Dopady na mikroklima, kvalitu ovzduší, ekosystémy vody a půdy v rámci hydrické rekultivace hnědouhelných lomů aneb Jezero Most Zdroj fotografií: PKÚ, s.p. 1
Projekt č. TA01020592 je řešen s finanční podporou TA ČR Znečištění ovzduší a zdraví, Špičák, 23.04. 25.04.2014 2
Řešitelé projektu odborníci z oblasti kvality ovzduší, meteorologie, geologie a životního prostředí: VÚHU a.s. Výzkumný ústav pro hnědé uhlí a.s. Most http://www.vuhu.cz ÚFA AV ČR Ústav fyziky atmosféry AV ČR, v.v.i. Praha http://www.ufa.cas.cz UJEP Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem http://www.ujep.cz 3
VÚHU a.s. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně - Fakulta životního prostředí Ústav fyziky atmosféry AV ČR, v.v.i. 4
Co je posláním projektu komplexní vyhodnocení vlivu hydrické rekultivace na mikroklima, ekosystém vody a půdy a na kvalitu ovzduší délka trvání projektu : od 01.01.2011 do 31.12.2014 5
Cíl projektu Vytvořit postupy pro hodnocení dopadu hydrické rekultivace povrchových lomů na : mikroklima ekosystémy vody a půdy kvalitu ovzduší. 6
Plánované výstupy 1. Software pro stanovení vlivu jezera na mikroklima 2. Soubor specializovaných map s odborným obsahem 3. Certifikovaná komplexní metodika kvantifikace ekologických dopadů hydrické rekultivace hnědouhelných lomů 7
Dílčíčásti řešení 1. Stanovení vlivu jezera na změnu mikroklimatu - meteorologická část (ÚFA ) 2. Stanovení vlivu jezera na kvalitu ovzduší v jeho okolí (VÚHU a.s.) 3. Pedologické hodnocení zemin oblasti jezera (VÚHU a.s.) 4. Stanovení vlivu jezera na tvorbu ekosystému vody v jezeře (UJEP) 5. Stanovení vlivu jezera na tvorbu ekosystému litorální zóny jezera a okolních ploch flora, fauna (UJEP) 8
Výstup za VÚHU a.s. specializované mapy prostorové rozložení imisních parametrů ovzduší ve vztahu k naplnění jezera a parametrům mikroklimatu pedologické mapy zájmového území břehové linie a blízkého okolí jezera 9
Potenciální uživatelé výsledků Město Most Severočeské doly a.s. Palivový kombinát Ústí s.p. Potvrzeni zájmu o výsledky projektu při jeho podání 21.05.2010 10
Výchozí stav postupné dotěžování hnědouhelných lomů a jejich následné uzavírání v severočeském regionu (Podkrušnohoří) rekultivace krajiny zasažené těžbou je aktuálním problémem regionu umělá jezera jsou plánovaným a realizovaným postupem rekultivace nejen v Podkrušnohoří 11
Německo 24 jezer Berzdorfer See zatopený hnědouhelný důl jedno z největších umělých jezer ve střední Evropě napouštění trvalo 10 let 12 Zdroj: http://www.berzdorfer-see.eu/
KRAJINA LUŽICKÝCH JEZER největší uměle vytvořená vodní oblast Evropy Zdroj: http://www.lomyatezba.cz/2013/2013-3/item/378-krajina-luzickych-jezer 13
Sokolovsko Jezero Medard druhá největší vodní plocha v celém Karlovarském kraji Proměna bývalého hnědouhelného lomu na rekreační oblast je historickou chvílí pro Sokolovsko. Napouštění zahájeno 06/2010, skončí zřejmě v zimě 2014/2015 http://vary.idnes.cz/napousteni-jezera-medard-se-protahne-dsb-/vary-zpravy.aspx?c=a140322_2048238_vary-zpravy_ba 14 Zdroj: http://foto.mapy.cz
Ústecko Jezero Chabařovice 15. 06. 2001 - zahájeno napouštění zbytkové jámy lomu Chabařovice => budoucího jezera Chabařovice 08. 08. 2010 - ukončeno napouštění Jezera Chabařovice dosažením plánované provozní hladiny na kótu 145,7 m n.m. PARAMETRY JEZERA CHABAŘOVICE Parametry: Stav ke dni 08.08.2010 Plánovaný konečný stav Plocha 252,2 ha 252,2 ha Objem vody 35,601 mil. m 3 35,601 mil. m 3 Hladina 145,70 m n.m. 145,70 m n.m. Max. hloubka 24,70 m 24,70 m 15 Zdroj: http://www.pku.cz
Mostecko Jezero Most předpokládané ukončení napouštění => rok 2014? 24. 10. 2008 zahájeno napouštění zbytkové jámy lomu Most - Ležáky => budoucího Jezera Most 16 Zdroj: http://www.pku.cz
Komplexní vliv rekultivace původního hnědouhelného lomu na mikroklima, ekosystém a na kvalitu ovzduší dosud nebyl studován 17
Jezero Most Jezero Most Milešovka 18
Město Most => Jezero Most - kostel přesunut v roce 1975 o 841,1 m - k 31. srpnu 1999 ukončena těžba hnědého uhlí 19
Proč Jezero Most? velká rozloha hladiny jezera (311 ha) blízkost stálé meteorologické stanice Kopisty, kde jsou klimatická měření prováděna od r. 1970 v širokém spektru veličin lokalita položena v centrální části severočeské hnědouhelné pánve kolem celého jezera je již vybudována zpevněná břehová linie a břehová obvodová komunikace v délce 9 815 m, na kterou se napojuje síť obslužných příjezdových komunikací unikátní příležitost monitorovat vývoj ekosystému jezera v průběhu jeho napouštění 20
JEZERO MOST se napouští 21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
PARAMETRY JEZERA MOST ke dni 25.06.2012 Parametry: Stav ke dni 25.06.2012 Plánovaný konečný stav Plocha 297,91 ha 311,0 ha Objem vody 69,855 mil. m 3 70,5 mil. m 3 Obvod 8 875 m 9 815 m Hladina 198,06 m n.m. 199,0 m n.m. Max. hloubka 74,06 m 75,0 m Ke dni 25. 06. 2012 bylo ukončeno napouštění jezera Most z důvodu naplnění smlouvy o dodávce vody (naplnění plánovaného objemu vody), sepsané mezi PF ČR a Povodím Ohře, s.p., hladina +198,06 m n. m. Tento stav bude trvat do doby dokončení úpravy, resp. opravy břehové komunikace a stabilizačních prvků břehové linie. Hladina bude udržována, bude prováděno jen dopouštění k eliminaci ztrát odparem a saturací. Po dokončení těchto úprav bude jezero dopuštěno na konečnou kótu +199 m n. m. 32 Zdroj: http://www.pku.cz
33
Mikroklima CELIO Kopisty Jezero Most Milešovka Stanice na jezeře 34 AK Most
Vliv jezera na změnu mikroklimatu Metodika Cíl - najít pomocí tvořeného umělého jezera matematický model kvantitativně popisující vliv velké vodní plochy na lokální srážky, teplotu, vlhkost a další meteorologické veličiny. použita stávající měření atmosféry ze dvou profesionálních meteorologických stanic Kopisty a Milešovka, které provozuje ÚFA AVČR v.v.i. (stanice Kopisty a Milešovka) zakoupeny, instalovány a zprovozněny 3 meteorologické stanice mimo měření na těchto 3 stanicích stanoviště Celio, AK Most a na hladině Jezera - probíhá měření půdy a atmosféry na 2 profesionálních meteorologických stanicích Kopisty a Milešovka. zpracování historických dat meteorologických měření od počátku roku 2004 (tj. přibližně 5 let od začátku napouštění jezera) a jejich úprava do jednotného tvaru. Vzniklá databáze dat je využívána při statistickém zpracování naměřených dat.
Plošný vliv jezera na teplotu vzduchu Letní období Zimní období
Plošný vliv jezera na teplotu vzduchu Byl vyvinut model a software ALAKE, který počítávliv jezera na teplotu vzduchu ve 2 m. Vstupníparametry modelu ALAKE: délka jezera ve směru proudění větru (m) T 2m teplota vzduchu ve 2 m ( C) T ML teplota povrchovévrstvy vody ( C) V 10 rychlost větru v 10 m (m/s) R 2m relativnívlhkost vzduchu ve 2 m (%) T s přízemníteplota ( C) 2 varianty softwaru: 1D jednorozměrná verze výpočtu, 2D dvourozměrnáverze výpočtu zadáváse i směr větru
Vliv jezera na změnu mikroklimatu Výsledky ukazují, že zpracování dat zachycuje vliv velké vodní plochy jezera na charakteristiky přízemní atmosféry. Dále byla provedena Analýza hlavních komponent (PCA) a Mann-Whitney -Wicoxonův test s cílem zjistit vliv jezera na srážkovou činnost. Podle výsledků lze konstatovat, že jezero nemá na srážkovou činnost významný vliv. V rámci přípravy tzv. permanentních polí pro model COSMO byla potřebná pole, charakterizující zemský povrch, získána od Německé meteorologické služby a to s horizontálním rozlišením cca 500 m. Model COSMO byl přizpůsoben k aplikaci pro oblast zahrnující jezero Most.
OVZDUŠÍ 39
Ekosystém jezera 12 11 13 10 9 1 2 8 3 7 4 6 5 Vzorkovací místa mapující charakter vody jezera Most, č. 1 (0 m), č. 2 (1 000 m), č. 3 (1 300 m), č. 4 (1 600 m), č. 5 (2 000 40 m), č. 6 (2 700 m), č. 7 (3 200 m) cca 10 m od přítoku vody do nádrže, č. 8 (4 500 m), č. 9 (5 200 m), č. 10 (5 900 m), č. 11 (6 200 m), č. 12 (6 750 m), č. 13 (7 200 m).
Ekosystém jezera Cíl - hodnocení ekologického stavu tvořeného jezera Pro popis biotopu a jeho specifikaci jsou v rámci projektu prováděny následující odběry a sledovány složky ekosystému jezera: zonační odběry vzorků vody (hydrobiologický rozbor, zjištění kvalitativního a kvantitativního zastoupení, koncentrace chlorofylu-a, in situ ph a konduktivita), z lodi je měřena průhlednost vodního sloupce a barva vody, zaznamenávána je informace o počasí (teplota vzduchu, povětrnostní podmínky); odběry vzorků vody z litorální zóny (hydrobiologický rozbor, zjištění kvalitativního a kvantitativního zastoupení, saprobní index). Ekologický stav je vyjádřením kvality struktury a funkce vodních ekosystémů spojených s povrchovými a podzemními vodami, klasifikovanými v souladu se Směrnicí 2000/60/EC. 41
Ekosystém jezera Četnost odběrů vzorků vody z břehové linie jezera probíhá 1 x za 14 dní během období březen-listopad kalendářního roku. Odběry vzorků vody z břehové linie jezera měly původně probíhat na 5 určených místech, ale v průběhu řešení byl tento počet navýšen nejdříve na 8 a pak na 13 a to z důvodu vyššího stupně poznání charakteru vody v jezeře. Četnost hlubinných odběrů vzorků vody je 1 x měsíčně v období od března do listopadu. Hlubinné odběry jsou prováděny odběrákem z lodi (hloubky s cílem zachycení vertikální stratifikace nádrže: 0 m, 1 m, 2 m, 5 m, 7 m, 9 m, 10 m, 12 m, 15 m, 17 m, 20 m, 22 m, 25 m, 30 m, 35 m, 40 m, 45 m a 50 m) Obr. 1. Bójka, od které se odebírají hlubinné vzorky.
Ekosystém litorální zóny botanický monitoring 3.6.2014 43
Ekosystém litorální zóny jezera Botanika Cíl monitorování vývoje: přirozené sukcese samovolného pronikání jednotlivých druhů na neobsazené plochy a následné změny ve vegetaci (se zaměřením na vodní a pobřežní rostliny) rozdílů ve vegetaci na plochách různě (nebo s nestejnou intenzitou) využívaných k rekreaci a k dalším aktivitám vlivu výsevů, výsadeb, technických či jiných úprav pozemků a jejich využívání na výskyt a šíření expanzních, invazních nebo naopak vzácných druhů rostlin. Výsledkem bude seznam bylin a dřevin a jejich změny a specializovaná mapa výskytu botanických druhů. Dle tohoto seznamu bude možné určit vývoj ekosystému za sledované období a stanovit jeho ekologickou hodnotu.
Ekosystém litorální zóny jezera Cíl zjistit a monitorovat: Zoologie výskyt a ekologické nároky druhů ptáků a vybraných skupin bezobratlých živočichů, hlavně pavouků (Araneae), střevlíků (Carabidae), měkkýšů (Mollusca) výskyt druhů ostatních skupin živočichů (obojživelníci, plazi, savci) Výsledkem bude seznam ptáků, bezobratlých živočichů a druhů ostatních skupin živočichů a změny jejich výskytu v průběhu trvání projektu, specializovaná mapa výskytu zoologických druhů Dle tohoto seznamu bude možné určit vývoj ekosystému za sledované období a stanovit jeho ekologickou hodnotu. 45
46
Pedologické hodnocení zemin oblasti jezera Na základě mapování a odběru vzorků byla oblast břehů jezera Most rozčleněna na 3 hlavní oblasti: První oblast (cca 80 % břehu) tvoří rekultivačně vhodné kaoliniticko illitické hnědé jíly. Zde se místně objevují velmi malé oblasti bez vegetace (jejich výskyt byl zmapován). Příčinou je zpravidla výskyt fytotoxických kyselých zemin uhelné sloje, méně často pak výskyt tvrdých, sideritem nabohacených zemin. Druhou oblast (cca 5 % břehu) tvoří bývalá těžebna kameniva (fonolitu). Je tvořena různě zvětralými bělavými fonolity, od prakticky pevného štěrku po kaolinicky zvětralou zeminu. Rekultivačně jsou tyto zeminy zcela nevhodné, z hlediska krajiny tvoří bývalý lom zajímavý fenomén, který je doporučeno ponechat přirozené sukcesi. Třetí oblast (cca 15 % břehu) tvoří strmý svah Pařidelského laloku. Zeminy jsou zde podobně jako v případě oblasti 1 tvořeny rekultivačně vhodnými kaolinitickoillitickými jíly. Vzhledem k nebezpečí eroze a sesuvů však zde byly v minulosti v rámci technické rekultivace aplikovány organické hmoty z bývalé papírny Štětí (kůra z odkornění a celulózové kaly).
Pedologické hodnocení zemin oblasti jezera V rámci pedologického mapování byla v roce 2011 vybrána optimální místa pro vyhloubení 9 půdních sond pro dlouhodobý odběr vzorků (pět sond v oblasti 1, dvě sondy v oblasti 2 a dvě sondy v oblasti 3), S1 S9. Odběr půdních vzorků (pravidelné čtvrtletní odběry) je prováděn z obnažené stěny půdní sondy a to pouze z horizontů, které se makroskopicky odlišovaly (zrnitostně, barevně). Místa odběru byla zaznamenávána do pracovní mapy s fotodokumentací. U vzorků jsou hodnoceny vlastnosti mineralogické, fyzikálně-mechanické, chemické a pedologické. Zvláště velký důraz byl kladen na zjištění případných škodlivin vzniklých větráním uhelné hmoty. Dalších 15 vzorků hodnocených na obsah rizikových stopových prvků bylo odebráno při detailním mapování zájmových ploch na potenciálních drobných fytotoxických plochách Po ukončení první etapy (rok 2011) pedologického a botanického mapování proběhla konzultace řešitelů a bylo vybráno 11 botanicky zajímavých stanovišť s výjimečným zastoupením flóry, v nichž byly vykopány půdní sondy a odebrány vzorky pro pedologické rozbory
Webové stránky projektu Více informací o projektu, výsledcích, publikacích výsledků, fotodokumentace www.mosteckejezero.cz 49
50
Poděkování Projekt číslo TA01020592 s názvem Dopady na mikroklima, kvalitu ovzduší, ekosystémy vody a půdy v rámci hydrické rekultivace hnědouhelných lomů je řešen s finanční podporou Technologické agentury České republiky. 51
Poděkování Palivovému kombinátu Ústí, s.p. za umožnění přístupu do lokality Jezera Most a tím i provádění výzkumu a řešení projektu č. TA01020592. 52
Děkuji Vám V m za pozornost Ing. Milena VágnerovV gnerová Ing. Jan Brejcha vagnerova@vuhu.cz brejcha@vuhu.cz 53