ACTA HYDROLOGICA SLOVACA

Ročník 13, č. 2, 2012, 404-415 ACTA HYDROLOGICA SLOVACA MONITOROVÁNÍ RYBNIČNÍ HRÁZE METODOU EIS Jana Pařílková, Marie Fejfarová, Michael Novák Pro identifikování změn, které souvisejí s proměnným zatížením zemní hráze rybníka vodou, v čase a prostoru, byla zvolena nepřímá měřicí metoda elektrické impedanční spektrometrie. Formou map elektrické vodivosti lze identifikovat anomálie v měřené oblasti (v prostoru a v čase) a na základě dlouhodobého monitorování je možno vyhodnotit trendy jejich vývoje. Příspěvek uvádí příklad výsledků dosažených při monitorování rybniční hráze v katastru obce Jevíčko. KĽÚČOVÉ SLOVÁ: elektrická impedanční spektrometrie, elektrická vodivost, zemina, hráz, rybník, monitorování MONITORING OF THE POND DIKE USING EIS METHOD. To identify the observed changes, which are related to variable loads earth dike with water, in time and space has been selected indirect electrical method of measuring electrical impedance spectrometry. On a form of maps of electrical conductance are identified the anomalies in monitored area (in space and time). During the long-time monitoring it is possible to evaluate the trends of their development. The paper presents examples of result achieved in monitoring of pond dike in the municipality of Jevíčko. KEY WORDS: electrical impedance spectrometry, electrical conductance, soil, dike, fish pond, monitoring Úvod Voda byla a zůstává pro člověka nepostradatelnou a nenahraditelnou surovinou, a proto byla historicky významná města zakládána u vodních toků. Vždy plnila různé funkce, např. funkci vodárenskou, závlahovou, chovnou, estetickou. Příběh vodních nádrží psala již Egyptská civilizace, zbytky hrází vodních nádrží nalezené v Jordánsku, Egyptě a dalších zemích Sředního Východu se datují do období 3 000 let př. n. l. Historické prameny dokládají, že využití nádrží pro závlahy a zásobování vodou se začaly využívat asi o tisíc let později ve Středomoří, Číně a Střední Americe (Smith, 1971), (Takahasi, 2003), (Lukáč a Bednárová, 2006). První rybníky (Šálek, 2001) byly na českém území pravděpodobně budovány v 8. a 9. století a již od 12. století jsou rybníky přirozenou součástí krajiny. První písemně doložený rybník na území české republiky byl založen již v roce 1115 u kladrubského kláštera. Na počátku 14. století se čeští šlechtici zúčastnili rytířských výprav krále Jana Lucemburského, nebo dříve křižáckých výprav do Palestiny, odkud si přinesli řadu poznatků o chovu ryb a výstavby rybníků. Od těchto dob se u nás začíná rybníkářství rozvíjet a zdokonalovat. Jsou budovány vyšší hráze, spodní výpusti se osazují čepovými uzávěry, hráze a bezpečnostní přelivy jsou zpevňovány. Na zpevněných hrázích rybníků byly budovány cesty, které přispěly k rozvoji obchodu s rybami. Ve středověku bylo využití pozemků pro rybníkářství výnosnější než pěstování obvyklých polních plodin nebo obhospodařování pozemků jako louky či pastviny. Zručnost budovatelů v navrhování a výstavbě vzrostla na takovou úroveň, že byli zváni do okolních zemí. Rozvoj rybníkářství zabrzdily husitské války, kdy bylo mnoho hrází strženo. Po válkách, kdy se situace uklidnila, se opět začíná výstavba rybníků. V této době je nejvýznamnějším stavitelem Vilém z Pernštejna, který vybudoval celou řadu rybníků na Moravě a ve východních a jižních Čechách. Neznámějším z jeho děl je rybník Bezdrev nedaleko Hluboké nad Vltavou. Na počátku 16. století se začíná budovat Zlatá stoka, kanál dlouhý přes 40 km, vyhloubený v nepatrném sklonu, který zásobuje třeboňské rybníky vodou z Lužnice. Tento projekt začal Štěpánek Netolický a jeho pokračovatelem byl Jakub Krčín z Jelčan a Sedlčan, který upravil a prodloužil Zlatou stoku a některé z Netolického 404

Pařílková, J. a kol.: Monitorování rybniční hráze metodou EIS rybníků zvětšil. Jakub Krčín se zasloužil o vybudování dvou největších rybníků na území Čech (Svět a Rožmberk). Rybník Rožmberk, s hrází o délce 2,5 km a maximální výškou 11,5 m, patřil ve své době k technicky nejvyspělejším vodohospodářským dílům ve střední Evropě. Lze konstatovat, že největšího rozmachu v českých zemích zažilo rybníkářství v 15. a 16. století a naopak k útlumu dochází v 17. a 18. století vlivem intenzifikace zemědělství a zvyšováním počtu obyvatelstva. Třicetiletá válka v 17. století měla za důsledek stagnaci výstavby rybníků v Čechách. Až na konci 19. století se začíná rybníkářství opět probouzet a je postaveno na vědeckém základu chovu ryb. Životem ryb se zabýval prof. Dr. Antonín Frič (Frič, 1859), (Frič, 1876). Jeho poznatky aplikoval rybníkář Václav Horák, po něm i Josef Šusta, na jihočeském panství Schwarzenbergů (Hule, 2000). Dnešní počet rybníků, převážně historických, v České republice je cca 21 000 a toto číslo se ustálilo už na přelomu 19. a 20. století (Zlatuška, neuvedeno). Na počátku 20. století např. Probíhaly rekonstrukce významných třeboňských rybníků. V současné době se budují nádrže, které plní funkce spíše účelové (ve velké míře náleží k protipovodňovým opatřením), krajinotvorné nebo jsou součástí biocenter. Pozornost je soustředěna na revitalizace a odbahnění stávajících rybníků a na obnovu jejich funkčního zařízení. S výstavbou rybníků, ale i jiných vodních nádrží, je vždy spojeno riziko protržení hráze, které může způsobit mimořádnou povodeň, anebo již probíhající povodeň umocnit. Od velké povodně, na Moravě a ve východních Čechách, v roce 1997 je území České republiky zaplavované téměř každý rok. Poškození nebo protržení hrází při povodni v roce 1997 bylo spíše ojedinělé, vyskytovalo se jen u velmi malých nádrží, např. rybník Luh, rybník Velký Běličský a rybník Pustý (Poláček, 2006). Poslední velká povodeň na území ČR byla v roce 2002. Zasáhla hlavně jižní Čechy a celé povodí Vltavy a následně i část toku Labe. Při této povodni bylo protrženo celkem 23 rybničních hrází a 83 bylo výrazně poškozeno (Poláček, 2006). I tyto skutečnosti potvrdily nezbytnost aplikace monitorovacího systému. Ústav vodních staveb Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně se otázce zjišťování změn probíhajících v zemních hrázích při jejich zatížení vodou začal intenzivněji věnovat v roce 1998 (Stara, 1997), (Stara, 1999). V Laboratoři vodohospodářského výzkumu ÚVST byla realizována měřicí aparatura s termistorovými snímači (Pařílková a Uhmannová, 2002) a dále byla aplikována metoda elektrické impedanční spektrometrie (EIS) (Pařílková a Krejčí, 2006) včetně realizace měřicí aparatury. Od té doby urazila metoda EIS kus cesty (Pařílková a kol., 2008) a nyní je testováno její využití nejen na sypaných zemních hrázích vodních nádrží (vodní dílo Karolínka, rybník nedaleko obce Jevíčko, vodní nádrž Bezedník III. v katastru obce Kobeřice), ale i při měření vlhkostí různých materiálů (cihly, dřevo) (Pařílková a kol., 2006). Rybniční hráze se navrhují především jako zemní sypa- né a v převážné většině z místních materiálů. Je-li hráz navržena z jednoho stavebního materiálu, je možno ji charakterizovat jako homogenní, užije-li se více druhů stavebních materiálů, nebo je např. opatřena těsnicími prvky, jedná se o hráz heterogenní (zonální). Při sledování procesů probíhajících v zemních hrázích při jejich zatěžování vodou (Císlerová a Vogel, 2008), (Skalová a Štekauerová, 2011) je nutno respektovat komplikovanost uvedeného prostředí. Jedná se o třísložkový systém, v němž pevnou složku zastupuje zemina, kapalná složka je reprezentována zpravidla vodou a plynnou složku představuje nejčastěji vzduch. Lze konstatovat, že se jedná o pórovitý materiál tvořený složitým systémem pevných částic odlišných geometrických a fyzikálně-chemických vlastností a pórů. Geometrie pórů je velmi obtížně popsatelná, některé póry jsou propojeny, jiné nejsou. Některé póry tedy mohou být zcela zaplněné vodou (Baumann a Werth, 2004) nebo naopak vzduchem, případně jsou zaplněné oběma složkami. Podle objemu vody v pórech se definuje stupeň nasycení, neboli saturace (Lamboj a Štěpánek, 2005), na jehož základě lze zeminu charakterizovat jako suchou, zavlhlou, vlhkou, velmi vlhkou nebo nasycenou. Objem vody (Chen a Zhang, 2006) v zemině ovlivňuje řadu dalších fyzikálních parametrů jako je elektrická impedance (Gomboš a kol., 2011), elektrická vodivost (Caputo a kol., 2010), rezistivita (Bradáč, 2000), (Fenton a kol., 2005), permitivita atd. Každá vodní nádrž vytvořená přehradami, příp. hrázemi se stává významným krajinným prvkem (dle 4 zákona č. 114/1992, Sb., o ochraně přírody a krajiny), současně však představuje potenciální zdroj ohrožení v případě nestability její hráze. Charakteristika zájmové lokality a její hráze Rybník se nachází v katastru obce Jevíčko při výjezdu směrem na obec Křenov (obr. 1) v sousedství kostela se hřbitovem (obr. 2). Lokalita je součástí hydrogeologického rajonu Boskovická brázda, který je nesouměrnou úzkou tektonicky založenou depresí mezi Českomoravskou vrchovinou a Brněnským masivem (Michlíček, 1986). Je vyplněna permokarbonskými sedimenty značné mocnosti, které jsou místy překryté sedimenty křídového, neogenního a kvartérního stáří (Czudek, 1972), (Slavík, 2005). Nedaleko nově vybudovaného rybníka se nachází prameniště Pod Zadním Arnoštovem, které je využíváno pro zásobování města Jevíčka pitnou vodou. Podle stanoviska hydrogeologa (Slavík, 2005) nedojde provozováním stavby, chovem ryb se všemi doprovodnými procesy (hnojení rybníka, krmení ryb), k negativnímu kvalitativnímu a kvantitativnímu ovlivnění uvedeného vodního zdroje. Hráz rybníka je zemní homogenní v půdorysném tvaru písmene L se sklony návodního líce 1:3 a vzdušného líce 1:2. Projektovaná šířka koruny hráze byla 2,5 m, avšak vzhledem k realizovaným úpravám se místně liší. 405

Acta Hydrrologica Slova aca, ročník 13 3, č. 2, 2012, 404-415 O Obr. 1. Situace území obce Jevíčkoo s vyznačením m nádrže (přřevzato z veřeejných ppodkladů, www w.mapy.cz). F Fig. 1. Situation - cadastral municipallity Jevíčko with w the locatiion of the reservoir ((taken from thee public sourcees, www.mapy.cz). O Obr. 2. Situace zájmového území s vyzznačením sledo ovaného objekktu resp. jehoo části ((převzato z veřřejných podkladů geodis, www w.mapy.cz). F Fig. 2. Locaation of the areea of interest with w marking th he dike of the monitoring m reservoir ((taken from thee public sourcees of geodis, ww ww.mapy.cz). 406

Pařílková, J. a kol.: Monitorování rybniční hráze metodou EIS Obr. 3. Fig. 3. Vypouštěcí zařízení. Discharge devices. Délka hráze je 150 m. Kóta koruny hráze je 380,50 m n. m. a maximální výška hráze nade dnem údolí je 2 m. Návodní líc je opevněn v místě vodorysu na délku sva- Vzdušný líc hráze, koruna a návodní líc po opevnění jsou ohumusovány a osety travinou. Z plochy základu zemní hráze byla sejmuta ornice a podorničí v tloušťce 30 cm. Vodní plocha rybníka je 0,56 ha, objem vody je hu 2,5 m hrubým kamenným pohozem s urovnáním líce. 7800 m 3, dno se nachází převážně v úrovni původního terénu. Pouze v ploše zemníku před hrází je zahloubena cca 1 m. Hospodářská hladina daná horní hranou dluží v požeráku je určena na kótě 380,00 m n. m. (Randák, 2005). Vypouštěcí zařízení je provedeno jako betonový požerák výšky 3,2 m s výpustným potrubím o průměru 30 cm délky 12,5 m. Pod hrází je obetonování v délce 12 m. Přístup na požerák je z koruny hráze po lávce délky 4,5 m s jednostranným zábradlím. Bezpečnostní přeliv, s přelivnou hranou 2,5 m, je proveden jako boční žlab při pravém zavázání hráze. Žlab má přelivnou část z kamenné rovnaniny. Koruna bezpečnostního přelivu je na kótě 380,30 m n. m. Hráz, zkoušky zhutnění, měřicí stanoviště Hráz byla budována ze zeminy, která byla těžena ze dna budovaného rybníka. V průběhu výstavby zemní hráze, která probíhala ve dvou etapách, byly realizovány kontrolní zkoušky zhutnění tělesa hráze (Pavlík, 2005), (Pavlík, 2007). Na základě zjištěného granulo- její metrického složení materiálu zemní hráze byly po délce navrženy čtyři stanoviště (Pařílková a kol., 2011), na kterých probíhá monitorování změn elektrické vodivosti za použití sond EIS. Při výběru moni- obtížím zjištěným při kontrolních zkouškách zhutnění hráze. Uvedená stanoviště jsou vyznačena na situaci lokality na obr. 4. torovaných částí hráze bylo přihlédnuto ke vzniklým První stanoviště se nachází v čelní části hráze. Zde je hráz tvořena z písčitého jílu třídy F4 CS. Tato zemina je dle ČSNN 75 2410 Malé vodní nádrže vhodná pro homogenní sypané zemní hráze. Vzhledem k vyhovu- jícím výsledkům zkoušek zhutnění se v uvedeném promělo filu nepředpokládá prosakování hráze, což by prokázat i měření na sondách EIS. Na poli pod hrází však bývá pozorovatelný průsak, který může signalizo- rybníka. Na druhém stanovišti (obr.4) je hráz vybudová- na ze stejné zeminy. Kontrolními zkouškami zde bylo vat vznik privilegovaných cest podložím vybudovaného ale zjištěno nedostatečné zhutnění tělesa hráze. Měře- s její vlhkostí, se ověřovalo, jestli nedochází k průsakům v horní části tělesa hráze (po úplném napuštění rybní- ním elektrické vodivosti zeminy, která koresponduje ka), neboť po provedení nápravných opatření již nebyly další zkoušky realizovány. Třetí stanoviště je situováno do oblasti, kde je povrchová vrstva hráze tvořena hlínou s vysokou plasticitou třídy F7 MH, která je pro homo- k těžké zpracovatelnosti a náchylnosti na namrzavost (Lukáč a Bednárová, 2006). Kontrolní zkoušky zhutnění byly na uvedeném stanovišti vyhovující. Monitorování ověřuje, jaký má málo vhodná jílovitá hlína vliv na genní sypané zemní hráze málo vhodná vzhledem propustnost hráze. Čtvrté stanovištěě je lokalizováno na koncové části hráze. Hráz je tvořena v horní části vhod- zde bylo zjištěno nedostatečné zhutnění tělesa hráze. ným písčitým jílem třídy F4 CS. V první fázi výstavby Monitorování ověřuje, zda byla nápravná opatření řádně provedena a nedochází-li ve spodních úrovních hráze k průsakům vody. V průběhu provozu se však na tělese hráze začala objevovat lokální poškození (obr. 5) způsobená patrně činnostíí živočichů. V listopadu 2010 byla proto zemní hráz rybníka na základě doporučení plynoucích z pozoaž po rování a monitorování v délce od stanoviště 1 stanoviště 3 navýšena, přidaná zemina byla přehutněna pojezdem a pozorovaná lokální poškození byla přidanou zeminou sanována. 407

Acta Hydrologica Slovaca, ročník 13, č. 2, 2012, 404-415 Obr. 4. Měřicí stanovištěě a bezpečnostní přeliv (převzato z veřejných mapových podkladů). Fig. 4. Measuring stations and safety overflow (taken from the public sources of geodis, www.mapy.cz). Obr. 5. Fig. 5. Poškození hráze v koruně mezi stanovišti 2 a 3 21.07.2010. Damage to the dam in the crown of the habitat t 2 and 3 21.07.2010. 408

Pařílková, J. a kol.: Monitorování rybniční hráze metodou EIS Měřicí sondy Z fyzikálního hlediska lze sondy metody EIS charakte- veličiny mění svoji charakteristickou vlastnost. Změna vlastnosti je proto mírou hodnoty měřené neelektrické veličiny. Z hlediska zapojení bylo při měření využito dvousvorkové zapojení při dodržení zásady těsného kontaktu snímače sondy s obklopujícím prostředím. Dvousvorkové zapojení neeliminuje vliv úbytků napětí na odporu přívodních kabelů a na přechodových odpo- rech mezi snímači a měřeným prostředím. Pro změny sledované elektrické impedance vyvolané různým zatí- žením zemního profilu vodou je však dostatečně citlivé a přesné. Sondy jsou osazeny na návodním i vzdušném líci zemní hráze rybníka, v současné době cca 0,5 m pod rizovat jako pasivní snímače, které při působení měřené hranou její koruny. Měřicí sondu tvoří dvě trubice, na nichž je 7 pasivních snímačů. V pravidelných délkách d = 0,15 m se střídá vodivý materiál měřicí elektroda s nevodivým materiálemm izolant. Měřicí elektrody jsou vyrobeny z nerezových trubek s tloušťkou stěny 0,002 m a vnějším průměrem 0,025 m, jako izolant byla použita polyamidová trubka stejných parametrů. Celko- trubic jsou vedeny k jednotlivým měřicím elektrodám vodiče zajišťující přenos budicího (el. proudu) a měře- vá délka sond je h = 2,,00 m (obr. 6). Vzdálenost elektrodových trubic je L = 2,0 m. Středem ného (el. napětí) signálu. Aby nedocházelo k průniku vlhkosti do prostoru s vodiči (parazitní elektrický odpor), jsou jednotlivé díly sondy spojeny těsnicím nevodivým silikonovým materiálem, který rovněž těsní sondy v jejich povrchové vrstvě. Vodiče jsou opatřeny popiskami a ukončeny konektorem faston. Při zahájení napouštění rybníka dne 25.9.2008 byly do tělesa hráze ve zvolených profilech 1 až 4 (obr. 4) insta- lovány sondy EIS, kterými jsou sledovány změny probí- změně hající v konstrukci zemní hráze v závislosti na úrovně hladiny vody v nádrži a na povětrnosti. Elektrická impedanční spektrometrie Fyzikální podstata vyjádření elektrické vodivostii G ve vazbě na metodu EIS je uvedena v (Pařílková a kol., 2011). a) detail elektrod a) detail of electrode b) ukončení sond konektorem faston b) connector faston is ended the probes Obr. 6. Fig. 6. Tyčové dělené sondy. Rod divided probe. 409

Acta Hydrologica Slovaca, ročník 13, č. 2, 2012, 404-415 Elektrická vodivost G [S] (konduktance reálná vodi- vost elektrického obvodu) je fyzikální veličina vyjadřu- vést elektrický proud I. Určena je jící schopnost sledovaného zemního prostředí dobře vztahem I G = U kde I je elektrický proud protékající vodičem repre- zentovaným zeminou a U je elektrické napětí na kon- dle cích tohotoo vodiče. Z výrazu (2.1) je zřejmé, že se Ohmova vztahu jedná o inverzní hodnotu elektrického odporu R. G = 1 R A G = σ l Elektrickou vodivost G je však možno vyjádřit i z vlast- ností vodiče kde σ je konduktivita (materiálová vlastnost) zemního prostředí, A je plocha kolmého průřezu vodiče tvoře- vodiče, na kterém je generováno elektrické napětí (aby se jednalo o vodič přímý, nedoporučujee se l > 2 ného zeminou mezi měrnými elektrodami a l je délka m). Dosažené výsledky Na hrázi rybníka v Jevíčku jsou na každém stanovišti instalovány vždy dvě sondy. Jedna sonda, s označením tyčí 1 a 2, je na návodním líci hráze a druhá sonda, s označením tyčí 3 a 4, se nachází v protilehlé úrovni na vzdušném líci hráze (obr. 7). Pracovní označení sond je dle čísla stanoviště a následuje číslo umístění tyčí např. 1_1-2. Obr. 7. Fig. 7. Detail stanoviště s označením sond. Detail habitat with labeled probes. Perioda měření byla jedenkrát za měsíc, pokud to (1) (2) (3) přírodníí podmínky a stav hráze dovolily. Monitorování se nerealizovalo v zimních měsících (prosinec, leden, únor), kdy byl obtížný vjezd na lokalitu a funkci vypovídal monitor nadřazeného počítače, který proces snímáníí dat řídil prostřednictvím programu Z-Scan. Na každém stanovišti jsou vyhodnoceny vždy čtyři směry, návodní líc (1-2), vzdušný líc (3-4) a dva příčné profily (1-3 a 2-4). V každé měřené úrovni h x bylo odečteno 5 až 15 hodnot elektrického odporu R (případně reaktance X), z nichž byla vyjádřena elektrická vodivost G jako inverzní hodnota aritmetického průměru R. Hodnoty, které výrazně vybočovaly z měřené řady (výrazněě vyšší či naopak nízké) byly ze zpracování vyloučeny. Tyto výkyvy byly způsobeny v převážné míře špatným kontaktem sondy s přístrojem Z-metr, na což mělo zá- sadní vliv i postupné navyšování koruny hráze v důsled- vodičů k sondě byla dimenzována na původní geometrii hráze, avšak při jejích úpravách se dařilo jen velmi ob- ku zjišťovaných lokálních poruch. Délka přívodních tížně zajistit propojení ve všech sledovaných směrech. Měření bylo provedeno vždy při frekvenci budicího signálu f = 8 000 Hz a doba přepínání mezi měřeními byla zvolena t = 200 ms. Pro možnost grafického vyjá- v jednotlivých úrovních vztaženy ke geometrickému středu měřeného profilu. Pokud byla vyjádřena časová dření byly hodnoty zjištěných elektrických vodivostí změna elektrické vodivosti na jednotlivých stanovištích, potom se jedná o aritmetický průměr elektrické vodivosti ze všech úrovní měřeného profilu. Instalace sond a zároveň první měření proběhlo 25. září 2008, v té době byla již hloubka vody v rybníce 1,,38 m. Už při prvním měření se projevily změny způsobené odlišným složením a zhutněním zeminy v jednotlivých profilech. Na rozdílnosti hodnot elektrické vodivosti (konduktance) se však rovněž podílí technologický postup instalace sond (nutnost ošetření otvoru pro sondu prolitím vodou, špatný kontakt sonda zemina). Gra- řádu hladina držena na kótě 380,000 m n. m. (hloubka vody v nádrži 2,7 m), dle aktuálního stavu v den měření fické znázornění prvního měření je na obr. 8. Od srpna 2009 do září 2011 byla dle manipulačního však bylo možno pozorovat rozptyl v měřené úrovni hladiny + 4 cm až + 8 cm. Průběh elektrické vodivosti zeminy hráze, tedy i obsah vody v tělese hráze na jednotlivých stanovištích je zřejmý z obr. 9. Ve škále šedé barvy světle šedá barva dokládá nejnižší hodnotu elektrické vodivosti a tedy i nejnižší obsah vody v zeopačné mině, zatímco tmavě šedá barva dokumentuje hodnoty. Od říjnaa 2011 bylo zahájeno vypouštění rybníka z důvo- vodivosti v zemině hráze zjištěný na jednotlivých stanovištích dne 02.12.2011, kdy byl výlov již ukončen a rybník byl zcela vypuštěn. Ze sytosti škály šedé barvy du výlovu ryb. Na obr. 10 je uveden průběh elektrické je zřejmý pokles elektrické vodivosti zeminy, tedy nižší obsah vody, na všech sledovaných stanovištích. Opětov- roku né napouštění rybníka bylo zahájeno v březnu 2012. 410

Pařílková, J. a kol.: Monitorování rybniční hráze metodou EIS Obr. 8. Průběh elektrické vodivosti G [ms] v roce 2008 změřený po instalaci sond. Fig. 8. The course of the electrical conductivity of G [ms] in 2008 measured after installation of probes. 411

Acta Hydrologica Slovaca, ročník 13, č. 2, 2012, 404-415 Obr. 9. Průběh elektrické vodivosti G [ms] změřený při maximální hladině (26.08.2010). Fig. 9. The course of the electrical conductivity of G [ms] measured during maximal water level (26.08.2010). 412

Pařílková, J. a kol.: Monitorování rybniční hráze metodou EIS Obr. 10. Průběh elektrické vodivosti G [ms] změřený při vypouštění rybníka (02.12.2011). Fig. 10. The course of the electrical conductivity of G [ms] measured during discharge of the pond (02.12.2011). 413

Acta Hydrologica Slovaca, ročník 13, č. 2, 2012, 404-415 Závěr Monitorování zemní hráze rybníka nedaleko obce Jevíčko ukázalo vhodnost metody EIS a realizované měřicí aparatury pro sledování obsahu vody v tělese zemní hráze a tím její stability a bezpečnosti provozu. V uvedeném případě bylo v některých částech hráze zjištěno nedostatečné zhutnění zeminy, byla provedena opravná opatření a jejich účinnost se rovněž promítla do výsledků monitorování. Aplikace monitorování metodou EIS je vhodným doplňkem komplexního monitorování zemních hrází vodních staveb, přispívajícím k objasnění různorodosti kvality realizace stavby a heterogenity zkoumaného postředí. Poděkování Práce byla realizována za finanční podpory poskytovatele MŠMT České republiky při řešení mezinárodního projektu E!4981 (část českého řešitele OE 10002) v programu EUREKA. Literatura Baumann, T., Werth, Ch. J. (2004). Visualization and Modeling of Polystyrol Colloid Transport in a Silicon Micromodel. Vadose Zone Journal, 3, 434-443. Bradáč, V. (2000). Ř. OPAVA JILEŠOVICE, pravobřežní hráz, km 9,520 10,730, inženýrskogeologické posouzení. Závěrečná zpráva o výsledcích inženýrskogeologického posouzení pravobřežní ochranné hráze na řece Opavě (lokalita Jilešovice) ve staničení km 9,520 10,730. Caputo, M. C., De Benedictis, F., Masciale, R. (2010). Rock water content Measurememts based on electrical impedance spectrometry method. EUREKA 2010. ISBN 978-80-214-4117-0, p. 53-66. Chen Q., Zhang L. M. (2006). Three-dimensional analysis of water infiltration into the Gouhou rockfill dam using saturated-unsaturated seepage theory. In: Canadian Geotechical Journal, 43: 449-461. Císlerová, M., Vogel, T. (2008). Transportní procesy ve vadózní zóně. Skriptum ČVUT Praha, s. 111. Czudek, T. (1972). Geomorfologické členění ČSR (Geomorphological division of the CSR). Studia geographica 23. Czechoslovak Academy of Sciences, Brno Institute of Geography. ČSN 752 410 (2011). Malé vodní nádrže. Fenton, G. A., Griffiths, D. V., and Cavers, W. (2005). Resistance factors for settlement design, Canadian Geotechical Journal, 42(5), 1422-1436. Frič, A. (1859). České ryby. Otisk z časopisu Živa, vl. nákladem, 56 pp. Frič, A. (1876). Zpráva o chovu lososů a pstruhů v Čechách v r. 1874-1875. Vesmír, 5, 14:165-166; 5, 16:186-188. Gomboš, M., Pařílková, J., Tall, A., Pařílek, L., Kandra, B. (2011). Assessment of the electrical impedance measurements at the different soil moisture values in silky-loamy-clay soils. EUREKA 2011. ISBN 978-80-214-4325-9, p. 65-77. Hule, M. (2000). Rybníkářství na Třeboňsku:historický průvodce. Nakl. Carpio, ISBN 80-86434-00-1, 250 pp. Lamboj, L., Štěpánek, Z. (2005). Mechanika zemin a zakládání staveb. Vydavatelství ČVUT. 214 s. Lukáč, M., Bednárová, E. (2006). Navrhovanie a prevádzka vodných staveb. Sypané priehrady a hrádze. Jaga 2006, ISBN80-8076-031-4, 183 s. Michlíček, E. (1986). Hydrogeologické rajóny ČSR. Svazek 2. Povodí Moravy a Odry. GEOtest Brno. Pařílková, J.; Krejčí, I. (2006). Two innovative methods of dike monitoring. Journal of Hydrology and Hydromechanic. 2006. 54(4). p. 344-356. ISSN 0042-790X. Pařílková, J., Pařílek, L., Veselý, J., Zachoval, Z., Pavlík, J., Procházka, L., (2008). Elektrická impedanční spektrometrie (EIS) pro vodohospodářské účely. Mokřady a voda v krajině. Konference s mezinárodní účastí. 18.6. 19.6.2008, Třeboň, ISBN 978-80-254-2329-5, p. 49 52. Pařílková, J., Pavlík, J. (2011). Realizace - výzkum, vývoj a výroba automatizovaného systému sledování změn vlhkosti zemin metodou EIS. Oponovaná zpráva projektu OE240 za rok 2010. Brno. Pařílková, J., Uhmannová, H. (2002). Metody použité při měření průsakových křivek na fyzikálním modelu sypané hráze. Vodní hospodářství. 2002. 52(4/2002). p. 89-92. ISSN 1211 0760. Pavlík, I. (2005).Výsledky kontrolních zkoušek zhutnění na hrázi budovaného rybníka v Jevíčku. Pavlík, I. (2007). Výsledky kontrolních zkoušek zhutnění na hrázi rybníku v Jevíčku realizovaných v II. etapě výstavby. Poláček, J. (2006). Význam malých vodních nádrží v protipovodňové ochraně. VEDA CZ průvodce informacemi o vědě a výzkumu. http://www.veda.cz/article.do?articleid=12856. Randák, J. (2005). Provozní a manipulační řád pro vodní nádrž ČRS MO Jevíčko. Skalová, J., Štekauerová, V. (2011). Pedotransferové funkcie a ich aplikácia pri modelovaní vodného režimu pôd. STU Bratislava, ISBN 978-80-2273-431-8, p 101. Slavík, J. (2005). Jevíčko - ČRS, rybník - stanovisko hydrologa. projektová dokumentace. Smith, N., (1971). A History of Dams. Richard Clay Ltd. Stara, V. (1997). Rizika porušení vzdouvacích staveb na tocích při extrémních hydrologických situacích (1997-1999). Projekt GA ČR č. 103/97/0175. Stara, V. (1999). Vývoj metod modelování a řízení vodohospodářských a dopravních systémů (1999-2003). Výzkumný záměr VUT CEZ: J22/98:261100006. Šálek, J. (2001). Rybníky a účelové nádrže. Vyd. 1. Brno: VUTIUM. 2001. 125 s. ISBN 80-214-1806-0. Takahasi, Y., (2003). Water Storage, Transport and Distribution. Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS). Zlatuška, K. (neuvedeno). Historické konstrukce hrází rybníků. http://www.dolnimorava.org/attachments/ historicke_konstrukce_hrazi_rybniku.pdf. ZÁKON O OCHRANĚ PŘÍRODY A KRAJINY, zákon č. 114/1992, Sb. vyhlášen Českou národní radou 19. 2. 1992 a novelizován Parlamentem České republiky. 4 Základní povinnosti při obecné ochraně přírody. 414

Pařílková, J. a kol.: Monitorování rybniční hráze metodou EIS MONITORING OF THE POND DIKE USING EIS METHOD Interaction between a construction and the rock environment can occur in many ways. The most serious of them are those affecting the technology of earthwork or the stability of the structure of the object being carried out, and hence the safety of its operation. This paper documents at a selected site the use of the method of electrical impedance spectrometry in monitoring changes of electrical conductance of soil in the body of an embankment dam due to its variable water load. The text draws attention to the earth-fill dam of a small water reservoir a private fishpond within the cadastre of the municipality of Jevicko, including examples of verification of the method of electrical impedance spectrometry (EIS). The dam of the fishpond is a homogeneous earth-fill dam of the shape of the letter L with the slope of the upstream face being 1:3 and with that of the downstream face being 1:2. The planned width of the dam crest was 2.5 m, but due to the modifications made it differs locally. The length of the dam is 150 m. The elevation of the dam crest is 380.50 m a.s.l. (above sea level) and the maximum height of the dam above the valley bottom is 2 m. The dam was built of soil that had been excavated from the bottom of the constructed fishpond. During the construction of the earth-fill dam, which took place at two stages, check tests of the compaction of the dam body were carried out. Based on the detected granulometric composition of the material of the earth-fill dam, four stations were proposed along its length, at which monitoring of changes in electrical conductivity takes place using EIS probes. When selecting the monitoring parts of the dam, difficulties arisen and identified during check tests of dam compaction were taken into account. When the fishpond began to be filled on 25.9.2008, EIS probes were installed into the dam body at selected profiles 1 to 4. They monitor changes that take place in the structure of the earthen dam in relationship to changes in the water level in the reservoir and to weather conditions. To monitor changes in soil water content was used indirect method of measuring electrical impedance spectrometry (EIS). The apparatus, consist from Z- meter device, passive vertically divided probes with different length and user s software, were developed by research projects of EUREKA program. By the long-term monitoring of all profiles, the changes in the groundwater level, influence of weather changes (changing of temperature and precipitation extremes) or movement of the water level in reservoir are recorded. The frequency of data readouts is one per month. Based on the experience and knowledge gained from the monitoring it is possible to say, that the monitoring apparatus is possible to use for this type of experiments. Also it is possible to say that on the basis of measurements were carried out on the fishpond dike certain precautions. Monitoring of the earthen dam of the fishpond near the municipality of Jevicko has shown the suitability of the EIS method and the constructed measuring apparatus for monitoring the water content in the body of the earthen dam and hence its stability and the safety of its operation. In the given case, insufficient soil compaction was detected in some parts of the dam, remedial measures were implemented and their efficiency was also reflected in the results of monitoring. For example, the operation of the fishpond has shown that compaction was sufficient only in the upper parts of the dam; at greater depths, higher values of electrical conductance can be observed, i.e. a higher content of water in soil. The monitoring will go continuously also during the year 2012. Acknowledgement The work was carried out under the financial support from the Ministry of Education, Youth and Sports (MŠMT) of the Czech Republic during the solution of the international project E!4981 (a part of the Czech task OE 10002) in the programme EUREKA. doc. Ing. Jana Pařílková, CSc., Ing. Marie Fejfarová, Bc. Michael Novák, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodních staveb, Laboratoř vodohospodářského výzkumu, Veveří 95, 602 00 Brno, Česká republika, Tel.: +420 54114 7284 Fax: +420 54114 7288 E-mail: parilkova.j@fce.vutbr.cz FejfarovaM@study.fce.vutbr.cz mnovak29@centrum.cz 415