Ekologický monitoring. Hydromorfologický monitoring. Ekologický monitoring. Morfologické podmínky. Kontinuita toku Hydrologický režim

Transkript

1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství name Ekologický monitoring name Požadavek Rámcové směrnice o vodní politice ES 2000/60/ES Ekologický monitoring Ekologický stav = vyjádřením kvality struktury a funkce vodních ekosystémů spojených s povrchovými vodami Základní složky kvality Biologické Hydomorfologické Chemické (fyzikálně-chemické) Mgr. Gabriela Šťastná Ph.D. podpůrný charakter pro hodnocení biologické složky ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství name Hydromorfologické složky kvality name Morfologické podmínky Hydromorfologický monitoring proměnlivost hloubky a šířky koryta toku struktura a substrát dna toku struktura příbřežní zóny Kontinuita toku Hydrologický režim velikost a dynamika proudění vody propojení na útvary podzemní vody Načasování a četnost monitoringu name name ČSN EN Jakost vod Návod pro hodnocení hydromorfologických charakteristik řek (ČNI, 2005) Hodnocení: na základě pochůzky proti proudu Splnění kritérií: průtok průměrný a nižší rozpoznat požadované charakteristiky koryta, dna a břehů neměla by bránit vzrostlá vegetace jarní a podzimní období Max. délka opakování 6 let 1

2 Vymezení úseků pro mapování name Označení úseků name z dílčích úseků toků s proměnlivou délkou v rámci vodního útvaru Délka úseku cca: 100 m malé toky 500 m střední toky 1000 m velké toky Úsek musí být homogenní alespoň v jednom z klíčových parametrů: upravenost trasy toku upravenost koryta využití údolní nivy Postup mapování a zpracování dat name Ukazatele hydromorfologické kvality name Vymezení hranic úseku Zákres hranic úseku do mapy 1: hodnot ukazatelů do formuláře Zjištění doplňujících informací Převod údajů z formuláře do digitální formy Propojení databázových dat s úseky GIS Vyhodnocení výsledků Základní zóny prostředí Koryto toku Břeh, resp. příbřežní zóna Inundační území Hydrologický režim Ukazatele hydromorfologické kvality name Ukazatele hydromorfologické kvality name Koryto toku trasa toku průchodnost koryta upravenost dna diversita dnového substrátu mrtvé dřevo v korytě variabilita struktur dna variabilita šířky koryta variabilita hloubek Břeh, resp. příbřežní zóna Upravenost břehů Stabilita břehů Břehová vegetace Inundační území Využití údolní nivy Průchodnost inundačního území Hydrologický režim Charakter proudění Ovlivnění hydrologického režimu 2

3 Informační ukazatele Ukazatele hydromorfologické kvality name name Zóna toku / skupina parametrů Rozsah Ukazatel stanovení Trasa toku Podélná průchodnost koryta Upravenost dna Diversita dnového substrátu Koryto Mrtvé dřevohydromorfologické v korytě Ukazatele kvality Variabilita struktur dna Variabilita šířky koryta Variabilita hloubek Upravenost břehů L, P břeh Břeh a příbřežní zóna Stabilita břehů L, P břeh Břehová vegetace L, P břeh Využití údolní nivy Průchodnost inundačního území Charakter proudění Ovlivnění hydrologického režimu Inundační území Hydrologický režim name 1. Trasa toku Skupina parametrů Morfometrické charakteristiky Identifikační údaje name Ukazatel Délka úseku Šířka údolní nivy Šířka koryta Zahloubení koryta Kód úseku Vodní útvar XY poloha hranic úseků Qa Q 355 Datum mapování mapovatel Rozsah Zdroj informací Mapa Mapa Mapa Mapa GPS Hydrologická data Hydrologická data 1. Trasa toku Divočící tok name L, P břeh L, P břeh Zdroj informací 1. Trasa toku Meandrující Rozvětvený name 1. Trasa toku Zákruty 3

4 name 1. Trasa toku name 1. Trasa toku Přirozeně přímý tok name 2. Podélná průchodnost koryta Uměle napřímený tok name 2. Podélná průchodnost koryta Úsek bez překážek name 2. Podélná průchodnost koryta Jez s výškou nad 1 m Umělý stupeň nebo jez s výškou do 1m name 2. Podélná průchodnost koryta Skluz 4

5 name 2. Podélná průchodnost koryta 2. Podélná průchodnost koryta Propustek name 3. Upravenost dna Hráz name 2. Podélná průchodnost koryta Jez s rybím přechodem name name Bez známek úprav 3. Upravenost dna Zahloubení zvýšené přírodními procesy name 3. Upravenost dna Pravidelné prohrábky koryta či jinak uměle zvýšené zahloubení 5

6 name 3. Upravenost dna 3. Upravenost dna Zpevnění dna kamennou dlažbou name 3. Upravenost dna Zpevnění dna betonem name 3. Upravenost dna Přidávání splavenin a umělého substrátu name name 4. Diversita dnového podkladu Skalní podloží Zatrubněný tok name 4. Diversita dnového podkladu Balvany 6

7 name 4. Diversita dnového podkladu Štěrk 4. Diversita dnového podkladu name Jíl name 4. Diversita dnového podkladu Prach, bahno Písek 4. Diversita dnového podkladu Kameny name name 4. Diversita dnového podkladu name 4. Diversita dnového podkladu Rašelina 7

8 name 4. Diversita dnového podkladu kamenná dlažba, beton 6. Variabilita struktur dna name Mělčiny Kmeny stromů, jejich částí a vývraty v korytě Kompaktní shluky větví name 6. Variabilita struktur dna Žádné pozorované struktury Lavice, berma 5. Mrtvé dřevo v korytě Umělý substrát name name 6. Variabilita struktur dna Ostrov name 6. Variabilita struktur dna Tůně 8

9 name 6. Variabilita struktur dna name 6. Variabilita struktur dna Peřej name Skalní stupeň 7. Variabilita hloubek name 7. Variabilita hloubek Vysoká variabilita name 7. Variabilita hloubek Střední name 7. Variabilita hloubek Přirozeně nízká Nízká z důvodu úpravy koryta 9

10 name 8. Variabilita šířky name 8. Variabilita šířky Bv=Bmax/Bmin Bv variabilita šířky v úseku Bmax maximální šířka Bmin minimální šířka name Hodnota Bv Variabilita šířky 1,00-1,10 Velmi nízká 1,11-1,25 Nízká 1,26-1,50 Střední 1,51-2,00 Vysoká > 2,00 Velmi vysoká 1. Upravenost břehů name 1. Upravenost břehů Bez známek úprav name 1. Upravenost břehů Vegetační opevnění břehu name 1. Upravenost břehů Gabiony Polovegetační tvárnice Kamenný pohoz 10

11 name 1. Upravenost břehů name 1. Upravenost břehů Zpevnění břehu kamennou dlažbou name 2. Břehová vegetace Zpevnění břehu betonem Souvislá úprava profilu name 2. Břehová vegetace Přirozený les name 2. Břehová vegetace Hospodářský les name 2. Břehová vegetace Galeriová vegetace Přerušované pásy vegetace 11

12 name 2. Břehová vegetace name 2. Břehová vegetace Jednotlivé stromy, keře name 2. Břehová vegetace Vysoké byliny name B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů Břehy bez vegetace name B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů Stabilní břeh bez nátrží a akumulací name B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů Drobné břehové nátrže (do 5m) Rozsáhlé břehové nátrže (nad 5m) 12

13 name B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů name B: Břeh a pobřežní zóna 3. Stabilita břehů Drobné fluviální akumulace (do 100 m2) name C: Inundační území 1. Zóna inundačního území Rozsáhlá fluviální akumulace (nad 100 m2) name C: Inundační území 1. Zóna inundačního území Les Pastvina travní porost k pastvě Vodní plochy přirozená i antropogenní Louka name C: Inundační území 1. Zóna inundačního území name C: Inundační území 1. Zóna inundačního území Zemědělská plocha Roztroušená zástavba 13

14 name C: Inundační území 1. Zóna inundačního území name C: Inundační území 2. Průchodnost inundačního území Intravilán, průmysl name C: Inundační území 2. Průchodnost inundačního území Úsek bez objektu Protipovodňová a ochranná hráz podél koryta name C: Inundační území 2. Průchodnost inundačního území Jiné stavby (náspy komunikací aj.) vedené paralelně s korytem Stavby vedené napříč nivou (náspy komunikací aj.) D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění name name Vodopád Stupně, kaskáda 14

15 name D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění name D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění Peřejnatý úsek name Slapový proud D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění name D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění Klouzavý proud name Tůně D: Hydrologický režim 1. Charakter proudění name D: Hydrologický režim 2. Ovlivnění hydrologického režimu Vzdutí Na malém toku nad nízkým stupněm Dynamika beze změn Trvalé vzdutí Periodické vzdutí Nárazové vypouštění Odběry vody Asanační průtok Nad jezem 15

16 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství Informační ukazatele name name Hranice úseku Fyzikálně - chemický monitoring horní dolní Délka úseku Šířka údolní nivy Šířka koryta Zahloubení koryta Stabilita břehů Výběr kvalitativních složek name Výběr kvalitativních složek - VODA name Ukazatele a rozsah daného rozboru: Kvalitativní složky a parametry doporučené implementární strategií Rámcové směrnice 2000/60 Účelu rozboru Složka prostředí: name Voda - druhu vody Sediment Suspendované látky Organismy Výběr kvalitativních složek Vodní toky name Výběr kvalitativních složek Stojaté vody Teplotní podmínky - teplota Kyslíkové poměry rozpuštěný kyslík Salinita vodivost Acidifikace ph, alkalinita Živiny Pcelk, Prozp, Ncelk, NO2-, NO3-, NH4+ Ostatní NL, zákal Teplotní podmínky - teplota Kyslíkové poměry rozpuštěný kyslík Salinita vodivost Acidifikace ph, alkalinita, TOC Živiny Pcelk, Prozp, Ncelk, NO2-, NO3-, NH4+ Ostatní průhlednost, zákal, barva 16

17 Odběr vzorků name Příklady odběrových zařízení name Automatické odběrné zařízení firmy Sigma řízené časově či průtokově Jednorázové Plánované pro stojaté vody zonační plošného profilu Tekoucí vody periodické režimové Příklady odběrových zařízení name Předúprava vzorku name Stanovení Odběrové zařízení intersticiální vody dle Burtona celkového obsahu homogenizace vzorku v suspendovaném podílu v rozpuštěném podílu filtrace či odstředění Filtry pro oddělení nerozpuštěných složek dle ČSN Filtry nitrátové, směs esteru celulosy, nylonové, pro předfiltraci filtry ze skleněných vláken Předúprava vzorku name př. suspendovaných látek v přírodních a odpadních vodách a způsob jejich dělení name Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod In situ In situ ukazatele s proměnnými vlastnostmi (CO2, barva, rozp. O2 a ph) Výhody: Reálná hodnota Rychlé a jednoduché měření Nevýhody: Nutná příprava a kalibrace přístroje před výjezdem Bodový vzorek (okamžitá hodnota) 17

18 name Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod On line měření name Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod Možnost kontinuálního záznamu kvalitativních i kvantitativních parametrů iontově selektivní elektrody (ISE) (NO3-, Cl-, NH4+ a O2) Zachycení kolísání a změny stavů Výhody: Dlouhodobý záznam Možnost volby časového kroku Reálný dlouhodobější stav Nevýhody: Sonda YSI Kalibrace a příprava přístroje před výjezdem Riziko ztráty (umístění v toku) name Analýzy fyzikálně-chemických složek povrchových vod Ex situ name Příklady přístrojového vybavení laboratoře Ex situ konzervace vzorků viz ČSN EN ISO ) Metody titrační (CHSK, BSK, tvrdost) gravimetrické (NL), kolorimetrické a chromatografické (kationty a anionty) Nevýhody : Iontový chromatograf analýzy F-, Cl-, NO2-, NO3-, PO43-, SO42-, Li+, Na+, NH4+, K+, Ca2+ a Mg2+ Není bezprostřední měření kvality Možnost ovlivnění při transportu Bodový (okamžitý odběr) name Příklady přístrojového vybavení laboratoře name Příklady přístrojového vybavení laboratoře Přístroj SKALAR analýza CHSKCr, NO3-, NO2-, Namon, Ncelk, Portho a Pcelk Atomová absorpční spektrometrie 18

19 Možnosti zpracování získaných dat name Možnosti zpracování získaných dat name Dle ČSN posouzení výpočtem s předem zvolenou pstí nepřekročení 90% (u rozpuštěného O2 překročení); a zatřídění do tříd kvality Třída popis Příklad použití I. třída velmi čistá voda vodárenské účely, potravinářský a jiný průmysl, koupaliště, chov lososových ryb Zařazení dle nejhoršího ukazatele II. třída čistá voda vodárenské účely, vodní sporty, chov ryb, zásobování průmyslu vodou Minimální datová řada 24 měsíců III. třída znečištěná voda IV. třída silně znečištěná voda voda vhodná jen pro omezené účely V. třída velmi silně znečištěná voda voda se obvykle nehodí pro žádný účel Možnosti zpracování získaných dat name name voda obvykle vhodná jen pro zásobování průmyslu Výběr kvalitativních složek SEDIMENT možnost statistického zpracování percentily [BUWAL, 2004], popř. vícerozměrnými statistickými metodami operujícími s výběrovým průměrem a výběrovým rozptylem (předpoklad normálního rozdělení či možnost transformací) množství, kvalita zrnitost, OM, znečištění Význam sedimentu v toku: Biologické osídlení toku Zdroj kontaminace Sediment v drobných tocích (eroze, obnova) Složení a vlastnosti materiálu sedimentu ovlivnění kontaminace i organismů name Výběr kvalitativních složek SEDIMENT name Výběr kvalitativních složek SEDIMENT Zrnitost závisí na energii proudu vody Geochemické frakce sedimentu Výměnná frakce Karbonátová frakce Oxidy Fe a Mn (redukovatelná fáze) Organické hmota (oxidovatelná fáze) Reziduální fáze Vliv na chování sorbovaných škodlivin (TK) Nejednotnost metodik, obtížná porovnatelnost Postup: Vzorkování Sušení Sítování Rozklad pro analýzu Analýza Nejednotnost ovlivnění aktuálních koncentrací (ztráty analytu popř. sekundární kontaminace) 19

20 name Výběr kvalitativních složek SEDIMENT name Výběr kvalitativních složek SEDIMENT Rozklad Používané typy: lopatka, drapáky (Eckman, Peterson..), jádrové vzorkovače ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Katedra zdravotního a ekologického inženýrství name Děkuji za pozornost stastnag@lermo.cz 20