Popis postupu práce a dosažených výsledků v rámci projektu ZIEL3 100114993 AQUANISA

Popis postupu práce a dosažených výsledků v rámci projektu ZIEL3 100114993 AQUANISA Návrh způsobu využití krajiny vedoucích k trvale udržitelnému zlepšení kvality vody a protierozní ochrany v přeshraničním povodí Nisy 4.6. 30.11.2012 Pavlů V., Gaisler J., Pavlů L., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š. V období od 4.6.-30.11.2012 se práce soustředily na provádění těchto úkolů : Zpracovávání historických dat land use ve vybrané podhoské oblasti Jizerských hor Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Zpracování historických dat land use Zpracování historických podkladů pro porovnávání velikosti ploch s odlišným způsobem hospodaření v jednotlivých časových etapách byl prováděn v prostředí programu ArcGIS 9.1.. Výstupem zpracování je přehled výměr charakterizující jednotlivé způsoby obhospodařování krajiny a grafické znázornění jednotlivých časových etap. Jako zdrojová rastrová data (formát jpg) byly použity: mapy I. vojenského mapování, císařské povinné otisky map Stabilního katastru a měřičské letecké snímky z let 1938, 1954, 1977, 1990 a 2001. Data byly převedena do totožného souřadnicového systému S JTSK. Pro tzv. vlícování byla použita metoda připojení rastrových dat na již souřadnicově připojená data, jimiž byla Základní mapa ČR v měřítku 1:10 000. Takto souřadnicově připojená data byla pomocí tzv. digitalizace převedena na data vektorová. Vytvořené polygonové vrstvy byly v jednotlivých časových etapách rozděleny podle přiřazených atributů následovně: TTP, orná půda, rozptýlená zeleň a ostatní. Zastoupení lesa ve sledovaném území je zahrnuto pod rozptýlenou zeleň. Plochami ostatními je rozuměna např. půda zastavěná, lomy apod. Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data 1) Pracovníci spolupracovali na vytvoření konečného seznamu odběrných míst kvality vody, založení databáze hydrochemických dat a provádění pravidelných odběrů 2) Pracovníci provádějí týdenní odběry na území České republiky a převozy vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo) 3) Do odběrných míst byla na lokalitě Betlém zařazena 4 stanoviště pro sběr podzemních vod v oblasti Malá Jeřice 4) Byly zprovozněny polní lyzimetry v lokalitách Betlém, Filipov, Mníšek, které odrážejí nejčastější způsoby obhospodařování travních porostů v podhorských oblastech. Celkem 70 lyzimetrů bylo zkontrolováno, byla odsáta průsaková voda a výstupy označeny. Z perkolátů z odběrných míst bude vytvořeno 15 směsných vzorků, které budou zahrnuty do seznamu vzorků povrchových vod. 5) Byla vyrobena a instalována zařízení pro odběr srážek pro stanovení obsahu chemických látek a stabilních izotopů kyslíku a vodíku pro stanoviště Liberec a Betlém 6) bylo zakoupeno 10 ks suction cups pro odběr kapilární vody na experimentech s obhospodařováním travních porostů, jejich instalace bude provedena v dalším období, po rozmrznutí půdního profile

1.12. 2012 28.2.2013 Pavlů V., Gaisler J., Pavlů L., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š., Mikulka J., Štrobach J. V období od 1.12. 2012 28.2.2013 se práce soustředily na provádění těchto úkolů : Zaměření všech odběrných míst pomocí GPS a fotodokumentace Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Zaměření všech odběrných míst pomocí GPS a fotodokumentace 1. Všechna odběrná místa na české straně byla zaměřena pomocí přesné GPS a následně převedena do mapových podkladů v prostředí programu ArcGIS 9.1.. Výstupem zpracování je přehled všech odběrných míst ve sledovaném povodí Nisy. 2. Byla provedena fotodokumentace všech odběrných míst viz. Příloha Seznam odběrných míst vzroků vody v projektu Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data 1. Pracovníci provádějí pravidelné týdenní odběry vždy v úterý, za toto zúčtovací období byly provedeny ve dnech: 4.12.2012, 11.12.2012, 18.12.2012, 8.1.2013, 15.1.2013, 22.1.2013, 29.1.2013, 5.2.2013, 12.2.2013, 19.2.2013 a 26.2.2013 na území České republiky a převozy vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo). 2. Při převozu vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo) probíhají operativní porady týkající se projektu. 3. Na základě výsledků rozborů byly lokalizovány další zdroje znečištění a v těchto místech byla přidána další odběrná stanoviště cz 7-1, cz 7-2, cz 8-1, cz 8-1a, cz 8-2, cz 8-3. 4. Byl proveden mimořádný odběr dne 31.1.2013 při epizodě (zvýšeném průtoku vody v důsledku většího úhrnu srážek a následného tání sněhu). Při těchto mimořádných odběrech se předpokládá větší odnos pevných částic a vyšší znečištění vody. 5. Byly prováděny odběry vzorků srážek z instalovaných zařízení pro stanovení obsahu chemických látek a stabilních izotopů kyslíku a vodíku na stanovištích Liberec a Betlém, tyto vzroky byly odváženy k analýzám na ČVÚT a laboratoře IHI Zittau (Německo).

1.3. 2013 31.5. 2013 Pavlů V., Gaisler J., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š., Mikulka J., Štrobach J. V období od 1.3. 2013 31.5. 2013 se práce soustředily na provádění těchto úkolů : Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Workshop - vzhledem k pracovnímu vytížení členů realizačního týmu byl rozdělen do dvou dnů 15.4. a 29.4. 2013 Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data 1) Pracovníci provádějí pravidelné týdenní odběry vždy v úterý, za toto zúčtovací období byly provedeny ve dnech: 5.3. 2013, 12.3. 2013, 19.3. 2013, 26.3. 2013, 2.4. 2013, 9.4. 2013, 16.4. 2023, 23.4. 2013, 30.4. 2013, 7.5. 2013, 14.5. 2023, 21.5. 2013, 28.5. 2013 na území České republiky a převozy vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo). 2) Při převozu vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo) probíhají operativní porady týkající se projektu. 3) Pro sledování kvality půdní kapilární vody bylo 3.5. 2013 na dlouhodobém pokusu v Oldřichově v Hájích (experimentální plocha VÚRV, v.v.i.) zabudováno v hloubce 20 cm 10 ks suction cups. Varianty experimentu jsou: intenzivní pastva, sečení, neobhospodařovaný porost. První odběry byly prováděny 10.5. 2013 a následně 29.5. 2013.

4) Byly prováděny odběry vzorků atmosférických srážek z instalovaných zařízení pro stanovení obsahu chemických látek a stabilních izotopů kyslíku a vodíku na stanovištích Liberec a Betlém, tyto vzorky byly odváženy k analýzám na ČVÚT a laboratoře IHI Zittau (Německo).

Workshop 15.4. a 29.4. 2013 15. 4. 2013, 9:30 h, v budově VÚRV v.v.i, VS Liberec Účastníci: VÚRV -Vilém Pavlů, Šimon Supek, František Paška, Jan Gaisler ČVUT v Praze - Tomáš Doslál, Martin Štich, Josef Krása TU Dresden Matthias Kändler, Katja Blechinger, Schůzka začala v 9:30 a byla ukončena v 15:05. Program jednání viz příloha. Byly prezentovány a diskutovány první výsledky GIS analýzy. Dále byli diskutovány postupy dalšího zpracování dat (včetně nákupu dalších dat), otázky financování, SAB a příprava exkurze 26.6. 2013. 29. 4. 2013, 9:30 h, v budově VÚRV v.v.i, VS Liberec Účastníci: VÚRV Vilém Pavlů, Šimon Supek, František Paška, Jan Gaisler ČVUT v Praze Martin Šanda, Tomáš Vivar TU Dresden Christina Seudler, Gerlinde Liepelt, Matthias Kändler, Katja Blechinger, Heike Heidenreich

Schůzka začala v 9:30 a byla ukončena v 15:30. Program jednání viz příloha. Byly prezentovány a diskutovány první výsledky, včetně analýzy historických dat. Dále byl diskutován postup dalších odběrů, prvotní analýzy, otázky financování, SAB a příprava exkurze 26.6. 2013.

1.6. 2013 31.8. 2013 Pavlů V., Gaisler J., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š., Mikulka J., Štrobach J. V období od 1.6. 2013 31.8. 2013 se práce soustředily na provádění těchto úkolů : Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Syntéza dat Exkurze v povodí Nisy, Jeřice a Mandavy 26.6. 2013 Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data 1) 3.6.2013 byl proveden mimořádný odběr při epizodě (zvýšeném průtoku vody v důsledku většího úhrnu srážek. Při tomto mimořádném odběru se předpokládá větší odnos pevných částic a vyšší znečištění vody. 2) Pracovníci provádějí pravidelné týdenní odběry vždy v úterý, za toto zúčtovací období byly provedeny ve dnech: 4.6. 2013, 11.6. 2013, 18.6. 2013, 25.6. 2013, 2.7. 2013, 9.7. 2013, 16.7. 2023, 23.7. 2013, 30.7. 2013, 6.8.2013, 13.8.2013, 20.8.2013, 27.8.2013 na území České republiky a převozy vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo). 3) Při převozu vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo) probíhají operativní porady týkající se projektu. 4) 1.8.2013 byl na dlouhodobém pokusu v Oldřichově v Hájích (experimentální plocha VÚRV, v.v.i.), proveden odběr z 10 ks suction cups pro sledování kvality půdní kapilární vody z variant intenzivní pastva, sečení, neobhospodařovaný porost. Byl stanoven pravidelný odběr z těchto suction cups (vždy začátkem měsíce). Tento odběr bude prováděn za předpokladu vyšších úhrnů srážek a tím zvýšeného množství půdní kapilární vody. 5) Byly prováděny odběry vzorků atmosférických srážek z instalovaných zařízení pro stanovení obsahu chemických látek a stabilních izotopů kyslíku a vodíku na stanovištích Liberec a Betlém, tyto vzorky byly odváženy k analýzám na ČVÚT a laboratoře IHI Zittau (Německo).

6) 22.8.2013 23.8.2013 byl proveden odběr lyzimetrických vod z dlouhodobých pokusů v Oldřichově v Hájích, Mníšku a Filipova V současné době nejsou kompletní výsledky z těchto rozborů. Jejich hodnocení bude provedeno v další zprávě. Odběr lyzimetrických vod stanoviště Filipov

Syntéza dat Ordinační analýza CCA ukazuje předběžné výsledky za 9 měsíců odběrů z 29 odběrných míst v České republice (značeno CZ_1-CZ_29) a 25 odběrných míst v Spolkové republice Německo (značeno D_1- D_25). Předběžné zpracování výsledků ukazuje, že horní toky povodí jsou minimálně znečištěny, a to jak na české, tak na německé straně. Voda protékající zemědělskou krajinou má zvýšené koncentrace Ca, Mg, SO4 a těžkých kovů Sr a Ba. To souvisí s používáním minerálních hnojiv a prostředků na ochranu rostlin. Nejvíce je voda kontaminovaná na české straně CZ_8 (čistírna odpadních vod). Dále jsou významně kontaminovány vody po průtoku aglomeracemi (CZ_14- Chrastava,, CZ_15- Chotyně/komín, D_1) zejména Cl, Na, a těžkými kovy Rb, Sb a Cs. Detailní hodnocení se chystá s německými partnery po ročním cyklu odběrů. Exkurze v povodí Nisy, Jeřice a Mandavy 26.6. 2013 Dne 26.6.2013 se uskutečnila společná exkurze studentů ČVUT, IHI Zittau a pracovníků projektového týmu z obou zemí. Celkem se exkurze zúčastnilo 27 osob viz. prezenční listina. Cílem akce bylo seznámit studenty s probíhajícím projektem a s jeho dosavadními výsledky. Nejprve byla navštívena některá odběrná místa v české části povodí Nisy. V budově Výzkumné stanice v Liberci pak byla prezentována problematika čistoty povrchových i podpovrchových vod a některé dosažené výsledky. Po krátkém občerstvení exkurze pokračovala návštěvou pastevního areálu V Oldřichově v Hájích, kde jsou instalovány polní lyzimetry a suction cup zařízení. Účastníci navštívili také místo na toku Malé Jeřice poblíž obce Oldřichov v Hájích, kde bylo možné spatřit důsledky erozní činnosti vody z povodně v roce 2010. V době exkurze byl po předchozích vydatných deštích zvýšený průtok a bylo dobře patrné znečištění vody unášenými částicemi. V odpoledních hodinách pokračovala exkurze na německé straně povodí Nisy, kde účastníci viděli několik dalších odběrných míst, včetně soutoku Mandavy a Nisy. Poté byly navštíveny laboratoře IHI v Zittau, kde studenti shlédli vybavení a zařízení pro analýzy vzorků vod. Dále byla účastníkům předvedena lyzimetrická stanice, kde jsou umístěna zařízení na odběr

podpovrchových vod a meteorologická stanice, kde je zachytávána srážková voda. V areálu stanice na závěr proběhlo občerstvení a česká část účastníků se vrátila zpět do ČR. Stanoviště cz 1. u Kulasů - Nisa Stanoviště cz 6 Liberec škola centrum města Občerstvení na pracovišti Liberec, Výzkumného ústavu rostlinné výroby, v.v.i.

Stanoviště dlouhodobých pokusů v Oldřichově v Hájích Malá Jeřice Stanoviště cz 16 Hrádek n. Nisou /lávka - Nisa

Stanoviště D - Mandava soutok Stanoviště D - srážkoměry Občerstvení v areálu lyzimetrické stanice IHI v Žitavě

1.9. 2013 30.11. 2013 Pavlů V., Gaisler J., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š., Mikulka J., Štrobach J. V období od 1.9. 2013 30.11. 2013 se práce soustředily na provádění těchto úkolů: Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Syntéza dat Pracovní schůzka a veřejná presentace projektu 17.10.2013 v Žitavě Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data 1. Pracovníci provádějí pravidelné týdenní odběry vždy v úterý, za toto zúčtovací období byly provedeny ve dnech: 3.9., 10.9., 17.9., 24.9., 30.9. (suction cups), 1.10., 8.10., 15.10., 22.10., 29.10., 5.11., 12.11., 19.11., 26.11. na území České republiky a převozy vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo). 2. Při převozu vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo) probíhají operativní porady týkající se projektu. 3. 30.9.2013 byl na dlouhodobém pokusu v Oldřichově v Hájích (experimentální plocha VÚRV, v.v.i.), proveden odběr z 10 ks suction cups pro sledování kvality půdní kapilární vody z variant intenzivní pastva, sečení, neobhospodařovaný porost. Byl stanoven pravidelný odběr z těchto suction cups (vždy začátkem měsíce). Tento odběr bude prováděn za předpokladu vyšších úhrnů srážek a tím zvýšeného množství půdní kapilární vody. 4. Byly prováděny odběry vzorků atmosférických srážek z instalovaných zařízení pro stanovení obsahu chemických látek a stabilních izotopů kyslíku a vodíku na stanovištích Liberec a Betlém, tyto vzorky byly odváženy k analýzám na ČVÚT a laboratoře IHI Zittau (Německo). Syntéza dat Pracovníky ČVUT Praha byly pomocí softwaru ArcGIS 10.vytvořeny jednotlivé vrstvy (využití krajiny,digitální model povrchu, půdní mapa, povodí) po celé povodí.využití krajiny bylo klasifikováno v Německu podle BTLNK Saxony 2012 a v Česku podle ZABAGED (land use mapping), LPIS (Land Parcel Identification System - mapping of arable land) a CORINE land cover data. Na základě podobnosti využití krajiny (Tab. 1) u odběrných míst bylo clustrovou analýzou bylo stanoveno 5 tříd (Obr. 1), jejichž průměrné zastoupeni je uvedeno v Tab. 2.

Tabulka 1: Stanovené kategorie využití krajiny (1 orná půda, 2 travní porost, 3 les, 4 skupiny stromů a keřů, 5 vodní plochy, 6 sady, 7 osídlení, 8 ostatní). Tabulka 2: Proporce kategorií využití krajiny (podle Tab. X) v jednotlivých třídách Class 1-5 Obr. 1: Clustrová analýza tříd (Class) na základě podobnosti odběrných míst v zastoupení kategorií využití krajiny

Následně byly výsledky ročního odběru a chemických analýz testovány mnohorozměrnou analýzou Redundancy analyse (RDA), kde jako vysvětlující proměnné byl použity Class. Při užití RDA analýzy variability výsledků chemických rozborů vody vysvětlená první a všemi ordinačními osami byla 11.9% (P=0.001) a 20.9% (P=0.001). První ordinační osa vysvětluje gradient od znečištěné (kategorie Class 5 a 1) ke neznečištěné vodě (kategorie Class 4 a 3) jak vidíme na Obr. 2. Obr. 2: Ordinační diagram ukazuje výsledky RDA analýzy kvality vody vzorků (IX/2012 IX/2013). Vyšší koncentrace NO3, Ca, Mg, Sr a Ba byla podporována kategorií Class 5, zatímco vyšší koncentrace NO2, Na, Cl a skupinou těžkých kovů byla korelována s kategorií Class 1. Na druhou stranu nejnižší chemická koncentrace byla odhalena u kategorie Class 4 a 3. Předběžné výsledku ukazují, že jestliže podíl osídlení nebo podílu orné půdy přesáhne 20% začínají se postupně zhoršovat chemické vlastnosti povrchový vod. Příspěvek je připraven jako manuskript na odeslání do vědeckého časopisu.

Pracovní schůzka a veřejná presentace projektu 17.10. 2013 v Žitavě Dne 17.10.2013 v dopoledních hodinách proběhla v budově IHI Zittau pracovní schůzka řešitelského týmu ze všech institucí, účastnících se projektu Návrh způsobů využití krajiny vedoucích k trvale udržitelnému zlepšení kvality vody a protierozní ochrany v přeshraničním povodí Nisy. Byl diskutován dosavadní průběh řešení projektu a představeny byly dílčí výsledky jednotlivých pracovišť (TU Dresden - IHI Zittau, VÚRV, v.v.i. Praha, ČVUT Praha). Po občerstvení byl dohodnut postup dalších prací na projektu. Pracovní schůzky se zúčastnilo 12 osob - viz prezenční listina. V odpoledních hodinách se ve velkém sále v budově IHI uskutečnila veřejná prezentace projektu. Cílem akce bylo představení projektu a jeho dílčích výsledků veřejnosti. Začátek programu byl v 15 hodin. Po úvodním představení projektu od Ch. Seidler (IHI) hovořil M. Kandler (IHI) na téma využití krajiny a kvality vody. Dále přednášel T. Dostál (ČVUT) o využití GIS analýz pro stanovení povrchového odtoku, erozních procesů a transportu splavenin. Po krátké přestávce a občerstvení referoval V. Pavlů o vlivu obhospodařování luk a pastvin na kvalitu lyzimetrických vod. Potom následovala přednáška M. Šandy (ČVUT) o problematice studia koncentrace rozpuštěného organického uhlíku v přírodních vodách. Na závěr hovořil T. Vitvar (ČVUT) o významu přírodních izotopů prvků pro sledování pohybu vody v povodích. Veškeré přednášky byly simultánně tlumočeny do němčiny nebo češtiny. Akce skončila v 17.30 a celkem se této veřejné prezentace zúčastnilo 36 osob.

1.12. 2013 28. 2. 2014 Pavlů V., Gaisler J., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š., Mikulka J., Štrobach J. V období od 1.12. 2013 28. 2. 2014 se práce soustředily na provádění těchto úkolů : Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Syntéza dat Pracovní schůzka 11.2. 2014 v Liberci Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data 1. Pracovníci provádějí pravidelné týdenní odběry vždy v úterý, za toto zúčtovací období byly provedeny ve dnech: 3.12., 10.12., 17.12., 7.1.2014, 14.1., 21.1., 28.1., 4.2., 10.2., 18.2., 25.2. na území České republiky a převozy vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo). 2. Při převozu vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo) probíhají operativní porady týkající se projektu. 3. Byly prováděny odběry vzorků atmosférických srážek z instalovaných zařízení pro stanovení obsahu chemických látek a stabilních izotopů kyslíku a vodíku na stanovištích Liberec a Betlém, tyto vzorky byly odváženy k analýzám na ČVÚT a laboratoře IHI Zittau (Německo). Syntéza dat Na základě chemických analýz byl hodnocen vliv obhospodařování travních porostů na kvalitu podpovrchových vod. Na stanovišti v Mníšku u Liberce, kde jsou dlouhodobě porovnávány různé způsoby obhospodařování travních porostů, byly analyzovány lyzimetrické vody, získané z odběrů v hloubce 0,4 m. Z grafů je patrná několikanásobně vyšší průměrná koncentrace dusičnanových iontů ve vodách pod černým úhorem oproti travnímu porostu, ať už sečenému, mulčovanému, či ponechanému ladem. Hodnoty ukazují, že z hlediska využití krajiny mají travní porosty významně pozitivní vliv na kvalitu vod např. v porovnání s ornou půdou. Nejmenší průměrné hodnoty sledovaných parametrů byly zjišťovány na sklízených porostech. Při porovnání různých pastevních systémů v Oldřichově v Hájích jsou vidět mírně zvýšené koncentrace některých iontů (zejména fosforečnanových) oproti extenzivní pastvě, popř. neobhospodařovanému porostu, přičemž ale i tyto hodnoty nepřesahují limity.

Obr. 1 Průměrné koncentrace iontů vybraných živin v podpovrchových vodách při různých způsobech obhospodařování travního porostu na dvou místech v povodí Jeřice (Oldřichov v Hájích Betlém, Mníšek), 2C sečení 2x ročně s odklízením biomasy, 2M mulčování2x ročně, U neobhospodařovaný porost, BF černý úhor, IG intenzivní pastva, EG extenzivní pastva, RV doporučená hodnota, LV limitní hodnota. Pracovní schůzka 11.2.2014 Na pracovišti VÚRV, v.v.i. Praha se 11.2.2014 uskutečnila společná pracovní schůzka všech projektových partnerů (TU Dresden - IHI Zittau, VÚRV, v.v.i. Praha a ČVÚT Praha). Byly zde prezentovány dosavadní výsledky projektu, od 9.30 do 10.00 hod. zástupci partnerů krátce poreferovali o průběhu dosavadních prací na projektu, od 10.00 probíhala diskuse o následných pracích, které bude nutné provést v příštích měsících a byly dohodnuty podrobnosti o připravovaných exkurzích na rok 2014. Po krátké přestávce následovala diskuze k posterům, připravovaným pro veřejnou prezentaci výsledků projektu s tématy Hydrologie, Kvalita vody, Využití krajiny, Eroze a ohrožení vody, Management travních porostů a kvalita půdní vody. Na pracovní schůzce byly představeny soudobé fotografie a porovnány s historickými malbami v povodí Nisy (viz níže).

Po obědě ve 13.00 hod. probíhala diskuse o možné další spolupráci. Pracovní schůzky se zúčastnilo celkem 20 osob (viz. prezenční listina) Účastníci: VÚRV, v.v.i. -Vilém Pavlů, Šimon Supek, František Paška, Jan Gaisler, Věra Ismanická, Irena Jonášová ČVUT v Praze Martin Šanda, Tomáš Vitvar, Martin Štich, Josef Krása, Jakub Jankovec, Martina Sobotková, Tomáš Dostál TU Dresden IHI Zittau - Christina Seudler, Gerlinde Liepelt, Matthias Kändler, Katja Blechinger, Heike Heidenreich, Lenka Vaňátková, Pessy Korschelt Porovnání historické a současné podoby některých lokalit v povodí v blízkosti odběrných míst Pramen Bílé Nisy Klikvová louka

Přehrada Bedřichov Černá Nisa Bílý Kostel nad Nisou Chotyně Grabštejn

Černá Studnice

Popis postupu práce a dosažených výsledků v rámci projektu ZIEL3 100114993 AQUANISA Návrh způsobu využití krajiny vedoucích k trvale udržitelnému zlepšení kvality vody a protierozní ochrany v přeshraničním povodí Nisy k 31.5. 2014 Pavlů V., Gaisler J., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š., Mikulka J., Štrobach J. V období od 1.3. 2014 31.5. 2014 se práce soustředily na provádění těchto úkolů : Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Příprava dat a údajů pro prezentaci na závěrečném setkání, konaném 5.6.2014 Odběr vzorků pro hydrologická a hydrochemická data Pracovníci provádějí pravidelné týdenní odběry vždy v úterý, za toto zúčtovací období byly provedeny ve dnech: 4.3., 11.3., 18.3., 25.3., 26.3. suction cups, 1.4., 8.4., 15.4., 22.4., 29.4. území České republiky a převozy vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo). 2) Při převozu vzorků do laboratoře IHI Zittau (Německo) probíhají operativní porady týkající se projektu. 3) Byly prováděny odběry vzorků atmosférických srážek z instalovaných zařízení pro stanovení obsahu chemických látek a stabilních izotopů kyslíku a vodíku na stanovištích Liberec a Betlém, tyto vzorky byly odváženy k analýzám na ČVÚT a laboratoře IHI Zittau (Německo). Příprava dat a údajů pro prezentaci na závěrečném setkání, konaného 5.6.2014 Veškerá dosud získaná data byla zpracována a vyhodnocena. Byl připraven poster, který shrnuje získaná data, týkajících se znečištění povrchové, podzemní a půdní vody. Na základě posterů byla sestavena souhrnná publikace, která byla vydána VÚRV, v.v.i. v nákladu 200 ks pro potřeby veřejné propagace výsledků projektu. Publikace je volně dostupná ke stažení na stránkách výsledků projektu v sekci závěrečná přednáška - v seznamu výsledků pod názvem AquaNisa.pdf: http://aquanisa.ihizittau.de/outcomes.html. Veškeré postery včetně posteru VÚRV jsou volně dostupné na http://aquanisa.ihi-zittau.de/posters.html. Dále byly objednány drobné předměty s potiskem, určené taktéž pro veřejnou propagaci projektu - propisovací pera, bloky, tašky, lahve, USB flash-disky, viz čl. 5. Propagační opatření podle čl. 8 odst. 4 nařízení (ES) č. 1828/2006.

Výsledky pozorování znečištění podzemní a půdní vody, dosažené v rámci projektu. V daném období byly vyhodnoceny výsledky analýz vzorků vody, získaných ze "Suction-cups" lyzimetrů, z polních lyzimetrů a také vzorků podzemní vody, získaných ze sond určených k měření hladiny podzemní vody. Byly potvrzeny velmi nízké hodnoty koncentrací sledovaných iontů (K+, Mg2+, Ca2+, NO3-) pod travními porosty, ať už sečenými, pasenými či ponechanými ladem. Koncentrace dusičnanového dusíku ani zdaleka nedosahovala limitních hodnot stanovených pro pitnou vodu (50 mg/l), v průměru v "Suction-cups" nepřekračovaly ani 0,5 mg. V polních lyzimetrech, které jsou využívány již několik let v dlouhodobých experimentech byly nejvyšší, avšak též velmi nízké, koncentrace dusičnanů zaznamenány pod intenzivně spásanými plochami. Také ve vzorcích vody ze sond pro měření hladiny podzemní vody byly zjištěny pouze velmi nízké koncentrace sledovaných iontů. Průměrné hodnoty sledovaných iontů v suction-cups lyzimetrech (2012-2013) Grazing pastva, cutting sečení, unmanaged neobhospodařováný porost, concentration koncentrace, ions ionty

Průměrné koncentrace iontů v sondách pro měření podzemní vody (2012-2013) Ground water podzemní voda, ions ionty Průměrné hodnoty sledovaných iontů v polních lyzimetrech (2012-2013) IG intenzivní pastva, EG extenzivní pastva, U neobhospodařovaný porost, concentration koncntrace, ions ionty

5. Propagační opatření podle čl. 8 odst. 4 nařízení (ES) č. 1828/2006 v rámci projektu ZIEL3 100114993 AQUANISA Návrh způsobu využití krajiny vedoucích k trvale udržitelnému zlepšení kvality vody a protierozní ochrany v přeshraničním povodí Nisy k 31.5. 2014 PUBLIKACE 200 ks dostupná ke stažení na: http://aquanisa.ihi-zittau.de/outcomes.html v sekci Závěrečná přednáška pod názvem AquaNisa.pdf POSTERY implementace 5.5.2014, do 5.6.2014 propagováno, vystaveno ve foyer ČVUT Praha.

PROPAGAČNÍ PŘEDMĚTY sportovní láhve 25 ks, bloky 150 ks, tužky 150 ks, USB 75 ks, tašky, samolepky viz. foto

Popis postupu práce a dosažených výsledků v rámci projektu ZIEL3 100114993 AQUANISA Návrh způsobu využití krajiny vedoucích k trvale udržitelnému zlepšení kvality vody a protierozní ochrany v přeshraničním povodí Nisy k 15.9. 2014 Pavlů V., Gaisler J., Paška F., Ismanická V., Jonášová I., Supek Š., Mikulka J., Štrobach J. V období od 1.6. 2014 15.9. 2014 se práce soustředily na provádění těchto úkolů: Příprava závěrečného setkání Závěrečná přednáška Příprava dat pro závěrečnou zprávu a kompletace závěrečné zprávy Pracovní schůzka - příprava závěrečného setkání Dne 4.6.2014 se od 10.00 hod. v přednáškovém sále VÚRV, v.v.i. v Liberci konala pracovní schůzka, kde byly řešeny provozní záležitosti a byly konzultovány prezentace připravené pro závěrečné setkání, konané následující den. Byly zde řešeny také podrobnosti přípravy závěrečné zprávy. Schůzky se účastnilo 15 členů z projektového týmu z TU Dresden - IHI Zittau, VÚRV, v.v.i. Praha a ČVUT Praha. Závěrečná přednáška Dne 5.6.2014 se od 10.00 hod. v přednáškovém sále VÚRV, v.v.i. v Liberci konalo závěrečné veřejné setkání spojené s přednáškami a prezentacemi výsledků řešení projektu. Zúčastnilo se ho 44 osob z projektového týmu a různých institucí Libereckého kraje a Žitavy., např. Krajského úřadu Libereckého

kraje, Magistrátu města Jablonec n.n., Technické univerzity v Liberci, MU Mníšek, MU Oldřichov v Hájích, SKS s.r.o. Jablonec, Povodí Ohře, HS Zittau, atd. Každý účastník obdržel kolekci propagačních předmětů s logem Evropské unie, popř. logem projektu a také publikaci, která byla souborem posterových prezentací a která byla zároveň nahraná na přiloženém flash-disku. Dopoledne byly předneseny 4 přednášky na různá témata, týkajících se kvality vody v Nise a jejích přítoků. Při občerstvení a polední přestávce na oběd, který zajišťovala cateringová společnost, probíhaly diskuse u vystavených posterů, kde byly rovněž prezentovány výsledky projektu. Po přestávce pokračoval odpolední blok 3 přednášek a diskuse na téma znečištění vod. Přednášky probíhaly v českém a německém jazyce a byly simultánně tlumočeny pro německé i české účastníky. Přednášky a postery jsou zveřejněny také na webové stránce projektu: http://aquanisa.ihi-zittau.de/outcomes.html a http://aquanisa.ihizittau.de/posters.html.

Příprava dat pro závěrečnou zprávu a kompletace závěrečné zprávy V tomto období se řešitelský kolektiv za VÚRV soustředil na třídění, analýzu dat a zpracování výstupů pro závěrečnou zprávu. Byla zpracována data, získaná nejen při řešení projektu, ale i historická data týkající se řešené problematiky. Výstupem za toto období (1.6. 2014 15.9. 2014) a i za celou dobu projektu je závěrečná zpráva, do které je zahrnut níže uvedený text.

Monitoring podpovrchových vod Pro potřeby projektu AquaNisa byly v povodí Jeřice na experimentální pastvině v Oldřichově v Hájích instalovány "Suction-cups" lyzimetry pro odběr vzorků podpovrchové vody na plochách s různým způsobem obhospodařování (intenzivní pastva, 2x ročně sečený porost a neobhopodařovaný porost). Protože účelový monitoring, prováděný v projektu AquaNisa byl pouze krátkodobý a pro účely posouzení stavu vod a pro hodnocení významnosti antropogenních vlivů je vhodné posuzovat vývoj parametrů i v delším časovém období, byla pro vyhodnocení použita také data z minulých let, kdy byla prováděna lyzimetrická pozorování na experimentálních plochách VÚRV, v.v.i. Praha založených v Mníšku u Liberce, ve Filipově a v Oldřichově v Hájích. Pro potřeby projektu AquaNisa byly odebírány také vzorky srážkové vody ze srážkoměru v Oldřichově v Hájích a dále vzorky vod ze sond, sloužících k měření hloubky hladiny podzemní vody, které jsou umístěny na travním porostu poblíž Jeřice taktéž v Oldřichově v Hájích. 1.2 Historická data Na základě chemických analýz byl hodnocen vliv obhospodařování travních porostů na kvalitu podpovrchových vod. Na stanovišti v Mníšku u Liberce, kde jsou dlouhodobě porovnávány různé způsoby obhospodařování travních porostů, byly analyzovány lyzimetrické vody, získávané z odběrů v hloubce 0,4 m. Z grafů na obr. 1 je patrná několikanásobně vyšší průměrná koncentrace dusičnanových iontů ve vodách pod černým úhorem oproti travnímu porostu, ať už sečenému, mulčovanému, či ponechanému ladem. Hodnoty ukazují, že z hlediska využití krajiny mají travní porosty významně pozitivní vliv na kvalitu vod např. v porovnání s ornou půdou. Nejmenší průměrné hodnoty sledovaných parametrů byly zjišťovány na sklízených porostech. Na stanovišti Filipov byly oproti ostatním stanovištím dlouhodobě zaznamenávány vyšší koncentrace iontů vápníku, hořčíku a fosforečnanů, což mohlo být způsobeno melioracemi (odvodnění, hnojení, vápnění, zatravnění vysoko-produkčními směskami) prováděnými v 90. letech minulého století. Vápnění přispívá k uvolňování fosforečnanů z půdního komplexu a zvyšuje se tak množství pro rostliny přístupného fosforu v půdním roztoku, resp. v lyzimetrických vodách. Při porovnání různých pastevních systémů v Oldřichově v Hájích jsou vidět mírně zvýšené koncentrace některých iontů (zejména fosforečnanových) při intenzivní patvě oproti extenzivně spásanému, popř. neobhospodařovanému porostu, přičemž ani tyto hodnoty nepřesahují limity. Také koncentrace amonných iontů byly vyšší u intenzivní pastvy, avšak nepřesahovaly limity pro pitnou vodu. Na stanovišti ve Filipově nebyly koncentrace amonných iontů v předcházejícím období měřeny, v Mníšku byly zaznamenávány poměrně vysoké koncentrace amoniaku, v průměru dosahující nebo mírně převyšující limity pro pitnou vodu. Látky rozpuštěné ve vodě, která je zachycena při lyzimetrických měřeních po vydatných srážkách, však mohou být ještě využity rostlinami a zdaleka ne veškeré množství se může proplavit až do podzemních vod.

Obr. 1 Průměrné koncentrace iontů vybraných živin (mg.l -1 ) v podpovrchových vodách při různých způsobech obhospodařování travního porostu na třech místech v povodí Jeřice (Oldřichov v Hájích Betlém, Filipov a Mníšek) 2000-2010 Vysvětlivky: 2C sečení 2x ročně s odklízením biomasy, 2M mulčování2x ročně, U neobhospodařovaný porost, BF černý úhor, IG intenzivní pastva, EG extenzivní pastva, RV doporučená hodnota, LV limitní hodnota Obr. 2 Pokusné stanoviště v Mníšku Obr. 3 Experimentální plocha Oldřichov v Hájích

Obr. 4 Mnohorozměrná analýza RDA (Redundancy Analysis) lyzimetrických dat ve Filipově. Vysvětlivky: 2 cut-2x sečeno, fallow-úhor, Year-rok, Depth-hloubka, Leaching-množství vyplaveného perkolátu, Precip-srážky, 1 mulch-1x mulčovaný porost, 2 mulch-2x mulčovaný porost, 3 mulch-3x mulčovaný porost, Na stanovišti Filipov, kde je sledován vliv různých způsobů obhospodařování na vyplavování iontů v půdním profilu, byly nejmenší hodnoty sledovaných ukazatelů zjištěné u 2x sečeného a neobhospodařovaného travního porostu, zatímco největší hodnoty u travního porostu 2-3 x mulčovaného (Obr. 4). Zde docházelo k největšímu vyplavování dvoumocných kationtů (Ca a Mg) a zároveň ke zvyšování ph perkolátů. Hodnoty nebyly ovlivněny atmosferickými srážkami, byly nezávislé na roku odběru a snižovaly se s hloubkou lyzimetrů. Na experimentální pastvině v Oldřichově v Hájích je porovnáván vliv různé intenzity pastvy na vyplavování iontů v půdním profilu. Nejvyšší hodnoty sledovaných ukazatelů v perkolátu byly zjištěny u intenzivní pastvy a intenzivní pastvy po předchozí seči (Obr. 5). Naopak nejnižší koncentrace byly zjištěny u extenzivní pastvy, extenzivní pastvy po předchozí seči a neobhospodařovaném úhoru. Vliv roku na sledované ukazatele byl minimální. Z dlouhodobých lyzimetrických dat vyplývá, že při tradičním dvousečném obhospodařování, extenzivní pastvě a ponechání travního porostu ladem byly zaznamenány nejnižší hodnoty sledovaných ukazatelů v lyzimetrických (půdních) vodách. Ačkoliv při intenzivní pastvě a mulčování byly tyto hodnoty zvýšené, dlouhodobé průměrné hodnoty splňovaly kritéria platná pro kvalitu pitné vody.

Obr. 5 Mnohorozměrná analýza RDA (Redundancy Analysis) lyzimetrických dat v Oldřochově v Hájích - Betlém. Vysvětlivky: IG - intenzivní pastva, ICG - intenzivní pastva po předchozí seči, EG -extenzivní pastva, ECG - extenzivní pastva po předchozí seči, U - neobhospodařovaný porost, Year -rok, Leaching - množství vyplaveného perkolátu. 1.2 Data získaná v průběhu řešení projektu AquaNisa Nejvyšší koncentrace dusičnanů byla zaznamenána ve srážkových vodách (Obr.6 a 7) a jejich příspěvek k celkovému přísunu dusíku činil v přepočtu zhruba 7 kg.ha -1 ročně. Nejnižší koncentrace všech sledovaných chemických parametrů byly zaznamenány v podzemních vodách. Vyšší podíl tuhých a tekutých exkrementů na intenzivně spásaných travních porostech zvýšil hodnoty některých chemických parametrů v lyzimetrických vodách, ale jejich hodnoty nepřekročily limity pro pitnou vodu. Podobné hodnoty byly zaznamenány v lyzimetrických vodách u extenzivní pastvy a neobhospodařovaného porostu. Pravděpodobně díky krátkému časovému úseku, nebyly zjištěny významné rozdíly u chemických parametrů kapilární vody získaných z suction cups mezi pastvou, sečením a úhorem. Tyto hodnoty byly nižší než hodnoty z desetileté řady získané z polních lyzimetrů, i když byly studovány podobné systémy obhospodařování. Rozdílné výsledky byly pravděpodobně ovlivněny délkou časové řady, hloubkou a druhem půdní vody. Zdá se, že kapilární voda je méně ovlivněna chemickým složením srážkové vody než gravitační voda zachycená v lyzimetrech.

Obr. 6 Mnohorozměrná PCA (Principal Components Analysis) analýza odběrných míst v Oldřichově v Hájích - Betlém. Vysvětlivky: Srážky - srážková voda, Pod. vod - podzemní voda, IG_L -intenzivní pastva lyzimetry, EG_L - extenzivní pastvina lyzimetry, U_L - neobhospodařovaný porost lyzimetry, G_Sc - pastva suction cups, U_Sc - neobhospodařovaný porost suction cups, L_Sc - seč suction cups. Hodnoty všech sledovaných parametrů ze všech měřících zařízení byly velmi nízké, např. průměrné koncentrace dusičnanů se pohybovaly mezi 0 a 3 mg NO 3 -.l -1, přičemž nejvyšší mezní hodnota (NMH), uvedená ve vyhlášce 252/2004 Sb. stanovující požadavky na pitnou vodu, je 50 mg.l -1.

Obr. 7 Průměrné koncentrace iontů vybraných živin ve srážkových a v podpovrchových vodách při různých způsobech obhospodařování travního porostu v povodí Jeřice (Oldřichov v Hájích Betlém) - 2013 Ve vzorcích vody byly stanoveny také koncentrace mnoha dalších prvků, včetně těžkých kovů a dalších nežádoucích prvků. Koncentrace většiny sledovaných prvků byly velmi nízké, pro obr. 8 byly vybrány zejména prvky, které vykazovaly nějaké rozdíly mezi koncentracemi ve srážkové vodě, suctioncup lyzimetrech a podzemní vodě. Průměrné koncentrace kadmia (Cd) se pohybovaly do 0,1 μm.l -1, nejvyšší hodnoty byly zjištěny ve srážkách, v půdní a podzemní vodě byly nižší, přičemž NMH je 5 μm.l - 1. Průměrné koncentrace antimonu (Sb) se pohybovaly od 0,05 do 0,27 μm.l -1, přičemž NMH je 5 μm. Průměrné koncentrace chromu (Cr) se pohybovaly od 0,19 do 0,4 μm.l -1, NMH je stanovena na 50 μm.l -1. Velmi nízké koncentrace byly zjištěny také u olova (Pb) a niklu (Ni), kde jsou NMH stanoveny na 10, resp. 20 μm.l -1. Průměrné koncentrace mědi (Cu) byly od 1,6 do 3,5 μm.l -1, NMH je stanovena na 1000 μm.l -1. Koncentrace barya (Ba) se pohybovaly od 6 do 14 μm.l -1, přičemž NMH není ve vyhlášce stanovena. Koncentrace stroncia (Sr) byly velmi nízké (2 μm.l -1 ) ve srážkové vodě, v půdní a podzemní vodě se pohybovaly od 29 do 40, resp. 25 μm.l -1, NMH není stanovena. Zvýšené průměrné koncentrace byly zjištěny u manganu (Mn), které dosahovaly u půdní vody a podzemní vody až ke 100 μm.l -1, přičemž mezní hodnota (MH) je stanovena na 50 μm.l -1. Zde jsou asi hodnoty ovlivněny vysokým obsahem manganu v půdě a v geologickém podloží. Ve srážkové vodě byly zjištěny hodnoty okolo 10 μm.l -1. Zajímavým ukazatelem je elektrická měrná vodivost (konduktivita), která odráží množství rozpuštěných minerálních látek. Nejmenší hodnoty (okolo 26 μs.cm -1 ) byly zjištěny ve srážkové vodě, zhruba dvojnásobné byly hodnoty u půdní vody a podzemní vody. MH u konduktivity, stanovená vyhláškou je 125 ms.m -1, což je 1250 μs.cm -1.

Obr. 8 Průměrné koncentrace vybraných prvků a el. vodivost v srážkových, lyzimetrických a podzemních vodách v povodí Jeřice (Oldřichov v Hájích Betlém) 2013

Obr. 9 Polní lyzimetr v hloubce 0,4 m (vlevo) a Suction cup lyzimetr v hloubce 0,15 m (vpravo) při instalaci do půdního profilu Obr. 10 Odběr vzorků půdní vody z polních lyzimetrů (vlevo) a odběr vzorků kapilární vody ze suctioncups lyzimetrů pomocí vakuové pumpy (vpravo) Obr. 11 Mulčování na stanovišti Mníšek (vlevo) a pastva jalovic na pastvině v Oldřichově v Hájích (vpravo)

Obr. 12 Pokusná plocha ve Filipově (vlevo) a sečení travního porostu v Oldřichově v Hájích (vpravo)

Příloha k soupisce č.8 - závěrečná 5. Propagační opatření podle čl. 8 odst. 4 nařízení (ES) č. 1828/2006 v rámci projektu ZIEL3 100114993 AQUANISA Návrh způsobu využití krajiny vedoucích k trvale udržitelnému zlepšení kvality vody a protierozní ochrany v přeshraničním povodí Nisy k 15. 9 2014 5.1. POSTERY 8 ks viz. http://aquanisa.ihi-zittau.de/posters.html POSTERY implementace 5.5.2014, do 5.6.2014 propagovány, vystaveny ve foyer ČVUT Praha, 5.6.2014 byly vystaveny na závěrečné přednášce v budově VÚRV, v.v.i. v Liberci, poté byly odvezeny německým partnerem za účelem prezentace v Německu. http://aquanisa.ihi-zittau.de/posters.html VEŘEJNÁ PREZENTACE VÝSLEDKU 5. 6. 2014, závěrečná přednáška v budově VS Liberec viz. příloha Popis postupu práce a dosažených výsledků k 15.9.2014 soupiska č.8 ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA zveřejnění v tištěné podobě 13.8.2014 a na oficiálních stránkách projektu viz. níže http://aquanisa.ihi-zittau.de/document/final_report/aquanisa-cz.pdf http://aquanisa.ihi-zittau.de/document/final_report/aquanisa-d.pdf