Minimálně od roku 2015 trpí značné části území ČR, Evropy a ostatních kontinentů obdobími extrémního sucha (www.intersucho.cz, Cílek V., 2017) a změnou typického klimatu pro jednotlivé oblasti (velké výkyvy v teplotách, nárazové srážky, extrémní bouře a větrné jevy vč. tornád). Důsledky těchto změn jsou patrné především v krajině: usychající vegetace a vzrostlé stromy, prašná půda s hlubokými a četnými polygonálními prasklinami, eroze půdního krytu způsobená větrem i nárazovými srážkami nebo kůrovcová kalamita na suchem oslabených lesních monokulturách. Příčinu můžeme hledat v kombinaci řady faktorů (Kvítek et al., 2017; Cílek et al. 2017). Především to jsou zvýšené emise skleníkových plynů (přirozené i způsobené člověkem) a z nich vyplývající změny klimatu. Kvůli ní se z půdy odpařuje více vody, mění se pravidelná distribuce srážek a objevují se extrémy. Dále je na vině intenzivní zemědělství, které je postavené na chemii (oslabení edafonu, polní velkoplošné monokultury, rušení přirozených bariér a mezí) a těžké technice (zhutnění půdy a snížení její propustnosti). Do hydrologického cyklu významně zasahuje také odlesňování a odvodňování trvale vlhkých ploch, jako jsou mokřady a bažinaté oblasti. Hutnění a s ním spojené snižování propustnosti půdy, vyčerpání živin, chemizace atd. Vodu z nerovnoměrně rozložených srážek krajina nedokáže zadržet, voda odtéká po povrchu, přičemž eroduje půdní kryt, rychle se odpařuje a problém sucha se tak prohlubuje. Z narovnaných toků s nepropustným dnem se voda jen obtížně vsakuje do půdy.
Lze krajinu na změnu klimatu nějak adaptovat? Pravděpodobně je
na to ještě čas, ale účinná opatření musí směřovat k zadržení vody v krajině
(Pithart et al., 2012), a to ideálně ještě nad hlavními toky - v povodích 4.
řádu a přímo v terénu, na svazích, v nakloněných výše položených rovinách a v
polních oblastech (Cílek et al., 2017; Kvítek et al., 2017).
Mezi opatření, která mohou zvýšit retenci vody v krajině a
zároveň jsou přírodě blízké, patří obnova přírodního charakteru toků – návrat meandrů,
tůní, vegetačního krytu břehů či poldrů, které zadrží vodu především během
případných přívalových dešťů (Kvítek et al., 2017). Uvedené příklady zásahů
jsou bohužel poměrně drahé a legislativně a časově náročné.
V rámci této práce byly proto realizovány malé přehrádky z přírodních materiálů, které vodu zpomalí, mírně zvýší hladinu v toku a efektivně tak zvyšují vsak do okolní půdy. Při tom nedochází k zásahu do okolních pozemků a z pohledu vodohospodářů jde o poměrně snadno přijatelný (totiž odstranitelný) zásah do koryta.
Lokalita
Přehrádky byly vybudovány na Kounickém potoce (součást
subpovodí Labe a povodí Kounického potoka) dlouhém 15,767 km, a to konkrétně
mezi 11 a 12 říčním km. Širší okolí tohoto úseku potoka tvoří většinou pole s
minimem stromů, a tedy i stínu. V těsné blízkosti koryta místy rostou vrby a
olše. V jednom úseku dlouhém cca 100 m je koryto obklopeno rákosovými porosty.
Podloží Kounického potoka tvoří především jíly, písky, dále spraše a pískovce (Geovědní
mapy 1 : 25 000 (geology.cz)).
Kounický potok má v daném úseku sklon 0,5% (měřeno na více
úsecích pomocí laserové vodováhy). Protože je koryto uměle narovnané, voda z
něj při takto stabilním sklonu velice rychle odtéká pryč. Dno je tvořeno směsí
křemenných písků a jílových sedimentů.
Lokality pro realizace přehrádek byly vybrány při předběžné návštěvě v terénu. V místě budoucí přehrádky nesmělo být koryto příliš široké (do 2 m), ani zahloubené (max. 1 m pod úrovní okolní nivy).
Materiál a metodika
Na stavbu nosné části přehrádek bylo použito dubové dřevo,
které je velmi odolné a po delší době ve vodě či v sedimentu (bez kontaktu se
vzduchem) mineralizuje a získává tvrdost. Mj. se této vlastnosti využívá při
zakládání staveb ve vlhkých prostředích (např. základy Karlova mostu, kláštery
v Plasech a Teplé, Benátky v Itálii). Na vytvoření náběhu na vodní i vzdušné
líci přehrádek byly použity nejprve hrubé kameny z okolí (5 a více cm v
poloměru) a přes ně zásyp z makadamu (štěrková frakce 17-35 mm). Dále byl
využit následující materiál: dvě kolečka, kosa, několik seker, motorová a ruční
pila, palice, rýč, lopata, bržděný vozík, auto, vlastnoručně vyrobený trubkový
vrták (jádrový) do země o průměru 75 mm a délce 180 cm.
Duby byly v rámci přípravy poraženy a naformátovány a makadam ručně
navozen ke každému vybranému místu. Břeh kolem potoka byl vysekán a připraven
na stavbu.
Rychlost toku byla měřena pomocí vrtulkového průtokoměru. Objemový průtok byl měřen pomocí Thomsonova přelivu vlastní výroby (viz obr. 9). Deska s trojúhelníkovým výřezem a vloženým trojúhelníkovým přelivem (úhel přepadu ⲁ = 90°) z nerezového plechu (dostatečně tenká přelivová hrana) byla ze sendvičového materiálu. Sendvičový materiál se ukázal vzhledem k vyššímu tlaku být nevhodným.
Hloubku hladiny podzemní vody bylo nutné znát, kvůli rozdílu hladin před a po postavení přehrádek. Vrty byly vyvrtány za pomoci železné trubky (viz obr. 10). Vrt se nakonec ještě zpevnil tzv. výztuží vrtu - polypropylenovou trubkou s dírkami na spodním konci, aby do trubky mohla natéct voda. Dále byl použit tzv. plovák (kousek polystyrenu s malým závažím) uvázaný na provázku, který jsme spouštěli do vrtu. Ve chvíli, kdy plovák začal plavat, jsme provázek změřili.(viz obr. 11)
Určení retenčního prostoru nádrže za budoucí přehrádkou a plochy zatopeného terénu neboli předpokládaná účinnost přehrádek byla definována objemem zadržené vody a plochou povrchu v kontaktu s vodou. Ta byla měřena za pomoci laserové vodováhy (viz obr. 12). Krom toho byl také měřen objemový průtok. Pokud by byl vysoký, měla voda větší potenciál se do půdy vsáknout.
Poté započala stavba. Do obou břehů byly příčně zatlučeny dvě klády a následně za ně zapřeny podélně dvě klády silnější. Dno bylo zpevněno většími kameny a horní pata přehrádky vyztužena makadamem (viz obr. 13).
Výsledky
Retenční přehrádky nemají za účel zvyšovat objemový průtok,
pouze rychlost toku. Naše přehrádky snížily rychlost toku, a tak daly vodě
větší čas vsáknout se do půdy. Na první přehrádce byl naměřen až
pěticentimetrový rozdíl mezi původní hladinou podzemní vody a hladinou zhruba
tři dny po postavení přehrádky. U ostatních tomu bylo podobně.
Jak funkční jsou tedy naše přehrádky? Každá z nich má potenciál zadržet až o 2,6m3 více vody.
Závěr
A jaká je tedy odpověď na hlavní otázku, zda přehrádky plní
stanovený účel zvýšení zadržování vody v krajině? Během expedice byly postaveny
tři přehrádky (viz obr. 14) a z naměřených dat víme, že podzemní voda u
přehrádek stoupla až o 5 cm a přehrádky zadrží cca o 2,6 m3 více
vody. Stavba přehrádek je poměrně nenáročná jak časově tak i finančně. Navíc je
to, alespoň podle naší skupiny, moc hezký krajinný prvek. Stavbu je nutné řešit
pouze s povodím, nikoli s majiteli okolních parcel.
Přehrádka je dlouhodobý krajinný prvek, z čehož plyne i jedna
negativní vlastnost - přehrádka se bude časem zanášet. To ale není takový problém, protože díky
nánosu zůstane hladina potoka stejná, a tudíž nebude klesat hladina podzemní
vody. Do stavby podobných přehrádek, se můžete zapojit i vy. Každá překážka,
která vodu zpomalí a dá jí tak více času se vsáknout, se počítá. Česká krajina
má potenciál zadržet 9 miliard m3 vody, dnes zadrží pouze 5 miliard
m,3 což je obrovský rozdíl, který musíme eliminovat.
Přestože celkový povrch země tvoří z 98% voda, jen 0,007 vody
z celkového objemu je pitné (hydrotech-group.com). Proto bychom si ji měli
vážit - další šanci už pravděpodobně nedostaneme.