EXPERIMENTÁLNÍ HYDROLOGICKÁ ZÁKLADNA JIZERSKÉ HORY

Transkript

1 J. Hydrol. Hydromech., 54, 26, 2, EXPERIMENTÁLNÍ HYDROLOGICKÁ ZÁKLADNA JIZERSKÉ HORY ALENA KULASOVÁ 1), JANA POBŘÍSLOVÁ 1), JAN JIRÁK 1), RUDOLF HANCVENCL 1), LIBUŠE BUBENÍČKOVÁ 2), ŠIMON BERCHA 2) 1) Český hydrometeorologický ústav, Želivského 5, Jablonec nad Nisou, Česká republika; mailto: akulasova@chmi.cz 2) Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 17, Praha 4-Komořany, Česká republika; mailto: bubenickova@chmi.cz Příspěvek se zabývá přehledem poznatků z hydrologického výzkumu v období let v experimentálních povodích Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) v imisně poškozené oblasti Jizerských hor. Základnu tvoří 7 malých povodí s rozlohou od 1,87 km 2 do 1,6 km 2 celkové plochy 37 km 2. Všechna povodí leží ve vrcholové části Jizerských hor v Chráněné krajinné oblasti Jizerské hory, na rozvodí řek Labe a Odry. Nadmořská výška povodí se pohybuje mezi 7 až 11 m. Správcem povodí je Oddělení hydrologického výzkumu, pracoviště Jablonec nad Nisou. Zpočátku byly práce zaměřeny převážně na získání co největšího počtu informací o srážkách, sněhu, množství a jakosti povrchové vody. Po roce 1995 byl monitoring rozšířen na více parametrů hydrologické bilance, sledování klimatických prvků a složek hydrologického procesu. Následně byl upřesňován jejich režim i jejich prostorové rozložení. Byla studována problematika rozdílnosti akumulace a odtávání sněhu na mýtině a v lese a odtoková a kvalitativní odezva na srážkovou činnost a tání sněhu. Za pomoci hydrologických a chemických modelů byly hledány odhady změn jejich závislosti na změně vegetačního pokryvu. KLÍČOVÁ SLOVA: experimentální povodí, monitoring, les, klima, srážky, sníh, průtoky, jakost povrchové vody. Alena Kulasová, Jana Pobříslová, Jan Jirák, Rudolf Hancvencl, Libuše Bubeníčková, Šimon Bercha: EXPERIMENTAL HYDROLOGICAL BASE IN THE JIZERA MOUNTAINS. J. Hydrol. Hydromech., 54, 26, 2; 17 Refs, 18 Figs, 9 Tabs. The experimental basins in the Jizera Mountains were established at the beginning of the 198th as a result of the forest devastation due to acid rain and repercussions of following human activities during its disposal with the aim to gain data for the quantification of runoff conditions changes in a changing environment. Seven small catchments with an area from 1.87 km 2 to 1.6 km 2 are situated in the spring regions in an elevation from 7 m a.s.l. to 11 m a.s.l. in the catchments of the Černá Nisa, Kamenice, Jizerka and Směda streams. The long-term average annual temperature in the elevation of 78 m a.s.l. is +4.4 C, the long-term annual precipitation sum fluctuates between 13 mm and 18 mm. The Jizera Mountains are known for numerous intensive rainfalls in the summer period. The administrator of the experimental basins is the Czech Hydrometeorological Institute (CHMI), Department of Hydrological Research, Experimental Base Jablonec nad Nisou, which performs all operative activities and basic processing of data. In the basins, the monitored elements are water stages and discharges in rivers, surface water quality, rainfall, snow depth and snow water equivalent and climatological parameters. The following contribution gives an overview of information obtained from the hydrological research in the period KEY WORDS: Experimental Basins, Monitoring, Forest, Climate, Precipitation, Snow, Discharge, Surface Water Quality. Úvod Základnu tvoří 7 malých povodí ve vrcholové části Jizerských hor v Chráněné krajinné oblasti (CHKO) Jizerské hory na rozvodí řek Labe a Odry. Nadmořská výška povodí se pohybuje mezi 7 m až 11 m. Krajina je téměř neosídlená s významným turistickým ruchem. Roční srážkové úhrny, 163

2 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha dosahující mm, patří k největším v České republice. Průměrná roční teplota v nadmořské výšce 78 m je +4,4 C. Povodí jsou odvodňována vodohospodářsky významnými toky s vodárenským využitím. Vody jsou kyselé, málo mineralizované se zvýšeným obsahem hliníku. Gestorem založení experimentální základny bylo Ministerstvo lesního a vodního hospodářství ČR (nyní Ministerstvo životního prostředí ČR). Důvodem pro její vznik bylo nejen upřesnění informací o srážkách a odtocích pro vodohospodářská využívání toků, ale zejména obava z dramatických změn vodního režimu, zejména minimálních a maximálních průtoků a kvality vod v území s tak významnými vydatnými srážkami (Bubeníčková, 198). Zmíněná obava pramenila z nedostatku ověřených informací o důsledcích extrémní devastace lesů a dopadů lidské činnosti při odstraňování škod. Povodí byla postupně zakládána v letech (Chamas, 1978; Bubeníčková, 1984), tedy v období, kdy monokulturní smrkové porosty hor byly již výrazně poškozeny kyselými dešti, mrazovou kalamitou i hmyzími škůdci. Vzhledem k velikým srážkám a silnému zasažení imisemi z Polska, NDR a také z vnitrozemí Čech, patřily hory v látkovém zatížení krajiny na prvé místo v Československu. Poškozené a suché porosty byly na dopravně přístupných lokalitách velkoplošně odtěžovány. V důsledku těžby docházelo nejen k rozšíření mýtin v povodích, ale i ke vzniku erozí ve svážnicích, denudaci balvanů a vytváření výmolů. V prosvětlených lesních porostech a na holinách bylo narušeno a následně zničeno podkorunové vegetační patro a odhalené plochy pokryly porosty rozličných druhů trav, zejména třtiny chloupkaté. Velkokapacitní těžby byly ukončeny koncem 8. let a bylo započato s lesní obnovou. Nejhorší případy erozí byly asanovány, většinou se však erozní rýhy časem vyplnily samy přirozenou cestou. Odlesněno bylo cca 6 8 % vesměs silně poškozených smrkových porostů a mýtiny osázeny odolnějšími dřevinami včetně smrků. V průběhu 9. let se přírodní poměry začaly pozvolna zlepšovat. Po počátečních průzkumech povodí, výběru lokalit a založení objektů zahrnoval monitorovací program sledování znečištění vzduchu a atmosférické depozice, měření letních srážek a sněhu, monitoring vodních stavů, vyhodnocování odtoků, odběr vzorků vody z toků a stanovení její jakosti. V roce 1996 byl klasický monitorovací systém nahrazen automatizovanou technikou (Projekt PHA- RE, ) a rozšířen o další sledované prvky. Základní informace o povodí Celková plocha experimentální základny je 37 km 2. Je situována v CHKO Jizerské hory, která má rozlohu 368,1 km 2. Experimentální povodí leží v pramenní oblasti Jizery (povodí Labe), Lužické Nisy a Smědé (povodí Odry). Základnu tvoří 7 malých povodí s plochou 1,87 1,6 km 2. Nejmenší povodí je Uhlířská, největší Jizerka. Pět povodí je situováno na jižních svazích hor, dvě na severních (Smědava I a Smědava II). Tři povodí jsou odvodňována do povodí Odry (Uhlířská, tok Černá Nisa, Smědava I a Smědava II, toky Bílá Smědá a Černá Smědá), čtyři do povodí Labe (Jizerka-Jizerka, Blatný rybník-blatný potok, Kristiánov-Kamenice a Jezdecká-Černá Desná, obr. 1). Vodou jsou zásobovány 2 vodárenské nádrže a odběrné studny. Další nádrž je retenční s částečným využitím pro energetické účely. Území je tvořeno granitovým Krkonošsko- Jizerským masivem, nadmořská výška se pohybuje od 7 do 11 m n. m. Terén je členitý, povětšině s velkými sklony svahů. Lesní hnědé půdy jsou zčásti podmáčené a zrašeliněné. Vyskytují se i četná rašeliniště. Na svazích se vytvářejí svahové sutě, které jsou náchylné k erozi. Základní fyzickogeografické charakteristiky jednotlivých povodí jsou uvedeny v tab. 1 (Bubeníčková, 1984). Lesní porosty Lesní porostní plocha zabírá % plochy povodí. V roce 198 byla převládající biocenóza smrk, porosty staré a mladé, s malým zastoupením středního věku, poškozené kyselými dešti, mrazem a hmyzími škůdci. V období bylo cca 6 8 % ploch povodí odlesněno. Volné plochy zarůstaly třtinou chloupkatou (callamagrotis villosa) a postupně byly znova zalesňovány více odolnými dřevinami a smrkem. V roce 25 rostou cca na 6 7 % ploch povodí mladé stromy do 1 až 2 let věku (věkový stupeň 1, 2). Na obr. 2 jsou součtovými čarami znázorněny odlišnosti věkového zastoupení lesních porostů v roce 1983, 1993 a 23 v povodích Uhlířská, Kristiánov a Jezdecká. Z těchto 3 povodí bylo nejvíc odlesněno povodí Jezdecká. 164

3 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory Obr. 1. Experimentální povodí ČHMÚ v Jizerských horách. Fig. 1. Experimental basins of CHMI in the Jizera Mountains. T a b u l k a 1. Fyzickogeografické charakteristiky experimentálních povodí. T a b l e 1. Overview of geographical conditions in individual basins. Tok Černá Nisa Blatný potok Kamenice Černá Desná Jizerka Bílá Smědá Černá Smědá Povodí Uhlířská Blatný rybník Kristiánov Jezdecká Jizerka Smědava I Smědava II Plocha povodí F [km 2 ] 1,87 4,56 6,62 4,75 1,6 3,72 4,74 Maximální nadmořská výška údolnice [m] Nadmořská výška maximální [m] povodí průměrná [m] Nadmořská výška profilu [m] Délka údolnice Lú [km] 2,1 3,6 4, 3,1 4,7 3, 4,3 Sklon údolnice [%] 2,3 2,4 6,4 3,9 1,1 6, 3, Střední šířka povodí B = F/Lú [km],89 1,27 1,66 1,53 2,25 1,2 1,1 Průměrná délka svahu Ls = B/2 [km],45,64,83,77,1,6,55 Herbstův sklon povodí [%] 3,5 1,5 12,5 14,9 1,3 17,9 7,5 Součinitel tvaru povodí F/Lú 2,42,35,41,49,48,41,65 Přístrojová vybavenost Měřicí síť v experimentálních povodích vznikala postupně od roku 1981 do roku Přístrojová vybavenost jednotlivých povodí se v průběhu času měnila podle potřeby ověřování vhodnosti zvolených lokalit pro stanovení prostorového rozložení sledovaných prvků. Do roku 1989 byla měřicí síť obsluhována dobrovolnými pozorovateli. Od roku 199 je stabilní a obsluha profesionální. V roce 1996 byl klasický monitorovací systém nahrazen automatizovanou technikou dodanou v rámci pro- 165

4 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha jektu PHARE. Monitoring byl rozšířen o klimatická pozorování, teplotu a vlhkost půdy a podkorunové srážky. Zavedeno bylo i kontinuální sledování ph, teploty a vodivosti vody sondami umístěnými v toku u limnigrafických stanic. Manuální odběry vody z toků pro komplexní rozbory její jakosti byly doplněny automatizovanými odběry, které umožnily časté odebírání vzorků vody při zvýšených vodních stavech. V roce 23 bylo zrušeno měření podkorunových srážek, neboť lokality byly po polomech a odumření porostů vytěženy. Rovněž i některé další přístroje byly časem opotřebovány a počet stanic je proto v současné době oproti roku 1996 redukován (tab. 2). Od roku 24 jsou v rámci projektu Labe IV (Blažková, 23) povodí vybavována novými přístroji české výroby. UHLÍŘSKÁ - VĚKOVÉ ZASTOUPENÍ LESNÍCH POROSTŮ V PROCENTECH PLOCHY POVODÍ věkový stupeň % plochy povodí JEZDECKÁ - VĚKOVÉ ZASTOUPENÍ LESNÍCH POROSTŮ V PROCENTECH PLOCHY POVODÍ věkový stupeň % plochy povodí KRISTIÁNOV - VĚKOVÉ ZASTOUPENÍ LESNÍCH POROSTŮ V PROCENTECH PLOCHY POVODÍ věkový stupeň % plochy povodí Obr. 2. Změna věkového zastoupení lesních porostů v povodí Uhlířská, Kristiánov a Jezdecká ve dvacetiletí Fig. 2. Forest age changes in the basins Uhlířská, Kristiánov and Jezdecká in

5 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory Druhy měřených prvků, četnost měření, období pozorování a základní hodnocení dat uvádí tab. 3. T a b u l k a 2. Přístrojová vybavenost jednotlivých experimentálních povodí v roce 25. T a b l e 2. Monitoring in experimental basins in the year 25. Povodí Tok Sněhoměrné Klimatologické Automatické sněhoměrné Limnigrafy Srážkoměry profily stanice stanice nadm. nadm. nadm. nadm. nadm. výška výška výška výška počet výška počet [m] počet [m] počet [m] počet [m] [m] Uhlířská Černá Nisa Blatný Blatný Rybník potok Kristiánov Kamenice Jezdecká Černá Nisa Smědava I Bílá Smědá Černá Smědava II Smědá Jizerka Jizerka T a b u l k a 3. Přehled měřených prvků, četnosti měření a období pozorování. T a b l e 3. Overview of measured elements, frequency of measurement and time of observation. LIMNIGRAFICKÉ STANICE Prvek Četnost měření Základní vyhodnocování Počet stanic přístrojů Období pozorování vodní stav 1 minut průměr hodina, den 7 VI.1996 doposud průtoky 5 krát za rok průměr hodina, den 7 VI.1996 doposud teplota vody průměr 3 minút průměr hodina, den 2 2 doposud jakost vody 1 krát za měsíc 1 krát za měsíc doposud jakost vody aut. odběr 1, 2, 4, hodiny dle odběru , 1999, 24, 25 jakost vody VÚV týdenní odběr týdenní odběry 2 24 doposud jakost vody VÚV automatická sonda interval 1 minut průměr den, měsíc 2 23 doposud SRÁŽKY srážky impuls s,1 mm úhrn hodina, den 22 V. X.1996 doposud MĚŘENÍ VÝŠKY A VODNÍ HODNOTY SNĚHU výška sněhu vodní hodnota automatická sněhoměrná stanice týdně nebo dle možnosti průměr naměřených hodnot v profilu 25 profilů 1999 doposud průměr 3 minút průmeř hodina, den doposud KLIMATOLOGICKÁ POZOROVÁNÍ směr větru průměr 1 minut průměr, hodina, den 3 VI.1996 doposud rychlost větru průměr 1 minut průměr, hodina, den 3 VI.1996 doposud 1 minut průměr, hodina, den 9 VI.1996 doposud teplota vzduchu 3 minut průměr, hodina, den 1 VI.1996 doposud vlhkost vzduchu 1 minut průměr, hodina, den 3 VI.1996 doposud přízemní teplota vzduchu 1 minut průměr, hodina, den 3 VI.1996 doposud teplota půdy ruční měřění týden 4 23 doposud teplota sněhu průměr 3 minut průměr, hodina, den 1 stanice á 3 čidla 2 doposud 167

6 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha Teplota vzduchu V Jizerských horách jsou umístěny dvě stanice základní klimatologické měřící sítě ČHMÚ, které dlouhodobě pozorují a jejichž údaje jsou výchozím podkladem pro hodnocení klimatu v experimentálních povodích. Jsou to stanice Bedřichov, přehrada a Desná, Souš (777 a 772 m n.m). V období poválečného společného pozorování se dlouhodobá průměrná roční teplota v obou stanicích vzájemně nelišila ( ,4 C, ,4 C). I když jednotlivé roky mají poněkud rozdílné hodnoty, jejich vzestup i pokles je obdobný. Rok 2 byl z celého období nejteplejší na Bedřichově +6,6 C, na Souši +6,5 C. Nejstudenější byl rok 1962, na Bedřichově +3,4 C, na Souši +3,2 C. Nejnižší roční teplota byla zaznamenána na Bedřichově v roce ,5 C. Trend hodnot průměrné teploty vzduchu za rok, v letní (červen až září) i v zimní části roku (listopad až duben) byl v obou stanicích v období i stoupající (obr. 3). 8, PO ROVNÁNÍ PRŮMĚRNÝCH RO ČNÍC H TEPLO T BEDŘICHOV A SOUŠ průměrná teplota vzduchu o C 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, rok BEDŘICHOV - TEPLOTY Lineární (BEDŘICHOV - TEPLOTY) SOUŠ TEPLOTY Lineární (SOUŠ TEPLOTY) Obr. 3. Průměrná roční teplota vzduchu na Bedřichově a Souši v období Fig. 3. Average yearly air temperature on Bedřichov and Souš in period Zimy v období byly v průměru teplejší než v předchozích hodnocených obdobích. Nejchladnější leden byl 12,9 C na Bedřichově v roce 1942, na Souši 9,7 C v roce Absolutní minimální teplota podle extrémního teploměru byla na Bedřichově naměřena dne ,5 C, na Souši 29, C dne Hodnoty v letních měsících byly nejvyšší z celého období Nejteplejší měsíc byl červenec 1994 (v obou stanicích +19,1 C). Dne bylo dosaženo i absolutní teplotní maximum podle extrémního teploměru +33, C na Bedřichově a +32,8 C na Souši. Od roku 1997 bylo měření teploty v Jizerských horách rozšířeno na více lokalit. Teplotní čidla jsou umístěna do terénních klimatických stanic a k limnigrafickým budkám. Automatické přístroje poskytují nepřetržitý digitální záznam, což umožňuje přesné stanovení výskytu extrémů. V období byla naměřena na stanicích v experimentálních povodích průměrná roční teplota od +3, do +5,8 C. Po ověření a zhodnocení naměřených dat od roku 1997 jsme dospěli k následujícím výsledkům: oblast Jizerských hor v povodí Desné a Jizerky je chladnější něž část západní (Černá Nisa, Blatný potok), což se projevuje i delším trváním sněhové pokrývky. Teplota měřená u limnigrafů je ovlivňována blízkostí toku a nepříliš vzdáleným lesním porostem. Např. lokalita Souš je o,5 až 1 C v měsíčních průměrech teplejší než Jezdecká, i když nadmořské výšky jsou téměř totožné. Klimatická stanice Jizerka, která je položena cca o 8 m výše než Jezdecká a Souš, má zejména v zimním období 168

7 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory průměrné měsíční teploty o 1,9 C nižší než Souš. Denní průběh teploty je variabilnější, zejména hodnoty denních minim jsou nižší. Několikrát byly zaznamenány okamžité měřené hodnoty až 36 C. Teploty pod C se vyskytují i v létě. Srážky Srážky se v Bedřichově měří s výjimkou válečných let od roku 1891, na Souši od roku Jejich hodnoty mají v obou stanicích obdobný průběh, ale na Desné, Souši jsou většinou vyšší (dlouhodobý srážkový roční úhrn na Souši 134 mm, na Bedřichově 1235 mm, v období mm a 134 mm). Trend výskytu srážek v období byl na Souši stoupající, zejména vlivem vyššího výskytu srážek v zimě. Na Bedřichově byl trend srážek spíše setrvalý. Roční srážkové úhrny v období a jejich trendy jsou uvedeny na obr. 4. Nejvyšší roční srážkové úhrny (přes 2 mm) byly zaznamenány v roce 1926 (Bílý Potok- Jizerka), 1974 ve stanici (Kořenov-Jizerka) a 1941 (Nové Město pod Smrkem). Výčet není úplný, neboť některé stanice mají neúplné údaje. Nejmenší roční úhrny byly naměřeny na Souši 841 mm v roce 1972 a 693 mm na Bedřichově v roce 23. POROVNÁNÍ ROČNÍCH ÚHRNŮ SRÁŽEK BEDŘICHOV A SOUŠ roční úhrn srážek (mm) rok BEDŘICHOV-SRÁŽKY Lineární (BEDŘICHOV-SRÁŽKY) SOUŠ-SRÁŽKY Lineární (SOUŠ-SRÁŽKY) Obr. 4. Roční srážkové úhrny Bedřichov a Souš Fig. 4. Yearly precipitation totals Bedřichov and Souš Hodnoty přesahující v měsíčním úhrnu 4 mm byly zaznamenány v červnu 1926, v říjnu 193, v srpnu 1938, v listopadu 1947, červenci 1997, prosinci 1998 a srpnu 22. Minima měsíčních srážkových úhrnů (pod 2 mm) se vyskytovala často v nevegetačním období (v lednu 1996 na Souši 5 mm, na Bedřichově 8 mm), někdy též v srpnu a září, ojediněle v květnu a červnu. Nejsušší vegetační období bylo zaznamenáno v letech 1941, 1982 a 23. V experimentálních povodích ČHMÚ jsou od roku 1982 v letních měsících instalovány ombrografy, jejichž počet se v průběhu let pohyboval mezi 17 až 33 přístroji. Jsou umísťovány v různých nadmořských výškách, i ve srážkově nejexponovanějších místech. V porovnání s úhrny naměřenými na klimatologických stanicích hodnoty srážek v některých lokalitách v experimentálních povodích bývají vyšší. Maxima jsou zpravidla dosahována na rozvodí toků Smědé, Desné a Jizerky. Srážkově nejexponovanější je lokalita Knajpa (997 m n.m.) v povodí Bílé Smědé (měsíční úhrn v červenci 1997 na Knajpě 531,9 mm, na Souši 367,1 mm, v srpnu na Knajpě 22 49,1 mm a na Souši 267,6 mm Kulasová, ). Na obr. 5 jsou porovnány úhrny srážek v letních měsících mezi klimatologickými stanicemi a jim územně odpovídajícími srážkoměry v experimentálních povodích. Historicky maximální denní úhrn 345 mm byl naměřen v Jizerských horách na Nové Louce u Bedřichova dne a tento rekord nebyl dosud překonán. Jednodenní úhrn v srpnu 22 dosáhl na Knajpě 278, mm, dvoudenní 353,6 mm (Kulasová, 25). 169

8 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha POROVNÁNÍ ÚHRNŮ SRÁŽEK - ZÁPAD PRŮMĚRNÝ ÚHRN SRÁŽEK ZA OBDOBÍ (mm) OBDOBÍ ČERVEN BEDŘICHOV NOVÁ LOUKA HŘEBÍNEK KRISTIÁNOV ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX POROVNÁNÍ ÚHRNŮ SRÁŽEK - VÝCHOD SOUŠ KNAJPA KASÁRENSKÁ JIZERKA PRŮMĚRNÝ ÚHRN SRÁŽEK ZA OBDOBÍ (mm) OBDOBÍ ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN Obr. 5. Srážky VI. IX v západní a východní části experimentální základny. Fig. 5. Precipitation VI. IX in the west and east region of Experimental Base. ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX ČERVEN ČERVENEC SRPEN ZÁŘÍ ÚHRN VI-IX V období v měsících červen až září se vyskytlo 61 případů jednodenních srážek (1 a více milimetrů) s největší četností v měsíci červenci. Jednodenní srážkový úhrn 5 a více milimetrů se vyskytl 43-krát, 1 a více milimetrů celkem 9-krát. Srážkové situace s největšími úhrny jsou uvedeny v tab. 4, mapka ze srážkové epizody a průměrné srážky na povodí při této situaci jsou na obr. 6 a 6a. (Bubeníčková, 23). Měření sněhu v experimentálních povodích Výšku sněhu měřili pozorovatelé na srážkoměrných a klimatických stanicích od konce předminulého století. Nejdelší zachovaná řada ze stanice Bedřichov byla použita pro hodnocení zim v letech (Kulasová, 25). V souvislosti s teplotou, množstvím srážek a jejich časovým rozložením jsou jednotlivé zimy rozdílné. Zimní období 196/197 se vyznačovalo 17

9 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory T a b u l k a 4. Největší srážkové úhrny naměřené v experimentálních povodích ČHMÚ Jizerské hory v období T a b l e 4. Maximum precipitation measured in experimental basins of CHMI in the Jizera Mountains in Počet Srážkový úhrn jednodenní 1 mm Srážkový úhrn dvoudenní 2 mm Rok ombro- Datum počet maximum lokalita výška Datum počet maximum lokalita výška grafů lokalit [mm] [m n.m.] lokalit [mm] [m n.m.] , Černá Hora ,8 Knajpa ,9 Hřebínek , Smědava , Kasárenská ,4 Lasičí ,8 Kůrovec ,9 Kůrovec ,2 Kasárenská ,7 Lasičí x) 278, Knajpa x) 353,6 Knajpa ,5 Smědavská h. 13 x) v 7 lokalitách nad 2 mm x) v 7 lokalitách nad 25 mm Obr. 6. Srážkové úhrny Fig. 6. Precipitation totals

10 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha Obr. 6a) Průměrná srážka na experimentální povodí Fig. 6a) Average precipitation on the watersheds nejvyšší průměrnou výškou sněhu (98 cm) za celé období pozorování. Největší srážkový úhrn byl naměřen v zimním období 191/1911 (889 mm). Nejstudenější byla zima 1941/1942 (průměrná teplota vzduchu XI. IV. 4,3 C, úhrn srážek 49 mm, teplota pod bodem mrazu od do , maximální výška sněhu 112 cm). Nejdelší zima byla r. 1943/1944 (průměrná teplota XI. IV. 2,4 C, úhrn srážek 754 mm, sněhová pokrývka trvala 198 dnů při průměrné výšce sněhu 58 cm, nejvyšší výška sněhu na Bedřichově činila 17 cm). V této zimě byla také naměřena vůbec největší výška sněhu, a to na Jizerce dne cm. Téměř bez sněhu byly zimy 1932/1933 (průměrná teplota vzduchu XI. IV. 2,1 C, úhrn srážek 392 mm) a 1933/1934 (průměrná teplota vzduchu XI. IV. 1,1 C, úhrn srážek 368 mm). V období se vyskytovaly suché a teplé zimy (1989/199, 1994/1995, 1997/1998), ale i zimy s dostatečným množstvím sněhu, např. zima 1986/1987 a 24/25. Zima 1986/1987 (obr. 7) byla studená (průměrná teplota XI IV 2,7 C, úhrn srážek 637 mm, maximální výška sněhu na Bedřichově 16 cm. Velmi chladno bylo po celé zimní období, ve dnech až teplota poklesla pod 2 C). Dne byla naměřena minimální teplota podle extrémního teploměru 3,5 C. V zimě 24/25 (průměrná teplota XI. IV. 1,2 C, úhrn srážek 695,3 mm). Sníh se vyskytoval na celém území Čech. Klimaticky obdobný trend byl i v roce 1969/197. Od začátku března vydatně sněžilo. Dne dosáhla výška sněhu 235 cm. Tato hodnota byla totožná s nejvyšší výškou sněhu dne Souvislá sněhová pokrývka trvala od do , tj.143 dnů. V lese v profilu Kasárenská se sníh udržel až do května 25. Průběh zimy je znázorněn na obr. 8. Sněhoměrná měření se uskutečňují v experimentálních povodích od roku 1982 v předem stanovených profilech, kde se výška sněhu měří v 1 bodech a vodní hodnota sněhu ve 3 bodech. Počet profilů se v průběhu času měnil podle změny zalesnění a podle potřeby upřesnění informací o sněhových poměrech v povodí. V současné době se měří v 25 profilech, v 9 profilech párově na mýtině a v lese a v 7 profilech pouze na mýtině (Kulasová, ). V tab. 5 jsou uvedeny nejvyšší výšky sněhu naměřené ve studené zimě 1986/1987. Dvoumetrové výšky sněhu bylo dosahováno v nadmořské výšce nad 8 m. V tab. 6 jsou porovnány nejvyšší dosažené výšky sněhu a jejich odpovídající vodní hodnoty v jednotlivých povodích v zimním období 24/

11 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory výška sněhu SCE (cm) BEDŘICHOV 1986/ teplota vzduchu ( C) X XI XII I II III IV V měsíc výška sněhu teplota vzduchu normál teploty vzduchu -3 Obr. 7. Průběh zimy 1986/1987 na klimatologické stanici Bedřichov. Fig. 7. Winter course 1986/1987 in the climatological station Bedřichov. 25 BEDŘICHOV 24/25 3 výška sněhu SCE (cm) X XI XII I II III IV V teplota vzduchu ( C) měsíc výška sněhu teplota vzduchu normál teploty vzduchu Obr. 8. Průběh zimy 24/25 na klimatologické stanici Bedřichov. Fig. 8. Winter course 24/25 in the climatological station Bedřichov. T a b u l k a 5. Nejvyšší výšky a vodní hodnoty sněhu naměřené v zimě 1986/1987. T a b l e 5. Maximum snow depth and snow water value measured in winter 1986/1987. Nadmořská Výška Vodní sněhu hodnota výška Povodí Profil Den sněhu SCE SVH [m] [cm] [mm] Černá Smědá Smědava-les Černá Smědá U Jeřábu-les Bílá Smědá Knajpa-les Bílá Smědá Knajpa-les Bílá Smědá Knajpa-les Jezdecká Černá Desná-mýtina Jezdecká Kasárenská-les Bílá Smědá Pod Jizerou-les

12 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha T a b u l k a 6. Nejvyšší výšky a vodní hodnoty sněhu naměřené v jednotlivých povodích v zimě 24/25. T a b l e 6. Maximum snow depth and snow water value measured in individual basins in winter 24/25. Nadmořská Výška Vodní sněhu hodnota výška Povodí Profil Den sněhu SCE SVH [m] [cm] [mm] Uhlířská Tomšovka-mlází Blatný Rybník Hřebínek-mýtina Kristiánov U Podkovy-mlází Jezdecká Kasárenská-les Bílá Smědá Knajpa-mýtina Černá Smědá Smědava-mýtina Jizerka U Bunkru-mýtina Při hodnocení sněhového režimu na mýtině a v lese je třeba posuzovat odděleně fázi akumulace a tání sněhové pokrývky (Stehlík, 23). Kromě místních poměrů sledovaných lokalit (nadmořské výšky, expozice, návětrnosti apod.) je třeba u profilů v lese věnovat pozornost porostním poměrům. Na obr. 9 jsou porovnány výsledky měření na mýtině a v lese v zimním období 24/25 z profilu Kasárenská (nadmořská výška 928 m, hustý vzrostlý les) a Jezdecká (79 m, řídký les). Na mýtině se v obou případech akumulovalo více sněhu. I vodní hodnoty jsou v době akumulace vyšší. Stejný je i poměr hodnot v době tání v profilu Jezdecká, zatímco na Kasárenské se v lese udržovala sněhová pokrývka, která v době, kdy mýtina byla již beze sněhu, dosahovala ještě 8 cm. Z hodnocení zim z období nemohly být trendy výskytu mírných a tuhých zim zjištěny, ačkoliv výška sněhu od 8. let je menší než v předcházejících obdobích. Z výsledků sněhoměrných měření v jednotlivých profilech je zřejmé, že získané informace z konkrétních lokalit nejsou vzájemně přenosné. Obr. 9. Výška a vodní hodnota sněhu na mýtině a v lese v sněhoměrných profilech Kasárenská a Jezdecká v zimě 24/25. Fig. 9. Snow depth and its water value on clearings and in forest of snow courses Kasárenská and Jezdecká in winter 24/

13 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory Průtoky ve stanici Uhlířská V následujících grafických ukázkách uvádíme výsledky měření průtoků ve stanici Uhlířská na Černé Nise v období (průměrný dlouhodobý roční průtok (,57 m 3 s -1 ). Nejvíce vodné byly roky 1987, 1988, 1995 a 22, málo vodné roky 1985, 199, , nejsušší 23 a 24. Průtoky ostatních let se pohybovaly kolem normálu. Trend průtoků v tomto období byl mírně klesající (obr. 1). Měsíce s největší vodností jsou březen, duben, květen a srpen, ostatní měsíce jsou v dlouhodobých průměrných hodnotách průtokově téměř vyrovnané. Nejmenší vodnost vykazuje měsíc říjen (obr. 11). Nejmenší průměrný měsíční průtok 9 l s -1 byl však zaznamenán v srpnu 23 a 1 l s -1 v září Měsíční maximum bylo dosaženo v dubnu 1987 (,37 m 3 s -1 ). Měsíční maxima v červenci 1997, březnu 2 a únoru 22 mají již nižší hodnoty (,178,,171 a,162 m 3 s -1 ).,8,7 průtok [m 3. s -1 ],6,5,4,3,2,1, průměrné roční průtoky Lineární trend průtoků Obr. 1. Průměrné roční průtoky a lineární trend průtoků ve stanici Uhlířská v letech Fig. 1. Average yearly discharges and linear trend of discharges in the station Uhlířská in years ,4 průtok [m 3.s -1 ],3,2,1, XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X minimální měsíční průtok maximální měsíční průtok průměrný měsíční průtok Obr. 11. Průměrné, minimální a maximální měsíční průtoky v období Fig. 11. Average, minimun and maximum monthly discharges in the season

14 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha I když se hodnoty průměrných ročních průtoků v nejvodnějších letech od sebe výrazně neliší (,72 až,66 m 3 s -1 ), následující obrázky, v nichž je znázorněno rozložení měsíčních průtoků v roce, dokumentují rozdílnost průtokového režimu (obr. 12). Obdobně rozdílný je i režim suchých let. Např. malá vodnost v letním a podzimním období 23 pokračovala i v zimních měsících XI I 24 a opět v létě 24, neboť ani zvýšení průtoků v jarních měsících nestačilo doplnit zásoby podzemních vod (obr. 13). Následující obrázky 14 a 15 uvádí porovnání m- denních křivek překročení průtoků z nejvodnějších a nejsušších let a průměrných m-denních křivek z desetiletých období a průtok [m 3.s -1 ],35,3,25,2,15,1,5, průměrné měsíční průtoky v roce 1987 průměrné měsíční průtoky v roce 1988,35,3,25 Q a =,72 m 3.s -1,2,15 Q a =,67 m 3.s -1,1,5, XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X průtok [m 3.s -1 ] průtok [m 3.s -1 ],35,3,25,2,15,1,5, průměrné měsíční průtoky v roce 1995 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X průtok [m 3.s -1 ],35,3,25,1,5, průměrné měsíční průtoky v roce 22,2 Q a =,72 m 3.s -1 Q a =,66 m 3.s -1,15 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X Obr. 12. Průměrné měsíční průtoky nejvodnějších roků 1987, 1988, 1995 a 22. Fig. 12. Average monthly discharges in the years with the biggest run-off 1987, 1988, 1995 and 22. průtok [m 3.s -1 ],35,3,25,2,15,1,5, průměrné měsíční průtoky v roce 1985 průměrné měsíční průtoky v roce 199,35,3,25 Q a =,47 m 3.s -1,2 Q a =,45 m 3.s -1,15,1,5, XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X průtok [m 3.s -1 ] průtok [m 3.s -1 ],35,3,25,2,15,1,5, průměrné měsíční průtoky v roce 23 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X průtok [m 3.s -1 ],35,3,25,1,5, průměrné měsíční průtoky v roce 25,2 Q a =,39 m 3.s -1 Q a =,4 m 3.s -1,15 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X br. 13. Průměrné měsíční průtoky v nejméně vodných letech 1985, 199, 23 a 24. Fig. 13. Average monthly discharges in the years with the smallest run-off 1985, 199, 23 and

15 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory m-denní křivky překročení m-denní křivky překročení průtok (l.s -1 ) průtok (l.s -1 ) M M Obr. 14. M-denní křivky překročení průtoků z vodných a suchých let. Fig. 14. Curve of exceeding m-day discharges in wet and dry years. průtok [l.s -1 ] průměrné křivky překročení M Obr. 15. Průměrné m-denní křivky překročení průtoků z desetiletých období. Fig. 15. Average curves of exceeding m-day discharges from ten year-periods. Z porovnání průměrných m-denních křivek překročení je patrno, že ve sledovaných desetiletích, v nichž došlo k největším změnám v porostním pokryvu povodí, nebyly zaznamenány žádné výrazné průtokové změny (obr. 15). Po vodohospodářskou praxi je důležitá znalost trvání dnů s minimálními průtoky. Proto byl v jednotlivých letech stanoven počet výskytu suchých období a počet dnů trvání pro mezní průtoky Q 3, Q 33 a Q 355 při vyloučení případů s trváním kratším než 3 dny (obr. 16). Největší počet výskytu suchých období s průtoky menšími než Q 3 byl v roce 24 (16), v roce 1983 (11) a v roce 1992 (1). Největší počet dnů jejich výskytu byl v roce 24 (159 dní), 1983 (136 dní), 1992 (134 dní), v roce 1985 (125 dní) a v roce 23 (111 dní). V roce 1987, 1988 a 21 se průtoky menší než Q 3 nevyskytovaly. Nejvíce dní s průtoky menšími než Q 33 bylo v roce 1985 (114), v roce 1992 (88), v roce 23 (85) a v roce 24 (82). Průtoky nižší než Q 355 se vyskytovaly v roce 1985, 1999 a 23. Roky 1985 a 23 byly pro vodohospodáře z hlediska nedostatkových objemů vody obtížnější než rok 24, který je z celého období druhý nejsušší. V roce 22 se vyskytla významná srážkoodtoková situace. Zcela výjimečná byla extremita příčinné srážky, která se ve dnech 12. a blížila 1-letým hodnotám v jednodenních úhrnech. Naštěstí Jizerské hory nebyly zasaženy předcházející srážkovou situací, takže povodí nebyla nasycená. Dne odpovídaly průtoky ve stanicích od 364- denní vody (Uhlířská) do 27 3-denním průtokům a následky nebyly tak katastrofální. Kulminační průtoky přesáhly dobu opakování 2 let pouze na povodí Jizerka. Na povodí Uhlířské spadlo nejmenší množství srážek z experimentálních povodí, úhrnem 226 mm za dobu trvání povodně od Odteklo 127 mm, kulminační průtok dosáhl 3,62 m 3 s -1, odpovídající 2-leté vodě (Kulasová, 24). Vyhodnocení povodně ze srpna 22 prokázalo opodstatnění komplexního monitoringu experimentálních povodí, neboť z vypočtených odtokových výšek vyplynuly na jednotlivých povodích velké rozdíly odtokových ztrát (2 157 mm), jejichž příčiny je třeba rozborem dalších průtokových epizod vyjasnit. 177

16 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha Uhlířská Výskyt průtoků menších než Q 3 (17 l.s -1 ), Q 33 (13 l.s -1 ) a Q 355 (9 l.s -1 ) minimální trvání deficitního období 3 dny počet dní v roce <Q3 <Q33 <Q Obr. 16. Výskyt průtoků menších než Q 3, Q 33, Q 355 v letech 1982 až 24. Fig. 16. Days of occurence of discharges smaller than Q 3, Q 33, Q 355 in years SRÁŽKY NA POVODÍ UHLÍŘSKÁ A PRŮTOKY V ZÁVĚROVÉM PROFILU průtok ( m 3.s -1 ) 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, den hodinový úhrn sráže (mm) srážka na povodí průtok Obr.17. Průběh povodně v limnigrafické stanici Uhlířská v srpnu 22. Fig. 17. Course of flood in gauging station Uhlířská in August 22. Povodňové vlny z povodně 22 jsou používány pro ověřování simulací různými hydrologickými modely. Sledování jakosti povrchových vod V Jizerských horách jsou vody přirozeně kyselé (průměrná hodnota ph 5,5 6) a málo mineralizované. Zvýšený spad znečišťujících látek v průběhu 8. let negativně ovlivnil jejich kvalitu. Pro nedostatečnou možnost vázání škodlivých látek z kyselých srážek v horské půdě došlo k rozpouštění kovů z hydroxidů. V povrchových vodách se zvýšila jejich kyselost, koncentrace dusičnanů, síranů, těžkých kovů a také aluminia. V následujícím desetiletí se v důsledku zlepšování čistoty ovzduší v Jizerských horách hodnota parametru ph postupně zvýšila. Součástí monitoringu ČHMÚ v experimentálních povodích je i sledování jakosti povrchových vod. 178

17 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory Pro kompletní rozbory vody v závěrových profilech povodí se od roku 1982 uskutečňují měsíční odběry. V roce 1998 došlo z úsporných důvodů k redukci sledovaných lokalit i počtu zkoumaných parametrů. Monitoring byl omezen pouze na povodí Uhlířská a Jezdecká. V roce 1999 byly pro doplnění informací o kvalitě vody ústící do nádrže Josefův Důl obnoveny odběry v povodí Kristiánov a Blatný rybník. V roce 1996 byla z projektu PHARE zakoupena dvě automatická odběrná zařízení, jimiž byly v závěrovém profilu Uhlířská odebírány vzorky povrchové vody ve čtyřhodinovém intervalu při srážkoodtokových situacích a tání sněhu v letech 1996, 1997 a následně v roce 24, 25. Od prosince 23 zajišťuje Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.M. kontinuální měření kvality vody ve třech profilech. Automatické měřicí multiparametrické sondy jsou instalovány v závěrovém profilu Uhlířská a Jezdecká a v letním období též v lokalitě Tomšovka na Uhlířské. Sondy průběžně sledují teplotu vody, ph, koncentrace N-NO 3 -, chloridy, vodivost a redox potenciál (ORP). K doplnění informací o dalších parametrech započal na jaře 24 VÚV T.G.M. na Uhlířské a Jezdecké s pravidelnými týdenními odběry vod. Všechny tyto aktivity včetně analýzy vzorků jsou předmětem plnění projektu Labe IV. (Blažková, 23 25). Informace z měsíčních odběrů jsou spíše informativní, protože odběry byly a jsou uskutečňovány náhodně, převážně při nízkých nebo průměrných průtocích a nepostihují významné koncentrační změny při zvýšených průtocích. Z výsledků analýz vyplývá, že se zlepšováním situace v Jizerských horách se hodnota parametru ph postupně zvyšuje. Nejnižší hodnoty ph byly zjištěny při tání sněhu v roce 1984 a Zvýšené koncentrace Al, - N-NO 3 byly naměřeny v době tání sněhu v roce 1982 a Vyšší koncentrace SO 2-4 jsou pravidelně měřeny v době nižších průtoků. Extrémní hodnoty jsou uvedeny v tab. 7 (Kulasová, ). Výsledky analýz vzorků odebraných při srážkoodtokových situacích (Vilímec, 1996, 1997) dobře vystihují průběh hodnot ph, koncentrací Al, SO 2-4 a - N-NO 3 v období kulminace průtoků. Hodnota ph klesá se zvyšujícím se průtokem, koncentrace Al a - N-NO 3 stoupá, zejména v době tání sněhu, kdy odtékají nečistoty akumulované ve sněhu. Maximální hodnoty se proto vyskytly v březnu po kulminaci průtoků. Při letních srážkoodtokových epizodách koncentrace Al se zvyšujícím se průtokem stoupají, ale koncentrace N-NO - 3 klesají. Minimálních hodnot N-NO - 3 je dosaženo již před kulminací - průtoků. Nízké koncentrace N-NO 3 lze pak pozorovat po celou dobu zvýšených průtoků. Teprve při jejich výraznějším poklesu dochází opět k nárůstu koncentrací N-NO - 3. V tab. 8 jsou uvedeny maximální hodnoty dosažené při srážkoodtokových situacích. Měření automatickou sondou (Kulasová, 24, 25) umožňuje kontinuálně sledovat jakost vody včetně srážkoodtokových epizod. V roce 24 jich bylo zaznamenáno několik. Tab. 9 uvádí extrémní naměřené hodnoty. T a b u l k a 7. Extrémní hodnoty z měsíčních odběrů povrchových vod. T a b l e 7. Extreme values from monthly surface water samples. Ukazatele ph NO3-N- SO4-- Al ph NO3-N- SO4-- Al (mg l -1 ) (mg l -1 ) (mg l -1 ) (mg l -1 ) (mg l -1 ) (mg l -1 ) Mezní hodnoty 11,3 11,3 pro pitnou vodu 6,5 9,5 doporučená 25,2 6,5 9,5 doporučená 25,2 podle ČSN ,4 3,4 období období UHLÍŘSKÁ , , , , , , , , , ,6 BLATNÝ RYBNÍK , , , , , , , ,6 KRISTIÁNOV , , , , , , , , ,5 JEZDECKÁ , , , , , , , ,77 JIZERKA , , , , , , , , , ,75 ČERNÁ SMĚDÁ , , , , , , , , ,85 BÍLÁ SMĚDÁ , , , , , , , , ,1 179

18 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha T a b u l k a 8. Extrémní hodnoty dosažené při zvýšených odtokových epizodách. T a b l e 8. Extreme values reached during increased run-off episodes. ph - N-NO 3 -- SO 4 Al [mg l -1 ] [mg l -1 ] [mg l -1 ] , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,51 T a b u l k a 9. Extrémní hodnoty naměřené automatickou monitorovací sondou v roce 24. T a b l e 9. Extreme values measured by automatic monitoring probe in the year 24. Povodí Uhlířská tok Černá Nisa Povodí Jezdecká tok Černá Desná den, hodina průtok ph N-NO - 3 [mg l -1 ] den, hodina průtok ph N-NO - 3 [mg l -1 ] [m 3 s -1 ] [m 3 s -1 ] :,898 4,14, :4 3,28 4,25, :4 23:3,68,844 4,13,35, :2 2,67 4,23, :5,481 4,23 6, :3,14 5,7 12,62 POVODÍ UHLÍŘSKÁ - LISTOPAD 24 POVODÍ JEZDECKÁ - LISTOPAD 24 průtok (m 3.s -1 ), ph 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, DATUM Al µ/l průtok ph Al průtok (m 3.s- 1 ), ph 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, DATUM Al µ/l průtok ph Al Obr. 18. Průběh průtoků, ph a Al na měrném profilu Uhlířská a Jezdecká v listopadu 24. Fig. 18. Course of discharges, ph and Al in measuring profile Uhlířská and Jezdecká in November 24. Při zvýšených stavech vody z přívalových dešťů a smíšených srážek v listopadu 24 zaznamenala měřící sonda hodnoty sledovaných parametrů na Uhlířské a Jezdecké. V tutéž dobu byly uskutečněny i týdenní odběry. Na obr. 18 je vykreslen průběh průtoků a ph zároveň s koncentracemi Al, získanými při týdenních odběrech. Měsíční odběry nepostihly koncentrace látek při vétších průtocích. Nejsme tedy schopni bez modelového přístupu stanovit jejich odnoty, zejména v době nejvyššího spadu znečištujících látek. Vzhledem k možnostem kontinuálního sledování kvality vody teprve v současných letech nemáme doposud naměřenou delší řadu sledovaných parametrů. Nevýhodou automatické sondy je jejich malý počet (není možno sledovat např. obsah některých významných ukazatelů jako jsou Al a SO 4 2- ) a nutnost časté rekalibrace pro zajištění přesnosti měření. Určitým řešením získání informací o průběhu koncentrací většího množství parametrů je uskutečňování odběrů při zvýšených vodních stavech. Rozbory vzorků jsou však drahé a jejich počet je limitován finančními možnostmi. Závěry Cílem výzkumu a vší činnosti v experimentálních povodích ČHMÚ v Jizerských horách v uply- 18

19 Experimentální hydrologická základna Jizerské hory nulých 2 letech bylo objasnit účinky odlesnění na srážkoodtokovou bilanci v této oblasti. Významné změny stanovených hydrologických charakteristik nebyly prokázány. Nejdůležitějším faktorem ovlivňujícím odtok jsou v Jizerských horách srážky a působení dalších faktorů je často ve svém účinku protichůdné. Např. snížení výparu z lesních porostů bylo kompenzováno zvýšením výparu z holin vlivem zatravnění. Ve vzniklých výmolech se zadržovala srážková voda a docházelo tak k retardaci odtoků oproti urychlení odtoků ze svahů, které bylo způsobeno změnou vegetačního porostu a vzniklými preferenčními cestami. Oproti dříve zcela zalesněnému povodí docházelo k tání sněhové pokrývky na mýtinách dříve a vlivem výparu se zde výška sněhu a jeho vodní hodnota snižovala. V době, kdy sníh z holin již odtál, v lese byly ještě akumulovány zásoby vody, které jsou uvolňovány později a tím je odtok z tání rozložen do delšího období. V současné době však i svahy pozvolna zarůstají novými porosty. Cca 6 % plochy experimentální základny pokrývá mladý porost do věku 1 až 2 let. Zmenšuje se počet mýtin a v zimním období je již sněhová pokrývka chráněna porostem a tání sněhu je pozvolnější než v období po odlesnění. Postupně se zlepšila i jakost odtékajících vod, i když jejich kyselost, obsah aluminia a nitrátů i nadále překračuje limity stanovené pro vody k vodárenskému využívání. Vzhledem k tomu, že malé rozměry experimentálních povodí umožňují získávání detailních poznatků o vlivech měnícího se prostředí na kvantitativní a kvalitativní charakter hydrologického cyklu a zároveň i testování nových hydrologických technologií, byla postupně navázána spolupráce s dalšími organizacemi, které v některých povodích instalovaly svá měřicí zařízení a uskutečňují zde svůj badatelský výzkum. Jmenované organizace se zároveň podílejí na výzkumných programech ČHMÚ (Bubeníčková, ) a naopak ČHMÚ spolupracuje na řešení jejich úkolů (Blažková, , 23 26). Údaje se využívají též v praktické činnosti lesníků a vodohospodářů, v operativní hydrologii i aplikovaném hydrologickém výzkumu, neboť mikroanalýzou odtokových složek na malých povodích je možno odvozovat a ověřovat parametry, které nelze získat ze státních pozorovacích sítí. Výsledky byly využity pro aplikaci hydrologických modelů na povodí Uhlířská a Jezdecká. Na řešení provozních úkolů, spojených s projektem PHARE a dalších programů spolupracovali i četní zahraniční partneři. Povodí Uhlířská a Jezdecká jsou součástí souboru povodí ERB (European Representative and Experimental Basins Evropská reprezentativní a experimentální povodí) a naměřená data jsou zájemcům k dispozici. V současnosti je činnost v experimentálních povodích součástí projektu Labe IV (Blažková, 23 26). V závěrečné části projektu bude zpracován návrh na optimalizaci monitorování pro účely hydrologických a hydrochemických modelů. LITERATURA BUBENÍČKOVÁ L. a kol., 198: Státní výzkumný úkol C , DÚ O6 Vodní bilance, tvorba a ovlivňování odtoku, etapa 6, Pravděpodobná maximální srážka. Závěrečná zpráva, ČHMÚ, Praha. BUBENÍČKOVÁ L. a kol., : Podnikový výzkumný úkol 15, Změny odtokového režimu Jizerských hor vlivem devastace lesních porostů způsobené škodlivými exhalacemi. Závěrečná zpráva. ČHMÚ, Praha. BUBENÍČKOVÁ L. a kol., : Program péče o životní prostředí MŽP ČR Projekt Ga/1533/94 Hydrologický a ekologický výzkum v experimentálních povodích Jizerských hor. Národní účast v projektu FRIEND UNESCO. ČHMÚ, Praha, BUBENÍČKOVÁ L. a kol., 23: Flood precipitation analysis in the Jizerské Mountains. In: NE FRIEND Project 5, ERB. Proceedings of Workshop on Mountain Hydrology, Bucharest, 26. September 23. BLAŽKOVÁ Š. a kol., : Program vědy a výzkumu MŽP ČR VaV 51/3/96 Ekologické aspekty ochrany vodního hospodářství, DÚ 1 Výzkum transportních procesů v povodí dotčeném náhlými změnami odtokových poměrů (Jizerské hory). VÚV T.G.M., Praha. BLAŽKOVÁ Š. a kol., 23 26: Program vědy a výzkumu MŽP ČR VaV/65/5/3 Labe IV, DÚ 6 Teorie modelování a monitorování. VÚV T.G.M., Praha. CHAMAS V. a kol., 1979: Návrh experimentálního hydrologického pozorování v Jizerských horách. Úvodní studie, ČHMÚ Praha, P-Ústí nad Labem. JIRÁK J., 25: Měření výšky a vodní hodnoty sněhu v Jizerských horách. Sborník semináře Stretnutie snehárov 25, Liptovský Mikuláš, 25, str KULASOVÁ A. a kol., 23: Vyhodnocení katastrofální povodně v srpnu 22. Projekt MŽP ČR 2. etapa. Workshop Extrémní hydrologické jevy v povodích, Praha. KULASOVÁ A. a kol., : Hydrologické ročenky ČHMÚ OEX. Experimentální povodí Jizerské hory, 1989 až 24. ČHMÚ, Jablonec nad Nisou. KULASOVÁ A., 25: Průběh zim v Jizerských horách podle údajů ze stanice Bedřichov. Sborník semináře Stretnutie snehárov 25, Liptovský Mikuláš, str KULASOVÁ A. a kol., 25: Comparison of monitoring results of selected water quality indicators in Uhlířská basin in Sborník konference Acid Rain, ČHMÚ, ČGS, Praha. KULASOVÁ A. a kol., 25: Sledování jakosti vody v experimentálních povodích Uhlířská a Jezdecká. Sborník semináře Hydrologie malého povodí, Praha, str

20 A. Kulasová, J. Pobříslová, J. Jirák, R. Hancvencl, L. Bubeníčková, Š. Bercha Projekt PHARE CS 92/22.6-WAT 28 (Program monitorování jakosti vody, dílčí část Jizerské hory), MŽP ČR, ČHMÚ, VÚV T.G.M, Praha, STEHLÍK J. a kol., 23: Differences between the snow water equivalent in the forest and open areas in the Jizera Mountains, Czech Republic. In: Interdisciplinary approaches in small catchment hydrology: Monitoring and research. Proceedings of the 9th ERB Conference (Demänovská dolina, Slovakia, September 22). IHP-VI Technical Documents in Hydrology, No. 67, UNESCO, Paris. VILÍMEC J. a kol., 1997: Rozbor jakosti vody v toku zachycující srážkoodtokové epizody. Výzkumná zpráva VaV/51/3/97, VÚV T.G.M, Praha. VILÍMEC J. a kol., 1998: Výzkum transportních procesů v povodí dotčeném náhlými změnami odtokových poměrů Jizerských hor rozbory jakosti vody. Výzkumná zpráva VaV/51/3/98, VÚV T.G.M, Praha. Došlo 21. decembra 25 Štúdia prijatá 16. februára 26 EXPERIMENTAL HYDROLOGICAL BASE IN THE JIZERA MOUNTAINS Alena Kulasová, Jana Pobříslová, Jan Jirák, Rudolf Hancvencl, Libuše Bubeníčková, Šimon Bercha The aim of research and works done in the experimental basins was to find out the effect of deforestation on the precipitation-runoff balance. The article contains a short review of studies performed in this field. The information about basins, monitoring net and measured parameters is given in Figs 1 2 and Tabs 1 3. In the period the trend of annual mean temperature was increasing (Fig. 3). The differences in temperature values between climatological stations and values measured in the watersheds were determined. The annual precipitation totals at station, Souš are usually higher than in station Bedřichov due to bigger values in winter (Fig. 4), their trend in is increasing. The values of data measured in basins in vegetation season are in some localities bigger than in climatological stations (Fig. 5). The maximum one-day and two-days precipitation from the period is stated in Tab. 4. In Fig. 6 and 6a) are maps of precipitations in In studies concerning yearly winter periods from the trend of mild and strong winter occurrence was not possible to find. Even though the snow depth in the period is smaller than in antecedent years, in some winters there is a lot of snow, too (Figs 7 8, Tabs 5 6). Snow in basins is measured in profiles, some of them situated in forest and clearing of the same locality. In Fig. 9 the course of snow depth and its water value in two localities are compared. During the time of accumulation the snow depth is bigger on both the clearings than in forest, while in the time of thaw more snow is preserved in old dense forest when the clearings and young forest are already snow empty. Figs 1 15 give an overview of discharges in the station Uhlířská. The significant change in run-off was not proved. The flow variation is dependent mainly on precipitation. Fig. 16 expresses the number of days with run-off occurrences smaller then Q 3, Q 355 and Q 33. Fig. 17 shows course of hourly precipitation and discharges during the flood in August 22 in the gauging station Uhlířská. The water quality is assessed from water samples taken once a month from 1982, from 24 once a week in Uhlířská and Jezdecká. The extreme values are stated in Tab. 7. The course of some water quality parameters was monitored in precipitation-run-off events and thaw at Uhlířská in 1996, 1997, 24 and 25. With increasing run-off values of ph decrease, Al increases, N-NO 3 - increase too, but only in time of thaw. It decreases in precipitation-run-off events. Extreme values are in Tab. 8. The extreme values of measurements in 24 by multiparametric monitoring probe are in Tab. 9, the comparison of discharges, ph and Al in profiles Uhlířská and Jezdecká in November 24 in Fig. 18. The water quality is improving with improving environment. The monitoring does not give enough information to state the water quality in time of the highest atmospheric deposition without further modelling. The data and results are used in hydrological research done in cooperation with other institutions, mainly for testing of input parameters to hydrological and hydrochemical model applied of the experimental basins Uhlířská and Jezdecká. Also they are used for the water management and forestry practices. Catchments Uhlířská and Jezdecká were incorporated into the ERB (European Representative and Experimental Basins) system, and the measured data are being utilised by international partners. 182