Výsledky hydrogeologické studie vybraných lučních rašelinišť na Jihlavsku a její praktické výstupy Ochrana našich nejohroženějších biotopů mokřadů a stepí prostřednictvím pozemkových spolků, aktivita Hydrogeologická studie poměrů vybraných lučních rašelinišť na Jihlavsku (EHP-CZ02-OV-1-043-2015) Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway. Pavel Eckhardt, VÚV TGM, v.v.i. 13. 3. 2016
Náplň prací Sledování šesti vybraných lučních rašelinišť v kraji Vysočina na Jihlavsku (PR Chvojnov, PRŠimanovské rašeliniště, PR Doupský a Bažantka, PR Na Oklice, NPP Jankovský potok U Hovorků, NPR Zhejral) Cíl studie: popis a analýza vodního režimu těchto šesti lokalit (poměry hydrogeologické, hydrologické, hydrochemické, částečně i hydrobiologické) Trvání sledování: od konce února 2015 do začátku února 2016 (tzn. necelý rok) Možné praktické dopady studie: doporučení pro revitalizace lokalit
Postup prací Rešerše odborné literatury a podkladů k lokalitám, rekognoskace území Výběr a úprava vodoměrných profilů, osazení vodoměrných stanic s vodočtem a přístrojem pro kontinuální měření hladiny Vyhloubení a vystrojení mělkých hydrogeologických sond, osazení přístrojem pro kontinuální měření hladiny Sledování vybraných profilů v přibližně měsíčním kroku (zejména průtoky, teplota, konduktivita vod a vzorky pro chemické analýzy vody) Stahování dat z přístrojů, chemické analýzy vod, doplňkově i hydrobiologie Vyhodnocení Výstupy www stránky, 6 závěrečných zpráv (za každou lokalitu jedna), konference, souhrnná zpráva
Měření průtoků a hladin Pomocí jednoduchých pomůcek (trubka vhodného průměru, cejchovaná vodoměrná nádoba, stopky) lze měřit průtoky drobných vodotečí nebo vydatnosti pramenů metodou do odměrné nádoby. Obdobně lze měřit i hladiny podzemních i povrchových vod na vhodných objektech (studny, drenáže, jezírka,..) pomocí upraveného pásma a stabilizovaného odměrného bodu. Vyšší průtoky byly měřeny pomocí vodoměrných vrtulí (hydrometrování).
Vývoj srážek a teplot Sledované období bylo v průměru srážkově silně podnormální, výrazné v tomto směru bylo jarní období a první polovina léta. Teplotně bylo nadnormální, zejména v létě a koncem roku. Tyto skutečnosti způsobily období hydrologického sucha. Porovnání dlouhodobého srážkového normálu (N) se srážkovými úhrny v roce 2015 (Vysočina a ČR) Průměrné měsíční teploty a jejich srovnání s dl. teplotním normálem (N) kraje Vysočina a celé ČR
Geologická situace Skalní podloží jsou horniny krystalinika (žuly, migmatity,..), svrchu zvětrávají na písčitá eluvia. Povrch pokrývají nezpevněné kvartérní sedimenty hlinitopísčité svahoviny, jíly, lokálně rašeliny,... Místní rašeliniště tvoří plošně omezené enklávy. Výřez geologické mapy zájmové oblasti Schématické znázornění zastižených hornin provedenými sondami
Hydrogeologická situace Z hydrogeologického hlediska jsou rašeliniště umístěna na nepropustném podloží (vrstva jílů), propustnost rašelin je slabá (koeficient transmisivity T pod 10-6 m/s 2 ). Antropogenní odvodnění zájmových rašelinišť a jejich okolí drenážemi.
Průběh hladin podzemních vod rašelinišť Hladina podzemních vod v rašeliništích se většinu roku držela v těsné blízkosti povrchu, pouze v nejsušším období poklesla, maximálně o několik dm. Reakce hladiny na srážky byla většinou rychlá a výrazná (viz tři grafy nahoře). Na rozdíl od průběhu hladiny hlubší puklinové zvodně krystalinika (graf vpravo).
Hydrologická situace na rašeliništích U drobných toků na rašeliništích byly zaznamenány většinou rychlé a výrazné reakce na srážky. To je dáno tím, že rašeliniště s vysokou hladinou podzemní vody a nepropustným podložím nemá dostatečný retenční prostor pro transformaci vysokých srážkových úhrnů. V teplém suchém období klesal průtok těchto drobných vodotečí až k nule (vliv evapotranspirace). Reakce průtoků drobných toků na rašeliništích na srážky (Chvojnov a Šimanovské rašeliniště)
Hydrologická situace odtoku z povodí Na rozdíl od drobných toků na rašeliništích, neklesá většinou průtok v uzávěrových profilech zájmových povodí ani v teplých a suchých obdobích pod určitou hodnotu. Je to dáno dlouhodobou dotací toků podzemními vodami. Grafy odtoku z uzávěrových profilů povodí (Na Oklice a Jankovský potok)
Hydrologická situace vliv rybníka Poměrně velký rybník modifilkoval odtok z jedné z lokalit svým retenčním prostorem. Jak je patrné, zásadní vliv na průtok nemají jen srážky, ale zejména celková evapotranspirace a nasycenost povodí. V době hydrologického sucha rybník prohluboval minima odtoku (přítok do rybníka řádově l/s, odtékalo pod 0,3 l/s). Graf závislosti odtoku z rybníka Zhejral na srážkách
Hydrochemická situace konduktivita vod Vhodným nástrojem pro stanovení prvního náhledu hydrochemické situace přímo v terénu je měření konduktivity vod, která odráží celkovou mineralizaci vody. Dalšími užitečnými, přímo v terénu stanovitelnými, parametry je teplota a ph.
Hydrochemická situace dusičnany Hlavními kontaminanty zájmových oblastí jsou sloučeniny dusíku, dodávané do vody zejména zemědělskou činností v povodí a komunálními odpadními vodami. V oxidačním prostředí jsou majoritní složkou této kontaminace dusičnany. Grafy ukazují časovou závislost průběhu koncentrace dusičnanů ve vodě dvou lokalit. V prvním případě byla zřejmá silná negativní závislost na velikosti průtoku, v druhém případě (modrá linka) byl pokles koncentrací způsoben zřejmě osvitem tůní a rozvojem makrofyt. 45 40 Lokalita Na Oklice: dusičnany Tůň Vodočet Koncentrace dusičnanů [mg/l] 35 30 25 20 15 10 5 0 28.4.2015 27.5.2015 23.6.2015 28.7.2015 19.8.2015 15.9.2015 23.11.2015 16.12.2015 3.2.2016 Datum odběru
Dlouhodobé přetrvávání dusičnanů v prostředí Dlouhodobé přetrvávání dusičnanů v prostředí podzemních a povrchových vod lze dokumentovat na lokalitě NPP Jankovský potok lokality s výskytem perlorodky říční. I přes ochranu a vyhlášení NPP zůstávají koncentrace dusičnanů (ale i vápníku a dalších látek) ve vodách lokality od devadesátých let minulého století stabilně vysoké, což juvenilním stádiím perlorodky nevyhovuje a zapříčiní zřejmě vyhynutí tohoto druhu na této lokalitě. Graf znázorňuje vývoj koncentrace dusičnanů v Jankovském potoce a v jeho přítoku v průběhu roku, nároky perlorodky jsou cca 5 mg/l. Koncentrace dusičnanů [mg/l] 70 60 50 40 30 20 10 Lokalita Jankovský - U Hovorků: dusičnany Polánka Potok 0 28.4.2015 27.5.2015 18.6.2015 28.7.2015 19.8.2015 15.9.2015 23.11.2015 16.12.2015 3.2.2016 Datum odběru
Dusičnany hodnoty přirozeného pozadí Hodnoty přirozeného pozadí dusičnanů ve vodách jsou většinou oproti stávajícímu stavu v ČR, velmi nízké (řádově jednotky mg/l). Takovéto hodnoty dosahují, nebo se k nim blíží, například koncentrace z některých lesních povodí. Graf znázorňuje vývoj koncentrace dusičnanů v lesním povodí lokality Zhejral (zelená linka). V hlubším rybníce docházelo k nežádoucí redukci dusičnanů na amonné ionty (červená linka).
Hydrochemie - vztah dusičnanů a amonných iontů Původ a kontaminaci vod různými zdroji sloučenin dusíku lze dokumentovat na vztahu koncentrací dusičnanů a amonných iontů: voda mělkých rašelinných jezírek má nízký obsah dusičnanů i amonných iontů podzemní voda mokřadů má většinou vyšší obsah amonných iontů a zanedbatelný obsah dusičnanů zemědělsky znečištěná voda drenáží a toků měla často vysoký obsah dusičnanů a málo amonných iontů voda znečištěná komunálními odpadními vodami obsahovala více amonných iontů i dusičnanů
Hydrochemická situace - chloridy Chloridy jsou zástupci kontaminantů, u kterých nedochází k významnější sorbci či chemickým změnám. Zdrojem chloridů v některých zájmových lokalitách jsou zejména komunální odpadní vody, méně zemědělská činnost a zimní solení vozovek. Graf znázorňuje průběh koncentrace chloridů na profile zasaženém i komunálními odpadními vodami (modrá linka) a na profile zasaženém jen zemědělskou činností (zelená linka) Koncentrace chloridů [mg/l] 30 25 20 15 10 5 Lokalita Jankovský - U Hovorků: chloridy Polánka Potok 0 28.4.2015 27.5.2015 18.6.2015 28.7.2015 19.8.2015 15.9.2015 23.11.2015 16.12.2015 3.2.2016 Datum odběru
Praktické výsledky zdroje vody pro mokřady v chladných obdobích roku byly pozorované lokality rašelinišť většinou dostatečně zásobeny vhodnou vodou ze srážek v suchých obdobích roku se jako nejstabilnější zdroj vody jeví podzemní vody, případně vodoteče těmito vodami dostatečně zásobované v zemědělských povodích jsou podzemní a povrchové vody dlouhodobě kontaminované dusičnany, vhodné jsou proto zejména vody z lesních povodí velký rybník prohluboval minima průtoku v teplých obdobích roku a docházelo v něm k redukci dusičnanů na problematičtější amonné ionty k redukci dusíkatých látek ve vodách v teplém období roku se ukázaly jako nadějné mělké, osvícené, pomalu protékané tůně s rozvojem makrofyt
Souhrn a závěry zkoumáno 6 lokalit rašelinišť na Jihlavsku zejména z hydrogeologického, hydrologického a hydrochemického hlediska v suchém a teplém roce plošně omezené lokality na nepropustném podloží, v minulosti redukce rozsahu drenážním odvodněním silná a rychlá reakce hladin a průtoků na srážky pokles hladin a silná redukce průtoků v teplém a suchém období roku okolo hlavně zemědělská povodí s dlouhodobou kontaminací sloučeninami dusíku v posledních letech dochází k revitalizaci rašelinišť, část zdrojů vod pro revitalizace je nevyhovujících vhodná je zejména podzemní voda z lesních povodí nebo vodoteče těmito vodami dostatečně zásobované
Děkuji za pozornost Kontakt: pavel_eckhardt@vuv.cz Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.