Posuzování protipovodňových efektů akcí programu obnovy rybníků, malých vodních nádrží a pozemkových úprav v ČR Fošumpaur, P., Satrapa, L., Horský, M., Brouček, M., Nešvarová, P. Základním koncepčním materiálem řešícím problematiku protipovodňové ochrany v ČR je Strategie ochrany před povodněmi pro území ČR (MZe, 2000) a v současnosti zejména Plán hlavních povodí ČR (2007). Protipovodňová koncepce je v současnosti naplňována především programy Ministerstva zemědělství na základě usnesení Vlády ČR č. 1304 z roku 2006. Jedná se zejména o program 129120 (Prevence před povodněmi II. etapa), který se zaměřuje na technická protipovodňová opatření na ochranu intravilánů měst a obcí. V rámci předloženého příspěvku je pozornost soustředěna na paralelní program 129130 Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží a současně na realizaci pozemkových úprav zaměřených na protipovodňová opatření. Hodnocení zařazených akcí je realizováno nezávislým strategickým expertem, jehož roli vykonává ČVUT v Praze, Fakulta stavební. Pro zajištění maximální objektivity a transparentnosti posuzování akcí uvedených protipovodňových programů byly na pracovišti strategického experta napřed vyvinuty metodiky hodnocení. Klíčová slova: protipovodňová prevence, rybníky a malé vodní nádrže, pozemkové úpravy 1. Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží Posuzování akcí programu 129130 Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží vychází zejména z hlavních cílů programu, které jsou definovány v jeho dokumentaci. V rámci programu je důraz kladen na víceúčelový charakter rybníků a malých vodních nádrží, které by měly zlepšovat protipovodňovou ochranu území a zároveň částečně plnit zásobní funkci nadlepšováním průtoků za hydrologického sucha. Současně program usiluje o zlepšení technického stavu těchto staveb a zvyšování jejich bezpečnosti. Jako výchozí předpoklady pro vytvoření komplexního systému hodnocení jsou uvažovány následující okolnosti: 1) je nutno posoudit ochrannou funkci navržených akcí za povodňových situací, 2) je nutno posoudit bezpečnost navržených akcí při povodních (prevence před nebezpečím vzniku zvláštní povodně), 3) je nutno posoudit zásobní funkci navržených akcí, 4) je nutno posoudit ekonomickou účinnost finančních prostředků na podporu akcí, 5) je nutno posoudit kvalitu navrženého technického řešení. Primárním cílem metodiky hodnocení akcí (Satrapa, Fošumpaur, 2007) je formulace systému hodnocení navržených rybníků a vodních nádrží podle všech výše uvedených bodů, kdy základními hodnotícími ukazateli jsou v souladu s cíli programu zejména plnění ochranné a zásobní funkce, posouzení bezpečnosti při povodních a posouzení ekonomické účinnosti finanční podpory. Metodika formuluje objektivní a transparentní vyhodnocení jednotlivých ukazatelů a definuje jednoznačný postup pro kvantifikaci výsledného hodnotícího kritéria, které je následně použito pro stanovení pořadí akcí. Hodnocení navržených akcí podle jejich vlivů na životní prostředí je součástí paralelního posouzení environmentálního experta a standardních postupů v souladu s platnou legislativou (zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny a zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých souvisejících zákonů). Tato metodika uvedenou proceduru environmentálního
posouzení nijak nenahrazuje. Následná realizace akcí je podmíněna pozitivním stanoviskem orgánů ochrany přírody. Metodika pro hodnocení akcí zařazených do programu 129130 byla vytvořena na Katedře hydrotechniky ČVUT v Praze, Fakultě stavební a byla vybrána na základě výběrového řízení na jaře 2007. Zároveň byl jmenován tým strategického experta, který je tvořen sdružením Fakulta stavební ČVUT v Praze a akciové společnosti Vodní díla TBD. Úkolem týmu strategického experta je zejména průběžné vyhodnocování zařazených akcí dle uvedené metodiky. Posouzení ochranného účinku rybníků a vodních nádrží Ochranný účinek představuje schopnost posuzovaných rybníků a vodních nádrží transformovat průběh povodňových vln. Na účinnost transformace povodňových vln v nádrži má vliv zejména velikost ovladatelného a neovladatelného retenčního prostoru, charakteristika nádrže a hydraulika bezpečnostního přelivu. Výchozím hydrologickým podkladem pro posouzení retenčního účinku je maximální denní srážková výška na povodí s dobou opakování 100 let. Hodnoty 100-leté srážkové výšky pro území ČR byly zpracovány Českým hydrometeorologickým ústavem (ČHMÚ, 2004) v podobě rastrových map v prostředí GIS. Do zpracování jsou zahrnuta veškerá dostupná data v období 1895 2002 včetně roku 1890. V následujícím obr. 1 jsou hodnoty maximálních 1-denních 100-letých srážkových úhrnů pro území ČR podle ČHMÚ. Následně je určena hodnota průměrné srážkové výšky na povodí posuzovaného rybníku nebo nádrže (pomocí aplikace Thissenova polygonu v GIS). Hodnota 100-leté srážkové výšky se následně redukuje součinitelem plošné redukce V následujícím kroku je vypočítána hodnota přímého odtoku (efektivní srážka). Pro její určení je využita metoda čísla odtokových křivek (Curve Number Method, dále metoda CN-křivek), vyvinutá americkou Službou ochrany půdy (U.S. Soil Conservation Service). Hodnota CN vychází z druhu půdního pokryvu a hydrologické skupiny půdy a je určena jednotným postupem podle oficiálních statistik. Na obr.2 je znázorněna rastrová mapa zatřídění CN-křivek pro území ČR dle ČHMÚ (2004). Obr.1 Hodnoty 100-letých denních srážkových úhrnů (ČHMÚ, 2004).
Obr. 2 Hodnoty čísel odtokových křivek CN pro území ČR (ČHMÚ, 2004). Výpočet přímého odtoku je proveden pomocí vztahu: Hef 2 ( H r,24 0,2S) = [mm], H + 0,8S r,24 kde S je potenciální retence (ztráta), pro kterou platí: 1000 S = 25,4 10 [mm]. CN Objem přímého odtoku se potom určí jako: W = 1000. A. Hef [m 3 ], kde A je plocha povodí [km 2 ]. Pro objektivní posouzení ochranného účinku nádrže je použit ukazatel účinnosti retence podle vztahu: neovl Vr UR = [-], ovl W Vr kde Vr ovl [m 3 ] je ovladatelný retenční objem rybníku (nádrže), Vr neovl [m 3 ] je neovladatelný retenční objem rybníku (nádrže), W je objem přímého odtoku pro 100-letou srážkovou událost [m 3 ].
Vyšší hodnoty ukazatele UR znamenají lepší retenční schopnost nádrže a naopak. V případě soustavy několika vodních nádrží, popř. rybníků, kde lze předpokládat společný účinek, jsou tyto akce posuzovány jako systém a hodnocení je provedeno s ohledem na spolupráci jednotlivých nádrží. Bezpečnost při povodních Cílem posouzení bezpečnosti navržených akcí při povodních je porovnání míry bezpečnosti s požadovanými hodnotami podle normy TNV 75 2935 (Posuzování bezpečnosti vodních děl při povodních). Požadovaná míra bezpečnosti se udává pomocí doby opakování kontrolní povodňové vlny, která musí být vodním dílem bezpečně převedena, aniž by došlo k překročení mezní bezpečné hladiny. Požadovaná míra bezpečnosti závisí zejména na: kategorii vodního díla podle technicko-bezpečnostního dohledu (TBD), rozsahu očekávaných škod (při vzniku průlomové vlny), rozsahu ohrožených lidských životů (při vzniku průlomové vlny). Zatřídění stávajících vodních děl do kategorií podle TBD se převezme z každoročně aktualizovaného seznamu, uváděného ve Věstníku MZe ČR. U nově navrhovaných vodních děl se zatřídění provádí podle postupu uvedeném v Metodickém pokynu MZe ČR ke zpracování posudků pro zařazení vodního díla do kategorie z hlediska technicko-bezpečnostního dohledu. Zatřídění vychází z hodnoty tzv. faktoru rizika: F = FOB + Fšv + F + F + FZ ŠD NŠ kde F OB ohrožení lidských životů průlomovou vlnou, F ŠV přímé škody na určeném vodním díle samém, F ŠD přímé škody na toku pod určeným vodním dílem, F NŠ nepřímé škody pod určeným vodním dílem, F Z ztráty užitku vyřazením určeného vodního díla z provozu. Způsob stanovení jednotlivých faktorů je uveden ve výše citovaném metodickém pokynu. Hodnota ukazatele bezpečnosti je totožná s určenou kategorií dle Metodického pokynu ke zpracování posudků pro zařazení vodního díla do kategorie z hlediska technicko-bezpečnostního dohledu a podle kritérií pro zařazení do seznamu významných vodních děl IV. kategorie. Kvalita technického řešení Součástí posuzování je vyhodnocení kvality navrženého technického řešení jednotlivých akcí. V rámci posuzování je třeba vyhodnotit zejména: zda jsou cíle precizně formulovány a kvantifikovány v souladu s dokumentací programu, a zda řešení umožní dosažení cílů řešení, hodnocení úrovně podkladů, zda technické řešení a spolehlivost ochrany před povodněmi odpovídá platným normám, které by měly být považovány za závazné, zda technické řešení odpovídá současné úrovni poznání v oboru a způsobu řešení obdobné problematiky ve světě, zda náklady na akci odpovídají rozsahu plánovaných stavebních prací podle jednotkových cen (URS Praha, a.s.). V letech 2007 až 2011 bylo v rámci programu Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží posouzeno celkem 360 akcí. Jejich lokalizace v mapě ČR je znázorněna na obr. 3.
Obr. 3 Prostorová lokalizace posouzených akcí v rámci programu 129130 Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží. 2. Pozemkové úpravy Vlivem působení lidské činnosti došlo v minulosti k významným změnám krajiny, které byly vyvolány zejména snahou o zvyšování výnosů zemědělské produkce. Současně došlo vlivem zcelování zemědělských pozemků k zániku přístupových cest, přirozených linií a ostatních krajinotvorných prvků. Tyto činnosti nezřídka vedly k narušení přirozených autoregulačních systémů krajiny a k porušení její ekologické stability. Současná nepříznivá situace je dána zvýšenou zranitelností krajiny vodní a větrnou erozí a snížením její retenční a akumulační schopnosti. Situaci často komplikuje skutečnost, že mnozí vlastníci pozemků nemají přístup na své pozemky a nemohou je řádně užívat. Tato povinnost přitom přímo vyplývá ze zákona o vodách č. 254/2002 Sb. Který vlastníkům ukládá pečovat o pozemky tak, aby nedocházelo ke zhoršování vodních poměrů. Zejména jsou povinni za těchto podmínek zajistit, aby nedocházelo ke zhoršování odtokových poměrů, odnosu půdy erozní činností vody a dbát o zlepšování retenční schopnosti krajiny. Efektivním nástrojem pro obnovení příznivých vodních poměrů, erozní odolnosti a ekologické stability krajiny jsou pozemkové úpravy. V rámci programu 129 120 Podpora prevence před povodněmi II je podpora těchto opatření deklarována v usnesení vlády č. 1304 ze dne 15. listopadu 2006, kterým vláda ČR uložila ministrovi zemědělství v bodě II. 1. c) zajistit v letech 2007 až 2010 realizaci pozemkových úprav zaměřených na protipovodňová opatření v rozsahu 1 mld. Kč. Zákon o pozemkových úpravách a pozemkových úřadech č. 139/2002 Sb. Definuje pozemkové úpravy jako soubor opatření pro vytvoření podmínek pro racionální hospodaření vlastníků půdy s ohledem na potřeby krajiny. Skladba možných opatření v rámci pozemkových úprav je obecně velmi pestrá. Pozemkové úpravy jsou souborem činností ke zlepšení podmínek pro zemědělské hospodaření, k zpřístupnění pozemků, ke zmírnění projevů větrné a vodní eroze, ke zlepšení hydrologického režimu v krajině a ekologické stability a ke stabilizaci nebo obnově krajinného rázu. Pozemkové úpravy lze obecně rozdělit na komplexní a jednoduché. Žádoucím způsobem provádění pozemkových úprav je forma komplexních pozemkových úprav (KPÚ). V rámci KPÚ tvoří navržené prvky protipovodňové a protierozní ochrany ucelený systém, který se vyznačuje polyfunkčním charakterem - zpravidla se jedná o opatření, která jsou realizována v rámci plánu společných zařízení.
KPÚ se provádějí obvykle v rámci celého katastrálního území, a to převážně v jeho nezastavěné části. Jednoduché pozemkové úpravy (JPÚ) řeší lokální územní vztahy a aktuální dílčí problémy v menším území včetně realizací nezbytných opatření PSZ. Převážná část pozemkových úprav navrhovaných v rámci naplnění UV má charakter KPÚ s vazbou na protipovodňovou a protierozní ochranu území při současném vytvoření podmínek pro zlepšení ekologické stability krajiny. V menší míře je pro řešení aktuálních erozních a povodňových situací využita forma JPÚ. V souladu s Metodickým pokynem k postupu administrace akcí v rámci čerpání finančních prostředků na realizaci pozemkových úprav zaměřených na protipovodňová opatření jsou financovány tři skupiny akcí: A. Zpracování návrhu pozemkových úprav KPÚ či JPÚ, B. Realizace konkrétních protipovodňových opatření na základě schváleného plánu společných zařízení schválený návrh KPÚ či JPÚ, C. Zpracování projektové dokumentace pro provedení konkrétního protipovodňového opatření na základě schváleného plánu společných zařízení. Posuzování pozemkových úprav je realizováno na pracovišti strategického experta (ČVUT v Praze, Fakulta stavební) podle předem připravené metodiky (Satrapa, Fošumpaur, 2009). U jednotlivých akcí jsou hodnoceny následující aspekty návrhu (v pořadí důležitosti): a) Protipovodňová funkce. Patří sem vodohospodářská opatření pro neškodné odvedení povrchových vod a pro ochranu území před povodněmi. Jsou to např. nádrže, rybníky, úpravy toků a objekty na nich (s vlivem na odtokové poměry mostky, propustky), odlehčovací koryta, příkopy a kanály, ochranné hráze a suché poldry, rozlivná území. Posouzení retenční funkce je provedeno na podobném principu jako v případě programu zaměřeného na rybníky a vodní nádrže (viz kapitola č. 1). Výchozím podkladem je oficiální GIS vrstva 100-letých denních srážkových úhrnů a vrstva čísel odtokových křivek CN zpracovaná ČHMÚ (2004). b) Protierozní funkce. Patří sem opatření na snížení erozní ohroženosti krajiny jako např. protierozní meze, průlehy, zasakovací pásy, záchytné příkopy, ochranné zatravnění a zalesnění, biokoridory. Posuzování aktuálnosti protierozní funkce v daném území je realizováno s využitím mapy průměrného roční erozního smyvu vztaženého k plochám povodí IV. řádu (ČVUT v Praze, 2008). c) Lokalizace projektu ve vztahu ke zranitelným oblastem (zranitelné zemědělské oblasti podle kategorizace zemědělského území /rajonizace zemědělské výroby/ - podle novely nařízení vlády č.103-2003 Sb. s účinností od 1.9.2007) a klimatickým regionům a sklonitosti (dle kódů BPEJ). Zranitelné oblasti z pohledu rajonizace zemědělské výroby se vymezují na základě monitoringu kvality povrchových vod. Souvislost zranitelných oblastí s aktivitami v rámci pozemkových úprav je zřejmá. Zranitelnost je hodnocena s využitím mapy zranitelných oblastí (Výzkumný ústav rostlinné výroby, 2008). d) Komplexnost navržené pozemkové úpravy v souvislosti s body činností v rámci pozemkových úprav, kterými jsou: síť polních cest, síť prvků systému ekologické stability, síť protierozních opatření, síť vodohospodářských opatření a delimitace druhů pozemků. e) Bezpečnost realizované akce za povodní. Toto hledisko se týká zejména vodních a suchých nádrží. f) Ekonomika návrhu. V letech 2010 a 2011 bylo zpracováno celkem 104 posudků, z nichž je 33 kategorie A (zpracování návrhu KPÚ nebo JPÚ), 42 posudků akcí kategorie B (realizace konkrétních PPO) a 29 posudků akcí kategorie C (zpracování projektové dokumentace). Lokalizace uvedených akcí v přehledné mapě ČR je znázorněna na obr. 4.
Obr. 4 Prostorová lokalizace hodnocených akcí pozemkových úprav. 3. Závěr V rámci příspěvku byl popsán systém posuzování protipovodňových opatření zařazených do programu 129130 Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží a současně pozemkových úprav zaměřených na protipovodňovou ochranu. Programy jsou administrovány Ministerstvem zemědělství ČR a tvoří společně s programem 129120 Podpora prevence před povodněmi II významný nástroj uplatňování strategie protipovodňové prevence dle Plánu hlavních povodí ČR. Realizace všech programů probíhá za finanční spoluúčasti Evropské investiční banky formou úvěru. Z důvodu zajištění maximální efektivnosti využití finančních prostředků byl na základě dohody mezi Ministerstvem zemědělství ČR a Evropskou investiční bankou zřízen institut nezávislého strategického experta, který navržené protipovodňové akce napřed vyhodnocuje dle předem připravených a schválených metodik. Roli strategického experta vykonává na základě výsledků výběrového řízení pracoviště ČVUT v Praze, Fakulty stavební. Výhodou uvedeného postupu je objektivní a transparentní hodnocení v přímé vazbě na základní cíle jednotlivých programů a s jasnou kvantifikací protipovodňových efektů posuzovaných akcí. Zkušenosti z posuzování zařazených akcí z let 2007-2011 zřejmě prokázaly efektivnost popsaného postupu z celospolečenského hlediska. Poděkování Příspěvek vznikl za podpory projektu "Spolehlivost a bezpečnost vodohospodářských děl v měnících se klimatických podmínkách" s označením: NAZV QH 71201 podpořenému Národní agenturou pro zemědělský výzkum. Literatura 1. Plán hlavních povodí České republiky, Ministerstvo zemědělství ČR, Praha 2007. 2. Strategie ochrany před povodněmi pro území České republiky, Ministerstvo zemědělství ČR., Praha 2000. 3. 262/2007 Sb. Nařízení vlády o vyhlášení závazné části Plánu hlavních povodí České republiky. 4. Usnesení vlády České republiky ze dne 15. listopadu 2006 č. 1304 k Dokumentaci programu 129 120 Podpora prevence před povodněmi II a ke změně usnesení vlády ze dne 12. dubna 2006 č. 383 a ze dne 10. května 2006 č. 496.
5. Čihák, F., Satrapa, L., Fošumpaur, P.: Metodika pro posuzování protipovodňových opatření navržených do II. etapy programu Prevence před povodněmi (r. 2007-2010), příloha č. 2 předkládací zprávy usnesení Vlády České republiky ze dne 10. května 2006 č. 496. 6. Satrapa, L., Fošumpaur, P.: Metodika pro posuzování akcí zařazených do programu 129 130 Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží, ČVUT v Praze, Fakulta stavební, 2007. 7. Satrapa, L., Fošumpaur, P.: Metodika pro posuzování protipovodňových opatření v rámci pozemkových úprav podle Usnesení Vlády ČR č. 1304 ze dne 15.11.2006. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, 2009. 8. Dokumentace Programu 129 130, Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a výstavby vodních nádrží, MZe ČR - Odbor programového financování ve vodním hospodářství a VD TBD, a.s., Praha, 2006. 9. Metodický pokyn pro organizační zabezpečení provádění zákona č. 622/2006 Sb., přílohy č. 11, části 2 C "Podpora obnovy, odbahnění a rekonstrukce rybníků a zřizování vodních děl k ochraně před povodněmi a suchem", MZe ČR, 2007. 10. Krása, J., Dostál, T., Vrána, K.: Revidovaná podrobná mapa ztráty půdy pro území ČR, GIS Ostrava 2008, Ostrava, 2008. 11. Wollnerová, J., Klír, J.: Metodika pro hospodaření ve zranitelných oblastech, Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha, 2008. 12. Projekt QD1368, Verifikace metod odvození hydrologických podkladů pro posuzování bezpečnosti vodních děl za povodní, závěrečná zpráva, ČHMÚ Praha 2004. Autoři: doc. Dr. Ing. Pavel Fošumpaur doc. Ing. Ladislav Satrapa, CSc. Ing. martin Horský, Ph.D. Ing. Miroslav Brouček Ing. Petra Nešvarová, Ph.D. (fosumpaur@fsv.cvut.cz) (satrapa@fsv.cvut.cz) (martin.horsky@fsv.cvut.cz) (miroslav.broucek@fsv.cvut.cz) (petra.nesvarova.chvojkova@fsv.cvut.cz) ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra hydrotechniky Thákurova 7 166 29 Praha 6