsVPR, proto bylo nutné řešení problému zúžit na potenciální důsledky jevů s dobou opakováni do 100 let. Částečnou výhodou toho vynuceného stavu, možnost porovnání výsledků výpočtů z roku 2009 a Z dílčích výsledků je zřejmé, že v oblastech s významným povodňovým rizikem vymezenými nad soubory dat v roce 2012 se nachází celkem obcí, což představuje více než 32 % všech obcí, jejichž katastrální území (KÚ) jsou dotčena rozlivem Q100. V těchto obcích zařazených do OsVPR trvale bydlí osob, tj. 70,7 % obyvatel obcí dotčených rozlivem s dobou opakování 100 let. Současně se jedná o 60,6 % obyvatel celé ČR. Tab. 4 Porovnání výsledků počtu trvale bydlících osob dotčených povodňovými rozlivy v ČR a v oblastech s významným povodňovým rizikem (OsVPR) - výpočet proveden v roce 2012 Poměrná vyjádření ČR OsVPR [%] [%] Obce dotčené rozlivem / Obce v ČR 51,1 16,5 Obce s obyvateli dotčenými rozlivem Q100 / Obce v ČR 31,1 10,7 Obce s obyvateli dotčenými rozlivem Q100 / Obce dotčené rozlivem 60,9 65,0 Obyvatelé dotčení rozlivem Q100 / Obyvatelé v ČR 3,9 3,0 Obyvatelé dotčení rozlivem Q100 / Obyvatelé bydlící v obcích dotčených Q100 4,59 4,97 Obyvatelé dotčení rozlivem Q100 / Celkový počet obyvatel trvale bydlících v obcích, v nichž je část z nich dotčena rozlivy Q100 5,14 5,61 Počet obyvatel přímo dotčených rozlivem Q100 v oblastech s významným povodňovým rizikem představuje podíl 76,5 % všech obyvatel dotčených v obcích. Podíl obcí, kde byli identifikováni obyvatelé dotčení rozlivy Q100 je v OsPVR vyšší o více než 4 % oproti celé ČR (65,0 % obcí, resp. 60,9 % obcí, viz tab. 4). Podíl obyvatel v této kategorii obcí v oblastech s významným povodňovým rizikem přesahuje 70 % celé ČR. Povodňová nebezpečí z rozlivů vodních toků s dobou opakování 100 let se dotýkají 4,97 % obyvatel ČR (tab. 4), kteří se nacházejí v záplavových územích. Zvýšení oproti údaji za 18

20 ČR ukazuje, že vymezené OsVPR vystihují podstatu problému požadavků povodňové ochrany. 5.2 Predikce vlivu uplatnění ochrany před dopady povodní v OsVPR Nad daty dostupnými v roce 2012, která charakterizují vymezení povodňových rozlivů scénářů pro úseky toků v oblastech s významným povodňovým rizikem, byly provedeny další analýzy, jejichž cílem byly odhady vlivu uplatněné míry ochrany. Pozornost byla zaměřena pouze na rozsah jevů určenými scénáři (Q100, Q20 a Q5), příp. Q50, Q10 zejména z důvodu porovnatelnosti výsledků s předchozí etapou. Odhady uplatněné míry ochrany byly provedeny pro úrovně návrhových průtoků Q5, Q10, Q20, Q50 pro všechny lokality zahrnuté do oblastí s významným povodňovým rizikem. Výpočty byly stanoveny všechny veličiny nezbytné pro určení hlavních hledisek předběžného vyhodnocení povodňových rizik, tj. počet obyvatel dotčených povodňovými rozlivy v průměru za rok; hodnoty fixních aktiv zastavěných ploch dotčených povodňovými rozlivy v průměru za rok; hodnoty fixních aktiv silniční dopravní infrastruktury dotčených povodňovými rozlivy v průměru za rok. Konstrukcí průběhů změn jednotlivých veličin byl sledován hlavní cíl, a to stanovení poměrného vyjádření efektů uplatněné ochrany před negativními dopady povodní v oblastech s významným povodňovým rizikem. Názorné poměrné vyjádření teoretických přínosů ochrany přináší sloupcový graf na obr. 9. Pokud budeme nahlížet na obě kategorie obyvatelé i majetek souhrnně, pak z grafu vyplývá, že při uplatnění ochrany na Q5 se může dosáhnout snížení dopadů cca o jednu až dvě pětiny. Nicméně bylo důležité prověřit dosažené výsledky i z hlediska nejistot, které jsou zejména způsobeny nehomogenitou vstupních dat. Vzhledem ke skutečnosti, že parametr hlavního hlediska počet trvale bydlících osob dotčených projevy povodňového nebezpečí (povodňovými rozlivy) v průměru za rok je vytvářen nad daty, která vykazují vyšší míru podrobnosti v prostorovém vyjádření než rozložení specifických hodnot fixních aktiv, je vhodné souhrnný závěr vyvozovat právě nad kategorií - ochrana obyvatel. 19

21 Obr. 9 Podíly efektů zajištění míry ochrany Q5, Q10, Q20, Q50 obyvatel a majetku v oblastech s významným povodňovým rizikem (zohlednění nejistot) 6 Závěr Splnění úkolů uložených Směrnicí 2007/60/ES znamenalo iniciaci procesu zavádění principů této Směrnice do právního prostředí a institucionálního rámce České republiky. Proces byl připravován již v průběhu roku 2007 v gesci MŽP ČR. Důležitým předpokladem pro plnění ůkolů implementace byla včasná příprava metodických postupů. Návrhem objektivního postupu a vymezením oblastí s významným povodňovým rizikem pro podmínky České republiky, bylo definováno zadání pro následné práce na tvorbě podkladů pro výsledné vyjádření povodňových rizik. Bude se jednat o velice důležité informace zejména ve fázi rozhodování o případných protipovodňových opatřeních. Klíčovou úlohou bude posouzení efektivnosti opatření z hlediska snížení rizika povodní a tímto způsobem bude dosaženo optimalizace využívání veřejných prostředků na zajišťování celostátně nebo regionálně srovnatelné standardní úrovně povodňové ochrany. Výsledky aktualizovaného šetření počtů trvale bydlících osob, popř. bytů, zastavěných ploch atd. dotčených povodní v ohrožených oblastech ukazují, že ohrožení povodňovým nebezpečím z rozlivů vodních toků se týká (pro střední scénář nebezpečí) méně než 5 % obyvatel ČR a cca 7 % hodnoty nemovitého i movitého majetku, který se nachází v záplavových územích. Uvedené souhrnné údaje jsou užitečné zejména v diskusi, která je vedena nad tématem stanovení standardu ochrany před negativními účinky povodní jako segmentu veřejných služeb v ČR. Údaje zjištěné pomocí analýz na dostupných datech na národní úrovni mohou přispět k doplnění argumentů, jak lépe a spravedlivě nastavit motivační prostředí v problematice povodňové prevence v ČR a pro její financování. 20

22 Literatura DRBAL, K. a kol. (2005). Návrh metodiky stanovování povodňových rizik a škod v záplavovém území a jeho ověření v povodí Labe. Zpráva řešení za rok Číslo projektu VaV/650/5/02, VÚV TGM, Brno, 144 s., 43 s. příl. DRBAL, K. a kol. (2006). Návrh metodiky stanovování povodňových rizik a škod v záplavovém území. Urbanismus a územní rozvoj 5/2006. s DRBAL, K. a kol. (2006). Návrh nástroje hodnocení účinnosti realizovaných preventivních opatření ochrany před účinky povodní. Zpráva úkolu 3385 za rok VÚV TGM, Brno. DRBAL, K. a kol. (2008). Metodika stanovování povodňových rizik a potenciálních škod v záplavovém území. VÚV TGM., Brno, 60 s. DRBAL, K., (2009). Proces implementace povodňové směrnice EU a problematika předběžného vyhodnocení povodňových rizik v ČR, příspěvek na konferenci Vodní toky 2009, Hradec Králové, , ISBN , Lesnická práce, s.r.o., Kostelec nad Černými lesy, DRBAL, K. a kol (2010). Návrh metodiky předběžného vyhodnocení povodňových rizik v České republice. MŽP Praha, 7 s. DRBAL, K. aj. (2011). Metodika tvorby map povodňového nebezpečí a povodňových rizik. VÚV TGM, Ministerstvo životního prostředí ČR, Praha, 84 s. DRBAL, K., ŠTĚPÁNKOVÁ, P. (2008). Problems Solved in Context of Flood Directive Implementation in the Czech Republic. In Brilly, M., Šraj, M. XXIVth Conference of the Danubian Countries. Bled, Slovinsko, Ljubljana : Slovenian National Committee for the IHP UNESCO, 2008, s ISBN ŘÍHA, J. a kol., (2005). Riziková analýza záplavových území. Práce a studie Ústavu vodních staveb FAST VUT Brno, Sešit 7, CERM, 286 s., ISBN ŘÍHA, J. aj. (2006). Vyhodnocení jarní povodně 2006 na území ČR Riziková analýza (Svratka, Svitava). VUT Brno, FAST, Ústav vodních staveb, 38 s. TICHÝ, M. (1994). Rizikové inženýrství. 1 Riziko a jeho odhad. Stavební obzor 9/94, s Kontaktní údaje Ing. Karel Drbal, Ph.D. Výzkumný ústav vodohospodářský TGM, v. v. i., Brno karel_drbal@vuv.cz 21

23 22

24 Metody stanovení povodňového nebezpečí a povodňového rizika Aleš DRÁB, Hana UHMANNOVÁ, Vlastimil STARA Abstrakt Význam metod rizikové analýzy záplavových území a aktuálnost problematiky ochrany před povodněmi potvrzuje schválení Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/60/ES ze dne 23. října 2007 o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik. Směrnice je legislativní podporou zavádění metod rizikové analýzy záplavových území v členských zemích Evropské unie, a tedy i v České republice. Nutno konstatovat, že postupy rizikového hodnocení v protipovodňové problematice jsou v ČR rozvíjeny a aplikovány již od katastrofických povodní v roce 1997 a jsou v souladu s evropskými a světovými trendy. Příspěvek prezentuje konkrétní postupy rizikové analýzy sloužící k vytvoření map povodňových nebezpečí, ohrožení a rizik. Součástí jsou rovněž postupy pro zvládání povodňových rizik, které mají za cíl omezit škody na lidském zdraví, životním prostředí, kulturním dědictví a ekonomické činnosti. Klíčová slova povodeň, nebezpečí, ohrožení, zranitelnost, riziko, riziková analýza 1 Úvod Posuzování míry povodňového nebezpečí, vyjádření povodňového rizika a výše možných škod patří k velmi aktuálním problémům nejen ve vodním hospodářství. Směrnice Evropského parlamentu a Rady o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik 2007/60/ES (dále jen povodňová směrnice ) ukládá členským státům pevnými časovými termíny povinnost postupně na jejich území vyhodnotit povodňové nebezpečí, riziko a tato vyhodnocení zpracovat do formy příslušného mapového vyjádření. Termíny zpracování těchto dokumentů jsou v povodňové směrnici stanoveny takto: do dokončit předběžné vyhodnocení povodňových rizik, do zajistit dokončení map povodňového nebezpečí a map povodňových rizik, do zajistit dokončení a zveřejnění plánů pro zvládání povodňových rizik. Plán hlavních povodí České republiky, schválený vládou v květnu roku 2007, ukládá řadu úkolů v přípravě a realizaci konkrétních protipovodňových opatření. Při rozhodování o těchto opatřeních bude třeba posoudit jejich efektivnost z hlediska snížení rizika vyplývajícího z povodní a tímto způsobem optimalizovat využívání veřejných prostředků na zajišťování celostátně nebo regionálně srovnatelné standardní úrovně povodňové ochrany. 23

25 Obecně k cílům rizikové analýzy záplavových území patří poskytnutí kvalitních podkladů pro kvalifikované rozhodování o využití území v rámci územního plánování i o potřebách a rozsahu opatření proti vzniku povodňových škod. Součástí analýzy by mělo být i členění inundačních území podle stupně povodňového rizika a stanovení priorit pro aplikaci protipovodňových opatření. Příspěvek představuje určité schéma postupů zaměřených na ohrožená území. Mezi klíčové pojmy, které uvozují jednotlivé pracovní fáze dále popisovaných postupů, patří: povodňové nebezpečí, zranitelnost území, povodňové ohrožení a povodňové riziko. 2 Povodňové nebezpečí a metody jeho stanovení 2.1 Povodňové nebezpečí a jeho definice Definice Nebezpečí je definováno jako hrozba jevu, který vyvolá nepříznivé dopady na životy a zdraví obyvatel, majetek nebo životní prostředí. V této souvislosti definujeme veličinu nazývanou povodňové nebezpečí, která je vyjádřitelná hodnotami tzv. charakteristik průběhu povodně. Definice Charakteristiky průběhu povodně jsou veličiny sloužící k hodnocení potenciálního povodňového nebezpečí a zranitelnosti území. Jsou to zejména: rozsah záplavy, parametry povodně (kulminační průtok a hydrogram povodně), hloubka vody v záplavovém území, rychlosti proudění vody v záplavovém území, doba zaplavení, rychlost stoupání hladiny vody, teplota vody, koncentrace nebezpečných látek obsažených ve vodě. Definice Zdroj povodňového nebezpečí představují dle zákona 254/2001 Sb. zejména tyto situace: 1. Dosažení stanoveného limitu vodního stavu nebo průtoku ve vodním toku a jeho stoupající tendenci. 2. Déletrvající vydatné dešťové srážky, popřípadě prognóza nebezpečí intenzivních dešťových srážek, očekávané náhlé tání, nebezpečný chod ledů nebo vznik nebezpečných ledových zácp a nápěchů. 3. Vznik mimořádné situace na vodním díle, kdy hrozí nebezpečí jeho poruchy. 24

26 Povodňové nebezpečí je důsledek určitého sledu událostí s danou pravděpodobností výskytu ( cesta ), který ve svém důsledku vede k zaplavení území, tj. ke vzniku povodně. Povodeň, kterou chápeme jako hydrologický extrém, je výsledkem složitého procesu, do kterého se kromě klimatických vlivů promítají i faktory související se srážkoodtokovým procesem, jako je např. stupeň nasycení zemského povrchu, druh zemského pokryvu, roční období atd. Mezi další podstatné faktory patří antropogenní vlivy, které zahrnují např. způsob hospodaření v krajině, vliv vodohospodářských a dalších objektů na tocích apod. Výsledná pravděpodobnost výskytu daného povodňového nebezpečí by tak měla kromě nahodilosti působících přírodních jevů postihovat i vliv lidské činnosti daný např. spolehlivostí vodohospodářských objektů (PPO, nádrže, jezy apod.). Stanovení dílčích pravděpodobností jednotlivých zmiňovaných jevů je do značné míry limitováno nedostatkem údajů z dlouhodobého měření příslušných náhodných veličin. Zajištění podrobného měření by vyžadovalo vybudování rozsáhlého monitorovacího systému, jehož realizace není z praktických důvodů v plném rozsahu možná. Z uvedených příčin je pro vodohospodářskou praxi nezbytné přijmout určitá zjednodušení, která i za současných podmínek umožní stanovení pravděpodobnosti výskytu daného povodňového nebezpečí. Jednou z dostupných možností je využití údajů o velikosti a průměrné době opakování kulminačních průtoků. Tyto informace ve formě N-letých průtoků poskytuje Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) v souladu s normou ČSN Tab. 1 Srovnání hodnot pravděpodobnosti překročení a periodicity dle vztahů (1) a (2) N [roky] N e 1/ 1 0,6321 0,3935 0,1813 0,0952 0,0488 0,0328 0,0100 0, / N 1 0,5 0,2 0,1 0,05 0,0333 0,01 0,0067 Požadovanou pravděpodobnost překročení daného kulminačního průtoku je pak možné odvodit na základě průměrné doby opakování příslušného kulminačního průtoku N ze vztahu (Starý 2005; Sommer 1985): p, 1 N p 1 e 1 e, (1) kde p značí periodicitu. Z tabulky 1 je patrné, že pro hodnoty cca N 5 lze uvažovat: p 1 p,. (2) N Zmiňované údaje o N-letých průtocích jsou zatíženy hydrologickými nejistotami, které jsou dány chybami ve stanovení návrhového průtoku odpovídajícímu době opakování N. Jde zejména o chyby při: 25

27 hydrometrování, tj. chyby při měření vodních stavů, šířek a hloubek koryta a rychlostí, stanovení průtoků, které sestávají z o chyby při vyhodnocení průtoků z výsledků hydrometrování, o chyby při sestrojení měrné křivky průtoků ve vodoměrném profilu, o chyby při vyčíslení průměrných denních průtoků a kulminačních průtoků, stanovení N-letých průtoků o chyby výběrových charakteristik z nedostatečně dlouhé řady pozorování, o chyby při odhadu parametrů základního souboru, o chyby z interpolace či extrapolace řad a jejich parametrů do profilů, kde není pozorování. Hydrologické nejistoty jsou pro jednotlivé třídy přesnosti vyjádřeny v [%] prostřednictvím orientační hodnoty směrodatné chyby v ČSN (tab. 2). Tyto nejistoty je možné zahrnout do stanovení návrhové hladiny zvýšením příslušného návrhového průtoku o směrodatnou chybu, např. dle uvedené normy. Tab. 2 Vybrané orientační hodnoty směrodatné chyby podle ČSN Třída přesnosti Hydrologický údaj I II III IV Směrodatná chyba v [%] Dlouhodobý průměrný průtok (Qa) M denní průtoky (Q30d až Q300d) M denní průtoky (Q330d až Q364d) N leté průtoky (Q1 až Q10) N leté průtoky (Q20 až Q100) V souvislosti se zmiňovanými metodami je dále aktuální otázka posouzení možného vlivu klimatických změn na četnost a velikost průtoků. Tento vliv lze kvantifikovat jako míru nejistoty, kterou jsou zatíženy současné hodnoty m-denních a N-letých průtoků s výhledem v řádu několika desítek let. Při daném hodnocení je třeba odlišovat hydrologické extrémy od extrémů meteorologických (klimatických), které jsou pouze důsledkem určité synoptické situace, popř. v některých případech i vlivu orografie. Námi sledované hydrologické extrémy jsou výsledkem složitějšího procesu, do kterého se kromě klimatických vlivů promítají i faktory související se srážkoodtokovým procesem, jako je např. stupeň nasycení zemského povrchu, druh zemského pokryvu, roční období atd. (Daňhelka, 2009). Mezi další podstatné faktory patří antropogenní vlivy, u kterých je však dosud obtížné stanovit míru jejich účinku na klima a srážkoodtokový proces. Tato skutečnost je dána zejména značnou nahodilostí sledovaných přírodních jevů (Milly et al., 2002; Nachtnebel, 2009). Dále je třeba zmínit, že případné vlivy klimatu na průtočné poměry se mohou značně regionálně lišit, a to již na úrovni jednotlivých povodí. Z tohoto důvodu je poměrně 26

28 obtížné přejímat výsledky analýz např. z jiných zemí. Hlavní význam tedy mají především výsledky výzkumů provedených pro lokality na území ČR s respektováním místních specifických podmínek. 2.2 Proudění vody v korytech toků a ZÚ Podstatou kvantifikace povodňového nebezpečí je určení časoprostorového rozdělení charakteristik průběhu povodně a zpracování těchto údajů do podoby tzv. map povodňového nebezpečí. Ty slouží následně jako podklad pro kvantifikaci rizika. Charakteristiky průběhu povodně zahrnují především: rozsah záplavy, hloubky vody v záplavovém území, rychlosti proudění vody v záplavovém území, rychlost příchodu povodně, rychlost stoupání hladiny, jakost vody, klimatické podmínky, výskyt unášených předmětů. Rozsahem záplavy (obr. 2) se míní, do jaké vzdálenosti od koryta toku bude dosahovat zaplavení. Rozsah záplavy umožňuje stanovit rozsah ohroženého majetku a počet potenciálně ohrožených obyvatel a také potenciální výši materiálních škod při uvažované povodňové události. Hloubka vody (obr. 3) je vyjádřena jako svislá vzdálenost mezi dnem (terénem) a hladinou vody. Ohrožení majetku a také osob stoupá se vzrůstající hloubkou. Největší vliv má hloubka na děti, starší osoby a neplavce. Rychlost vody (obr. 4) stejně jako hloubka vody je nezbytná pro posouzení rozsahu ohroženého majetku a také stability jedince v proudící vodě. Čím větší je rychlost, tím se zvětšuje pravděpodobnost, že bude větší rozsah ohroženého majetku a že bude ohrožený jedinec stržen proudem vody. Rychlost příchodu povodně je závislá především na ploše povodí, na jeho morfologii a geologické skladbě, na stupni nasycení půdy, na intenzitě srážek a jejich kombinaci s táním sněhu, atd. Největší nebezpečí pro obyvatelstvo hrozí při příchodu povodní z přívalových srážek. Jejich lokalizace a doba jsou velmi těžce předvídatelné a výstražné informace jsou poskytnuty ve velmi krátkém časovém horizontu. Rychlost stoupání hladiny vyjadřuje, jak rychle stoupne hladina vody v korytě řeky a po vybřežení v inundačním území. Při povodních z přívalových srážek může hladina vody během krátkého časového intervalu stoupnout až o několik metrů a tím výrazně ohrozit zasažené obyvatelstvo. Teplota vody má vliv na ohroženého jedince v případě delšího pobytu ve vodě. Dlouhodobý pobyt ve studené vodě může vést k podchlazení (hypotermii). Nejcitlivější 27

29 na prochlazení jsou děti a staří lidé. Pokles tělesné teploty způsobuje tělesné a duševní zpomalení a možnost následného utonutí jedince. Při povodni může dojít ke zhoršení jakosti vody. Znečištění povrchových vod může nastat vlivem vyplavení čistíren odpadních vod (ČOV), průmyslových a zemědělských podniků, ale i urbanizovaných ploch. Tento faktor se projeví rovněž po opadnutí vody (kontaminace podzemních vod, půdy, atd.) Klimatické podmínky jsou obecně dány především nadmořskou výškou a klimatickým pásmem. S přibývající nadmořskou výškou klesají průměrné teploty a přibývá srážek. Při povodni mohou klimatické podmínky znesnadňovat záchranné práce a mohou mít negativní vliv na ohrožené osoby. Jedná se např. o silný vítr a déšť, popř. krupobití, mlhu, sníh nebo nízké teploty vzduchu. Mezi unášené předměty patří např. trosky domů, kmeny stromů, vozidla atd. Unášené předměty mohou znamenat objekty v záplavovém území a pro osoby velké nebezpečí. To se zvětšuje se zvyšující se rychlostí vody a hmotností předmětů. K určení vybraných charakteristik průběhu povodně (nejčastěji rozsah záplavy, hloubka a rychlost proudění vody) lze v první fázi využít existujících podkladů (např. dokumentace záplavových (ZÚ) přirozených a zvláštních povodní, studie odtokových poměrů (SOP), mapy a atlasy ZÚ, záznamů z historických povodní), které však obsahují pouze omezený počet řešených kulminačních průtoků (zpravidla průtoky Q5, Q20, Q100, popř. průtoky odpovídající zaznamenané historické povodni). Další podstatnou nevýhodou uvedených podkladů je ve většině případů absence údajů o hloubkách, popř. rychlostech proudění vody v ZÚ. Z těchto důvodů slouží tyto podklady především pro získání základní informace o povodňovém nebezpečí. Ke zpracování rizikové analýzy záplavových území (RA) je obvykle nutné použití jednorozměrných (1D) nebo dvojrozměrných (2D) numerických modelů proudění vody v tocích a v záplavových územích, které umožňují provedení výpočtů pro širší škálu kulminačních průtoků, zahrnutí vlivu navrhovaných PPO atd. Prostorové (3D) numerické modely se v souvislosti s prouděním vody v korytech vodních toků a záplavových územích využívají výjimečně, a to zejména k podrobnému řešení proudění vody na hydrotechnických objektech a v jejich okolí (např. vtokové objekty vodních elektráren, plavební komory apod.). Obdobné využití platí i pro fyzikální modelování. Z těchto důvodů nejsou 3D numerické a fyzikální modely v dalším textu zmiňovány. Volba dimenze numerického modelu (1D nebo 2D) a přijaté zjednodušující předpoklady jsou vždy kompromisem mezi požadavky použité metody hodnocení rizika, úrovní dostupných dat a časovými a finančními možnostmi zadavatele. V závislosti na použité metodě odhadu rizika je vždy nutné rozlišit, zda postačí použít 1D model proudění nebo je nutné použít model 2D. Z 1D modelu obdržíme údaje o konstantní průřezové rychlosti a konstantní poloze hladiny vody v jednotlivých výpočtových příčných profilech. Na základě empirických vztahů lze z těchto informací odhadnout rozdělení rychlostí v průtočném profilu a s tím související polohu hladiny v jednotlivých částech profilu. Na takto určené veličiny je však zapotřebí nahlížet jako na orientační a pro získání 28

30 přesnějších informací použít model vícerozměrný. Zde připadají v úvahu především 2D modely, které poskytují informace o plošném rozdělení rychlostí a hloubek v ZÚ. Ve srovnání s 1D modelem je však náročnější na vstupní data, vlastní výpočet a dobu zpracování. Zvláštním případem, objevujícím se v menším měřítku, je využití vzájemného propojení 1D a 2D modelů. Pomocí 1D modelu je tak např. řešeno proudění vody v korytě toku, zatímco připojeným 2D modelem se provádí výpočet proudění v místech rozlivů do inundace. Obdobně jako dimenzi použitého matematického modelu je nutné zvážit vliv nestacionarity proudění na kvantifikaci rizika v ZÚ. Pokud použitá metoda kvantifikace rizika nezohledňuje dobu zaplavení a rychlost stoupání, resp. klesání hladiny je možné použít pro stanovení charakteristik průběhu povodně modelu ustáleného proudění. Obecně lze říci, že řešení ustáleného proudění je méně náročné než řešení proudění neustáleného. Na druhou stranu model ustáleného proudění nezohledňuje transformaci povodňové vlny inundací, což může v některých případech vést k poměrně velkému zkreslení výsledků. Nejistoty z hydraulického výpočtu závisí především na přiléhavosti matematického modelu vzhledem k realitě (tzv. věcná přesnost modelu). Výpočty jsou převážně prováděny s použitím jednorozměrných modelů, často pouze ustáleného režimu proudění vody v síti vodních toků. Snížení rozměrovosti úlohy vede mnohdy ke zkreslení skutečných poměrů v toku a v přilehlém inundačním území, což vede k výrazným odchylkám od skutečnosti. Nejistoty v řešení jsou určeny do značné míry zkušeností, erudicí a inženýrským citem řešitele. Není neobvyklé, že výpočty prováděné různými výpočtáři se i při použití stejného programového prostředku mohou výrazně lišit. Určitým východiskem je řešení složitějších případů dvojrozměrnými modely založenými na tzv. rovnicích mělkého proudu (Vreugdenhil, 1988) nebo s využitím zaokruhované či větevné sítě jednorozměrných toků (tzv. 1,5D modely). Další text kapitoly je věnován podrobnějším informacím o využití 1D a 2D numerických modelů pro kvantifikaci povodňového nebezpečí D numerické modelování proudění vody Jednorozměrný (1D) model proudění je vhodné použít v případech, kdy je v průtočném profilu dostatečně přesná aproximace: rychlosti proudění jednou hodnotou - průřezovou rychlostí, konstantní polohou hladiny. V případě proudění v širokém inundačním území jsou většinou rychlosti a hloubky vody v průtočném profilu natolik rozdílné, že je výpočet potřebné provést 2D modelem. V současné praxi se jako jedno z možných východisek pro výpočet proudění vody, zejména v urbanizovaných územích (uliční sítě), používá rovněž tzv. 1,5 dimenzionálních modelů (1,5D), které vycházejí z matematického popisu proudění za předpokladu 1D aproximace. Síť koryt (jednotlivé ulice, průlehy v inundačním území, apod.) je v záplavovém území třeba předem zadat. Síť může být větvená nebo zaokruhovaná. 29

31 Základní rovnice pro řešení 1D úloh proudění vody v tocích byly odvozeny s využitím zákona zachování hmotnosti a věty o změně hybnosti. Vstupní předpoklady a odvození těchto rovnic je uvedeno např. v publikaci (Chow, 1959). Mezi nejrozšířenějším programové vybavení, používané v ČR pro řešení 1D úloh proudění vody, patří především HYDROCHECK, HEC-RAS, MIKE 11. Program HYDROCHECK řeší základní úlohy ustáleného nerovnoměrného proudění v systému otevřených neprizmatických koryt, včetně objektů situovanými na hlavním toku. Programem je možné také řešit návazné úlohy, například stanovení aktivní zóny, průběhy svislicových rychlostí a celou řadu dalších úloh. Systém otevřených koryt může obsahovat i soustředěné přítoky a odběry, resp. další singularity.hydrocheck umožňuje práci s tratí v situaci, do které je možné připojit rastrový i vektorový mapový podklad. Při importu je možné například načíst všechny zaměřené body do mapy a teprve v Hydrochecku z nich výběrem vytvářet příčné profily. Systém tvorby výkresové dokumentace umožňuje tisk výstupů (podélný profil, příčné profily) přímo z prostředí programu bez další editace v programu CAD. Program HEC-RAS (River Analysis System) je schopen řešit ustálené a neustálené proudění v systému otevřených koryt s oboustranným inundačním územím, včetně rozdělení rychlostí a průtoků v příčném profilu při konstantní hladině v příčném profilu. Kromě základních hydraulických modulů pro ustálené a neustálené proudění obsahuje program modul pro simulaci transportu sedimentů v korytě toku, kvalitativní teplotní modul, modul pro projektování úprav koryt, možnost manipulace na jezových objektech a grafický editor. Model dále umožňuje export dat do programů typu GIS nebo CAD. Výhodou tohoto modelu je propracované řešení mostních objektů, propustků a jezů, včetně možnosti výpočtu proudění přes přelévanou mostovku. Stupeň drsnosti lze zadávat pomocí Manningova drsnostního součinitele nebo pomocí ekvivalentní drsnosti k. Model je neustále vyvíjen a stažení nových verzí lze provádět přes internet. (U.S. Army Corps of Engineers). Výsledky hydraulických simulací modelu HEC-RAS je možné také použít jako vstupy do dalších programů, např. HEC-FDA (Flood Damage Analysis), který řeší odhad potenciálních povodňových škod. Program MIKE 11 je numerický model modulární stavby, který umožňuje simulovat neustálené proudění v síti otevřených koryt libovolného tvaru příčného průřezu, včetně objektů základního typu. Na základní hydrodynamický modul navazuje řada dalších modulů, mezi nimi modul Non-Cohesive Sediment Transport and Morphological (NST) Module" simulující morfologické změny koryta (vymílání, zanášení). Všechny zmiňované programy podporují ve fázích přípravy dat (pre-processing) i vyhodnocení výsledků (post-processing) využití GIS. V následujících odstavcích jsou uvedeny základní principy používané při řešení 1D úloh proudění vody v korytech vodních toků a ZÚ. 30

32 Základní vstupní data 1D modelů Rozsah vstupních dat 1D numerického modelu je dán vstupními parametry, okrajovými a počátečními podmínkami. Jedná se o: geometrii koryta toku a přilehlého inundačního území zahrnující osu toku, podélné a příčné profily, údaje o vodohospodářských objektech na toku, popř. v ZÚ, které podstatně ovlivňují charakter proudění. údaje o drsnostech koryta a inundačního území v příčných profilech, údaje o průtocích a kótách hladin ve vybraných příčných profilech popř. bodech v ZÚ, sloužící pro zadání okrajových a počátečních podmínek, popř. kalibraci modelu. Pokud je předpoklad, že výsledky výpočtů budou zpracovávány do podoby map povodňového nebezpečí, pak je nutné výše uvedený výčet dat rozšířit o digitální model terénu (DMT), který slouží k doplnění informací o výškopisu záplavového území v místech, kam nezasahují zaměřené příčné profily. Nezbytný je především pro účely vyhodnocování hranic rozlivů a hloubek vody. Výsledky výpočtů 1D modelů Výsledkem vyhodnocení výpočtů jsou mapy povodňového nebezpečí zahrnující údaje o hloubkách a rychlostech proudění vody. Postupy tvorby map povodňového nebezpečí popsané v tomto odstavci je možné obecně použít při vyhodnocování výsledků získaných na základě hydraulických výpočtů s použitím 1D modelů nebo na podkladě údajů z historických povodní. Vstupními daty pro vyhodnocení map hloubek jsou výsledky výpočtů pomocí 1D modelů v podobě popisných dat udávajících vypočtené kóty hladin v profilech při jednotlivých řešených průtocích. Dále se jedná o geometrická vektorová data zahrnující osy toku a příčné profily. Údaje o morfologii terénu v zájmové oblasti je třeba zajistit ve formě DMT. Další postup řešení spočívá v následujících krocích: Propojení geometrických vektorových dat představujících linie profilů s popisnými daty zahrnujícími údaje o kótách hladin ve výpočtových profilech. Vygenerování 3D plochy hladiny na základě příčných profilů a připojených popisných dat, přičemž v neprůtočných oblastech se předpokládá konstantní kóta hladiny. Vyhodnocení průniku prostorové plochy hladiny vody s DMT. Výsledkem průniku zmiňovaných ploch je hranice rozlivu. Provedení rozdílu plochy hladiny a DMT, čímž získáme hodnoty hloubek vody v oblasti vymezené hranicemi rozlivu. Verifikace získaných výsledků např. ověřením nulových hloubek vody na hranicích rozlivu. 31

33 Výsledkem uvedeného postupu dokumentovaného na obrázku 1 jsou mapy charakteristik průběhu povodně (hloubek vody a rozlivů), které slouží jako výchozí údaje pro následnou kvantifikaci povodňového rizika. Mapy rychlostí proudění vody je s ohledem druh schematizace řešené oblasti u 1D modelů možné získat pouze omezeně. Jednou z možností je použití tzv. 1,5D modelu, který kromě hlavní osy toku definuje i další větve např. pro protékané oblasti v záhrází, ulice v urbanizovaných oblastech apod. Tento postup umožňuje stanovení profilových rychlostí i v inundačních územích. Druhou možností je odhad podílů průtoků v inundačních územích a výpočet profilových rychlostí na základě rovnice kontinuity D numerické modelování proudění vody Hydraulické výpočty proudění pomocí 2D numerických modelů se používají pro stanovení charakteristik průběhu povodně zejména v případech kdy: potřebujeme stanovit plošné rozložení charakteristik průběhu povodně v zájmovém území, čili hloubku vody a složky vektoru svislicové rychlosti; zájmové území je po stránce morfologické natolik členité, že použití 1D schematizace není možné nebo je příliš komplikované. 2D numerické modely jsou založeny na řešení rovnic proudění vody o malé hloubce s volnou hladinou v zahraniční literatuře uváděné jako shallow water equations (Vreugdenhil, 1988). Mezi nejrozšířenější programové vybavení používané v ČR k řešení tohoto typu úloh patří především MIKE21, SMS - FESWMS a SMS - TUFLOW. Oba zmiňované programy podporují stejně jako v případě 1D modelů využití GIS ve fázích přípravy dat (pre-processing) i vyhodnocení výsledků (post-processing). Základní vstupní data 2D modelů Rozsah vstupních dat 2D numerického modelu je dán vstupními parametry, okrajovými a počátečními podmínkami. Jedná se o: geometrii koryta toku a přilehlého inundačního území ve formě DMT, údaje o vodohospodářských objektech na toku, popř. v ZÚ, které podstatně ovlivňují charakter proudění. plošné údaje o drsnostech koryta a inundačního území, údaje o průtocích a kótách hladin ve vybraných příčných profilech popř. bodech v ZÚ, sloužící pro zadání okrajových a počátečních podmínek, popř. kalibraci modelu. 32

34 Digitální model terénu (DMT) (Formát TIN) Umístění příčných profilů se známou kótou hladin (Vektorová data s atributy) Plocha hladiny (formát TIN) Plocha hladiny - DMT = hloubky vody (Rastrová data) Obr. 1 Postup vyhodnocení hranic rozlivů a hloubek vody v ZÚ 33

35 Výsledky výpočtů 2D modelů Vyhodnocení výsledků výpočtů spočívá v jejich interpretaci z údajů o vypočtených veličinách v diskrétních bodech (výpočtové uzly) do podoby spojitého rozložení hodnot v náhradní oblasti. Provádí se vytvořením rastrových dat na základě interpolace z hodnot v jednotlivých uzlech. Obr. 2 Mapa záplavových čar v lokalitě Břeclav 34

36 Obr. 3 Mapa hloubek vody pro Q100 v lokalitě Břeclav Obr. 4 Mapa rychlostí proudění vody pro Q100 v lokalitě Břeclav (výstup 2D modelu) 35

37 3 Povodňové riziko a metody jeho stanovení 3.1 Povodňové riziko a jeho definice Definice Povodňovým rizikem se dle 64a zákona 254/2001 (vodní zákon) rozumí kombinace pravděpodobnosti výskytu povodně a jejích možných nepříznivých účinků na lidské zdraví, životní prostředí, kulturní dědictví a hospodářskou činnost (obr. 5). Obr. 5 Komponenty rizika nebezpečí, zranitelnost, expozice Cesta Receptor Zdroj Obr. 6 Schéma koncepčního modelu zdroj-cesta-receptor Povodňové riziko lze rovněž definovat pomocí tzv. koncepčního modelu zdroj cesta receptor (z anglického source pathway receptor ) (Gouldby, 2009). Tento model přehledně zachycuje jevy a procesy, které ve svém důsledku vedou k zaplavení území a následně ke vzniku povodňových poškození a škod (obr. 6). Iniciátorem povodňového rizika je tzv. zdroj, který představuje hrozbu nepříznivého jevu (povodně), kterou označujeme pojmem povodňové ohrožení. Míra povodňového ohrožení je závislá na tzv. cestě, která v koncepčním modelu představuje určitý sled událostí s danou pravděpodobností výskytu vedoucích k zaplavení území (vzniku povodňového nebezpečí) a následné expozici. Expozicí rozumíme vznik povodňových poškození a 36

38 škod na tzv. receptorech (osoby, majetek, příroda a krajina) v důsledku působení povodňového nebezpečí. Stupeň poškození a škod na receptorech závisí především na: povodňovém nebezpečí, jehož míru lze kvantifikovat na základě charakteristik průběhu povodně (průtok, hloubka a rychlost proudění vody, doba zaplavení atd.); zranitelnosti receptorů, která je vyjádřena jejich citlivostí na působení povodňového nebezpečí. Tab. 3 Obsah komponent modelu zdroj-cesta-receptor Zdroj Cesta Receptor srážky, tání sněhu, chod ledů, vodní díla (nádrže a související objekty), vodní toky a související vodohospodářské a jiné objekty (liniová protipovodňová opatření, jezy, mosty apod.). zaplavení území rozlitím vody z toku v důsledku překročení kapacity koryta, překročení kapacity nebo porucha hydrotechnických staveb popř. jiných objektů na toku (např. liniových protipovodňových opatření, jezů, mostů, přehradních hrází apod.), zaplavení území průsakem podzemní vody, zaplavení území vodou z toku v důsledku zpětného vzdutí hladiny v kanalizaci, zaplavení území povrchovým odtokem v důsledku přívalových srážek. osoby, majetek, příroda a krajina (živočichové, rostliny, biotopy). Povodňové riziko tedy vzniká pouze za předpokladu, že dojde k expozici, tj. ke kontaktu povodňového nebezpečí a receptorů s definovanou zranitelností (viz Obr. 6). Z uvedeného rovněž vyplývá, že riziko lze v rámci tohoto přístupu definovat jako funkci pravděpodobnosti výskytu povodňového nebezpečí a odpovídajících následků (poškození a škod). 3.2 Zvládání povodňového rizika Cílem procesu označovaného jako zvládání povodňových rizik (risk management) je dosažení přijatelné míry rizika v ZÚ. Tento proces obvykle probíhá ve čtyřech etapách: 1. Formulace řešeného problému - vymezení cílů řešení. 2. Analýza rizika a jeho hodnocení. 3. Volba opatření pro snížení rizika, popř. k jeho udržování na přijatelné míře. 4. Realizace zvolených protipovodňových opatření. 37

39 Definice Zvládání povodňových rizik se dle 64a zákona 254/2001 (vodní zákon) soustředí na zmírnění možných nepříznivých účinků povodní na lidské zdraví, životní prostředí, kulturní dědictví a hospodářskou činnost, a pokud se to považuje za vhodné, na opatření nestavební povahy nebo na snížení pravděpodobnosti zaplavení (obr. 7). Plány pro zvládání povodňových rizik jsou součástí plánování v oblasti vod a zohledňují důležitá hlediska, jako jsou náklady a přínosy, rozsah a průběh povodní, retenční schopnosti záplavových území, cíle ochrany vod podle 23a odst. 1, hospodaření s půdou a s vodními zdroji, územní plánování, využití území, ochranu přírody, lodní dopravu a přístavní infrastrukturu. Plány pro zvládání povodňových rizik se zabývají všemi aspekty zvládání povodňových rizik, přičemž se soustřeďují na prevenci, ochranu, připravenost, včetně povodňových předpovědí a systémů včasného varování, a zohledňují charakteristiky konkrétního povodí nebo dílčího povodí. Plány pro zvládání povodňových rizik mohou zahrnovat rovněž podporu udržitelného využívání území, zlepšení schopnosti půdy zadržovat vodu a kontrolované zaplavení určitých oblastí v případě výskytu povodně. Zvládání povodňového rizika Riziková analýza // Hodnocení rizika Snižování rizika Nebezpečí Pravděpodobnost Pravděpodobnost Charakteristiky Charakteristiky průběhu průběhu povodně povodně (rozlivy, (rozlivy, hloubky, hloubky, rychlosti rychlosti..)..) Zranitelnost Návrh opatření na snížení rizika (PPO), popř. jeho udržování na stávající úrovni Expozice Riziko (metoda matice, ekonomické riziko,...) Obr. 7 Obecné schéma procesu zvládání povodňových rizik (risk management) První etapa procesu zahrnující formulaci řešeného problému by měla obsahovat především: vytyčení řešeného problému jasnou a jednoznačnou terminologií, prostorové a časové vymezení řešeného problému, určení případných omezení při hodnocení (časová, finanční, legislativní, apod.), 38

40 evidenci možných zdrojů nejistot, vytvoření koncepčního modelu zahrnujícího zdroje nebezpečí, receptory a možné cesty vzniku expozice. Podstatou navazující druhé etapy procesu je hodnocení, zda povodňové riziko stanovené metodami rizikové analýzy (RA) nepřekračuje přijatelné meze. V souladu s povodňovou směrnicí se v rámci rizikové analýzy záplavových území obvykle provádí kvantifikace těchto druhů rizik: riziko vzniku poškození a škod na majetku, individuální a společenské riziko (vyplývající z ohrožení obyvatelstva), environmentální riziko (dopady na přírodu a krajinu v souvislosti se zaplavením potenciálních zdrojů znečištění, kontaminací zdrojů pitné vody apod.), riziko poškození citlivých objektů (nemocnice, hasiči, policie, historické objekty apod.). Cílem třetí a čtvrté etapy procesu zvládání povodňových rizik je nalézt a realizovat vhodná protipovodňová opatření (PPO) v případech, kdy povodňové riziko překračuje přijatelné meze. Návrh těchto opatření je součástí tzv. plánů pro zvládání povodňových rizik, které jsou definovány povodňovou směrnicí. Úkolem navržených PPO je především snížit škody způsobené povodněmi, přičemž hlavní prioritou je maximálně omezit ztráty na životech lidí a zvířat. Zde je třeba zdůraznit fakt, že 100 % (tj. absolutní) PPO neexistují. V následujících kapitolách je uvedena vybraná metoda RA sloužící ke kvantifikaci povodňového rizika. Jedná se o metodu matice rizika. Tato metoda je rovněž zařazena do metodického pokynu k implementaci povodňové směrnice. V dalším textu je uveden základní princip zmiňované metody, postup zpracování a doporučená interpretace výsledků analýz. 3.3 Metoda matice rizika Pro plošné hodnocení povodňového nebezpečí, zranitelnosti, ohrožení a následně i rizika je vhodná metoda vycházející z tzv. matice rizika (Zimmerman et al., 2005), (FOWM, 1997). Metoda nevyžaduje kvantitativní odhad škody způsobené vybřežením vody z koryta, ale vhodným způsobem vyjadřuje povodňové ohrožení a riziko. Při hodnocení ZÚ v první fázi nepostihuje zranitelnost. Ta je nezbytným činitelem při stanovení vlastního rizika a do hry se dostává až v konečné fázi zpracování nad mapami charakterizujícími využití území. Zranitelnost je v použité metodě vyjádřena ve formě tzv. přijatelného rizika, resp. nezbytných opatření pro jednotlivé typy objektů a omezení aktivit ve vybraných částech území. Tato skutečnost naznačuje využití této metody zejména v oblasti územního plánování (Dráb, 2006; Dráb, Říha 2008), lokalizace rozvojových ploch, ale i při zpracování vodohospodářských generelů urbanizovaných území. V metodě rizikové matice je povodňové ohrožení definováno jako funkce pravděpodobnosti překročení příslušného N-letého kulminačního průtoku a tzv. intenzity povodně, která vyjadřuje povodňové nebezpečí. Povodňové ohrožení se stanovuje s použitím tzv. matice (obr. 8). Postup metody spočívá ve třech krocích: 39

41 Nízká Střední Velká Kvantifikace povodňového nebezpečí výpočet intenzity povodně na základě hloubek a rychlostí proudění vody. Stanovení povodňového ohrožení pomocí matice rizika. Stanovení ploch se zvýšeným rizikem s využitím údajů o zranitelnosti území. V rámci kvantifikace povodňového nebezpečí je třeba definovat a popsat nebezpečí, které je vyjádřeno pomocí intenzity povodně IP. Ta je chápána jako měřítko ničivosti povodně a je definována jako funkce hloubky vody h a rychlosti proudění vody v: 0, h 0 IP h, v h, h 0m, v 1 m/s. (3) h. v, v 1 m/s Na základě intenzity povodně stanovené pro vybrané N-leté kulminační průtoky (minimálně v rozsahu Q5, Q20, Q100, Q500) se nejprve stanoví hodnoty ohrožení s použitím tzv. matice, která je uvedena na Obr. 8. Řádky matice odpovídají kategoriím IPi a sloupce kategoriím N-letosti kulminačních průtoků. Ohrožení lze pro daný N-letý kulminační průtok stanovit rovněž s použitím vztahu: R i ( 0,3 1,35 IP ) p, (4) i i kde pravděpodobnost pi překročení příslušného N-letého kulminačního průtoku se vypočte ze vztahu (1), popř. (2). Intenzita povodně IP Bod odpovídající příslušnému N-letému kulminačnímu průtoku a dané hodnotě IP Vysoká 30 Střední 100 Malá 300 Velmi malá Obr. 8 Matice rizika dle FOWM (1997) N-letost [roky] 40

42 Tab. 4 Klasifikace a verbální popis ohrožení v souladu s obrázkem 8 a vztahem (4) Ohrožení R stanovené ze vztahu (4) R > 0,1 nebo IP > 2 0,01 < R < 0,1 R < 0,01 p < 0,0033 (tj. N-letost > 300) Kategorie ohrožení dle obr. 8 (3) Vysoké (červená barva) (2) Střední (modrá barva) (1) Nízké (oranžová barva) (4) Zbytkové (žlutá barva) Doporučení Doporučuje se nepovolovat novou ani rozšiřovat stávající zástavbu ve které se zdržují lidé nebo umísťují zvířata. Pro stávající zástavbu je třeba provést návrh protipovodňové ochrany, která zajistí odpovídající snížení rizika. Výstavba je možná s omezeními vycházejícími z podrobného posouzení potenciálního ohrožení objektů povodňovým nebezpečím. Nevhodná je výstavba citlivých objektů (např. zdravotnická zařízení, hasiči apod.). Nedoporučuje se rozšiřovat stávající plochy určené pro výstavbu. Výstavba je možná, přičemž vlastníci dotčených pozemků a objektů musí být upozorněni na potenciální ohrožení povodňovým nebezpečím. Pro citlivé objekty je třeba přijmout speciální opatření ve smyslu protipovodňové ochrany Otázky spojené s protipovodňovou ochranou se zpravidla doporučuje řešit prostřednictvím dlouhodobého územního plánování se zaměřením na zvláště citlivé objekty (zdravotnická zařízení, památkové objekty apod.). Snahou je vyhýbat se objektům a zařízením se zvýšeným potenciálem škod. Výsledné ohrožení R se na závěr vyhodnotí jako maximální hodnota z jednotlivých dílčích ohrožení Ri odpovídajícím řešeným N-letým kulminačním průtokům dle vztahu: n R max, (5) i 1 R i kde n značí počet řešených N-letých kulminačních průtoků. Vypočtené hodnoty ohrožení R se následně zařadí do kategorií dle tabulky 4. Je zřejmé, že postup výpočtu na základě vztahů (4) a (5) poskytuje shodné hodnoty ohrožení, jako v případě odečítání z matice na obrázku 8. Prakticky se výpočet intenzity povodně provádí s využitím nástrojů GIS na základě podkladů o hloubkách a rychlostech proudění vody pro dané N-leté kulminační průtoky (obr. 9). Tato data je třeba zajistit v rastrovém formátu, aby s nimi bylo možné po načtení do GIS provést příslušné početní operace dle vztahů (3) a (4). Stanovení rozsahu oblastí klasifikovaných zbytkovým ohrožením (tab. 4) je možné buď na základě údajů o rozlivech extrémních povodní s velmi malou pravděpodobností překročení (N > 300) nebo odborným odhadem vycházejícím z morfologie údolní nivy a rozsahu kvartérních fluviálních sedimentů. Předběžný odhad je třeba verifikovat při pochůzkách v rámci místních šetření. 41

43 Obr. 9 Schéma postupu metody rizikové matice pro daný N-letý kulminační průtok Výsledky výše uvedené metody založené na matici rizika se pro zájmové území zpracovávají do podoby map ohrožení a map rizika. Mapy ohrožení (obr. 10) zobrazují pomocí barevné škály kategorie ohrožení ploch v území zasaženém povodní uvedením vysvětlujících komentářů dle tabulky 4. Kategorie člení dotčené území z hlediska povodňového ohrožení, které umožňuje posouzení vhodnosti stávajícího nebo budoucího funkčního využití ploch a doporučení na omezení případných aktivit na plochách v dotčeném území s vyšší mírou ohrožení (tab. 4). Tohoto postupu je možné využít např. v procesu územního plánování, při návrhu protipovodňových opatření apod. 42

44 Obr. 10 Příklad mapy ohrožení v lokalitě Břeclav Mapy rizika (obr. 11) kombinují údaje o ohrožení s informacemi o zranitelnosti objektů v exponovaném území, které je možno excerpovat z ÚPD, mapových podkladů a místních šetření. Na základě dostupné ÚPD lze vymezit třídy ploch dle funkčního využití území (tab. 5 sloupec Funkční regulace ). Každé ze tříd je přiřazena hodnota tzv. maximálního přijatelného ohrožení (tab. 5 sloupec Přijatelné ohrožení ). Mapy takto klasifikovaných ploch využití území jsou následně překryty s mapami ohrožení a analytickými nástroji GIS převedeny do map rizika (obr. 11). V mapách rizika jsou zvýrazněny ty využívané plochy, na kterých je kritérium maximálního přijatelného rizika překročeno. Uvnitř každé takové plochy jsou vyznačeny dosažené hodnoty ohrožení v barevné škále odpovídající Tab. 4. Takto identifikovaná území představují exponované plochy při povodňovém nebezpečí při jejich vysoké zranitelnosti. Dalším logickým krokem je podrobnější posouzení rizikových ploch z hlediska řízení rizika, tj. snížení rizika na přijatelnou míru. 43

45 Tab. 5 Příklad tříd funkčního využití území dle ÚPD Označení Popis Funkční regulace BY BY BY OV OV OV OV OV OV OV OV DO DO DO VY VY ZV ZV Plochy bydlení v bytových domech Plochy bydlení v rodinných domech Plochy venkovského bydlení Plochy občanské vybavenosti - kultura Plochy občanské vybavenosti - školství Plochy občanské vybavenosti - veřejná správa Plochy občanské vybavenosti - zdravotnictví a sociální péče Plochy občanského vybavení - církev Plochy občanského vybavení - školství Plochy občanské vybavenosti - hřbitov Smíšené plochy obchodu a služeb Plochy automobilové dopravy a dopravních zařízení Plochy technické vybavenosti - kanalizace Plochy technické vybavenosti - vodovod Plochy lehké výroby Smíšené plochy výroby a služeb Plochy rostlinné zemědělské výroby Plochy živočišné zemědělské výroby Bydlení Občanská vybavenost Doprava a technická infrastruktura Výroba Zemědělská výroba Přijatelné ohrožení (2) Nízké (2) Nízké (2) Nízké (2) Nízké (2) Nízké SR Plochy sportu Sport a hromadná rekreace (3) Střední VP Vodní plochy Vodní plochy (4) Vysoké ZL Plochy veřejné zeleně Veřejná zeleň (4) Vysoké ZK LE LE OP OP OP Zahrádky, zahrádkářské kolonie Plochy krajinné zeleně Plochy lesního půdního fondu Plochy intenzivních sadů a vinic Plochy zahrad, sadů, vinic a polí v drobné držbě Plochy ZPF velkoplošně obhospodařované Zahrádky, zahrádkářské kolonie Lesy, zeleň Orná půda, louky, pastviny (4) Vysoké (4) Vysoké (4) Vysoké 44

46 Obr. 11 Příklad mapy rizika v lokalitě Břeclav 4 Závěr Využití výstupů, které je možné produkovat s použitím popsaných metod, tj. map povodňového nebezpečí a map povodňových rizik lze předpokládat nejen ve sférách plánování vodohospodářských služeb a operativního zvládání povodňových situací, ale zejména v oblasti prevence. Jejich nejúčinnějším využitím je pak dlouhodobé usměrňování využívání území způsobem co nejméně konfliktním s prostory, ve kterých dochází k odtoku povodňových průtoků. Znamená to nejen postupně budovat opatření na takové omezení nebo usměrnění povodňových průtoků, která budou schopna snížit riziko pro současné využívání území na přijatelnou úroveň, ale také a spíše především, do budoucna upravit využití území ohroženého povodňovým nebezpečím tak, aby tímto využitím vznikalo nejvýše jen přijatelné riziko při odtoku povodní, které územím musí projít. Tuto úlohu má v současné struktuře veřejné správy plnit územní plánování. Proto se mapy povodňového nebezpečí a mapy povodňových rizik musí stát důležitou a neopominutelnou součástí územně plánovacích podkladů, z nichž územní plánování vychází a které musí při tvorbě územně plánovací dokumentace kteréhokoliv stupně podrobnosti důsledně respektovat jako přírodními podmínkami dané limity využívání území. Modifikace těchto limitů je možná spíše výjimečně a lokálně, jen v případě ekonomicky zdůvodnitelných možností takových vodohospodářských opatření, která jsou schopna snížit povodňové riziko na přijatelnou úroveň. Pro interpretaci 45

47 vyhodnoceného ohrožení území povodňovým nebezpečím pro další možné využívání území se doporučuje vycházet z tabulky 4, případně, v rámci dalších prací na upřesňování limitů využití území v územním plánování, tuto navrženou interpretaci dále precizovat. Literatura DAŇHELKA, J What are correct methods for assessing the impact of climate change on floods, Czech example. Working Group F Workshop on Climate Change and Floods, September, Karlstad, Sweden. DRÁB, A Analýza povodňových rizik v procesu územního plánování s využitím GIS. Urbanismus a územní rozvoj 5/2006, s DRÁB, A., ŘÍHA, J Riziková analýza záplavových území v procesu územního plánování aplikace na území města Brna. Urbanismus a územní rozvoj 2/2008, s ES Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/60/ES ze dne 23.října 2007 o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik. FOWM Federal Office for Water Management: Empfehlungen: Berücksichtigung der Hochwassergefahren bei raumwirksamen Tätigkeiten. EDMZ, CH-3000 Bern. GOULDBY, B. and SAMUELS, P Language of Risk (Second Edition). Report T FLOODsite Consortium. CHOW, VT Open-channel hydraulics. Tokyo:McGraw-Hill Kogakusha. 680 s. MILLY, P. C. D., WETHERALD, R. T., DUNNE, K. A., DELWORTH, T. L Increasing risk of great floods in a changing climate. Nature. 415(6871): NACHTNEBEL, H.P Possible Consequences of Global Change on Water Management and Hydraulics Structures. Proceedings Volume I. 11th International Symposium on Water Management and Hydraulic Engineering. Skopje, Macedonia. SOMMER, M Hydrologie. Učební text VUT v Brně, FAST. SNTL Praha. STARÝ, M Hydrologie, Studijní opory pro studijní programy s kombinovanou formou studia. VUT v Brně, FAST. Brno. VREUGDENHIL, CB Numerical methods for shallow water flow. Kluwer Academic Publishers. ZIMMERMAN, M., POZZI, A. and STOESSEL, F Vademecum Hazard Maps and Related Instruments, The Swiss System and its Application Abroad, PLANAT, Bern, Switzerland. Kontaktní údaje Doc. Ing. Aleš Dráb, Ph.D. Ing. Hana Uhmannová, CSc. Doc. Ing. Vlastimil Stara, CSc. Ústav vodních staveb, Fakulta stavební, Vysoké učení technické v Brně drab.a@fce.vutbr.cz, uhmannova.h@fce.vutbr.cz, stara.v@fce.vutbr.cz 46

48 Interpretace výstupů mapování povodňových rizik Lucie FRIEDMANNOVÁ, Pavla ŠTĚPÁNKOVÁ Abstrakt Mapování povodňového nebezpečí a povodňových rizik proběhlo v České republice v rámci plnění požadavků Směrnice 2007/60/ES o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik. Pro necelých km vodních toků byly zhotoveny mapy rozsahu povodně, hloubek a rychlostí pro povodňové scénáře s dobou opakování 5, 20, 100 a 500 let. Na základě těchto podkladů byly pro daná území připraveny mapy povodňového ohrožení a povodňových rizik. Předložený text nejprve definuje pojem mapa jako takový a následně se zabývá interpretací výstupů povodňového mapování a jejich využitím. Klíčová slova mapa, povodně, nebezpečí, ohrožení, riziko 1 Úvod V České republice bylo v roce 2013 dokončeno mapování povodňového nebezpečí a povodňových rizik pro téměř km vodních toků v tzv. oblastech s významným povodňovým rizikem. Výsledky tohoto mapování jsou nyní k dispozici široké veřejnosti na mapovém portále na adresách: nebo Proběhlé mapování je druhým ze tří kroků plnění požadavků Směrnice Evropského parlamentu a Rady o vyhodnocování a zvládání povodňových rizik 2007/60/ES. Mapy byly vytvořeny podle postupů popsaných v Metodice tvorby map povodňového nebezpečí a povodňových rizik (MŽP, 2011). Jakoukoliv mapu určitě viděla a využívala při své práci nebo ve volném čase většina z nás. Otázkou zůstává, zda si všichni při práci s mapou uvědomují některé zákonitosti a pravidla, která umožňují mapy správně interpretovat. Proto je začátek tohoto článku věnován teoretickému úvodu do problematiky map jako takových. V druhé části je pak pozornost zaměřena na interpretaci map povodňového nebezpečí, povodňového ohrožení a povodňových rizik. 47

49 2 Co je mapa? Mapu lze zjednodušeně označit za grafický záznam znalostí o prostoru. Za ideálních podmínek tento záznam vzniká za použití soustavy předem definovaných pravidel, jimiž se zabývá vědní obor kartografie. Důležité je vědět, že mezi mapou a realitou existují takové vztahy, které nám umožňují mapu používat jako model, nikoliv však jako přesný zmenšený obraz reality. Důvodů proč mapy nejsou přesným obrazem reality je několik. Jedním z nich je nedostatek prostoru - záznam reality do mapy se provádí zmenšený - logicky čím větší území je zaznamenáno na stejnou plochu mapy, tím méně detailů lze zaznamenat. Poměr mezi realitou a mapou označujeme jako měřítko a běžně se vyjadřuje způsobem 1 : měřítkové číslo (např.: 1:10 000). Při měřítku 1: odpovídá 1mm na mapě 10m v realitě ( mm). Rodinný dům o zastavěné ploše 100m2 by tedy na mapě v měřítku 1: zabíral plochu 1x1mm. Pokud tuto znalost zkombinujeme s faktem, že nejtenčí zrakem rozeznatelná čára na papírové mapě má tloušťku 0,1mm, je patrné, že měřítko ovlivňuje nejen množství detailů, které můžeme zaznamenat, ale i přesnost, s jakou se tento záznam děje. Abychom aplikovali výše zmíněné na povodňovou problematiku - čára označující předpokládaný rozliv povodně silná 0,5mm na mapě v měřítku 1: ve skutečnosti představuje informaci o poloze rozlivu s přesností ± 5m. V měřítku 1: už by tato přesnost činila ± 50m. Proces výběru prvků, které ve výsledné mapě budou a definice jejich výsledné podoby se označuje jako kartografická generalizace. Generalizace probíhá nejen při konstrukci mapy z reality, ale i při změně měřítka. Obrázek 1 ukázka stejné území ve dvou různých měřítkách. Logicky se lze tedy zeptat k čemu je mapa, když již z její grafické podstaty není možné zaznamenat jevy a objekty s absolutní přesností? Odpověď zní - mapa nám podává přehlednou informaci o stavu věcí a umožňuje nám lépe se rozhodovat v případech, kdy prostor hraje roli. Mapa má zdůrazňovat typické vlastnosti objektů a jevů a zdůraznit ta místa, kde dochází k abnormalitám. Navíc pokud je správně zanesená vzájemná poloha objektů, nepřesnost ztrácí značnou část důležitosti, zvlášť pokud uživatel mapy má osobní znalost území. 48

50 Obr. 1 Změna mapy generalizací 3 Kompoziční prvky mapy Protože mapy jsou ze své podstaty grafickými díly, lze na nich definovat kompoziční prvky, ze kterých se skládají. Ty základní jsou (obr. 2): mapové pole (vlastní mapa) legenda (vysvětlivky, značkový/mapový klíč - vysvětluje obsah mapového pole) název (krátce definuje téma, oblast a období, ke kterému se údaje vztahují) měřítko (definuje poměr zmenšení oproti realitě) tiráž (obsahuje informace o zdrojích dat a jejich zpracovateli, metainformace) rám mapy (ohraničuje mapové pole, často zobrazuje souřadnice a jiné prvky sloužící k navigaci) marginálie (doplňkové texty a obrázky všeho druhu, směrovka) 49

51 Obr. 2 Kompoziční prvky mapy Jakou roli tedy hrají jednotlivé kompoziční prvky mapy v její interpretaci? Všechny kompoziční prvky mapy přispívají k tomu, abychom mohli mapu používat efektivně. Jak už bylo zmíněno, např. měřítko do značné míry ovlivňuje přesnost mapy na straně jedné a její podrobnost na straně druhé. K vlastní interpretaci mapy, která je představována mapovým polem, pak v největší míře používáme legendu (vysvětlivky), která je přímým účastníkem procesu čtení mapy. Proces interpretace nebo čtení mapy probíhá ve čtyřech fázích: 1. detekce neboli zjištění - všímáme si co na mapě je, rozpoznáváme body, linie a plochy, 2. rozlišení nebo rozpoznání - objekty na mapě jsou podle toho, jak vypadají, zařazeny do příbuzných skupin, 3. identifikace neboli určení - podle legendy určujeme význam objektů 4. vlastní interpretace neboli výklad - zjišťování významu vzájemné polohy jednotlivých objektů nebo jejich skupin Detekci a rozlišení provádíme zcela přirozeně, pro identifikaci nám stačí základní znalosti o mapách obecně. Klíčovým krokem v porozumění mapě je tedy krok čtvrtý - interpretace. Jde o to nejenom rozpoznat který objekt co znamená, ale o to, jaký má vliv rozložení jednotlivých objektů v prostoru na jejich chování, případně na chování lidí a jevů v realitě. 50

52 4 Obsah mapy Pod pojmem obsah mapy zde rozumíme veškeré objekty a prostorové vztahy zaznamenané uvnitř mapového pole. Velmi zjednodušeně můžeme obsah mapy rozdělit na prvky topografické a na prvky tematické. Topografické prvky představují polohopis (kde co je) a výškopis (reliéf, jak vysoko co je) a umožňují nám orientovat se v zobrazovaném prostoru. Jsou zaznamenávány s co největší přesností. Protože mapa je grafický záznam prostoru, je nutné mít vždy na paměti grafickou únosnost média, které je pro ni použito - na mapu lze zaznamenat pouze omezený počet objektů. Obecně lze říci, že čím je objekt reálnější nebo důležitější, tím přesněji je zaznamenán (u topografických map jsou s největší přesností zaznamenány např. trigonometrické body a křižovatky komunikací). Pokud je topografie, doslova místopis, jediným obsahem mapy, jedná se o mapu topografickou. Mezi topografické mapy patří velká část státního mapového díla, jako je ZABAGED - základní báze geografických dat, který je zpracován v nejpodrobnějším měřítku 1: a je orgánům státní správy a samosprávy poskytován zdarma. O státní mapové dílo, do kterého spadají i katastrální mapy, se stará Český úřad zeměměřický a katastrální ( Přístup k mapovým produktům, geodatům a dalším službám rezortu je zajištěn prostřednictvím webového portálu geoportal.cuzk.cz Topografický obsah map může být velmi bohatý (ZABAGED zaznamenává více než 100 druhů objektů) a pokud je potřeba na mapě zaznamenat ještě další informace, je nutné ho zredukovat a potlačit tak, aby bylo možné dobře číst nově přidané informace - např. hranice rozlivů či rozsah povodněmi ohrožených území. Tyto nově přidané informace označujeme jako tematický obsah mapy a mapu následně jako tematickou. V případě tematické mapy slouží topografie pro orientaci v prostoru a pro správné určení umístění a hranic tematických jevů, které nejsou nutně v krajině patrné (např. předpokládaný rozliv je v krajině fyzicky přítomný pouze v době povodně, mimo ni jej nevidíme, zatímco budovy, hranice lesa či komunikace jsou v krajině trvale přítomné). Základní kategorie topografických prvků jsou: reliéf, vodstvo, rostlinný a půdní kryt, sídla, komunikace a hranice a k nim příslušný popis. Interpretace vlastního tematického obsahu mapy je pak silně závislá na správném pochopení legendy konkrétní mapy. Jak bylo zmíněno výše, detekce, rozlišení a identifikace jednotlivých intervalů či jiných prvků v legendě je pouze první část interpretace mapy. Pro stěžejní část interpretace je nutné znát jakým způsobem byly jednotlivé kategorie v legendě stanoveny. Pokud je v legendě modrá čára a u ní informace, že se jedná o rozliv s dobou opakování 100 let (Q100), je poměrně snadné čáru najít na mapě a jen o něco těžší ztotožnit její průběh s realitou. Co ale ZNAMENÁ je zcela jiná otázka. Součástí interpretace mapy jsou pak i následné myšlenkové pochody týkající se toho, jak v budoucnu fakta, která jsme z mapy vyčetli, ovlivní naše chování. 51

53 5 Interpretace tematického obsahu map povodňového nebezpečí, povodňového ohrožení a povodňových rizik Podle zákona o vodách (150/2010 Sb., 64a) vymezují mapy povodňového nebezpečí území, která by mohla být zaplavena podle různých povodňových scénářů. Na mapách povodňových rizik se pak vyznačí potenciální nepříznivé následky povodní podle těchto scénářů. Mapy povodňového nebezpečí zobrazují tři základní charakteristiky povodně, a to její rozsah, hloubky zaplavení a rychlosti proudění pro zvolené povodňové scénáře (standardně pro doby opakování 5, 20, 100 a 500 let). Scénář nebezpečí schematicky nebo modelově ilustruje potenciální rozsah události mající za následek škody. Mapa rozsahu povodně zobrazuje všechny scénáře najednou. Plošné rozsahy zaplavené plochy pro povodně s různou pravděpodobností výskytu jsou vykresleny jako uzavřené plochy definované jednak různobarevnou průsvitnou výplní a jednak různým typem čáry ohraničující rozliv. Barvy ploch jsou zvoleny tak, aby tmavnutí indikovalo častěji zaplavovaná území. Tento způsob zobrazení zabezpečuje snadnou rozpoznatelnost ostrovů, a to u všech rozlivů (obr. 3). Mapa je doplněna pro lepší přehlednost osou toků s kilometráží. Mapy hloubek jsou vytvářeny samostatně pro každý scénář povodňového nebezpečí (obr. 4). Znamená to, že pro jedno území jsou standardně zhotovovány čtyři mapy hloubek (pro scénáře Q5, Q20, Q100, Q500). Hloubky jsou vykreslovány v pěti intervalech, kdy hranice prvních dvou jsou pevně nastaveny na hodnoty: 0,1 m ; 0,5 m a 1,0 m. Rozsah posledních dvou intervalů mohou zpracovatelé map zvolit podle potřeby v závislosti na maximálních hodnotách hloubek v zobrazovaném území. Plochy zobrazující hloubky jsou doplněny příslušným standardně zobrazeným rozlivem a osou vodního toku. Logika legendy je jednoduchá čím tmavší barva, tím větší dosažená hloubka. Rozsah intervalu je v mapě potřeba interpretovat tak, že v rámci celé oblasti vybarvené jedním odstínem se hloubky pohybují mezi mezními hodnotami intervalu (např. od 51cm do 1m). Lze logicky předpokládat, že obecně hloubka směrem k tmavšímu odstínu vzrůstá a směrem ke světlejšímu klesá, je ale mít na paměti, že konkrétní hodnota v každém bodě rozlivu závisí na místní konfiguraci terénu. Mapy rychlostí jsou, stejně jako mapy hloubek, vytvářeny samostatně pro každý ze standardních scénářů povodňového nebezpečí. Rychlosti mohou být v mapách zobrazovány dvěma způsoby v závislosti na dimenzi použitého hydraulického modelu. V případě 1D modelů jsou rychlosti zobrazovány pouze bodovým polem ve čtyřech odstínech žluto-hnědé škály s hraničními hodnotami: 0,1 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 m/s. Zvolené barevné odstíny sledují logiku čím tmavší odstín, tím vyšší rychlost. Mapa rychlostí, která je výstupem z 1D modelu, může být doplněna plošným vyjádřením hloubek (obr. 5), aniž by došlo ke ztrátě přehlednosti. 52

54 Obr. 3 Výřez mapy rozsahu povodně s dobou opakování 5, 20, 100 a 500 let (Q5, Q20, Q100, Q500) Obr. 4 Výřez mapy hloubek při scénáři s dobou opakování 100 let (Q100) 53

55 Obr. 5 Výřez mapa hloubek a rychlostí pro povodňový scénář s dobou opakování 100 let (Q100) výstup z 1D hydraulického modelu Pokud byl k hydraulickým výpočtům použit 2D model, jsou rychlosti pro jednotlivé povodňové scénáře vykreslovány na samostatných mapách v podobě souvislých ploch. Barevná škála odstíny i rozsahem odpovídá vyjádření rychlostí bodovým polem. Plochy zobrazující rychlosti jsou opět doplněny příslušným standardně zobrazeným rozlivem a osou vodního toku. Z výše uvedeného popisu map povodňového nebezpečí vyplývá, že pro každé území je k dispozici celkem devět map: rozsah povodně, 4 mapy hloubek, 4 mapy rychlostí (výstupy 2D hydraulických modelů), popř. pět map: rozsah povodně, 4 mapy hloubek a rychlostí (výstupy 1D modelů). Z těchto podkladů se dá těžko určit velikost problému v daném území a stanovit priority jeho řešení. Při scénářích s vysokou pravděpodobností výskytu (Q5 a Q20) jsou zasažena rozsahem menší území, ale tyto jevy nastávají často. Naopak při scénáři s nízkou pravděpodobností výskytu (Q500) je zasaženo rozsáhlejší území s většími hloubkami, ale doba opakování tohoto jevu je 500 let. 54

56 Obr. 6 Výřez mapy rychlostí pro povodňový scénář s dobou opakování 100 let (Q100) - výstup z 2D hydraulického modelu Řešením je integrace těchto informací do jednoho výstupu, kde jsou zohledněny hodnoty základních charakteristik povodně pro jednotlivé scénáře (hloubky, rychlosti) v návaznosti na pravděpodobnost jejich výskytu. Jedná se o semikvantitativní přístup rizikové analýzy, který využívá tzv. matici rizika (MŽP, 2011). Výstupem této analýzy je v prvním kroku mapa povodňového ohrožení a následně pak mapa povodňového rizika. Mapa povodňového ohrožení Povodňové ohrožení je vyjádřeno jako kombinace pravděpodobnosti výskytu nežádoucího jevu (povodně) a nebezpečí. Stanovuje se plošně pro celé zaplavované území bez ohledu na to, co jaká aktivita se v něm nachází. Čtyři definované kategorie míry ohrožení jsou v mapě zobrazeny jako různobarevné plochy (obr. 7). Pro každou z těchto kategorií existují doporučená pravidla, jak území využívat (tab. 1). Členění území podle míry povodňového ohrožení umožňuje posoudit vhodnost stávajícího nebo budoucího funkčního využití ploch a doporučit omezení případných aktivit na plochách v zaplavovaném území s vyšší mírou povodňového ohrožení. Tato mapa je důležitým podkladem pro proces územního plánování. Návrhy na využití ploch v souladu s doporučeními v tabulce 1 minimalizují případné povodňové škody v budoucnu. 55

57 Obr. 7 Výřez mapy povodňového ohrožení Tab. 1 Kategorie ohrožení a doporučená pravidla pro využití území do nich spadajících Kategorie ohrožení (4) Vysoké (červená barva) (3) Střední (modrá barva) (2) Nízké (oranžová barva) (1) Zbytkové (žlutá barva) Doporučení Doporučuje se nepovolovat novou ani nerozšiřovat stávající zástavbu, ve které se zdržují lidé nebo umísťují zvířata. Pro stávající zástavbu je třeba provést návrh povodňových opatření, která zajistí odpovídající snížení rizika, nebo zpracovat program vymístění této zástavby. Výstavba je možná s omezeními vycházejícími z podrobného posouzení nezbytnosti funkce objektů v ohroženém území a z potenciálního ohrožení objektů povodňovým nebezpečím. Nevhodná je výstavba citlivých objektů (např. zdravotnická zařízení, hasiči apod.). Nedoporučuje se rozšiřovat stávající plochy určené pro výstavbu. Výstavba je možná, přičemž vlastníci dotčených pozemků a objektů musí být upozorněni na potenciální ohrožení povodňovým nebezpečím. Pro citlivé objekty je třeba přijmout speciální opatření, např. traumatologický plán ve smyslu krizového řízení. Otázky spojené s povodňovou ochranou se zpravidla doporučuje řešit prostřednictvím dlouhodobého územního plánování se zaměřením na zvláště citlivé objekty (zdravotnická zařízení, památkové objekty apod.). Snahou je vyhýbat se objektům a zařízením se zvýšeným potenciálem škod. 56

58 Mapa povodňového rizika Rozdíl mezi povodňovým ohrožením a povodňovým rizikem spočívá v tom, že ohrožení není vázáno na konkrétní objekty (aktivity) v zaplavovaném území. Každý objekt (aktivita) v zaplavovaném území je do určité míry zranitelná/odolná vůči projevům povodňového nebezpečí. Jinou míru zranitelnosti bude mít železobetonová stavba a jinou stavba s dřevěnou konstrukcí. V okamžiku, kdy ohrožení vztáhneme ke konkrétnímu objektu v zaplavovaném území s definovanou zranitelností, hovoříme o možném povodňovém riziku. Mapa povodňového rizika vzniká kombinací informací o povodňovém ohrožení a zranitelnosti objektů - lépe - ploch využití území (MŽP, 2011). Využití území se stanovuje především na základě územního plánu, popř. pomocí dalších podkladů jako je geodatabáze ZABAGED, ortofoto mapy, terénní průzkum. Pro potřeby sestavení mapy povodňového rizika je využití území rozděleno do následujících kategorií: Bydlení Smíšené plochy (bydlení + občanská vybavenost + drobná výroba) Občanská vybavenost Technická vybavenost Doprava Výroba a skladování Rekreace a sport Zeleň Toto rozdělení odpovídá vymezení ploch s rozdílným způsobem využití dle 4 až 19 vyhlášky č. 501/2006 Sb. o obecných požadavcích na využívání území. Podobně jako v územním plánu jsou plochy, které vyjadřují kategorie zranitelnosti území řešeny ve 3 časových aspektech (ne nutně jsou u všech ploch využity všechny aspekty). Tyto odpovídají: současnému stavu; návrhovým plochám a plochám výhledovým. Při vlastním zobrazení jsou uvedené časové aspekty od sebe odlišeny typem výplně a obrysu plochy kategorie zranitelnosti (obr. 8). Aby bylo možné položit plochy využití území nad plochy s nepřijatelným ohrožením, byla zvolena pro zobrazení stávajícího stavu využití území výplň ploch kříženou šrafurou a pro plochy návrhové jednoduchou šrafurou. Plochy výhledové jsou zaznamenány pouze rozšířenou obrysovou čarou lemovkou. Tak je zabezpečena i logika stability využití území čím je využití reálnější, tím je plocha více vyplněná a tím zřetelnější. 57

59 Obr. 8 Barvy a výplně pro jednotlivé kategorie zranitelnosti území Plochy využití území jsou vymezeny na základě územních plánů, které vycházejí z katastrálních map. Katastrální mapy (grafická část katastru nemovitostí) jsou grafickým odrazem právních vztahů k nemovitostem a slouží také k projektování jako je například tvorba územních plánů. Z kartografického pohledu se jedná o topografické mapy s velmi omezeným obsahem. Obsah katastrální mapy sestává z hranic pozemků a budov, jejich parcelních, popisných a evidenčních čísel a označení druhů pozemků. Protože mapování pozemků na území České republiky probíhá v různé intenzitě, v různých měřítkách a různými metodami od roku 1817, kvalita katastrálních map je různorodá (obr. 9). Dnes jsou katastrální mapy zpracovávány pro měřítka od 1:500 do 1:2000 a jsou tedy výrazně podrobnějším zdrojem informací o území, než základní mapy 1:10 000, které se používají jako podklad pro mapy povodňových rizik. Při posuzování ohrožení konkrétní plochy je proto vždy nutné správně identifikovat danou plochu ve zdrojovém dokumentu územním plánu či přímo v katastrální mapě - protože díky různorodosti zdrojů a kartografické generalizaci nemusí vždy plochy podkladové mapy přesně odpovídat plochám využití území. Obr. 9 Ukázka různorodosti kvality katastrálních map (vlevo starý, vpravo nový) 58