Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru v roce 2009

Komentáře

Transkript

Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru v roce 2009
Výzkumný záměr MZP 0002071101
VÝZKUM A OCHRANA HYDROSFÉRY – VÝZKUM VZTAHŮ
A PROCESŮ VE VODNÍ SLOŽCE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ,
ORIENTOVANÝ NA VLIV ANTROPOGENNÍCH TLAKŮ,
JEJÍ TRVALÉ UŽÍVÁNÍ A OCHRANA,
VČETNĚ LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ
Ing. Tomáš Mičaník a kol.
Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru
v roce 2009
Zadavatel
Ministerstvo životního prostředí
Číslo výtisku:
Praha, listopad 2009
Výzkumný záměr MZP 0002071101
VÝZKUM A OCHRANA HYDROSFÉRY – VÝZKUM VZTAHŮ
A PROCESŮ VE VODNÍ SLOŽCE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ,
ORIENTOVANÝ NA VLIV ANTROPOGENNÍCH TLAKŮ,
JEJÍ TRVALÉ UŽÍVÁNÍ A OCHRANA,
VČETNĚ LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ
Ing. Tomáš Mičaník a kol.
Závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru
v roce 2009
Praha, listopad 2009
142 stran, 7 příloh
Název a sídlo organizace:
Výzkumný ústav vodohospodářský
T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce
Podbabská 30, 160 00 Praha 6
Ředitel:
Mgr. Mark Rieder
Zadavatel:
Ministerstvo životního prostředí
Vršovická 65, 100 10 Praha 10
Zástupce zadavatele:
RNDr. Viktor Kliment, Odbor ochrany vod
Zahájení a ukončení úkolu:
březen 2005 – prosinec 2011
Místo uložení zprávy:
SVTI VÚV T.G.M.,v.v.i.
Náměstek ředitele:
Ing. Václav Bečvář, CSc.
Vedoucí odboru (pobočka Ostrava):
Ing. Petr Tušil, Ph.D.
Vedoucí oddělení (oddělení ochrany jakosti vod):
Ing. Tomáš Mičaník
Vedoucí řešitel:
Ing. Tomáš Mičaník
Řešitelé a spolupracovníci (zpravodajové a vedoucí řešitelé subprojektů):
Ing. Zdeněk Bagal, Ing. Adam Vizina, Ing. Oldřich Novický, Ing. Šárka Blažková, DrSc., RNDr.
Blanka Desortová, CSc., Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D., Mgr. Michal Bílý, Ph.D., Ing. Miloš
Rozkošný, Ph.D., RNDr. Dana Baudišová, Mgr. Diana Ivanovová, RNDr. Petr Lochovský,
RNDr. Přemysl Soldán, Ph.D., Mgr. Ondřej Simon, Mgr. Pavel Kožený, Mgr. Pavel Rosendorf,
Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal, Ing. Filip Wanner, Ing. Eva Mlejnská, Mgr. Pavel Eckhardt, Ing. Petr
Vyskoč, Ing. Jiří Picek, Ing. Kateřina Uhlířová, Ing. Tomáš Mičaník, Ing. Arnošt Kult,
Mgr. Libuše Opatřilová, Ing. Ladislav Kašpárek, CSc., Ing. Věra Očenášková
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
OBSAH
ÚVOD ...................................................................................................................................7
1
ODDÍL A – HYDROLOGIE........................................................................................18
1.1
PŘESNOST MĚŘENÍ KVANTITATIVNÍCH PARAMETRŮ HYDROSFÉRY ..............18
1.1.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................18
1.1.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................18
1.1.3
VÝSTUPY.................................................................................................................20
1.2
VÝVOJ MATEMATICKÝCH MODELŮ HYDROLOGICKÉ BILANCE, IDENTIFIKACE
JEJICH PARAMETRŮ A OVĚŘOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍM VÝZKUMEM .............21
1.2.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................21
1.2.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................21
1.2.3
VÝSTUPY.................................................................................................................22
1.3
DOPADY KLIMATICKÝCH A ANTROPOGENNÍCH ZMĚN NA VODNÍ REŽIM A
PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ ..........................................................................................24
1.3.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................24
1.3.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................24
1.3.3
VÝSTUPY.................................................................................................................26
1.4
VÝVOJ A OVĚŘENÍ METODIKY PRO ZMĚNU N-LETÝCH PRŮTOKŮ VLIVEM
PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ .......................................................................28
1.4.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................28
1.4.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................28
1.4.3
VÝSTUPY.................................................................................................................30
1.5
HYDROLOGICKÉ A KLIMATICKÉ EXTRÉMNÍ SITUACE A JEJICH VLIV NA
PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ A NA NÁRODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ...................................31
1.5.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................31
1.5.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................31
1.5.3
VÝSTUPY.................................................................................................................33
2
ODDÍL B – SPOLEČENSTVA A ORGANISMY........................................................35
2.1
VÝZKUM VLIVU VARIABILITY HYDROLOGICKÝCH A CHEMICKÝCH PARAMETRŮ
NA DYNAMIKU SPOLEČENSTVA FYTOPLANKTONU V TEKOUCÍCH VODÁCH ..35
2.1.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................35
2.1.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................35
2.1.3
VÝSTUPY.................................................................................................................36
2.2
STRUKTURA SPOLEČENSTVA MAKROZOOBENTOSU A FYTOBENTOSU VE
VZTAHU K HYDROMORFOLOGII TOKU A ANTROPOGENNÍMU OVLIVNĚNÍ.......39
2.2.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................39
3
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
2.2.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................39
2.2.3
VÝSTUPY.................................................................................................................40
2.3
MODELOVÁNÍ STRUKTURY SPOLEČENSTVA RYB POD VLIVEM VARIABILITY
PRŮTOKU A GEOMORFOLOGIE TOKU .................................................................44
2.3.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................44
2.3.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................44
2.3.3
VÝSTUPY.................................................................................................................45
2.4
VÝZKUM V OBLASTI MIKROBIÁLNÍHO ZNEČIŠTĚNÍ POVRCHOVÝCH A
ODPADNÍCH VOD ...................................................................................................48
2.4.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................48
2.4.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................48
2.4.3
VÝSTUPY.................................................................................................................50
3
ODDÍL C – POVRCHOVÉ VODY – ANTROPOGENNÍ VLIVY .................................53
3.1
STUDIUM VÝSKYTU A CHOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH A UMĚLÝCH RADIONUKLIDŮ
V HYDROSFÉŘE VČETNĚ ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ ...............................53
3.1.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................53
3.1.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................53
3.1.3
VÝSTUPY.................................................................................................................55
3.2
HODNOCENÍ A SLEDOVÁNÍ VODNÍCH EKOSYSTÉMŮ A JEJICH
ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ: ČASOVÉ A PROSTOROVÉ ZMĚNY V
SOUVISLOSTI S ANTROPOGENNÍMI TLAKY.........................................................57
3.2.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................57
3.2.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................57
3.2.3
VÝSTUPY.................................................................................................................59
3.3
VÝVOJ A ZAVÁDĚNÍ ANALYTICKÝCH METOD VČETNĚ METOD
TOXIKOLOGICKÝCH DO VODOHOSPODÁŘSKÉ PRAXE. STUDIUM CHOVÁNÍ A
TRANSFORMACE SPECIFICKÝCH POLUTANTŮ VE VODNÍCH EKOSYSTÉMECH ...61
3.3.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................61
3.3.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................61
3.3.3
VÝSTUPY.................................................................................................................66
3.4
STUDIE VÝSKYTU LÁTEK V SOUČASNÉ DOBĚ NEPODLÉHAJÍCÍCH
PRAVIDELNÉMU SLEDOVÁNÍ V HYDROSFÉŘE ČR ............................................67
3.4.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................67
3.4.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................67
3.4.3
VÝSTUPY.................................................................................................................69
4
ODDÍL D – VODA A ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÉ ČÁSTI PŘÍRODY ..............................71
4.1
VLIV SUCHOZEMSKÝCH EKOSYSTÉMŮ A DALŠÍCH VLIVŮ NA OCHRANNÉ
PODMÍNKY NA VODU VÁZANÝCH ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH ÚZEMÍ...................71
4
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
4.1.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................71
4.1.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................71
4.1.3
VÝSTUPY.................................................................................................................74
4.2
VLIVY LESNÍCH EKOSYSTÉMŮ S RŮZNÝM ZPŮSOBEM OBHOSPODAŘOVÁNÍ
NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY............................................................................76
4.2.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................76
4.2.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................76
4.2.3
VÝSTUPY.................................................................................................................78
4.3
PODMÍNKY ZACHOVÁNÍ VÝSKYTU ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH DRUHŮ VODNÍCH
A MOKŘADNÍCH ORGANISMŮ ...............................................................................80
4.3.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................80
4.3.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................81
4.3.3
VÝSTUPY.................................................................................................................83
5
ODDÍL E – PLOŠNÉ A DIFÚZNÍ ZDROJE ZNEČIŠTĚNÍ.........................................85
5.1
VLIVY ZEMĚDĚLSKY OBHOSPODAŘOVANÝCH POVODÍ NA KVALITU
ODTÉKAJÍCÍ VODY .................................................................................................85
5.1.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................85
5.1.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................85
5.1.3
VÝSTUPY.................................................................................................................88
5.2
VÝVOJ KOMPLEXNÍHO KONCEPTUÁLNÍHO MODELU PRO ŘEŠENÍ VLIVŮ A
DOPADŮ ANTROPOGENNÍ ČINNOSTI NA PODZEMNÍ VODY V INTERAKCI
S POVRCHOVÝMI EKOSYSTÉMY ..........................................................................91
5.2.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................91
5.2.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................91
5.2.3
VÝSTUPY.................................................................................................................94
5.3
KOMBINOVANÉ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V OBLASTECH S
NADSTANDARDNÍMI NÁROKY NA OCHRANU VOD..............................................96
5.3.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................96
5.3.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................96
5.3.3
VÝSTUPY.................................................................................................................98
5.4
EXTENZÍVNÍ METODY ČIŠTĚNÍ VOD A JEJICH ÚČINNOST .................................99
5.4.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ..................................................................................................99
5.4.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY..............................................................................99
5.4.3
VÝSTUPY............................................................................................................... 102
5.5
VSAKOVÁNÍ PŘEČIŠTĚNÝCH ODPADNÍCH VOD A DEŠŤOVÝCH VOD V MALÝCH
SÍDLECH................................................................................................................ 105
5.5.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ................................................................................................ 105
5.5.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY............................................................................ 105
5.5.3
VÝSTUPY............................................................................................................... 106
5
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
6
ODDÍL F – NÁSTROJE.......................................................................................... 108
6.1
VÝVOJ OBECNĚ BILANČNÍCH A OPERATIVNĚ PREDIKČNÍCH A HODNOTÍCÍCH
SYSTÉMŮ ZAMĚŘENÝCH NA VÝSTUPY PODPORUJÍCÍ VÝKON VEŘEJNÉ A
STÁTNÍ SPRÁVY ................................................................................................... 108
6.1.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ................................................................................................ 108
6.1.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY............................................................................ 108
6.1.3
VÝSTUPY............................................................................................................... 110
6.2
VÝVOJ A APLIKACE INFORMAČNÍCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO ČINNOSTI
SOUVISEJÍCÍ S PLÁNOVÁNÍM V OBLASTI VOD.................................................. 111
6.2.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ................................................................................................ 111
6.2.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY............................................................................ 111
6.2.3
VÝSTUPY............................................................................................................... 113
6.3
VÝVOJ A APLIKACE POSTUPŮ S VYUŽITÍM TECHNOLOGIÍ GEOGRAFICKÝCH
INFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ VE VAZBĚ NA DIGITÁLNÍ BÁZI
VODOHOSPODÁŘSKÝCH DAT ............................................................................ 114
6.3.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ................................................................................................ 114
6.3.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY............................................................................ 114
6.3.3
VÝSTUPY............................................................................................................... 117
6.4
VÝVOJ A APLIKACE VHODNÝCH TECHNICKÝCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH PRO
ZHODNOCENÍ VLIVU EMISÍ NA CHEMICKÝ STAV POVRCHOVÝCH VOD A
VÝVOJ SYSTÉMŮ JEHO HODNOCENÍ................................................................. 119
6.4.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ................................................................................................ 119
6.4.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY............................................................................ 119
6.4.3
VÝSTUPY............................................................................................................... 124
6.5
VÝVOJ A APLIKACE LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ V OBLASTI OCHRANY A
JAKOSTI VOD........................................................................................................ 126
6.5.1
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ................................................................................................ 126
6.5.2
POSTUP ŘEŠENÍ A VÝSLEDKY............................................................................ 126
6.5.3
VÝSTUPY............................................................................................................... 129
7
ODDÍL G – KOORDINACE .................................................................................... 131
8
VYHODNOCENÍ ČERPÁNÍ FINANČNÍCH PROSTŘEDKŮ ................................... 135
ZÁVĚR............................................................................................................................... 137
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK..................................................................................... 138
SEZNAM PŘÍLOH ............................................................................................................. 142
6
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
ÚVOD
Výzkumný záměr MŽP0002071101 „Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a
procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její
trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů“ je Výzkumným ústavem
vodohospodářským T. G. Masaryka, veřejnou výzkumnou institucí řešen od roku 2005
s předpokládaným ukončením v roce 2011. Počátkem roku 2009 byl tedy zahájen pátý rok
řešení, který z časového hlediska zasahuje do druhé poloviny období jeho řešení.
Předmětem výzkumného záměru je komplexní dlouhodobý výzkum v oblasti hydrosféry
orientovaný na vztahy a procesy ve vodní složce životního prostředí, na vliv antropogenních
tlaků, na trvalé užívání a na její ochranu, včetně tvorby legislativních nástrojů a technických
opatření.
Výzkumný záměr je z důvodu účinného řízení a koordinace strukturován do tematických
oddílů a dále do tzv. subprojektů, které jsou základní strukturní jednotkou v odborné i řídící
rovině. Za koordinaci a odborné směřování tematického oddílu je zodpovědný zpravodaj, na
dalším stupni řízení je pak odpovědný řešitel subprojektu. Za celý projekt zodpovídá hlavní
řešitel. Záměr je v souladu s Rozhodnutím zpracován jako celek, nikoliv jako soubor
disjunktních projektů.
Na počátku roku 2009 došlo na základě závěrů z kontrolního dne č. 2/2008 k určité revizi
řešených témat (subprojektů). Řešení následujících subprojektů bylo ukončeno:
•
3604 – Hydro-ekologická revitalizace krajiny ovlivněné lidskou činností,
•
3610 – Vlivy antropogenně silně pozměněných povodí a na kvalitu odtékající vody.
Řešení subprojektu 3614 (Studium chování a transformace specifických polutantů ve
vodních ekosystémech a jejich jednotlivých složkách, včetně možností vlivu na lidskou
populaci) bylo ukončeno jen částečně, problematika farmak byla organizačně převedena pod
subprojekt 3613, který vlivem této změny modifikoval svůj název.
Na počátku roku 2009 bylo zahájeno řešení nové aktuální problematiky vývoje a ověření
metodiky pro změnu N-letých průtoků vlivem povodňovývh opatření (jako subprojekt 3629).
Začátkem června 2009 bylo v důsledku předpokládaného navýšení dotace na řešení
výzkumného záměru a v souladu se schválenou metodikou řešení zahájeno studium výskytu
látek v současné době nepodléhajícím pravidelnému sledování v hydrosféře (jako subprojekt
3630) a k rozšíření řešení stávajícího subprojektu 3625. Řešení v tématických oddílech A-E
a G (Koordinace) je v roce 2009 tedy rozpracováno do 27 dílčích subprojektů.
Ve dvou případech došlo ke změně odpovědného řešitele subprojektu (subprojekty 3602 a
3624) a ke změně zpravodaje tematického oddílu E.
Výzkumný záměr je z hlediska řízení strukturován do do sedmi tematických oddílů (šest +
jeden koordinační) následovně:
A – Hydrologie
B – Společenstva a organismy
C – Antropogenní vlivy na povrchové vody
D – Voda a zvláště chráněné části přírody
E – Plošné a difúzní zdroje znečištění
F – Legislativní nástroje, bilanční, predikční, hodnotící a informační systémy
G – Koordinace a řízení výzkumného záměru
Přehled subprojektů včetně odpovědných řešitelů a zpravodajů platný pro rok 2009 je
uveden v následujících tabulkách. V posledním sloupci je uvedena celková částka finančních
prostředků přidělená na řešení subprojektu v roce 2009 (v tis. Kč).
7
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Oddíl A – Hydrologie (zpravodaj Ing. Novický Oldřich)
3601
Bagal Z.
Přesnost měření kvantitativních parametrů hydrosféry.
2 240
3602
Vizina A.
Vývoj matematických modelů hydrologické bilance,
identifikace jejich parametrů a ověřování experimentálním
výzkumem.
1 940
3603
Novický O.
Dopady klimatických a antropogenních změn na vodní
režim a přírodní prostředí.
2 360
3629 Kašpárek L.
Vývoj a ověření metodiky pro změnu N-letých průtoků
vlivem protipovodňovývh opatření.
1 100
3605 Blažková Š.
Hydrologické a klimatické extrémní situace a jejich vliv na
přírodní prostředí a na národní hospodářství.
5 000
Oddíl B – Společenstva a organismy (zpravodaj Mgr. Slavík Ondřej, Ph.D.)
Výzkum vlivu variability hydrologických a chemických
3606 Desortová B. parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu
v tekoucích vodách.
3607
Slavík O.
Modelování struktury společenstva ryb
variability průtoku a geomorfologie toku.
pod
vlivem
970
2 875
3628 Opatřilová L.
Struktura společenstva makrozoobentosu a fytobentosu ve
vztahu k hydromorfologii toku a antropogennímu ovlivnění.
1 200
3609 Baudišová D.
Výzkum v oblasti mikrobiálního znečištění povrchových a
odpadních vod.
1 955
Oddíl C – Antropogenní vlivy na povrchové vody (zpravodaj Ing. Lochovský Petr)
Studium výskytu a chování přírodních a umělých
3611 Ivanovová D. radionuklidů
v hydrosféře
včetně
antropogenního
ovlivnění.
1 750
Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich
3612 Lochovský P. antropogenního ovlivnění: Časové a prostorové změny v
souvislosti s antropogenními tlaky.
1 520
Vývoj a zavádění analytických metod včetně metod
toxikologických do vodohospodářské praxe. Studium
3613
Soldán P.
chování a transformace specifických polutantů ve vodních
ekosystémech.
Studie výskytu látek v současné době nepodléhajících
3630 Očenášková V.
pravidelnému sledování v hydrosféře ČR.
8
4 422
2 475
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Oddíl D – Voda a zvláště chráněné části přírody (zpravodaj Mgr. Simon Ondřej)
3615
Simon O.
Vliv suchozemských ekosystémů a dalších vlivů na
ochranné podmínky na vodu vázaných zvláště chráněných
území.
2 106
3616
Kožený P.
Vlivy lesních ekosystémů
s různým
obhospodařování na kvalitu odtékající vody.
2 338
3608
Bílý M.
způsobem
Podmínky zachování výskytu zvláště chráněných druhů
vodních a mokřadních organismů.
2 094
Oddíl E – Plošné a difúzní zdroje znečištění (zpravodaj Ing. Rozkošný Miloš, Ph.D.)
3617 Rosendorf P.
Vlivy zemědělsky obhospodařovaných povodí na kvalitu
odtékající vody.
3 200
3618
Hrkal Z.
Vývoj komplexního konceptuálního modelu pro řešení vlivů
a dopadů antropogenní činnosti na podzemní vody
v interakci s povrchovými ekosystémy.
2 447
3619
Wanner F.
Kombinované systémy čištění odpadních vod v oblastech s
nadstandardními nároky na ochranu vod.
900
3620 Mlejnská E.
Extenzívní metody čištění vod a jejich účinnost.
3621 Eckhardt P.
Vsakování přečištěných odpadních vod a dešťových vod v
malých sídlech.
2 200
850
Oddíl F – Legislativní nástroje, bilanční, predikční, hodnotící a informační systémy
(zpravodaj Ing. Picek Jiří)
3622
Vyskoč P.
Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a
hodnotících systémů zaměřených na výstupy podporující
výkon veřejné a státní správy.
1 900
3623
Picek J.
Vývoj a aplikace informačních nástrojů nutných pro činnosti
související s plánováním v oblasti vod.
2 400
3624
Zbořil A.
Vývoj a aplikace postupů s využitím technologií
geografických informačních systémů ve vazbě na digitální
bázi vodohospodářských dat.
1 100
3625
Mičaník T.
Vývoj a aplikace vhodných technických nástrojů nutných
pro zhodnocení vlivu emisí na chemický stav povrchových
vod a vývoj systémů jeho hodnocení.
3 321
3626
Kult A.
Vývoj a aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany a
jakosti vod.
1 250
9
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Oddíl G – Koordinace a řízení výzkumného záměru
3627
Mičaník T.
Koordinace a řízení výzkumného záměru.
1 754
Cíle výzkumného záměru
Cíle výzkumného záměru jsou v detailu popsány v charakteristikách navržených subprojektů,
uvedených v příloze k části C 8 Návrhu výzkumného záměru (2005), které jsou dle
Rozhodnutí každoročně revidovány (naposledy v roce 2009). Aktuální cíle a obsah řešení za
jednotlivé tematické oddíly jsou v roce 2009 v souladu s Rozhodnutím následující:
A – Hydrologie
−
Výzkum spolehlivosti postupů určování kvantitativních charakteristik v hydrosféře
získávaných měřením a matematickým modelováním a jejich doplnění a zpřesnění.
−
Rozvoj metod stanovení N-letých maximálních průtoků a jejich změn v říční síti po
realizaci protipovodňových opatření.
−
Matematické modely hydrologické bilance a jejich experimentální ověřování.
Dekomposice nejistot měření a modelování na její jednotlivé složky a redukce těchto
nejistot.
−
Výzkum a rozvoj metodik a modelovacích technik pro zvýšení spolehlivosti odhadů
možných dopadů klimatických změn na hydrologický režim a vodní zdroje povrchových a
podzemních vod.
−
Extrémní hydrologické situace, jejich příčiny, modelování, odhad nejistot, dopady na další
faktory (jakost vody, změny koryta, apod).
B – Společenstva a organismy
−
Charakteristika změn a zpřesnění vybraných chemických a ekologických parametrů,
které bezprostředně závisejí na množství vody, popř. na parametrech koryta toku, působí
na habitaty vodních organismů a jejich společenstev.
−
Konkrétní závislost charakteristik vodních společenstev na průtocích a teplotě, včetně
vztahu k trofii toků, eutrofizaci a biodegradační kapacitě.
−
Vliv hydrologických a chemických parametrů na dynamiku fytoplanktonu, eutrofizace.
−
Analýza nároků jedinců na habitaty a prostorové faktory, migrace s predikcí na chování
populací a společenstev.
−
Výzkum diverzity habitatů makrozoobentosu a fytobentosu včetně metodik hodnocení a
testování vhodných biotických indexů vztahujících se k indikaci antropogenních vlivů.
−
Výzkum mikrobiálního znečištění, jeho eliminace, mikrobiálních společenstev a detekce
hygienicky významných bakterií v povrchových a odpadních vodách molekulárněgenetickými metodami.
C – Antropogenní vlivy na povrchové vody
−
Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich antropogenního ovlivnění v dílčích
oblastech a silně pozměněných povodích znečišťujícími a nebezpečnými látkami.
10
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
−
Strukturální charakteristiky vodních ekosystémů: kvalita vody, sedimentů, bioty.
Geogenní pozadí říčních sedimentů pro kovy a metaloidy jako základ odlišení
antropogenní zátěže.
−
Chování a výskyt radioaktivních látek ve vodním prostředí se zaměřením na významně
antropogenně ovlivněná území a úseky toků dotčených historickou zátěží (těžba uranu) i
současnými zdroji (jaderná energetika).
−
Studium původu, vlivu a transformace specifických polutantů (xenobiotika, farmaka,
endokrinní disruptory apod.) ve vodních ekosystémech a jejich jednotlivých složkách.
Poznávání procesů probíhající ve vodním prostředí: transportní, degradační a
akumulační procesy, toxické působení polutantů na jednotlivé složky ekosystému, včetně
vztahu k užívání vody.
−
Výzkum nových látek nebezpečných pro vodní ekosystémy a jeho prostřednictvím pro
lidskou populaci včetně vývoje nových analytických postupů jejich stanovení a
zdokonalování metod stanovení specifických polutantů současné úrovně poznání.
D – Voda a zvláště chráněné části přírody
−
Základní výzkum cyklu organického uhlíku v primární říční síti s vazbou na potravní
řetězce ve vodním prostředí jako příspěvek k detailnímu poznání koloběhu uhlíku
v ekosystémech.
−
Vliv revitalizací povodí a říční sítě toků 2–3 řádu na chemismus vod v oligotrofních
podmínkách.
−
Výzkum vlivu lesních povodí různého typu na jakost povrchových vod a morfologii
vodních toků.
−
Výzkum dynamiky odumřelé přirozené dřevní hmoty v tocích nižšího řádu pro odpovědný
management vodních toků se zřetelem k zachování přírodně blízkých podmínek.
−
Základní výzkum nových biologických poznatků, týkajících se zvláště chráněných druhů
organismů vázaných na vodní prostředí včetně podmínek umělého odchovu.
−
Výzkum specifických vodních ekosystémů využitelný pro přípravu podkladů pro
rozhodování státních orgánů při ochraně vodního prostředí a na něj vázaných
ekosystémů s uplatněním multidisciplinárního přístupu..
E – Plošné a difúzní zdroje znečištění
−
Studium transportu
a transformace
znečišťujících látek
ze
zemědělsky
obhospodařovaných území (fosfor, dusičnany, pesticidy, mikrobiální znečištění).
−
Výzkum kvalitativních vztahů mezi povrchovými vodami a podzemními vodami a tvorba
konceptuálního modelu interakce atmosféra – vegetační pokryv (lesní pokryv) – jakost
podzemních vod.
−
Vývoj a ověření postupů nakládání s vodami v malých sídlech se zaměřením na
kombinované technologie a extenzívní metody čištění především na území vyžadujícími
zvláštní ochranu.
−
Řešení problematiky vsakování předčištěných odpadních a dešťových vod do
horninového prostředí v malých sídlech charakteristických rozptýlenou zástavbou.
11
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
F – Technické a legislativní nástroje, bilanční, predikční a hodnotící informační systémy
−
Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a hodnotících systémů zaměřených na
výstupy podporující výkon veřejné a státní správy.
−
Vývoj a aplikace vhodných informačních, technických, právních a ostatních nástrojů
nutných pro činnosti související s plánováním v oblasti vod.
−
Vývoj a aplikace systémových nástrojů nutných pro posouzení účinnosti přijatých
technických, administrativních, právních a ostatních opatření.
−
Odborná podpora implementace Rámcové směrnice pro vodní politiku ES v oblasti
vývoje postupů hodnocení stavu vodních útvarů, typově referenčních podmínek,
stanovení environmentálních cílů, návrhů opatření a dalších podkladů pro zpracování
Plánů oblastí povodí a nástrojů pro příslušný reporting.
Způsob prezentace výsledků řešení výzkumného záměru v roce 2009
V následujících kapitolách jsou uvedeny zprávy prezentující v souladu se schválenou
metodikou způsob řešení a výstupy jednotlivých subprojektů za období leden – listopad
2009. Každá z kapitol odpovídá jednomu subprojektu. Na rozdíl od předchozích let, kdy byly
do roku 2007 zpracovávány výzkumné zprávy po jednotlivých tematických oddílech, bylo od
roku 2008 přikročeno k novému způsobu zpracování, kdy je kladen důraz na maximální
stručnost výzkumných zpráv a prezentaci výzkumu formou jednotlivých druhů výsledků a
vývoje definovaných Radou vlády pro výzkum a vývoj (RVVV). V souladu s tímto principem
jsou v roce 2009 předkládány výsledky řešení výzkumného záměru formou:
•
závěrečné zprávy o řešení subprojektů tematických oddílů A až G v roce 2009,
•
výstupů dosažených řešením výzkumného záměru v roce 2009 v elektronické podobě.
Rozsah dílčích zpráv za jeden subprojekt byl ve shodě s garantem výzkumného záměru
stanoven v průměru na 3 strany a přehled dosažených výstupů v roce 2009. Přitom
garantem budou akceptovány jen takové výstupy, které byly v roce 2009 uplatněny a dále
výstupy, u kterých je jejich uplatnění jisté (tzv. ukončené výstupy). Přehledy výstupů obsahují
i takové druhy výstupů, které sice nejsou podle platné Metodiky RVVV bodovány, ale
prezentují výsledky dosažené řešením subprojektů odborné veřejnosti a orgánům státní
správy. Všechny tyto druhy výstupů jsou v plném znění dostupné v elektronické podobě.
Výstupy jsou označeny číslem subprojektu s koncovkou evidenčního čísla publikační
databáze VÚV T.G.M., v.v.i. nebo koncovkou „_final“, pokud v publikační databázi evidovány
nejsou.
Všechny uplatněné výstupy za období řešení výzkumného záměru 2005–2009 jsou přílohou
této zprávy.
Řešitelské týmy jednotlivých subprojektů v roce 2009
Subprojekt 3601 (Kapitola 1.1):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Přesnost měření kvantitativních parametrů hydrosféry
Ing. Zdeněk Bagal
Prof. Ing Pavel Gabriel, RNDr. Radvan Hájek,
Bc. Ondřej Motl
12
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Subprojekt 3602 (Kapitola 1.2):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3603 (Kapitola 1.3):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3605 (Kapitola 1.5):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3606 (Kapitola 2.1):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3607 (Kapitola 2.3):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3608 (Kapitola 4.3):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Vývoj matematických modelů hydrologické bilance,
identifikace
jejich
parametrů
a
ověřování
experimentálním výzkumem
Ing. Adam Vizina
Jan Kašpárek, CSc., Ing. Jan Pistulka, Mgr. Pavel
Treml, Ing. Jiří Vičenec, Ing. Radek Vlnas, Ing. Michal
Vaculík, Zuzana Groschupová, RNDr. Jiří Kokeš, Mgr.
Jana Olejšková, Josef Bureš, Vojtěch Mrázek, Petra
Malíková, Ing. Petr Bouška, Ph.D., Prof. Ing. Pavel
Gabriel, Mgr. Petra Štěpánková, Mgr. Hana Janovská,
Ing. Magdalena Mrkvičková, Ivana Kubečková
Dopady klimatických a antropogenních změn na vodní
režim a přírodní prostředí
Ing. Oldřich Novický
Ing. Libuše Ramešová, Zuzana Groschupová, Doc.
RNDr. Petr Vlasák, Ing. Renata Fridrichová, Ing.
Stanislav Horáček, Jan Kašpárek, Josef Bureš, Ing.
Marie Šnajberková, Ing. Magdalena Mrkvičková, Ing.
Oldřich Novický, Mgr. Pavel Treml, Ing. Michal Vaculík,
Ing. Adam Vizina, Ing. Radek Vlnas, Ivana Kubečková,
Ing. Kateřina Poláková, Ing. Jan Pistulka
Hydrologické a klimatické extrémní situace a jejich vliv
na přírodní prostředí a na národní hospodářství
Ing. Šárka Blažková, DrSc.
Ing. Alena Kulasová, Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal, CSc.,
Mgr. Marta Martínková, Ing. Václav Matoušek, DrSc.,
Ing. Jana Ředinová, Ing. Karel Drbal, PhD., Mgr. Pavla
Štěpánková, Ph.D., Ing. Miriam Dzuráková, Mgr. Jana
Ošlejšková, Ing. Jan Kupec, Ing. Pavel Balvín, Ing. Petr
Bouška, Ph.D., Ing. Lubomír Petružela, CSc.
Výzkum vlivu variability hydrologických a chemických
parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu
v tekoucích vodách
RNDr. Blanka Desortová, CSc.
Mgr. Tomáš Luzar
Modelování struktury společenstva ryb pod vlivem
variability průtoku a geomorfologie toku
Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D.
Ing. Pavel Horký, Mgr. Petra Kulíšková, Ing. Jiří Musil,
Shiferaw Demeke
Podmínky zachování výskytu zvláště chráněných druhů
vodních a mokřadních organismů
Mgr. Michal Bílý, Ph.D.
Ing. Karel Douda, RNDr. Jitka Svobodová, Mgr. Ondřej
Simon, Ing. Věra Kladivová
13
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Subprojekt 3609 (Kapitola 2.4):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3611 (Kapitola 3.1):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3612 (Kapitola 3.2):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3613 (Kapitola 3.3):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3615 (Kapitola 4.1):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3616 (Kapitola 4.2):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Výzkum v oblasti mikrobiálního znečištění povrchových
a odpadních vod
RNDr. Dana Baudišová, Ph.D.
Ing. Andrea Benáková, RNDr. Hana Mlejnková, Ph.D,
Mgr. Kateřina Sovová
Studium výskytu a chování přírodních a umělých
radionuklidů v hydrosféře včetně antropogenního
ovlivnění
Mgr. Diana Ivanovová
Ing. Eduard Hanslík CSc., Ing. Věra Hudcová, Mgr. Jana
Badurová, Ing. Miloš Rozkošný, Mgr. Pavel Šimek,
Michal Novák, Michal Komárek, Jana Mihalková,
Markéta Reidingerová, Hana Kalová, Ivo Vaněček
Hodnocení a sledování vodních ekosystémů a jejich
antropogenního ovlivnění: Časové a prostorové změny v
souvislosti s antropogenními tlaky
RNDr. Petr Lochovský
Ing. Danica Pospíchalová, RNDr. Ladislav Havel, CSc.
Vývoj a zavádění analytických metod včetně metod
toxikologických do vodohospodářské praxe. Studium
chování a transformace specifických polutantů ve
vodních ekosystémech
RNDr. Přemysl Soldán, Ph.D.
Ing. Danica Pospíchalová, Mgr. Jana Badurová,
RNDr. Josef Fuksa CSc., Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip
Wanner, Mgr. Marta Martínková, Mgr. Jan Svoboda,
Mgr. Kateřina Kolaříková
Vliv suchozemských ekosystémů a dalších vlivů na
ochranné podmínky na vodu vázaných zvláště
chráněných území
Mgr. Ondřej Simon
Ing. Věra Kladivová, Mgr. Kamila Fricová, Mgr. Andrea
Benáková, Mgr. Michal Bílý, PhD., Ing. Karel Douda,
Mgr. Ing. Lucie Kubíková, Mgr. Vladimíra Belušová
Vlivy lesních ekosystémů s různým způsobem
obhospodařování na kvalitu odtékající vody
Mgr. Pavel Kožený
Mgr. Jiří Kroča, Mgr. Ondřej Simon, Vojtěch Mrázek
14
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Subprojekt 3617 (Kapitola 5.1):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3618 (Kapitola 5.2):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3619 (Kapitola 5.3):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Vlivy zemědělsky obhospodařovaných povodí na kvalitu
odtékající vody
Mgr. Pavel Rosendorf
Mgr. Jana Badurová, RNDr. Dana Baudišová, PhD., Ing.
Andrea Benáková, Ivana Benáková, Mgr. Daniel Fiala,
Zuzana Hamzová, Mgr. Kateřina Horáková, PhD., Iveta
Klohnová, Vladimír Kocián, RNDr. Josef Kupec, RNDr.
Hana Mlejnková, PhD., Ing. Eva Mlejnská, Libor
Pavézka, RNDr. Michal Pavonič, Jindřich Plašil, Ing.
Zdeněk Pospíšil, Šárka Šustrová, Mgr. Tereza Urbanová
Vývoj komplexního konceptuálního modelu pro řešení
vlivů a dopadů antropogenní činnosti na podzemní vody
v interakci s povrchovými ekosystémy
Doc. RNDr. Zbyněk Hrkal
RNDr. Hana Prchalová, Ing. Anna Hrabánková,
RNDr. Eva Novotná
Kombinované systémy čištění odpadních vod
oblastech s nadstandardními nároky na ochranu vod
Ing. Filip Wanner
Ing. Miroslav Váňa
v
Subprojekt 3620 (Kapitola 5.4):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Extenzívní metody čištění vod a jejich účinnost
Ing. Eva Mlejnská
Ing. Miloš Rozkošný, Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip
Wanner
Subprojekt 3621 (Kapitola 5.5):
Vsakování přečištěných odpadních vod a dešťových vod
v malých sídlech
Mgr. Pavel Eckhardt
Ing. Kateřina Poláková, Mgr. Halka Slavíková, Ing.
Martin Kozma
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3622 (Kapitola 6.1):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Vývoj obecně bilančních a operativně predikčních a
hodnotících
systémů
zaměřených
na
výstupy
podporující výkon veřejné a státní správy
Ing. Petr Vyskoč
Ing. Jiří Picek, RNDr. Hana Prchalová, Mgr. Pavel ng.
Jiří Picek, RNDr. Hana Prchalová, Mgr. Pavel
Rosendorf, Ing. Marie Šnajberková, Ing. Anna
Hrabánková, Ing. Arnošt Kult, Bc. Jan Brabec, Mgr.
Silvie Semerádová, RNDr. Renata Filippi
15
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Subprojekt 3623 (Kapitola 6.2):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3624 (Kapitola 6.3):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3625 (Kapitola 6.4):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3626 (Kapitola 6.5):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Vývoj a aplikace informačních nástrojů nutných pro
činnosti související s plánováním v oblasti vod
Ing. Jiří Picek
Ing. Pavel Richter, Ing. Petr Vyskoč, Ing. Arnošt Kult,
Bc. Jan Brabec, Mgr. Pavel Rosendorf, Mgr. Silvie
Semerádová
Vývoj a aplikace postupů s využitím technologií
geografických informačních systémů ve vazbě na
digitální bázi vodohospodářských dat
Ing. Kateřina Uhlířová
Mgr. Aleš Zbořil
Vývoj a aplikace vhodných technických nástrojů nutných
pro zhodnocení vlivu emisí na chemický stav
povrchových vod a vývoj systémů jeho hodnocení
Ing. Tomáš Mičaník
Ing. Ivan Nesměrák CSc., Mgr. Tomáš Luzar,
RNDr. Josef Kupec, Ing. Jiří Šajer, Ing. František
Sýkora, Ing. Vladimír Šlouf, Ing. Alena Kristová, Ing.
Zdeněk Pospíšil, Ing. Miroslav Váňa, Ing. Filip Wanner,
Vojtěch Mrázek
Vývoj a aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany
a jakosti vod
Ing. Arnošt Kult
Ing. Jiří Kučera, Ing. Lubomír Petružela, CSc., Ing. Jiří
Dlabal, RNDr. Jitka Svobodová, Ing. Věra Kladivová,
Ing. Halka Slavíková
Subprojekt 3627 (Kapitola 7):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Koordinace a řízení výzkumného záměru
Ing. Tomáš Mičaník
Ing. Alena Kristová, Ing. Oldřich Novický, Mgr. Ondřej
Slavík, Ph.D., RNDr. Petr Lochovský, Mgr. Ondřej
Simon, Ing. Miloš Rozkošný, Ph.D., Ing. Jiří Picek
Subprojekt 3628 (Kapitola 2.2):
Struktura společenstva makrozoobentosu a fytobentosu
ve vztahu k hydromorfologii toku a antropogennímu
ovlivnění
Mgr. Libuše Opatřilová
Mgr. Pavla Řezníčková, Ph.D., Mgr. Hana Janovská,
Mgr. Vít Syrovátka, Ph.D., RNDr. Denisa Němejcová,
RNDr. Jiří Kokeš, Ing. Milena Forejtníková, RNDr. Petr
Marvan, CSc.
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
16
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Subprojekt 3629 (Kapitola 1.4):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Subprojekt 3630 (Kapitola 3.4):
Vedoucí řešitel:
Spoluřešitelé:
Vývoj a ověření metodiky pro změnu N-letých průtoků
vlivem protipovodňových opatření
Ing. Ladisla Kašpárek
Ing. Magdalena Mrkvičková, Ing. Stanislav Horáček,
Doc.RNDr. Petr Vlasák, Ing. Renata Fridrichová, Ing.
Petr Bouška, Ph.D., Prof. Ing. Pavel Gabriel, Ing. Oldřich
Novický, Mgr. Pavel Treml
Studie výskytu látek v současné době nepodléhajících
pravidelnému sledování
Ing. Věra Očenášková
Mgr. Petr Medek, Mgr. David Chrastina
17
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
1 ODDÍL A – HYDROLOGIE
1.1
PŘESNOST MĚŘENÍ KVANTITATIVNÍCH PARAMETRŮ
HYDROSFÉRY
1.1.1 Předmět řešení
Předmětem řešení byla problematika přesnosti a způsobu měření výšky hladiny kapalin
a úvod do problematiky měření hloubky promrznutí půdy.
Pokračovali jsme ve zdokonalování přístrojového vybavení pro měření výšky hladin dle námi
řešené problematiky. Původním řešením se podařilo navrhnout velice přesné sondy,
použitelné pro vysoké rychlosti kapaliny a provádět vzorkování a zápis dat s velmi vysokou
frekvencí. Jejich nevýhoda však byla v tom, že tyto původně navržené konstrukce je možné
použít pouze v laboratorních podmínkách a na velmi čistou kapalinu (sondy vykazovaly
malou mechanickou odolnost). Z tohoto důvodu jsme navrhnuli odlišnou mechanickou
konstrukci a vyrobili funkční vzorek této nové sondy. Ta je již dostatečně odolná
proti mechanickému poškození při běžném použití a to i v praxi. Toto řešení bylo uplatněno
jako průmyslový vzor č. 19576. Dále byl zdokonalen ovládací program loggeru, kde byly
vylepšeny funkce týkající se zápisu dat.
Současně jsme se začali zabývat i problematikou měření hloubky promrznutí půdy, které
patří k typickým projevům podnebí v našich podmínkách. Podle Meteorologického slovníku je
toto promrzání půdy definováno jako tuhnutí půdního roztoku při poklesu teploty pod jeho
bod tuhnutí a je významné z mnoha pohledů. S ohledem na obtížnost jeho měření nejsou
zatím vyvinuty dostatečně přesné přístroje. Při řešení této problematiky jsme zjistili, že je
možné současně využívat stejné technické zázemí jaké je používané i při řešení
problematiky měření změny výšky hladiny kapaliny.
Měření zámrazu v půdě by, podle našich předpokladů, mohlo mít význam při stanovování
objemu vsakování roztátého sněhu po zimním období, tj. nejen pro zpřesnění předvídání
záplav, ale i pro lesnictví a polnohospodářství.
1.1.2 Postup řešení a výsledky
Mechanicky odolná sonda pro měření výšky hladiny kapaliny
Původní provedení sond vyniká konstrukční jednoduchostí, dosahovanou přesností a
možností použití při rychlém proudění vody. Jejich nevýhodou je nutnost pozorné
manipulace (měřící elektrody mají průměr 0,1 mm). Tyto sondy jsou tedy určeny výhradně
pro laboratorní aplikace.
Tento rok jsme se proto zaměřili na vývoj sondy, která by využívala téhož principu a zároveň
byla mechanicky odolná. Bylo vyzkoušeno několik variant konstrukčního provedení. Hlavním
problémem při tomto vývoji bylo řešení napínání elektrod a jejich připojení k vodičům.
V konečné fázi jsme zvolili napínání pomocí dvou do sebe zasunutých trub. Elektrody jsou
v horní trubici uloženy v silikonových pružných lůžkách a v dolní trubici pevně. Jejich napnutí
se provede posunem dolní trubice v horní. Princip této sondy byl přihlášen jako užitný vzor
19576 u Úřadu průmyslového vlastnictví ČR. Citlivost sondy je 0,159 mm.mV -1. Schéma a
foto sondy viz Obr. 1.1.1 a 1.1.2.
18
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Popis:
1 - vnitřní trubka (nosná)
2 - vnější trubka
3 - spodní držák sond
4 - napínací systém elektrod
5 - měřící sonda
6 - napájená sonda
7 - přívodní vedení
8 - držák
9 - odvzdušňovací otvor
10 - svorkovnice
11 - víko držáku
Obr. 1.1.1 Schéma a foto nové sondy
Obr. 1.1.2 Nově navržená sonda nainstalovaná na modelu
Problematika zamrzání půdy
Přehled používaných mrazoměrů:
Prvním typem používaného zařízení je půdní mrazoměr, který se skládá z gumové hadice
naplněné pruhem pěnové gumy a destilovanou vodou. Na hadici je vyznačena stupnice s
dělením po 1 cm a popisem po 5 cm. Zasouvá se do novodurové trubky trvale zapuštěné v
zemi. Hloubka promrznuté půdy se zjišťuje hmatem. Nezamrzlý mrazoměr je při prohmatání
měkký. Při zamrzání lze prohmatáním zjistit přítomnost ledových krystalků. Při úplném
promrznutí mrazoměr zcela ztvrdne. Za promrznutí se považuje již fáze tvorby ledových
krystalků.
19
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Jiná konstrukce mrazoměru je založená na rozdílnosti měrného elektrického odporu zmrzlé a
nezmrzlé půdy. Zatímco nezmrzlá půda má měrný odpor r 20 – 50 kΩ, měrný odpor zmrzlé
půdy je 500 kΩ až několik MΩ. Hloubka promrznutí se zjistí pomocí měření elektrického
odporu podél sondy od povrchu dolů a určením místa, kde se odpor mění z vysoké hodnoty
na nízkou. Praktické provedení mrazoměru je tyč z umělé hmoty, na které jsou v
pravidelných odstupech umístěny prstence z neizolovaného drátu. Je třeba zajistit, aby
prstence byly ve styku s okolní zeminou. Elektrický odpor se měří mezi jednotlivými prstenci.
Další možností je použití teploměrů zasazených do různých hloubek v půdě. Toto řešení má
určitou nevýhodu v tom, že indikuje teplotu a ne promrznutí půdy.
Ještě jiné řešení využívá změnu barvy určitých roztoků s teplotou. Toto zařízení používá
roztok methylenové modři, která mění barvu ze žlutozelené na šedou s klesající teplotou.
Hloubka promrznutí se pak stanoví z polohy barevného přechodu v zařízení.
Naším cílem je pokusit se vyvinout jednak jednoduchý mrazoměr a jednak elektronický
přístroj určený pro náročnější aplikace. U jednoduché konstrukce bychom chtěli, aby přístroj
byl osazen z důvodu ceny minimem elektroniky a aby nevyžadoval ke své funkci logger.
Naopak u elektronického přístroje se počítá i se zápisem dat do loggeru. Nasazení těchto
přístrojů by mělo být především v lesnictví a zemědělství.
Předpokládáme, že výstupem by měl být užitný vzor a funkční vzorek zařízení.
1.1.3 Výstupy
•
Funkční vzorek mechanicky odolné sondy pro stanovení výšky hladiny kapaliny.
Splněno. Podařilo se navrhnout, odzkoušet a vyrobit funkční vzorek mechanicky odolné
sondy.
•
Průmyslový vzor mechanicky odolné sondy pro stanovení výšky hladiny kapaliny.
Splněno. Bylo vydáno osvědčení o zápisu užitného vzoru 19576 Úřadem průmyslového
vlastnictví ČR. (3601_2533)
•
Funkční vzorek kalibračního kontrolního zařízení.
Od řešení této problematiky a zpracování tohoto výstupu bylo odstoupeno.
•
První prototyp zařízení pro měření zámrzné hloubky.
Práce na návrhu zhotovení mrazoměru jsou ve fázi rozpracování.
20
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
1.2 VÝVOJ MATEMATICKÝCH MODELŮ HYDROLOGICKÉ
BILANCE, IDENTIFIKACE JEJICH PARAMETRŮ A OVĚŘOVÁNÍ
EXPERIMENTÁLNÍM VÝZKUMEM
1.2.1 Předmět řešení
Předmětem řešení je vývoj matematických modelů hydrologické bilance, identifikace jejich
parametrů a ověřování experimentálním výzkumem. V roce 2009 byl věnován důraz zejména
na vývoj propojeného modelu hydrologické a vodohospodářské bilance a následné zapojení
do soustavy říční sítě.
Práce navázaly na výzkumnou činnost, která se dlouhodobě věnovala vývoji matematickému
modelu chronologické bilance BILAN (dříve SIMBA). V roce 2008 byl model BILAN
modifikován na denní a měsíční verzi.
V návaznosti na předchozí výsledky byly práce v roce 2009 zaměřeny na následující
tematické okruhy:
• zpracování modelu hydrologického modelu BILAN v soustavě říční sítě,
•
zpracování modelu vodohospodářské bilance v soustavě říční sítě,
•
kalibrace a ověřování propojeného modelu hydrologické bilance BILAN a modelu
vodohospodářské bilance,
•
zaměření na dokonalejší vystižení vztahů mezi celkovým odtokem z povodí a odtokem
podzemní vody,
•
pokračující dlouhodobé sledování a vyhodnocování vývoje změn klimatu a jeho vlivu na
výpar z vodní hladiny ve výparoměrné stanici Hlasivo a prvků hydrologické bilance
v pozorovací soustavě na horní Metuji,
•
Zpracování monografie s názvem Vodní bilance v podmínkách klimatické změny v
povodí horní Metuje.
1.2.2 Postup řešení a výsledky
Předmětem řešení je rozvoj modelovacích technik, jejich kalibrace a ověřování, jehož
součástí je i dlouhodobé experimentální sledování a vyhodnocování vývoje prvků
hydrologické bilance v pozorovací soustavě povrchových a podzemních vod. Řešení
hydrologické bilance v soustavě říční sítě propojené s vodohospodářským modelem povede
ke snížení nejistot u přirozených průtoků a bude zajištěna chronologie průtoků v řešené
soustavě.
V první polovině roku 2009 došlo k propojení modelu chronologické hydrologické bilance
BILAN s modelem vodohospodářské bilance. K propojení došlo na separovaném povodí
K ověřování výsledků dochází na povodí horního toku Svratky, které lze považovat za
neovlivněné a je důkladně zmapováno. Jako další povodí byly vybrány povodí horní Metuje
po kontrolní profil M XII (Teplice nad Metují) a povodí Divoké Orlice.
Vstupem do propojeného modelu jsou průměrné měsíční hodnoty teploty vzduchu,
srážkových úhrnů, relativní vlhkosti vzduchu, údaje o užívání vod a ovlivněné průtokové
řady. V prvním kroku dojde v modelu vodohospodářské bilance k očištění průtokových řad
(vzniknou teoretické neovlivněné průtoky), které jsou vstupem do modelu hydrologické
bilance. V tomto modelu jsou dále simulovány jednotlivé složky vodního režimu daného
povodí a tím získáme modelované neovlivněné průtokové řady pro dané období. Tyto řady
jsou dále zpětně převedeny na ovlivněné. Následně je porovnáme se vstupní ovlivněnou
řadou průtoků a kriteriální funkcí z čar překročení určíme, zda jsme dosáhli věrohodného
21
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
odovlivnění průtokových řad. Pokud nedojde ke splnění zvoleného kritéria, celý proces se
opakuje. K jediné změně dojde v případě hodnot o užívaní vod. Model zatím nebyl aplikován
na větších povodích, kde jsou průtoky mnohem více ovlivněny. Na námi zvoleném pilotním
povodí zatím dochází k dobré shodě simulovaných výsledků. Schéma modelu je znázorněno
na obrázku níže.
Obr. 1.2.1
Schéma propojeného modelu hydrologické a vodohospodářské bilance
V současné době dochází k propojení modelu v měsíčním kroku do soustavy dvou povodí.
Model BILAN má v měsíčním kroku 8 parametrů a právě jejich optimalizace zpětnou vazbou
mezi jednotlivými povodími je zásadní pro zajištění chronologie průtoků na sebe navazujících
profilů. Do konce roku 2009 by měla být nalezena vazba mezi stejnými parametry pro
jednotlivá povodí a propojení modelu hydrologické bilance do soustavy dvou povodí.
Ve třetím kvartálu byla sepsána monografie na téma Vývoj a scénáře dopadu klimatických
změn na režim povrchových a podpovrchových vod – Pilotní studie povodí horní Metuje,
která je zaměřena na vhodnosti experimentálního povodí pro modelování hydrogeologické
bilance. Dále byly sepsány články do přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství.
Dílčí výsledky byly prezentovány koncem června 2009 na konferenci Water Policy v Praze s
příspěvkem „Studies focused on impact of climate change on water cycle components and
water resources.
1.2.3 Výstupy
•
Hlavním plánovaným výstupem je zpracovaná monografie s názvem: Vizina a kol. Vodní
bilance v podmínkách klimatické změny v povodí horní Metuje. Publikace v rozsahu 139
stran komplexně shrnuje výsledky výzkumu problematiky vodní bilance na povodí horní
Metuje v současných podmínkách a v predikovaných podmínkách změny klimatu.
22
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Publikace obsahuje popis přírodních poměrů povodí, užívání vod, metody výpočtu
základního odtoku a jeho plošného rozložení, modelování hydrologické bilance,
modelování možných dopadů klimatické změny a modelování proudění podzemní vody.
Publikace jde do tisku koncem listopadu.
•
Analýza trendů změn v systému oběhu vod v příhraničním pásmu mezi Českou
republikou a Polskou republikou.
Příprava podkladů "Analýza trendů změn v systému oběhu vod v příhraničním pásmu
mezi Českou republikou a Polskou republikou" byla zpracována na 31. poradu pracovní
skupiny pro spolupráci v oblasti hydrologie, hydrogeologie a povodňové ochrany na
hraničních vodách mezi Českou republikou a Polskou republikou (skupina HyP).
Další uplatněné výstupy:
V recenzované příloze VTEI časopisu Vodní hospodářství vyšly články:
•
Stanislav Horáček, Oldřich Rakovec, Ladislav Kašpárek, Adam Vizina Vývoj modelu
hydrologické bilance - BILAN. VTEI v příloze Vodním hospodářství, 2009, roč. 51, č. 5, s.
2—5. ISSN 0322 - 8916. (3602_2673)
•
Radek Vlnas Vliv relativní vlhkosti vzduchu na celkový odtok v podmínkách klimatické
změny. VTEI v příloze vodního hospodářství, 2009, roč. 51, č. 5, s. 8—0. ISSN 0322 8916. (3602_2671)
23
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
1.3 DOPADY KLIMATICKÝCH A ANTROPOGENNÍCH ZMĚN NA
VODNÍ REŽIM A PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ
1.3.1 Předmět řešení
Předmětem řešení je základní výzkum dopadů klimatické změny na vodní režim a vodní
zdroje. V roce 2009 byl věnován důraz zejména na výzkum dopadů klimatické změny na
teplotu vody v tocích.
Práce navázaly na výzkumnou činnost započatou v letech 2007 a 2008. V roce 2007 byla
provedena literární rešerše zkoumající vztahy mezi teplotou vody a teplotou vzduchu,
zároveň byla vytvořena metodika pro posuzování dopadů klimatické změny na teplotu vody.
Literární rešerše byla dokončena v roce 2008. Na provedenou literární rešerši navázal
výzkum, který se věnoval závislosti měsíčních průměrů teplot vody na měsíčních teplotách
vzduchu. Mezi hodnotami teplot vody a kladnými hodnotami teplot vzduchu byla potvrzena
těsná závislost. Mezi hodnotami teplot vody a zápornými hodnotami teplot vzduchu byl
potvrzen volnější exponenciální vztah. Dále byla zjišťována časová variabilita měsíčních
hodnot teplot vody a teplot vzduchu. Na ročních datech proběhlo statistické testování trendů
pomocí testu přítomnosti trendu, testu vzniku trendu, testu změny směrnice trendu a testu
existence trendu. Na základě regresní analýzy a scénářů klimatické změny byl ve vybraných
profilech odhadnut budoucí vývoj teplot vody.
V návaznosti na předchozí výsledky byly práce v roce 2009 zaměřeny na následující
tematické okruhy:
•
Shromáždění informací o síti stanic pozorujících teplotu vody, návrh na optimalizaci této
pozorovací sítě (ve spolupráci s ČHMÚ).
•
Zahájení výzkumu vazeb mezi okamžitými a průměrnými denními teplotami vody.
•
Výzkum vazeb mezi průměrnými denními a průměrnými měsíčními teplotami vody.
•
Provedení vyhodnocení regresních vztahů pro roční hodnoty teploty vody a teploty
vzduchu.
•
Provedení analýzy ročního chodu teplot vzduchu a vody a jejich trendů v jednotlivých
měsících.
•
Regionální zpracování a porovnání dopadů klimatické změny prostřednictvím dvou
přístupů (trendová analýza, regrese) na základě připravené metodiky pro odhad teplot
vody v časovém horizontu klimatické změny.
•
Zpracování monografie s názvem Teploty vody v ČR.
1.3.2 Postup řešení a výsledky
V roce 2009 pokračoval výzkum zabývající se teplotami vody a jejich vazbou na vývoj teplot
vzduchu. Pozornost byla mj. zaměřena na výzkum vazeb mezi průměrnými denními,
měsíčními a ročními hodnotami teplot vody.
U započatého výzkumu denního chodu teploty vody a teploty vzduchu se zjistilo, že teplota
vzduchu dosahuje nejnižších hodnot během dne mezi 4. a 7. hodinou ranní v závislosti na
ročním období. Minimum teploty vody se opožďuje za teplotou vzduchu a většinou nastává
kolem 8. hodiny ranní. Denní maxima teploty vzduchu bývají nejčastěji mezi 13. a 14.
hodinou, denní maxima teploty vody se opět opožďují, v letním období nastávají nejčastěji
mezi 16.–17. hodinou, v ostatním období spíše až mezi 18.–19. hodinou. Teplota vzduchu
má výraznější denní chod. Zatímco u teploty vzduchu dochází v denním chodu ke změně
24
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
teploty v jednotkách stupňů, tak u teploty vody pouze v desetinách stupňů. Největší rozdíly
mezi nejvyšší a nejnižší teplotou bývají v měsíci dubnu. Průměrná dubnová denní amplituda
teploty vzduchu může být až kolem 15 °C, zatímco u teploty vody zpravidla nepřesahuje
2 °C.
U průměrných měsíčních teplot vzduchu a teplot vody byla zkoumána časová variabilita
hodnot v období let 1959–2006. Nejprve byly zkoumány odchylky teplot vzduchu a teplot
vody v jednotlivých pětiletích období 1959 2006. Bylo zjištěno, že nejchladnější pětiletí bylo u
teploty vzduchu v nezimních měsících let 1974–1978, v měsících leden – březen pak pětiletí
mezi roky 1984–1988. Mezi pětiletími 1984–1988 a 1989–1993 došlo v měsících leden –
březen k výraznému vzestupu teploty vzduchu v rozmezí 3,2–3,8 °C, díky čemuž se stalo
pětiletí 1989–1993 nejteplejší v měsících leden až březen ze zkoumaného období,
v ostatních měsících bylo nejteplejší pětiletí 1999–2003. U teploty vody bylo v průměru
teplotně podnormální období od 70. let 20. století, v 2. polovině 80. let byla výrazně chladná
zejména jara. V 90. letech 20. století došlo k výraznému vzestupu teploty vody, které
gradovalo v posledním pětiletí let 1999–2003. Byl hodnocen i vývoj teploty vzduchu a teploty
vody v jednotlivých měsících.
Obrázek 1.3.1 Pětiletá měsíční odchylka teploty vody od průměru (vodoměrná stanice Písek,
období 1959–2006)
Dále byla zkoumána regresní závislost ročních hodnot teplot vody na ročních hodnotách
teploty vzduchu. Regresní závislost ročních dat je významně menší než u měsíčních hodnot
teplot. Směrnice přímky regresní závislosti ročních hodnot teplot vody na teplotách vzduchu
se pohybuje průměrně kolem 0,74, v nížinách jsou směrnice regresní závislosti vyšší než na
ostatním území. Roční hodnoty teplot vzduchu i teplot vody rostou od 80. let přibližně
o 0,04 °C za rok. Od 80. let byly nejteplejšími roky roky 2000, 1994 a 2002, nejchladnějšími
roky 1996, 1980 a 1985. Dále byl zkoumán (navíc oproti schválené metodice) i poměr mezi
ročními hodnotami teploty vody a teplotou vzduchu, který se ukázal jako vhodný indikátor
tepelného znečištění vodních toků. Na většině středních a dolních částí toků se tento poměr
pohybuje mezi 1,2–1,3, přičemž se tento poměr ve směru toku od pramene k ústí zvyšuje.
Pomocí výstupů klimatických scénářů projektu PRUDENCE v kombinaci s využitím poznatků
o regresní závislosti teploty vody na teplotě vzduchu a pomocí metody trendové analýzy byl
odhadnut vývoj teploty vzduchu a teploty vody k roku 2050. Prognózovaná teplota vzduchu
25
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
vzroste podle klimatických scénářů projektů PRUDENCE o 1,7 °C (optimistický scénář
RCAO B2) až po 3,6 °C (pesimistický scénář HIRHAM A2), přičemž průměrný vzestup
teploty vzduchu ze 4 hlavních klimatických scénářů projektu je 2,65 °C. Této hodnotě
odpovídá i nejpravděpodobnější nárůst teploty vzduchu počítaný prodloužením trendových
rovnic teploty vzduchu z období let 1980–2006 do roku 2050 (nárůst teploty vzduchu o 2,4 až
2,8 °C). Podle kombinace regresního vztahu pro teplotu vody a teplotu vzduchu spolu
s užitím optimistického modelu RCAO B2 lze odhadnout oteplení teploty vody pro rok 2050
zhruba o 1,4–1,5 °C. V členitějším terénu je oteplení menší. Podle pesimistického scénáře
HIRHAM A2 vzroste teplota vody nejpravděpodobněji v rozmezí 2,5–2,9 °C, přičemž teplota
vody opět více vzroste v nižších polohách, méně ve vyšších polohách. Hodnotám
predikovaným klimatickým scénářem HIRHAM A2 v kombinaci s užitím regresní analýzy
závislosti teploty vody na teplotě vzduchu odpovídá i nejčastější rozmezí teplot vody
vypočtené pomocí prodloužení trendových rovnic teploty vody z období let 1980–2006 k roku
2050 (vypočtené nejpravděpodobnější rozmezí vzestupu teplot vody je 2,4–3 °C).
V rámci výzkumného záměru byly dále shromažďovány a vyhodnoceny informace o síti
vodoměrných stanic pozorující teploty vody. Teplota vody byla měřena podle databáze
Českého hydrometeorologického ústavu celkem na 286 vodoměrných stanicích, přičemž v
současné době se měří na 150 stanicích (103 stanic je automatizovaných, na 47 stanicích se
měří ručně). Pro všech 286 stanic byl sestaven chronogram pozorování. Nechybí ani mapy s
polohou stanic a informace o historii a způsobu měření teploty vody. Vzhledem k tomu, že
Český hydrometeorologický ústav poskytl pouze seznam stanic staniční sítě a nikoliv
kompletní databázi měření (jak bylo původně zamýšleno), nebylo možno přistoupit k
plánovanému návrhu na optimalizaci celé staniční sítě pozorujících teplotu vody. V rámci
projektu bylo proto řešeno pouze ovlivnění dostupných dat.
Výsledky výzkumu provedeného v letech 2008 a 2009 byly shrnuty do monografie s názvem
„Teploty vody v tocích České republiky“.
1.3.3 Výstupy
•
Hlavním plánovaným výstupem je zpracovaná monografie s názvem „Teploty vody v
tocích České republiky“.
Oldřich Novický, Pavel Treml, Magdalena Mrkvičková, Ladislav Kašpárek, Jitka
Brzáková, Stranislav Horáček, Michal Vaculík Teploty vody v tocích České republiky.
Praha : Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.Masaryka, v.v.i., 2009, 136 s., ISBN 97880-85900-91-0. (3603_2641)
Publikace v rozsahu 136 stran komplexně shrnuje výsledky základního výzkumu
problematiky teploty vody, který byl proveden v rámci tohoto výzkumného záměru
v letošním a loňském roce. Kromě časové analýzy kolísání teploty vody a trendové
analýzy teploty vody obsahuje vydaná monografie i podrobný přehled vodoměrných
stanic (v tabelární a mapové podobě), včetně informací o datech (období měření, mezery
v datech, zda se měří manuálně či automaticky apod). Monografie je obdoba publikací
vydávaných v Národním klimatickém programu ČR.
Další uplatněné výstupy:
•
Článek ve VTEI.
Oldřich Novický, Pavel Treml, Ladislav Kašpárek, Stanislav Horáček Možné zvýšení
teploty vody na území České republiky. VTEI - Vodohospodářské technicko-ekonomické
informace, 2009, roč. 51, č. 5, s. 25—28. ISSN 0322-8916. (3603_2642)
26
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Popisuje užití dvou odlišných přístupů pro odhad ročních hodnot teplot vody na území
České republiky v časovém horizontu roku 2050. První přístup využívá pro odhad ročních
teplot v roce 2050 výsledků provedené analýzy trendů teploty vody pomocí programu
CTPA (Change and Trend Problem Analysis). Druhý přístup odvozuje teploty vody na
základě kombinace použití scénářů klimatických změn spolu s využitím poznatků o
regresní závislosti teploty vody na teplotě vzduchu.
•
1. dubna byl v rámci 2. mezinárodního sympozia DWA o vodním hospodářství
(2. Internationales DWA-Symposium zur Wasserwirtschaft) přednesen příspěvek na téma
Möglichkeiten der Wasserwirtschaft in der Tschechischen Republik zum Umgang mit den
Folgen des Klimawandels (Možnosti vodního hospodářství v České republice k vyrovnání
se s následky klimatických změn), jehož zkrácená anglická verze (Chances of the Water
Resources Management in the Czech Republic to Cope with Expected Impacts of
Climate Change) byla zařazena do sborníku ke konferenci.
Pavel Treml Chances of the Water Resources Management in the Czech Republic to
Cope with Expected Impacts of Climate Change. In 2. Internationales DWA-Symposium
zur Wasserwirtschaft. Berlín, 30.3.2009. Berlin : DWA, 2009, s. 44—0. ISBN 978-3941089-56-3. (3603_2674)
27
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
1.4 VÝVOJ A OVĚŘENÍ METODIKY PRO ZMĚNU N-LETÝCH
PRŮTOKŮ VLIVEM PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ
1.4.1 Předmět řešení
V současné době jsou Českým hydrometeorologickým ústavem poskytovány tzv.
standardní hydrologické údaje. Takto poskytované standardní údaje jsou neovlivněné
údaje, tudíž není do nich promítnut aktuální skutečný stav v povodí ovlivněný např.
stavbou protipovodňových opatření. V případě poskytováni ovlivněných dat je jako
podklad pro jejich poskytnutí nezbytné zpracovat poměrně časově náročné a finančně
nákladné hydrologické studie, pro které neexistuje jednotný metodický základ.
Vzhledem k současným vodohospodářským potřebám (vliv nových protipovodňových
opatření) a při naplňovaní nových legislativních povinností (např. Směrnice Evropského
parlamentu a Rady 2007/60/ES ze dne 23.10.2007 o vyhodnocování a zvládání
povodňových rizik) je nutné vytvořit jednotnou metodiku pro tvorbu těchto hydrologických
dat. Cílem subprojektu je navrhnout a na pilotním povodí ověřit metodický postup pro
stanovení změny N-letých maximálních průtoků v říční síti následkem protipovodňových
opatření. Cílem v roce 2009 je na základě rešerše navrhnout skladbu modelu povodí
sestaveného z dílčích modelů chování povodí, říčních úseků a protipovodňových opatření
a připravit data pro ověření modelu na pilotním povodí.
Práce plánované v roce 2009
•
Rešerše zaměřená na řešení metod stanovení změn N-letých průtoků vlivem
protipovodňových opatření,
•
shrnutí poznatků ze studií, které řešily stanovení změn N-letých průtoků vlivem
protipovodňových opatření v dílčích částech soustavy říční sítě v ČR,
•
návrh skladby modelu povodí z dílčích modelů: srážko-odtokové modely, modely
proudění v říční síti, modely transformace průtoků v nádržích a inundačních rozlivech,
modely různých typů protipovodňových opatření,
•
výběr pilotního povodí, soustředění, příprava a kontrola dat potřebných pro řešení.
1.4.2 Postup řešení a výsledky
Poznatky z literární rešerše ukazují, že vzor pro řešení zadané problematiky v zahraniční
zřejmě neexistuje. V literatuře jsou k dispozici jen články, které ze zabývají dílčími úlohami
řešené úlohy, buď z oblasti modelování, nebo z oblasti statistických postupů zpracování Nletých průtoků, případně metodami řešení transformace povodí v nádržích a říčních úsecích.
Další pozornost zasluhuje zejména systém HEC-ResSim 3.0, který umožňuje sestavovat
model vodohospodářské soustavy použitelný pro simulaci průběhů povodňových situací. Jde
o volně dostupný produkt US Army Corps of Engineers, informace na adrese
http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ressim/. Možnosti jeho využití ověřil Sovina
(2009) na vodohospodářské soustavě povodí Ohře.
Ze studií, které řešily stanovení změn N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření
v dílčích částech soustavy říční sítě v ČR je patrně nejvýznamnější studie „Vliv velkých
přehrad v povodí Labe na zmenšení povodňových průtoků“ (výstup VaV MŽP 650/603
ukončené v roce 2006, řešil VÚV T.G.M.), základní informace jsou v publikaci Kašpárek, L. a
kol. (2005), která shrnuje postup a výsledky řešení daného problému pro Vltavu a Labe pod
Vltavskou kaskádou. Pro modelování vodohospodářské soustavy byl použit model Aqualog
28
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
za spolupráce firmy Aqualogic s.r.o. Další poměrně detailní studie zpracovali na povodí
Tiché Orlice a Třebovky Starý, M. a Březková, L. (2002, 2003, 2006). Jsou založeny na
modelování odtoku z různých variant srážek pomocí modelu Hydrog.
Významným přínosem pro další řešení jsou informace o postupu, který pro stanovení změn
N-letých průtoků vlivem manipulací nádrží používá Povodí Odry, s.p. Princip postupu a
výsledky výpočtů jsou uvedeny ve zprávě Povodí Odry (2007).
Stanovení N-letých průtoků ovlivněných protipovodňovými opatřeními lze provést kombinaci
deterministického a statistického přístupu. Deterministický model soustavy, složený z dílčích
modelů jednotlivých protipovodňových opatření, modelů proudění vody v řečištích,
transformace povodně v inundacích, případně srážko-odtokových modelů se použije pro
simulací povodňových situací, z kterých se ukáže účinek protipovodňových opatření, tj.
zejména zmenšení kulminačních průtoků pro jednotlivé povodňové případy. Z výsledků
simulací se pro statistické zpracování použijí dvě alternativy řad kulminačních průtoků v
profilech vodoměrných stanic, vyhodnotí se N-leté průtoky pro stav bez protipovodňových
opatření a pro stav zahrnující protipovodňová opatření. Rozdíly N-letých průtoků obou
alternativ udávají zmenšení N-letých maximálních průtoků vlivem protipovodňových opatření.
Tento postup je metodicky jasný a ověřený, ale velmi pracný.
Při sestavení modelu soustavy, v které se má řešit vliv protipovodňových opatření na N-leté
průtoky, je racionální vzít do úvahy to, že pro základní kostru říční sítě existují v ČR modely
využívané předpovědní službou ČHMÚ (v Čechách model Aqualog, na Moravě model
Hydrog), případně modely používané dispečinky podniků povodí. Zkušenosti z projektu „Vliv
velkých přehrad v povodí Labe na zmenšení povodňových průtoků“ ukazují, že využitím
modelovacího systému Aqualog lze zmenšit pracnost sestavení modelu, vhodného pro
řešení naší úlohy. Podstatné úpravy a rozšíření prognózních modelů jsou však nezbytné.
Výsledky průzkumu variantních postupů modelování dílčích systémů vodohospodářských
soustav vedou k následujícím závěrům:
Prostředky pro modelování účinku nádrží i suchých nádrží obsahují modelovací systémy
Aqalog, Hydrog i HEC-RecSim. Lze použít i program THN vyvinutý ve VÚV T.G.M., v.v.i.
Jako základní princip je třeba počítat s tím, že pro modelování budou použita
z manipulačních řádů jen pravidla tzv. základního řízení, bez využití postupů, které umožňuje
dispečerské řízení (například předpouštění, využití předpovědí, atd.)
Pro řešení transformace průtoků v říčních úsecích jsou v uvedených modelovacích
systémech používány hydrologické metody, zejména Muskingum-Cungue, v systému
Aqualog i jednodušší metoda TDR. I zde lze uvažovat s aplikací programu THN, který
vymezuje maximální mez transformace. Řešení tedy neuvažuje s aplikací hydraulických
matematických modelů proudění.
Vzhledem k požadavku minimalizace rozsahu vstupních dat neuvažujeme s aplikací srážkoodtokových modelů, přítoky z mezipovodí budou odvozovány metodou hydrologické bilance
a hydrologické analogie.
Předmětem dalšího výzkumu bude také vymezit minimální přijatelný rozsah vstupních dat
(zejména porovnat řešení založené na simulaci souboru povodňových situací s řešením
využívajícím návrhové N-leté povodně).
Kromě základního přístupu k řešení, tj. simulací povodňových situací skladby průtoků v říční
síti, bude posouzen i princip, založený na vyrovnání základních charakteristik rozdělení
pravděpodobnosti kulminačních průtoků v říční síti, používaný při zpracování N-letých
průtoků v ČHMÚ, popsaný v publikaci Novický, O. a kol. (1992) nebo modifikovaný postup
stanovení N-letých průtoků ovlivněných manipulacemi nádrží, používaný podnikem Povodí
Odry, s.p.
Pro ověření metodiky bylo vybráno povodí Tiché Orlice, v kterém bylo po povodni z roku
1997 realizováno několik protipovodňových opatření. Pro řešení byl sestaven soubor
29
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
průběhů letních a zimních povodňových vln v soustavě vodoměrných stanic uvedených v
tabulce 1.4.1 (z období 1931–2008).
Tab. 1.4.1
Seznam vodoměrných stanic, z kterých jsou připravena vstupní data
Číslo stanice
0320
0340
0350
0360
Název stanice
Sobkovice
Dolní Libchavy
Ústí nad Orlicí
Čermná nad Orlicí
Tok
Tichá Orlice
Tichá Orlice
Třebovka
Tichá Orlice
Pro povodí Tiché Orlice probíhá sestavení základní verze modelu vodohospodářské
soustavy na základě systému Aqualog a bude dokončeno do konce roku 2009.
Souhrn a směřování dalšího výzkumu
Byla zpracována základní analýza řešeného problému, provedeny práce plánované pro rok
2009 a specifikovány dvě možnosti řešení:
Standardní řešení, tj. modelování průchodu souboru povodní celým posuzovaným říčním
systémem, je metodicky vcelku jasné, ale nákladné.
Při řešení druhého typu je standardní modelování účinku protipovodňových opatření
provedeno jen pro dílčí povodí, v kterých jsou protipovodňová opatření umístěna. Ve
zbývajících částech povodí se použije jednodušší postup využívající principy skladby a
vyrovnání N-letých průtoků v říční síti. Tato možnost bude předmětem dalšího výzkumu.
Bude třeba zjistit, zda postup používaný pro neovlivněné průtoky bude možno modifikovat i
pro průtoky ovlivněné, respektive jej modifikovat i s využitím principů postupu, který používá
Povodí Ohře, s.p.
1.4.3 Výstupy
•
Článek v recenzovaném časopise, shrnující poznatky z rešerše a popisující navrhovaný
princip metody stanovení změn N-letých průtoků vlivem protipovodňových opatření.
Článek Kašpárek, L. Metody hodnocení účinků protipovodňových opatření na N-leté
průtoky byl po recenzi přijat k uveřejnění v časopise VTEI, mimořádné číslo, listopad
2009. (3629_final1_2009)
30
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
1.5 HYDROLOGICKÉ A KLIMATICKÉ EXTRÉMNÍ SITUACE A
JEJICH VLIV NA PŘÍRODNÍ PROSTŘEDÍ A NA NÁRODNÍ
HOSPODÁŘSTVÍ
1.5.1 Předmět řešení
Předmětem výzkumu jsou extrémní situace z následujících hledisek: (1) Tvorba odtoku a
dynamika jakosti vody; (2) Ledové a přívalové povodně; (3) Předpovědi v reálném čase; (4)
Výzkum účinnějších postupů ovlivňování extrémních hydrologických situací; (5) Vliv
přítomnosti tzv. mrtvého dřeva v inundačním území; (6) Účast v projektu FRIEND Unesco;
(7) Extrémy v kontextu přírodního prostředí, vodního a národního hospodářství.
1.5.2 Postup řešení a výsledky
Tvorba odtoku
Na základě doporučení spoluautora prof. Bevena k článku do impaktovaného časopisu o
mapování nasycených ploch s využitím vegetace byla zpracována topografická data
příslušná k datům o vegetaci mokřadů v širší oblasti (asi 70 km2) z programu Natura, aby se
dala prokázat aplikovatelnost metody. Mapový podklad je zatím vytvořen pro oblast
s největším mokřadem a provádí se přibližné přiřazení stupňů topografického indexu ke
zjednodušenému popisu biotopů (Obr. 1.5.1).
Obr. 1.5.1
Hranice biotopů (černě) na podkladu topografického indexu (index bude vhodné
ukončit kolem hodnoty 9, ale zjemnit v oblasti 6 až 8, kde signalizuje přechod
mezi vlhkem a suchem)
Dynamika jakosti vody
V zemědělském povodí Královského potoka u Stružince v povodí Olešky byla vzorkována
epizoda jarního tání zejména s ohledem na nutrienty. Podle doporučení knihy Haygarthe a
Jarvise „Agriculture, Hydrology and Water Quality“ byly vzorkovány zejména: dusičnanový a
amoniakální dusík, fosforečnany, celkový fosfor (byly srovnány 2 laboratoře), celkový fosfor
rozpuštěný a fosfor reaktivní rozpuštěný (Obr. 1.5.2). Výsledky budou pravděpodobně
presentovány v článku společně s výsledky kampaně projektu Labe V na Olešce.
31
800
0.35
Hladina
700
fosfor reaktivní rozpuštěný
600
0.3
0.25
500
0.2
400
0.15
300
P (mg/l)
VÝŠKA HLADINY VODY (mm)
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
0.1
200
0.05
100
Obr. 1.5.2
15/3/09
7:00
13/3/09
23:50
12/3/09
16:40
11/3/09
9:30
10/3/09
2:20
8/3/09
19:10
7/3/09
12:00
6/3/09 4:50
4/3/09
21:40
3/3/09
14:30
2/3/09 7:20
0
1/3/09 0:10
0
Reaktivní fosfor rozpuštěný v průběhu tání na Královském potoce
Přívalové povodně
V roce 2009 se práce zaměřily převážně na vyhodnocení povodní ze srpna 2002 v
experimentálních povodích v Jizerských horách, a to za použití nové metody odvozené při
řešení tohoto úkolu. Hodnocení spočívá ve výpočtu součinitele přímého odtoku ze
změřeného průtoku a změřené srážky. Součinitel udává, jak velká část srážky se přeměňuje
na odtok. Jeho hodnoty v průběhu povodně narůstají v závislosti na srážkovém úhrnu.
Uvedený postup dovoluje zjistit, při jakém celkovém srážkovém úhrnu došlo k úplnému
nasycení povodí srážkou, tj. stavu, za kterého se téměř celá srážka přeměňuje na odtok.
Pokud odtok za uvedeného stavu nedosahuje této úrovně je zřejmé, že je odtok z povodí
zadržován v rozlivu. Míru tlumení povodně rozlivem udává vypočtený součinitel přímého
odtoku ze změřeného průtoku.
Uvedená metoda hodnocení je jednoduchá a objektivně zjišťuje odtokové vlastnosti povodí a
je žádoucí, aby se rychle rozšířila ve vodohospodářských organizacích. K tomu by měla
přispět zpracovávaná metodika.
Předpovědi v reálném čase
Studie je prováděna na experimentálních povodích v Jizerských horách. Práce byly
zaměřeny na modelování srážko-odtokových událostí podle různých kriterií aktuálního stavu
povodí a interpretace výsledků v měnících se fyzikálních podmínkách malého povodí.
K popisu povodí byly použity modely založené na datech DBM (Data Based Mechanistic),
jejichž výhodou je, že původně nefyzikální parametry jsou interpretovány fyzikálně.
V poslední době bylo větší úsilí věnováno modelování tvorby sněhové pokrývky a jejímu tání,
na základě relativně dobře dostupných charakteristik (Obr. 1.5.3). Cílem bylo nakalibrovat
model, který by předpovídal průtoky v rizikovém období jarního tání.
Výzkum účinnějších postupů ovlivňování extrémních hydrologických situací
•
v procesu generování I-O matice cílového chování nádrže se dvěma prvky regulace bylo
optimalizací s omezujícími podmínkami typu rovnic a nerovnic získáno 9480 relací;
variační rozpětí klíčových řídících veličin pokrývá následující intervaly:
o
kulminace: Qmax → Qa ÷ 144% Q100,
o
plnění nádrže: W → 71,5 ÷ 107,4% W z,
32
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
výsledky testování spojitosti řídících ploch, kde byly využity robustní regresní modely
a metoda hierarchického shlukování (Ward), posloužily k úpravě postupu simulačního
modelu pro generování řídících veličin ve vazbě na I-O matici,
•
řídící plochy regulátorů výpustných zařízení nádrže byly vygenerovány na základě
subtraktivního shlukování normalizovaných hodnot řídících veličin, tj. okamžitý přítok do
nádrže, stav plnění nádrže, objemový přítok v intervalech t-12, t -18, t-24.
•
příprava zobecnění postupu konstrukce regulátorů řídících prvků,
1-4
1
r mnv gdhf gs Zl \
0-4
0
/ -4
/
,/ -4
Obr. 1.5.3
/
1/
3/
5/
7/
0/ /
01/
shl d Z01g\
03/
05/
07/
1/ /
Příklad výsledků z modelu tvorby a tání sněhové pokrývky. Na ose x je
čas ve dnech, na ose y výška sněhové pokrývky. Šedě podbarvená
mez je směrodatná odchylka.
Vliv přítomnosti tzv. mrtvého dřeva v inundačním území
V roce 2009 byly posuzovány výstupy z 1D, 2D a 3D matematických modelů s ohledem na
simulaci ucpávání mostních objektů splávím a mrtvým dřevem deponovaným v inundačním
území. Výsledky zohlední výstupy na matematických modelech, ale i z výzkumu na
fyzikálních modelech včetně návrhu opatření na ochranu mostních objektů.
Účast v projektu FRIEND Unesco
K vytištění se připravuje doplněná verze sborníku ze semináře Floods and Droughts, který se
konal v roce 2007 v Praze.
Extrémy v kontextu přírodního prostředí, vodního a národního hospodářství
Tato tématika je v současné době řešena z největší části v novém projektu Nazvy
„Socioekonomická analýza dopadů klimatické změny ve vazbě na vodní hospodářství ČR efektivnost nákladů vodohospodářských služeb a nástroje jejich regulace“ a v projektu EU 6.
rámcového programu WATCH (Water and Global Change). Předpokládají se společné
publikace citující všechny 3 zdroje financování.
1.5.3 Výstupy
•
První dokončená verze článku o melioračních příkopech na povodí uhlířská. Předložení
do impaktovaného časopisu nejpozději v roce 2010.
Na tomto článku jsme zatím nepokračovali.
33
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Článek v impaktovém časopise, Hrkal, Z., Kulasová, A. et al.
Plánovaná publikace o regionální acidifikaci podzemních vod Jizerských hor je mimo jiné
založena na hydrochemických datech z plánovaných třech monitorovacích vrtů na povodí
Uhlířská, která poskytnou unikátní data o prostorových změnách chemismu a hladin
podzemních vod. Realizace vrtů se však zdržela z důvodu administrativních překážek ze
strany Lesů ČR. Vrty tak byly dokončeny až na počátku listopadu 2009 a monitoring
jakosti proto začne až na jaře 2010. Absence nezbytných dat proto neumožnila realizovat
plánované práce v požadovaném rozsahu a publikace se přesouvá až do dalšího roku.
•
Hodnocení povodní z regionálních dešťů na malých povodích – metodika. Metodika se
připravuje jako ústavní publikace názvu „metodika hodnocení povodní z regionálních
dešťů na malých povodích s příklady“. Titul byl předložen do návrhu edičního plánu pro
rok 2010.
Hodnocení povodní z regionálního deště v srpnu 2002 v experimentálních povodích
Jizerských hor – článek do impaktovaného časopisu v angličtině.
Česká verze článku názvu „Poznávání povodňového odtoku z regionálních dešťů na
malých povodích“ byla dokončena a pracuje se na jeho anglické verzi. Článek bude
v průběhu listopadu 2009 zaslán do redakce časopisu Journal of Hydrology.
•
Článek v angličtině Construction of conceptual rainfall-runoff model and its applications
for river basins without response observation článek byl upraven na „Development of
a conceptual rainfall-runoff model for flood forecasting in ungauged basins“.
Nyní jsou zpracovávány náměty recenzenta k doplnění článku – posun termínu;
•
Předložení článku do impaktovaného nebo recenzovaného časopisu v angličtině (Journal
of hydrology, popř. J. Hydrol. Hydromech.) Aplikace postupu umělé inteligence v
problematice ochrany před negativními účinky povodní.
Je připravena druhá verze se zaměřením na cílové chování nádrže (optimalizační úloha),
nezbytné je doplnění článku o výsledky letošní etapy (korekce principů optimalizační
úlohy, postupy standardizace řídících veličin) – posun termínu.
•
Předložení článku v angličtině pro uveřejnění v recenzovaném časopise o předpovědích
v reálném čase ve spolupráci s dr. Renatou Romanowicz.
Článek s pracovním názvem „Variability of rainfall-runoff processes in small mountainous
catchments“ – je v přípravě, první verze by měla být dokončena začátkem prosince
během cesty do Polska za dr. Romanowicz.
•
První verze impaktovaného článku o vlivu přítomnosti tzv. Mrtvého dřeva v inundačním
území.
Předložení se předpokládá v roce 2010. Článek: Balvín, P., Havlík, A. „Matematické
modelování mostních objektů na vodních tocích pomocí 1D, 2D a 3D přístupu“ byl přijat
do sborníku na konferenci Vodní toky 2009 (bude se konat 24. – 25. 11. 2009 v Hradci
Králové), která je považována za nejdůležitější konferenci s tématikou hydrauliky,
hydrotechniky a hydroekologie v ČR. Článek je překládán do angličtiny a bude snaha ho
publikovat v impaktovaném časopise General Hydraulics.
Další dosažené výstupy:
•
Příspěvek do sborníku konference Krajinné inženýrství 2009, „Voda v krajině“, která se
konala 24. – 25. 9. 2009 v Praze. Matoušek, V. Porovnání odtoku na tocích Jizerských
hor za povodně 13. 8. 2002 – vliv lesa, rozlivu a retenční vodní kapacity půdy na odtok.
(3605_2696)
34
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
2 ODDÍL B – SPOLEČENSTVA A ORGANISMY
2.1 VÝZKUM VLIVU VARIABILITY HYDROLOGICKÝCH A
CHEMICKÝCH PARAMETRŮ NA DYNAMIKU SPOLEČENSTVA
FYTOPLANKTONU V TEKOUCÍCH VODÁCH
2.1.1 Předmět řešení
Sezónní vývoj biomasy fytoplanktonu v tekoucích vodách je charakterizován výraznou
variabilitou hodnot. Významné rozdíly v úrovni biomasy fytoplanktonu jsou zjevné i mezi
jednotlivými roky při hodnocení z hlediska dlouhodobého vývoje. Znalost příčin této variability
je předpokladem pro využití dat o fytoplanktonu v rámci různých typů hodnocení stavu
vodního prostředí.
Náplní řešení je identifikace vlivu klimatických, hydrologických a fyzikálně-chemických
parametrů na časové a prostorové změny společenstev fytoplanktonu tekoucích vod a
hodnocení závislosti mezi charakteristikami fytoplanktonu a hydrologickými a fyzikálněchemickými podmínkami (dynamika průtoků, teplota vody, trend změn obsahu živin a možné
důsledky pro rozvoj biomasy fytoplanktonu). Vzhledem k proměnlivosti podmínek prostředí a
přirozené variabilitě biologických složek vodního ekosystému je základem řešení zajištění
dostatečného množství analytických výsledků.
V návaznosti na výstupy předchozích etap řešení byly práce v roce 2009 zaměřeny na:
•
pokračování terénních měření a laboratorních analýz charakteristik fytoplanktonu
(struktura, biomasa), vybraných chemických parametrů a hydrologických charakteristik ve
sledovaných úsecích toků Vltavy a Jizery,
•
realizaci krátkodobých terénních experimentů zaměřených na získání podkladových dat
pro odhad růstových rychlostí vybraných skupin/taxonů planktonních řas,
•
využití výsledků z monitoringu toku Odry v profilu Ostrava-Svinov pro ověření postupu
vypracovaného k předpovědi koncentrace chlorofylu-a pro daný profil a danou
hydrologickou situaci na základě průtoku a teploty vody,
•
předložení rukopisů dvou článků do tisku.
Řešení je rozděleno do dvou témat:
•
Dynamika fytoplanktonu tekoucích vod ve vztahu k variabilitě podmínek prostředí.
•
Vlivy hydrologických a chemických parametrů na dynamiku společenstva fytoplanktonu
v nížinném toku řeky Odry.
2.1.2 Postup řešení a výsledky
Dynamika fytoplanktonu tekoucích vod ve vztahu k variabilitě podmínek
prostředí
Podle stanoveného časového harmonogramu, který navázal na předchozí etapy řešení,
pokračovalo sledování vybraných charakteristik fytoplanktonu a chemických parametrů
kvality vody (živiny) v závěrných úsecích toků Vltavy a Jizery. Sledované toky byly vybrány
jako příklad antropogenně silně ovlivněného toku (Vltava s kaskádou údolních nádrží) a toku
s horským až nížinným charakterem včetně vodohospodářského významu (Jizera). Získané
35
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
výsledky byly doplněny do vlastních databází výsledků, včetně převzatých údajů
(meteorologické a hydrologické podklady). V rámci řešení bylo provedeno základní
zpracování dat a předběžné vyhodnocení vývoje koncentrace nutrientů (N, P) a biomasy
fytoplanktonu v profilu Vltava-Zelčín za období 1997–2008. Výsledky získané v rámci
výzkumného záměru byly doplněny o výsledky z dalších projektů řešených v minulosti ve
VÚV T.G.M. Podrobnější vyhodnocení a interpretace výsledků v následující etapě řešení
bude směřovat k zobecnění poznatků týkajících se závislosti vývoje biomasy fytoplanktonu
na proměnlivosti podmínek říčního prostředí (příprava publikace).
V průběhu vegetační sezóny byly provedeny krátkodobé terénní experimenty zaměřené na
získání údajů o růstových charakteristikách fytoplanktonu. Materiálem byly vzorky vody ze
sledovaných profilů (Vltava-Zelčín, Jizera-Vestec) s dominancí zástupců různých skupin sinic
a řas. Dosud získané výsledky poskytují informaci jednak o rychlosti změn biomasy
fytoplanktonu jako celého společenstva a dále o růstových rychlostech některých zástupců
skupiny Bacillariophyceae (rozsivky). Za účelem zjištění růstových rychlostí dalších
dominantních taxonů řas ve vzorcích fytoplanktonu bude dále zpracován fixovaný materiál
z provedených pokusů.
Byla provedena konečná úprava rukopisu článku „Variability of phytoplankton biomass in
lowland river: response to climate conditions": Rukopis byl odeslán do redakce zahraničního
časopisu (Limnologica Berlin), kde byl přijat k recenznímu řízení.
Nad rámec metodiky byl zpracován a na konferenci Vodárenská biologie 2009 (Praha)
přednesen referát „Opakovatelnost a reprodukovatelnost stanovení biosestonu a pigmentů
v povrchových vodách“ (publikováno ve sborníku z konference).
Vlivy hydrologických a chemických parametrů na dynamiku společenstva
fytoplanktonu v nížinném toku řeky Odry.
Bylo provedeno doplnění a jazyková úprava rukopisu článku „Dynamics and possibility of
prediction of chlorophyll-a concentration on a selected Oder river profile“, který bude
publikován v tuzemském recenzovaném periodiku (Časopis Slezského Muzea Opava).
V současnosti probíhá recenzní řízení.
Byla získána data z měsíčního sledování koncentrace chlorofylu-a prováděného podnikem
Povodí Odry s.p. v profilu Ostrava-Svinov za období 2006–2008. Rozbor časových řad
ukázal, že využití těchto dat pro hledání závislostí mezi vybranými parametry kvality vody a
koncentrací chlorofylu-a je do určité míry možné, omezením může být malý počet hodnot
(zejména z nejteplejšího období roku). V současnosti jsou k dispozici další data z měsíčního
sledování v rámci sítě ČHMÚ, která se vztahují k 8 profilům na 4 hlavních tocích regionu
(Odra, Opava, Ostravice, Olše) a zahrnují období 2000–2007. Cílem zpracování těchto
datových souborů je srovnání páteřních toků v severomoravském regionu z hlediska stavu
nutrientů a jejich vlivu na množství a dynamiku fytoplanktonu.
2.1.3 Výstupy
•
Předložení rukopisu článku "Variability of phytoplankton biomass in lowland river:
response to climate conditions" do zahraničního časopisu s IF.
Do redakce zahraničního časopisu Limnologica Berlin (Jimp., IF=1,055), byl odeslán
rukopisu článku: Desortová B., Punčochář P. Variability of phytoplankton biomass in
lowland river: response to climate conditions. Rukopis je v redakci evidován pod zn.
LIMNO-D-09-00037, probíhá recenzní řízení.
Abstract: Results are presented of the intensive study of phytoplankton assemblage in
the Berounka River above its confluence with the Vltava River carried out during 20022007. Annual and interannual changes of phytoplankton development and their relations
36
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
to hydrological conditions and concentrations of main nutrients are analysed. Based on
the data obtained with the high frequency of sampling (i.e. 2-3 days interval in growth
season), the obvious stronger relation was found of the phytoplankton biomass and
pattern of its develompent to the annual variation of flow rates than to the existing level of
nutrient concentration. These results indicate a remarkable increase of phytoplankton
biomass and its prolongated occurrence in water courses, as well as a shift in seasonal
dynamic of species structure, which can be expected due to the consequences of
predicted climate change (i.e. higher occurrence of summer droughts and low
precipitation amount accompanied by substantial drop of flow rates) as described in
scenarios for the territory of the Czech Republic.
•
Shrnutí výsledků terénních měření z vegetační sezóny 2009 na sledovaných profilech
Vltavy a Jizery, doplnění databáze výsledků, předběžné zhodnocení.
Výsledky sledování za sezónu r.2009 byly uloženy do vlastních databází výsledků. Bylo
provedeno základní zpracování dat a předběžné vyhodnocení vývoje koncentrace
nutrientů (N, P) a biomasy fytoplanktonu v profilu Vltava-Zelčín za období 1997–2008.
Podrobnější vyhodnocení a interpretace výsledků směřuje k zobecnění poznatků
týkajících se závislosti vývoje biomasy fytoplanktonu na proměnlivosti podmínek
prostředí v toku.
•
Základní odhady růstových charakteristik zástupců fytoplanktonu.
Na základě provedených terénních experimentů byly získány údaje o rychlosti změn
biomasy fytoplanktonu jako celého společenstva a o růstových rychlostech některých
zástupců skupiny Bacillariophyceae (rozsivky). Odhad růstových rychlostí ostatních
dominantních taxonů řas ve vzorcích fytoplanktonu bude proveden na základě dalšího
zpracování fixovaného materiálu z provedených pokusů.
•
Konečná úprava a uplatnění rukopisu „Amount, dynamics and posibility of prediction of
chlorophyll-a on a particular profile of the Oder River in reference to selected parameters“
v odborném periodiku.
Článek vyšel pod upraveným názvem v recenzovaném perodiku. Luzar, T. Dynamics and
possibility of prediction of chlorophyll-a concentration in a selected Oder river profile“. Časopis Slezského Muzea Opava (A), 58, 2009:27-38. (3606_2630)
Abstract: A selected profile on the Oder river (profile Oder-Polanka,Czech Republic) was
monitored during the years 2006-2008. The data were analyzed and relationships
between the chlorophyll-a concentration and other parameters were found. The crucial
importace falls to the discharge, its dynamics and to the water temperature. The effect of
other parameters on the chlorophyll-a concentration in the selected profile is not
significant. The approach can be used for the prediction of chlorophyll-a contents. The
importace of nutrients do not limit the growth of algae in the selected profile. The
limitation is set rather by the water travel time that determines the time available for the
growth of phytoplankton biomass. The nutrients determine the trophic level of the
ecosystem.
•
Zpracování existujících časových řad výsledků sledování toku Odry v profilu OstravaSvinov (data podniku Povodí Odry s.p.) k hodnocení vztahů mezi vybranými parametry
kvality vody a koncentrací chlorofylu-a.
Data z měsíčního sledování byla získána. Byl proveden jejich rozbor, který ukázal, že
data je možné využít pro srovnání a interpretaci výsledků týkajících se dynamiky
chlorofylu-a a nutrientů v profilech páteřních toků v severomoravském regionu (Odra,
Opava, Ostravice, Olše). Zpracování průběžně probíhá.
37
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Další dosažený výstup:
•
Byl zpracován a na konferenci přednesen příspěvek Desortová B., Havel L. (2009)
Opakovatelnost a reprodukovatelnost stanovení biosestonu a pigmentů v povrchových
vodách. – In: Říhová Ambrožová J. (ed.), Vodárenská biologie 2009, Praha, ISBN 97880-86832-41-8: 32-36. (3606_2324)
Abstrakt: Snaha o zajištění kvality a srovnatelnosti výsledků hydrobiologických analýz
vede k potřebě ověřovat používané postupy a kvantifikovat alespoň některé
charakteristiky, které vypovídají o možnostech i nejistotách metod a jejich výsledků. Na
základě dat z mezilaboratorního porovnávání zkoušek (MPZ) v oblasti hydrobiologických
metod za období 1995–2008 je prezentována srovnatelnost výsledků stanovení
biosestonu, koncentrace chlorofylu-a a feopigmentů. Výsledky byly využity pro odhad
opakovatelnosti a reprodukovatelnosti těchto stanovení.
38
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
2.2 STRUKTURA SPOLEČENSTVA MAKROZOOBENTOSU A
FYTOBENTOSU VE VZTAHU K HYDROMORFOLOGII TOKU A
ANTROPOGENNÍMU OVLIVNĚNÍ
2.2.1 Předmět řešení
V rámci subprojektu je zkoumána struktura společenstev makrozoobentosu a fytobentosu ve
vztahu k hydromorfologickým parametrům toku a antropogennímu zatížení, a také rozšíření
vybraných skupin druhů makrozoobentosu v rámci České republiky. V roce 2009 byly práce
zaměřeny na zpracování vzorků získaných odběrem makrozoobentosu z nebroditelných
úseků velkých řek, analýzu dat se zaměřením na indikaci antropogenního zatížení
společenstvy makrozoobentosu a fytobentosu a dokončování rozepsaných článků.
2.2.2 Postup řešení a výsledky
Práce probíhaly plně v souladu se schválenou metodikou. Bylo dokončeno vyhodnocení
testování účinnosti odběrových zařízení makrozoobentosu (ruční síť, bagr, air-lift), která se
používají na odběr vzorků z nebroditelných toků, výsledky byly publikovány. Dále byly
determinovány vzorky makrozoobentosu odebrané v roce 2008 na sedmi nebroditelných
lokalitách Labe a Vltavy odběrovými zařízeními drapák a pneumatický vzorkovač (air-lift).
Data byla průběžně analyzována. Předběžné výsledky jsou uvedeny v přiložené prezentaci.
Zaměření na širší výzkum společenstva fytobentosu z hlediska jeho indikační hodnoty pro
detekci antropogenních vlivů pokračovalo dalším sběrem vzorků a jejich hodnocením. Tento
průzkum probíhal na šesti lokalitách na třech menších potocích v povodí Branné a Krupé. Na
lokalitách bylo použito současně hodnocení společenstva fytobentosu – nárostů – na
přirozeném a umělém podkladu. Kromě dlaždic byly letos vyzkoušeny pro pozorování
nárostů i průhledné folie osazené na profilu v podobě vodotěsného sáčku uvnitř zatíženého
tak, aby zůstal ponořen při dně. Nárost se pak vytvářel pouze na vnější straně a takto
porostlou folii pak bylo možno pozorovat přímo v živém stavu pod mikroskopem. Pro
zpracování a širší možnosti vyhodnocení vzorků byly vyvinuty různé technické přípravky a
pomůcky, takže v současné době je možno i kvantitativně vyhodnotit nárost z přesně
stanovené plochy podložky, ať již se jedná o dlaždici nebo přírodní kámen. Umělý podklad
byl na stanovišti exponován vždy přibližně měsíc a byl používán v sezoně od května do září.
Cílem bylo sledovat dynamiku osidlování a kvantitativní a kvalitativní rozdíly nárostu
v průběhu letního období. Jako doplňkový ukazatel byl ze seškrabu z dané plochy stanoven
obsah chlorofylu-a. Bohužel ne u všech lokalit bylo možno dodržet kontinuální sledování
v měsíčním kroku, v několika případech došlo ke ztrátě osazené podložky buď vlivem lokální
přívalové srážky, nebo i vlivem pasoucího se dobytka. V současné době je dokončováno
hodnocení vzorků. Výsledky tohoto průzkumu budou následně dávány do souvislosti
s chemickým monitoringem na stejných lokalitách, který bude k dispozici z jiného úkolu, a
s antropogenní činností v povodí nad sledovanými lokalitami, která je v povodí těchto malých
toků celkem jednoznačně dána.
Ke studiu vlivu antropogenního zatížení na strukturu společenstev makrozoobentosu i
fytobentosu byla dále využita data z monitoringu povrchových vod z let 2006 a 2007. V druhé
polovině roku probíhala intenzívní práce na přípravě kompletní datové sady, zjišťování
popisných parametrů a parametrů zatížení prostředí a na sjednocení determinační úrovně
biologických dat. V první fázi se práce zaměřily na analýzy společenstev fytobentosu,
výpočet saprobně-trofického indexu a zjišťování jeho vztahu k ostatním typům indexů
používaných v okolních státech a k parametrům znečištění prostředí. Výsledky analýz
rozsáhlých sad dat fytobentosu i makrozoobentosu budou plně využitelné v probíhajících
mezinárodních cvičeních interkalibrujících metody hodnocení ekologického stavu podle
jednotlivých biologických složek.
39
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Dále byla rozvíjena problematika prameništních druhů pakomárů na minerotrofním gradientu.
Kvůli problematickému sběru exuvií na prameništích (bylo jich příliš málo na statistické
zpracování) byly vyrobeny a otestovány výletové pasti, které budou v příští sezoně použity
pro sběr imag. Zatím probíhá analýza dat larev pakomárů, které je třeba před publikací
doplnit determinacemi imag a exuvií.
V průběhu roku byly publikovány články zabývají se rozšířením sladkovodních pijavek (září
2009) a distribucí a biologií významné skupiny hmyzu – jepic (předpoklad – listopad 2009).
Dokončeny byly také články zabývající se kvalitou a diverzitou habitatů makrozoobentosu,
ekologií larev pakomárů a společenstvy makrozoobentosu vysychajících malých toků.
2.2.3 Výstupy
•
Schenková, J., J. Sychra, V. Košel, N. Kubová and J. Horecký. 2009. Freshwater leeches
(Clitellata: Hirudinida) of the Czech Republic (Central Europe): check-list, new records
and remarks on species spreading. Zootaxa
Článek vyšel v impaktovaném časopise Zootaxa 2227: 32–52 (2009). Impakt faktor:
0,740. Schenková, J., Sychra, J., Košel, V., Kubová, N., Horecký, J. Freshwater leeches
(Annelida: Clitellata: Hirudinida) of the Czech Republic (Central Europe): check-list, new
records, and remarks on species distributions. Zootaxa, 2009, roč. 2227, č. 2227, s. 3252. ISSN 1175-5326. (3628_2588)
Abstrakt: Freshwater leeches (Annelida: Clitellata: Hirudinida) of the Czech Republic
were studied on the basis of recent literature, information in selected databases, and
results of recent surveys conducted by the authors. The objectives of this study were to
summarize recent taxonomic information, and to update the check-list of leeches using
records collected during an eleven-year study (1998 through 2008). Altogether, twentyfour species representing 12 genera and five families are reported for the Czech
Republic, including the first reports of Piscicola cf. haranti Jarry, 1960 and Dina punctata
Johansson, 1927 for the country. A detailed description of the distributions of rare
species and characterization of localities from which they are reported are presented.
Plausible modes of dispersal and propagation of species in Central Europe are
discussed. According to recent records, leech species are divided into three groups:
indigenous species with stable and strong populations (12 species), indigenous species
with weak populations known from a limited number of localities (9 species), and species
only recently recorded in the Czech Republic (3 species). For scarce or rare species, a
category of threat in the Czech Republic according to the International Union for
Conservation of Nature is recommended. Most of threatened species are inhabitants of
lowland wetlands and lowland larger rivers—habitats that are negatively impacted, often
catastrophically, by human activities throughout Central Europe. The protection of
suitable habitats is the most effective way to protect extant populations of endangered
leech species. Six species of leeches are recommended for permanent addition to the
Red list of threatened species in the Czech Republic.
•
Zahrádková, S., T. Soldán, J. Bojková, J. Helešic, H. Janovská and P. Sroka. 2009.
Distribution and biology of mayflies (Ephemeroptera) of the Czech Republic: present
status and perspectives. Aquatic Insects
Je ukončeno recenzní řízení, článek je připraven k tisku a měl by vyjít v listopadu
v impaktovaném časopise Aquatic Insects, stále ale není známo číslo výtisku a umístění
na stránkách. Impakt faktor: 0,345. Zahrádková, S., Soldán, T., Bojková, J., Helešic, J.,
Janovská, H., Sroka, P. Distribution and biology of mayflies (Ephemeroptera) of the
Czech Republic: present status and perspectives. Aquatic Insects, 2009, roč. 2009, č. , s.
-. ISSN 0165-0424. (3628_2422)
40
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Abstrakt: The checklist of mayflies of the Czech Republic now comprises 107 species (30
genera, 16 families), 87 spp. found until 1970 (first research period) and 99 after 1970
(second research period). The distribution of these species in principal river basins (Elbe:
95 spp., Danube: 79 spp. and Oder: 55 spp.), their frequency, abundance and spatial
distribution (highest richness in the colline zone: 93 spp.) are summarised. Main species
traits (current preference, feeding and locomotion types and life cycle) are presented in
tables. Saprobiological characteristics, substantially modified or newly suggested in at
least 36 spp., are defined according to the Czech Standard. Four species are classified
extinct, 7 critically endangered, 7 endangered, 16 vulnerable and 14 near threatened.
Long-term changes caused mainly by morphological degradation of potamal
watercourses (extinction and area diminishing, re-occurrence at some sites after decades
of very scarce frequency or quantitative changes) are discussed.
•
Srovnání účinnosti odběrových zařízení makrozoobentosu – air-lift, drapák a ruční síť.
Článek v recenzovaném časopise Acta Universitatis Carolinae Environmentalica.
Článek vyšel v recenzovaném časopise VTEI v červnu 2009. Opatřilová, L., Kokeš, J.,
Zezulová, H., Řezníčková, P., Němejcová, D., Janovská, H., Tajmrová, L. Srovnání
účinnosti vzorkovacího zařízení pro studium fauny dna nebroditelných toků. VTEI, příloha
Vodního hospodářství č. 6/2009, 2009, roč. 51, č. 3, s. 14-16. ISSN 0322-8916.
(3628_2587)
Souhrn: Bylo provedeno srovnání účinnosti odběru bentické fauny nebroditelných toků
třemi odběrovými zařízeními – pneumatickým vzorkovačem (air-lift sampler), drapákem
van Veen a bentosovou ruční sítí. Nejvyšší počet taxonů makrozoobentosu byl zachycen
ruční sítí, pneumatický vzorkovač zachytil nejvíce jedinců. Odběrová zařízení měla
odlišnou úspěšnost při zachycení rozdílných taxonů; byla zjištěna selektivnost záchytu
jedinců vzhledem k jejich životní formě.
•
Hodnocení ekologického stavu toku na základě společenstev fytobentosu a
makrozoobentosu, srovnání indikace antropogenního zatížení oběma typy společenstev.
Článek v impaktovaném časopise.
Článek zabývající se popisem českého přístupu k hodnocení ekologického stavu podle
fytobentosu je ve formě draftu, bude odeslán k publikování do konce roku 2009 do
impaktovaného časopisu Hydrobiologia (předběžný název „Methods of phytobenthos
analyses for river ecological status assessment in the Czech Republic“). Zdržení
v odeslání článku nastalo z důvodu přidání sady nových dat.
•
Fytobentos horního povodí Labe, vztah k antropogenním vlivům, recenzovaný článek,
VTEI.
Odeslání článku „Vztah společenstva zoobentosu a fytobentosu k morfologickému stavu
toků v povodí horního Labe“ do recenzovaného časopisu VTEI bylo odsunuto na příští
rok z důvodu nutnosti provedení doplňujících analýz.
V rámci dané problematiky je mimo plánované výstupy připravován ve spolupráci s VUT
Brno a MU článek o vlivu environmentálních faktorů (především různých typů znečištění
a substrátu) na řasová společenstva v příměstských, silně antropogenně zatížených
potocích. Článek je ve stadiu draftu před finálním dokončením, bude do konce roku
odeslán do redakce impaktovaného časopisu Biologia.
•
Příprava publikace v recenzovaném časopise k problematice diverzity habitatů.
Článek River channel habitat diversity (RCHD) and macroinvertebrate community
(Kokeš, J.) je před finálním dokončením, bude odeslán v průběhu listopadu 2009
k publikování v impaktovaném časopise Biologia.
41
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Abstrakt: Correspondence of habitat and macroinvertebrate diversity was investigated in
twenty Czech rivers. With regard to the importance of river characteristics (depth, current
velocity and substratum) River Channel Habitat Diversity method was developed within
this paper. The method is focused directly on the stream wetted channel and it assesses
habitat diversity and richness computed as Shannon-Wiener’s index. Macroinvertebrate
samples were taken by the national PERLA method at each study site, diversity index
was also calculated and compared with habitat and substrate diversity.
Habitat diversity was important for macroinvertebrate communities according to
multivariate assessment, but contrary to the hypothesis it was not significantly correlated
with macroinvertebrate diversity. Based on the results, broader rivers had lower habitat
diversity than smaller streams, and were more influenced by human activities (lower
habitat diversity, higher pollution). Results obtained by the RCHD and RHS methods
were not significantly correlated.
•
Společenstva makrozoobentosu nebroditelných toků – řeky Labe a Vltava. Do konce roku
bude připraven článek k publikování v recenzovaném časopise.
V listopadu budou dokončeny determinace všech skupin makrozoobentosu, článek bude
odeslán do konce roku 2009. Průběžné výsledky byly prezentovány na odborném
semináři VÚV T.G.M. v Brně v říjnu 2009. (3628_final1_2009)
•
Prameništní druhy pakomárů na minerotrofním gradientu. Do konce roku bude
rozpracován článek k publikování v recenzovaném časopise, tj. bude provedena literární
rešerše a analýza nasbíraných dat.
Byla provedena determinace larev pakomárů a provedena literární rešerše k danému
tématu. Probíhá terénní sběr vzorků exuvií.
Na téma ekologie larev pakomárů byl mimo původní plánované výstupy sepsán článek
„The response of chironomid communities (Diptera: Chironomidae) to hydraulic
conditions: a case study in a gravel-bed river“ (Syrovátka, V. and Brabec, K.), který byl
odeslán do redakce impaktovaného časopisu Fundamental and Applied Limnology (Arch.
Hydrobiol.), která jej distribuovala recenzentům.
Abstrakt: We analyzed the response of chironomid communities to hydraulic conditions
within a gravel-bed river reach in central Europe. We used multiple linear regression to
quantify changes in the taxonomic composition and structure along the hydraulic
gradient. The results revealed that 47 and 56 % of the variability in the taxonomic
composition and structure, respectively, could be explained by hydraulic conditions.
Values of community dissimilarity naturally increased with the increasing hydraulic
difference between pairs of samples, however, the taxonomic composition and structure
of the communities changed faster at the beginning of the hydraulic gradient. According
to the models, the communities of two streambed patches with the same hydraulic
conditions differed in about 30-35 % of taxa and about 25 % of individuals, while the most
hydraulically distant habitats shared about 35 and 40 % of taxa and individuals,
respectively. To identify the taxa responsible for the shift in the chironomid community,
we modelled presence/absence and abundance of frequent taxa as well as the
proportions and number of taxa of chironomid subfamilies and the proportions of
functional feeding strategies in relation to hydraulic conditions using Generalized Linear
Models (GLM). The presence/absence of 15 taxa and abundance of 22 taxa (of the 29
taxa tested) showed a significant response to hydraulic conditions. Of these taxa all
Orthocladiinae showed a preference for hydraulically rough, while all Chironominae for
hydraulically smooth conditions. The proportions and number of taxa of these subfamilies
closely followed the responses of their representatives, when increased (in
Orthocladiinae) and decreased (in Chironominae) along the hydraulic gradient.
Tanypodinae showed a weak unimodal response. The proportions of feeding strategies
were significantly related to hydraulic conditions too. However, their responses were not
42
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
in absolute agreement with the expected distribution of food resources – they probably
rather indicated feeding potential of the communities than gave exact information about
actually utilized food resources. Above all other community features, the proportion of
Chironominae showed the best response and was recognized as an easily accessible
candidate for indication of the community rheophily.
Další dosažené výstupy:
•
Mimo výše uvedené výstupy byl sepsán, odeslán do redakce impaktovaného časopisu
Zoology a přijat k publikování článek „Comparison of mayfly (Ephemeroptera) taxocenes
of permanent and intermittent Central European small streams via species traits“
(Řezníčková, P., Soldán, T., Pařil, P. , Zahrádková, S.). Impakt faktor: 1.485.
(3628_6661)
Abstract: The recurrent drying out of small streams in past decades has shown an urgent
need to pay attention to the impact of global climate change. The objectives of this study
were to describe the effect of drying out on the composition of the mayfly taxocene and
evaluate the relevance of individual species traits for survival of mayflies to drying out.
The mayfly taxocenes of two model localities, one at an intermittent and one at a
permanent brook, were investigated in 2002, 2003 and 2005. Compared with the
permanent stream, the taxocene of the intermittent stream was short of nine species,
foremost rheobionts and high oxygen demand species. To explain further differences
between both stream types in survival and recolonisation ability, 25 species traits were
evaluated. These included so-called “ecological traits” (e.g., habitat and substrate range,
density, distribution, current velocity adaptation, eurythermy) and “biological traits”
connected with life cycle and larval/adult adaptations. Only species showing the highest
number of advantageous and minimum of the opposite (disadvantageous) traits were
able to successfully survive under the unfavourable conditions of the intermittent brook.
Biological traits considered more important in many respects seem to be good predictors
for assessing sensitivity to extreme temperature changes, hydrological regime
fluctuations and the survival/recolonisation ability of species in exposed habitats.
•
Prezentace na konferenci a abstrakt ve sborníku 15. konference České limnologické
společnosti a Slovenskej limnologickej spoločnosti, Třeboň, 22.–26.6.2009, 2009.
Příspěvek: Janovská, H., Kubošová, K., Soldán, T., Zahrádková, S., Jarkovský J.,
Bartušek P., Opatřilová, L. 2009. Environmentální profily jepic (Ephemeroptera) České
republiky. 2009. ISBN 978-80-254-4698-0. (3628_2664)
43
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
2.3 MODELOVÁNÍ STRUKTURY SPOLEČENSTVA RYB POD
VLIVEM VARIABILITY PRŮTOKU A GEOMORFOLOGIE TOKU
2.3.1 Předmět řešení
Jak bylo podrobněji uvedeno v předešlých etapách projektu, náš výzkum přispívá ke
zpřesnění prostorových a energetických nároků ryb v říčním prostředí. Z praktického
hlediska takové výsledky vedou k vyšší efektivitě managementu rybích společenstev
v tekoucích vodách. V rámci říční sítě ČR je běžnou praxí umělé vysazování ryb nejen
v tocích, kde je realizován sportovní rybolov, ale také v národních parcích, kde jsou ryby
celoročně chráněny. Vysazování probíhá nejen bez historických a aktuálních znalostí o
početnosti populací a společenstev, ale také bez informací, co vysazení uměle odchovaných
jedinců způsobuje s ohledem na již přítomnou obsádku ryb.
V předcházejících etapách projektů jsme se také zaměřili na metodické aspekty měření
spotřeby energie ryb. K odhadu migračních nároků nebo velikosti domácích okrsků jsou ve
světové praxi používány vysílačky typu EMG (elektromyogram), které měří spotřebu energie
červeného svalstva (odpovědného především za pohyb jedince). Spotřeba energie
v červeném svalstvu však může být vyvolávána nejen přímým pohybem mezi dvěma body,
ale také stresem nebo vzájemným agresivním chováním dvou jedinců – jinými slovy – ke
spotřebě energie může docházet i v případě, kdy pohyb jedince nelze zaznamenat na
základě měření pohybu mezi dvěma body v prostoru. Tato pracovní hypotéza byla potvrzena
a výsledky byly publikovány v letošním roce. Na základě těchto poznatků bude např.
nezbytné alespoň částečně upravit prosté vyjádření mezi spotřebou energie a variabilitou
pohybu ryb, což nebylo doposud zohledňováno.
2.3.2 Postup řešení a výsledky
Dlouhodobým cílem naší práce je odhad velikosti domácích okrsků v podélném profilu toků,
resp. v rámci modelových povodí odlišného geomorfologického charakteru. Předpokládáme,
že při analyzování dostatečně variabilního materiálu budeme schopni představit matematický
model, který bude předpovídat velikost domácího okrsku ryb v závislosti na gradientu
prostředí nebo hustotě společenstva. Do současnosti byla (některé již byly publikovány)
nebo je zpracovávána řada údajů, které poskytnou matrici k finální analýze napříč
jednotlivými druhy. Mezi hlavními parametry jsou uvažovány velikost průtoku, vzdálenost od
pramene, spád a řád toku. Do současnosti byly získány údaje pro srovnání domácích okrsků
sumce (Labe a Berounka), tlouště (Labe, Berounka, Ohře, Litavka), pstruha (6 toků odlišné
velikosti a řádu toku v uceleném povodí řeky Vydry, dále Blanice, Vltava, Otava, Zlatý potok,
Bystřina a Lužní potok), mníka (Ohře, Vltava, Blanice), piskoře (hlavní tok Lužnice a její
záplavová zóna) a sumečka amerického (hlavní tok Labe a jeho záplavová zóna).
Během roku 2009 pokračoval výzkum prostorových nároků pstruhů obecných v povodí řeky
Vydry (20 lokalit), kde byla používána kombinace metod telemetrie, značení a značkování
elastomerovými značkami, zjišťování stáří a rychlosti růstu ryb, pro analýzu stálosti jedince
na stanovišti a velikosti domácího okrsku. Dále byla zahájena dvouletá analýza prostorové
distribuce a velikosti domácího okrsku sumečka amerického na řece Labi (Lysá nad Labem).
Sumeček je sledován v hlavním korytě toku i v záplavové oblasti – systému izolovaných a
s hlavním tokem spojených tůní. Na řece Berounce byla provedena další studie odhadu
velikosti domácího okrsku a spotřeby energie u různě velkých exemplářů sumce velkého.
Jako v minulosti byly použity konvenční i EMG vysílačky.
V modelovém povodí řeky Vydry byla v roce 2009 (červen) provedena telemetrická studie
velikosti domácího okrsku pstruha obecného na dvou přítocích Roklanského potoka –
Javořího a Tmavého potoka. Byly sledovány ryby odlišných věkových a hmotnostních
44
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
skupin, což umožnila aplikace nových typů vysílaček o minimální hmotnosti (Nano_tags,
0.8 g). Chování ryb bude hodnoceno oproti řádu toku, spádu, průtoku, pH, teplotě,
průhlednosti, velikosti substrátu a světelnému cyklu.
Dosažené výsledky jsou v souladu s dlouhodobou koncepcí projektu, který směřuje ke
zobecnění prostorové distribuce ryb v závislosti na proměnlivost říčního prostředí. Pilotní
studie projektu (populační charakteristiky a prostorová variabilita pstruha v uceleném povodí
řeky Vydry) je průběžně doplňována studiemi dalších druhů z jiných toků. Výsledky jsou
průběžně publikovány. V roce 2009 bylo v redakčním řízení 8 článků, z nichž tři byly
publikovány (jeden byl přijat a uplatněn již v roce 2008). V dalších letech bude pokračovat
řešení pilotní studie v povodí řeky Vydry, která bude doplněna o další dvě dílčí terénní studie
na řece Labi a Sázavě. Některé podrobnější aspekty časo-prostorové distribuce ryb budou
ověřeny experimentálně v laboratorních podmínkách.
2.3.3 Výstupy
Terénní studie a sběr dat proběhly bez nečekaných obtíží a úspěšně. Všechny údaje jsou
využitelné pro publikaci jako samostatné výstupy i jako zobecňující souhrnná práce v závěru
řešení VZ. Během roku 2009 bylo v redakčním řízení časopisů celkem 8 rukopisů (viz dále
abstrakta článků). Tři články byly publikovány (2x Jimp+ Jneimp), zbylých 5 je dosud
v redakčním řízení.
Impaktovaný časopis:
•
Slavík, O. Horký, P. When fish meet fish as determined by physiological sensors.
Ecology of Freshwater Fish. (doi:10.1111/j.1600-0633.2009.00370.x). IF=1, 81.
(3607_3620)
Electromyogram (EMG) biotelemetry allows a description of the spatial distribution of fish
together with a simultaneous measurement of individual energy consumption. Using this
technique, we observed behaviour of the largest European freshwater predator, Silurus
glanis, in the Elbe River, Central Europe. In total, 52 diurnal cycles and 1,248 individual
fish positions were recorded with 12,480 EMG records during the period from March –
May 2006; 1013 fish positions with 10,130 EMG records were further used for statistical
analyses. Energy consumption increased with decreasing mutual distance between
specimens, an effect that occurred predominantly when both of them were
simultaneously in overlapping preferred areas (core areas, CAs) appointed within their
home ranges (HRs). Furthermore, with increasing energy consumption individual’s
movement range in longitudinal and lateral profiles decreased; i.e., the fish were
positioned within a small area. When the CAs of tested individuals did not overlap, no
relationship between EMG signals and mutual distance of conspecifics was found. Our
results indicate that movement activity and also social behaviour can be determined with
physiological sensors.
•
Slavík, O., Horký, P., Bartoš, L. Effect of river fragmentation and flow regulation on
occurrence of landlocked brown trout in a fish ladder. Journal of Applied Ichthyology.
(doi:10.1111/j.1439-0426.2008.01164.x). Bylo uplatněno v roce 2008, ale vyšlo v roce
2009). IF=0,638. (3607_2261)
Movement pattern of brown trout Salmo trutta (L.) in a fish ladder on the heavily
fragmented Ohře River, Czech Republic was observed for 16 months. Some individually
tagged fish occurred in the ladder repeatedly. A total of 1640 captures of brown trout in
the fish ladder were recorded, however, these captures represented only 595 individuals
with 247 specimens caught only once, while 348 individuals represented 1393 captures
from the total of 1640. The likelihood of repetitive occurrence decreased with increasing
fish body length. Number of individuals in the ladder was inversely related to
temperature, and positively correlated with increasing flow in the main channel. Fish
abundance in the ladder was density dependent, as the number of individuals was
45
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
inversely related to their size and their time of residency in the ladder. Spawning
migrations were not the best predictor of maximum fish occurrence in the ladder
suggesting that repetitive capture of individuals in the ladder was significantly influenced
by the other factors influencing fish behaviour. Repetitive occurrence of fishes in ladders
can be expected particularly in rivers with numerous lateral obstructions.
Neimpaktovaný časopis:
•
Horký, P., Kulíšková, P., Slavík, O. Úspěšnost přirozené reprodukce ryb na dolním úseku
řeky Labe (Success of fish natural reproduction on the lower Elbe River, Czech
Republic). VTEI 51 (2), str. 7 – 8. (3607_2633)
V rámci tohoto projektu byla sledována úspěšnost přirozené reprodukce ryb na 12
profilech toku dolního Labe v ČR. Přirozená reprodukce byla doložena u 15 druhů
náležejících zejména mezi reofilní, psamofilní a litofilní druhy. Byl prokázaný význam
komunikace hlavního toku se záplavovou zónou a přítoky pro úspěšnou přirozenou
reprodukci společenstev ryb v říčním prostředí.
Přehled abstraktů článků v redakčním řízení:
•
P. Horký, P. Horká, P. Jurajda and O. Slavík. Young-of-the-year (YOY) assemblage
sampling as a tool for assessing the ecological quality of running waters. Journal of
Applied Ichthyology.
The aim of this study was to test young-of-the-year (YOY) assemblage applicability for
the ecological quality assessment on the base of samples from 55 sites scattered across
the whole Czech Republic. European Fish Index (EFI) values estimated with YOY and
adults were positively correlated, indicating that despite some differences is YOY and
adults sampling comparable. YOY sampling was suggested as a useful method for
assessing river ecological quality with the ability to provide a sensitive response to the
habitat structure regardless of the effect of stocking or river size.
•
Slavík, O., Horký, P., Bartoš L. Core area as the predictor of energetic needs in
freshwater fish. Journal of Zoology (London).
Energy needs dependent on an individuals' body mass determine the spatial distribution
of animals: with increasing body size, a species’ mobility increases, resulting in changes
in the size of the home range (HR). However, spatial requirements of particularly large
vertebrates usually exceeding values predicted by their energetic needs. Accordingly to
unbalanced distribution of resources, individuals usually designate a preferred area within
home ranges as the core area (CA). To estimate energy consumption, we observed
different-sized catfish (Silurus glanis) equipped with physiological sensors. We
formulated the hypotheses that: i) if the body mass, mobility and HR size increase
equally, then energy consumption would also increase accordingly; and ii) if the CA
represents a preferred area within the HR, then energy consumption would better
correlate with CA than with HR. In accordance with the theory of energy needs,
increasing body mass predicted higher energy consumption; however, consumption was
inverse with respect to HR size. Akaike’s information criterion revealed that CA was a
better predictor of energy consumption than the whole HR area. Provided CA was
assigned, then the size of the HR was smaller, whilst energy consumption in the CA
higher. The opposite was observed when CA was not assigned. Furthermore, the
presence of conspecifics within the HR of residents was pursued by an increase in
energy consumption. Our results suggest that the energy needs of animals are
constrained by their body mass, as generally known, but the energy consumption of an
individual can be allocated to preferred areas within its HR.
46
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Horký P., Slavík O., Bartoš L. Longitudinal stream gradient as a predictor of variation in
behaviour of chub Leuciscus cephalus. Environmental Biology of Fishes.
Chub is an omnivorous cyprinid, widely spread along the longitudinal stream gradient. In
order to test whether the stream gradient affects its behaviour, 45 individual chubs were
radio-tracked in five streams of different sizes, each stream over a time span of twelve
months during the period 2002 - 2005. Stream order was found to be the best descriptor
of variation in the behaviour of chub when compared to upstream catchment area and
distance from the river source. Diel and longitudinal movements increased according to it,
being significantly lower in small (stream order 4, 5) then in large (stream order 6, 7, 8)
streams. In small streams, the peak of activity was found during daylight, while no peak
was detected in large streams. This suggests that longitudinal stream gradient is an
important factor influencing the behaviour of these fish in lotic environments.
•
Horký P., Slavík O. Seasonal and diurnal behavior of asp Aspius aspius in the Elbe River,
Czech Republic. Journal of Fish Biology.
Asp is a pelagic predator widely spread in the middle and downstream stretches of large
rivers. To determine its spatial requests in order to reproductive migrations and
overwintering, 18 individuals were weekly radio-tracked in the Elbe River, Czech
Republic across twelve months. Six individuals were observed in the river stretch limited
by lateral obstacles and twelve specimens were tracked within the longitudinal profile of a
downstream-situated stretch that was only upstream limited by a weir. Both stretches
differed in flow, temperature and the extent of riverbed channelization. Movements in the
longitudinal profile in both stretches did not differ, and also the influence of physical
parameters was not proved. The results tended to show low relation to habitat diversity,
and relative stability of populations within both observed stretches. Furthermore, asp
diurnal behaviour was studied in the downstream river stretch. Its diurnal movements
varied across seasons. No peak occurred in spring and winter, while in summer and
autumn, the highest movements were recorded during a light phase of a day.
•
Musil J., Jurajda P., Adámek Z., Horký P., Slavík O. Non-native fish introductions in the
Czech Republic – species inventory, facts and future perspectives. Journal of Applied
Ichthyology.
The Czech Republic has experienced a number of inter- and intra-continental
introductions (42 introduced species total), with 29 species historically confirmed and 20
species still present in the wild. Fourteen species have become established, representing
27% of the current fish fauna. Pond aquaculture and recreational fisheries are the two
major pathways of introduction and spread, and they are responsible for 80% and 36% of
all introduced fish, respectively. Over the last decade, there has been a significant
increase in the management practice of stocking recreational fisheries with non-native
fish, particularly alarming in salmonid waters. Pond aquaculture is associated with high
risk in terms of the numbers of unintentional fish introductions; all species introduced as
contaminants of carp stocks have become established (Lepomis gibbosus, Ameiurus
melas) and then widespread (Pseudorasbora parva, Carassius gibelio) and have been
evaluated as invasive. Here, the historical chronology and facts regarding fish
introductions in the Czech Republic are given, in addition to the current distribution of
established populations. Present issues and future perspectives concerning the control of
non-native fish and are briefly discussed.
47
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
2.4 VÝZKUM V OBLASTI MIKROBIÁLNÍHO ZNEČIŠTĚNÍ
POVRCHOVÝCH A ODPADNÍCH VOD
2.4.1 Předmět řešení
Předmětem řešení úkolu je výzkum mikrobiálního znečištění povrchových vod v České
republice se zaměřením na nově používané ukazatele (včetně patogenních
mikroorganismů), eliminaci mikrobiálního znečištění biologickým čištěním odpadních vod
včetně vlivu odtoků z ČOV na kvalitu vody v recipientu, studium mikrobiálních společenstev a
detekci hygienicky významných bakterií v povrchových a odpadních vodách molekulárněgenetickými metodami (FISH, PCR apod.).
Cílem letošních prací bylo především pokračování prací započatých v minulých letech řešení
tohoto subprojektu, včetně vyhodnocení získaných výsledků a jejich publikace. Cílem bylo
připravit v letošním roce publikace, týkající se analýz mikrobiálního společenstva (distribuce
fylogenetických skupin) v povrchových vodách s různým stupněm antropogenního zatížení) a
hodnocení kontaminace povrchových vod. Dalším cílem byla příprava metod stanovení
patogenních mikroorganismů (Staphylococcus aureus, Campylobacter spp. aj.)
v povrchových a odpadních vodách.
2.4.2 Postup řešení a výsledky
Eliminace mikrobiálního znečištění biologickým čištěním
Byly zhodnoceny dříve získané výsledky eliminace mikroorganismů v odpadních vodách
biologickým čištění podle zatížení a typů technologií, které byly prezentovány na tuzemských
a zahraničních konferencích. Dále jsou postupně rozšiřovány databáze údajů o koncentraci
mikroorganismů v odpadních a biologicky čištěných odpadních vodách, včetně stanovení
patogenních mikroorganismů v odtocích z čistíren odpadních vod a změn mikrobiálních
společenstev v průběhu biologického čištění (fluorescenční mikroskopie).
Pro stanovení změn mikrobiálních společenstev a vybraných patogenních bakterií
(Campylobacter spp., salmonely a koaguláza pozitivní stafylokoky) byla vybrána modelová
ČOV Zbytiny, která byla vzorkována ve spolupráci se subprojektem 3620 (a stanovení
klasických indikátorů fekálního znečištění je součástí výše uvedeného subprojektu). Součástí
tohoto subprojektu je stanovení výše uvedených patogenů a fylogenetických skupin bakterií
(fluorescenční mikroskopií). Výsledky budou zhodnoceny po dokončení vzorkovacích prací
v prosinci letošního roku a příští rok budou připraveny k publikaci. Doposud bylo zpracováno
50 vzorků (10 odběrů z 5 vzorkovacích míst), celkové počty bakterií se pohybovaly od 107
(přítok) do 106 v ml. Nejčastěji detekované fylogenetické skupiny byly třídy betaProteobacteria a gamma- Proteobacteria ve všech vzorkovacích místech. Campylobacter
spp. a stafylokoky byly běžně zachyceny pouze v surové odpadní vodě, salmonely
zachyceny nebyly.
Dále byla doplněna rešerše týkající se desinfekcí odtoků z čistíren odpadních vod o nové
údaje včetně našich praktických zkušeností a vše bylo prezentováno na konferenci
Československé společnosti mikrobiologické v Popradu. Desinfekce čištěných odpadních
vod je v některých zemích EU (např. Itálie) v citlivých oblastech povinná.
Mikrobiální kontaminace povrchových vod
Byly zpracovány soubory dat, týkající se reprodukovatelnosti mikrobiologických metod a
nejistot výsledků mikrobiologických stanovení a to jak soubory získané z cílených
experimentů v naší laboratoři, tak byly využívány výsledky výzkumu získané dotazníkovou
48
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
akcí při mezilaboratorních porovnávání zkoušek. Byla zpracována publikace, týkající se
hodnocení mikrobiální kontaminace povrchových vod, která zahrnuje hlavní problémy
výsledků mikrobiologických analýz – výkyvy počtů, reprodukovatelnost standardních
mikrobiologických metod, nejistoty výsledků apod. (abstrakt je uveden v kapitole výstupy).
Tyto informace by měly sloužit především pro správnou interpretaci mikrobiologický dat
v dalších projektech.
Patogenní mikroorganismy v odpadních a povrchových vodách
Byla zpracována literární rešerše, týkající se výzkumu výskytu patogenních mikroorganismů
v povrchových a odpadních vodách a metodická příprava stanovení vybraných patogenních
bakterií (pozornost zaměřena především na izolaci a identifikaci salmonel, stafylokoků,
shigel, stafylokoků, kampylobakterů, Yersinia enterocolitica a E. coli O157) – byly navrženy a
optimalizovány postupy využívající především kultivační metody.
Postupy izolace a identifikace vycházely z legislativy pro mikrobiologickou analýzu potravin a
vod. Pozornost byla zaměřena na odzkoušení vhodných filtrovaných objemů, kultivačních
médií, selektivních suplementů, kultivačních podmínek a identifikačních testů.
Prvotní výsledky ukázaly, že zejména správná volba analyzovaného objemu je jedním
z nejdůležitějších faktorů pro zisk pozitivního výsledku – problémem je nízká koncentrace
patogenů ve vzorcích vod oproti vysoké koncentraci doprovodné mikroflóry. Dalším faktorem
zásadně ovlivňujícím spolehlivost získaných výsledků je volba identifikačních testů pro
dostatečně spolehlivou konfirmaci presumptivních izolátů enterobakterií, a to z důvodu
podobnosti jejich biochemických vlastností. Dosavadní výsledky byly prezentovány na
konferenci České a Slovenské limnologické společnosti.
Kromě kultivačních metod byly optimalizovány postupy pro stanovení patogenních bakterií
Campylobacter spp. metodou fluorescenční mikroskopie (FISH). Použita byla sonda
specifická pro termofilní kampylobaktery, popsaná v literatuře a sonda specifická pro třídu
epsilon-Proteobacteria, kam tato bakterie patří. Optimalizovány byly zejména postupy týkající
se fixace vzorků, doby hybridizace a koncentrace formamidu, které nebyly v literatuře
jednoznačně popsány. V současné době může tato metoda sloužit ke konfirmaci
presumptivních izolátů, do budoucna počítáme i s jejím vyzkoušením přímo na vzorcích
především odpadních vod.
Výzkum distribuce fylogenetických skupin bakterií v povrchových vodách o
různém stupni antropogenního znečištění
V roce 2009 byly s použitím metody fluorescenční in situ hybridizace – FISH určovány
rozdíly ve struktuře mikrobiálních společenstev (tj. významné složky všech ekosystémů,
zodpovědné za průběh transformačních procesů) v podélném profilu horského toku Morávky
od pramene po ústí do Ostravice, 11 vybraných lokalit zahrnuje různý charakter toku
(prameniště, neovlivněný horský tok, vliv přehradní nádrže, antropologicky ovlivněný tok).
Sledovaný tok je současně charakterizován z pohledu fyzikálně-chemických faktorů a
odlišných environmentálních podmínek, se kterými bude následně složení mikrobiálních
společenstev korelováno. Fyzicko-geografická charakterizace horských toků v Beskydech je
v rámci jiného subprojektu (3616) prováděna již od roku 2006.
Během letošního roku byly též zpracovány výsledky z roku 2008 týkající se sezónních změn
ve složení mikrobiálních společenstev povrchových vod a byly odeslány k publikaci do
časopisu Water, Science and Technology (abstrakt práce je uveden v kapitole výstupy) a
prezentovány ve formě posteru na mezinárodní konferenci IWA a na 15. konferenci České a
Slovenské limnologické společnosti. Dále byly zpracovány výsledky, týkající se abundance
planktonních bakteriích v CHKO Beskydy vycházející z výsledků mikrobiologických
49
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
stanovení z let 2006–2008 v této oblasti, které byly prezentovány na konferenci Mikrobiológia
vody a prostredia 2009, organizované Československou mikrobiologickou společností.
Kromě výše uvedeného byly zpracovány výsledky stanovení fylogenetických skupin bakterií
v antropogenně silně ovlivněném toku v severních Čechách získané v minulých letech a byly
stanoveny vybrané charakteristiky metod in situ fluorescenční mikroskopie – FISH. Průměrná
relativní směrodatná odchylka mezi duplicitními vzorky činila průměrně 16 % a nebyly
shledány rozdíly mezi jednotlivými skupinami (sondami). Hlavní metodický problém je
homogenizace vzorků a jejich stáří. Byla ověřena stabilita resp. nestabilita vzorků po
4 měsících (5 vzorků ze všech profilů) a vždy došlo k výraznému snížení počtů o 1 až 2 řády.
Nebyl zjištěn rozdíl mezi počtem bakterií na starých filtrech a novou filtrací „starého“ vzorku.
I tyto výsledky byly též (samostatně) prezentovány na mezinárodní konferenci IWA a na 15.
konferenci České a Slovenské limnologické společnosti.
2.4.3 Výstupy
•
Mlejnková H., Horáková K., Dudová P. Impact of anthropogenic contamination on
microbial community structure – distribution of phylogenetic groups; publikace
v zahraničním recenzovaném (případně impaktovaném) časopise
Mlejnková H. and Horáková K. Impact of pollution and seasonal changes on microbial
structure in surface water. V recenzním řízení Wat. Sci. Technology pod číslem WSTWSTWS-EM 09526; IF 1,24 (3609_final1_2009)
Summary: Characterization of microbial community structure defined by differences in
abundance of phylogenetic groups of domains Bacteria and Archaea is important for
studying various microbial habitats. Microbial community structure is influenced by many
environmental factors (e.g. seasonal conditions, water types, physical conditions) and
anthropogenic impacts (e.g. pollution, stream regulations). The aim of this study was to
describe the differences in microbial community structure in variously polluted surface
waters in all annual seasons. Water samples were collected quarterly during an annual
cycle. For characterization of the pollution level selected basic chemical and
bacteriological parameters were used. Total counts of microorganisms were obtained by
staining with DAPI. Microbial community structure was determined by fluorescence in situ
hybridization method with nucleic acid probes specific for Bacteria, Archaea,
Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria and CytophagaFlavobacterium. Our results showed differences in the microbial community structure
between surface and waste waters and no significant differences between the microbial
counts in the phylogenetic groups in water samples with low total microbial counts.
Municipal waste water contained very high counts of microorganisms from all tested
groups, in industrial waste water very small microbial counts were detected. Generally
Betaproteobacteria was the most abundant group and Archaea was the minority group.
Differences between year seasons were not significant.
•
Baudišová D. Hodnocení mikrobiologických analýz povrchové vody – nejistoty a
omezení; publikace v recenzovaném časopise.
Baudišová D. Stanovení mikrobiální kontaminace odpadní a povrchové vody – problémy
a nejistoty. Je v redakci VTEI po recenzním řízení, vyjde v č. 6/2009. (3609_final2_2009)
Abstrakt: V příspěvku jsou shrnuty hlavní okolnosti mikrobiologického rozboru povrchové
a odpadní vody, které nejvíce přispívají ke kvalitě a přesnosti výsledků (odběr vzorků,
použité metody). Zároveň jsou na reálných datech získaných z povrchových vod
demonstrovány nejistoty výsledků a reprodukovatelnost mikrobiologických metod. Vzorky
je nezbytné zpracovat maximálně do 18 hodin po odběru a během transportu chladit na
(5+/-3)°C, používat předepsané metody a provádět dostatečné počty ředění a paralelních
50
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
stanovení. Vždy je nutné počítat s nejistotou výsledku okolo 30 %. Výsledky počtů
mikrobiologických ukazatelů dále významně závisí na přírodních podmínkách (např.
srážky, a v některých případech se může jednat i o několika hodinové zvýšení průtoků) a
konečné hodnocení výsledků může být závislé i na použité statistické metodě. Přes
všechny tyto okolnosti jsou však mikrobiologické ukazatele jednoznačně nejcitlivější
indikátory fekálního znečištění vody a jejich stanovení by mělo být součástí všech
monitorovacích programů.
Prezentace výsledků na plánovaných tuzemských a zahraničních odborných akcích a
publikování ve sborníku:
•
Bakteriální znečištění odtoků z biologických ČOV (Baudišová, Benáková) – ČR.
Baudišová, D., Benáková, A. Bakteriální znečištění odtoků z biologických ČOV. In AČEČR Řešení extrémních požadavků na čištění odpadních vod. Blansko, 26.2.2009.
Blansko: Tribun EU, 2009, s. 75—80. ISBN 978-80-7399-687-1. (3609_2498)
•
Eliminace mikrobiálního znečištění na malých čistírnách odpadních vod (do 2 000 EO)
(Baudišová, Benáková) – ČR.
Baudišová, D., Benáková, A. Eliminace mikrobiálního znečištění na malých čistírnách
odpadních vod (do 2000 EO). In 8. mezinárodní konference a výstava Odpadní vody Wastewater 2009, Konferenční sborník. Plzeň, 5.5.2009. Praha: ICARIS Conference
Management, 2009, s. 287—294. ISBN 978-80-254-4068-1. (3609_2516)
•
Struktura mikrobiálních společenstev povrchových vod – sezónní, antropogenní vlivy
(Mlejnková, Horáková) – ČR.
Mlejnková, H., Horáková, K. Rozdíly ve struktuře mikrobiálních společenstev
povrchových vod vlivem sezónních změn a míry znečištění In: Sborník příspěvků 15.
konference Limnologické společnosti AV Třeboň 22.-26.6.2009. Str. 191-192.
(3609_2614)
•
Střevní patogeny ve vodách – výskyt, izolace, identifikace – ČR, příp. SR.
Horáková, K., Mlejnková H. Střevní patogeny ve vodách – výskyt, izolace, identifikace. In:
Sborník příspěvků 15. konference Limnologické společnosti AV koncem června 2009.
Třeboň 22.-26.6.2009. Str. 88-89. (3609_2610)
•
Distribuce planktonních bakterií v pramenných oblastech (Mlejnková, Horáková) – SR.
Mlejnková, H., Horáková, K., Kroča, J. Distribuce planktonních bakterií v pramenných
oblastech: Konference Mikrobiológia vody a prostredia 2009, (Poprad Slovensko, 30.9.2.10. ). Příspěvek byl vytvořen ve spolupráci se subprojektem 3616. (3609_final3_2009)
•
Elimination of hygienically important bacteria by biological treatment (Baudišová,
Benáková) – Řecko.
Baudišová, D., Benáková, A. Elimination of hygienically important bacteria by biological
treatment. 15th Health Related Water Microbiology Symposium (Naxos, Greece, 13.5.6.6.2009). (3609_2598)
•
Microbial communities in anthropogenically polluted stream (Baudišová, Benáková) –
Řecko.
Baudišová, D., Benáková, A. Microbial communities in the stream Lužická Nisa (Nothern
Bohemia). 15th Health Related Water Microbiology Symposium (Naxos, Greece, 13.5.6.6.2009). (3609_2600). (3609_2600)
•
Changes of microbial community – impact of pollution and environmental conditions
(Mlejnková, Horáková) – Řecko.
51
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Mlejnková, H., Horáková, K. Impact of pollution and seasonal changes on microbial
community structure in surface water. Health Related Water Microbiology Symposium
(Naxos, Greece, 13.5.-6.6.2009). (3609_2618)
•
Baudišová, D., Benáková, A. Mikrobiální společenstva v antropogenně silně ovlivněném
toku Lužická Nisa. Sborník příspěvků 15. konference Limnologické společnosti AV
koncem června 2009. Třeboň 22.-26.6.2009. Str. 15. (3609_2597)
•
Benáková, A., Baudišová, D. Desinfekce odpadních vod. Konference Mikrobiológia vody
a prostredia 2009, (Poprad Slovensko, 30.9.-2.10. ). (3609_final4_2009)
Výstupy prací z let minulých, které vyšly v roce 2009 (dříve neuplatněno):
•
Baudišová, D.,Mlejnková, H. Mikrobiální znečištění povrchových vod - mikrobiologické
ukazatele. Vodní hospodářství, 2009, roč. 59, č. 3/2009, s. 101—102. ISSN 1211-0760.
Recenzovaný časopis (3609_2497).
•
Fremrová, L., Baudišová, D., Šimonová, G. ČSN 75 7835 Jakost vod - Stanovení
termotolerantních koliformních bakterií a Escherichia coli. ČR 2009. Výsledky promítnuté
do právních předpisů a norem. (3609_2501)
•
Krejčí, E., Sedláček, I., Baudišová, D. Classification of Brown Pigmented Aeromonads
Isolated from River Water. Folia Microbiologica, 2009, roč. 54, č. 2, s. 123–129. ISSN
0015-5632. (IF 0,92) (3609_2515)
52
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
3 ODDÍL C – POVRCHOVÉ VODY – ANTROPOGENNÍ VLIVY
3.1 STUDIUM VÝSKYTU A CHOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH A UMĚLÝCH
RADIONUKLIDŮ V HYDROSFÉŘE VČETNĚ ANTROPOGENNÍHO
OVLIVNĚNÍ
3.1.1 Předmět řešení
V rámci VZ je dlouhodobě sledován obsah radioaktivních látek v povrchových vodách,
říčních sedimentech, vodních rostlinách a rybách. Obsah tzv. přírodních radioaktivních látek
byl v našich podmínkách dlouhodobě ovlivňován těžbou a zpracováním uranových rud a tzv.
umělých radionuklidů reziduálním znečištěním po atmosférických testech jaderných zbraní a
havárii jaderného reaktoru v Černobylu. Výskyt takto uvolněných radioaktivních látek do
prostředí přetrvává a je třeba znát jejich úroveň k možnému hodnocení vlivů nových zdrojů
znečištění, zejména jaderných elektráren. Jsou studovány vtahy mezi emisí radioaktivních
látek do vodního prostředí, distribuce radionuklidů v jednotlivých sledovaných složkách a
jejich časoprostorové změny. Trendy změn koncentrací radioaktivních látek jsou pomalé a k
jejich poznání je třeba cílené sledování.
3.1.2 Postup řešení a výsledky
Byly souhrnně zpracovány výsledky sledování sedimentů v České republice v rámci státní
monitorovací sítě ČHMÚ, které byly prezentovány na konferenci: Sedimenty vodných tokov a
nádrží v Bratislavě (13. – 14. 5.2009): Ivanovová, D., Hanslík, E., Juranová, E., Pohlová, I.,
Kluganostová, M., Novák, M., Komárek, M. Kontaminace říčních sedimentů přírodními a
umělými radionuklidy na území České republiky. (viz kapitola výstupy)
Obr. 3.1.1
Vývoj kontaminace říčních dnových sedimentů umělým radionuklidem 137Cs
uvolněným do životního prostředí po atmosférických testech jaderných zbraní a
po havárii jaderného reaktoru v Černobylu za období 1999–2008
53
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Je připravována prezentace podrobnějšího hodnocení na konferenci: International
Symposium on Sediment dynamics for a changing future (14. – 18.6. 2010) pod názvem:
The assessment of natural and artificial radionuclides in river bottom sediments in Czech
Republic. Byl přijat Abstrakt příspěvku, autoři byly vyzváni k ústní prezentaci příspěvku.
Bylo vyhodnoceno dlouhodobé sledování 137Cs ve VN Orlík v povrchové vodě a rybách,
výsledky byly prezentovány na konferenci 3rd International Symposium on Trace Elements in
the Food Chain (TEFC) v Budapešťi.
10000
CF (l.kg-1)
1000
100
10
1
1985
1990
1995
2000
2005
2010
time (years)
Obr. 3.1.2
137
Cs concentrations factors (CF) in fish during the period 1990–2007
Byly připraveny podklady pro ověření TNV 75 7625 – Jakost vod – stanovení radonu 222
kapalinovou scintilační měřicí metodou, které budou využity pro novelizaci normy.
Byla provedena podrobná studie v Povodí Ploučnice. Byl sledován dávkový příkon v
záplavovém území a nejvýznamnější radionuklidy v sedimentech v podélném profilu řeky
Ploučnice a na referenčním profilu. Terénní měření a odběr vzorků byly provedeny 19. –
21.8. a 1.9., probíhá gamaspektrometrické stanovení a hodnocení výsledků.
Pokračuje sledování výskytu a distribuce radioaktivních látek ve sledované části povodí řeky
Svratky (lokality současné a bývalé těžby Rožná a Olší). Bylo provedeno testování
sedimentů ze sedmi vybraných lokalit na výskyt genotoxických látek, které patří mezi přímé
mutageny či nepřímé mutagenní látky tzv. promutageny. U vzorků byl zjištěn výskyt
genotoxických látek pouze v testech s metabolickou aktivací. Žádné nepřímé mutageny
v testech bez metabolické aktivace zjištěny nebyly.
Vzhledem k tomu, že vzorky sedimentů pochází z oblasti dřívější těžby uranu, můžeme
předpokládat, že pozitivní výsledky v Amesově testu mohou být zapříčiněny mimo jiné také
přítomností uranu v testovaných vzorcích. Tento radionuklid, jíž dříve známý pro svou
toxicitu, je nově řazen mezi chemické karcinogeny, které vytváří s DNA adukty, které mají
genotoxické účinky v organismu.
Aby bylo možno posoudit citlivost Amesova testu k některým radionuklidům, budou 226Ra,
Unat a 137Cs otestovány v různých koncentracích, v testech s a bez metabolické aktivace.
I když pro projevení genotoxického účinku se ve vzorcích často uplatňují synergické účinky
různých látek, předpokládáme, že zejména u čistého přírodního uranu se podaří potvrdit v
testu pozitivní výsledek.
54
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Byla zpracována a podána přihláška na užitný vzor pasivního lapáku plavenin na Úřad
průmyslového vlastnictví.
Byla souhrnně zpracována problematika uranu v pitné vodě pro firemní časopis Ekomonitor:
Hanslík, E. Mezní hodnoty pro uran v pitné vodě, Ekomonitor, firemní časopis, 2009/2, s. 4 –
6.
Byla podrobně rozpracována problematika nastavení podmínek měření radiologických
ukazatelů v oblasti velmi nízkých aktivit. Závěry byly prezentovány na konferenci
Hydroanalytika a XVI. Konzultačních dnech pro pracovníky vodohospodářských laboratoří.
3.1.3 Výstupy
•
Uspořádání konference se zahraniční účastí „Radiologické metody 09“ k problematice
metod stanovení radioaktivních látek v pitných, povrchových, minerálních, srážkových a
odpadních vodách, v říčních dnových sedimentech, plaveninách a biomase vodních
rostlin a vodních organismů a dále pevných odpadech a výluzích pevných odpadů,
používaných ve vodním hospodářství, radiační ochraně a jaderné energetice, těžby a
zpracování uranových rud, květen 2009 Žďár nad Sázavou, kde byly uplatněny i výsledky
řešení subprojektu 3611.
Radiologické metody v hydrosféře 09. Žďár nad Sázavou, 5. – 6. 5.2009:
Hanslík, E., Ivanovová, D., Kluganostová, M., Pohlová, I. K možnostem stanovení
celkové objemové aktivity alfa a beta v pracích vodách z úpravy podzemních vod. In
Eduard Hanslík, Alena Pecinová Radiologické metody v hydrosféře 09. Žďár nad
Sázavou, 5.5.2009. Chrudim : Vodní zdroje EKOMONITOR spol. s.r.o., 2009, s. 16-21.
ISBN 978-80-86832-43-2. (3611_2524)
Ivanovová, D. a kol. ČSN 75 7623 Jakost vod – Stanovení radia 226 emanometricky bez
koncentrování. In Eduard Hanslík, Alena Pecinová Radiologické metody v hydrosféře 09.
Žďár nad Sázavou, 5.5.2009. Chrudim : Vodní zdroje EKOMONITOR spol. s.r.o., 2009,
s. 8-9. ISBN 978-80-86832-43-2. (3611_2523)
•
Realizované prezentace výstupů řešení na dalších konferencích a v odborných
časopisech:
Hanslík, E., Ivanovová, D., Jedináková-Křížová, V., Juranová, E. and Šimonek, P.
Concentration of radionuclides in hydrosphere affected by Temelín nuclear power plant in
Czech Republic. Journal of Environmental Radioactivity, 2009, roč. 100, č. 7, s. 558-563.
ISSN 0265-931X. (3611_2532)
Hudcová, H., Rozkošný, M., Badurová, J., Sova, J., Březinová, R. Posouzení ovlivnění
vodních toků po ukončení těžby uranu v oblasti ložiska Olší. Článek vyjde v časopise
„Vodní hospodářství“, v čísle 11/2009. (3611_final2_2009)
Ivanovová, D., Hanslík, E., Juranová, E., Pohlová, I., Kluganostová, M., Novák, M.,
Komárek, M. Kontaminace říčních sedimentů přírodními a umělými radionuklidy na území
České republiky. In Ing. Pavel Hucko, CSc. Sedimenty vodných tokov a nádrží.
Bratislava, 5.5.2009. Bratislava: SVS pri VÚVH Bratislava, 2009, s. 91-100. ISBN 978-8089062-61-4. (3611_2522)
Hanslík, E., Ivanovová, D., Kluganostová, M. Balances of suspended matter and
radionuclides in inflow and outflow waters of Orlík Reservoir, Vltava River (Czech
Republic). Radioprotection, 2009, roč. 44, č. 5, s. 321-326. ISSN 0033-8451.
(3611_2573)
Ivanovová, D., Hanslík, E. Optimalizace podmínek měření radiologických ukazatelů v
oblasti velmi nízkých aktivit. In Vladimír Sýkora, Hana Kujalová Sborník 3. konference
55
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
HYDROANALYTIKA 2009. Hradec Králové, 15.9.2009. ČR : CSlab spol. s r.o., 2009, s.
93-103. ISBN 978-80-254-4823-6. (3611_2594)
•
Hanslík, E., Ivanovová, D., Juranová, E., Šimonek, P., Jedináková-Křížová, V. Monitoring
and assessment of radionuclide discharges from Temelín Nuclear Power Plant into the
Vltava River (Czech Republic). Journal of Environmental Radioactivity, 2009, roč. 100,
č. 2, s. 131-138. ISSN 0265-931X. (3611_2493)
•
Ivanovová, D., Hanslík, E. Bioaccumulation of 137Cs in fish in ORLÍK reservoir (South
Bohemia) during the period 1990-2007. In Mihály Szilágyi, Klára Szentmihályi Trace
elements in the food chain Vol. 3. Deficiency or Excess of Trace Elements in the
Environment as a Risk of Health. Budapest, Hungary, 21.5.2009. Budapest, Hungary :
Working Committee on Trace Elements of the Hungarian Academy of Sciences (HAS),
Institute of Materials and Environmental Chemistry of the HAS, 2009, s. 177-181. ISBN
978-963-7067-19-8. (3611_2529)
Poster prezentovaný na konferenci získal ocenění, na základě kterého nemusí autor na
následující konferenci platit účastnické poplatky. (celkem byly oceněny 2 postery – jeden
zahraniční a jeden maďarský) (3611_final1_2009)
•
ČSN 75 7623 Jakost vod – Stanovení radia 226 emanometricky bez koncentrování.
Vydáno v dubnu 2009. (3611_2496)
•
Hudcová, H., Rozkošný, M., Badurová, J., Sova, J., Březinová, R.: Impact of Former
Uranium Mining in the Olší Mine Area (Czech Republic) on the Water Ecosystems,
Securing the future and the 8th ICARD conference, červen 2009, Skellefteä, Švédsko.
(3611_2625)
Příspěvek bude uveřejněn na webových stránkách INAP (The International Network for
Acid Prevention) a SveMin (Swedish Association of Mines, Mineral and Metal Producers).
Hudcová, H., Rozkošný, M., Badurová, J., Sova, J., Březinová, R. Impact of Former
Uranium Mining in the Olší Mine Area (Czech Republic) on the Water Ecosystems,
International Mine Water Conference, říjen 2009, Pretoria, South Africa. (3611_2626)
•
Ve spolupráci s VÚVH, Bratislava byly ve dnech 5. – 8.10.2009 uspořádány
XVI. Konzultační dny pro pracovníky vodohospodářských laboratoří. Připravuje se
sborník, ve kterém budou prezentovány příspěvky:
Ivanovová, D., Hanslík, E. Možnosti nastavení podmínek
radiologických ukazatelů v oblasti velmi nízkých aktivit vzorků vod
měření
vybraných
Ivanovová, D. K možnostem stanovení Radonu-222 kapalinovou scintilační spektrometrií
Hanslík, E., Stierand, P. Problematika přenosu dat z vodohospodářských radiologických
laboratoří do databáze ČHMÚ
Ivanovová, D. Vyhodnocení činnosti měřicích míst kontaminace vody v rámci RMS ČR za
období 2004–2008
Hanslík, E., Šťastný V. Požadavky na vypouštění odpadních vod z úpravy podzemních
vod z hlediska kontaminace přírodními radioaktivními látkami
•
Je připravována prezentace podrobnějšího hodnocení na konferenci: International
Symposium on Sediment dynamics for a changing future (14.–18.6. 2010) pod názvem
„The assessment of natural and artificial radionuclides in river bottom sediments in Czech
Republic“. Byl přijat Abstrakt příspěvku, autoři byly vyzváni k ústní prezentaci příspěvku.
(3611_final3_2009)
56
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
3.2 HODNOCENÍ A SLEDOVÁNÍ VODNÍCH EKOSYSTÉMŮ A JEJICH
ANTROPOGENNÍHO OVLIVNĚNÍ: ČASOVÉ A PROSTOROVÉ
ZMĚNY V SOUVISLOSTI S ANTROPOGENNÍMI TLAKY
3.2.1 Předmět řešení
Předmětem řešení subprojektu jsou výzkumné činnosti v oblasti antropogenních tlaků na
vodní ekosystémy, sledování jejich časového a prostorového vývoje, včetně hodnocení jejich
recentní úrovně. Práce navazují na činnosti z předchozích let s tím, že jejich postup je
korigován na základě průběžně dosažených výsledků.
Bylo pokračováno v řešení tématiky stanovení přirozeného pozadí říčních sedimentů pro
kovy a metaloidy na významných vodních tocích ČR na základě odběru a analýzy
vertikálních sedimentových profilů v oblastech antropogenně nezatížené říční nivy.
Informace o úrovni pozaďových koncentracích jsou nezbytné pro hodnocení a klasifikaci
recentní zátěže říčních sedimentů, zejména pak při revitalizačních činnostech v povodí. Po
průzkumu terénu a vytipování vhodných odběrových lokalit v povodí Jizery byl proveden
odběr sedimentových jader. Z koncentračního průběhu jednotlivých prvků ve vertikálních
sedimentových profilech byly odvozeny příslušné regionální hodnoty přirozeného pozadí.
V oblasti průzkumu antropogenních tlaků ze strany vybraných chemických látek byly práce
zaměřeny na sledování výskytu následujících endokrinně aktivních polutantů průmyslového
původu ve vodním prostředí: alkylfenoly, jejich ethoxyláty, karboxyláty a bisfenol-A (BPA). Na
čistírnách odpadních vod dochází sice k významné degradaci uvedených látek, stále se však
jejich značná část dostává do recipientů, kde se kumulují v říčních sedimentech. Cílem prací
v roce 2009 bylo stanovit jednotlivé alkylfenolové látky a BPA ve vodní fázi a říčních
sedimentech Vltavy v oblasti pražské aglomerace a diferencovat znečištění přicházející
vypouštěnými odpadními vodami z ÚČOV Praha a drobnými difúzními zdroji.
V rámci řešení problematiky zvýšených odnosů DOC v povodí vodárenské nádrže Fláje v
Krušných horách byly činnosti zaměřeny na sledování koncentračních změn vybraných
ukazatelů jakosti vody na redox rozhraní půdní voda / povrchová voda. Vysoké koncentrace
např. nutrientů v půdních roztocích nemusí na základě literárních prací nutně znamenat
zvýšený odnos těchto látek do vod povrchových (retence na redox rozhraní je ovlivněna
celou řadou ukazatelů jako je např. pH, obsah železa, manganu, DOC apod.).
V rámci tématiky kontaminace bionárostů a vodních makrofyt bylo na letošní rok plánováno
provedení podrobné literární rešerše stávajících prací zaměřených na kumulaci a
remobilizaci organických polutantů a těžkých kovů v uvedených kompartimentech a na
dopad těchto procesů na vodní ekosystémy. Výsledky rešerše přispějí k poznání o funkci
biomasy ve vodních tocích z hlediska kontaminace vodní fáze a říčních sedimentů a o
možnostech jejího využití jako indikátoru znečištění vodního toku.
3.2.2 Postup řešení a výsledky
Na dolním toku Jizery byly po podrobném průzkumu terénu provedeny odběry
sedimentových jader v říčních nivách u obcí Ptýrov a Dalešice. Odebraná sedimentová jádra
byla rozdělena na segmenty a v laboratoři analyzována na obsah kovů a metaloidů. Svrchní
sedimentové horizonty vykazovaly zvýšenou kontaminaci prvky antropogenního původu jako
je Cd, Pb, Zn, Hg, hlubší horizonty pak odrážely jejich přirozený obsah. K odvození hodnot
přirozeného pozadí říčních sedimentů pro kovy a metaloidy byly využity i výsledky analýz
z odběrů provedených v roce 2008 u obcí Otradovice a Sobětuchy na dolním toku Jizery.
Stanovené pozaďové koncentrace se u většiny prvků výrazně nelišily od globálních
koncentrací uváděných Turekianem a Wedepohlem pro jemné říční sedimenty. Pro
porovnání recentní zátěže sedimentů Jizery s hodnotami přirozeného pozadí byly v místech
57
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
odběru sedimentových jader odebrány čerstvé říční sedimenty. Z hodnocení zátěže těchto
sedimentů těžkými kovy a metaloidy (frakce částic <20μm, mikrovlnný rozklad lučavkou
královskou) vyplývá, že recentní sedimenty Jizery vykazují silně zvýšené koncentrace pro Cd
a zvýšené hodnoty pro Pb, Zn a Hg. V porovnání s nálezy zjištěnými v druhé polovině 90. let
(výsledky česko-německých projektů mezi VÚV TGM a GKSS Geesthacht) se kontaminace
říčních sedimentů Jizery těžkými kovy za posledních 10 let výrazně nezměnila. Na obr.3.2.1
je zobrazen koeficient kumulace jednotlivých kovů a metaloidů v sedimentech Jizery ve
vztahu k hodnotám přirozeného geogenního pozadí.
14
koeficient kumulace
12
10
8
6
4
2
0
Cd Hg Pb Ag Zn P Cu Sb Sn Be Co As Cr Ni Se V Mn Fe Sc
Obr. 3.2.1 Koeficient kumulace (crec. /cbgr.) jednotlivých chemických prvků v říčních
sedimentech Jizery vyjádřený jako poměr recentní kontaminace crec a
koncentrace přirozeného geogenního pozadí cbgr.
V problematice sledování výskytu alkylfenolových látek byly práce v 1. pololetí 2009
zaměřeny na verifikaci analytického stanovení derivátů alkylfenolů v pevné matrici říčních
sedimentů, ve 2. pololetí byly na vodním toku Vltavy vybrány vhodné lokality pro odběr vodní
fáze a říčních sedimentů s cílem postihnout zdroje kontaminace alkylfenolovými látkami a
BP-A na území pražské aglomerace. Odběrová lokalita nad Barrandovským mostem odráží
úroveň kontaminace Vltavy před vstupem do pražské aglomerace, odběrové místo situované
těsně nad ÚČOV postihuje její úroveň po průchodu vodního toku pražskou aglomerací (vliv
plošných smyvů, drobných vodních přítoků, dešťové kanalizace) a odběrové místo v Sedleci
odráží stav kontaminace pod pražskou aglomerací, včetně vlivu ÚČOV a konečně odběrové
místo v Libčicích nad Vltavou reprezentuje místo, kde lze předpokládat dostatečné promísení
vody pod pražskou aglomerací. Součástí sledování byl rovněž odtok z ÚČOV. Odběry vzorků
vody byly realizovány ve 3 časových termínech: 2 odběry v srpnu a 1 odběr v říjnu 2009,
sedimenty byly odebrány 2x, rovněž v srpnovém a říjnovém termínu. V současné době je
v laboratořích VÚV analyzován odebraný vzorkový materiál a je zpracovávána publikace na
téma „Vliv pražské aglomerace na kontaminaci vody a říčních sedimentů Vltavy
alkylfenolovými látkami a BPA.
V rámci problematiky sledování odnosu DOC v povodí Flájského potoka v Krušných horách
byl na vybraných lokalitách povodí, v místech s výskytem rašelinišť, proveden odběr půdních
jader, která byla analyzována v laboratořích VÚV T.G.M., v.v.i. na obsah TOC, kovů, fosforu
a dalších chemických ukazatelů. Analyzovaná půdní voda vytékající ze spodních rašelinných
horizontů (anaerobní prostředí) se vyznačovala vysokým obsahem železa, managanu a
DOC. Na redox rozhraní dochází působením vzdušného kyslíku ke srážení hydratovaných
oxidů železa, na které jsou sorpčně vázány značně vysoké koncentrace fosforu, vápníku,
síry, těžkých kovů a metaloidů. Analyzovaná sedlina hydratovaných oxidů železa
v odvodňovacích příkopech obsahovala až 0,5 % fosforu a síry, 3 % vápníku a 7 % železa.
58
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Bylo zjištěno, že rozhodujícím faktorem ovlivňujícím vznik sraženiny je hodnota pH. Síra
obsažená v anaerobních rašelinných vodách se vyskytovala převážně v organické formě,
v povrchových vodách převládala naopak forma anorganická, jejímž původem jsou srážkové
vody a svrchní rašelinné horizonty, kde vzniká z formy organické mineralizací.
V rámci tématiky kontaminace bionárostů a vodních makrofyt byla provedena podrobná
literární rešerše stávajících prací zaměřených na kumulaci a remobilizaci organických
polutantů a těžkých kovů v uvedených složkách hydrosféry a na dopad těchto procesů na
vodní ekosystémy.
3.2.3 Výstupy
•
Recentní kontaminace říčních sedimentů Jizery kovy a metaloidy v porovnání
s přirozeným pozadím.
Lochovský, P., Eckhardt, P. Recentní kontaminace říčních sedimentů Jizery kovy a
metaloidy v porovnání s přirozeným pozadím, (Publikace byla redakcí přijata do
recenzované přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství, vyjde začátkem roku 2010)
(3612_2608)
•
Koncentrační změny vybraných ukazatelů jakosti vody na redox rozhraní vod vytékajících
z rašelinišť v povodí Flájského potoka v Krušných horách.
Publikace Lochovský, P. Procesy na redox rozhraní vod vytékajících z rašelinišť v povodí
Flájského potoka v Krušných horách byla předána do redakce recenzované přílohy VTEI
časopisu Vodní hospodářství, vyjde začátkem roku 2010. (3612_final2_2009)
•
Vliv pražské aglomerace na kontaminaci vody a říčních sedimentů Vltavy alkylfenolovými
látkami a BPA (12/2009).
Publikace je v současné době zpracovávána, do redakce VTEI časopisu Vodní
hospodářství bude předána v prosinci 2009.
•
Vliv průmyslové aglomerace Pardubic na zatížení vybraných složek vodního prostředí.
Kužílek, V., Lochovský, P. Vliv průmyslového areálu Pardubice-Semtín na kvalitu složek
vodních ekosystémů Labe z hlediska specifických organických polutantů (Publikace byla
redakcí přijata do recenzované přílohy VTEI časopisu Vodní hospodářství, vyjde
v prosinci 2009) (3612_2607)
•
Úroveň kontaminace starých sedimentových nánosů Vltavy v plavebním kanálu PrahaPodbaba.
Kužílek, V., Lochovský, P. Úroveň kontaminace starých sedimentových nánosů Vltavy v
plavebním kanálu Praha-Podbaba: příloha VTEI ve Vodním hospodářství, ročník 51, 2,
str. 12-15, (2009). (3612_2519)
Další výstupy:
•
Literární rešerše problematiky průniku organických a anorganických polutantů do vodních
bionárostů a biomasy vodních rostlin
Kužílek, V., Lochovský, P. Literární rešerše problematiky průniku organických a
anorganických polutantů do vodních bionárostů a biomasy vodních rostlin
(3612_final1_2009)
59
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Výstup z metodiky pro rok 2008 uplatněný v roce 2009:
•
Alkylfenoly, jejich deriváty a bisfenol A v povrchových vodách a ve vodách na odtocích
z čistíren odpadních vod
Lochovský, P., Pospíchalová, D. Alkylfenoly, jejich deriváty a bisfenol A v povrchových
vodách a ve vodách na odtocích z čistíren odpadních vod, příloha VTEI ve Vodním
hospodářství, ročník 51, 2, str. 3-6, (2009). (3612_2518)
60
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
3.3 VÝVOJ A ZAVÁDĚNÍ ANALYTICKÝCH METOD VČETNĚ METOD
TOXIKOLOGICKÝCH DO VODOHOSPODÁŘSKÉ PRAXE.
STUDIUM CHOVÁNÍ A TRANSFORMACE SPECIFICKÝCH
POLUTANTŮ VE VODNÍCH EKOSYSTÉMECH
3.3.1 Předmět řešení
V roce 2009 pokračovaly práce na rozvoji analytických metod, potřebných k detekci látek
s bioakumulačními vlastnostmi, které se do vod dostávají jako důsledek antropogenního
znečišťování.
Řešená problematika opět spadala do dvou oblastí. V první je pozornost věnována vývoji a
ověřováním nových speciálních hydrochemických analytických metod, vhodných k širšímu
rutinnímu využití v praxi při detekci bioakumulujících látek. Druhá oblast se zabývá
ekotoxikologickou problematikou. Předmětem výzkumu je vývoj, širší ověření a
standardizace metod hodnocení rizika chronické toxicity a genotoxicity látek
s bioakumulačními účinky.
V oblasti hydrochemie činnost v roce 2009 navazovala na výsledky prací z uplynulého roku.
Cílem bylo vypracování metodiky stanovení vybrané skupiny farmak (estron, 17β-estradiol
(E2), 17α-etinylestradiol (EE2), ibuprofen, diklofenak, kyselina salicylová, karbamazepin,
kyselina klofibrová) v povrchových a odpadních vodách metodou LC/MS po jejich
zakoncentrování extrakcí na pevné fázi (SPE). Vypracované metodiky stanovení měly být
ověřeny na konkrétních vzorcích, odebraných v terénu.
V oblasti vývoje speciálních ekotoxikologických metod byly v roce 2009 práce zaměřeny na
propracování postupů, potřebných ke stanovení genotoxicity znečišťujících látek. Konkrétně
se výzkum zaměřil na vliv použitého induktoru na úroveň indukce jaterních enzymů pro
přípravu S9 frakce. Současně probíhalo šetření možností rutinního využití dalších metod
stanovení genotoxicity. Kromě rozvoje ekotoxikologických experimentálních metod se
pozornost zaměřila na studium bioakumulačních procesů ve vodních organismech.
3.3.2 Postup řešení a výsledky
Hydrochemické metody
A) Metodika stanovení vybraných farmak ve vodách metodou LC/MS
Byla vypracována metodika stanovení vybrané skupiny farmak (estron, 17β-estradiol (E2),
17α-etinylestradiol (EE2), ibuprofen, diklofenak, kyselina salicylová, karbamazepin, kyselina
klofibrová) v povrchových a odpadních vodách metodou LC/MS po jejich zkoncentrování
extrakcí na pevné fázi (SPE). Při řešení byly brány v úvahu požadované meze stanovitelnosti
uvedené v tabulce 3.3.1 a vliv matrice zpracovávaných vzorků na kvantitativní stanovení
farmak.
Tab. 3.3.1
Mez
stanovitelnosti
-1
(ng.l )
Estron
17αethinyl
estradiol
17βestradiol
Ibuprofen
Kyselina
salicylová
Diklofenak
Kyselina
klofibrová
Karbama
zepin
10
50
50
10
100
10
100
50
V povrchových i odpadních vodách byla pro úpravu a koncentraci vzorků před vlastním
stanovením používána technika SPE off-line. V odpadních vodách byla problematika SPE
61
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
vyřešena již v roce 2008 a předmětem řešení v roce 2009 bylo dořešit čištění extraktů velmi
znečištěných odpadních vod (přítok na čistírnu odpadních vod). Jednotlivé vypracované
metodiky stanovení byly ověřeny na konkrétních reálných vzorcích.
Podle vypracované metodiky se odebrané vzorky konzervují okyselením kyselinou
chlorovodíkovou na pH 2,3. Po přidání směsného roztoku vnitřních standardů se vzorky
filtrují na přetlakovém zařízení přes filtry ze skleněných vláken. Separace analytů se provádí
technikou extrakce na tuhou fázi (SPE) s použitím disků s fází DVB. Po promytí a vysušení
tlakovým dusíkem se zachycené analyty vymyjí 20%ním roztokem methanolu (MeOH)
v terciárním buthylmethyletheru. Zachycený eluát se v proudu dusíku zakoncentruje právě do
sucha a odparek se převede do 1 ml roztoku kompatibilního s následnou LC/MS analýzou, tj.
20%ního acetonitrilu ve vodě. Analýzy takto připravených extraktů se provádějí technikou
kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí. Vzhledem k rozdílné povaze sledovaných
látek se používají dvě odlišné metody stanovení:
•
•
stanovení steroidů, diklofenaku a ibuprofenu,
stanovení kyseliny salicylové, klofibrové a karbamazepinu.
Stanovení se provádí na koloně Synergi Hydro-RP. Jako mobilní fáze se pro stanovení
steroidů diklofenaku a ibuprofenu používá směs acetonitril / voda v režimu gradientové
eluce, pro stanovení kyseliny salicylové, klofibrové a karbamazepinu se jako mobilní fáze
používá směs methanolu a vody okyselené kyselinou octovou v režimu gradientové eluce.
Podrobnější informace k vlastní metodě a příklady stanovení budou zveřejněny
v připravované publikaci.
B) Terénní měření
Po ověření metodiky byly zahájeny terénní práce na stejných lokalitách, na kterých probíhaly
práce v minulých letech při řešení subprojektů 3611 (do roku 2007) a 3614 (2008).
Konkrétně se jednalo o sledování vlivu odtoku z ČOV na recipient do kterého byla vyčištěná
odpadní voda vypouštěna (ÚČOV Praha → Vltava, ČOV Hostinné → Labe, ČOV KladnoVrapíce → Dřetovický potok). Současně byly zjišťovány průtoky jak z ČOV, tak i
v jednotlivých recipientech.
Vzorky byly odebírány vždy nad odtokem z ČOV, z odtoku z ČOV a v ve dvou různých
vzdálenostech pod odtokem.
V předchozích letech řešení byla používána metoda LC/UV s podstatně nižší citlivostí (vyšší
mezí stanovitelnosti). Hodnoty měřených analytů byly u většiny vzorků pod mezí
stanovitelnosti, pro některé látky však byly získány spolehlivé hodnoty, zejména u vzorků
odpadních vod na ČOV – především u karbamazepinu, diklofenaku, ibuprofenu, kyseliny
salicylové.
S použitím metodiky stanovení LC/MS byly v letošním roce zjištěny významné koncentrace
karbamazepinu, diklofenaku, ibuprofenu a kyseliny salicylové i na odtoku z ČOV
a v recipientech, které se dříve neprojevily. V případě kyseliny klofibrové, estronu, 17βestradiolu a 17α-etinylestradiolu se koncentrace v recipientech, i s použitím citlivější metody
LC/MS, pohybovaly pod mezí stanovitelnosti.
Ekotoxikologické metody
A) Indukce jaterních enzymů
Při posuzování možných genotoxických účinků znečištění se vychází z předpokladu
podobnosti základních genetických struktur u nižších a vyšších organismů. Proto jsou pro
stanovení genotoxicity široce využívány baktérie. Některé látky však získávají genotoxické
vlastnosti a uvnitř organismu vlivem změn původních chemických vlastností, vyvolaných
62
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
působením metabolických procesů daného organismu. Průběh a výsledky metabolizace
látek se liší u různě fylogeneticky postavených organismů. Tento problém řeší zkoušky na
mikroorganismech s metabolickou aktivací látek in vitro. Ta je založená na využití frakce
jaterních enzymů (S9 frakce) obsahující systém mikrosomálních monooxigenáz, které hrají
hlavní roli při metabolické přeměně xenobiotik v organismu. V důsledku přítomnosti jaterní
enzymatické frakce dojde k chemické přeměně zkoušené látky, která je analogická
s metabolickým procesem v živém organismu. Tyto metabolity pak působí na indikátorové
bakteriální kmeny. Běžně je S9 frakce získávána z jater samců laboratorních potkanů.
Vzhledem k tomu, že se liší metabolismus teplokrevných a studenokrevných živočichů, je ve
VÚV T.G.M., v.v.i. připravována a využívána S9 frakce z jater (hepatopankreas) pstruha
duhového (Oncorhynchus mykiss).
Pro zvýšení hladiny enzymů se jejich tvorba v játrech indukuje pomocí vybraných látek.
V letošním roce jsme porovnávali vhodnost tří látek. Z šířeji u krys používaných induktorů
jsem vybrali 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), β-naftoflavon a albendazol. Na jaře
letošního roku byly v chovných sádkách v Dolním Benešově aplikovány pstruhům duhovým
induktory. Měly v játrech zvýšit tvorbu CYP1A1 proteinů patřící do skupiny enzymů
cytochromů P450, které se uplatňují při biotransformaci xenobiotik bez přímého
genotoxického účinku na látky mutagenní a karcinogenní. Dávky, které jsou v literárních
zdrojích doporučovány pro indukcí enzymů u krys, byly upraveny pro použití pro indukci
rybích jaterních enzymů (viz tab. 3.3.2)
Tab. 3.3.2 Doporučené dávky induktorů propstruha duhového
induktor
TCDD
alendazol
β-naftoflavon
dávka na 250 g váhy ryby
1,56 ng
12,5 mg
20 mg
rozpouštědlo
DMSO
slunečnicový olej
slunečnicový olej
doba expozice
48 h
24 h
24 h
Ke zkoušce bylo použito celkem 75 kusů ryb. Byly použity ryby stejného stáří, obou pohlaví,
průměrné váhy 208,4 g, délky těla 225,9 mm a celkové délky 254,3 mm, chované ve
stejných podmínkách.
Induktory β-naftoflavon a albendazol jsou běžně krysám podávány několikrát během doby
expozice rozpuštěné v oleji s potravou. Tento způsob u ryb není možný, a proto byly tyto
látky aplikovány jednorázově, intraperitoneálně v krajině mezi prsními a břišními ploutvemi
v dávce 0,5 ml (viz obr. 3.3.1).
Každý z induktorů byl injektován skupině 20 kusů ryb, každá z těchto skupin byla během
doby expozice umístěna samostatně v průtočném laminátovém žlabu (viz obr. 3.3.2).
S výjimkou β-naftoflavonu, kdy jedna ryba uhynula a ostatní jedinci vykazovali sníženou
aktivitu, jsme u indukovaných ryb nezaznamenali změny v chování v porovnání s kontrolní
skupinou.
Obr. 3.3.1 Aplikace induktoru
Obr. 3.3.2 Pokusné žlaby
63
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Po uplynutí doby expozice byly ryby usmrceny, vyjmut hepatopankreas a z něj připraven
extrakt enzymů. Pro ověření úrovně indikce byla zamražená játra dvou jedinců z každé
skupiny ryby převezena k analýzám v Ústavu veřejného veterinárního lékařství a toxikologie
Veterinární a farmaceutické univerzity v Brně. Zde byly v těchto vzorcích stanoveny obsahy
bílkovin, mikrosomů, cytochromů a EROD aktivita (viz tab. 3.3.1).
Tab. 3.3.1 Výsledky stanovení bílkovin, cytochromů a EROD aktivity
induktor
kontrola
β-naftoflavon
albendazol
TCDD
množství
bílkoviny
12,82
13,15
12,39
12,24
mikrosomy (200 μl)
cytochromy
EROD
15,61
15,52
16,39
16,39
0,02
0,04
0,04
0,03
88,06
786,41
229,17
70,53
Pro stanovení optimální dávky byly provedeny zkoušky s různými objemy S9 frakce
Amesovým fluktuačním testem na mikrotitračních destičkách. Byly zvoleny koncentrace 0,05,
0,1 a 0,5 ml S9 frakce. Kromě extraktů z hepatopankreasu pstruhů, injektovaných
jednotlivými induktory a kontrolní skupiny ryb byla rovněž použita S9 frakce z jater potkanů,
která je komerčně dodávána firmou MP Biomedicals, LLC. (USA). Komerčně dodávané
extrakty byly získány po indukci Aroclorem 1254. Pro optimalizaci byly použity kmeny
Salmonella typhimurium TA 98 a TA 100. Jedná se o geneticky modifikované kmeny, které
jsou autotrofní k histidinu His-. Tyto kmeny jsou schopny detekovat genotoxické látky
způsobující zpětné mutace (reverze) v DNA, což se projeví návratem k prototrofii, to
znamená, že u bakterií se vlivem účinku mutagenu obnoví schopnost syntetizovat histidin.
Použitým mutagenem byl 2-aminoantracen (2AA) o koncentraci 10 μg ve 100 μl
dimethylsulfoxidu (DMSO). Jako kontrola byly rovněž provedeny zkoušky s 2aminoantracenem, ale bez přídavku jaterní frakce. Touto zkouškou se kontrolovala správnost
testu. Protože je 2-aminoantracen nepřímým mutagenem, nemůže být v testech bez jaterní
frakce detekován vyšší účinek, než je úroveň spontánní mutace, která se projeví
v negativních kontrolách (detekční bakterie ve zkušebním médiu s přídavkem dané
koncentrace S9 frakce, ale bez zkoušené látky). Protože tento proces je časově náročný,
vyžaduje řadu ověřovacích zkoušek, uvádíme pouze předběžné výsledky v tab. 3.3.2 a 3.3.3.
V nich jsou pozitivní výsledky označeny tučně.
Tab. 3.3.2 Předběžné výsledky optimalizace S9 frakce na kmeni S. typhimurium TA 98
S9 jaterní frakce v ml
kontrola
TCDD
β-naftoflavon
albendazol
komerčně dodávaná S9
neg.
kontrola
96
9
5
78
3
0
0,05
0,1
0,5
0
0
0
0
0
*
16
5
96
87
96
*
96
96
93
80
96
96
96
96
* výsledky zkresleny kontaminací mikrotitrační destičky
Tab. 3.3.3 Předběžné výsledky optimalizace S9 frakce na kmeni S. typhimurium TA 100
S9 jaterní frakce v ml
kontrola
TCDD
β-naftoflavon
albendazol
komerčně dodávaná S9
neg.
kontrola
71
30
45
58
30
0
0,05
0,1
0,5
0
0
0
0
0
49
42
37
52
82
68
47
61
96
95
95
96
96
96
95
64
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Dosavadní výsledky ukazují, že v nejnižším testovaném objemu S9 frakce (0,05 ml) byla
s kmenem S. typhimurium TA 98 největší aktivita CYP1A1 enzymů zaznamenána u frakcí
indukovaných albendazolem a Aroclorem 1254 (komerčně dodávané S9). U kmene
S. typhimurium TA 100 byla v objemu 0,05 ml frakce nejvyšší odezva zaznamenána pouze u
komerčně dodávaných S9. V objemu 0,1 ml vyvolaly statisticky významnou metabolickou
přeměnu 2AA, kromě komerčně dodávaných S9, také frakce aktivované albendazolem.
Podle dosavadních výsledků se jako nejvhodnější pro aktivaci CYP1A1 enzymů osvědčil
albendazol. Toto konstatování je však nutné náležitě ověřit experimentálně.
B) Vypracování normy
Součástí řešení byly rovněž práce na tvorbě oborové normy - metoda stanovení chronických
účinků znečištění povrchových vod. Tato činnost nebyla v metodice pro letošní rok,
schválené na jeho počátku plánována. Byla však operativně zařazena, neboť metodické
postupy, vyvinuté a standardizované v rámci řešení subprojektu výzkumného záměru, které
byly Hydroprojektu nabídnuty k normalizaci, proběhly úspěšně schvalovacím procesem. Text
normy byl vypracován a závěrečné schvalovací řízení před publikací normy proběhne dne
30. listopadu 2009.
C) Bioakumulace
Pro potřeby výzkumu bioakumulace spojené se sledováním účinků ekotoxicity na nížší vodní
organismy byly na jaře 2009 provedeny modelové pokusy v laboratoři. Studie
mesokosmálního charakteru byla realizována se zástupcem ze skupiny vodních
bezobratlých, blešivcem Gammarus fossarum. Pro potřeby laboratorního experimentu bylo
nutné najít čistou lokalitu s velkou abundancí blešivců. Tyto parametry splňuje řeka Moravice
v místě nad vodní nádrží Kružberk, kde byl taktéž odebrán jemný sediment a cca 120 l říční
vody pro potřeby pokusu. V okolí řeky Moravice v tomtéž místě byly nasbírány listy olše
lepkavé jako potrava pro blešivce. Po dvoutýdenní aklimatizaci ve velkých akváriích byli
jedinci exponováni po dobu 2 týdnů při světelném režimu 16/8 a teplotě cca 18°C přírodnímu
sedimentu spikovanému vybraným organickým polutantem β-HCH v čtyřech řádově různých
koncentracích (1, 10, 100, 1000 µg.kg -1) a nulové kontrole. Tato koncentrační řada byla
připravena ve 4 paralelních opakováních. Ve dvou řadách pak byly nasazeny samice a
v dalších dvou samci, aby byl vyloučen vliv kanibalismu ze strany samců na celkovou míru
úmrtnosti. Koncentrace v sedimentu byly zvoleny v takovém rozsahu, v jakém byly
v předchozí (Kolaříková et al., nepubl.) studii reálně naměřeny v řece Labi a vybraných
přítocích, aby byl ověřen potenciální vliv těchto koncentrací na organismus G. fossarum. Pro
potřeby experimentu byla připravena směs říční vody s vodou umělou dle ISO-norem v
poměru 1:1. Během pokusu byla zaznamenána vysoká úroveň mortality jedinců, a to i
v kontrolním akváriu s nulovou koncentrací. Ta lze vysvětlit vystavením jedinců zvýšenému
světelnému a tepelnému stresu během aklimatizace. U samců byl pak během experimentu
zaznamenán signifikantní nárůst mortality oproti kontrolním akváriím už od koncentrace
10 µg.kg-1, zatímco u samic nebyl tento trend pozorován. Samci blešivce celkově vykazovali
větší citlivost a s tím související vyšší úmrtnost. Data budou podrobně vyhodnocena později.
Organismy byly po skončení experimentu zamraženy a jsou připraveny k následným
analýzám. Plánovány jsou analýzy GST a EROD na VFU v Brně, v případě dostatečného
množství vzorku pak i stanovení míry bioakumulace na UFZ v Magdeburku. Dvoutýdenní
expozice bude hodnocena jako subchronický test toxicity.
Pro výzkum výskytu a bioakumulace vybraných nitroaromatických sloučenin a jejich derivátů
v povrchových vodách měly být provedeny analýzy tkání ryb ve vybraném profilu. Vzhledem
k tomu, že provedeným odlovem nebylo možno získat reprezentativní materiál, nebylo
možné ověření vybraných nitroaromatických sloučenin (nitrofenoly, anilin, nitrobenzen,
65
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
dinitrobenzen, N,N-diethylanilin) na daném druhu bioty provést. Nový odlov bude zrealizován
na jaře 2010.
3.3.3 Výstupy
•
Vypracování analytických metod vhodných pro budoucí zavedení do laboratorní praxe
VÚV T.G.M., v.v.i.
Byla vypracována metodika a zavedeno stanovení pro tyto látky (farmaka): Estron (E1),
Ethynylestradiol/EE2, 17b-Estradiol (E2), Ibuprofen, Kyselina salicylová, Diklofenak,
Kyselina klofibrová, Karbamazepin.
•
Publikování problematiky PPCP v recenzovaném a impaktovaném periodiku.
Svoboda, J., Fuksa, J.K., Matoušová, L., Schonbauerová, L.,Svobodová,A.,Váňa, M.,
Šťastný,V. Léčiva a čistírny odpadních vod - možnosti odstraňování a reálná data. VTEI
Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2009, roč. 51, č. 2, s. 9—12. ISSN
0322-8916. (3613_2537)
Pospíchalová, D. Stanovení vybraných farmak v povrchové a odpadní vodě kapalinovou
chromatografií s UV detekcí. Vodní hospodářství, 2009, roč. 59, č. 3, s. IV - VI. ISSN
1211-0760. (3613_2567)
Do konce listopadu bude připravena publikace Pospíchalová, D., Váňa, M., Martínková,
P., Jobánek, R., Fuksa, J.K., Wanner, F. Determination of pharmaceutics in sewage
waters and their concentration under wastewater treatment plants, která bude počátkem
prosince podána do redakce impaktovaného časopisu.
•
Vývoj a
ověření
nových
postupů
hodnocení
ekotoxikologických účinků bioakumulujících látek.
dlouhodobých
negativních
Vývoj nových postupů indukce jaterních enzymů – ukončena první fáze.
•
Příprava publikace ekotoxikologických poznatků v recenzovaném periodiku.
Probíhá sběr dat (poznatků).
Další uplatněné výstupy ze subprojeku 3614 řešeného do konce roku 2008:
•
Fuksa, J.K. Ekosystémové služby - nový pohled na užívání a ochranu vod. Vodní
hospodářství, 2008, roč. 58, č. 11, s. 372—375. ISSN 1211-0760 (3613_2191)
•
Fuksa, J.K. Bakteriální společenstva v povrchových vodách. Živa, 2008, roč. 2008, č. 5,
s. 196—198. ISSN 0044-4812. (3613_2194)
•
Fischer, P., Fuksa, J.K. Normvorschlage fur Arzneimittel. Wasserwirtschaft und
Wassertechnik, 2009, roč. 2009, č. 4, s. 10—16. ISSN 1438-5716. (3613_2536)
•
Svoboda J., Fuksa J., Váňa V., Kučera J., Wanner F. Trendy odstraňování vybraných
PPCP na aktivačních ČOV. In 8. mezinárodní konference a výstava Odpadní vody Wastewater 2009. Plzeň, 5.5.2009, s. 187—195. ISBN 978-80-254-4068-1. (3613_2541)
•
Krečmerová, P., Mičaník, T. Screening vybraných polutantů v odpadních vodách
z komunálních zdrojů znečištění v České republice. VTEI – Vodohospodářské technickoekonomické informace, 2009, roč. 51, č. 5, s. 11—14. ISSN 0322-8916 (3613_2697)
Neplánovaný výstup:
•
Příprava TNV Jakost vod – Metoda stanovení chronických účinků znečištění povrchových
vod
66
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
3.4 STUDIE VÝSKYTU LÁTEK V SOUČASNÉ DOBĚ
NEPODLÉHAJÍCÍCH PRAVIDELNÉMU SLEDOVÁNÍ
V HYDROSFÉŘE ČR
3.4.1 Předmět řešení
Stále existuje velké množství látek, jejichž rozšíření v životním prostředí a ekotoxikologické
vlastnosti nejsou dostatečně prozkoumány a informace o zatížení hydrosféry těmito látkami
jsou sporadické. Patří sem i řada pesticidních přípravků.
Pro tuto studii byly vybrány látky, které se dosud v České republice pravidelně nesledují, ale
jejich roční spotřeba není zanedbatelná (nad 10 000 kg ročně) a jejichž některé další
vlastnosti (nízká přijatelná denní dávka (ADI) či jejich nebezpečnost dle WHO) zavdávají
příčinu k jejich sledování.
3.4.2 Postup řešení a výsledky
Z výše uvedených důvodů byly na základě vstupní rešerše vybrány následující sloučeniny:
carboxin, phenmedipham, carbendazim, chloridazon, fenpropidin, spiroxamin, diquatdibromid, quazatin-acetát, clomazon a cypermetrin.
Analytické metody použité pro stanovení vybraných látek byly zvoleny dle kapacitních
možností laboratoří VÚV T.G.M., v.v.i. a dle dostupného přístrojového vybavení. Byly
vybrány jak metody využívající GC-MS, tak např. pro stanovení „quatů“ technika kapilární
izotachoforézy s kapilární zónovou elektroforézou (ITP-CZE), dále pak LC-MS.
Stručná charakteristika vybraných sloučenin
Jako zdroj pro charakteristiku vybraných sloučenin byly použity především Věstník Státní
rostlinolékařské správy (01/2009) a pasportizace pesticidů dle ČHMÚ.
Carboxin CAS-No. 5234-68-4, fungicid ze skupiny fenylamidů je používaný na ochranu
obilovin, řepky, brambor a dalších plodin proti houbovým chorobám, např. proti sněti,
skvrnitosti, fuzariozám a dalším. Je účinnou látkou přípravků Vitavax 200 WP, Vitavax 2000.
V roce 2007 bylo ho bylo v ČR aplikováno 22 197 kg. Jeho ADI je 0,01 mg.kg -1 tělesné
hmotnosti a den a dle WHO je pravděpodobně nebezpečný. Nálezy lze očekávat ve vodách.
Phenmedipham CAS-No. 13684-63-4, selektivní herbicid používaný především proti
dvouděložním jednoletým plevelům. Je účinnou složkou přípravků Betanal Elite 274 EC,
Betanal Expert, Betanal Quattro, Betasana SC, Betasana Trio SC, ChemTradeDesmedipham Extra, Duofan, Fenifan, KeMiChem-Desmedipham Plus, KeMiChemEthofumesat Plus, Kompakt Stefes Flo, Kontakttwin, Mix Double EC, Mix Stefes, Powertwin,
Synbetan Duo, Synbetan Mix, Synbetan P forte, Tandem Stefes. V roce 2007 ho bylo
aplikováno 26 850 kg, ADI je 0,03 mg.kg -1 a den a dle WHO je pravděpodobně nebezpečný.
V hydrosféře ho lze očekávat v povrchové vodě, plaveninách a sedimentech.
Carbendazim CAS-No. 10605-21-7 je benzimidazolový fungicid používaný především na
ochranu obilnin, např. proti padlí travnímu a rzi. Je součástí povolených přípravků Alert Beta,
Alert S, Alert Sun, Alto Combi 420 SC, Bavistin WG, Duett, Harvesan, Karben 500 SC,
Karben Flo Stefes, KeMiChem-Prochloraz Extra 380 SC, Sportak Alpha HF. V roce 2007
67
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
bylo aplikováno v ČR 55 921 kg a jeho ADI je 0,03 mg.kg-1 hmotnosti a den, dle WHO je
pravděpodobně nebezpečný. Nálezy lze očekávat ve vodách.
Chloridazon CAS-No. 1698-60-8 je systémový herbicid používaný pro ošetření cukrové
a krmné řepy, hubí širokou škálu jednoletých dvouděložných plevelů, s výjimkou trvalých
druhů. Chloridazon je obsažen a aplikován v přípravcích BUREX 430 DKV, BUREX EKO,
PYRADEX a PYRAMIN TURBO. V roce 2007 bylo aplikováno v ČR 38 511 kg, ADI je
0,16 mg.kg-1 hmotnosti a den, dle WHO je pravděpodobně nebezpečný. Nálezy lze očekávat
ve vodách.
Clomazon CAS-No. 81777-89-1 je účinnou látkou herbicidních přípravků používaných pro
hubení jednoletých dvouděložných plevelů v porostech řepky olejné ozimé a jarní,
bramborách, hrachu a máku. Je obsažen a aplikován v přípravcích BRASAN 540 EC,
COMMAND 36 CS. V roce 2007 bylo aplikováno v ČR 14 950 kg, jeho ADI je 0,12 mg.kg -1
hmotnosti a den, dle WHO je středně nebezpečný. Nálezy lze očekávat ve vodách.
Fenpropidin CAS-No. 67306-00-7, fungicid ze skupiny morfolinů je součástí přípravků
určených k ochraně pšenice a ječmene proti houbovým chorobám. Je obsažen a aplikován
v přípravku ARCHER TOP 400 EC. V roce 2007 bylo aplikováno 27 182 kg a jeho ADI je
0,005 mg.kg-1 hmotnosti a den, dle WHO je středně nebezpečný. Nálezy lze očekávat ve
vodách.
Spiroxamin CAS-No. 118134-30-8 je součástí přípravků používaných k ochraně pšenice
a ječmene proti houbovým chorobám a révy vinné proti padlí révovému. Je obsažen
a aplikován v přípravcích FALCON 460 EC a IMPULSE 500 EC. V roce 2007 bylo
aplikováno 22 829 kg a jeho ADI je 0,025 mg.kg -1 hmotnosti a den, dle WHO je středně
nebezpečný. Nálezy lze očekávat ve vodách.
Paraquat CAS-No.4685-14-7 a diquat dibromid CAS-No. 88-00-7 V metodice je
předpokládáno pouze zavedení stanovení diquatu-dibromidu. Do stejné skupiny pesticidů
patří i paraquat. Obě tyto látky lze stanovovat společně, a proto jsme tuto možnost využili.
Paraquat (N,N'-dimethyl-4,4'-bipyridinium dichlorid) a diquat (1,1'-ethylen-2,2'-bipyridyldiylium
dibromid) patří mezi neselektivní kontaktní herbicidy. Paraquat se řadí mezi perzistentní
látky, v půdě setrvává až 3 roky. Od roku 2007 je tento herbicid v Evropské unii zakázán.
Diquat-dibromid je účinnou složkou přípravků Agri Diquat - 200 SL, KeMiChem-Diquat 200
SL, KeMiChem-Diquat-I 200 SL, RC-Diquat 200 SL, REGO, RealChemie-Diquat 200 SL,
Reglone, Regular. V roce 2007 bylo aplikováno v ČR 19 450 kg diquatu a jeho ADI je
0,002 mg.kg -1 hmotnosti a den. Dle WHO je středně nebezpečný. Nálezy lze očekávat ve
vodách, plaveninách a sedimentech. Paraquat není již součástí žádného z povolených
přípravků k ochraně rostlin, ale protože patří k persistentním látkám, může se stále
v prostředí vyskytovat. V roce 2007 ho bylo ještě v ČR aplikováno 1616 kg, jeho ADI je
0,004 mg.kg -1 hmotnosti a den, dle WHO je středně nebezpečný. Nálezy lze očekávat
v povrchové vodě, plaveninách a sedimentech.
Guazatin acetát CAS-No. 115044-19-4 je součástí nertuťnatých mořidel ve formě
kapalného koncentrátu mísitelného s vodou na moření pšenice, žita a triticale (kříženec žita
a pšenice). Je obsažen a aplikován v přípravcích PANOCTINE 35 LS a ANOCTINE TOTAL.
Jedná
se
o směs reakčních produktů amidinace technického iminodi(oktamethylen)-diaminu,
68
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
obsahující několik guanidinů a polyaminů, přičemž hlavní složky jsou oktamethylendiamin,
iminodi (oktamethylen)diamin a oktamethylen-bis-iminoktamethylen-diamin ve formě
triacetátu. V roce 2007 bylo v ČR aplikováno 13 430 kg, jeho ADI není určeno, dle WHO je
středně nebezpečný. Nálezy lze očekávat v povrchové vodě.
Cypermethrin CAS-No. 52315-07-08, který patří mezi pyretroidy, je součástí insekticidních
přípravků Alimetrin 10 EM, Cyper 10 EM, Cyperkill 25 EC, Cyples, Nurelle D, které se
používají na ochranu jehličnanů proti některým škůdcům (lýkožrout smrkový, klikoroh
borový), brambor a rajčat proti mandelince bramborové, jabloní proti obaleči jablečnému
a dalším škůdcům. V roce 2007 bylo aplikováno v ČR 12 500 kg a jeho ADI je 0,05 mg.kg-1
hmotnosti a den, dle WHO je středně nebezpečný. Nálezy lze očekávat v povrchové vodě,
plaveninách, sedimentech a biotě.
Stručný popis použitých analytických postupů
Pro stanovení „quatů“ byla vybrána z důvodů dostupnosti a volné kapacity přístrojového
vybavení technika kapilární izotachoforézy s kapilární zónovou elektroforézou (ITP-CZE). Byl
zvolen vhodný elektrolyt, vhodné vlnové déky a postup SPE extrakce. Metodika byla ověřena
na reálných vzorcích. V současnosti se pracuje na snížení meze stanovitelnosti především
pro diquat (zvýšení výtěžnosti SPE, zvětšení nástřiku).
Pro stanovení clomazonu, spiroxaminu, fenpropidinu, chloridazonu a guazatin acetátu byla
v první fázi zvolena plynová chromatografie s hmotnostní detekcí. Byly nalezeny vhodné
separační a identifikační podmínky pro clomazon, spiroxamin, fenpropidin a chloridazon. Pro
clomazon, spiroxamin a fenpropidin se rovněž podařilo ověřit celý postup stanovení včetně
SPE extrakce z vody. Vzhledem k odlišnému chemickému charakteru jednotlivých pesticidů
je nutno tyto látky extrahovat ze vzorků vod různým způsobem (různé typy SPE kolonek a
způsoby eluce). Na úspěšné extrakci chloridazonu se v současné době pracuje. Předběžné
odhady mezí stanovitelnosti za použitých experimentálních podmínek jsou 8 ng.l -1 pro
clomazon, 10 ng.l -1 pro fenpropidin, 17 ng.l -1 pro spiroxamin. Stanovení guazatin acetátu
metodou plynové chromatografie se neosvědčilo. Vzhledem k tomu, že guazatin je směs
aminů a polyaminů, je výhodnější metodou pro jeho analýzu kapalinová chromatografie,
která v kombinaci s MS dokáže rozlišit jednotlivé komponenty směsi.
Carbendazim, fenpropidin, phenmedipham a clomazon budou doplněny do již zavedené
metody na stanovení pesticidů po přímém nástřiku odstředěného vzorku vody metodou
kapalinové chromatografie s hmotnostní detekci detektorem na principu trojitého kvadrupolu
za podmínek ionizace elektrosprejem. Jsou vybrány intové předchody, je třeba ještě ověřit
chromatografii s velkým nástřikem a určit meze stanovitelnosti.
Pro carboxin a chloridazon se bude ověřovat možnost stanovení pomocí LC-MS, pro
cypermetrin, který měl být původně stanovován pomocí LC-MS, bude testována metoda
GC-MS, která by měla být vhodnější (malá citlivost LC-MS).
Literatura použitá při práci bude uvedena v připravované publikaci.
3.4.3 Výstupy
•
Výběr a zavedení analytických metod pro stanovení vybraných látek, výběr vhodných
odběrových míst a zahájení screeningu v širším měřítku. Doporučení metod pro
vodohospodářskou praxi.
Na závádění metod se stále pracuje. V některých případech se původní předpoklad
neosvědčil a je nezbytná změna analytické metody (guazatin acetát, cypermetrin). Pro
některé pesticidy (diquat dibromid a paraquat) bude do konce roku zahájen screening.
69
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Příprava prvních podkladů pro publikaci o výskytu vybraných toxických látek s roční
celkovou spotřebou v ČR nad 10.000 kg.
Veškeré doposud získané podklady (literární rešerše, postupy stanovení) budou použity
v publikaci, která bude připravena v II. pololetí roku 2010.
•
Příprava workshopu na dané téma pro vodohospodářské laboratoře.
Na konec I. pololetí roku 2010 připravujeme k této problematice pracovní setkání se
zástupci vodohospodářských laboratoří.
70
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
4 ODDÍL D – VODA A ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÉ ČÁSTI
PŘÍRODY
4.1 VLIV SUCHOZEMSKÝCH EKOSYSTÉMŮ A DALŠÍCH VLIVŮ NA
OCHRANNÉ PODMÍNKY NA VODU VÁZANÝCH ZVLÁŠTĚ
CHRÁNĚNÝCH ÚZEMÍ
4.1.1 Předmět řešení
Problematika subprojektu je zaměřena na některé speciální aspekty vlivu povodí a
příbřežních společenstev na vodní ekosystémy. Studovány jsou jevy významné zejména
z hlediska ochrany citlivých společenstev v oligotrofních povodích, která jsou ve své většině
v ČR legislativně chráněna. Chráněná území, jejichž předmětem je ochrana menších částí
povodí nebo kratšího úseku vodního toku, vždy naráží na potřebu popsat a ovlivňovat
procesy v celém povodí. Na rozdíl od ekosystémů velkých řek nebo jezer jsou vlivy z povodí
dominantním faktorem ovlivňujícím stav drobných vod (Gomi 2002, Wiens 2002). Práce
tohoto subprojektu lze rozdělit do tří okruhů, využívajících rozdílné metodické postupy. První
okruh prací se zabývá vnosem partikulovaných organických částic do povodí z pramenných
mokřadů, druhý pak vývojem příslušných odběrových zařízení. Třetí okruh prací připravuje
podklady pro managementová opatření a vyhodnocuje jejich dopad v modelových ZCHÚ,
jejichž předmětem ochrany je primární říční síť. Pro řadu ZCHÚ v ČR je rozhodujícím
faktorem negativní vliv z povodí nebo naopak izolace regulované primární říční sítě od
interakcí se suchozemskými společenstvy narušující detritové řetězce (Simon, Hruška a kol.
2006, Douda et al 2007, Bílý et al 2008). Problematika ochrany a managementu povodí
ovlivňujících vodní ekosystémy je velmi složitá a vyžaduje vysoké náklady. Měla by proto být
postavena na podrobné vědecké evidenci a jasně stanovených prioritách (Miller and Hobbs
2007, Laycock 2009). Podrobnější informace o dosavadním průběhu prací a dosažených
výstupech podávají průběžné zprávy výzkumného záměru za roky 2005 až 2008 a jejich
přílohy (Simon a kol. 2005, Simon a kol. 2006, Simon a kol. 2007, Mičaník a kol. 2008).
V roce 2009 se práce zaměřily na plnění 3 hlavních cílů. Pokračoval výzkum detritu
v prameništích, nově se zaměřením na obsah živin a jeho transport níže po toku
v oligotrofním povodí. Na začátku vegetační sezóny začal sběr dat pro studii o transportu
plaveného detritu s využitím kontinuálních odběráků DDG a záznamových sond na
14 prameništích. Vývojové práce se soustředily na konstrukci kontinuálního odběráku DDP
pro toky s malým spádem. Nově se také objevila možnost právní ochrany odběráku DDG u
EPO. Pro vyhodnocení vlivu managementových opatření pokračoval sběr dat o jakosti vody
na síti drobných toků na experimentálním povodí. Byl dokončen všeobecně závazný právní
předpis (Návštěvní řád NP Šumava) a návrh legislativního předpisu (vyhláška o vzniku NPP
Zlatý potok).
4.1.2 Postup řešení a výsledky
Detrit
V rámci prvního okruhu byly zahájeny v únoru terénní práce na 14 vybraných prameništích v
povodí Blanice a Zlatého potoka dle metodiky pro rok 2009. Na základě dat, získaných v
loňském roce, bylo ze sady helokrénů vybráno 7 pramenišť s nízkou a 7 pramenišť s vyšší
koncentrací dusičnanů ve vodě z vývěrů (pod 3 mg.l -1 NO3 respektive nad 5 mg.l-1).
Pozornost byla zaměřena i na koncentraci ortofosforečnanů, hodnoty těchto dvou
chemických parametrů ale nekorelovaly, a proto byl dusík, jakožto nejpravděpodobnější
71
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
limitující faktor v oligotrofním prostředí, zvolen za hlavní ukazatel množství anorganických
živin ve vyvěrající vodě. V zimním období (únor – březen) byly ověřeny koncentrace
sledovaných živin ve vývěrech (dusičnany, ortofosforečnany a vápník), výsledky byly v dobré
shodě s loňskými daty.
Do vývěru každého ze sledovaných pramenišť byla instalována plastová výztuž o průměru
10 cm, která umožňuje odebírání nezkalených vzorků, a vývěry byly osazeny záznamovými
teploměry, které budou zůstávat na místě po celou dobu výzkumu. Pod většinu pramenišť
byl na odtokovou stužku umístěn měrný přeliv pro snadnější měření průtoku jímáním vody do
plastového vaku.
V květnu bylo provedeno první vzorkování detritu. Pomocí sedimentačních odběráků DDG
byly na každém sledovaném prameništi odebrány dva paralelní 24 hodinové
zakoncentrované vzorky detritu, reprezentující v průměru 250 l vody. Vzorkování probíhalo
na všech prameništích současně kvůli zachování stejných srážko-odtokových podmínek.
Celkem v 59 vzorcích, které vznikly rozsítováním a filtrací na tři velikostní frakce, bylo po
převedení na sušinu stanoveno množství základních živin (C, N, P) a vápníku.
Množství získaného detritu však nebylo dostačující pro všechny požadované analýzy
(stanovení DOC a TOC, celkového N, P a Ca) prováděné v pevné fázi. Proto byly od
srpnového odběru prodlouženy expozice odběráků DDG na 7 dní. Toto prodloužení se
ukázalo jako dostatečné. V srpnu bylo analyzováno dalších 35 vzorků sušiny. V letním
období se objevily organizační problémy se stanovením prvků na C-N-S analyzátoru u
externí laboratoře, která měla velmi dlouhou dodací lhůtu a došlo tak k zpomalení
zpracovávání průběžných výsledků. Jedno sledované prameniště ležící mimo území NPP
bylo v průběhu roku zničeno (vlastník pozemku provedl jeho odvodnění) a u dalšího došlo
k poklesu jeho vydatnosti tak, že nebylo možné provést odběr odtékajícího detritu. Na
6 prameništích byl proveden také odběr 10 l vzorku vody v době, kdy byly instalovány
odběráky DDG, aby bylo možno porovnat množství a složení detritu, zachyceného
odběrákem, s koncentrací detritu v prostém vzorku. Vzorkování jakosti vody ve vývěru bylo
v srpovém termínu doplněno o vzorky vody pod prameništěm.
Na prameništi, vybraném pro detailní sledování, byly instalovány 4 záznamové teploměry –
ve vývěru, odtoku, v osluněné části prameniště a mimo prameniště pro záznam teploty
vzduchu. Srážky jsou měřeny kontinuálně automatickou meteorologickou stanicí u blízké
nemovitosti, souběžně také manuálním srážkoměrem v bezprostřední blízkosti prameniště.
Na tomto prameništi již proběhlo detailní vzorkování 4 srážkových událostí (větší série
velkoobjemových vzorků). Předběžné výsledky ukazují jen dvojnásobné zvětšení průtoku i
koncentrace AFDM po prudké letní bouřce, což je příznivé s ohledem na možnost
bilancování. Slabší srážkové události mají jen stěží měřitelný vliv na hydrologii prameniště.
Dále budou vzorkovány srážkové události v podzimním období po prvních mrazech, v době
zimní oblevy a jarního tání.
Podle plánu v metodice bude vzorkování plaveného detritu pokračovat v roce 2010 zimním a
jarním odběrem. Výsledky budou zpracovány a publikovány v roce 2010 nebo 2011. Na
základě doporučení oponenta plánujeme ve druhé půlce roku 2010 zahájit sledování
transportu detritu z pramenišť říční sítí do páteřního toku. V roce 2010 budou také připraveny
k publikování některé výstupy prací z let 2007 a 2008.
Vývoj odběrových zařízení
Kvůli právní ochraně kontinuálního odběrového zařízení DDG, které je zatím chráněno jen
užitným vzorem č. 18924, jsme přikročili po konzultacích s patentovým zástupcem k podání
rozšířené patentové přihlášky na European Patent Office. Přihláška vychází z priority u
národního patentového úřadu (CZ/29.5.08/ CZA 2008 0329), byla odeslána po splnění všech
formálních procedur prostřednictvím patentového zástupce v květnu 2009. EPO byla
72
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
zaregistrována 30.7. 2009 a potvrzena pod číslem 09160694.7. Délka patentového řízení se
pohybuje okolo 4 let. V roce 2010 plánujeme odeslání žádosti o podrobný průzkum.
Článek, popisující funkci zařízení DDG, uvedený mezi výstupy v loňském roce jako odeslaný
do redakce, byl publikován v recenzovaném časopisu.
Patentní řízení ve věci PV 2008-329 u národního patentového úřadu postoupilo do druhého
roku trvání s předpokládanou délkou okolo 3 let.
V letošním roce probíhaly také práce na vývoji jiného typu odběráku, který bude schopen
pracovat na tocích s nízkým spádem. Toto zařízení bude potřebné pro následující fázi
výzkumu transportu detritových partikulí z primární říční sítě až do hlavního toku. Použití již
existujících zařízení, popsaných v dostupné literatuře, není pro účely výzkumu vhodné,
protože tato zařízení mají jen experimentální charakter a jsou materiálově náročná (Phillips
et al 2000, Replogle 2009, Lecce 2009) nebo neumožňují získání kvantitativního vzorku
(Scrudato 1988 -US patent 4762009).
Jednotlivé prototypy byly testovány zprvu jednotlivě a později v sériích na Šáreckém potoce,
Vltavě a Blanici. Po konzultacích v ústavu Hydrauliky a hydrodynamiky AV byl použit lom
nápustního hrdla ve tvaru strofoidy, který výrazně omezil tlakovou ztrátu celé hydraulické
soustavy. Nejmenší rychlost proudění vody potřebnou pro uvedení zařízení do chodu tak
bylo možné zmenšit na 0,2 m.s -1. Při nižších rychlostech, do 0,1 m.s-1, je pak možné odběrák
použít po odstranění odpadního potrubí jako kvalitativní lapač.
Výsledná konstrukce byla přihlášena k právní ochraně formou PUV 2009-21610 a po
konzultaci s patentovým zástupcem i formou přihlášky patentu (PV 2009-561). Právní
ochrana formou užitného vzoru byla přiznána 26.10.2009 pod číslem UV 2009-20173.
Celkově tedy v současné době probíhají 3 patentová řízení ve věci těchto patentových
přihlášek: PV 2008-329, PV 2009-561 a 09160694.7.
Managementová opatření
V rámci třetího okruhu prací probíhalo dlouhodobé sledování jakosti vody v revitalizovaných
tocích Včelničky a Sviňovické strouhy na dlouhodobých odběrových profilech. Za
hydrologický rok 2008–2009 bylo provedeno 12 sérií odběrů na 7 lokalitách. Bylo provedeno
vyhodnocení časových řad fyzikálně-chemických dat z lokality Včelnička a je připravován
článek do recenzovaného časopisu se širším autorským kolektivem, ve spolupráci
s Botanickým ústavem AV a StF ČVUT. Předložení článku do recenzního řízení
impaktovaného časopisu se předpokládá v roce 2010, záleží však na časových možnostech
spolupracovníků. Data z Sviňovické strouhy budou v roce 2010 ve spolupráci s AOPK ČR
využita při přípravě Plánu péče NPP Blanice.
Z výsledků sledování oligotrofního povodí Zlatého potoka v první fázi VZ 2005–2007 (jakost
vody, mapování primární říční sítě, návrh vymezení ZCHÚ, návrh limitů) byl dokončen výstup
v podobě legislativního podkladu. MŽP – odbor zvláště chráněných částí přírody dosud
nezahájilo legislativní proces vyhlašování. Termín předpokládané uznatelnosti výstupu tedy
není znám.
Jako výsledek prací v NP Šumava v letech 2005 a 2006, zaměřených na sledování dopadu
antropogenních disturbancí na dnová společenstva Teplé Vltavy (s doplněním v letech 2007
a 2008), byl po dlouhém správním řízení v dubnu t.r. schválen obecně závazný právní
předpis Návštěvní řád NP Šumava (Nařízení Správy Národního parku a chráněné krajinné
oblasti Šumava č. 3/2009 příloha II.) a výstup se stal uznatelným. Výsledky byly také
prezentovány na 2. ECCB formou přednášky. Společně s dalšími daty z měření, která
provádí dle naší metodiky správa NP i v roce 2009, plánujeme výstupy v roce 2010
publikovat.
73
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
4.1.3 Výstupy
•
Odeslání článku do recenzního řízení časopisu s IF, zaměřeného na fyzikálně chemické
parametry, ovlivňující ekosystém pramenišť.
Článek Fricová,K., Simon, O., Bílý,M., Douda,K., Kubíková, L. Composition of detritus in
microhabitats of submontane organogenic springs (Sumava, Czech Republic) byl
odeslán do impaktovaného časopisu Limnologica.
•
Výsledek promítnutý do právních předpisů – Vyhláška MŽP o vyhlášení NPP Zlatý potok
(v roce 2009 bude materiál dokončen, uznatelným se výstup stane po skončení
legislativního procesu v roce 2011)
Zpracováno ve spolupráci se subprojektem 3616. Výstup byl dokončen, proces
vyhlašování NPP Zlatý potok, s předpokládanou dobou trvání legislativního procesu
3 roky, neuplatněný výstup.
•
Registrace odběrového zařízení pro kontinuální odběr reprezentativních vzorků pro toky
s nízkým spádem (odběrák DDP) jako užitného vzoru.
Registrace proběhla v měsíci srpnu, (PUV 2009-21610, priorita ze dne 23.8. 2009 ),
výstup se stal uznatelným dnem zápisu 26.10.2009 pod číslem UV 2009-20173.
(3615_2643)
•
Článek v recenzovaném časopise Příroda Kubíková, L., Simon, O. Charakteristika a
oživení podhorských šumavských pramenišť s detailnějším zaměřením na rod hrachovka
(Pisidium)
Článek byl po recenzním řízení přijat do tisku ve výše uvedeném recenzovaném
časopise. (3615_2644)
•
Účast na mezinárodní konferenci 2nd European Congress of Conservation Biology, 1.5.9.2009.
Na konferenci byly prezentovány 2 příspěvky:
Kladivova,V., Simon, O.(2009) Tepla Vltava river ecosystem treat by excessive canoeing
– tolerable stress determinating. 2nd European Congress of Conservation Biology,
Prague, Czech Republic, 1- 5 September, 2009, Book of Abstrakts. p.27 oral
presentation, abstract (nebodovaný výstup) (3615_2657)
Kubikova,L., Fricova, K., Simon, O. (2009) The importance of spring aras for the
biodiversity of intvertebrates in oligotrofic catchment. 2nd European Congress of
Conservation Biology, Prague, Czech Republic, 1- 5 September, 2009, Book of
Abstrakts. p.27
speed oral presentation, abstract (nebodovaný výstup)
(3615_final1_2009)
Další dosažené výstupy:
•
Uplatněným se stal výstup prací z let 2005–2007, (doplněný v prosinci 2008 a březnu
2009) příloha II. Nařízení Správy Národního parku a chráněné krajinné oblasti Šumava č.
3/2009 – Návštěvní řád Národního parku Šumava. (3615_2211)
•
Uplatnitelným se stal článek Simon, O., Fricová, K. Kontinuální vzorkovač plavenin nové
konstrukce VTEI, Vodohospodářské technické – ekonomické informace, 2009, roč. 51, č.
2, s. 15-17. ISSN 0322-8916, příloha Vodního hospodářství 4/2009. (3615_2649)
•
Odběrák DDG (s platnou prioritou u národního patentového úřadu CZ/29.5.08/ CZA 2008
0329) byl přihlášen u European Patent Office. Přihláška byla 30.7. 2009 potvrzena a je
registrována pod číslem 09160694.7. Délka patentového řízení se pohybuje okolo 4 let.
(neuplatněný výstup)
74
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Po konzultaci s patentovým zástupcem byl odběrák DDP přihlášen také jako patent (PV
2009-561), zápis je předpokládán za cca 3 roky. (neuplatněný výstup)
75
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
4.2 VLIVY LESNÍCH EKOSYSTÉMŮ S RŮZNÝM ZPŮSOBEM
OBHOSPODAŘOVÁNÍ NA KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY
4.2.1 Předmět řešení
Subprojekt zkoumá působení lesních porostů na vodní ekosystémy. Výzkumná práce je
rozdělena do dvou okruhů: prvním je sledování kvality vody a biotických složek vodního
prostředí ve vztahu k typu lesního porostu, druhá část se věnuje dynamice dřevní hmoty
uložené v korytech neupravených vodních toků.
Kvalita vody v lesních ekosystémech
Práce směřují k zodpovězení otázky, zda je přeměna původního lesního ekosystému
v hospodářský monokulturní porost provázena změnou ve fyzikálně-chemických
parametrech kvality vody a bioindikačních společenstev v korytě. V předcházejících letech
řešení probíhalo vzorkování na pěti dvojicích malých lesních povodí v Moravskoslezských
Beskydech a Javorníkách. V každé dvojici bylo srovnáváno povodí s pralesovitým porostem
a jemu podobné povodí intenzivně lesnicky obhospodařované. V průběhu tří let byl získán
základní soubor dat o chemické kvalitě vody a množství vzorků bioindikačních společenstev
fytobentosu a zoobentosu.
Dynamika dřevní hmoty ve vodních tocích
Přítomnost břehové vegetace a mrtvého dřeva v korytě přirozeného vodního toku zásadně
určuje jeho charakter a biologickou rozmanitost. Specifickým rysem řady vodních toků v ČR i
Evropě je postupné stárnutí a samovolný vývoj břehových porostů, které se stávají zdrojem
mrtvé dřevní hmoty. Z pohledu ochrany přírody je tento vývoj na mnoha lokalitách žádoucí,
ale v obydlených oblastech může splavované dřevo zhoršovat povodňové škody. Pro
potřeby managementu přirozených vodních toků však chybí poznatky o dynamice mrtvého
dřeva v nivě a korytě vzhledem k dynamice průtoků a morfologické charakteristice koryta.
V této tematické části subprojektu je pomocí individuálního značení jednotlivých kusů dřevní
hmoty sledována její dynamika. V uplynulých letech řešení byl sledován přísun, ukládání a
pohyb dřevní hmoty uložené v nivě a korytě řeky Blanice na Šumavě a vývoj technické
stabilizace dřevní hmoty v korytě řeky Moravy v Litovelském Pomoraví.
4.2.2 Postup řešení a výsledky
Podle schválené metodiky byly pro rok 2009 naplánovány následující cíle:
•
Na lokalitách v Beskydech a Javorníkách pokračovat v menší míře ve sběru dat o
chemických parametrech vody odtékající z povodí a doplnit informace o lesnické
charakterizaci porostů ve sledovaných lesních povodích.
•
Dokončit determinaci a provést analýzu vzorků makrozoobentosu a fytobentosu ze
srovnávacích povodí malých lesních toků Beskyd a Javorníků.
•
Na lokalitách Blanice-Spálenec a Morava-Vrapač pokračovat ve sledování dynamiky
mrtvé dřevní hmoty v korytě a nivě vodního toku.
•
Provést průzkum horního toku Zlatého potoka na Šumavě s ohledem na charakter
břehových porostů a množství mrtvé dřevní hmoty.
76
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Kvalita vody v lesních ekosystémech
Pro rok 2009 byl v metodice naplánován menší rozsah terénních prací než v letech
předchozích. Důraz byl kladen na laboratorní zpracování vzorků získaných v předchozích
letech, jejich vyhodnocení a konečně sepsání publikací.
V průběhu roku 2009 bylo provedeno celkem šest sérií odběrů vzorků vody pro chemickou a
mikrobiologickou analýzu na všech pěti párech lokalit v Moravskoslezských Beskydech. V
laboratoři pokračovaly práce na determinaci vzorků makrozoobentosu odebraných na
lokalitách v letech 2006–2008. Vzorky zástupců méně četných taxonomických skupin jsou již
nyní určeny a rovněž se podařilo determinovat zástupce druhově početných řádů
Ephemeroptera, Plecoptera a Trichoptera. Výskyt některých problematických taxonů byl
potvrzen pomocí odchytů dospělců do Malaiseho pastí, které byly na lokalitách instalovány
během letní sezóny. Výsledky analýzy vybraných skupin bentosu (měkkýši a ploštěnky) byly
prezentovány na konferenci České a Slovenské limnologické společnosti v referátu
s názvem: „Vliv lesního hospodářství na vodní prostředí v prostoru Vnějších Západních
Karpat“. Výskyt kriticky ohroženého druhu pošvatky Arcynopteryx compacta, který byl během
výzkumu v Moravskoslezských Beskydech zjištěn, byl prezentován formou posteru na
mezinárodní konferenci 2 nd European Congress of Conservation Biology. Do recenzovaného
časopisu byl odeslán rovněž faunistický článek o pošvatce Leuctra digitata, jejíž výskyt v
oblasti Moravskoslezských Beskyd dosud nebyl hlášen. Část pracovních cest byla věnována
studiu lesnických charakteristik povodí s hospodářským lesem. Ve spolupráci s příslušnými
lesními správami byly doplňovány údaje o stáří a skladbě porostů, historii těžebních a
výchovných zásahů, obmýtí atd.
Dynamika dřevní hmoty ve vodních tocích
Po jarní povodni (cca Q1) bylo provedeno dohledání označených kmenů v korytě a nivě řeky
Blanice na lokalitě Spálenec (CHKO Šumava). Podle stejné metodiky použité v minulých
třech letech (podrobný popis uložení a polohy označeného kusu na transektu) byl
zaznamenán posun a fragmentace dřeva vlivem povodňových průtoků. Bylo označeno nově
naplavené dřevo a spočtena bilance přísunu a odplavení dřeva na lokalitě. Na transektu se
nachází přibližně 500 kusů označeného dřeva, jehož sledování probíhá již druhý rok ve
standardním režimu. Dílčí výsledky ze výzkumu v roce 2006, kdy byla na lokalitě
zaznamenána desetiletá povodeň, byly zpracovány do rukopisu odeslaného do
impaktovaného časopisu.
Z důvodu rozšíření počtu lokalit, kde je studována dynamika dřevní hmoty byl proveden
průzkum koryta Zlatého potoka (Šumava) v úseku Skříněřov-Chroboly. V květnu zde bylo
označeno štítky podle používané metodiky přibližně 250 kusů mrtvé dřevní hmoty a souší
stojících na břehu. Zlatý potok je neupravený tok 3. řádu dle Strahlera a svojí
charakteristikou (sklon, průtokový režim, šířka a sinusoita koryta) dobře doplňuje dosud
sledované lokality. Navíc jeho přítok (Luční potok) má mimořádně rychlou dynamiku tvorby
koryta a přináší velké množství plaveného dřeva.
Zaměření dřevní hmoty na lokalitě Vrapač v Litovelském Pomoraví proběhlo v období
vhodných průtokových podmínek na přelomu října a listopadu. Byl zdokumentován stav
kotvených kmenů instalovaných zde v roce 2003 a evidováno bylo rovněž spláví, které se na
těchto kmenech akumuluje. Vývoj koryta byl hodnocen obvyklým zaměřením posunu
břehové hrany a příčných profilů dna. Vývoj tohoto ojedinělého projektu stabilizace kmenů
v korytě byl prezentován na mezinárodní konferenci 2 nd European Congress of Conservation
Biology 2009 a zároveň byl připraven článek do časopisu Vodní hospodářství.
Problematika dřevní hmoty v korytech vodních toků byla prezentována na konferenci České
a Slovenské limnologické společnosti v referátu s názvem „Mrtvé dřevo – jaké má místo
v našich vodních tocích?“. Stav a zhodnocení technického ukotvení kmenů v korytě řeky
77
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Moravy bylo prezentováno v září na mezinárodní konferenci 2nd European Congress of
Conservation Biology 2009 formou posteru.
4.2.3 Výstupy
•
K publikaci v recenzovaném časopise bude odeslána práce „Vývoj technické stabilizace
dřevní hmoty v korytě Moravy v CHKO Litovelské Pomoraví“.
Rukopis článku: Kožený P., Vajner P., Žerníčková O., Šindler M. „Vývoj technické
stabilizace dřevní hmoty v korytě Moravy v CHKO Litovelské Pomoraví“ byl odeslán do
redakce recenzovaného časopisu Vodní hospodářství.
•
Do recenzovaného časopisu bude odeslána publikace „Kroča, J., Kuras, T. Skácelová,
O. : Phytobenthos of small streams in the Beskydy and Javorníky mountains.“
Rukopis publikace: Skácelová, O., Uher, B., Kroča, J. „Phytobenthos of small streams in
the Beskydy and Javorníky mountains“ byl odeslán do redakce recenzovaného časopisu
Časopis Slezského muzea Opava.
•
Pokračování práce na publikaci Kroča, J., Kuras, T. Skácelová, O., Kožený, P.
Phytobenthos indicated impact of production- and virgine forest on small streams in the
Beskydy and Javorníky mountains. (bude odesláno do impaktovaného časopisu)
Z důvodu širšího autorského kolektivu se práce na přípravě článku zpozdily. Článek
bohužel nebude v roce 2009 odeslán do redakce impaktovaného časopisu, jak bylo
původně zamýšleno. Jeho příprava se přesouvá na rok 2010.
•
Do impaktovaného časopisu bude odeslán článek Kožený, P. Large woody debris
movement and deposition in a natural fourth order stream.
Rukopis byl odeslán do impaktovaného časopisu Forest Ecology and Management.
•
Výsledek promítnutý do právních předpisů – Vyhláška MŽP o vyhlášení NPP Zlatý potok
(v roce 2009 bude materiál dokončen, uznatelným se výstup stane po skončení
legislativního procesu v roce 2011) – ve spolupráci se subprojektem 3615.
Výstup byl zpracován ve spolupráci se subprojektem 3615 a byl v roce 2009 dokončen.
Probíhá vyhlašování NPP Zlatý potok s předpokládanou dobou trvání legislativního
procesu 3 roky. (neuplatněný výstup)
•
Účast na mezinárodní konferenci 2nd European Congress of Conservation Biology, 1.5.9.2009.
Formou posteru zde byly prezentovány dva příspěvky:
Kroča, J. Arcynopteryx compacta (McLachlan, 1872) - research of critically endangered
species in Moravskoslezské Beskydy Mts. (Czech Republic). In Book of Abstracts, 2nd
European Congress of Conservation Biology, Prague, Czech Republic, 1.9. 2009, Czech
University of Life Sciences. p.187. ISBN 978-80-213-1961-5. (nebodovaný výstup)
(3616_final1_2009)
Kožený, P., Vajner, P. Šindlar, M. Large wood stabilization in the Morava river, Czech
Republic - how to conserve wood in a natural river. In Book of Abstracts, 2nd European
Congress of Conservation Biology, Prague, Czech Republic, 1.9. 2009, Czech University
of Life Sciences. p.186-187. ISBN 978-80-213-1961-5. (nebodovaný výstup)
(3616_final2_2009)
78
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Další výstupy:
•
Kroča, J. Leuctra digitata Kempny, 1899 (Plecoptera: Leuctridae) in the Moravskoslezské
Beskydy Mts. and Podbeskydská pahorkatina Upland (Czech Republic).
Článek byl v roce 2009 odeslán do recenzovaného časopisu Časopis Slezského muzea
Opava. V recenzním řízení.
•
Kožený, P., Simon, O. Mrtvé dřevo ve vodních tocích - čas změnit zákony?
Článek byl přijat do redakce a bude otištěn. Kožený, P., Simon, O. Mrtvé dřevo ve
vodních tocích – čas změnit zákony?. Příroda. Sborník prací z ochrany přírody, 2009, č. ,
s. 0—0. ISSN. 1211-3603. (3616_2296)
•
Chvojka, P., Komzák, P. Špaček, J. (2009) New faunistic records of Trichoptera (Insecta)
from the Czech Republic, III.
Faunistický článek zpracovaný s využitím dat z Moravskoslezských Beskyd je
v recenzním řízení časopisu Acta Musei Moraviae, Scientiae biologicae. V recenzním
řízení.
Články ve sbornících z konferencí:
•
Kroča, J, Kožený, P. Vliv lesního hospodářství na vodní prostředí v prostoru Vnějších
Západních Karpat. In Lenka Kröpfelová, Jana Šulcová Sborník příspěvků 15. konference
České limnologické společnosti a Slovenskej limnologickej spoločnosti. Třeboň,
22.6.2009. Třeboň : ENKI o.p.s. Třeboň, 2009, s. 155-158. ISBN 978-80-254-4698-0.
(nebodovaný výstup) (3616_2698)
•
Kožený, P. Mrtvé dřevo: jaké má místo v našich vodách? In Lenka Kröpfelová, Jana
Šulcová Sborník příspěvků 15. konference České limnologické společnosti a Slovenskej
limnologickej spoločnosti. Třeboň, 22.6.2009. Třeboň : ENKI o.p.s. Třeboň, 2009, s. 137141. ISBN 978-80-254-4698-0. (nebodovaný výstup) (3616_2634)
•
Mlejnková, H., Horáková, K., Kroča, J. Distribuce planktonních bakterií v pramenných
oblastech CHKO Beskydy. In Prokšová, M. Mikrobiologia vody a životného prostredia.
Poprad, Slovensko, 30.9.2009. Bratislava: 2009. (v tisku). (Ve spolupráci se
subprojektem 3609, nebodovaný výstup) (3616_2619)
79
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
4.3 PODMÍNKY ZACHOVÁNÍ VÝSKYTU ZVLÁŠTĚ CHRÁNĚNÝCH
DRUHŮ VODNÍCH A MOKŘADNÍCH ORGANISMŮ
4.3.1 Předmět řešení
Obsahem subprojektu je základní výzkum zaměřený na získávání nových poznatků
týkajících se biologie zvláště chráněných druhů na vodu vázaných organismů, jejich
společenstev, biotopů výskytu a interakcí mezi populacemi dotyčných druhů a prostředím.
Velcí mlži
Hlavním letos zpracovávaným tématem jsou reprodukční biologie a ekotoxikologie velkých
mlžů, konkrétně druhů Unio crassus a Anodonta anatina. Ontogenetický vývoj u této skupiny
organismů probíhá přes mikroskopické larvální stádium (glochidium), které parazituje na
rybích hostitelích (Watters, 2006). Mlži jsou v tomto stádiu vývoje a také v období
bezprostředně po odpadnutí z hostitelské ryby extrémně citliví k vnějším vlivům (Cope et al.,
2008). Poznání faktorů, které je v tomto období nejvíce ovlivňují, přispívá k odhalování příčin
jejich ohrožení a vymizení z volných vod (Van Hassel a Farris, 2007a).
V návaznosti na loňský rok řešení jsme pokračovali v experimentech testujících vhodnost
různých rybích hostitelů. Loni provedené laboratorní testy toxicity s uměle odchovanými
juvenilními jedinci mlžů byly vyhodnoceny a zpracovány do publikace. V oblasti
ekotoxikologické problematiky jsme letos pokračovali ve sběru materiálu a laboratorních
stanovení na obsah těžkých kovů ve svalovině Anodonta anatina.
Původní a introdukované druhy raků
Prvním tématem je statistické zpracovávání dvou velkých datových sad, a to výsledků
celorepublikového mapování výskytu raků a soubor dat o chemismu vody v síti profilů toků,
kde by se raci mohli potenciálně vyskytovat. Cílem je zhodnocení vztahu výskytu našich
původních druhů raků a chemismu vody. Výzkum probíhá ve spolupráci s AOPK ČR.
Druhým tématem je autekologie, především migrační aktivita našich původních druhů
Austropotamobius torrentium a Astacus astacus a introdukovaného druhu Orconectes
limosus, který svou přítomnopstí předsavuje pro původní druhy raků vážné nebezpečí.
(Mlíkovský et al. 2006). Hlavními studijními lokalitami jsou povodí Stroupinského potoka
(CHKO Křivoklátsko) a Pšovka (CHKO Kokořínsko). První z lokalit je unikátní svým
současným výskytem A. torrentium a Astacus astacus a skýtá ojedinělou možnost studia
interakcí mezi oběma druhy našich původních raků. Na Pšovce je v současné době mezi
populacemi druhu O. limosus a domácího A. astacus asi 15 km toku. Otázka migrace
O. limosus je tedy na této lokalitě velmi důležitá. V letošním roce byly na obou lokalitách
dokončeny dvouleté terénní práce započaté v roce 2008.
Společenstva zimujících vodních ptáků
Vodní ptáci jsou nedílnou součástí akvatických ekosystémů (Andrikovics, 2008). Jejich
ochrana v ČR je dosud zaměřena především na hnízdní populace (se stavem hnízdící
populace určitého druhu ptáka je svázán např. statut stupně ohrožení dotyčného druhu na
území ČR). Přitom pro řadu druhů zejména vodních a mokřadních ptáků je území ČR klíčové
především z hlediska shromaždišť jejich zimujících populací. Střední Čechy, díky přítomnosti
dvou velkých nezamrzajících řek, jsou pro některé zimující druhy oblastí významnou nejen
v rámci ČR, ale i střední Evropy. Jednou z nejdůležitějších zimovacích lokalit je Vltava
v pražském intravilánu – nejstarší souhrnné údaje o zimujících vodních ptácích na tomto
80
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
úseku Vltavy uvádí publikace Wahla (Wahl 1944) a Bauma (Baum 1955). Podrobné údaje o
vývoji pražského zimoviště vodních ptáků v letech 1975 až 2000 byly publikovány v roce
2002 (Bergmann 2002).
Nezbytným předpokladem pro dlouhodobé hodnocení trendů kvality i kvantity zimujících
společenstev vodních ptáků je udržení kontinuity pravidelného sčítání populací na
zimovacích lokalitách. V rámci tohoto subprojektu VZ zajišťujeme pravidelné kontroly nejen
na pražském zimovišti, ale i na většině významných středočeských lokalit, o něž bylo
v uplynulých 5 letech sčítání rozšířeno. Druhou částí výzkumu je průběžné zpracovávání a
publikování výsledků jak z aktuálních, tak historických dat (Bílý et al., 2008)
Společenstva olšin
Mezi cenné semiakvatické biotopy, hostící množství ohrožených druhů organismů, patří mj.
i olšiny. Jde o lokality s trvale vysokou hladinou podzemní vody (Ellenberg, 1996) a jsou
proto výrazně ovlivňované vodním koloběhem. I díky tomu jde o společenstva, která jsou
velmi silně dotčena změnami krajiny v důsledku lidské činnosti. Velké množství těchto
biotopů v minulosti zaniklo nebo bylo silně degradováno (Döring-Mederake, 1990; Ellenberg,
1996). Na druhou stranu, olšiny mohou být i produktem sekundární sukcese při zarůstání
neobhospodařovaných mokrých luk. Předmětem našeho výzkumu byla analýza vývoje a
aktuálního stavu vybrané série lokalit olšin na území ČR a hodnocení příčin jejich degradace.
4.3.2 Postup řešení a výsledky
Velcí mlži
Byla realizována druhá etapa vybavení laboratoře pro experimentální odchovy velkých mlžů,
spočívající v kompletaci zařízení umožňujícího současné separátní držení až 80 jedinců
hostitelských ryb. Na tomto zařízení byly letos provedeny 2 experimenty. První testoval vliv
původu velevruba Unio crassus a hostitelské ryby na úspěšnost vývoje parazitické fáze mlže
(mlži a ryby pocházející ze stejné vesrus různé lokality), druhý navázal na loňský experiment
testující vhodné rybí hostitele s tím, že jsme otestovali ve větším počtu některé další druhy
ryb (parma, perlín, jeseter). Výsledky budou příštím rokem připravovány k publikaci.
Byla sepsána a vydána publikace hodnotící loňský experiment testující akutní toxicitu
dusičnanového dusíku (N-NO3-) pro juvenilní jedince Unio crassus a Anodonta anatina.
Výsledky studia toxicity dusičnanového dusíku pro juvenilní stádia dokumentují značnou
toleranci studovaných druhů vůči tomuto polutantu. Práce tak dokladuje spíše indikační
význam N-NO3-, nežli přímý negativní vliv na studované druhy.
Pro rozbory těžkých kovů byla odebrána série 40 jedinců Anodonta anatina ze 4 lokalit na
podélném profilu řeky Sázavy. Na těchto vzorcích bude hodnocen vliv biotických i
abiotických faktorů na akumulaci těžkých kovů v těle mlže a hodnocen jejich bioindikační
význam. První výsledky byly prezentovány na mezinárodní vědecké konferenci.
Původní a introdukované druhy raků
Statistické hodnocení výskytu raků a chemismu vody provedené v loňském roce přineslo
více významných výsledků. Lokality s výskytem našich původních raků vyžadují jakost vody
ve vyšší kvalitě, než stanoví nařízení vlády č. 71/2003 Sb. Dále v tocích s výskytem raka
říčního byla zaznamenána lepší jakost vody než v tocích, ve kterých se naši původní raci
nevyskytují. Dále se ukazuje, že oba naše původní druhy raků jsou stejně náročné na kvalitu
vody.
Na základě získaných poznatků letos probíhaly práce na 3 publikacích. Byla sepsána a
vydána publikace na téma obecných souvislostí mezi výskytem raků a jakostí vody. Ve
81
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
spolupráci s AOPK ČR probíhaly práce na publikaci, shrnující dosavadní poznatky o
rozšíření a biologii raků v ČR (Raci v ČR). Její vydání se předpokládá na přelomu let
2009/10. Dále byla sepsána a k odeslání do redakce časopisu připravena publikace na téma
vlivu kvality vody na původní a introdukované druhy raků v ČR.
Migrace raků na Pšovce byla letos sledována jednak radiotelemetricky, jednak pomocí vrše.
Cílem je zjištění migračních schopností a preference úkrytů označených jedinců Orconectes
limosus v různých ročních obdobích. Po loňském letním experimentu, kdy raci po dobu
1 měsíce vykazovali značně omezený pohyb, jsme letos provedli další dva jednoměsíční
experimenty: Jarní, kdy byla migrační aktivita velmi vysoká, a podzimní, kdy naopak raci již
nemigrovali téměř vůbec. Spolu s loňskými výsledky tak vznikla série dat pokrývající
migrační aktivitu O. limosus v klíčových obdobích sezóny. V příštím roce budou tato data
statisticky vyhodnocena. Studie na Pšovce probíhá ve spolupráci s PřF UK Praha.
Vyhodnocení loňského experimentu provedeného na Stroupinském a Brovském potoce, při
kterém bylo v období srpna a září označeno pomocí elastomerů cca 800 jedinců Astacus
astacus a Austropotamobius torrentium, a poté pomocí zpětných odchytů zjišťovány jejich
přesuny, ukázalo výrazně odlišné migrační chování obou druhů. Aby bylo možno tento
výsledek potvrdit a zobecnit, byl experiment letos metodicky shodně zopakován. Denzita
jedinců (včetně zpětně odchytávaných) byla velmi obdobná loňsku, navíc se podařilo odchytit
několik jedinců značených před jedním i dvěma roky. Celkové vyhodnocení experimentu,
včetně určení populační hustoty obou druhů, plánujeme na příští rok.
Pokračovala specializovaná inventarizace lokalit výskytu Austopotamobius torrentium,
(chemismus, početnost a stav populace raků na lokalitě, morfologie toku). Navštíveno bylo
20 lokalit.
Společenstva zimujících vodních ptáků
V běžné sezóně bylo zajištěno pravidelné sčítání zimujících populací na středočeských
vodách, se zřetelem na zvláště chráněné druhy, ve spolupráci s Českou společností
ornitologickou. Byly průběžně hodnoceny výsledky z uplynulých sezón. Po loňské publikaci,
zabývající se prostorovou distribucí a preferencí habitatů hodnocených pro celé
společenstvo, celou sledovanou oblast středních Čech a dvě sezóny (Bílý et al. 2008) byla
letos sepsána a vydána publikace zaměřená na dlouhodobější vývoj stavu zimujících
populací dvou vybraných druhů (Fulica atra, Gallinula chloropus). Dále probíhají práce na
publikaci zaměřené na pražské zimoviště, a to na sezónní změny společenstva na základě
hodnocení 15-leté řady pozorování, v souvislosti s limnologickými a klimatickými
charakteristikami.
Společenstva olšin
Byl hodnocen historický vývoj na pěti lokalitách olšin v ČR, a to jednak s využitím analýzy
historických leteckých snímků, jednak s využitím dendrochronologie. Cílem bylo popsat
historické změny v charakteru dotyčných olšinných společenstev (především ve vegetačním
pokryvu) a určit příčiny těchto změn. Výzkum probíhal ve spolupráci s FŽP ČZU Praha. Naše
pracoviště řešilo zejména aplikaci metod GIS na prostorové analýzy zpracovávané v rámci
studie. Výsledky prokázaly především vliv změn hladiny podzemní vody, k níž v minulosti
docházelo v důsledku melioračních zásahů.
82
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
4.3.3 Výstupy
•
článek o průběhu larválního vývoje velevruba tupého Unio crassus na různých
hostitelských druzích ryb a vitalitě juvenilních jedinců bude odeslán do impaktovaného
časopisu:
Douda, K. (2009, in press) Effects of nitrate nitrogen pollution on Central European
unionid bivalves revealed by distributional data and acute toxicity testing, Aquatic
conservation: marine and freshwater ecosystems (Impact factor za rok 2008: 1.619).
(3608_2233).
•
článek o nárocích raka říčního a dalších druhů raků žijících v ČR na jakost vody bude
odeslán do impaktovaného časopisu:
Publikace Svobodová, J., Douda, K. Štamberková, M. Picek, J., Vlach, P. and Fischer, D.
Water quality requiremens of native and invasive crayfish in streams in the Czech
Republic byla odeslána k recenznímu řízení.
•
článek zabývající se historickým vývojem pražského
v recenzovaném časopise:
zimoviště vodních ptáků
Mourková,J., Bergmann,. Bílý, M. (2009) Zimování slípky zelenonohé (Gallinula
chloropus) a lysky černé (Fulica atra) ve středních Čechách v letech 1995/96 - 2006/07
a v Praze v letech 1970/71 - 2006/0), Sylvia, 45: 121- 136. (3608_2653)
•
odborný článek do časopisu Vodní hospodářství zabývající se využitím software pro
hodnocení vlivu chemismu na výskyt raků - vzhledem k naplněnosti letošních čísel VH
byl sepsán a odeslán článek do jiného časopisu.
Svobodová, J., Douda, K. & Vlach, P. Souvislost mezi výskytem raků a jakostí vody
v České republice. - Bulletin VÚRH Vodňany, 45, 2-3: 100-109. (3608_2650)
Další bodované výstupy:
•
Douda J., Čejková A., Douda K., Kochánková J. (2009) Development of alder carr after
abandonment of wetland grasslands during the last 70 years. Annals of Forest Science
66, 712, p.1-13. (Impact factor za rok 2008: 1.554). (3608_2628)
Další výstupy (popularizační články):
•
Douda, K., Beran, L. (2009) Ochrana velevruba tupého v České republice. Ochrana
přírody 2009/2. s. 16-19. (3608_2646)
•
Beran, L., Douda, K. (2009) Bečva - nejvýznamnější moravská lokalita velevruba tupého.
Ochrana přírody 2009/2. s. 19-21. (3608_2648)
Účast na konferencích:
•
Matasová, K., Lualyová, Z., Juračka, P.J., Smejtek,L., Bílý,M., Petrusek, A. Activity
patterns of the invasive crayfish Orconectes limosus in a stream flowing through a
fishpond. Regional European Crayfish Workshop: Future of native crayfish in Europe,
Písek, Czech Republic, 7.-10.9.2009. (3608_final1_2009)
•
Svobodová, J., Douda, K., Vlach, P. Souvislost mezi výskytem raků a jakostí vody v
České republice. Ochrana raků v kontextu s rybářským hospodařením, Písek ,10.-11. 9.
2009. (3608_final5_2009)
83
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Douda, K. Water quality criteria for protection of endangered unionid bivalves from nitrate
nitrogen pollution. Book of abstracts - 2nd European Congress of Conservation Biology,
Czech University of Life Sciences. p. 165. (3608_final3_2009)
•
Bílý, M., Simon, O., Vítek, L. Possibilities of heavy metals influence on Margaritifera
margaritifera population in Bohemian- German border streams. -2nd European Congress
of Conservation Biology, Czech University of Life Sciences. p. 156. (3608_final4_2009)
84
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
5 ODDÍL E – PLOŠNÉ A DIFÚZNÍ ZDROJE ZNEČIŠTĚNÍ
5.1 VLIVY ZEMĚDĚLSKY OBHOSPODAŘOVANÝCH POVODÍ NA
KVALITU ODTÉKAJÍCÍ VODY
5.1.1 Předmět řešení
Zemědělské hospodaření na půdách, jako jeden z klíčových antropogenních vlivů v krajině,
významným způsobem ovlivňuje stav povrchových a podzemních vod. Vnáší do půdy
a zprostředkovaně i do vod široké spektrum běžných i specifických znečišťujících látek, které
mohou negativně ovlivňovat jakost vod, celkový stav vodních ekosystémů a v některých
případech i na vody vázané terestrické ekosystémy.
Z tohoto důvodu je řešení problematiky zemědělského znečištění vod orientováno na popis
a podrobné studium způsobu transportu a transformace znečišťujících látek a hodnocení
indikátorů zemědělského znečištění různého typu v systému půda – horninové prostředí –
voda (vodní ekosystém). Jedním z hlavních cílů řešení je posoudit skutečný vliv
zemědělského hospodaření na stav vod ve srovnání s ostatními významnými
antropogenními vlivy jako je komunální a průmyslové znečištění nebo zatížení vod
atmosférickou depozicí. Dalším cílem řešení je zobecnit výsledky získané výzkumem
v pilotních povodích a vybraných oblastech pro různé typy zemědělského hospodaření a pro
různé půdně klimatické podmínky na celém území České republiky. Neméně významným
cílem řešení subprojektu je získat údaje o pozaďovém znečištění vod v zemědělské krajině
v závislosti na půdních a hydrologických podmínkách, klimatických poměrech, převažujícím
způsobu hospodaření a dalších charakteristikách studovaných oblastí. Řešení subprojektu je
mimo jiné orientováno tak, aby získané výsledky bylo možné využít pro potřeby analýzy
významných antropogenních vlivů v Plánech oblastí povodí nebo pro potřeby implementace
Nitrátové směrnice, která se jako jedna z mála směrnic Evropské unie zabývá zemědělským
znečištěním vod.
V roce 2009 byly v subprojektu naplánovány práce, které ve všech čtyřech řešených
okruzích směřovaly zejména k přípravě publikací a uplatnění výsledků shromážděných
v předchozích letech řešení. Kromě publikačních aktivit byly některé výsledky výzkumů
prezentovány na národních i mezinárodních konferencích a workshopech. Dále také
v okruzích věnovaných fosforu a mikrobiálnímu znečištění pokračovaly terénní práce
zaměřené na doplnění dalších údajů se speciálním zřetelem na vybraná pilotní povodí.
5.1.2 Postup řešení a výsledky
Problematika zemědělského znečištění vod byla v subprojektu v roce 2009 řešena jako
v předchozích letech ve čtyřech tématických okruzích, které se zabývají znečištěním vod
dusíkatými látkami, fosforem a pesticidy a sledují mikrobiální znečištění vod ze zemědělství.
Podrobnější představu o postupu řešení a výsledcích tématických okruhů v roce 2009
přinášejí následující čtyři podkapitoly.
Zemědělské znečištění vod dusíkem
V prvním okruhu řešení, který je věnován problematice dusíku a Nitrátové směrnici proběhlo
během jarních měsíců zpracování dat z monitoringu ZVHS pro následné statistické
hodnocení obsahu anorganických forem dusíku a celkového fosforu s cílem testovat
metodiku vymezování zranitelných oblastí podle eutrofizace povrchových vod. Byly
zpracovány výsledky z období 2006–2009 z necelých 1000 profilů. Z výsledků hodnocení
85
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
vyplývá, že na menších tocích, kde byly zjišťovány pravidelně vysoké koncentrace fosforu,
obvykle nedominuje plošné znečištění indikované převahou dusičnanové formy dusíku.
Pravidlem také bylo, že toky, ve kterých byly zjištěny velmi nízké koncentrace fosforu, jsou
naopak dominantní podílem dusičnanové formy dusíku a je zřejmé, že jsou zatěžovány
převážně odtokem z ploch. Tato zjištění dobře korespondují i s výsledky z experimentálních
povodí sledovaných v tématickém okruhu pro fosfor, ve kterých nejsou prokazatelně žádné
komunální zdroje znečištění ani znečištění ze samot a rozptýlené zástavby. V těchto
povodích byly v rámci tříletého vzorkování zjištěny nízké koncentrace fosforu odtékajícího za
bezdeštných situací, zatímco koncentrace dusičnanů a jejich poměr k ostatním sledovaným
anorganickým formám dusíku byl vysoký. Z výsledků také nepřímo vyplývá, že hlavním
důvodem vysokých koncentrací fosforu a tedy i eutrofizace v hodnocených tocích bude
především vypouštění nečištěných nebo nedokonale čištěných odpadních vod ze středních a
malých sídel a přísun fosforu z plošného znečištění bude až na výjimky nevýznamný. Pokud
srovnáme výsledky testování velmi podrobných dat z malých toků (ZVHS) a analýzy
provedené dříve na velkých tocích sledovaných monitoringem ČHMÚ a státních podniků
Povodí, zjistíme, že v místech, kde bylo indikováno vysoké zastoupení plošného znečištění,
potvrzují totéž i vyhodnocení provedená na drobných tocích. Výhodou podrobného
hodnocení v detailu povodí je skutečnost, že uvedený postup umožňuje odlišit i v rámci
povodí oblasti s převahou plošného či bodového znečištění. Pro definitivní doladění metody
pro vymezení zranitelných oblastí z důvodu eutrofizace bude do konce letošního roku
provedeno testování různých limitů poměru dusičnanového dusíku ku celkovému
anorganickému dusíku v několika pilotních povodích s rozdílnými typy znečištění. V příštím
roce bude připraven z výsledků hodnocení článek do recenzovaného, případně
impaktovaného časopisu a bude dokončena finální verze metodiky pro vymezení
zranitelných oblastí z důvodu eutrofizace.
Zemědělské znečištění vod fosforem
V druhém okruhu řešení, který se věnuje problematice odtoku fosforu ze zemědělských půd,
byly i v letošním roce prováděny odběry vzorků a měření vybraných charakteristik v pilotních
povodích pro určení meziroční variability odtoku fosforu v mimoerozním a erozním odtoku.
Současně probíhalo průběžné vyhodnocování výsledků a paralelní příprava několika
publikací a příspěvků na národní i mezinárodní konference. Ve srovnání s rokem 2008 byl
navýšen počet sledovaných profilů v povodí Vintířovského potoka (z 5 na 11) k podchycení
rozmanitých kombinací vegetačního krytu a jeho vlivu na odtok fosforu. Ve všech případech
jde opět o vrcholová povodí splňující podmínku nepřítomnosti lidských sídel, či jiných
bodových zdrojů. Navíc čtyři nové profily byly již od ledna osazeny měrnými přelivy, což
umožní i jejich látkovou bilanci. Jedno povodí je přitom ze 100% lesní a bude sloužit jako
referenční pro celý datový soubor. Tímto rozšířením v rámci jednoho povodí sledujeme
variabilitu v mikroměřítku. Její hlavní zdroj, tj. různé osevní postupy vč. hnojení, nebylo
možné zatím posoudit jednoznačněji (zejména kvůli klimatickým rozdílům). V povodí Kašnice
byl navíc proveden podrobný průzkum podélného profilu pro zjištění vlivu anoxických
sedimentů nad uzávěrovým profilem. Oproti roku 2008 se tedy celkový počet sledovaných
povodí/profilů změnil z 14/21 na 14/30. Měsíční frekvence odběrů zůstala jinak zachována,
vč. spoluúčasti tří externích spolupracovníků zajišťujících některé odběry na
nejvzdálenějších moravských povodích. Sada měřených a analyzovaných parametrů byla
rozšířena o stanovení síranů (tj. 15+1). K 31.10. 2009 bylo odebráno celkem 357 vzorků
vody.
Počet instalovaných lapačů plavenin (34) zůstal zachován. V období I-X bylo zachyceno
78 vzorků vody z vysokých průtoků, což je maximum za tříleté období. Vysoký počet je dán
především častými a intenzivními bouřkami v letošním létě, ale i kvalitou konstrukce lapačů,
které dobře odebrali vzorky i při tání sněhu – odolaly cca 1m hluboké vrstvě sněhu (!). Nový
typ lapače je již zaregistrován Úřadem průmyslového vlastnictví jako Užitný vzor č. 19465.
86
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Článek „Pasivní bodový vzorkovač vody a plavenin“ o jeho konstrukci a zkušenostech byl
odeslán k uveřejnění v příloze VTEI ve Vodním hospodářství (tisk se očekává v č. 2/2010).
Vzhledem k personálním redukcím v odd. 282 nebylo možné uskutečnit odběr přívalové vlny
plánovaný jako separátní úkol. Rozhodující je logistické hledisko. Např. během
červencového odběru se nám náhodou podařilo během několika hodin dorazit na profil
Lhotského p. (okr. Benešov), kde v noci prošla erozní vlna. Bohužel jsme neměli ani
dostatečný objem vzorku ani čas k transportu vzorků přímo do laboratoře. Navíc bez
změřeného průtoku jsou takové výsledky snáze zpochybnitelé. Z této zkušenosti plyne, že
není jiná možnost, než na vlnu „počkat“ přímo na lokalitě (automatický vzorkovač
s kontinuálním měřením výšky hladiny nebylo zatím možné z finančních důvodů pořídit).
Přísun fosforu emitovaného s erozí, jeho chemická a fyzikální charakterizace a jeho případný
vliv na společenstvo fytoplanktonu v zasažených vodních útvarech se zdají být velmi
podstatné. Získaná data umožní mnohem autoritativnější interpretaci všech dosud
shromážděných výsledků bezdeštných i erozních odtoků fosforu.
Z důvodu zpřesnění ploch, které jsou odvodňovány melioračními soustavami v jednotlivých
povodích a mohou v řadě míst odvodňovat i části povodí mimo hydrologickou rozvodnici,
byly v archivech na okresních pobočkách ZVHS (Náchod, Pelhřimov, Strakonice, Tábor a
Znojmo) vyhledány originály projektů meliorací vybraných povodí. Jejich pořízení se ukázalo
nezbytné pro upřesnění mapových podkladů k chystané publikaci: Impact of tile-drainage on
phosphorus load from exclusively agricultural watersheds (jde o přesné vymezení rozvodnic
na mezipovodí, což je rozhodující pro výpočet specifického odnosu P). Vzhledem k obtížím
při zpracování map se bohužel nepodařilo připravit publikaci k odevzdání redakci, tj. splnit
předpokládaný termín.
Ve spolupráci s Tufts University v USA (Mgr. Tereza Urbanová) proběhlo zpracování
regresní analýzy odtoku fosforu v pilotních povodích a zpřesňování bilance odtoku fosforu na
základě analýzy denních průtoků z analogických stanic sítě ČHMÚ. Na základě výsledků byl
zpracován článek do časopisu Hydrological Science Journal, který byl odeslán do redakce
časopisu na konci října.
Vzhledem k ohlasu, který na konferenci ČLS vyvolal prezentovaný příspěvek o plošných
zdrojích fosforu v ČR, byl D. Fiala osobně vyzván předsedou ČLS ke zpracování
problematiky plošných zdrojů pro účely připravované revitalizace nádrže Orlík, resp.
nadcházející konferenci. Precizní charakterizace a bilancování plošných zdrojů v povodí
VN Orlík na základě dat získaných v průběhu řešení subprojektu (mj. díky dodatečnému
pořízení dat z ČHMÚ, Povodí Vltavy, státní podnik a ZVHS), se ihned projevilo ve
strategických plánech a rozhodnutích organizačního vedení konference při směrování
budoucích opatření v připravovaném projektu revitalizace VN Orlík. Přizváním D. Fialy do
vědeckého výboru konference byla oceněna vysoká kvalita a hlavně předvídavost při řešení
subprojektu 3617.
Zemědělské znečištění vod pesticidy
Ve třetím okruhu řešení, který je věnován znečištění vod pesticidy, nebyly v roce 2009
prováděny žádné terénní práce a činnost se soustředila na zpracování výsledků
z předchozích období, jejich vyhodnocení a přípravu pro publikaci v odborném periodiku
s impakt faktorem.
Mikrobiální znečištění vod ze zemědělství
Čtvrtý okruh řešení je věnován mikrobiálnímu zemědělskému znečištění vod. V něm
pokračovaly práce na detekci mikrobiálního znečištění ve vybraných zemědělských
oblastech (ve spolupráci s okruhem zabývajícím se fosforem). Výsledky jednoznačně
87
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
prokázaly sezónní výkyvy v počtech mikroorganismů (více v letním než v zimním období)
a vliv srážek. Ve většině lokalit se pravidelně vyskytuje více enterokoků než fekálních
koliformních bakterií. Ze šesti vybraných lokalit o různém půdním typu byly izolovány
intestinální enterokoky (v letošní roce byl dosud identifikováno více než 600 kmenů) k bližší
identifikaci. Většina identifikovaných kmenů patřila ke druhům spojeným s teplokrevnými
živočichy (S. equinus nebo S. bovis) nebo s rostlinnými zbytky (E. mundtii, E. casseliflavus
atd). Druhy E. faecalis a E. faecium spojené s fekálním znečištěním humánního původu byly
detekovány v menší míře. Dále byla studována rychlost eliminace různých druhů izolovaných
intestinálních enterokoků z vodního prostředí (modelové experimenty) a testování možnosti
odlišení enterokoků rodu Enterococcus od rodu Streptococcus genovými sondami (metoda
FISH). Pro modelové experimenty bylo provedeno 5 sad pokusů, celkem bylo zpracováno
více než 300 vzorků. Výsledky ukázaly, že rychlost eliminace enterokoků z vodního prostředí
nezávisí příliš na příslušnosti k druhu nebo na fyziologickém stavu konkrétního kmene, ale
závisí jednoznačně na typu vodního prostředí (obsah organických látek, biologické oživení a
autochtonní mikroflóra). Byla testována metoda stanovení enterokoků pomocí fluorescenční
mikroskopie (FISH) a přestože jsme metodu optimalizovali (enterokoky jsou grampozitivní
bakterie ze třídy Firmicutes, proto byla nutná hydrolýza buněčné stěny), dosažené výsledky
nebyly dostatečně citlivé pro praktické využití.
V oblasti hygienických rizik spojených s intenzívním hospodařením na rybnících bylo
významné rozšíření poznatků získaných na kejdovaných rybnících na Českomoravské
vysočině. Bylo zjištěno, že tento typ hnojení není v jiných rybářských oblastech ČR používán
(Jižní Čechy, Jižní Morava). Terénní práce v roce 2009 byly prováděny v oblasti s jiným
typem hnojení (tuhá statková hnojiva – chlévská mrva) a jinými klimatickými podmínkami
(Jižní Morava – Pohořelicko, Mikulovsko). Odběry byly prováděny z rybníků, komunálně
znečištěných přítoků a odtoků. Po dokončení analýz bude provedeno zhodnocení různých
způsobů hnojení rybochovných rybníků a vlivu aplikace hnojiva na mikrobiální kvalitu vody.
Z důvodu určení potenciálních hygienických rizik vyplývajících z aplikace organických hnojiv
do rybníků byla sledována schopnost přežívání fekálních indikátorů v kejdě (skladování ve
tmě při 5±3 °C). Přítomnost enterokoků v počtu 273 KTJ.ml -1 byla zjištěna ještě po
17 měsících skladování, tj. o jeden řád méně než na počátku sledování, fekální koliformní
bakterie byly detekovány pouze po dobu 6 měsíců. Ve vzorcích sedimentu odebraných
z rybníků nebyla zjištěna přítomnost fekálních indikátorů mikrobiálního znečištění, proto
nebyla testována jejich schopnost přežívat v rybničním sedimentu. Byla aktualizována
rešerše o chovu vodní drůbeže a jeho vlivu na produktivitu rybníků a kvalitu vody, ze které
vyplynulo, že chov kachen na volných plochách je v současné době téměř potlačen z důvodu
možné nákazy ptačí chřipkou. Byla popsána vyšší produktivita rybníků s chovem kachen a
pozitivní vliv na přírůstek ryb. Z pohledu mikrobiologické kvality vody je chov kachen rizikový
– produkce velkého množství fekálních bakterií a možné nosičství patogenních bakterií.
Nicméně někteří autoři uvádějí možnost výrazné eliminace fekálního znečištění
pocházejícího od kachen společenstvem fyto- a zooplanktonu v rybníku.
5.1.3 Výstupy
•
Výsledky testování metodiky hodnocení eutrofizace vod pro potřeby nitrátové směrnice
na datech monitoringu ZVHS z let 2006-2008 jako podklad pro validaci a následné
uplatnění metodiky.
Testování metodiky bylo provedeno. Proběhlo na datech sledování drobných toků ZVHS
z let 2006–2009. Výsledky potvrdily zjištění, která byla získána při použití metodiky pro
hodnocení v profilech na velkých vodních tocích ze sledování ČHMÚ a státních podniků
Povodí (hodnocení pro tyto toky bylo provedeno ještě před koncem roku 2008).
V současné době je připravována podrobná analýza ve vybraných pilotních povodích
s různými typy znečištění, aby mohly být doladěny standardy pro hodnocený poměr
dusičnanového ku anorganickému dusíku. Na základě výsledků testování bude
v průběhu roku 2010 zpracován článek do recenzovaného, případně impaktovaného
88
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
časopisu a bude finalizována metodika pro vymezení zranitelných oblastí z důvodu
eutrofizace.
•
Postoupení článku Fiala, D., Rosendorf, P. and Urbanová T. Impact of tile-drainage on
phosphorus load from exclusivelly agricultural watersheds do recenzovaného časopisu
Soil and Water Research:
Článek je připraven pro jazykovou korekturu. Odeslání článku do redakce časopisu Soil
and Water Research se očekává do konce roku 2009.
•
Užitný vzor na pasivní vzorkovač vody a plavenin.
Užitný vzor byl zapsán dne 30.03.2009 do databáze patentů a užitných vzorů Úřadu
průmyslového vlastnictví pod č. 19465 (3617_2487)
•
Postoupení publikace o konstrukci a možnostech využití pasivního vzorkovače vody
a plavenin do redakčního řízení národního recenzovaného časopisu.
Článek Fiala, D., Rosendorf, P. Pasivní bodový vzorkovač vody a plavenin“ je zpracován.
Do 15.11.2009 bude odeslán do redakce recenzovaného časopisu VTEI. Článek bude
publikován pravděpodobně v únoru 2010. (3617_final1_2009)
•
Publikace výsledků sledování vývoje vybraných pesticidů v letech 2005–2008
v recenzovaném zahraničním časopise.
Do impaktovaného časopisu Chemosphere (IF 3,054) byl odeslán článek "Performance
of low-cost semipermeable membrane devices for monitoring organic contaminants in
surface water" (3617_final6_2009)
•
Baudišová D. Microbial pollution of water from agriculture sources – publikace
v recenzovaném časopise Plant, Soil, Environment
Baudišová D. Microbial pollution of water from agriculture sources. Pland Soil and
Environment 55 (10): 429-435, 2009 – recenzovaný časopis. (3617_2621)
•
Mlejnková H, Horáková, K. The impact of fish farming on microbial water quality of
fishponds – příprava publikace v recenzovaném anglickém časopise.
Sovová, K., Mlejnková H. The impact of fish farming on microbial water quality of
fishponds. Článek je připraven k odeslání do časopisu Agriculture water management
(IF 1,646).
Prezentace výsledků na konferencích a workshopech:
•
Rosendorf, P., Klír, J., Hrabánková, A., Prchalová H. & Wollnerová, J. (2009)
Developments in monitoring effectiveness of the EU Nitrates Directive Action
Programmes: Czech Republic. 2nd MonNO3 workshop, Amsterdam, Holandsko, 10.–
11.6.2009.
Příspěvek na workshop byl ve verzi draftu předán na začátku května. Konečná verze
článku je v současné době dokončována a bude odeslána do konce listopadu 2009.
•
Fiala, D., Rosendorf, P. and Urbanová T. (2009) Leaving fields and reaching streams phosphorus emitted from exclusively agricultural headwaters. International konference on
land and water degradation, Processes and management, 6.–9.9.2009 v Magdeburgu.
Příspěvek na konferenci byl prezentován ve formě přednášky. Abstrakt byl publikován ve
sborníku z konference. (3617_final2_2009)
89
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Fiala, D., Rosendorf, P., Urbanová T. (2009) Zemědělská půda v ČR – plošný zdroj
znečištění vod fosforem. 15. Konference České a Slovenské limnologické společnosti.
Třeboň, 22.–26.6.2009. ISBN 978-80-254-4698-0
Příspěvek byl prezentován na konferenci. Abstrakt byl publikován ve sborníku
z konference (3617_final3_2009).
•
Fiala, D., Rosendorf, P. (2009) Plošné zdroje fosforu v povodí VN Orlík. Odborná
konference „Revitalizace Orlické nádrže“, 6. – 7. října 2009 Písek, Svazek obcí regionu
Písecko, Povodí Vltavy, VÚMOP,v.v.i. a VŠTE České Budějovice.
Příspěvek byl prezentován na konferenci a publikován ve sborníku z konference.
(3617_final4_2009)
•
Horáková, K., Mlejnková H. (2009) The impact of fish farming on microbial water quality
of fishponds. Mezinárodní konference 3rd FEMS Congress of European Microbiologists
v Goteborgu, Švédsko, červen 2009.
Příspěvek na konferenci byl prezentován ve formě posteru, abstrakt byl publikován ve
sborníku konference. (3617_2564)
•
Baudišová, D. (2009) Microbial pollution of water coming from agriculture. Konference
IWA 15th Health Related Water Microbiology. Naxos, Řecko 31.5.-6.6.2009.
Příspěvek na konferenci byl prezentován ve formě posteru. Rozšířený abstrakt byl
publikován ve Sborníku z konference. (3617_2599)
•
Baudišová, D., Benáková, A. (2009) Charakteristika kmenů intestinálních enterokoků
izolovaných ze zemědělsky znečištěných toků. Konference Mikrobiológia vody a
prostredia 2009 v Popradu, Slovensko, 30.9.-2.10.
Příspěvek na konferenci byl prezentován ve formě přednášky. Příspěvek byl publikován
ve sborníku z konference. (3617_final5_2009)
Výstupy z metodiky 2008 a uplatněné v roce 2009:
•
Urbanova, T., Vogel, R., Fiala, D. and Rosendorf, P. Estimation of phosphorus loads with
sparse data for agricultural watersheds in the Czech Republic. Hydrological Sciences
Journal (IF 1.604, bodové hodnocení: 61,098), manuscript ID: HSJ-2009-0054 – článek
odeslán do redakce časopisu 20. října 2009.
•
Fiala D., Rosendorf P. Plošné zdroje fosforu v povodí VN Orlík, článek připraven pro
odeslání do recenzovaného časopisu Vodní hospodářství. Odeslání je plánováno do
konce listopadu 2009.
•
Mlejnková, H., Horáková, K. (2009) Vliv aplikace statkových hnojiv na fekální znečištění
rybníků. VTEI 3/2009, 51, str. 11-14. (3617_2562)
•
Badurová, J, Mojžíšová, H. Vliv pastvin na povodí. Vodní hospodářství, 2009, roč. 59, č.
10, s. 14—16. ISSN 1211-0760. (3617_2687)
90
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
5.2 VÝVOJ KOMPLEXNÍHO KONCEPTUÁLNÍHO MODELU PRO
ŘEŠENÍ VLIVŮ A DOPADŮ ANTROPOGENNÍ ČINNOSTI NA
PODZEMNÍ VODY V INTERAKCI S POVRCHOVÝMI
EKOSYSTÉMY
5.2.1 Předmět řešení
Práce subprojektu byly v roce 2009 zaměřeny na studium vlivu horninového prostředí na
formování výsledného chemismu podzemních vod v území postižených atmosférickou
depozicí. Paralelně s touto aktivitou pokračoval monitoring časoprostorových změn hladin
podzemní vody na experimentálním povodí Na Lizu. Od poloviny roku 2009 měl být tento
monitoring nově rozšířen i o povodí Uhlířská v Jizerských horách. V oblasti Jizerských hor
proběhlo regionální revizní vzorkování chemismu pramenů za účelem posouzení vlivu změn
vegetace na jakost podzemních vod. Ve spolupráci s partnerskými pracovišti byly vyvinuté
konceptuální modely aplikovány na zahraniční lokality, s klimaticky a geologicky odlišnými
podmínkami.
Další práce byly zaměřeny na problematiku interakce povrchových a podzemních vod a to
hlavně na identifikaci útvarů povrchových vod, které mohou být významně ovlivněny
kvantitativním a chemickým stavem podzemních vod. Prvním krokem byla kvantifikace
tohoto ovlivnění v ČR. Dále pokračovaly práce na metodických postupech pro implementaci
Rámcové směrnice v oblasti podzemních vod.
5.2.2 Postup řešení a výsledky
V souladu se schválenou metodikou byly aktivity subprojektu 3618 členěny do několika
skupin:
Srovnávací studie Pluhův Bor – Uhlířská
Základem této studie je soustava třech monitorovacích vrtů na povodí Uhlířská, která
poskytne unikátní data o prostorových změnách chemismu a hladin podzemních vod.
Realizace vrtů se však zdržela z důvodu administrativních překážek ze strany Lesů ČR. Vrty
tak byly dokončeny až na počátku listopadu 2009. Absence nezbytných dat proto neumožnila
realizovat plánované práce v požadovaném rozsahu a přesouvají se až do dalšího roku.
V roce 2009 byl dokončen pouze srážkoodtokový model BILAN na povodí Pluhů Bor a data
ze Slavkovského lesa jsou tak připravena pro následnou další analýzu.
Vzájemný vztah jakosti podzemních vod a zdravotního stavu lesa v Jizerských
horách
Z výše uvedených důvodů se klíčovou stala regionální studie Jizerských hor s cílem posoudit
vliv jakosti lesního pokryvu na kvalitu podzemní vody v prostředí s atmosférickou depozicí.
Všechny práce probíhaly s vizích realizace podobné publikace, jaká vyšla tiskem v letošním
roce z oblasti Krušných hor.
Studie vycházela z informací z 37 experimentálních povodí, na kterých byla k dispozici data,
dokumentující vývoj chemického složení podzemních vod za období od roku 1971 až po
současnost. Data pocházela z pramenů, které byly analyzovány v rámci mapovacích pracích
v letech 1971–1975 a 1983–987 a dále byly jednorázově vzorkovány roku 1997, 2008 a
2009. Vzorkované prameny víceméně rovnoměrně pokrývají celé území Jizerských hor a
představují reprezentativní soubor charakterizující všechny jevy, které mohou ovlivňovat
výsledný chemismus podzemních vod. S ohledem na zcela monotónní geologické složení
91
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
zájmového území, které tvoří granit, bude o výsledné jakosti podzemních vod rozhodovat
chemismus srážek, resp. atmosférická depozice, doba interakce voda-hornina a využití
krajiny. První dva faktory jsou v sledovaném souboru pramenů zohledněny morfologií –
nadmořské výšky monitorovaných bodů se pohybují od 340 m.n.m. až po 1 040 m.n.m. Zcela
rozhodujícím typem využití krajiny je lesnictví, jen malou část Jizerských hor představují
louky, bez zemědělské činnosti. Tomu odpovídá i charakter experimentálních povodí,
všechna povodí jsou zalesněná, u řady z nich tvořil les až 100 % celkové plochy.
Z výsledků, které jsou sumarizovány v tabulce 5.2.1 vyplývá, že v Jizerských horách
převládají nízko mineralizované vody chemického typu Ca – SO4, HCO3. Z dlouhodobého
hlediska je chemické složení podzemních vod vcelku stabilní. Přesto ale u některých složek,
především těch, které jsou indikátory acidifikace, je vidět vývojový trend. Prameny odvodňují
mělkou přípovrchovou zónu krystalinika, kde doba kontaktu vody s horninovým prostředím je
krátká a výsledný chemismus je značně ovlivňován jakostí srážkových vod. S ohledem na
pokles atmosférické depozice v důsledku ekologické politiky státu není proto překvapivý
pokles koncentrací síranů z 33 mg.l -1 v sedmdesátých letech na 21 mg.l -1 v současnosti.
Stejný trend zaznamenávají i dusičnany, které klesly z 14 mg.l -1 v sedmdesátých letech na
dnešní úroveň 4 mg.l-1. Tyto hodnoty se již blíží úrovni přirozeného pozadí.
období
1971-1975
1983-1987
1997
2008-2009
1971-2009
Vývoj chemického složení podzemních vod Jizerských hor v letech 1971–2009
(průměr z 37 pramenů za sledované období)
Na K
NH4 Mg
5,2
6,3
5,6
4,4
5,3
0,04
0,12
0,05
0,04
0,06
2,0
1,7
1,5
1,3
1,5
4,8
3,4
2,4
2,1
2,9
Ca
Mn
Fe
17,6
17,3
13,8
8,9
13,6
1,5
0,07
0,05
0,11
0,23
0,47
0,9
0,61
0,78
0,74
Al
Be
Cl
NO 3 NO2 HCO3 SO4
?
?
9,4 13,9 ? 25,5
0,19
?
8,8 13,4 ?
27,7
0,21 0,00053 4,2 5,1 ?
22,1
0,27 0,00082 3,7 4,4 0,01 18,4
0,24 0,00067 6,0 8,3 0,01 24,0
33,0
28,9
27,2
20,7
26,2
F
mineralizace
Tab. 5.2.1
pH
0,12
0,17
0,19
0,20
0,18
119,3
122,0
87,3
61,9
97,1
6,23
6,18
6,15
6,07
6,13
I přes uvedené pozitivní signály je však zřejmé, že v regionálním pohledu v některých
oblastech zřejmě dál probíhají acifikační procesy, částečně vlivem přetrvávající dusíkové
depozice, částečně vlivem dlouhodobě akumulované síry v půdním profilu. Tyto anomální
oblasti způsobují poklesový trend HCO3 a stoupající průměrné koncentrace Al a Be. Jedná
se zhruba o 20 až 30 procent pramenů, které dlouhodobě vykazují pH nižší než 5,5 (tab. 2).
Stupeň acidifikace je na těchto vzorcích výrazně vyšší, projevující se extrémně nízkou
alkalinitou – obsahy HCO3 byly pufračními reakcemi z valné části spotřebovány. Ve srovnání
s průměrnými hodnotami z celého území Jizerských hor, mají prameny s nízkým pH
trojnásobně zvýšený obsah Al a dvakrát vyšší koncentrace Be.
Zdravotní stav lesa je obecně významným indikátorem stavu životního prostředí. Tato
skutečnost platí dvojnásobně v případě Jizerských hor, kde les prodělal za poslední
desetiletí dramatické změny. Základem analýzy zdravotního stavu lesního pokryvu byla
interpretace satelitních snímků Landsat-TM/ETM s gridem 30x30 metrů z let 1984, 1988,
1997 a 2007, které poskytl Ústav pro hospodářskou úpravu lesů. Zdravotní stav lesa byl
interpretován ve stupnici poškození a mortality a to zvlášť pro jehličnany a zvlášť pro listnaté
stromy.
Z výsledků jasně vyplývá dynamika vývoje zdravotního stavu listnatého a jehličnatého lesa.
Data dokládají původní výraznou, více než čtyřnásobnou převahu jehličnanů nad listnatým
porostem. Toto číslo platilo pro výchozí rok sledování 1984, kdy zdravotní stav lesa byl na
nejhorší úrovni. Tehdy 20 % jehličnanů a 11 % listnatého porostu spadalo do kategorie silně
92
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
až velmi silně poškozené a více než 50 % jehličnatého lesa v horším stavu než středně
postižený. Od roku 1984 je zřejmý stálý zlepšující se trend, který je doprovázen až do roku
1997 masivním kácením nemocných dřevin. V období 1984 až 1997 klesla plocha jehličnanů
o 31 % a naopak stoupal podíl listnatých stromů. Teprve následující desetiletí je ve znamení
osazování nových jehličnatých stromů, jejich plocha v současné době mírně převyšuje
původní rozlohu. Současně se vrátil i původní poměr jehličnatých a listnatých dřevin.
Procentuální podíl poškozeného lesa však v roce 2007 znovu stoupl.
Z vývoje zdravotního stavu lesa vyplývá podobný trend, jaký je v případě jakosti podzemní
vody, především pak koresponduje s nárůstem průměrných koncentrací hliníku a berylia.
Aplikace konceptuálního modelu časoprostorových změn transmisivity v
zahraničí
Aplikace konceptuálního modelu časoprostorových změn transmisivity na třech zahraničních
lokalitách – v Indickém Hyderabadu (partner BRGM), v Uzbeckém povodí Kashkadarya
(partner Tashkent Institute of Irrigation and Melioration) a konečně v Aquitánské pánvi
(partner Université Bordeau I). Ze dvou těchto lokalit v letošním roce vyšla impaktová
publikace: Rakhmatullaev, S., Huneau, F. Kazbekov, J., LeCoustumer, P. Jumanov, J., El
Oifi, B. Motelica-Heino, M. Hrkal, Z. (2009) Groundwater Resources and Management in the
Amu Darya River Basin (Central Asia).
Kvantifikace potenciálního
podzemních vod
ovlivnění
útvarů
povrchových
vod
stavem
Pro realizaci byly použity jako základní materiál hydrogeologické mapy v měřítku 1 : 200 000
– bilanční přílohy Směrného vodohospodářského plánu ČSR vypracovaného v letech 1968
až 1975. V hydrogeologických mapách jsou udány poměry základního odtoku k celkovému
odtoku (Base Flow Index, BFI) v závěrných profilech bývalých bilančních celků. Průměrné
hodnoty byly stanovené z víceletých časových řad, obvykle 10 až 12 letých, výjimečně i
35 letých. Období se vztahují nejčastěji k letům 1956 až 1968, ale některé časové řady
začínají již v roce 1923 a jiné končí až 1971. To znamená, že se jedná prakticky o
neovlivněné nebo minimálně ovlivněné časové řady. Hodnoty Base Flow Indexu (BFI) jsou
uváděny v procentech a pohybují se v rozmezí od 11 do 73 %. Hodnoty byly stanoveny
celkem pro 97 profilů pokrývajících s různou hustotou celé území ČR. Veškerá data bylo
nutné převést do geografických vrstev a přiřadit je k současným geografickým podkladům –
tj. síti toků, povodí a útvarů podzemních vod.
Pro identifikaci oblastí s významným podílem podzemních vod v tocích byly BFI hodnoty
analyzovány z hlediska prostorového rozmístění. Za významně ovlivněné byly považovány
profily s hodnotou BFI rovnou nebo větší než 50 %. Z tohoto hlediska lze konstatovat, že
pouze malá část území ČR vykazuje významný podíl základního odtoku. Jedná se v povodí
Labe zejména o Loučnou s hodnotami 51 až 57 % u tří ze čtyř profilů, Jizera překračuje 50 %
hodnotu Base Flow Indexu pouze na jednom profilu, nicméně všechny její přítoky s profily
vykazují vysoké hodnoty mezi 59 až 73 % (na Žehrovce, Mohelce, Zábrdce, Bělé a
Kněžmostce). Vysoká hodnota BFI (57 %) byla stanovena i pro Třebůvku, přítok Tiché
Orlice, a pro Javorku (70 %) vlévající se do Cidliny. V povodí Labe jsou tedy potenciálně
významné křídové útvary, krystalinikum a ostatní pánevní struktury jsou z tohoto hlediska
nezajímavé.
V povodí Odry se nevyskytuje žádný profil s hodnotami nad 50 %. V povodí Moravy
převyšuje danou hodnotu jediný profil ve střední části toku, kam se vlévá Blata (53 %) a
Třebůvka (58 a 60 %). Z přítoků Dyje jsou významné Svitava (100 a 61 %) a Litava (51 %).
Přiřazení vysokých hodnot BFI příslušným hydrogeologickým strukturám je v povodí Moravy
a Dyje problematické, budou k tomu nutné další podrobné výsledky. Pro celkovou verifikaci
93
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
bude nutné zpracovat současné hodnoty BFI v cca 200 profilech, tato data ČHMÚ však
nebyla v letošním roce k dispozici.
Vývoj metodických postupů pro identifikaci významných stoupajících trendů
znečišťujících látek v podzemních vodách a zjišťování zvratu trendu
V současné době byla analýza trvale vzestupných trendů postavena v souladu se směrným
dokumentem na metodě lineární regrese, pro zjišťování zvratu trendu však není k dispozici
žádný doporučený postup. Zároveň metoda lineární regrese neumožňuje identifikovat zvrat
trendu, neboť je zaměřena na indikaci dlouhodobých trendů, které nejsou zásadněji
ovlivněny významnějšími zvraty v měřených koncentracích ke konci sledovaného období.
Pro hodnocení zvratu trendu je ovšem naopak sledovat aktuální vývoj koncentrací. Zároveň
je nezbytné si uvědomit, že k dispozici bývají měření s četností pro většinu parametrů pouze
dvakrát ročně, a rozsah sledovaných časových řad zejména v případě specifických
syntetických látek může být i poměrně malý.
Z výše uváděných důvodů je doporučeno použít metodu, která by umožňovala indikovat
zvrat trendu i pro data z kratší časové řady, na něž nepůjde použít erudované statistické
hodnocení. V současné době je testován přístup postavený na stanovení referenčního
období z posledních několika let, kdy je popsán průměrný přírůstek za určité dílčí mezidobí
(pro koncentrace měřené dvakrát ročně má význam časový krok 0,5 nebo 1 rok). Takto
stanovený trend změny koncentrací je možné následně porovnat s jejich průměrným
vývojem pro vhodně zvolené aktuální období a na základě stanoveného kriteria dle změny
trendů bude rozhodnuto o možném nastalém zvratu vývoje koncentrací. Zároveň jsou jako
specifický případ uvažovány prioritní a nebezpečné látky, u kterých se běžně vyskytují data
pod mezí stanovitelnosti. Kromě toho bude nutné individuálně posoudit možnost aplikace
těchto metod pro různé polutanty z důvodu odlišných mechanismů chování znečišťujících
látek v prostředí.
5.2.3 Výstupy
Aplikace a testování konceptuálního modelu suprojektu 3618 je postupně testována na
zahraničních lokalitách a výsledkem jsou 3 články v recenzovaných zahraničních časopisech
s impakt faktorem. V letošním roce rovněž vyšly tiskem výsledky zpracování monitoringu
z malého povodí Na Lizu a oblasti Jizerských hor:
Články v impaktovaných časopisech, které vyšly tiskem nebo budou bodově uplatněné
v roce 2009:
•
B. Dewandel, J. Perrin S. Ahmed, S. Aulong, Z. Hrkal, P. Lachassagne, M. Samad, S.
Massuel, A. Mukherji (in press) Management of the groundwater resources in semi-arid
hard rock regions under variable water demand and climatic conditions: development of a
Decision Support Tool.- Hydrological Processes
Publikace je v recenzním řízení.
•
Jiráková, H. Huneau, F. Celle-Jeanton, H. Hrkal, Z. LeCoustumer, P. (2009)
Paleoalaeohydrogeology of the deep aquifers of the Northern Aquitaine Region (France),
emphasis on the palaeorecharge conditions, Journal of Hydrology. Vol. 368 (2009) pp. 1–
16, ISSN: 0022-1694 IF 2,161 (3618_2485)
•
Rakhmatullaev, S., Huneau, F. Kazbekov, J., LeCoustumer, P. Jumanov, J., El Oifi, B.
Motelica-Heino, M. Hrkal, Z. (2009) Groundwater Resources and Management in the
Amu Darya River Basin (Central Asia), Environmental Earth Sciences, Springer Berlin /
Heidelberg, ISSN: 0943-0105 IF 0,557 (3618_2514)
94
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Hrkal, Z. Milický, M. Tesař, M. (2009) Climate change in Central Europe and the
sensitivity of the hard rock aquifer in the Bohemian Massif to decline of recharge, case
study from the Bohemian Massif, Environ Earth Sci 59:703–713, Springer Berlin /
Heidelberg, ISSN: 0943-0105 IF 0,557 (3618_2513)
•
Hrkal, Z., Fottová, D. Rosendorf, P. (2009) The relationship between the quality of ground
waters and the forest cover in regions affected by high levels of acid atmospheric
deposition – a case study of the Krušné hory Mts., Czech Republic, Polish J. of Environ.
Stud. Vol. 18, No. 6 (2009), 1001-1010 IF 0,627 (3618_2666)
•
Připravovaný článek Krám, P. Hrkal, Z. Novotná, E. Burden impact on ground water
quality. Case study of Pluhův Bor acidified catchment
Nebyl v roce 2009 dokončen z důvodu absence dat (viz problém s monitorovacími vrty
v Jizerských horách).
•
Začlenění metodických postupů pro hodnocení rizikovosti a kvantitativního a chemického
stavu útvarů podzemních vod pro první plány oblastí povodí v ČR do legislativy (na
základě dohody s OOV MŽP ze dne 30.1. 2009).
V roce 2009 byl po dohodě s OOV domluveno začlenění metodických postupů pro
hodnocení rizikovosti a kvantitativního a chemického stavu útvarů podzemních vod pro
první plány oblastí povodí v ČR do legislativy. Tyto metodické postupy byly použity a
akceptovány, k jejich začlenění do legislativy však zatím nedošlo.
95
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
5.3 KOMBINOVANÉ SYSTÉMY ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD V
OBLASTECH S NADSTANDARDNÍMI NÁROKY NA OCHRANU
VOD
5.3.1 Předmět řešení
Cílem subprojektu je zhodnocení možností dosažení nízkých odtokových koncentrací
znečištění ve vyčištěných odpadních vodách se zaměřením na menší zdroje znečištění
v místech s extrémními požadavky na jakost vod. Navržené zaměření využívá
technologických přístupů k čištění odpadních vod pro řešení problémů ochrany jakosti vod a
ochrany přírody v oblastech se zvláštními požadavky. Pro tyto případy se nabízí k použití
nejmodernější, dosud běžně nepoužívané technologie nebo vhodné kombinace stávajících
technologií. Možným příkladem jsou vhodně navržené mechanicko-biologické čistírny
s třetím stupněm čištění nebo dalším způsobem dočištění. V oblastech, kde ať už
z ekonomických či technických důvodů není možné svádět odpadní vody na centrální čistírnu
odpadních vod se jeví jako jedna z možností čistit odpadní vody domovními ČOV. V této
oblasti byl v posledních letech zaznamenán značný technologický pokrok a na trhu se již
objevují domovní ČOV s membránovou technologií.
5.3.2 Postup řešení a výsledky
Rešerše
Literární rešerše shrnující poznatky o nejmodernějších technologiích čištění odpadních vod
pro menší zdroje znečištění byla v tomto roce aktualizována a doplněna. Ke zpracování byla
využita odborná literatura, především časopisy Water Science and Technology, Water
Research, Vodní hospodářství a sborníky z různých odborných konferencí. Výsledky rešerše
již byly publikovány v časopise Vodní Hospodářství (viz předložené výstupy).
Lokalita ČOV Zbytiny
Jako vhodná lokalita pro ověření účinnosti dočišťování již vyčištěných odpadních vod
v stabilizačních nádržích (SN) byla vybrána obec Zbytiny se zhruba 200 obyvateli, která se
nachází v CHKO Šumava. Pro čištění splaškových vod zde byla postavena zcela nová
čistírna odpadních vod (ČOV) pro 450 ekvivalentních obyvatel s návrhovým průtokem
Q24 = 67,5 m3.d-1. Čistírna byla uvedena do provozu v listopadu 2008 a v současné době byl
ukončen jednoletý zkušební provoz.
Čistírna je vybavena mechanickým předčištěním skládající se z válcového síta (jemné česle)
pro sběr shrabků a lapáku písku. Biologická část ČOV se skládá ze dvou paralelních linek,
přičemž lze nastavit nátok jen do jedné z nich. Každá biologická linka se skládá z anoxické
části, která je promíchávána 2 hrubobublinnými aeračními elementy. Oxická část je od
anoxické zóny oddělena přepážkou a dodávku vzduchu zajišťuje 15 jemnobublinných
aeračních elementů. Separaci kalu zajišťují dvě vestavěné dosazovací nádrže (DN) v oxické
zóně. Za odtokem z dosazovacích nádrží je umístěn bubnový mikrosítový filtr (MF), který má
zabránit případným únikům kalu a eventuelně vylepšit odtokové parametry ČOV.
Vyčištěná odpadní voda je vedena pro dočištění na dvě sériově řazené stabilizační nádrže
umístěné za ČOV. Tyto nádrže jsou určeny nejenom k dočištění, ale v případě nečekané
odstávky ČOV mohou posloužit k samotnému čištění odpadních vod z obce. Maximální
objem obou nádrží je přes 15 000 m3 a doba zdržení vypouštěné odpadní vody v nádržích
dosahuje několika měsíců. Před uvedením ČOV do provozu byly obě stabilizační nádrže
napuštěny čistou vodou z recipientu Zbytinského potoka kanalizací speciálně k tomuto účelu
96
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
zbudovanou, v současné době je jejich jediným přítokem (kromě dešťových srážek a
případných průsaků podzemních vod) vypouštěná odpadní voda z ČOV.
Lokalita Zbytiny byla navštěvována v pravidelných měsíčních intervalech a byl prováděn
odběr 2 hodinových směsných vzorků ve všech sledovaných profilech. Průměrné hodnoty
odebraných vzorků jsou zobrazeny v tabulce 5.3.1. ČOV Zbytiny v prvních měsících mírně
překračovala velice přísný limit „p“ 60 mg.l -1 pro ukazatel CHSK. Po zapracování čistírny a
nárůstu koncentrace aktivovaného kalu v aktivaci na hodnotu zhruba 4 g.l -1 se odtokové
parametry v ukazateli CHSK v posledních měsících stabilizovaly na hodnotě 35 mg.l-1, což
lze považovat za velmi dobrý výsledek. Ačkoliv čistírna není primárně vybavena
denitrifikačních nádrží pro odstraňování dusičnanového dusíku, byla dosažena téměř 60%
účinnost odstraňování celkového dusíku. ČOV není vybavena dávkováním síranu železitého
pro odstraňování fosforu, přesto byla dosažena cca. 55% účinnost odstraňovaní fosforu
biologickou cestou.
Tab. 5.3.1
Průměrné hodnoty koncentrace znečištění v jednotlivých profilech za období
11/2008–10/2009
CHSK
(mg.l-1)
(mg.l-1)
(mg.l-1)
NL105
N-NH4
508
261
182
Odtok z DN ČOV
52
5,9
Odtok z MF
Odtok z 2 SN
do recipientu
48
32
Profil
Přítok na ČOV
BSK5
+
N-NO3
-
(mg.l-1)
(mg.l-1)
(mg.l-1)
(mg.l-1)
Pc
P- PO4
41,88
0,44
19,22
61,88
7,10
4,52
12
0,38
24,78
1,22
26,53
3,15
2,85
5,1
9
0,31
24,96
1,13
26,54
3,10
2,86
4,5
12,7
0,2
16,7
0,9
18,0
0,3
0,2
(mg.l-1)
Norg.
Nc
V tabulce 5.3.2 je uvedena průměrná účinnost jednotlivých stupňů čištění. Z výsledků je
patrný pozitivní vliv mikrosítové filtrace na kvalitu vypouštěné odpadní vody z ČOV
v parametru NL, která příznivě ovlivňuje i parametry CHSK a BSK 5. Překvapivá je téměř 20%
účinnost v parametru N-NH4+, neboť tato forma dusíku se vyskytuje výhradně v rozpuštěné
formě a mikrosítová filtrace by tudíž neměla mít vliv na jeho koncentraci. I přes pozitivní
výsledky lze konstatovat, že hlavní úlohou mikrosítového filtru je především zabránit
masivním únikům aktivovaného kalu z dosazovacích nádrží.
Tab. 5.3.2
Profil
Přítok na ČOV
– Odtok z DN
Odtok z DN
– Odtok z MF
Přítok na ČOV
– Odtok z MF
Odtok z MF
– Odtok z 2 SN
do recipientu
Průměrná účinnost čištění v jednotlivých profilech za období 11/2008–10/2009
+
CHSK
(%)
BSK5
(%)
NL105
(%)
N-NH4
(%)
89,73
97,76
93,53
99,10
8,01
13,33
18,21
90,55
98,05
33,97
10,91
N-NO3
(%)
-
Norg.
(%)
Ncelk.
(%)
Pcelk.
(%)
P- PO4
(%)
-5596
93,64
57,13
55,60
36,96
18,58
-0,73
7,39
-0,03
1,53
-0,29
94,71
99,27
-5638
94,11
57,12
56,27
36,77
-27,19
22,62
29,94
17,41
29,05
89,38
92,39
3-
Stabilizační nádrže dokázaly významně zlepšit odtokové parametry ve všech sledovaných
ukazatelích kromě parametru NL. Tato skutečnost je dána především mírným rozvojem řas
v období května až června, které ovšem neovlivnilo odtokové parametry CHSK a BSK 5.
Stabilizační nádrže výrazným způsobem snížili odtokové koncentrace celkového dusíku a
fosforu, kdy účinnost čištění Nc v stabilizačních nádržích dosáhla téměř 30 %, v případě
celkového fosforu pak dokonce téměř 90 %. Především v případě celkového fosforu byla
97
3-
(mg.l-1)
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
dosažena průměrná hodnota 0,3 mg.l-1, která by jinak byla dosažena pouze provozně
nákladným dávkováním síranu železitého do aktivační nádrže ČOV.
Z výsledků je jednoznačné patrný pozitivní vliv stabilizačních nádrží na celkovou účinnost
čištění odpadních vod. Jak se bude vyvíjet účinnost dočištění odpadních vod v následujícím
období, kdy lze očekávat vlivem vypouštěné odpadní vody z ČOV postupný nárůst
koncentrace především celkového dusíku a fosforu v obou stabilizačních nádržích, bude
předmětem dalšího řešení tohoto úkolu.
Domovní ČOV s membránovou technologií
V posledních několika letech nachází technologie separace aktivovaného kalu od vyčištěné
odpadní vody pomocí membrán stále širšího uplatnění. Tato technologie se uplatňuje na
ČOV všech velikostních kategoriích, včetně domovních ČOV. Pro ověření vhodnosti
membránové technologie i pro domovní ČOV byla navázána spolupráce se společností Envipur. Tato společnost dodala k odzkoušení celkem 3 domovní ČOV vybavené různými typy
membrán od společností Hans Huber AG a A3 Water Solutions GmbH. Všechny 3 DČOV
jsou konstrukčně řešeny jako kruhové nádrže rozdělené přepážkami na 3 komory. První dvě
komory slouží k mechanickému předčištění odpadní vody, třetí komora slouží jako aktivační
nádrž a je osazena membránovým modulem pro separaci aktivovaného kalu od vyčištěné
odpadní vody.
Do aktivačních nádrží je rovněž zaveden výtlak vzduchu ze dvou dmychadel. Jedno
dmychadlo je určeno pro dodávku vzduchu do aktivace pro samotné biologické čištění
odpadní vody, druhé pak slouží k mechanickému čištění membránového modulu vzduchem.
Odtok vyčištěné odpadní vody je zajištěn čerpadlem permeátu z membránového modulu.
Bohužel u všech 3 DČOV se v průběhu náběhu chodu DČOV ukázalo, že tato čerpadla
pracují velmi nespolehlivě. Díky této skutečnosti není zajištěn pravidelný a spolehlivý odtok
vyčištěné vody z membránového modulu. Z tohoto důvodu musel být zastaven i přítok
odpadní vody do všech DČOV a průběh zkoušek musel být přerušen. V současné době
zástupci společnosti Envi-pur řeší tuto kritickou závadu, která fakticky brání zahájení
samotného zkoušení DČOV. Po odstranění této závady budeme moci přistoupit k obnovení
náběhu samotných zkoušek. Již teď je ale jisté, že budeme muset přistoupit k opětovnému
zaočkování DČOV aktivovaným kalem, neboť během odstávky došlo k snížení koncentrace
aktivovaného kalu v aktivačních nádržích pod požadovanou mez.
5.3.3 Výstupy
•
Možnosti použití špičkových technologií čištění odpadních vod v územích se zvláštními
požadavky na ochranu jakosti vod – článek ve Vodním hospodářství.
Wanner, F. Možnosti použití špičkových technologií čištění odpadních vod v územích se
zvláštními požadavky na ochranu jakosti vod. Vodní Hospodářství, 2009, roč. 59, č. 5,
příloha Čistírenské Listy, s. I-III. ISSN 1211-0760. (3619_2521)
•
Předání článku do recenzovaného časopisu – Možnosti použití kombinovaných způsobů
čištění odpadních vod, který bude obsahovat předběžné vyhodnocení výzkumu na
vybrané lokalitě – Zbytiny + ČOV VAKJČ.
Předání článku do recenzovaného časopisu je plánováno v průběhu listopadu 2009
(3619_final1_2009)
•
Příprava článku o použití membránových technologií v domovních ČOV a jeho předání
redakci recenzovaného časopisu.
Vzhledem k výše pospaným objektivním problémům při zkoušení DČOV bude moci být
tento výstup splněn až v příštím roce.
98
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
5.4 EXTENZÍVNÍ METODY ČIŠTĚNÍ VOD A JEJICH ÚČINNOST
5.4.1 Předmět řešení
Cílem řešení je posouzení různých extenzivních technologií použitých pro čištění odpadních
vod z malých zdrojů znečištění. Dále sledování dopadu takto vyčištěných odpadních vod na
recipient. A v neposlední řadě nalezení možností zlepšení těchto technologií.
Způsob řešení spočívá zejména v terénních měřeních, vyhodnocení stavu, laboratorních a
poloprovozních pokusech, návrzích řešení v konkrétních lokalitách a jejich zobecnění.
Cílem řešení v roce 2009 bylo zpracovat vybrané specifické problematiky extenzivních
technologií (vlastnosti filtračních materiálů, výpar z mokřadních porostů, vliv sběru biomasy,
kolmatace kořenových polí a zemních filtrů). Dále provést a podrobně vyhodnotit další
sledování vlivu odtoku z biologické nádrže Soběnov na recipient, včetně stanovení doby
dotoku vyčištěné odpadní vody. A také příprava a využití modelů pro sledování specifických
problematik (anaerobní podmínky).
5.4.2 Postup řešení a výsledky
Práce provedené v roce 2009 plynule navazují na řešení subprojektu v předchozích letech a
probíhaly v souladu s metodikou pro letošní rok.
Sledování dopadu vypouštěné odpadní vody – KČOV Mořina
Proběhla terénní měření a odběr vzorků (III, IV, V, VII, VII, VIII, IX a X měsíc), na letošní rok
jsou plánovány ještě dva odběry (XI a XII měsíc). Při každém výjezdu jsou na místě měřeny
následující parametry: teplota vzduchu a vody, pH, konduktivita, koncentrace rozpuštěného
kyslíku a ORP v profilech: nad KČOV, odtok KČOV, 5 m, 10 m, 25 m, 50 m,
75 m, 100 m, 125 m, 150 m, 200 m, 225 m a 300 m. V laboratoři jsou stanovovány
následující parametry: koncentrace nerozpuštěných látek, CHSKCr, BSK5, koncentrace
amoniakálního, dusitanového, dusičnanového a celkového dusíku, ortofosforečnanů a
celkového fosforu v profilech: nad KČOV, odtok KČOV, 5 m, 50 m, 100 m, 200 m a 300 m.
Takto získané výsledky jsou zpracovávány do tabulek a grafů. Také proběhlo prozatím jedno
stanovení doby dotoku vyčištěné odpadní vody. Plánuje se pokračovat v měření i v roce
2010.
Laboratorní pokusy – anaerobie
Proběhly dvě série laboratorních pokusů, ke kterým byla využita vyčištěná odpadní voda
z KČOV Mořina (hodnoty ORP kolem -250 mV). První pokusná nádoba byla ponechána
v klidu (přestup kyslíku hladinou). Koncentrace rozpuštěného kyslíku a ORP byly měřeny po
15 minutách. V druhé pokusné nádobě bylo použito magnetické míchadlo rozměrů 37 mm
krát 8 mm, stupeň 7. Koncentrace rozpuštěného kyslíku a ORP byly měřeny po 10 minutách.
Třetí pokusná nádoba byla provzdušňována vzduchovacím čerpadlem pro akvária
dodávajícím 50 l vzduchu za hodinu. Koncentrace rozpuštěného kyslíku a ORP byly měřeny
po 5 minutách. Naměřené výsledky shrnuje graf 5.4.1.
99
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
prostup hladinou
Kolísání ORP
míchání
provzdušňování
300
285
270
255
240
225
210
195
180
165
150
135
120
105
90
75
60
45
30
15
-50
0
ORP [mV]
50
-150
-250
-350
čas [min]
Graf 5.4.1
Kolísání ORP při pokusech s přestupem kyslíku
Výzkum dopadu vypouštěné odpadní vody – BN Soběnov
Proběhla terénní měření a odběr vzorků (II, V, VI, VIII, X), na letošní rok je plánován ještě
odběr v prosinci. Při každém výjezdu jsou na místě měřeny následující parametry: teplota
vzduchu a vody, pH, konduktivita, koncentrace rozpuštěného kyslíku a ORP v profilech:
odtok BN (0 m), 5 m, 10 m, 15 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m, 125 m, 150 m,
200 m, 250 m, 300 m, 350 m, 400 m, 450 m, 500 m, 550 m, 600 m, 650 m, 700 m a 750 m.
V laboratoři jsou stanovovány následující parametry: koncentrace nerozpuštěných látek,
CHSKCr, BSK5, koncentrace amoniakálního, dusitanového, dusičnanového a celkového
dusíku, ortofosforečnanů a celkového fosforu v profilech: přítok BN, odtok BN, 50 m, 100 m,
250 m, 500 m a 750 m. Takto získané výsledky jsou zpracovávány do tabulek a grafů.
Proběhla dvě stanovení doby dotoku vyčištěné odpadní vody. Metodika: po změření průtoku
byl nadávkován nasycený roztok chloridu sodného do profilu nula (0 m). V profilu 500 m byla
zřízena malá terénní laboratoř. Byla měřena konduktivita protékající vody v intervalu 5 minut.
Dále byla stanovována koncentrace chloridů argentometricky v intervalu 10 minut při prvním
pokusu a 15 minut při druhém pokusu.
Model – anaerobie
V rámci řešení problematiky negativních dopadů odtékající vody z kořenových čistíren,
především hluboké anaerobie, byla v roce 2009 soustavně sledována a monitorována
dynamika chování odtoku z kořenové čistírny Mořina. Cílem tohoto sledování bylo získat
poznatky z reálné, hluboce anaerobní čistírny pro návrh modelového řešení eliminace tohoto
negativního jevu, který výrazně ovlivňuje život v recipientu pod odtokem.
Současně byla provedena i rešerše odborné literatury, která se zabývá řešením problematiky
modelového provozování kořenové čistírny, včetně konzultací s odborníky. Získané poznatky
jsou použity pro přípravu kořenové čistírny v modelovém měřítku, na které bude možné na
jaře roku 2010 začít provádět výzkum technologických zásahů.
Průzkum kořenových čistíren
Zmapováno tak bylo v letošním roce dalších patnáct kořenových čistíren. Do seznamu lokalit
byly také zapracovány další došlé dotazníky. Na příští rok se plánuje využití těchto dat k
přípravě mapové vrstvy.
100
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Biologické čištění zakolmatovaného filtračního lože
Na lokalitě zemní filtr Ládví došlo vlivem nesprávné funkce mechanické předčištění k
zakolmatování filtračního lože a tím k výraznému zhoršení účinnosti čištění. Dlouhodobé
průměrné výsledky a výsledky po zakolmatování shrnuje tab. 5.4.1. V důsledku
nedostatečné účinnosti čištění i hydraulické kapacity zemního filtru byl provoz před časem
přerušen. Veškerá přitékající odpadní voda je odvážena k čištění na jinou ČOV. Zároveň
provozovatel souhlasil s experimentem biologického vyčištění zemního filtru. Tato
alternativní metoda spočívá v aplikaci biologického preparátu na bázi bakterií a enzymů,
které by podle referencí měli rozkládat organické znečištění a uvolnit tak zakolmatované
filtrační lože. Pro ověření vhodnosti tohoto typu čištění zakolmatovaného filtračního lože
jsme vybrali přípravek společnosti BioEnviro. Výsledky pokusu budou publikovány v příštím
roce.
Tab. 5.4.1 Průměrné znečištění 2006 až 2007 a výsledky stanovení vzorku odebraného
v profilu odtok dne 7.10.2009
Průměr P
Průměr O
7.10.2009
CHSK
BSK5
-1
-1
(mg.l ) (mg.l )
279
125
55,5
167
NL105
-1
(mg.l )
137
11
24
10,5
34
+
-
-
N-NH4
N-NO2 N-NO3
-1
-1
-1
(mg.l ) (mg.l ) (mg.l )
24,4
0,365
2,94
12,9
40,8
0,513
3,28
10,7
2,47
Norg.
-1
(mg.l )
12,1
Ncelk.
-1
(mg.l )
39,8
Pcelk.
-1
(mg.l )
4,69
1,86
6,49
25,9
53,0
3,25
7,10
Vlastnosti filtračních materiálů kořenových polí
Po skončení zimního období byla odebrána a zpracována další sada vzorků z filtračních
kořenových polí KČOV Dražovice. Stanovení zahrnovala vybrané vlastnosti materiálu
(pórovitost, koeficient hydraulické vodivosti, zrnitost) a zjištění obsahu kalu.
Ke konci vegetační sezóny byly na KČOV odebrány velkoobjemové vzorky (po 25 l) štěrku
s kalem. Tento materiál bude využit při simulaci působení nízkých teplot během zimního
období na změnu pórovitosti a hydraulické vodivosti. K simulaci bude využita klimatizační
skříň VUT FAST ÚVHK.
Dosavadní zjištěné poznatky byly využity při zpracování odborné monografie v letošním roce
a při zpracování publikací k problematice KČOV.
Vodní bilance KČOV a výpar z kořenových polí
V průběhu celého roku byla zaznamenávána data z kontinuálního měření průtoků na KČOV
Dražovice pro 1. kořenové pole (přítok, odtok) a data z přítoku na KČOV. Data jsou průběžně
převáděna do databáze (měření probíhá od roku 2006) a vyhodnocována. Výsledky byly
využity při zpracování několika odborných článků a zpracování odborné monografie.
Na pokusných modelech filtračních kořenových polí v areálu VUT FAST ÚVHK Brno probíhá
sledování vodní bilance (měření srážek a výparu) také v průběhu celého roku. Na jednom
modelu byl během vegetační sezóny kosen porost chrastice rákosovité. Výsledky jsou také
průběžně ukládány do databáze a využívány jako podklad pro odborné články a výstupy.
Předpokládá se, že měření bude na všech lokalitách pokračovat ještě v roce 2010.
Vliv sběru plovoucích rostlin
Stejně jako v předchozích letech byl od začátku vegetační sezóny (od března) sledován
vývoj vegetace plovoucích makrofyt (obvykle tvořený dominantním porostem Lemna sp.)
v dočišťovací nádrži KČOV Dražovice. V letošním roce prakticky nedošlo k rozvoji této
101
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
vegetace, a to v celém průběhu vegetační sezóny. Nebyly tak odebrány vzorky k analýze
množství biomasy, sušiny a obsahu dusíku a fosforu. Důvodem byl pravděpodobně provozní
zásah na nádrži, kdy byla na začátku roku odstraněna norná stěna a zachycování plovoucích
látek a nečistot bylo vyřešeno jejich zachycováním v regulační šachtici. Tento zásah vedl
k tomu, že hladina vody v nádrži je ovlivňována větrem a přímým odtokem.
V nádrži docházelo během vegetační sezóny k intenzivnímu rozvoji fytoplanktonu, zřejmě
proto, že hladina nebyla postupně zcela pokryta biomasou plovoucích makrofyt. Z tohoto
důvodu bylo do sledování KČOV Dražovice zahrnuto vzorkování bioty, zejména
fytoplanktonu. Vzorkování probíhalo během období duben – říjen. Snahou bylo získat
přehled o všech organismech, a to pokud možno na všech trofických úrovních (producenti,
konzumenti, destruenti).
Odebírány byly prostorově slévané vzorky. Následně byly vzorky vody zpracovány do 48 hod
po odběru. Determinace a kvantifikace byla provedena dle ČSN 75 7712. Vzorky byly za
pomocí centrifugace zahuštěny na 10 ml a nejdříve prohlédnuty při nativním stavu a poté za
pomocí počítací komůrky Cyrus II. Byla provedena kvantifikace a determinace. Kvantifikace
byla provedena po usmrcení, přidáním kapky formalínu pro imobilizaci organismů. Při
nativním stavu byla zhotovena fotografická dokumentace (viz níže).
Biologický rozbor ukázal v období duben až srpen jasnou dominanci bičíkatých zelených řas
řádu Volvocales – Chlamydomonas cf.obovata, v průběhu září nastává ústup bičíkatých
zelených řas ve prospěch fototrofních bakterii Chromatium okenii. Mezi organismy s
výskytem po celou dobu zkoumání patřili zástupci řádu Euglenales, sinic Phormidium sp.,
ojediněle se vyskytovali zástupci rozsivek.
Popsaná situace se také projevila v čistícím procesu probíhajícícm v dočišťovací nádrži.
Prakticky během celé vegetační sezóny byly zajištěny příznivější kyslíkové poměry a poměry
pH než v předchozích letech, kdy se postupně vytvořila souvislá vrstva plovoucích makrofyt.
5.4.3 Výstupy
•
Příprava a vydání odborné publikace – teze disertační práce (nakladatelství VUT v Brně,
VUTIUM).
Publikace byla předána do tisku. Rozkošný, M. Hodnocení účinnosti vegetačních
kořenových čistíren a návrhy zlepšení jejich funkce. (3620_final1_2009)
•
Příprava článku Průběh samočištění anaerobních odpadních vod po vypuštění do
recipientu (Vodní hospodářství).
Váňa, M., Hamza, M., Kučera, J., Mlejnská, E. Průběh samočištění anaerobních
odpadních vod po vypuštění do recipientu. VTEI, příloha Vodního hospodářství 4/2009,
2009, roč. 51, č. 8, s. 4-7. ISSN 1211-0760. (3620_2602)
•
Příprava článku do recenzovaného časopisu (pracovní název Hodnocení účinnosti čištění
vegetačních kořenových čistíren odpadních vod)
Článek byl dokončen na začátku června. Poté byl zaslán vydavateli a předložen
recenzentům: Rozkošný, M., Kriška, M., Šálek, J. Možnosti využití přírodních způsobů
čištění odpadních vod a posouzení vlivu předčištění (3620_final2_2009)
•
Komplexní přehled kořenových čistíren v ČR .
Je uveden v přiloženém souboru (3620_final4_2009)
•
Dokončení a vydání monografie „Extenzivní způsoby čištění odpadních vod“.
Monografie byla předána do tisku. Mlejnská, E., Rozkošný, M., Baudišová, D., Váňa, M.,
Wanner, F., Kučera, J. Extenzivní způsoby čištění odpadních vod. ISBN 978-80-85900-
102
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
92-7. Tato přiložená verze je bez obrázků, celkový rozsah je cca 115 stran.
(3620_final3_2009)
Další nebodované výstupy prezentující výsledky výzkumných prací:
•
Prezentace výsledků formou příspěvku na konferenci Řešení extrémních požadavků na
čištění odpadních vod, Blansko, únor 2009.
Šálek, J., Kriška, M., Pištěková, M., Rozkošný, M. Poutání fosforu a tenzidů v půdním
(zemním) filtračním prostředí. In Řešení extrémních požadavků na čištění odpadních
vod. Blansko, 26.2.2009. AČE ČR, 2009, s. 115-123. ISBN 978-80-7399-687-1.
(3620_2441)
•
Prezentace výsledků formou přednášky na mezinárodním workshopu Nutrient Cycling
and Retention in Natural and Constructed Wetlands, Třeboň, duben 2009.
Rozkošný, M. Treatment efficiency of the natural and constructed wetlands used for water
quality enhancement in the South Moravia region (Czech Rep.). In: Kröpfelová, L.,
Vymazal, J. (eds) 7th International Workshop on Nutrient Cycling and Retention in
Natural and Constructed Wetlands. Proceedings. Třeboň: ENKI, o.p.s., 2009. p. 76-78.
ISBN 978-80-254-4401-6. (3620_2635)
•
Prezentace výsledků formou dvou příspěvků na konferenci Odpadní vody, Plzeň, květen
2009.
Mlejnská, E., Kučera, J. Funkce mechanického předčištění u extenzivních čistíren.
In neuveden 8. mezinárodní konference a výstava Odpadní vody - Wastewater 2009.
Plzeň, 5.5.2009. Praha: ICARIS Conference Management, 2009, s. 177-183. ISBN 97880-254-4068-1. (3620_2538)
Kučera, J., Mlejnská, E. Anaerobní podmínky v kořenových ČOV. In neuveden
8. mezinárodní konference a výstava Odpadní vody - Wastewater 2009. Plzeň, 5.5.2009.
Praha: ICARIS Conference Management, 2009, s. 295-300. ISBN 978-80-254-4068-1.
(3620_2539)
•
Prezentace výsledků formou dvou příspěvků na konferenci IWA „1st Eastern European
Regional Young Water Professionals Conference“:
Rozkošný, M. The Study of the Wastewater Treatment Constructed Wetlands Efficiency
during a Non-Vegetation Period in the Czech Republic. In: Gurinovich, A.D. (ed)
1st Eastern European Regional Young Water Professionals Conference. The conference
proceedings. Minsk: BNTU. 2009. s. 381-388. ISBN 987-985-525-145-4. (3620_2639)
•
Rozkošný, M., Hyánková, E., Kriška, M., Šálek, J. Impact of the Clogging Process on the
Treatment Efficiency of Constructed Wetlands Used for Wastewater Treatment. In:
Gurinovich, A.D. (ed) 1st Eastern European Regional Young Water Professionals
Conference. The conference proceedings. Minsk: BNTU. 2009. s. 120-125. ISBN 987985-525-145-4. (3620_2638)
•
Prezentace výsledků formou přednášky na semináři KČOV, Brno, říjen 2009
Rozkošný, M. Účinnost přírodních způsobů čištění (kořenových čistíren odpadních vod) v
nevegetačním období. In Kriška, M., Šálek, J., Plotěný, K Přírodní způsoby čištění vod
VI. Brno: CeERM, s.r.o., Brno 2009, s. 48-57. ISBN 978-80-7204-655-3. (3620_2636)
•
Prezentace výsledků formou přednášky na konferenci ENVIRO, Nitra, září 2009
Sborník ještě nebyl vydán. Rozkošný, M., Šálek, J., Kriška, M. Poznatky z průzkumu
kořenových čistíren odpadních vod. (3620_final6_2009)
•
Prezentace výsledků formou přednášky na konferenci Rekonštrukcie stokových sietí
a ČOV, Podbánské, říjen 2009.
103
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Mlejnská, E., Šťastný, V., Petránová, A. Kolísání množství a znečištění odpadních vod v
malých obcích. In Zborník prednášok a posterov 6. bienálnej konferencie
s medzinárodnou účasťou "Rekonštrukcie stokových sietí a čistiarní odpadových vod".
Podbanské, 21.10.2009. Bratislava: REPRO PRINT Light & Color, 2009, s. 295-302.
ISBN 978-80-89062-64-5. (3620_2605)
•
Příprava článku pro nerecenzovaný časopis – Veronica.
Článek je předán k vydání. Rozkošný, M. Domovní kořenové čistírny odpadních vod –
návrh, provoz a účinnost čištění. Tato přiložená verze je bez obrázků a seznamu
literatury. (3620_final5_2009)
104
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
5.5 VSAKOVÁNÍ PŘEČIŠTĚNÝCH ODPADNÍCH VOD A DEŠŤOVÝCH
VOD V MALÝCH SÍDLECH
5.5.1 Předmět řešení
Vsakování odpadních vod do horninového prostředí může mít opodstatnění u rozptýlené
zástavby, kde není ekonomické centrální čištění odpadních vod, či tam, kde není v dosahu
vhodný recipient nebo není vhodné odpadní vody přímo vypouštět do vod povrchových.
V rámci výzkumu v této oblasti byla vyhotovena rešerše odborných podkladů a provedeno
sledování na třech lokalitách. Výsledky prací ukazují, že vsakování může být ke kvalitě
povrchových vod významně šetrnější, než obvyklé přímé vypouštění odpadních vod do vod
povrchových. Potenciál této metody, vedoucí k zlepšení kvality povrchových vod, je značný.
Cílem řešení je posouzení dopadů vsakování přečištěných odpadních vod do horninového
prostředí, a to jak z obecného hlediska, tak na konkrétních vhodných lokalitách. Do úkolu
byla zahrnuta též problematika výzkumu v oblasti vsakování dešťových vod ze zpevněných
povrchů, důležitá mj. z hlediska zadržování vod v krajině.
5.5.2 Postup řešení a výsledky
Způsob řešení spočíval zejména v rešerši odborných podkladů, terénních měřeních,
vyhodnocení stavu v konkrétních lokalitách a jejich zobecnění. Na rok 2009 byly konkrétně
plánovány následující práce:
•
pokračování ve sledování vsakování odpadních vod do horninového prostředí v horské
obci Měděnec; v případě realizace plánovaného ukončení vsakování v této lokalitě budou
sledovány a vyhodnoceny změny tímto opatřením způsobené,
•
pokračování ve sledování vsakování odpadních vod do horninového prostředí v obci
Horní Beřkovice pod Řípem,
•
pokračování ve sledování vsakování odpadních vod do horninového prostředí v obci
Řevničov,
•
vytipování případných dalších vhodných lokalit se vsakováním přečištěných odpadních,
s odlišnými přírodními poměry,
•
vytipování vhodných lokalit se vsakováním dešťových vod,
•
aktualizace a doplnění rešerše odborných podkladů k problematice vsakování odpadních
vod do horninového prostředí a k literární rešerši shrnující poznatky o problematice
vsakování dešťových vod ze zpevněných povrchů,
•
zobecnění získaných výsledků.
Provedené práce a jejich výsledky
Bylo provedeno sledování vsakování předčištěných odpadních vod do horninového prostředí
na třech lokalitách, a to v horské obci Měděnec; nížinné obci Horní Beřkovice pod Řípem a
v části obce Řevničov. Jedná se o lokality pravidelného dlouhodobého vsakování větších
množství komunálních odpadních vod (z celé obce či její části), jejich dopad na okolí je tak
zřetelnější, než u běžného vsakování malých množství odpadních vod z individuálních
objektů. Sledovány byly zejména hlavní kontaminanty komunálních odpadních vod, jako
formy dusíku a fosforu, CHSK, obsah chloridů a vybraných bakteriií. Sledování bylo
rozšířeno o screeningový monitoring dalších skupin znečišťujících látek, jako jsou těkavé
uhlovodíky či kovy. Byla potvrzena velmi významná redukce znečištění hlavních
105
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
kontaminantů odpadních vod vlivem procesů doprovázejících vsakování odpadních vod do
horninového prostředí. Vybrané specifické organické látky ani kovy se v sledovaných vodách
lokalit ve významném množství nevyskytují. Podrobnější výsledky prací ze zkoumaných tří
lokalit vsakování odpadních vod shrnuje příloha 3621_final1.
Výsledky terénních měření a laboratorních analýz ze tří studovaných lokalit dokladují
vysokou účinnost odbourávání makrosložek kontaminace v rámci průchodu vod horninovým
prostředím. Mezi jednotlivými sledovanými lokalitami jsou ale značné rozdíly. Příznivější je
situace na horské lokalitě Měděnec (oproti lokalitě Horní Beřkovice), a to zejména vlivem
nižších množství vsakovaných vod, vyšších srážkových úhrnů, nižší kontaminace
pozaďových podzemních vod a méně intenzivního zemědělského podnikání v oblasti
vsakování a pod ní. V případě lokality Nádraží Řevničov jsou vsakovaná množství odpadních
vod nižší než v uváděných předchozích dvou lokalitách, vsakování nemá na kvalitu
povrchových vod blízkého toku Klíčava významnější vliv.
Průběžně jsou vyhledávány a hodnoceny případné další vhodné lokality se vsakováním
přečištěných odpadních vod, s různými přírodními poměry. Zdrojem posuzovaných lokalit
jsou mj. odborné práce uložené v archivu České geologické služby – Geofondu. V námi
vedené databázi míst vsakování je v současnosti okolo 250-ti lokalit, v naprosté většině se
jedná o vypouštění předčištěných odpadních vod z jednotlivých domů či objektů individuální
rekreace.
Byly vytipovávány vhodné lokality pro výzkum vsakování dešťových vod. Pro sledování a
hodnocení kvality vod z dešťových kanalizací byly vybrány tři lokality na území menší obce
Hostivice u Prahy. Ve všech případech jde o nově vybudovanou zástavbu se striktně
oddílnou kanalizací. O výběru lokalit rozhodla mj. dostupnost území, možnost sledovat úseky
dešťové kanalizace s různým charakterem zástavby, souhlas a aktivní spolupráce
provozovatele kanalizace. Ve vybraných lokalitách jsou dešťové vody svedeny do retenčních
nádrží, kde je velmi dobře možné vzorkovat průběh kvality vody během srážkové události.
Vybrané lokality představují rozlišné typy zástavby, kterými jsou skladovací a obchodní areál,
zástavba bytových domů a zástavba rodinných domků. Byl zahájen výzkum kvality těchto
vod, spočívající mj. v terénním měření a analýzách vod. Vsakování dešťových vod je jedním
z možných řešení hospodárného nakládání s dešťovými vodami. Hlavními cíli takovéhoto
hospodaření jsou zpomalení srážko-odtokových procesů v povodí, snížení odtokového
objemu a průtokových špiček v kanalizaci a obnova podzemní vody.
Průběžně probíhá aktualizace a doplňování rešerše odborných podkladů k problematice
vsakování odpadních vod do horninového prostředí a rešerše shrnující poznatky o
problematice vsakování dešťových vod ze zpevněných povrchů.
5.5.3 Výstupy
•
Přehled a zpracování konkrétních výsledků procesů vsakování na třech lokalitách.
Konkrétní výsledky procesů vsakování na třech lokalitách (Měděnec, Horní Beřkovice,
Řevničov) byly průběžně získávány a zpracovávány zejména na základě prováděných
měření a na základě výsledků chemických i bakteriologických analýz vzorků. Průběžně
probíhalo jejich zpracovávání, výstup byl dokončen na konci října 2009.
(3621_final1_2009)
•
Zpracování a uveřejnění recenzovaného článku v odborném časopise, řešícího
problematiku vsakování odpadních vod do horninového prostředí.
Článek řešící problematiku vsakování odpadních vod do horninového prostředí byl
zpracován a pod názvem Influence of pre-treated waste water infiltration on surface
water zaslán na adresu redakce recenzovaného časopisu Journal of Hydrology and
Hydromechanics. Proběhly recenze příspěvku a jeho porecenzní úpravy. O uveřejnění
měla rozhodnout redakční rada, která se v polovině října 2009 rozhodla článek
106
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
neuveřejnit. Zpracovaný materiál bude využít pro tvorbu jiného recenzovaného článku na
toto téma v příštím roce (2010). (3621_final3_2009)
Mimo metodikou plánovaných výše citovaných výstupů byly realizovány následující další
výstupy:
•
Přednáška na odborném semináři.
Eckhardt, P. Vsakování odpadních vod do horninového prostředí. – in Martínková, M.,
Eckhardt, P. Evidence kontaminovaných míst. – odborný seminář VÚV T.G.M., v.v.i.,
uskutečněný dne 11.6.2009.
Prezentace
přednášky
byla
umístěna
na Internet,
http://heis.vuv.cz/default.asp?typ=00. (3621_final2_2009)
107
konkrétně
na adresu
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
6 ODDÍL F – NÁSTROJE
6.1 VÝVOJ OBECNĚ BILANČNÍCH A OPERATIVNĚ PREDIKČNÍCH A
HODNOTÍCÍCH SYSTÉMŮ ZAMĚŘENÝCH NA VÝSTUPY
PODPORUJÍCÍ VÝKON VEŘEJNÉ A STÁTNÍ SPRÁVY
6.1.1 Předmět řešení
Podle rámcové směrnice pro vodní politiku EU je nutné připravit plány oblastí povodí, ve
kterých mají být mimo jiné definovány a programy opatření eliminovány významné
vodohospodářské problémy, které brání dosažení dobrého stavu útvarů povrchových a
podzemních vod. K tomu je nutné na celém území ČR pravidelně vyhodnocovat dopady
antropogenních vlivů. Cílem řešení je vytvořit vhodné nástroje, umožňující kvantifikaci těchto
dopadů a následně tak umožnit posouzení možnosti dosažení stanovených
environmentálních cílů. Jako jeden z vhodných nástrojů tohoto posouzení je uvažováno
zpracování vodní bilance (zejména vodohospodářská bilance současného a výhledového
stavu) jako součást plánování v oblasti vod. Nástroje by měly být využitelné v celostátním
rozsahu při predikci stavu vod, pro zpracování návrhů opatření a jejich posouzení a při
vydávání vodoprávních rozhodnutí.
6.1.2 Postup řešení a výsledky
V roce 2009 se řešení zaměřilo zejména na problematiku jakosti povrchových vod. Zvláštní
pozornost byla věnována zpracování programového vybavení pro řešení problematiky
„kombinovaného způsobu“ stanovování emisních limitů. Dokončen byl také simulační model
jakosti povrchových vod koncipovaný jako nástroj pro zpracování vodohospodářské bilance
současného a výhledového stavu.
Simulační model jakosti povrchových vod a nástroje informační podpory
aplikace kombinovaného způsobu stanovování emisních limitů
Postup při stanovení emisních limitů „kombinovaným způsobem“ je – včetně podrobných
výpočetních postupů – popsán příslušným metodickým pokynem („Metodický pokynu odboru
ochrany vod MŽP k nařízení vlády č. 229/2007 Sb., kterým se mění nařízení vlády
č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a
odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do
kanalizací a o citlivých oblastech“). Práce subprojektu byly zaměřeny na zpracování
vhodných nástrojů informační podpory pro jeho aplikaci. Kromě zpracování programového
vybavení pro aplikaci v metodickém pokynu uvedených výpočetních postupů, byla dále
předmětem prací analýza relevantních datových zdrojů a integrace disponibilních (a formálně
korektních dat) do účelové databáze programu, zpracování výpočtu za celé území ČR pro
výhledové scénáře – tj. posouzení plnění imisních standardů (a) při aplikaci emisních
standardů a (b) při aplikaci nejlepších dostupných technik/technologií u bodových zdrojů
znečištění – a následná publikace výsledků v prostředí internetu (dostupné od 1.1.2010).
Simulační model jakosti povrchových vod pro zpracování vodohospodářské bilance a
aplikace pro stanovení emisních limitů „kombinovaným způsobem“ jsou zaměřeny na
obdobnou problematiku, liší se ale přístupem k jejímu řešení:
Oba modely vyhodnocují (modelují) jakost povrchových vod v kontrolních profilech (závěrné
profily vodních útvarů a profily sledování jakosti), a tu poté porovnávají s imisními standardy
108
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
(přípustnými hodnotami) pro jednotlivé ukazatele. Hodnocen je současný stav a výhledové
scénáře (vodohospodářská bilance současného/výhledového stavu, posouzení dopadu
stanovení emisních standardů u stávajících zdrojů znečištění, případně posouzení vlivu
nových zdrojů).
Aplikace pro stanovování emisních limitů „kombinovaným způsobem“ kombinuje
vyhodnocení údajů o vypouštěném znečištění z evidovaných bodových zdrojů a vyhodnocení
dat z monitoringu jakosti povrchových vod. Pracuje s celoročními průměry a neuvažuje
sezónní rozdělení vstupů znečištění a průtoků ve vodních tocích. Údaje o plošném a
difúzním znečištění vycházejí ze statistického vyhodnocení dat z monitoringu jakosti
v povrchových vod. Koncentrace znečištění v kontrolních profilech je uvažována vzhledem
k dlouhodobému průměrnému ročnímu průtoku v profilu.
Naproti tomu simulační model pro vodohospodářskou bilanci vychází z údajů o vstupech
znečištění z bodových i plošných zdrojů (plošné zdroje projektuje na říční síť), včetně
uvažování jejich sezónního rozdělení, a simuluje odbourávání znečištění ve vodních tocích a
nádržích (podle doby zdržení). Koncentraci znečištění v kontrolních profilech poté statisticky
vyhodnocuje vzhledem k časovým řadám průtoků. Jako adekvátní časový krok je při aplikaci
modelu uvažován 1 měsíc.
Modely jsou podrobně popsány v příslušných uživatelských příručkách (viz výstupy).
Metodické postupy pro ocenění významnosti jednotlivých typů zdrojů
znečištění s ohledem na aplikace imisně – emisního přístupu v oblasti ochrany
vod
Zahraniční přístupy a metodiky pro snižování znečištění povrchových vod vycházejí ze
všeobecně přijímaného modelu DPSIR (Driving forces - Pressures - States - Impacts –
Responses). V případě emisí do vody je pak další významnou částí řešení rozdělení zdrojů
emisí podle typů, přičemž na úrovni Evropské agentury životního prostředí (EEA) a
v evropské legislativě se uvažují pouze dva typy zdrojů znečištění – plošné a bodové, a
podle sektorů (které v tomto případě podle míry podrobnosti odpovídají Driving forces nebo
Pressures). Pro kvantifikaci plošných zdrojů znečištění jsou také významné „cesty“
znečištění, díky kterým lze také lépe definovat jednotlivé typy zdrojů znečištění.
Na evropské úrovni existují různá schémata zdrojů znečištění, která většinou slouží pro
různé účely, např. schéma Eurostatu (pro sběr statistických dat na evropské úrovni), schéma
MONERIS (pro účely stejnojmenného modelu bodových a plošných zdrojů znečištění) či
schéma EEA pro vykazování emisí do vody na evropské úrovni.
Pro studii metodických postupů bylo použito jednak schéma EEA pro typy zdrojů a dělení
podle sektorů a vybraná schémata MONERIS pro popis cest znečištění.
Na základě dostupných podkladů byla použita schémata pro vybrané polutanty podle
jednotlivých skupin – nutrienty (celkový dusík a celkový fosfor), kovy (arsen, chrom,
kadmium, měď, nikl, olovo, rtuť, zinek) a prioritní a nebezpečné látky (podle směrnice
2008/105/ES s výjimkou kovů). V této fázi řešení lze označit polutanty, u kterých je
významný podíl plošných zdrojů znečištění. Týká se to samozřejmě hlavně dusíku
(zemědělství, doprava a vytápění - atmosférická depozice), fosforu (zemědělství a přirozené
pozadí v půdě a horninovém prostředí, uvolňované hlavně erozí) a kovy (doprava, vytápění a
různé průmyslové zdroje ve formě atmosférické depozice). Podíl plošného znečištění pro
prioritní a nebezpečné látky s výjimkou kovů lze zatím vzhledem k nedostatku věrohodných
podkladů považovat za zanedbatelný.
Z hlediska rozdělení bodových zdrojů znečištění lze pro dusík, fosfor a kovy označit
vypouštění městských odpadních vod za významnou složku, ovšem stejně tak významné je
vypouštění průmyslových vod. Pro prioritní a nebezpečné látky jsou převažující průmyslové
109
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
odpadní vody, i když se dá předpokládat určitý podíl ve vypouštění městských odpadních
vod.
Směr dalšího řešení pro období 2010–2011
Metodické postupy pro zjištění významnosti jednotlivých typů zdrojů znečištění budou dále
rozpracovány a na jejich základě bude navržena úprava simulačního modelu
kombinovaného postupu znečištění hlavně z hlediska kvantifikace plošných zdrojů
znečištění.
6.1.3 Výstupy
V roce 2009 byly zpracovány a uplatněny následující výstupy:
•
Aplikace pro kombinovaný způsob stanovení emisních limitů (KOMJAK), (362223_2632.zip) *
•
Simulační model jakosti povrchových vod/aplikace (SIJAK) (3622-23_2631.zip) *
Výstupy (aplikace) označené hvězdičkou „*“ byly vytvořeny v přímé spolupráci se
subprojektem 3623 a jsou společným výstupem obou subprojektů. V rámci subprojektu 3622
byly prováděny zejména analytické, teoretické a metodické práce, vlastní realizace pak
proběhla v subprojektu 3623. Každý z uvedených modelů (aplikací) je v RIV uplatňován
pouze jednou.
V roce 2009 byly dále rozpracovány následující výstupy:
•
Metodické postupy pro ocenění významnosti jednotlivých typů zdrojů znečištění s
ohledem na aplikaci imisně-emisního přístupu v oblasti ochrany vod.
•
Pilotní projekt informační podpory při aplikaci „kombinovaného způsobu“ stanovování
emisních limitů, včetně aplikace pro publikaci výstupů v prostředí internetu (software).
Jejich uplatnění se předpokládá v roce 2010.
110
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
6.2 VÝVOJ A APLIKACE INFORMAČNÍCH NÁSTROJŮ NUTNÝCH
PRO ČINNOSTI SOUVISEJÍCÍ S PLÁNOVÁNÍM V OBLASTI VOD
6.2.1 Předmět řešení
Předmět řešení subprojektu je zaměřen na problematiku vývoje a realizace informačních
nástrojů zaměřených zejména na plánování v oblasti vod a související činnosti. V rámci prací
probíhá vývoj a následná realizace a aplikace programových nástrojů (software) zajišťujících
z části také informační zabezpečení řešení odborné vodohospodářské problematiky dalších
subprojektů. Jádrem řešení jsou v současné době realizované modely množství a jakosti
povrchových vod. Simulační model množství povrchových vod (resp. jeho samostatné dílčí
aplikace) byl dotažen do finální podoby v roce 2008. V roce 2009 se návazně pozornost
soustředila na simulační modely jakosti povrchových vod. Obecně pak do předmětu náplně
subprojektu patří také vývoj a realizace dalších informačních nástrojů, jako jsou databázové
nástroje a nástroje pro publikaci dat v prostředí sítě internet.
Řešení v roce 2009 probíhalo ve spolupráci zejména se subprojektem 3622, v němž byly
prováděny metodické a analytické práce předcházející vlastnímu vývoji dále uvedených
aplikací SIJAK a KOMJAK.
6.2.2 Postup řešení a výsledky
Jak již bylo zmíněno, v roce 2009 se předmět řešení přesunul od problematiky množství
k problematice jakosti povrchových vod. Práce byly soustředěny na dvě dílčí oblasti řešení.
Šlo jednak o dokončení vývoje simulačního modelu jakosti povrchových vod (pod označením
„SIJAK“), jehož vývoj byl zahájen v roce 2008 a dále o vývoj a realizaci simulačního modelu
„KOMJAK“, realizovaného na bázi algoritmů popsaných v metodickém pokynu OOV MŽP pro
tzv. kombinovaný způsob (k nařízení vlády č. 229/2007 Sb., kterým se mění nařízení vlády
č. 61/2003 Sb.).
Všechny dále popsané aplikace/programy jsou lokální aplikace pro PC orientované na co
nejnižší nároky na technické vybavení koncového uživatele (v této souvislosti je však vždy
třeba brát v potaz objem zpracovávaných dat, zejména při „celorepublikovém“
zpracování/vyhodnocení).
Modely jsou vždy tvořeny vlastním výpočetním jádrem (program zajišťující vlastní výpočet, je
vždy koncipován jako samostatně použitelná aplikace, zvýrazněna na obr. 6.2.1) a
doplňkovými funkcemi, zajišťujícími komfortní správu a průběh výpočtů (správa dat, příprava
dat pro výpočet, uživatelský editor, dokumentace).
Simulační model jakosti povrchových vod – SIJAK
Aplikace „SIJAK“ je simulačním modelem jakosti povrchových založeným na emisním
principu. Model na základě zadaných údajů o vstupech znečištění v profilech vypouštění
počítá koncentrace znečišťujících látek/ukazatelů ve specifikovaných (bilančních) profilech.
Dalšími vstupními údaji jsou, kromě vlastních vstupů znečištění, popis říční sítě (úsekový
model), charakteristiky jednotlivých úseků toků, informace o významných vodních nádržích a
průtokové řady. Model je schopen pracovat jak nad statisticky zpracovanými průtoky (např.
12 průměrných měsíčních hodnot apd.), tak nad reálnými průtokovými řadami. Model je
koncipován tak, aby bylo možné provádět výpočty jakosti jak samostatně, tak i návazně na
výstupy simulačního modelu množství povrchových vod vyvinutého v předchozím roce.
Měřítkem podrobnosti modelu je jednak měsíční časový krok simulace, jednak podrobnost
charakterizace říční sítě a jejích parametrů na úrovni úsekového modelu (tedy úseků toků od
111
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
soutoku k soutoku v příslušné podrobnosti modelu říční sítě). K tomuto úsekovému členění
říční sítě se pak vztahují výpočty transportu znečišťujících látek, resp. jejich odbourávání.
Součástí aplikace je, kromě vlastního výpočetního jádra, také obslužná část, obsahující
uživatelské rozhraní pro řízení výpočtů a správy úloh, prohlížeč a editor dat a dokumentace
aplikace/modelu.
Kombinovaný způsob – KOMJAK
Aplikace „KOMJAK“ byla vyvinuta na bázi algoritmů pro hodnocení jakosti povrchových vod
tzv. kombinovaným způsobem, popsaným podrobně v metodickém pokynu OOV MŽP
(Metodický pokyn odboru ochrany vod MŽP k nařízení vlády č. 229/2007 Sb. kterým se mění
nařízení vlády č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění
povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do
vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech).
Základním principem modelu/aplikace je, v návaznosti na uvedený metodický pokyn,
hodnocení jakosti v tzv. kontrolních profilech, kterými jsou závěrné profily vodních útvarů.
Model hodnotí vstupy znečištění v povodí útvaru a porovnává je (za použití průměrných
ročních průtoků) s přípustnými imisními limity v kontrolních profilech.
Výpočty jsou prováděny pro dva scénáře. Prvním z nich je scénář popisující současný stav,
druhým pak tzv. výhledový scénář. Ten může volitelně představovat současný stav doplněný
o nové/plánované zdroje znečištění, stav za předpokladu dodržení emisních standardů
všemi znečišťovateli nebo stav za předpokladu dodržení požadavků nejlepších dostupných
technik.
Všechny prováděné simulace jsou počítány metodami izolovaného vodního útvaru a řetězce
vodních útvarů podle metodického pokynu.
Další část výpočtů pak tvoří regresní analýza založená na zpracování dat z monitoringu
jakosti povrchových vod.
Tak jako v případě aplikace „SIJAK“ je aplikace vybavena nástroji pro řízení výpočtů, správu
zpracovaných dat, editorem dat a uživatelskou dokumentací.
Analýzy jakostních ukazatelů – ANJAK
Aplikace ANJAK – analýzy sítí profilů a ukazatelů na vodních tocích (transformační výpočty)
byla realizována již v průběhu roku 2008 a byla popsána, včetně ukázky uživatelského
rozhraní, v závěrečné zprávě za rok 2008, kde byla prezentována jako dokončený
neuplatněný výstup (proto ji zde podrobněji nepopisujeme). V roce 2009 došlo k aktualizaci a
rozšíření uživatelského rozhraní aplikace a k instalaci u externího uživatele (viz dále kapitola
„Výstupy“), čímž byla splněna podmínky uplatnitelnosti výstupu.
Směr dalšího řešení pro odbobí 2010–2011
V roce 2010 se předpokládá pokračování prací na realizovaném systému aplikací/modelů
vývojem univerzální aplikace pro komunikaci s různými datovými zdroji – současnou ideou je
nástroj umožňující snadné připojení již realizovaných aplikací (ale i jiných programů) na
různé datové zdroje (vývoj této alikace byl původně plánován na rok 2009, ale byl
z kapacitních důvodů posunut na rok 2010, místo něj byla realizována aplikace pro
kombinovaný způsob jakosti) a dále pak využití již realizovamých aplikací/modelů pro řešení
vybrané odborné úlohy (pravděpodobně se zaměřením na otázky vlivu balastních vod na
vodohospodářskou bilanci). Dalším zajímavým možným směrem vývoje je také možnost
zapojení problematiky podzemních vod do realizovaného systému modelů (v první fázi by se
112
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
pravděpodobně jednalo o problematiku množství). Konkrétní představa a rozsah prací bude
součástí návrhu metodiky na rok 2010.
SIJAK
KOMJAK
VSTOOLS.
simulační model jakosti povrchových
vod
VSTOOLS.
kombinovaný způsob jakosti
povrchových vod
PRGAGREG – přípravné operace
PRGAGREG – přípravné operace
PRGSIJAK
PRGKOMJAK
simulační výpočty
PRGREGRE – regresní analýza
simulační výpočty
PRGSTATG – vyhodnocení dat
EDITOR – editace dat
EDITOR – editace dat
DOKUMENTACE
DOKUMENTACE
Obr. 6.2.1
Funkční schema aplikací/modelů SIJAK a KOMJAK. Specializovaný výpočetní
program tvořící jádro modelu je doplněn „okolím“ zajišťujícím snadnost použití
6.2.3 Výstupy
Výstupy vznikající v rámci subprojektu vycházejí z charakteru řešené problematiky. Z ní
vyplývá tematické směřování výstupů zejména na oblast software. Obecně jde o internetové
nástroje (aplikace, zejména databázového charakteru zaměřené na publikaci dat a dalších
informací) a o nástroje analytického a výpočetního charakteru (software, programové
nástroje pro analýzy, zpracování, transformace, vyhodnocení dat, modelování apod.).
V roce 2008 byly realizovány a uplatněny následujiící výstupy/aplikace:
•
Simulační model jakosti povrchových vod (SIJAK) (3622-23_2631.zip)* Výstup vytvořen
v přímé spolupráci se subprojektem 3622 a je společným výstupem s tímto
subprojektem, v RIV je uplatňován pouze jednou.
•
Aplikace pro kombinovaný způsob stanovení emisních limitů (KOMJAK) (362223_2632.zip)* Výstup vytvořen v přímé spolupráci se subprojektem 3622 a je společným
výstupem s tímto subprojektem, v RIV je uplatňován pouze jednou.
•
Kromě toho došlo instalací u externího uživatele ke splnění podmínky uplatnitelnosti
aplikace ANJAK – Analýzy sítí profilů a ukazatelů na vodních tocích (transformační
výpočty), realizované v loňském roce. (3623_2181.zip).
V rámci prací na výše uvedených simulačních modelech byly zároveň průběžně
aktualizovány a funkčně rozšířovány samostatné aplikace PRGAGREG a PRGSTATG,
realizované v rámci předchozího řešení.
113
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
6.3 VÝVOJ A APLIKACE POSTUPŮ S VYUŽITÍM TECHNOLOGIÍ
GEOGRAFICKÝCH INFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ VE VAZBĚ NA
DIGITÁLNÍ BÁZI VODOHOSPODÁŘSKÝCH DAT
6.3.1 Předmět řešení
Letecké laserové skenování (LLS) patří v současnosti k nejmodernějším technologiím pro
pořizování prostorových geografických dat. Nachází své uplatnění zejména pro tvorbu
digitálního modelu reliéfu (DMR) a digitálního modelu povrchu. V České republice probíhá od
podzimu 2009 nové výškopisné mapování celého území právě s využitím metody LLS.
V předchozích letech provedl ČÚZK testovací skenování 2 lokalit. V rámci tohoto VZ byly na
pracovišti Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v.v.i. zkoumány
možnosti
využití
těchto
výrazně
přesnějších
datových
zdrojů
k aktualizaci
vodohospodářských dat, zejména Digitální báze vodohospodářských dat (DIBAVOD).
Hlavními cíli výzkumu v tomto roce, jak bylo plánováno v metodice a upřesněno během
provádění výzkumu, bylo:
1. Na podrobnějších datech aplikovat technologii „identifikace příčných překážek v korytě
vodního toku“. V průběhu řešení se ukázalo, že trasa toků z databáze DIBAVOD
(ZABAGED®) se neshoduje s daty získanými leteckým laserovým skenováním, takže
hlavním úkolem bylo zpřesnění polohopisu vodních toků a ověření přesnosti dat LLS
přímo v terénu. Snahou je vyvinout pokud možno automatický nebo poloautomatický
postup k vytyčení přesnější trasy vodního toku. Dalším krokem je vynesení podélného
profilu hladiny vody v toku, včetně zaznamenání několika příčných stupňů, které se v
lokalitě nachází.
2. Posoudit možnost využití dat pro vytvoření digitálního modelu reliéfu příbřežních zón,
který by byl použitelný pro 1D nebo 2D hydraulické modelování zátopových oblastí.
3. Zaměřit se na měření povrchu vodní hladiny a současně reliéfu dna pod hladinou.
Prokázat, zda je či není možné upravit parametry laserového snímání zabezpečovaného
státní zeměměřickou službou pro tyto účely, případně upravit následné vyhodnocovací
technologické linky pro účely vodohospodářských potřeb. Využití by bylo přínosné
například pro aplikace povodňového mapování.
4. Zpracovat studii, která by se týkala možnosti zpřesnění digitálního modelu reliéfu pomocí
laserového snímání. Zaměřit se na kartometrické vyhodnocování výstupů z laserového
snímání a porovnáním těchto výstupů z topografickými výstupy státní mapovací služby.
Zjistit vliv využití území.
6.3.2 Postup řešení a výsledky
Na základě konzultací s odborníky a prostudování dat byla definitivně vybrána
z vodohospodářského pohledu zajímavější testovací oblast Dobruška (cca 47 km 2).
Experimentální sběr dat LLS v této lokalitě proběhl v dubnu a červnu v roce 2008. Data byla
pořízena z výšky 1200–1500 m a hustota mračna je cca 1,2 bod.m-2. V této oblasti byla
v roce 2002 stanovena záplavová území toku Dědina. Na Zlatém potoce leží malá vodní
nádrž Broumar. V upraveném úseku toku Dědina se také nachází několik stabilizačních
stupňů. Od ČUZK byla získána nová data (5GB), na kterých byla uplatněna nová klasifikace.
Na pracovišti VÚV T.G.M., v.v.i. byl proveden poměrně technicky i časově náročný převod
potřebných vrstev do souřadného systému S-JTSK a výškového systému Balt po vyrovnání.
114
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Pro řešení byly poskytnuty následující sady dat:
•
Klasifikované mračno bodů (1,2 bod.m-2) – např. vrstva terén, budovy, vegetace atd.,
střední souřadnicová chyba – 0,18 m.
•
Digitální model reliéfu v podobě DMR 4G (5 x 5 m), střední souřadnicová chyba –
0,30 m.
Vzhledem k objemnosti dat bylo nutné data oříznout vhodně zvolenými oblastmi, např. při
zpřesňování polohopisu toků byla použita nepravidelná trojúhelníková síť (TIN) z vrstvy terén
pouze z okolí toků (buffer 30 m).
Postupy a výsledky z dílčích částí řešení jsou v následujících částech popsány obecněji.
Detailnější popisné i grafické informace lze nalézt v přiložených výstupech.
Analýza možností zpřesnění geometrie vodního toku
Hustota dat LLS je taková, že jsou v nich velmi dobře rozpoznatelná koryta toků a to i
v případě hojné doprovodné vegetace. V případě toku, který je širší než 4 m, je díky pohlcení
infračerveného záření ve vodě koryto dobře zřetelné z mezer mezi body vrstvy „terén“
v datech LLS. Pokud je tok menší, je jeho poloha dobře rozeznatelná v DMT ve formě TIN.
Vzhledem k tomu, že automatické generování os vodních toků je náročný proces, který
znesnadňují některá specifika dat LLS (viz dále), musely být toky ve zkoumaném území po
automatickém vyhodnocení upraveny manuálně na základě TIN. Mapové výstupy obsahují
původní i získanou síť vodních toků. Kromě toho jsou toky LLS rozlišeny podle toho, jak
dobře bylo možno polohu z dat vyčíst, což úzce souvisí s mírou přesnosti. Rozlišeno bylo:
1. Koryto dobře zřetelné (šířka od cca 4 m) – lichoběžník.
2. Koryto dobře zřetelné (menší) – trojúhelník.
3. Koryto nezřetelné – odhad.
4. Zatrubněné koryto (není uvedeno v mapě).
Polohová přesnost současných dat vodních toků je v porovnání s daty LLS podstatně nižší.
To bylo ověřeno také měřením v terénu pomocí GPS. Ke statisticko-prostorové analýze
rozdílů byla použita data, kde je tok z dat LLS jednoznačně identifikovatelný (typ 1 a 2), tzn.
polohová chyba závisí pouze na použité technologii. Jejich průměrný rozdíl je 3,3 m,
směrodatná odchylka 4,1 m. Maximální rozdíly se pohybují kolem 30-ti metrů.
Odlišnosti mohou mít několik příčin:
•
datasety ZABAGED® a DIBAVOD odpovídají generalizací zákresu měřítku 1:10 000,
•
nepřesnosti digitalizace v důsledku neprůzornosti hustým vegetačním doprovodem toku
na ortofotosnímku,
•
jiné chyby…
Nejlepším využitím dat s tak velkou rozlišovací schopností, které budou k dispozici pro celou
ČR, by bylo automatické generování os toků z digitálního modelu terénu dat LLS. Vyvinutí
takového postupu je poměrně náročný úkol, který bude vyžadovat detailnější výzkum. Situaci
komplikují menší mosty, které nejsou filtrací odstraněny a v odtokovém modelu se chovají
jako valy napříč korytem. Dalším problémem jsou úseky zatrubnění a jiné zejména
antropogenní úpravy koryt včetně převodu vody z povodí do povodí. Kromě toho úkol
znesnadňuje obrovský objem dat. Nicméně vhodnou kombinací postupů by měl být tento
úkol řešitelný.
Závěrem lze konstatovat, že data LLS jsou vhodným zdrojem pro zpřesnění průběhů os
malých vodních toků, včetně aktualizace kilometráže a zjištění břehových čar plošných
vodních toků.
115
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Identifikace příčných stupňů ve vodního toku
Dalším úkolem bylo ověřit možnost nalezení příčných stupňů ve vodním toku. K tomu je
nezbytnou podmínkou přesná osa toku a co nejpřesnější model terénu, to znamená TIN
z mračna bodů vrstvy terén. Ve zkoumaném území se nacházejí 2 příčné stupně (výška od
spodní hladiny 0,5 a 0,7 m) a skluz o výšce 0,3 m, což bylo změřeno v rámci terénního
průzkumu. Bodům, které tvoří osu toku a mají rozestup cca 5 m, byly přiřazeny nadmořské
výšky hladiny toky (nejnižší odrazy od břehů). Ve vykresleném podélném profilu jsou tyto
prvky jednoznačně identifikovatelné neboť stupně tvoří znatelné skoky. Dalším záměrem
bude metodu zautomatizovat a uplatnit ji na tocích různého charakteru.
Podklad pro stanovení záplavových území
LLS patří k základním metodám pořizování geodetických podkladů pro hydraulické modely.
Stále rostoucí přesnost a hustota dat LLS si klade otázku, zda by mohla tato data alespoň
částečně nahradit finančně a technicky náročné geodetické zaměření. V zájmovém území
bylo možno přistoupit k vzájemnému porovnání různých výškopisných dat, neboť v roce
2002 byla na toku Dědina stanovena záplavová území a mezi geodetické podklady patřilo
fotogrammetrické mapování (pouze dolní část toku) a geodetické zaměření podrobných
profilů koryta toku i údolních profilů (rok 1999).
V oblasti, kde je k dispozici nejvíce výškopisných dat, byly provedeny analýzy různých DMR
vzniklých na základě leteckého laserového skenování (označeno LLS), fotogrammetrie
(FOT) a ZABAGED® zdokonaleného výškopisu (ZAB). Rozlišení rozdílových rastrů bylo
stanoveno na 5 m. Z výsledků vyplývá, že LLS je průměrně 0,36 m pod úrovní FOT
(směrodatná odchylka 0,33 m). Rozdíly LLS a ZABAGED® jsou výraznější a nahodilejší.
Větší rozdíly jsou patrné především v místech koryta toku, a to zejména v porovnání se
ZABAGED®. Výškopis ZABAGED® nezahrnuje geometrii koryt menších toků.
Další srovnání se týkalo přímo příčných profilů toku a inundací. V celém úseku bylo
k dispozici asi 40 geodeticky zaměřených profilů (průměrná vzdálenost mezi profily byla cca
200 m). Příčné profily byly sestrojeny tak, že nadmořské výšky všech dostupných zdrojů byly
vztaženy k polohovému umístění jednotlivých geodeticky zaměřených bodů. Porovnány byly
nadmořské výšky z geodetického zaměření (GEO), laserového leteckého snímání (LLS),
fotogrammetrického mapování (FOT) a z gridu ZABAGED® 10 x 10 m zdokonalený výškopis
(ZAB). Kromě toho byl přidán další profil z dat LLS (krok 0,5 m), aby se zjistilo, jak LLS
vystihuje lomové terénní linie koryta a inundačního území. Jak vyplývá z porovnání, dochází
k uspokojivé shodě LLS a GEO. Ve většině případů leží výška změřená fotogrammetricky
nad a výška změřená laserovým skenováním pod geodetickým zaměřením. Průměrné
rozdíly výšek se pohybují kolem 0,30 m GEO - LLS a 0,45 m FOT - GEO. Data LLS vystihují
lomové terénní linie koryta a inundačního území a budou použitelná i pro mapování koryt
s malou hloubkou vody. Výsledky porovnání digitálních modelů terénu i profilů mohou
ukazovat na systematickou chybu LLS. Tato možnost se ověřuje.
Mapování vodních ploch a dna
Jak vyplynulo z konzultací s pracovníky ČUZK, laserové zařízení, které plánují použít pro
projekt nového výškopisu, není schopné snímat reliéf dna pod hladinou vody. Skenery
vhodné k celoplošnému mapování totiž používají laser v blízkém infračerveném spektru a
toto záření je vodou téměř zcela pohlceno. V datech se vodní plocha jeví jako oblast s velmi
nízkou hustotou bodů. Přibližnou výšku hladiny je možno zjistit z výšek bodů odražených
přímo od břehů. Pro mapování pod vodní hladinu je v případě laseru nutné použít zelenou
nebo modrozelenou část spektra, která vodou není pohlcována a může tak projít až ke dnu a
od něj se odrazit zpět. Ve světě existují systémy pro mapování pobřežních vod využívají
principu duálního použití jak infračerveného záření (mapuje hladinu), tak i současně záření
116
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
zelenomodrého (mapuje dno). Pro tyto systémy je nutná výrazně nižší výška letu (200–
400 m). Z toho vyplývá, že takové systémy mají úzký záběr a nelze je nasadit pro mapování
státního rozměru. Otázkou je, zda by tento systém fungoval v našich podmínkách. Pro
mapování dna vodních toků a ploch ve větších hloubkách se v ČR používají zejména sonary
umístěné na plavidlech.
Ostatní výškopisné analýzy
Na celém testovacím území byly porovnávány DMR z LLS a ZABAGED ® zdokonaleného
výškopisu (grid 10x10 m). Z dat LLS byl využit pro tyto účely vhodnější grid 5x5 m vrstvy
DMR 4g. Z obou sad dat byly vytvořeny rastrové DMR s rozlišením 5 m. Rozdíl obou rastrů
je obsahem mapového výstupu. Ze statistické analýzy rozdílů vyplývá, že průměrný rozdíl
LLS a ZABAGED® je -0,54 m a směrodatná odchylka činí 1,73 m. Největší rozdíly kolem
20 m se nacházejí zejména na svazích lesních porostů. Odchylky jsou také v okolí vodních
toků a silničních komunikací. Jak již bylo naznačeno, nová výškopisná data tyto terénní
nerovnosti velmi dobře rozlišují.
K dalšímu výškopisnému porovnání byly použity vrstevnice vytvořené na základě dat LLS
(DMR 4g) a současné vrstevnice ZABAGED® výškopis (equidistanta 2 m). Tato odvozená
data jsou také součástí mapového výstupu. Vzhledem k tomu, že k největším rozdílům došlo
v oblastech lesů, jsou v mapách zobrazeny plochy lesních porostů a pro orientaci budovy.
Z tohoto porovnání vyplývá, že ke křížení vrstevnic dochází především na území lesů.
V ostatních případech (orná půda, louky atd.) nepřekračují rozdíly mezní chybu, která činí
polovinu vzdálenosti mezi vrstevnicemi.
Z výsledků obou analýz vyplývá, že k výraznému zpřesnění výškopisu by došlo především
na území lesů.
6.3.3 Výstupy
•
Článek v odborném periodiku Vodní hospodářství – název příspěvku: Uhlířová, K.,
Zbořil, A. Možnosti využití leteckého laserového skenování pro vodohospodářské účely.
Článek prošel recenzním řízením, byl doporučen k publikaci a vyjde v prosincovém čísle
časopisu Vodní hospodářství v roce 2009, recenzované příloze Vodohospodářské
technicko-ekonomické informace. (3624_final1_2009)
•
Mapové výstupy s praktickým uplatněním výsledků výzkumu.
Náplní je 7 listů tematických map v měřítku 1 : 5 000 a kladu SMO5. Obsahem každé
mapy jsou výsledky výzkumu ve formě:
−
porovnání výškopisu – rozdíly digitálních modelů terénu
−
porovnání výškopisu – vrstevnice ZABAGED a vrstevnic z dat LLS
−
porovnání polohopisu – toky ZABAGED (DIBAVOD) a LLS, včetně zobrazení
odchylek toků v barevné škále.
Kromě toho jsou součástí mapy nádrže, stupně ve vodním toku, lesní plochy a budovy.
(3624_2678, 3624_2679, 3624_2680, 3624_2681, 3624_2682, 3624_2683, 3624_2685)
Prezentace výsledků výzkumu na konferencích:
•
18. konference GIS ESRI v ČR, 21.–22.10.2009 – poster „Možnosti využití leteckého
laserového skenování pro vodohospodářské účely“
117
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Poster byl ohodnocen 1. místem u odborné poroty a bude otištěn v časopisech ArcRevue
4/2009 a v nejbližším čísle časopisu IT CAD nebo Infix. (3624_final2_2009)
•
Sympozium GIS Ostrava 2010 - GIS společně s DPZ a fotogrammetrií na cestě
k digitálnímu světu, 24. – 27. 1. 2010
Zaslána přihláška a abstrakt. Příspěvek by měl být na konferenci prezentován ve formě
referátu a měl by být publikován ve sborníku.
Poděkování
Data z testovacího laserového snímání pro výzkumné účely poskytl Zeměměřický úřad,
pracoviště Pardubice. Data ke stanovení záplavových území zapůjčil podnik Povodí
Labe s.p. se sídlem v Hradci Králové.
118
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
6.4 VÝVOJ A APLIKACE VHODNÝCH TECHNICKÝCH NÁSTROJŮ
NUTNÝCH PRO ZHODNOCENÍ VLIVU EMISÍ NA CHEMICKÝ
STAV POVRCHOVÝCH VOD A VÝVOJ SYSTÉMŮ JEHO
HODNOCENÍ
6.4.1 Předmět řešení
Předmětem řešení subprojektu je zdokonalování systémů hodnocení (nástrojů) vzájemného
vztahu vlivu emisí ze zdrojů znečištění a chemického stavu povrchových vod. Návrh řešení
v roce 2009 navazuje na vývoj technických nástrojů v oblastech: modelování jakosti
povrchových vod, vývoje pasivních vzorkovačů odpadních a povrchových vod, vyvíjení
metodik vzorkování a monitorování jakosti odpadních vod z různých typů zdrojů bodového
znečištění, problematiky stanovení mísicí zóny. Součástí řešení je vývoj nástrojů
v evropském a národním měřítku v oblasti opatření ke snižování emisí nebezpečnými
látkami, interakce emisí a imisí včetně podpory kombinovaného způsobu stanovování
emisních standardů a bilancování znečištění.
6.4.2 Postup řešení a výsledky
Předmětem řešení dle metodiky na rok 2009 je naplnění následujících cílů:
•
aktualizace a dopracování pasportů prioritních nebezpečných látek z hlediska programů
opatření na snižování emisí do povrchových vod,
•
ověření metodiky stanovení mísicí zóny včetně modelovacích nástrojů,
•
interpretace dat o jakosti vod s vyšším počtem hodnot pod mezí stanovitelnosti pro
hodnocení chemického stavu vod,
•
modelování jakosti povrchových vod dolního úseku toku Odry včetně přítoků pomocí
programu DESERT a dokončení modelu řeky Lučiny,
•
vývoj a kalibrace zařízení pro pasivní vzorkování vod se zaměřením na kovy a organické
nebezpečné látky,
•
výzkum reprezentativnosti kontinuálního monitorování jakosti odpadních vod,
•
vyhodnocení dat monitoringu prioritních a některých dalších znečišťujících látek v
povrchových vodách podle směrnice 2008/105/ES. V případě nedosahování chemického
stavu (neplnění NEK) realizovat zpřesnění antropogenních vlivů, a to především se
zaměřením na polyaromatické uhlovodíky v zájmových oblastech povodí.
Pasporty prioritních nebezpečných látek
Na základě rešerše obdobných dokumentů v zahraničí a po zpracování pasportu pro rtuť a
její sloučeniny v roce 2008 byly v roce 2009 zpracovány pasporty pro ostatní prioritní látky a
další vybrané znečišťující látky dle směrnice 2008/105/ES (33 + 8 látek), pro které jsou na
úrovni Společenství stanoveny normy environmentální kvality. Účelem je podat stručné a
souhrnné informace o základních vlastnostech látky, jejím chování v hydrosféře, ekotoxicitě,
zdrojích znečištění, s důrazem na legislativní a podzákonná opatření vedoucí ke snižování
znečištění povrchových vod. Pasporty mohou být vhodným nástrojem pro informování
odborné i laické veřejnosti a pracovníky orgánů státní správy. Opatření vedoucí ke snižování
znečištění povrchových vod jsou aktualizována k 30.9.2009. Data o zastoupení prioritních
látek v plaveninách, biotě a sedimentech byla do pasportů zpracována ČHMÚ Praha.
119
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Problematika stanovení mísicí zóny
Pozornost byla soustředěna vývoj a testování modelovacího nástroje pro určení mísicí zóny,
tzv. Českého imisního testu (CIT). Ten vychází z obdobného Holandského imisního testu
(Hepldesk Water, 2009), který byl nejprve převeden do českého uživatelského prostředí.
Výpočtová makra a obslužná okna pro zadávání parametrů byly v CIT modifikovány
v závislosti na experimentálně získaných datech o průběhu mísicí zóně na vybraných typech
toků pod zdroji znečištění prioritními látkami a modelování pomocí demoverze programu
Cormix.
Modelování šíření vlečky znečištění z bodového zdroje v řece v imisním testu je založeno na
metodě, kterou uvádí Fischer a kol. (1979). Poslední sedmá verze Českého imisního testu
má oproti imisnímu testu používanému v Holandsku rozšířenější možnosti voleb vstupních
údajů a umožňuje hodnocení podle navrhované české metodiky pro vymezování mísících
zón. Jako vstupy do modelu je možno volit různé koeficienty drsnosti. Pro výpočet Chézyho
součinitele možno zvolit buďto vzorec používaný v Holandském imisním testu nebo podle
Manninga, případně i podle Pavlovského. V Českém imisním testu je možno jako vstupy volit
různé konzervativní ukazatele znečištění s uvedením norem environmentální kvality.
V průběhu samotného modelování je pak možno měnit rozsah výstupního grafického
zobrazení a zobrazit detail odpovídající kritériu podle navržené metodiky pro vymezování
mísící zóny s krokem 1 metr. V oblasti dvourozměrného mísení je možno zobrazit jako
výstup situaci v případě, že bodový zdroj znečištění je umístěn na levém nebo na pravém
břehu.
Byly testovány vybrané parametry výpočtových rovnic (experimentální určení třecí rychlosti
u* , určení variability toku pomocí parametru αy a koeficientu zohledňujícím počáteční fázi
mísení) a vyhodnocován konečný vliv na délku mísící zóny v návaznosti na experimentálně
zjištěná data. Experimentální ověřování mísící zóny bylo prováděno na několika typech toků
a za různých hydrologických podmínek. Na základě parametrů z terénu (hloubka, šířka,
průtok, teplota, tvar a průměr výusti, rychlost proudění) bylo provedeno určení mísící zóny
pomocí vztahu Jirka et al., 2004 a srovnání délky mísící zóny pomocí vyvíjeného Českého
imisního testu. Bylo použito stupně drsnosti, který přináší práce J. Říhy (1996), který
prověřoval stupně drsnosti na řadě našich menších a středních toků. Ověření bylo
provedeno na několika modelových příkladech. Nejvíce se osvědčil výpočet Chézyho
součinitele podle Maningova vztahu, jelikož se nejvíce přiblížil délce mísící zóny, která byla
experimentálně změřena v terénu. Zbývá dořešit testování parametru m, který závisí na
způsobu vypouštění, a který má podle experimentálních měření významný vliv na délku
mísicí zóny, a vliv rozdílu teplot odpadní a povrchové vody.
Vyhodnocování dat s hodnotami pod mezí stanovitelnosti
V roce 2009 byl dopracována a následně vydána odborná publikace (Nesměrák) „Vliv
náhrady hodnot pod mezí stanovitelnosti polovinou meze stanovitelnosti na statistické
charakteristiky souborů hodnot“, která analyzuje vliv nahrazení hodnot pod mezí
stanovitelnosti polovinou této meze na statistické charakteristiky (průměr, směrodatnou
odchylku, koeficient variace a koeficient asymetrie) koncentrací a látkových odnosů. Možnost
vypočítávat průměr podle směrnice 2009/90/ES, „kterou se podle směrnice Evropského
parlamentu a Rady 2000/60/ES stanoví technické specifikace chemické analýzy a
monitorování stavu vod“, byla prověřena na souborech s normálním rozdělením, s
Pearsonovým rozdělením III.typu a s log-normálním rozdělením s různými koeficienty
variace. Analýza ukázala, že systém náhrady hodnot pod mezí stanovitelnosti je složitý a že
náhrada hodnotou rovnou polovině meze stanovitelnosti je přijatelná zhruba do 50 % hodnot
pod touto mezí.
120
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Modelování jakosti povrchových vod programem DESERT
Pro modelování jakosti povrchových vod softwarem DESERT byly vybrány tyto ukazatele:
konduktivita, CHSKCr, BSK5, dusík dusičnanový, dusitanový a amoniakální. Model je
stacionární a simuluje změny koncentrací v hydrologických uzlech, objemové změny látek
vlivem chemických či biochemických procesů a nárůst koncentrace vlivem difúzního
znečištění. Stav prací je popsán zvlášť pro model toku Lučiny (od hráze ÚN Žermanice po
ústí do řeky Ostravice) a zvlášť pro model toku Odry skrze Ostravskou aglomeraci (od profilu
Odra-Polanka po státní hranici s Polskem).
V roce 2009 bylo dokončeno vzorkování pro model řeky Lučiny. Data z let 2008 a 2009 byla
použita ke kalibraci modelu, starší data z roku 2007 k jeho validaci. Kalibrace modelu se
potýkala s problémy souvisejícími se skutečností, že podobně malé toky nebývají
modelovány, a vymykají se tudíž běžným charakteristikám. Tyto toky jsou variabilní,
nezachytitelné difúzní vlivy v nich hrají významnou roli atd. Hodnota amoniakálního dusíku
například v některých případech velmi rychle klesala, což bylo nutné v modelu zohlednit.
Dále bylo nutno speciálně pro tento model vyřešit situaci, kdy odpadní voda z průmyslové
ČOV vykazovala zdánlivě nižší hodnotu BSK5, než se později projevila v recipientu. Zvláštní
charakteristikou řešení tohoto úkolu bylo použití plynule se měnících rychlostních koeficientů
pro modelované jevy. Výsledky řešení byly připraveny k publikování formou odborného
článku. Článek byl zpracován češtině a angličtině a byl zaslán dne 27.10.2009 redakci
impaktovaného časopisu Environmental Modelling & Software pod názvem „Water quality
modelling of a small, polluted river“.
V případě modelování jakosti vod na řece Odře jsou nyní k dispozici data z 9 sad vzorkování,
minimálně 6 sérií bude přitom použito ke kalibraci modelu. V současnosti jsou naplňovány
databáze modelu. V listopadu 2009 by mělo proběhnout ještě jedno vzorkování, do konce
roku 2009 by měl být model kalibrován. Očekává se, že proběhnou ještě 2 sady vzorkování
na jaře 2010, jedná se o doplnění dat k validaci modelu. Po následujícím dokončení modelu
bude zpracován závěrečný výstup v podobě odborného článku.
Vývoj metod pasivního vzorkování vod
Cílem řešení je ověření možnosti sloučení pasivního vzorkování kovů a organických
polutantů do jednoho vzorkovače, případně jednoho vzorkovacího média. Jako vzorkovací
médium byl zvolen:
•
•
•
triolein (v současnosti používaný k pasivnímu vzorkování organických polutantů),
Lukosiol (metylsilikonový olej M500),
rozemletý iontoměnič (frakce 63 μm) – směs anexu a katexu používaná pro úpravu vody
v zařízení Aqua Osmotic.
Tato náplň v množství 1 ml, resp. 1 g byla zatavena v polyethylénové trubici používané pro
výrobu nízkonákladových semipermeabilních membrán (vyvinutých VÚV T.G.M.,v.v.i.). Tyto
vzorkovače byly exponovány po dobu 7 dní, vždy po dvou kusech od každého druhu,
v aparatuře protékané vodovodní vodou, do které byl nadávkován standardní roztok těžkých
kovů tak, aby výsledná koncentrace kovů ve vodě činila 10 µg.l-1. Ve stejné paralelní
aparatuře byly exponovány vzorkovače (taktéž dva kusy od každého druhu) ve vodovodní
vodě bez přídavku standardu jako tzv. slepý pokus. Po ukončení expozice byly vzorkovače
extrahovány v ultrazvukové lázni po dobu 15 minut do 2krát 25 ml 20% kyseliny dusičné.
Extrakt byl poté analyzován na obsah kovů metodou atomové absorpční spektrometrie.
Testovací aparatura: funguje jako průtoková, to znamená, že vzorkovače jsou umístěny
v nádobě, kterou protéká pokud možno konstantní rychlostí voda kontaminovaná konstantní
koncentrací polutantů. Jako zásobník sloužila skleněná nádoba o objemu 20 litrů, obsahující
vodu o koncentraci kovů 10 µg.l -1. Ta byla připravena pomocí standardního roztoku iontů
kovů ANALYTIKA CRM CZ 9090 MIX 010 obsahujícího 26 prvků o koncentraci 100 mg.l-1
121
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
v 5% kyselině dusičné. Z této nádoby byla kontaminovaná voda čerpána silikonovou
hadičkou pomocí peristaltického čerpadla rychlostí 3,5 ml.min-1 do skleněné, promíchávané
nádoby se vzorkovači. Druhá aparatura pro získání hodnot slepého pokusu byla totožná,
pouze voda v zásobníku nebyla kontaminovaná ionty kovů, jednalo se o vodovodní vodu
zbavenou rozpuštěného vzduchu pomocí helia přiváděného přes fritu a sterilizovanou
pomocí UV záření.
Z výsledků analýz obsahu kovů je patrné, že v některých případech byly koncentrace
v blanku vyšší než ve vzorkovači. Dále bylo zjištěno, že koncentrace některých kovů
v pasivním vzorkovači jsou nižší než koncentrace ve vzorkované vodě (10 µg.l-1) což může
být způsobeno konkurencí jednotlivých membrán, které byly pohromadě v jedné testovací
nádobě, a nebo membrána, resp. vzorkovací médium v ní nemá schopnost tento kov
akumulovat. Jelikož dávkovaný standard kovů obsahoval kyselinu dusičnou, nebylo možno
provést ověření možnosti sloučení pasivního vzorkování kovů i organických polutantů
současně (z důvodu možnosti degradace těchto látek kyselinou). Závěrem lze říci, že
navržené vzorkovače mají potenciál pro pasivní vzorkování kovů, je však třeba provést
důkladnější testy s eliminací všech možných výše uvedených rušivých vlivů.
V oblasti řešení problematiky vývoje pasivních vzorkovačů byla Úřadu průmyslového
vlastnictví předána přihláška užitného vzoru držáků nízkonákladových membrán (PUV 200921503).
Kontinuální monitorování jakosti odpadních vod
V problematice kontinuálního monitorování jakosti odpadních vod (organického znečištění)
byly práce zaměřeny na souběžné analýzy parametrů CHSKCr, TOC, filtrované CHSKCr
a DOC a jejich porovnání s výsledkem měření TOC (SAC) pomocí sondy na optickém
principu. Terénnímu měření předcházelo zpracování rešerše problematiky monitorování
organického znečištění a poměrům mezi jeho jednotlivými formami.
Pro měření byly vybrány takové lokality, které zahrnovaly různé typy splaškových, městských
i průmyslových odpadních vod a různé velikostní kategorie ČOV. Zohledněno bylo rovněž
znečištění vod: vzorky byly odebírány jak na přítocích, tak na odtocích ČOV. Konkrétně se
jednalo o lokality ÚČOV Praha odtok, ČOV Kralupy nad Vltavou – přítok, odtok, ČOV
Hostivice odtok, ČOV Kladno-Vrapíce odtok, přítok.
Měření na výše uvedených lokalitách bylo prováděno v dubnu a květnu 2009. Po
vyhodnocení byly výsledky konzultovány s firmou Hach-Lange. Při tomto jednání byly
zjištěny závažné skutečnosti, které měly vliv na výsledky měření. Konkrétně se jednalo o to,
že firma Hach-Lange nedodala část zařízení, která měla korigovat vliv nerozpuštěných látek,
i když při jednání bylo inzerováno, že korekce probíhá v měřícím zařízení přímo. V srpnu
2009 bylo dohodnuto doměření dat se zařízením s korekcí na nerozpuštěné látky, ale při
přebírání sondy bylo zjištěny takové skutečnosti, které bylo nutno předem vyjasnit. Od té
doby firma Hach zapůjčení zařízení stále odkládá. Vybrané výsledky z měření (jednalo se
především o měření závislosti SAC na DOC resp. filtrovanou CHSK Cr) byly publikovány
na konferenci Hydroanalytika 2009.
Vývoj nástrojů pro hodnocení imisí ve vztahu k NEK
Pro statistické zpracování dat o jakosti vody v tocích z dat situačního a provozního
monitoringu (za období 2005–2008) podle požadavků směrnice 2008/105/ES byl využit
statistický program, který pro cca 900 profilů a 300 ukazatelů znečištění vypočítává
jednotlivé parametry hodnocení (průměr, C90, maximum, medián, apod.). Dále se jedná o
statistické vyhodnocení včetně korelací a regresí mezi ukazateli a průtoky ve vzájemných a
násobných relacích a případně jejich sum (PAU, TCB). To je podklad pro mapové formy
výstupů (GIS). Data získaná výše uvedeným postupem jsou hodnocena v rámci vrstev GIS
122
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
nad vybranými vodohospodářskými vrstvami celé ČR. Byl připraven mapový výstup
zobrazující vybrané ukazatele: dvojice PAU (IcdP + BghiP, BbF + BkF), Hg, Cd ve vazbě na
tvrdost vody vyjádřenou CaCO3, překračující normy environmentální kvality podle směrnice
2008/105/ES na území ČR. Pro rozsáhlejší hodnocení jsou předzpracována data z období
2007–2008 z různých monitorovacích programů celkem 400 ukazatelů v 2 770 profilech.
V experimentální části řešení jsme se zaměřili na vybranou antropogenně ovlivněnou oblast
polyaromatickými uhlovodíky (řeka Bečva-Valašské Meziřičí). Opakovaně byly provedeny
odběry průmyslových (DEZA, a.s.) a komunálních odpadních vod (ČOV Valašské Meziřičí),
příslušné přítoky Bečvy (Vsetínská, Rožnovská, Jasenický potok). Jako koncový profil byl
vybrán Bečva-Choryně, který je monitorován ve státní síti. Odběry byly prováděny při
průměrných a nízkých průtocích v recipientu. Koncentrace většiny PAU nad antropogenně
ovlivněnou oblastí (před soutokem Rožnovské a Vsetínské Bečvy) byly pod mezí
stanovitelnosti. Ve vypouštěných odpadní vodách byla prokázána významná přítomnost
PAU.
Na nevyhovující jakost v profilu Bečva-Choryně z hlediska PAU nemusí mít odpadní vody z
podniku DEZA, a.s. z hlediska celkového naředění dominantní vliv, přestože vykazují až
o 1,5 řádu vyšší koncentrace PAU než v recipientu. Domněnka vlivu nerozpuštěných látek
(NL) na nedosahování norem environmentální kvality (NEK) byla vyvrácena pomocí
modelových vzorků. Běžné koncentrace NL (průměrné až C90) nemají na analyticky
stanovený obsah PAU ve vzorku povrchové vody prokazatelný vliv. Vyšší koncentrace NL
(ověřeno 50 až 500 mg.l -1 modelovými pokusy) již prokazatelný vliv mají. K těmto situacím
vysokého obsahu NL v toku dochází jen při intenzivních srážkách s velkým povrchovým
odtokem jílovitých nebo humusovitých podílů.
Na základě provedené rešerše výskytu a chování polyaromatických uhlovodíků a dalších
zájmových ukazatelů znečištění vyplývá, že jsou tyto látky ve vodním prostředí přednostně
vázány na tuhou fázi (plavenina, sediment). Z rešerší plyne, že koncentrace mezi kapalnou a
tuhou fází v rovnováze se u sledovaných polutantů běžně pohybuje v rozsahu 1 000x až
100 000x ve prospěch tuhé fáze. Proto bylo přistoupeno k modelovým laboratorním
zkouškám simulujícím snížení koncentrací vybraných polutantů ve vodní fázi ve prospěch
tuhé fáze. Byly připraveny 4 druhy matric (rašelina, mastek, kaolinit a keramická hlína s
rašelinou), které byly spikovány definovaným množstvím PAU, rtuti a kadmia. Použité
matrice před experimentem nevykazovaly kontaminaci testovanými látkami. Po 120 hodinách
expozice za občasného protřepání v laboratorních podmínkách došlo v kapalné fázi k úbytku
PAU až o 95 %, v případě Cd a Hg o 30 až 80 % v závislosti na druhu tuhé matrice.
Koncentrace PAU v tuhé fázi byla 40 000x vyšší než ve fázi kapalné, což potvrzuje výše
uvedené literární údaje. Experiment byl proveden pro 4 různé koncentrace nerozpuštěných
látek v rozmezí od 500 mg.l -1 do 50 mg.l-1.
Vyšší koncentrace NL téměř úměrně snižují u vyšších PAU jejich obsah ve vodní fázi
i celkový obsah zjistitelný běžnými analytickými postupy. Polyaromatické uhlovodíky se tedy
v toku při vysokém obsahu nerozpuštěných látek vhodné velikosti přednostně naváží na
pevnou fázi, čímž dojde k „vyčištění“ vodné fáze od PAU jejich postupným přechodem do
sedimentů. Při vzorkování povrchových vod za zvýšených průtoků v recipientu může být
kontaminovaný sediment transportován, ve vznosu, a přispívat tak k celkové koncentraci
polutantu (v tomto případě PAU) ve vzorku. Výsledkem může být nedosahování norem
environmentální kvality. Proto doporučujeme v dalším řešení ověření zastoupení PAU
v reálných vzorcích s vysokým podílem nerozpuštěných látek samostatně ve vodné i pevné
fázi. Díky získaným poznatkům se nabízejí další tři možná témata pro přípravu publikace: vliv
koncentrace nerozpuštěných látek na výslednou koncentraci PAU zavedenými analytickými
metodami, snižování koncentrací přechodem z vodné fáze do sedimentů a kalů, vliv
povrchových odtoků při srážkové epizodě na snížení analyticky zjistitelné celkové
koncentrace PAU ve vodní fázi.
123
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
6.4.3 Výstupy
•
pasporty prioritních nebezpečných látek
Pasporty 33 prioritních látek a 8 dalších znečišťujících látek byly zpracovány a předány
k závěrečnému kontrolnímu dni 3/09. Aktualizován byl i pasport rtuti, který byl uplatněn
jako výstup v roce 2008. (3625_final2_2009)
•
model pro stanovení mísicí zóny s obslužností v českém jazyce
Byl vytvořen tzv. Český imisní test (CIT), nyní ve verzi 7, který je testován. Jeho
dopracování bude provedeno v roce 2010.
•
publikace (monografie) s pracovním názvem „Vliv náhrady hodnot pod mezí
stanovitelnosti polovinou meze stanovitelnosti na statistické charakteristiky souborů
hodnot“
Byla zpracována, zrecenzována a vydána na podzim 2009 monografie: Nesměrák, I.
K problematice náhrad hodnot pod mezí stanovitelnosti při chemických analýzách a
monitorování stavu vod - Vliv náhrady hodnot pod mezí stanovitelnosti polovinou meze
stanovitelnosti na statistické charakteristiky souborů hodnot. Výzkum pro praxi, sešit 57,
Výzkumný ústav vodohospodářský T.G. Masaryka, v.v.i. Praha 2009, 108 s., ISBN 97880-85900-90-3. (3625_2658)
•
model v programu DESERT pro dolní tok Odry, konkrétní simulace a výsledky
modelování
Model je naplňován daty, na základě stávajících dat bude kalibrován do konce roku 2009.
Do konce roku 2009 a začátkem roku 2010 budou doplněna případná další data k
validaci modelu. Během roku 2010 bude vypracován závěrečný výstup.
•
odborný článek k modelování jakosti toku Lučiny (předpokládaný název „Modelování
jakosti vody v malém toku – Water quality modeling in a small river“)
Rukopis článku v anglickém jazyce je hotov, byl předán redakci impaktovaného časopisu
Environmental Modelling & Software.
•
podání rychloupínacího držáku pro nízkonákladové semipermeabilní membrány jako
užitného vzoru
Dne 28.7.2009 byla podána na Úřad průmyslového vlastnictví přihláška užitného vzoru
na držák nízkonákladových semipermeabilních membrán. Přidělené číslo užitného vzoru
je PUV 2009-21503. Užitný vzor nebyl zatím udělen.
•
předání článku „Problematika vzorkování těkavých organických látek v odpadních
vodách“ redakci recenzovaného časopisu
Prezentace a článek ve sborníku na konferenci Odpadní vody 2009 Váňa M., Kučera J.,
Handová V., Jokešová M., Bindzar J. Ověření vzorkování těkavých organických látek - In:
8. mezinárodní konference a výstava Odpadní vody - Wastewater 2009. Plzeň, 5.5.2009.
Praha: 2009, s. 280—287. ISBN 978-80-254-4068-1, a stejný příspěvek rovněž na
konferenci Hydroanalytika 2009, Hradec Králové 15. – 16.9.2009. (3625_final1_2009)
Dále byl zpracován článek pro publikování v recenzovaném časopise, který je do konce
listopadu oponován a je zařazen do edičního plánu (příloha VTEI časopisu Vodní
hospodářství) na rok 2010.
•
předání článku „Ukazatel TOC a jeho vztah k dalším formám monitorování organického
znečištění v odpadních vodách“ redakci recenzovaného časopisu
Článek Váňa, M., Kučera, J. Ukazatel TOC a jeho vztah k dalším formám monitorování
organického znečištění v odpadních vodách, byl zpracován, nyní je oponován (do konce
124
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
listopadu) a je zařazen do edičního plánu (příloha VTEI časopisu Vodní hospodářství) na
rok 2010.
•
příprava článku o možnosti použití sondy na optickém principu pro sledování koncentrace
vypouštěného organického znečištění a předání k publikaci v českém recenzovaném
časopise
Původně zpracovaný článek v 6/09 se ukázal jako nepoužitelný z důvodu zjištěné
absence použití přídavného zařízení k sondě UVAS. Experimentální část řešení
prodloužena. Zpracování článku závisí na tom, zda bude možno dokončit měření
zařízením fy Hach-Lange správným metodickým postupem. Zatím mohla být
prezentována jen část výsledků (měření DOC a CHSK z filtrovaných vzorků):
Prezentace a článek ve sborníku Váňa M., Wanner, F., Mrázek, V. Měření hodnot DOC a
CHSKCr v odpadní vodě optickou sondou na konferenci Hydroanalytika 2009, Hradec
Králové, 15. – 16.9.2009, ISBN 978-80-254-4823-6. (3625_final3_2009)
•
vyhodnocení dat jakosti vody v tocích z hlediska prioritních látek a NEK na území ČR a
publikování výsledků v recenzovaném periodiku
Vyhodnocení je zpracováno pro roky 2005–2008 v ucelené databázi. Vhledem k tomu, že
nad rámec metodiky byla zpracována data z několika různých monitorovacích programů
za delší období, příprava publikace bude zahájena na počátku roku 2010.
•
zpracování mapového výstupu (včetně GIS vrstvy) pro vybrané ukazatele s významným
antropogenním vlivem
Byl proveden výběr ukazatelů (Hg),a pro tyto byly zpracovány do GIS vrstev za období
2007–2008. Tyto ukázkové vrstvy, instalační program volně dostupného prohlížeče a
návody jsou přiloženy v elektronické podobě. Z předzpracovaných dat je možno tímto
způsobem zobrazit ostatní ukazatele. (3625_final4)
125
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
6.5 VÝVOJ A APLIKACE LEGISLATIVNÍCH NÁSTROJŮ V OBLASTI
OCHRANY A JAKOSTI VOD
6.5.1 Předmět řešení
V roce 2008 byla jako samostatný subprojekt do VZ 0002071101 „Výzkum a ochrana
hydrosféry“ zařazena problematika legislativních nástrojů v návaznosti na dřívější výstupy
subprojektů 3622 a 3623 (dle členění VZ v roce 2007).
•
Vývoj a aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany vod – obecná část.
•
Zhodnocení platné právní úpravy v oblasti vodního práva a IPPC (též IRZ) (jejich
soulad/nesoulad).
•
Výrobkový princip s ohledem na problematiku domovních ČOV.
6.5.2 Postup řešení a výsledky
Aplikace legislativních nástrojů v oblasti ochrany vod – obecná část
Na počátku roku byly dokončeny práce na odborné publikaci (knize) s názvem „Porovnání
současného slovenského vodního práva s odpovídající českou právní úpravou – Díl první –
Slovenský zákon č. 364/2004 Z. z. a český zákon č. 254/2001 Sb.“ Původně se
předpokládalo vydání počátkem roku 2009 v počtu 200 výtisků. Publikace měla vyjít v edici
„Výzkum pro praxi“ (vydává VÚV T.G.M., v. v. i.). Na základě stanoviska obou odborných
lektorů byly práce pozastaveny s ohledem na v současnosti probíhající novelizaci českého
zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění
pozdějších předpisů. Kniha má celkem 128 s. – je po (autorské) jazykové korektuře. Po
ukončení legislativních prací bude možné ji aktualizovat a v krátké době provést nové
lektorské řízení. Její vydání lze předpokládat až po legislativních schválení novely vodního
zákona (předpoklad II. pololetí roku 2010).
Na počátku roku byl dokompletován článek „Vznik pojmu povrchové vody v českém vodním
právu“. Článek odeslán do redakce Vodního hospodářství – přijat k publikování na počátku
roku 2010 (již asi 9 měsíců „čeká“ na své vydání), lektor JUDr. Jaroslava Nietscheová.
Článek se zaměřuje na odborné užívání pojmu „povrchové vody“ v českému vodnímu právu.
Předtím bylo provedeno (již v roce 2008) podrobné porovnání německého znění jak
obecného občanského zákoníku z roku 1811, tak říšského vodního zákona č. 93/1869 ř. z. s
příslušnými českými překlady. Český vodní zákon č. 71/1870 čes. z. z. byl vydán jak v
německé, tak české verzi. To umožnilo provést obdobné porovnání. Zákon č. 11/1955 Sb.,
ve znění zákona č. 12/1959 Sb., a následně i zákon č. 138/1973 Sb., do určité míry, z výše
uvedených zákonů pojmově vycházel – tak byl dán rovněž základ pro definici „povrchových
vod“ obsaženou v § 2 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů
(vodního zákona), ve znění pozdějších předpisů. Součástí článku je i lingvistická analýza
pojmu „voda“ („vody“). První použití v právním textu je možné doložit u Šemberova překladu
§ 407 ABGB „Wenn in der Mitte eines Gewässers eine Insel entsteht…“ – „Vznikne-li
uprostřed vody ostrov…“. Byla tím míněna samozřejmě řeka – pojem vodní tok byl následně
používán až po roce 1948 (o tom by bylo možné zpracovat zcela samostatné pojednání). V
Jungmannově slovníku lze na str. 144–146 v pátém dílu nalézt: „Wody, pl. Gewässer“. Ve
staré češtině totiž nevadilo používání metonymie u slova voda. Šířka záběru byla značná –
od vody ve džbánu až k řece (jako „vodním útvaru“).
Místo předpokládaného článku o názvu „Vodní toky, vodní nádrže nebo rybníky a s nimi
spojené majetkoprávní otázky – historické souvislosti a v současnosti platná ustanovení
českého, německého a slovenského vodního práva“ byly zahájeny práce na článku o názvu
„Vymezení pojmu „tekoucí voda“ v římském, rakouském a českém vodním právu“. Autor
126
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
článku se pokusil provést podrobnou právní a lingvistickou analýzu pojmu „tekoucí voda“
a zhodnotit některé aspekty jejího pojetí v římském, rakouském a českém vodnímu právu.
S ohledem na zpracování předkládaného článku byly přeloženy relevantní části původních
latinských textů římské kodifikace zahrnutých do sbírky „Digesta seu Pandectae“ a právní
učebnice „Institutiones seu Elementa”. Dále bylo prostudováno znění rakouského obecného
občanského zákoníku z roku 1811 (ABGB), říšského vodního zákona č. 93/1869 ř. z.
a českého vodního zákona č. 71/1870 čes. z. z. (především v původních německých
verzích). Kromě těchto právních dokumentů byla využita dostupná právní literatura
(převážně z 19. a počátku 20. století), která s pojednávanou problematikou věcně souvisí.
Článek je ve velmi vysokém stupni rozpracování. Již nyní lze konstatovat, že se podařilo
provést velmi podrobnou historickou analýzu používání pojmu „res nullius“ (věc nikoho) v
rakouském a českém vodním právu v průběhu cca 140 let. Autor má rovněž v záměru
předestřít dva právní názory, které jsou od sebe časově vzdáleny přibližně 110 let. Kupodivu
mezi nimi existuje historická souvislost. Ta je postupně objasňována v jednotlivých dílčích
částech tohoto článku. Hlavní myšlenka spočívá v tom, jak chápat „res nullius“. Nejde o
jednoduchou záležitost – bez podrobné lingvistické analýzy není možné pochopit hlubší
kořeny pouze regionálně a úzce chápaného českého vodního práva. V článku je dokladován
právní názor obsažený ve vládním návrhu novely zákona o vodách (vodního zákona) [34],
parlamentního tisku 688/0 – II. (zvláštní část) [36] – ten je porovnáván s právním názorem
publikovaným JUDr. Randou v roce 1891 v knize „Randa, A. Das österreichische
Wasserrecht mit Bezug auf die ungarische und ausländische Wassergesetzgebungen“
(Verlag von Fr. Řivnáč in Prag, 1891 – třetí přepracované a rozšířené vydání).
Místo článku „Definice obsažené v platném vodním zákonu – historické souvislosti, právní
úprava v sousedních státech a příslušná ustanovení komunitárního práva“ byly zahájeny
práce na článku: „Pokus o nové právně-teoretické věcné vymezení ochrany vodního
prostředí“ (text je zpracován cca z 30 %, předpokládá se dokončení do konce roku 2009 –
článek vyjde až v roce 2010). Důvodem změny tématu byla stejná okolnost jako u publikace
„Porovnání současného slovenského vodního práva s odpovídající českou právní úpravou –
Díl první – Slovenský zákon č. 364/2004 Z. z. a český zákon č. 254/2001 Sb.“ – tj. v
současnosti probíhající novelizace českého zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně
některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů.
Zhodnocení aktuální právní úpravy v oblasti vodního práva, vodohospodářské
výkaznictví
Pro článek o názvu „Zhodnocení doby platnosti vodoprávních rozhodnutí ve vazbě na
vypouštěné znečištění v České republice za období 2003–2008“ byly využity pouze údaje
specifikované v příloze č. 3 tiskopisu – „vypouštěné vody“. Kromě identifikačních informací o
příslušném zdroji vypouštění včetně údajů o množství a jakosti odpadních vod
charakterizovaných vybranými ukazateli znečištění jsou správci povodí shromažďovány
rovněž údaje týkající se individuálních rozhodnutí o povolení k vypouštění odpadních vod,
vydaných na základě § 38 zákona č. 254/2001 Sb., jak administrativní, tak o vypouštěném
znečištění. Článek hodnotí možnost praktického aplikování § 12 vodního zákona, tj. možnost
změny a zrušení povolení k nakládání s vodami, pokud je to nezbytné ke splnění akčního
programu, programů snížení znečištění povrchových vod, programu snížení znečištění
povrchových vod nebezpečnými závadnými látkami a zvlášť nebezpečnými závadnými
látkami, plánu pro zlepšování jakosti surové vody podle zvláštního právního předpisu a plánu
oblasti povodí s ohledem na zákon č. 500/2004 Sb., správní řád (účinnost od 1. 1. 2006).
Byla rovněž provedena analýza údajů o vodoprávních povoleních, a to na základě dat, která
jsou poskytována VÚV T.G.M., v.v.i. správci povodí za účelem zpracování souhrnné vodní
bilance. Z výsledků analýzy rovněž vyplynula potřeba legislativních změn, a to především pro
splnění příslušných požadavků Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze
dne 23. října 2000 ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky. Vydání
127
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
článku se předpokládá v prosincovém čísle recenzované přílohy VTEI časopisu Vodní
hospodářství. Článek má celkem 10 stran (nikoliv normostran).
V polovině roku byly zahájeny práce na článku „Systém stávajícího výkaznictví v České
republice v oblasti vypouštěného množství a jakosti odpadních vod“. Text má rozsah cca 30
stran (nikoliv normostran). Z toho vyplývá, že bude muset vyjít ve zvláštním (rozšířeném)
čísle VTEI. Autoři se věnovali problematice sběru informací souvisejících s vypouštěnými
odpadními vodami. Především šlo o údaje o množství vypouštěných odpadních vod a jejich
znečištění. V současnosti jsou v České republice informace zajišťovány několika způsoby –
ty nejsou plně kompatibilní. Tato skutečnost působí mnohé problémy, které jsou v článku
popsány. Dalším závažným momentem je to, že u řady hodnot respondenti údaje nevyplní.
Díky tomu lze dovodit, že souhrnné údaje vypočítané za celou Českou republiku jsou
mnohem nižší, než je skutečný stav. Této problematice je v článku rovněž věnována
pozornost. Text je doplněn tabelárními sestavami a odhadem skutečně vypouštěného
znečištění z bodových zdrojů znečištění v celé České republice. Zjištěné rozdíly jsou více
než značné. Na základě provedených zjištění došli autoři článku k přesvědčení, že záležitost
je kritická, a že bez určitých legislativních změn se Česká republika v dohledné době
neobejde. Jde i o tu okolnost, že je nezbytné zajistit zasílání řady požadovaných souhrnných
údajů rovněž příslušným evropským institucím.
Problematika pojednávaná v článku je poměrně komplikovaná. Shromažďovaná data jsou
využívána jak pro účely výpočtu celkových souhrnů za celou ČR (v podstatě jde o statistické
hodnocení celé republiky), tak individuálně pro výpočet ovlivnění jednotlivých vodních toků či
vodních útvarů (viz úvodní část tohoto článku). Jde například o zpracování plánů oblastí
povodí nebo tzv. vodohospodářskou bilanci prováděnou na základě vyhlášky č. 431/2001
Sb. V druhém případě bude nezbytné zajistit nejen bezchybnost údajů o množství
vypouštěných odpadních vod a jakosti vody, ale též správnou lokalizaci jednotlivých výpustí
odpadních vod do vod povrchových (v každém případě by mělo být povinné uvádět
souřadnice x a y). V tomto článku se autoři soustředili především na první jmenovaný případ,
druhý problémový okruh by si zasloužil zcela samostatnou odbornou pozornost.
Rovněž bude nezbytné provést určité legislativní změny. Půjde především o to, aby se
podařilo (při maximální vzájemné provázanosti) navrhnout novelizovaná ustanovení ve třech
prováděcích předpisech:
1)
vyhlášce č. 431/2001 Sb., o obsahu vodní bilance, způsobu jejího sestavení a o údajích
pro vodní bilanci,
2)
vyhlášce č. 428/2001 Sb., kterou se provádí zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a
kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a
kanalizacích), ve znění vyhlášky č. 146/2004 Sb. a vyhlášky č. 515/2006 Sb.,
3)
vyhlášce č. 391/2004 Sb., o rozsahu údajů v evidencích stavu povrchových
a podzemních vod a o způsobu zpracování, ukládání a předávání těchto údajů do
informačních systémů veřejné správy.
Doporučuje se předpisy novelizovat současně a příslušné pracovní skupiny pověřené
návrhem legislativních změn sloučit v pracovní skupinu jedinou. Pokud by se uvedený návrh
jevil jako neschůdný, měla by být vyvinuta co největší snaha o vzájemnou koordinaci při
tvorbě všech tří novelizovaných předpisů. Bude vhodné rovněž změnit stávající přístup tak,
aby byly v maximální míře akcentovány v současné době široce používané technologie GIS.
S ohledem na územní lokalizaci všech sledovaných parametrů by měla být legislativně
zakotvena jednoznačná kompetence správců povodí. Jakýkoliv centralizovaný (s ohledem na
poskytování celostátních statistických výkazů nezbytný) systém nemůže plnit svou funkci bez
regionálně zajištěné (podniky Povodí s.p. již dlouhodobě provozované) odborné podpory.
Další aktuální problematikou je jakost povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale
vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb. Na uvedené téma byl zpracován
128
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
článek o stejném názvu, jeho rozsah je 14. stran. Je po lektorském posudku – plně připraven
k vydání. Předpokládá se termín na počátku roku 2010.
Článek se věnuje legislativní i praktické problematice spojené s posuzováním lososových a
kaprových vod v České republice. Po úvodu jsou v druhé části článku popisovány požadavky
směrnice Rady 78/659/EHS ze dne 18. července 1978 o jakosti sladkých vod vyžadujících
ochranu nebo zlepšení pro podporu života ryb. Ve třetí části je stručně popsána transpozice
uvedené směrnice do českého zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých
zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů. Ve čtvrté části jsou popsány požadavky
českého nařízení vlády č. 71/2003 Sb., o stanovení povrchových vod vhodných pro život a
reprodukci původních druhů ryb a dalších vodních živočichů a o zjišťování a hodnocení stavu
jakosti těchto vod, v páté části pak nařízení vlády č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách
přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k
vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech, ve
znění nařízení vlády č. 229/2007 Sb. V předposlední části jsou požadavky obou právních
předpisů porovnány na základě podrobného statistického šetření provedeného za období
2007–2008 ve všech příslušných a sledovaných profilech v České republice. V poslední části
článku jsou navrhovány možné legislativní změny.
Výrobkový princip s ohledem na problematiku domovních ČOV
Řešení problematiky zjednodušeného povolování domovních ČOV s ohledem na jejich
posuzování jako vybraných stavebních výrobků bylo zaměřeno na identifikaci a popis
problematických aspektů, zejména vztahů mezi povolováním k vypouštění odpadních vod a
posuzováním shody výrobků. Za domovní čistírny byly považovány výrobky, které podléhají
posuzování shody podle normy ČSN EN 12566-3.
Práce na rozpracovaném článku „Výrobkový princip při povolování domovních ČOV“ byly
dočasně pozastaveny (řešitel uvolněn VÚV T.G.M., v.v.i. s ohledem na zastávání funkce ve
veřejné správě). Článek přinese shrnutí všech poznatků v dané oblasti – je zaměřen na
popis vztahů mezi zjednodušeným povolováním vypouštění odpadních vod a výstupy z
posuzování shody výrobků.
6.5.3 Výstupy
•
Článek: „Vznik pojmu povrchové vody v českém vodním právu“ (Arnošt Kult)
Celkem cca 17 stran (nikoliv normostran, husté řádkování – všechny články budou níže
kvantifikovány obdobně). (Vodní hospodářství – vydání se předpokládá v lednu 2010)
(3626_final1)
•
Článek: „Problematika jakosti povrchových vod, které jsou nebo se mají stát trvale
vhodnými pro život a reprodukci původních druhů ryb“(Věra Kladivová, Arnošt Kult, Jitka
Svobodová).
Rozsah cca 14 stran. Článek vyjde v recenzované příloze VTEI časopisu Vodní
hospodářství v lednu 2010.
•
Článek: „Vodní toky, vodní nádrže nebo rybníky a s nimi spojené majetkoprávní otázky –
historické souvislosti a v současnosti platná ustanovení českého, německého a
slovenského vodního práva“ (Věra Kladivová, Arnošt Kult).
Místo předpokládaného článku o názvu „Vodní toky, vodní nádrže nebo rybníky a s nimi
spojené majetkoprávní otázky – historické souvislosti a v současnosti platná ustanovení
českého, německého a slovenského vodního práva“ byly zahájeny práce na článku o
názvu „Vymezení pojmu „tekoucí voda“ v římském, rakouském a českém vodním právu“.
129
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Text je zpracován cca z 60 %, předpokládá se dokončení do konce roku 2009 – článek
vyjde až v roce 2010).
•
Článek: „Systém stávajícího výkaznictví v České republice v oblasti vypouštěného
množství a jakosti odpadních vod“ (Jiří Dlabal, Arnošt Kult, Halka Slavíková)
Rozsah cca 30 stran. Z toho vyplývá to, že bude muset vyjít ve zvláštním (rozšířeném)
čísle VTEI. Článek je dokompletován – v současnosti probíhá lektorské řízení.
•
Článek: „Výrobkový princip při povolování domovních ČOV“ (Jiří Kučera)
Článek je rozpracován, bude dokončen podle možností autora.
•
Článek „Ekonomické nástroje a příprava novely vodního zákona v roce 2008“ (dokončení
a korektury – věcné zpracování článku proběhlo dle metodiky v roce 2008) (Lubomír
Petružela).
Článek nebude realizován. Autor článku zpracovává dané téma v rámci nově získané
samostatné zakázky VaV.
•
Článek: „Definice obsažené v platném českém vodním zákonu a příslušná ustanovení
komunitárního práva“ (Arnošt Kult).
Výstup bude nahrazen jiným. Byly již zahájeny práce na článku: „Pokus o nové právněteoretické věcné vymezení ochrany vodního prostředí“ (text je zpracován cca z 30 %,
předpokládá se dokončení do konce roku 2009 – článek vyjde až v roce 2010). Důvodem
změny tématu byla stejná okolnost jako u publikace „Porovnání současného slovenského
vodního práva s odpovídající českou právní úpravou – Díl první – Slovenský zákon
č. 364/2004 Z. z. a český zákon č. 254/2001 Sb.“ – tj. v současnosti probíhající
novelizace českého zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů
(vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů.
•
Článek: „Souhrnné zhodnocení doby platnosti vodoprávních rozhodnutí podle údajů
získaných na základě vyhlášky č. 431/2001 Sb. ve vazbě na vypouštěné znečištění z
jednotlivých zdrojů za Českou republiku v období 2003–2008“ (Arnošt Kult).
Článek „Zhodnocení doby platnosti vodoprávních rozhodnutí ve vazbě na vypouštěné
znečištění v České republice za období 2003–2008“ –vyjde v recenzované příloze VTEI
časopisu Vodní hospodářství ještě v prosinci 2009. (3626_final2)
•
Publikace (kniha): „Porovnání současného slovenského vodního práva s odpovídající
českou právní úpravou – díl první – Slovenský zákon č. 364/2004 Z. z. a český zákon č.
254/2001 Sb.“ (Arnošt Kult)
Vyjde v edici „Výzkum pro praxi“ VÚV T.G.M., v. v. i., rozsah cca 120 s. (nikoliv
normostran. Dojde k jejímu vydání až s ohledem na nové znění zákona č. 254/2001 Sb.
(předpoklad 2010, případně 2011). Publikace je plně dokompletovaná, bude však nutné ji
přepracovat (viz výše).
Další výstupy:
•
Jáglová, V., Kliment, V., Reidinger, J, Nistler, J., Kult, A. (2009) Voda České republiky
v kostce. MŽP ČR. ISBN 978-80-7212-491-6. (3626_Voda_CR_v_kostce)
130
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
7 ODDÍL G – KOORDINACE
Oddíl G z hlediska své funkce a činnosti zahrnuje koordinaci:
•
Zpracování návrhů řešení (aktualizace) v daném roce řešení a jejich projednávání s
odborným garantem, zpracování podkladů pro aktualizované Rozhodnutí o poskytnutí
dotace, zpracování podkladů pro kontrolní dny a zpracování výstupů - etapových zpráv
atd.
•
Zpracování návrhu metodiky na daný rok řešen a finální verze na základě připomínek
garanta a oponentů VZ.
•
Průběžné řízení, koordinaci a kontrolu postupu prací v jednotlivých subprojektech
a tematických oddílech, využívající standardní i specifické vnitroústavní mechanismy.
Kontrola finančního zajištění řešení a harmonizace výzkumných požadavků s
technickými možnostmi odborných sekcí ústavu.
•
Zpracování plánu nákladů jednotlivých subprojektů a periodická kontrola čerpání
finančních prostředků.
•
Informační a věcné propojení řešení úloh jednotlivých subprojektů a tematických oddílů
prostřednictvím sekretariátu výzkumného záměru.
•
Spolupráci s ostatními složkami ústavu jako infrastrukturou pro řešení výzkumných
záměrů, vedle dalších projektů ústavu a orientaci těchto složek na efektivní podporu
výzkumných činností.
•
Evidenci publikační činnosti a výsledků dosažených v rámci řešení výzkumného záměru
včetně uplatněných výsledků v elektronické podobě.
•
Podpora využívání elektronických databází a informačních systémů.
•
Prezentaci výzkumného záměru jako celku.
Počátkem ledna 2009 byl zahájen pátý rok řešení VZ, který navazuje na výsledky dosažené
v předchozím období 2005–2009. S ohledem na úkol pokračující byly práce zahájeny bez
zbytečné prodlevy.
Nejprve bylo provedeno vypořádání roku 2008, které bylo oddělení výzkumu a vývoje MŽP
předáno 15. ledna 2009.
Poté bylo přikročeno k přípravě Rozhodnutí o změně Rozhodnutí o poskytnutí dotace na
podporu vybraného řešení výzkumného záměru MŽP0002071101 „Výzkum a ochrana
hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na
vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů“ a
podmínkách poskytnutí institucionálních finančních prostředků ze státního rozpočtu České
republiky dle zákona č. 130/2002 Sb., o podpoře výzkumu a vývoje z veřejných prostředků
včetně navazujících příloh k tomuto Rozhodnutí. Bližší specifikace a podmínky řešení
výzkumného záměru jsou stanoveny Přílohou 1 Rozhodnutí: „Podmínky realizace projektu
k dosažení cílů a parametrů řešení projektu, výsledků a způsobu ověření jejich dosažení“.
Rozhodnutí bylo ředitelem Výzkumného ústavu vodohospodářského T.G. Masaryka, v.v.i.
podepsáno 29. ledna 2009 a předáno Ministerstvu životního prostředí. Ke stvrzení došlo
následným podpisem náměstkyně ministra Ing. Rút Bízkové dne 3. března 2009. Rozhodnutí
reflektuje podněty a závěry z Kontrolního dne č. 2/2008 včetně aktualizované struktury
subprojektů.
V průběhu ledna až února 2009 byl zpracován návrh metodiky řešení výzkumného záměru
na rok 2009. Při přípravě metodik byl zohledněn požadavek garanta uvádět u každého
131
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
subprojektu plánované výstupů výzkumné činnosti, především těch, které jsou bodově
hodnoceny podle platné Metodiky hodnocení výsledků výzkumu RVVV (viz www.vyzkum.cz).
Návrh metodiky (verze 2) byl garantovi výzkumného záměru, RNDr. V. Klimentovi z odboru
ochrany vod Ministerstva životního prostředí předán 2. dubna 2009. Jeho prostřednictvím byl
tento návrh metodiky podstoupen oponentům. Seznam oponentů pro rok 2009 je uveden
v následující tabulce:
Oponent
Tématický
oddíl
Subprojekty
Ing. Miroslav Tesař, CSc.
A
3601, 3602, 3603, 3629, 3605
Doc. RNDr. Josef Matěna, CSc.
B
3606, 3628, 3607, 3609
Doc. Ing. Vladimír Sýkora
C
3611, 3612
Ing. Zdeněk Lacný
C
3613, 3630
Mgr. Jindřiška Bojková
D
3615, 3608
Ing. Libor Hort
D
3616
Ing. Milan Lánský
E
3617, 3618, 3619, 3620, 3621
Ing. Marek Maťa
F
3622, 3623, 3624, 3625, 3626
Výzkumné práce dle návrhu metodiky probíhaly samozřejmě i v době jejich oponování bez
přerušení.
Oponentské posudky byly zpracovány a zaslány garantovia hlavnímu řešiteli výzkumného
zámeru v průběhu měsíce dubna. Oponenti neměli k metodice významných připomínek. Ve
dvou případech byly odpovědnými řešiteli zpracovány odpovědi na podněty, otázky a
připomínky oponentů. Oponentské posudky jsou součástí Přílohy 4 této zprávy.
Přidělená dotace dle Rozhodnutí ve výši 54,147 mil. Kč byla mezi jednotlivé subprojekty
rozdělena hlavním řešitelem a zpravodaji tematických oddílů se zohledněním publikační
úspěšnosti roce 2008.
Počátkem dubna byla hlavnímu řešiteli poskytnuta informace o projednaném
předpokládaném navýšení dotace na řešení výzkumného záměru v roce 2009
o cca 5 mil. Kč. Posílení bylo z větší části využito k výzkumu nově navržených problematik
se současným zapojením volných řešitelských a laboratorních kapacit po zastavení
provádění situačního monitoringu a monitoringu referenčních podmínek na popud MŽP
v tomto období. Za tím účelem byla zpracována nová verze metodiky (na předpokládanou
dotaci ve výši 59,147 mil. Kč): rozšířená především o nový subprojekt 3630 (Studie výskytu
látek v současné době nepodléhajících pravidelnému sledování v hydrosféře ČR). Finální
verze metodiky byla garantem výzkumného záměru schválená počátkem června 2009.
Během měsíce června byla zpracována Zpráva pro Kontrolní den č. 1/2009, který proběhl
dne 29. června ve VÚV T.G.M., v.v.i. v Praze. V průběhu července 2009 garant výzkumného
záměru ve spolupráci s hlavním řešitelem zpracovali zápis z tohoto kontrolního dne. Zpráva
z KD č. 1/2009 byla poté hlavním řešitelem doplněna o potřebné dokumenty (pozvánka,
prezenční listina, zápis) a zaslána OOV MŽP.
V polovině září byla zpracována Zpráva pro Kontrolní den č. 2/2009, který se následně konal
dne 25. září ve VÚV T.G.M., v.v.i. v Praze. Na základě zápisu z KD č. 1/2009 se tohoto
kontrolního dne měli za povinnost zúčastnit odpovědní řešitelé následujících subprojektů:
oddíl A: 3602, 3603, 3629; oddíl B: 3606; oddíl C: 3612, 3613, 3630; oddíl E: 3619, 3621,
oddíl F: 3622, 3623, 3624, 3626.
Závěrečný kontrolní den č. 3/2009 byl stanoven na 9. prosince 2009. Dne 20. listopadu byly
v elektronické podobě předány garantovi a oponentům potřebné podklady:
132
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Závěrečná zpráva o řešení subprojektů tematických oddílů A až G výzkumného záměru
v roce 2009.
•
Dosažené výstupy v roce 2009 v elektronické podobě.
Plánované výstupy v roce 2009
•
Závěrečné vypořádání roku 2008 dle pokynů odd. VaV MŽP
Provedeno v lednu 2009.
•
Zpracování aktualizovaného Rozhodnutí o změně Rozhodnutí o poskytnutí dotace na
podporu vybraného řešení výzkumného záměru v roce 2009
Provedeno v lednu 2009. V září 2009 byl zpracován návrh změny Rozhodnutí.
•
Zpracování Metodiky řešení VZ v roce 2009
První verze metodiky byla zpracována v únoru 2009, druhá verze byla rozeslána
oponentům, během dubna a května byly doplněny metodiky zohledňující plánované
navýšení dotace na řešení VZ01, pátá finální verze byla schválena garantem VZ.
•
Příprava zpráv pro průběžné kontrolní dny (červen, září 2009).
V červnu a v září byly zpracovány zprávy pro KD č. 1 a KD č. 2.
•
Zpracování Závěrečné zprávy o řešení subprojektů tematických oddílů A až G
výzkumného záměru v roce 2009.
V listopadu zpracována závěrečná zpráva pro KD č. 3 a 20. listopadu předána garantovi
a oponentům VZ. Součástí zprávy jsou i výstupy v elektronické podobě dosažené
řešením v roce 2009.
Další aktivity a výstupy, které byly zaměřeny na prezentaci výzkumného záměru a jeho
řízení:
•
VÚV T.G.M., v.v.i. byly organizovány semináře zaměřené na prezentaci vybraných
problematik řešených ve VZ: Dne 15.1. proběhl seminář na téma „Mikrobiologie vody“
(RNDr. Hana Mlejnková, Ph.D., Mgr. Kateřina Horáková, Ph.D., RNDr. Dana Baudišová,
Ph.D.). Dne 16.4. proběhl oborový seminář na téma „Kvalita ekosystémů a společenstev
organismů tekoucích vod pod vlivem ci-vilizačních faktorů“ (Mgr. Ondřej Slavík, Ph.D.).
Dne 21.5. proběhl seminář na téma „Metody ochrany vybraných vodních organizmů
chráněných celoevropskou soustavou NATURA 2000“ (Mgr. O. Simon, RNDr. J.
Svobodová). Dne 15. 10. proběhl seminář na téma „Patogenní mikroorganismy ve
vodách“ (RNDr. D. Baudišová, Ph.D.). Dne 22.10. proběhl seminář na téma „Metody
odběru makrozoobentosu v nebroditelných tocích – air-lift, drapák, ruční síť“ (Mgr. L.
Opatřilová, Mgr. H. Janovská, Mgr. P. Řezníčková).
•
Ve spolupráci s odpovědnými řešiteli subprojektů byl zpracován poster a PowerPointová
prezentace za celý výzkumný záměr na mezinárodní veletrh WatEnvi (Brno, květen
2009). (3627_ENVI), (3627_Poster)
•
V průbehu roku byla zpracována a vydána ve spolupráci s odpovědnými řešiteli
subprojektů souhrnná prezentační publikace zahrnující čtyřleté období řešení
výzkumného záměru. Publikace je koncipována jako obálka (složka) s volně vloženými
tématy. To umožňí prezentovat VZ jako celek i po jednotlivých tématech a dotiskem
vkládat další témata v následujících letech. V roce 2009 prezentováno 20 témat.
(3627_Publikace)
133
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
•
Na žádost garanta VZ byl zpracován přehled publikačních výstupů dle Metodiky RVVV za
období 2005 – 2008. Návazně byla zpracována vnitřní pravidla VÚV T.G.M., v.v.i. pro
financování VZ (jednotlivých tématických oddílů a subprojektů) v roce 2010 na základě
uplatněných výsledků výzkumu a vývoje jednotlivými subprojekty za celé dosavadní
období řešení VZ. Přehled publikačních výstupů je uveden v příloze č. 3 této zprávy,
pravidla elektronicky (3627_Pravidla)
•
S ohledem na vytvoření nové koncepce a podoby webových stránek VÚV T.G.M., v.v.i.
byla vytvořena část nových internetových stránek prezentujících výzkumný záměr. Texty
byly přepracovány a doplněny s možností stažení souhrnných zpráv o řešení VZ
v jednotlivých letech a seznamu publikační činnosti. Postupně budou prezentovány
vybrané výsledky řešení. Nové webové stránky byly spuštěny v listopadu 2009.
(http://www.vuv.cz/vyzkum-a-ochrana-hydrosfery).
134
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
8 VYHODNOCENÍ ČERPÁNÍ FINANČNÍCH PROSTŘEDKŮ
V souladu s Rozhodnutím o změně rozhodnutí o poskytnutí dotace na rok 2009 je činnost
výzkumného záměru financována z dotace a ze spoluúčasti ústavu, pro kterou
VÚV T.G.M., v.v.i. jako veřejná výzkumná instituce získává prostředky z „dalších“ a „jiných“
činností podle zákona č. 341/2005 Sb., v platném znění.
Jako standardní vnitroústavní nástroj jsou využívány subprojekty s čísly 3601 až 3630, pro
které jsou zpracovávány a operativně průběžně aktualizovány kalkulační listy dle směrnice
ředitele VÚV T.G.M., v.v.i. Z důvodu optimalizace nákladů nezbytných na řešení
výzkumného záměru zpracovávají vedoucí řešitelé subprojektů pro hlavního řešitele
výzkumného záměru zdůvodnění potřebnosti jednotlivých nákladových položek (materiál,
služby, cestovné apod.).
Vzhledem k tomu, že do 31. srpna 2009 nedošlo k předpokládanému navýšení dotace na
řešení VZ v roce 2009 (o cca 5 mil. Kč), bylo přikročeno k přepracování kalkulace
plánovaných nákladů na částku dle platného Rozhodnutí (z 59,147 mil. Kč na
54,147 mil. Kč).
29. září 2009 bylo ředitelem VÚV T.G.M., v.v.i. požádáno o změnu platného Rozhodnutí.
Důvodem byla žádost o snížení finanční částky na kofinancování řešení VZ z 10 mil. Kč na
8 mil. Kč a dále změna struktury kofinancování, která byla do té doby realizována jen formou
nákladů na pořízení majetku. Náměstkyně ministra ŽP tomuto požadavku dne 9. října 2009
podpisem nového Rozhodnutí vyhověla. Kofinancování tím bylo nyní relizováno i přímou
podporou řešení VZ (za současného snížení částky kofinancování formou investic) tak, aby
bylo možno naplnit metodiku řešení, která stále reflektovala předpokládanou částku dotace
ve výši 59,147 mil. Kč. Tím mohlo být zachováno řešení subprojektů 3625 a 3630 (vyjma
subprojektu 3628) v původní výši dle metodiky.
Rozpočet VZ na rok 2009 dle původního a platného Rozhodnutí a stav čerpání za leden až
říjen 2009 jsou uvedeny v následující tabulce (v tis. Kč):
Nákladová položka
dle Rozhodnutí
Č.
1
Mzdy a platy
2
Dohody o pracích konaných mimo prac. poměr
3
Povinné zákonné odvody
4
Příděl do FKSP
5
Náklady na pořízení majetku
6
Náklady na odpisy, údržbu a opravy majetku
7
Nákup materiálu, drobného majetku a zásob
3 000
3 255
8
Nákup služeb
9
10
16 500
16 732
111
129
5 793
5 706
335
86
330
335
20
86
3 364
100
560
60
3 170
3 665 1 338
66
2 700
2 832
60
10 000
Cestovní náhrady
Náklady na mezinárodní spolupráci
135
985
% čerpání dotace
za 1-10/2008
Hrazeno
z prostředků
poskytnutých
ministerstvem
Hrazeno
z prostředků
příjemce
Hrazeno
z prostředků
poskytnutých
ministerstvem
Hrazeno
z prostředků
příjemce
Dle Rozhodnutí Dle platného Rozhodnutí
z 3.3.2009
z 9.10.2009
86
52
188
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
% čerpání dotace
za 1-10/2008
Nákladová položka
dle Rozhodnutí
Č.
Hrazeno
z prostředků
poskytnutých
ministerstvem
Hrazeno
z prostředků
příjemce
Hrazeno
z prostředků
poskytnutých
ministerstvem
Hrazeno
z prostředků
příjemce
Dle Rozhodnutí Dle platného Rozhodnutí
z 3.3.2009
z 9.10.2009
12
Náklady na zveřejnění výsledků a práv k
výsledkům
Doplňkové (režijní) náklady
22 170
20 612 1 210
100
13
Celkem
54 147 10 000
54 147 8 000
87
11
373
881
66
Osobní náklady jsou čerpány rovnoměrně podle ročního plánu na 86 %, což je ve shodě
s běžným ročním cyklem. Náklady na pořízení majetku a režijní náklady byly k 31.10.2009
vyčerpány. Čerpání ostatních nákladových položek (materiál, služby, náklady na zveřejnění
výsledků) je mírně nižší. Čerpání těchto položek je totiž významnější v závěrečných
měsících kalendářního roku. Nižší čerpání cestovních nákladů je dáno postupným
zaúčtováváním nákladů na zahraniční služební cesty uskutečněné v druhé polovině roku
2009. Celkové čerpání činí 87 % (bez započtení nákladů na pořízení investice z prostředků
příjemce).
Kofinancování výzkumného záměru VÚV T.G.M., v.v.i. bylo realizováno formou investic,
podporou přímého řešení výzkumných problematik a podporou vybraných služeb.
Z pořízených investic se jedná např. o elektroforetický analyzátor EA 202A, stereomikroskop
SZX 7, mycí automat Miele, datové pole, chlazení pro paralelní výpočetní systém a vozový
park. Z neinvestičních služeb byly částečně financovány podpory systémů Lotus Notes,
Firewall, Oracle, Esri apod. Stav čerpání částky určené na kofinancování VZ k 31.10.
odpovídá 85 %.
Na čerpání finančních prostředků pro podporu řešení výzkumného záměru za rok 2008 byl
proveden nezávislý externí audit a dále kontrola čerpání ze strany MŽP. V obou případech
nebyly shledány nesrovnalosti.
136
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
ZÁVĚR
K předávacímu řízení – kontrolnímu dni č. 3/2009 s oponentním řízením je ve stanoveném
termínu 20. listopadu předkládána následující soubor ročních zpráv o řešení a dosažených
výstupech výzkumu:
•
závěrečná zpráva o řešení výzkumného záměru a dosažených výsledcích v roce 2009 a
•
výstupy dosažené řešením výzkumného záměru v roce 2009 v elektronické podobě
Výsledky řešení výzkumného záměru jako celku a jednotlivých tematických oddílů
a subprojektů jsou ve shodě splatným Rozhodnutím o poskytnutí dotace na rok 2009 a
oponovanou metodikou řešení na rok 2009. Na základě uvedených charakteristik řešení
v předkládaných zprávách a výstupech, které dokumentují stav řešení k počátku listopadu
2009, lze konstatovat, že cíle stanovené Rozhodnutím a metodikou v roce 2009 jsou
naplňovány. Součástí této zprávy jsou uplatněné a ukončené výstupy v elektronické podobě.
Většina ostatních plánovaných výstupů, které pro potřeby garanta a oponentů VZ nebyly
v elektronické podobě přiloženy, jsou rovněž dokončeny a mohou být na vyžádání
k dispozici. Na jejich uplatnění se pracuje. Je pochopitelné, že u řady výstupů se jejich
uplatnění přesune do roku 2010 a dále. U řady subprojektů byly zpracovány výstupy nad
rámec metodiky. Poněkud problematické bylo u obsáhlejších subprojetů prezentovat stav
řešení na požadovaných třech stanách textu.
Úspěchem je i podání jedné žádosti o udělení europatentu a přiznání několika užitných
vzorů. Těžiště aktivit výzkumného záměru se přesouvá k uplatnění a prezentaci výsledků
řešení. O tom svědčí množství vydaných a připravovaných monografií a vzrůstající podíl
výstupů podstoupených redakcím impaktovaných periodik. Významné jsou i další formy
prezentace výsledků výzkumu formou účasti na četných zahraničních i národních
konferencích, seminářích a workshopech. Byla vydána souhrnná publikace prezentující
jednotlivé řešené problematiky i VZ jako celek.
Stav čerpání finančních prostředků na řešení za období leden až říjen 2009 činí v případě
dotace 87 % je ve shodě s běžným ročním průběhem prací. Existuje reálný předpoklad, že
finanční prostředky budou ve shodě s Rozhodnutím do konce roku 2009 vyčerpány.
137
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK
ADI
AOPK ČR
BghiP
BkF
BN
BPA
BSK
CAS-No.
ČHMÚ
ČR
ČÚZK
DČOV
DIBAVOD
DMR
DN
DOC
EEA
EU
GC-MS
GIS
CHKO
CHSK
IcdP
ITP-CZE
KČOV
LC-MS
LLS
MF
MŽP
NEK
NL
NP
NPP
ORP
PAU
PbF
SAC
SN
SPE
TCB
TOC
ÚČOV
ÚPV
VaV
VN
VZ
ZCHÚ
ZVHS
přijatelná denní dávka (acceptable daily intake)
Agentura ochrany přírody a krajiny ČR
benzo(h,h,i)perylen
benzo(k)fluoranthen
biologická nádrž
bisfenol A
biochemická spotřeba kyslíku
Chemical abstracts service number
Český hydrometeorologický ústav
Česká republika
český úřad zeměměřičský a katastrální
domovní čistírna odpadních vod
Digitální báze vodohospodářských dat
digitální model reliéfu
dosazovací nádrž
rozpuštěný organický uhlík
European Environmental Agency (Evropská agentura pro životní prostředí)
Evropská unie
plynová chromatografie s hmotnostně selektivní detekcí
geografický informační systém
chráněná krajinná oblast
chemická spotřeba kyslíku
indeno(1,2,3-cd)pyren
izotachoforéza-kapilární zónová elektroforéza
kořenová čistírna odpadních vod
kapalinová chromatografie s hmotnostní detekcí
letecké laserové skenování
mikrosítový filtr
Ministerstvo životního prostředí
normy environmentální kvality
nerozpuštěné látky
národní park
národní přírodní památka
oxidačně-redukční potenciál
polyciklické aromatické uhlovodíky
benzo(b)fluoranthen
celkový (rozuštěný) organický uhlík
stabilizační nádž
extrakce na pevné fázi
trichlorbenzen
celkový organický uhlík
ústřední čistírna odpadních vod
Ústav průmyslového vlastnictví
věda a výzkum
vodní nádrž
výzkumný záměr
zvláště chráněná území
Zemědělská vodohospodářská správa
138
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
LITERATURA
Andrikovics., S., Forró, L., Kerekes, J.: Preface. Acta Zoologica Academiae Scientarium
Hungaricae 54 (Suppl. 1), p. 6.
Baum J. 1955: Ptactvo Velké Prahy. Orbis, Praha.
Bergmann P. 2002: Změny v zimování vodních ptáků na Vltavě v Praze v poslední čtvrtině
20. století. Sylvia 38: 61–74.
Bílý, M., Hruška, J., Simon, O., Hřebík, Š., Jöger, Ď., Horký, P., Rulík, M., Křivánek, J. (2008)
Effects of Environmental Factors on the Freshwater Pearl Mussel Population in the
National Nature Monument “Lužní Potok”. VUV T.G.M., ISBN 978-80-85900-86-6. Praha.
p. 78
Bílý, M., Mourková, J., Bergmann, P (2008): Spatial distribution and habitat preferences of
wintering waterfowl in Central Bohemia. Acta Zoologica Academiae Scientarium
Hungaricae 54 (Suppl. 1), p. 95 -109.
Cope, W.G., Bringolf R.B., Buchwalter D.B. (2008): Differential exposure, duration, and
sensitivity of unionoidean bivalve life stages to environmental contaminants. Journal of
the North American Benthological Society 27: 451-462.
ČHMÚ – pasportizace pesticidů [on line].[cit. 10. 9. 2009]. <http://hydro.chmi.cz/pasporty/>
Doneker, R.L., Jirka, G.H., Hinton, S.W. (2007): A Hydrodynamic Mixing Zone Model and
Decision Support System for Pollutant Discharges into Surface Waters, Cormix User
Manual, Office of Science and Technology, U.S.Enrironmental Protection Agency,
Washington DC 20460, 213 pp.,
Döring-Mederake U., 1990. Alnion forests in Lower Saxony (FRG), their ecological
requirements, classification and position within Carici elongatae-Alnetum of Northern
Central Europe. Vegetatio 89:107–119.
Douda,K. (2007) The Occurrence and Growth of Unio crassus (Mollusca: Bivalvia:
Unionidae) in Lužnice River Basin in Respect to Water Quality. Acta Universitatis
Carolinae - Environmentalica, 21, p. 57-63.
Ellenberg H., 1996. Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen in ökologischer, dynamischer
und historischer Sicht, Ulmer, Stuttgart, 1096 p.
Fischer, H.B., List, E.J., Koh, R.C.Y., Imberger, J., Drooks, N.H. (1979): Mixing in Inland and
Coastal Waters, Academic Press, Inc., New York.xiv+483 p.
Gomi,T., Sidle,R.C., Richardson,J.S. (2002) Understanding processes and downstream
linkages of headwater systems. BioScience, 52, p. 905-916.
Helpdesk
Water
(2009):
Immissie
Toets,
Online,
cit.
9.2.2009
[http://www.helpdeskwater.nl/emissiebeheer/industrieel/afvalwater/beoordelen_emissies/
emissie-immissie/ ciw_immissie_toets_versie_1.2.xls]
Kašpárek, L. a kol. (2005): Vliv velkých údolních nádrží v povodí Labe na snížení
povodňových průtoků. Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.Masaryka, 44 s., ISBN 8085900-56-4.
Laycock,H., Moran,D., Smart,J., Raffaelli,D., White,P. (2009) Evaluating the costeffectiveness of conservation: The UK Biodiversity Action Plan. Biological Conservation,
142, p. 3120-3127.
Lecce,S.A. (2009) A depth-proportional intake device for automatic water samplers. Journal
of the American Water Resources Association, 45, p. 272-277.
Matoušek, V.: Vznik a vývoj ledových nápěchů, Výzkumný ústav vodoshospodářský, VÚV
Praha, 2000.
139
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Mičaník,T. a kol. (2008) Výzkum a ochrana hydrosféry – závěrečná zpráva oddílů A-F v roce
2008 . Praha : Výzkumný ústav vodohospodářský T.G. Masaryka, s. 288
Miller,J.R., Hobbs,R.J. (2007) Habitat Restoration-Do We Know What Were Doing?
Restoration Ecology, 15, p. 382-390.
Mlíkovský, J., Stýblo, P. (eds.) (2006): Nepůvodní druhy fauny a flóry České republiky.
Praha, ČSOP, 496 s.
Novický, O. a kol. (1992): Hydrologická data pro návrhové účely. Světový klimatický program
– voda, HMÚ. Praha, 143 s.
Park, SS.: Mathematical modeling of mixing zone characteristics in natural streams (Ph.D.
dissertation). New Brunswick, NJ : Rutgers University, 1985, 180 p.
Phillips,J.M., Russell,M.A., Walling,D.E. (2000) Time-integrated sampling of fluvial
suspended sediment: A simple methodology for small catchments. Hydrological
processes, 14, p. 2589-2602.
Povodí Odry (2007):Stanovení vlivu účinku údolních nádrží na transformaci povodní v oblasti
povodí Odry, Ostrava, 22s.
Replogle,J.A. (2009) Tests of concepts for stream flow sampler design. Journal of Hydrologic
Engineering, 14, p. 65-74.
Řiha, J.: Příspěvek ke stanovení stupně drsnosti přirozených koryt. Ústav vodních staveb,
VUT FAST Brno, 1996.
Scrudato,R.J., Yogis,G., Hocutt,G. (1988) An in-situ integrated suspended sediment stream
sampler (IS3). Environmental Geology and Water Sciences, 12, p. 177-179.
Seznam registrovaný přípravků a dalších prostředků na ochranu rostlin 2009, Věstník Státní
rostlinolékařské správy, ročník 6, 01/2009
Simon, O. a kol. (2005) Výzkum a ochrana hydrosféry. Oddíl D: Krajina a voda. Praha:
Výzkumný ústav vodohospodářský T.G. Masaryka, s. 498
Simon, O. a kol. (2006) Výzkum a ochrana hydrosféry. Oddíl D: Krajina a voda. Praha:
Výzkumný ústav vodohospodářský T.G. Masaryka, s. 591
Simon, O. a kol. (2007) Výzkum a ochrana hydrosféry. Oddíl D: Krajina a voda. Praha:
Výzkumný ústav vodohospodářský T.G. Masaryka, s. 947
Simon, O., Kladivová, V., Svobodová, J., Hruška, J., Vejmelková, J. a Bílý, M. (2008):
Ochrana oligotrofních povodí s perspektivními lokalitami výskytu perlorodky říční
(Margaritifera margaritifera) v ČR . Příroda 25: s. 11-27
Sovina, J. (2009): Optimalizace operativního řízení vodohospodářských soustav v souvislosti
s hydrologickými extrémy. Doktorská disertační práce, ČZU Praha, Fakulta životního
prostředí.
Starý, M. a Březková, L. (2002): Stanovení účinku nových retenčních nádrží na průběh
povodní v povodí Tiché Orlice, Brno, 256 s.
Starý, M. a Březková, L. (2003): Stanovení účinku nových retenčních nádrží na průběh
povodní v povodí Tiché Orlice, Brno. In.: Sborník referátů z konf. Protipovodňová
prevence a krajinné plánování, Pardubice, str. 273-279.
Starý, M. a Březková, L. (2006): Stanovení účinnosti vodních děl v povodí Třebovky. Brno,
85 s.
Van Hassel, J.H., Farris, J.L. (2007): Linking bioacumulation and biological effects to
chemicals in water and sediment: a conceptual framework for freshwater bivalve
ecotoxicology. In Freshwater bivalve ecotoxicology. eds. Farris, J. and Van Hassel, J., p.
215 - 255.
140
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
Wahl V. 1944: Pražské Ptactvo. Česká grafická unie a.s., Praha.
Watters, G.T. (2006): A brief look at freshwater mussel (Unionacea) biology. In Freshwater
bivalve ecotoxicology. eds. Farris, J. and Van Hassel, J., p. 51-64.
Wiens,J.A. (2002) Riverine landscapes: taking landscape ecology into the water. Freshwater
Biology, 47, p. 501-515.
141
Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí,
orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochrana, včetně legislativních nástrojů
SEZNAM PŘÍLOH
Příloha 1
Výpis z publikační databáze VÚV T.G.M., v.v.i., leden–listopad 2009
Příloha 2
Výpis z publikační databáze VÚV T.G.M., v.v.i., 2005–2008
Příloha 3
Přehled uplatněných výstupů a alokovaných finančních prostředků pro j
ednotlivé subprojekty VZ za období řešení 2005–2008
Příloha 4
Oponentské posudky metodiky výzkumného zámeru pro rok 2009
Příloha 5
Prezenční listina z kontrolního dne č. 3/2009
Příloha 6
Zápis z kontrolního dne č. 3/2009
Příloha 7
Oponentské posudky Závěrečné zprávy o řešení výzkumného záměru
v roce 2009
142

Podobné dokumenty

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve

Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve Ministerstvo životního prostředí Vršovická 65, 100 10 Praha 10 Zástupce zadavatele: RNDr. Viktor Kliment, odbor ochrany vod Zahájení a ukončení úkolu: leden 2010 – prosinec 2010 Místo uložení zpráv...

Více

VÝZKUMNÝ ZÁMĚR MZP 0002071101

VÝZKUMNÝ ZÁMĚR MZP 0002071101 Výzkum a ochrana hydrosféry – výzkum vztahů a procesů ve vodní složce životního prostředí, orientovaný na vliv antropogenních tlaků, její trvalé užívání a ochranu, včetně legislativních nástrojů

Více

Letiště Praha Ruzyně a okolí 2005 - 2011

Letiště Praha Ruzyně a okolí 2005 - 2011 V průběhu sledovaných let nebyly zjištěny významné rozdíly v relativním zastoupení jednotlivých PAU mezi jednotlivými sledovanými lokalitami, jak je patrné z Obrázku 7. To znamená, že charakter zát...

Více

3 - Děti Země

3 - Děti Země (moderátor: RNDr. J. Bendl, CSc. - MŽP ČR) Prof. MUDr. V. Bencko, DrSc. (1. LF UK) Dopravní emise a jejich vliv na zdraví MUDr. R.J. Šrám, DrSc. (ÚEM AV ČR, ZÚ SČK) Vliv znečištěného ovzduší na zdr...

Více

5/2010

5/2010 je pojem rybník či vodní nádrž chápán odlišným způsobem. S ohledem na nutnost stanovení jednoznačných a vymahatelných požadavků nezbytných k zajištění jakosti povrchové vody, která je ovlivněna cho...

Více

zde - moto china

zde - moto china Pokud bude v jednotlivé kategorii více než 25 závodníků, dojde na rozdělení do dvou samostatných rozjížděk a z těchto dvou se kvalifikuje z každé pět nejlépe umístěných závodníků na finálový závod....

Více

5/2011

5/2011 Matematické modelování nutrientů, kterým se článek zabývá, zahrnuje dva základní okruhy. Jde o modelování za účelem stanovení plošných a bodových zdrojů znečištění ve vlastním povodí a simulaci kon...

Více

Benzethonium chlorid v doplňcích stravy

Benzethonium chlorid v doplňcích stravy http://www.itmonline.org/jintu/grapefruit.htm). Tyto informace hovoří o přípravě „Citridicalu“, který vzniká chemickou přeměnou polyfenolických sloučenin (flavonoidů) obsažených v dřeni a semenech ...

Více

6/2012

6/2012 Daiiči. V důsledku havárie bylo evakuováno obyvatelstvo v okruhu 30 km od elektrárny a v dalších nejhůře zasažených oblastech. Voda, použitá k chlazení, která byla vysoce radioaktivní, se akumulova...

Více