Fakulta životního prostředí Katedra biotechnických úprav krajiny Soubor účelových map k Metodice hospodářského využití pozemků s agrárními valy pro vytváření vhodného vodního režimu a pro snižování povodňového a erozního nebezpečí Případová studie území Verneřice 1, okres Ústí nad Labem Příloha k výzkumnému grantu MZe NAZV 08-82126 Zajištění harmonizace krajinotvorné, hydrologické a produkční funkce agrárních valů a teras pro diverzifikaci aktivit na venkově (hlavní koordinátor Doc. RNDr. Iva Machová, CSc.) Autoři: Prof. Ing. Pavel Kovář, DrSc. Doc. Ing. Jakub Štibinger, DrSc. Ing. Michaela Hrabalíková Ing. Darina Vaššová
OBSAH A. TEXTOVÁ ČÁST 2 B. GRAFICKÁ ČÁST 5 C. POUŽITÉ ZDROJE 11 ANOTACE Soubor prezentuje výsledky simulace povrchového odtoku modelem KINFIL, jehož hydraulické půdní parametry byly stanoveny na základě terénního měření v lokalitě Verneřice (okres Ústí n. L.). V řešeném území se vyskytují tzv. agrární valy. Hydraulické vlastnosti těles agrárních valů snižují přirozeně výšku efektivních přívalových dešťů účastnících se procesu rychlého povrchového odtoku a škodlivé erozní účinky, zejména pokud jsou valy orientovány ve směru vrstevnic. 1
A. TEXTOVÁ ČÁST 2
Úvod, cíl Soubor účelových map porovnává hydraulické půdní parametry z terénního měření v lokalitě Verneřice (okres Ústí n. L.) a výsledky simulace povrchového odtoku modelem KINFIL s odvozenými daty na základě dostupných map. V tomto území se vyskytují tzv. agrární valy, vzniklé historickým snosem kamene z dřívějších polí s příznivými drenážními a vsakovacími schopnostmi, které do značné míry snižují povrchový odtok, a tím i vodní erozi půdy, zejména pokud jsou orientovány ve směru vrstevnic. Hydraulické vlastnosti těles agrárních valů z dnešních luk mají příznivé infiltrační schopnosti a snižují přirozeně výšku efektivních přívalových dešťů, účastnících se tvorby a procesu rychlého povrchového odtoku a škodlivých erozních účinků. Způsob využití krajiny (land use) je významnou charakteristikou a značně ovlivňuje její hydrologické vlastnosti, zejména retenci a akumulaci vody i retardaci odtoku. V případě agrárních valů, tvořených kameny a balvany z vlastních i přilehlých pozemků, jde o historický proces uživatelů pozemků na podporu zemědělské činnosti. Nejvíce těchto antropogenních krajinných útvarů je zaznamenáno v Krušnohoří (Adolfov, Fojtovice, Knínice, Libouchec aj.) a severní části Českého středohoří (Oblík, Verneřice aj.). V lokalitách Verneřicka šlo v minulosti převážně o extenzivní zemědělskou činnost. Pro pěstování plodin a pastvu hospodářských zvířat na méně svažitých pozemcích nebyla důležitá orientace podélné osy agrárního valu ve směru vrstevnic nebo spádnice (obr. 1). Spíše šlo historicky o tvar pozemků, majetkové vztahy a způsob tehdejšího obdělávání půdy. Na svažitých pozemcích však je orientace jejich podélné osy ve směru vrstevnic podstatná z hlediska hydrologického a protierozního jako bariéra přerušující povrchový ron vody s možností jeho infiltrace. Rozbor této funkce agrárních valů (obr. 2) ve smyslu ochranného biotechnického opatření je dokumentována souborem map, výsledky měření hydraulických parametrů půdy a výsledky hydrologických modelových výpočtů povrchového odtoku redukovaného ochrannou funkcí agrárních valů. Protože experimentální lokalita (č. 1 Verneřice) nemá meteorologickou stanici pro měření srážek ani stanici limnigrafickou, byla pro určení krátkých přívalových dešťů vybrána metoda redukce jednodenních maximálních úhrnů P 1d,N nejbližší stanice Ústí n. L. Kočkov. Proto byly použity srážkové úhrny pro dobu opakování N = 2, 5, 10, 20, 50 a 100 let a dobu trvání těchto srážek pro dobu t = 10, 20, 30 a 60 min (Kovář, Vaššová, Hrabalíková, 2011). K simulaci transformace těchto přívalových (návrhových) srážek byl použit matematický model KINFIL. Tento model je založen na kombinaci teorie infiltrace a transformace přímého odtoku kinematickou vlnou, který se osvědčil na řadě experimentálních povodí při rekonstrukci historických povodňových případů nebo scénářových situací. Model používá fyzikálně-geometrické (fyziografické), hydraulické a klimatické parametry povodí, které se dají určit z mapových a jiných podkladů při absenci přímých pozorování a při zohlednění důsledků antropogenní činnosti v povodí (Kovář, Vaššová, 2011). Shrnutí Na základě dostupných klimatických a fyzicko-geografických podkladů se vypočítají kvalitativní a kvantitativní faktory, které determinují náchylnost povodí k extrémům povrchového odtoku a možnosti ochrany pozemků agrárními valy. Tyto účelové mapy slouží především k analýze odtokových poměrů formou měřených hydraulických parametrů půd a následně jejich využití v hydrologických modelech pro odvození maximálních průtoků a možnosti srovnání opatření ve formě ochranných agrárních valů. Konkrétně je uvedena studie Verneřice 1 s vyhodnocením výsledků efektu protipovodňových opatření. 3
Obr.1. Agrární val příklad liniové konvexní mikroformy reliéfu vytvořené cíleným shromažďováním kamenů z přilehlých pozemků [10] agrární val měření na agrárním valu měření mimo agrární val měření na agrárním valu agrární val povrch terénu 20 100 m Obr. 2. Schéma označení měření v místě na agrárním valu a mimo agrární val 4
B. GRAFICKÁ ČÁST 5
6
Lokalita Verneřice 1 Využití půdy 7
8
9
10
C. POUŽITÉ ZDROJE Použitá literatura Janeček, M., Kovář, P. (2010): Aktuálnost Metody čísel odtokových křivek CN k určování přímého odtoku z malého povodí, Vodní hospodářství č. 7/2010, s. 187-190 Kovář, P., Vaššová, D., Hrabalíková, M. (2011): Snižování povodňových a erozních účinků povrchového odtoku agrárními valy v krajině. Stavební obzor, ISNN 1210-4027 (v tisku) Kovář, P., Vaššová, D. (2011): Mitigation of surface runoff and erosion impact on catchment by stone hedgerows. Soil and Water Research, ISSN 1801-5395, Vol. 6, No 4. Štibinger, J. (2011): Infiltrační schopnosti agrárních valů. Stavební obzor, ISSN 1210-4027, č. 2, s. 78-83 Podkladová data VÚMOP v.v.i BPEJ, formát: *.shp; VÚV T.G.M. - povodí, formát: *.shp; - toky, formát: *.shp; - vodní plochy, formát: *.shp; WMS server: http://wms.cuzk.cz/wms-new.asp - Katastrální mapa digitalizovaná; http://geoportal2.uhul.cz/wms_oprl?service=wms Oblastní plány rozvoje lesů; http://ms.vumop.cz/wms_vumop/wms_zchbpej.asp - Půdní typy; http://wms.geology.cz/wmsconnector/com.esri.wms.esrimap - Geologická mapa ČR 1:50000; ArcGIS server: http://geoportal.gov.cz/arcgis/services - ortofoto a podkladová mapa DMÚ 25 11