Metodika „Hodnocení ohroženosti vodních nádrží sedimentem a eutrofizací podmíněnou erozí zemědělské půdy“

Autoři: J. Krása, P. Rosendorf, J. Hejzlar, J. Borovec, T. Dostál, V. David, L. Ansorge, J. Duras, B. Janotová, M. Bauer, J. Devátý, L. Strouhal, K. Vrána, D. Fiala

Jejím záměrem je podpora odpovědného nakládání s fosforem jako s rizikovou látkou a zároveň cennou surovinou, účinného potlačení eutrofizace vodních toků a nádrží a zlepšení produkčních schopností zemědělských půd v ČR. Jsou prezentovány postupy a data vhodná pro posouzení významu eutrofizačních zdrojů ve velkých povodích, lze ji využít k porovnání významu jednotlivých lokalit i modelování scénářů opatření pro všechny uvažované zdroje biologicky dostupného fosforu.

Vodní nádrže v ČR jsou zhusta ohroženy eutrofizací (v ČR je zvyšování trofie podmíněno výhradně přísunem fosforu, ten se stal primárním spouštěčem eutrofizace) a vnosem erozního materiálu (ohroženy jsou jak malé vodní nádrže, tak i velké přehrady).

Cílem metodiky, ve které několik řešitelských kolektivů nově nahlíží na toto téma, je napomoci zlepšení stavu vodních nádrží v ČR, a to tím, že:

- Umožní co nejspolehlivěji vyhodnotit transport splavenin a erozního fosforu ve velkých povodích.
- Umožní odhadnout význam eroze pro eutrofizaci cílové nádrže.
- Umožní odhadnout význam ostatních zdrojů fosforu v povodí.
- Umožní odhadnout další chování nádrže při stávajícím stavu přísunu fosforu v povodí.

Na základě uvedených hodnocení je možné sestavit fosforovou bilanci nádrží a navrhnout opatření ke snížení eutrofizace tak, aby byly finanční prostředky vynaloženy účelně a efektivně. Státní správa, podniky povodí a vodohospodářské firmy ji mohou využívat pro hodnocení stavu povodí a management kvality vody v povodí. Metodika identifikuje zdroje fosforu a váží jejich dopad na eutrofizaci cílové nádrže.

Již existující zahraniční metodiky byly modifikovány tak, aby zohlednily situaci v ČR (charakter zemědělské výroby, jiný podíl bodových zdrojů znečištění a zdrojů z erozního smyvu). Ukazuje se, že erozní fosfor není spouštěčem eutrofizačního procesu (díky tomu, že se vyskytuje převážně v nerozpuštěné – pro sinice nedostupné - formě), nicméně dochází i tak k jeho nežádoucím ztrátám z půdy (přírodní zdroje fosforu nezadržitelně ubývají).

Metodika sleduje zejména stav ve velkých povodích. Přijímá nový náhled na přirozenou míru trofie nádrží, který zavedla Rámcová vodní směrnice (2000). Tato směrnice mj. předepisuje pro vodní útvary v krajině dosažení dobrého ekologického stavu/potenciálu. V ČR je jeho určení, z důvodu absence referenčních vodních ploch, specifické. Ukazuje se, že pouze 37% nádrží dosahuje dobrého a lepšího ekologického potenciálu. Ostatní jsou vesměs zatíženy vysokým přísunem fosforu, jehož podstatným zdrojem jsou bodové zdroje a produkční rybníky.

Tato metodika popisuje - pro informace o transportu splavenin z povodí - nekomerční empirický distributivní model WATEM/SEDEM, který umožňuje provést základní bilanci dlouhodobého transportu sedimentu v rámci velkých povodí. Využívá se distributivní přístup, zohledňující vliv prostorového rozmístění retenčních prvků v povodí. Výstupem modelu jsou celková dlouhodobě transportovaná množství půdy a sedimentu v t/rok z dílčích subpovodí a jednotlivých honů. Pro modelování transportu sedimentu v ČR metodika doporučuje data týkající se srážek (k určení faktoru erozní účinnosti srážek), digitální modely terénu, data týkající se půd (k určení faktoru ochranného vlivu vegetace), vodních toků a vodních nádrží. Byla vytvořena nová metodika stanovení dlouhodobého průměrného průtoku, aby bylo možno provést výpočet množství sedimentu zachyceného v nádržích.

Metodika diskutuje možnost stanovit eutrofizační potenciál erozního smyvu je tradičně výpočtem, tento postup ovšem nezohledňuje údaje o obsahu celkového fosforu v půdách; používá rovnici pro poměr obohacení, odvozenou pro USA a paušálně odhaduje podíl rozpuštěných forem fosforu v erozním smyvu. Nově zavádí postup pro přímé určení množství rozpuštěného fosforu uvolňovaného z erozního materiálu. Využívá plošně v půdách stanovovaného obsahu fosforu dostupného rostlinami (výluh dle metody Mehlich III), kdy velký eutrofizační potenciál mají částice s malým obsahem vazebných partnerů pro fosfor a částice s velkým množstvím fosforu vázaným v organických částicích.

Pro účely kvantifikace všech zdrojů fosforu v povodí aditivní metodou se metodika zabývá: látkovým tokem fosforu v závěrovém profilu povodí, bodovými a plošnými zdroji fosforu.

V souvislosti s výpočtem látkového toku fosforu v závěrovém profilu povodí je doporučeno použití hydrologické analogie odvozující průtok z hodnot plochy povodí a specifického odtoku v tzv. řídícím měrném profilu (umožní stanovení látkového odnosu v kg/obd).

Množství fosforu z bodových zdrojů v povodí jsou odhadována pomocí rovnice, vždy je však výhodné mít k dispozici údaje z evidencí a doplnit tato o měření.

Plošné zdroje neerozního fosforu jsou rozděleny takto:

- podpovrchový odtok fosforu z lesa (zde doporučeno použití tabulky koncentrací fosforu v závislosti na nadmořské výšce),
- podpovrchový odtok fosforu ze zemědělské půdy - vstupy fosforu v hnojivech nejsou v ČR aktuální; stabilní zdroj fosforu představují průsaky půdním profilem a odvod drenážemi - pro výpočet doporučeny průměrné ročních koncentrací celkového fosforu v odtoku,
- atmosférická depozice – doporučena jedna průměrná hodnota,
- rybářské hospodaření - je uvedena rovnice pro bilanční saldo fosforu,
- intravilány sídel a nevyužívané plochy (konstatováno, že zde chybí zdroj informací).

Metodika navrhuje tato opatření pro snížení eutrofizace nádrží (za předpokladu, že spolehlivé je omezení koncentrace biologicky dostupného fosforu ve vstupech hodnotou 0,03 mg/l):

- Opatření zabraňující erozi:

• protierozní ochrana má být prováděna již v rámci ochrany zemědělských pozemků (nedostatečně dle standartů GAEC),
• žádoucí je zachycení maximálního množství splavenin,
• vhodné agrotechnické postupy k ochraně půdy, správné způsoby doplňování fosforu na pozemky (organizační opatření – zejména návrh optimálního tvaru a velikosti pozemku, vhodného umístění plodin – toto realizovatelné pouze v rámci projektů komplexních pozemkových úprav; agrotechnická opatření – jako účinné je hodnoceno zejména ochranné obdělávání; technická opatření - zde metodika jejich vliv hodnotí jako sporný, doporučeny jsou dodatečné objekty k efektivní eliminaci splavenin, např. travní pásy nad odváděcím prvkem, retenční a sedimentační nádrže);

- Opatření zabraňující vniknutí erozního fosforu do vodních útvarů:

• retenční travní pásy podél vodních toků a nádrží (doporučeny modely pro stanovení efektivní šířky travního pásu),
• mokřadní pásy podél vodních toků (využíváno převážně v zahraničí),
• retenční a sedimentační nádrže (měly by mít podstatně delší dobu zdržení, je nutno počítat s pravidelným odstraňováním sedimentu),
• ponořené stupně na vtocích do vodních nádrží – zde je nutno periodicky odstraňovat sediment.

Metodika uvádí, že lze očekávat posun v aplikaci půdoochranných postupů, jež jsou pro zemědělce výhodné samy o sobě (bez ohledu na protierozní ochranu), naopak velmi nejistý je vývoj ohroženosti erozí způsobené nevhodnou skladbou plodin.
Metodika již byla uplatněna pro povodí 58 významných nádrží v ČR (např. Nové Mlýny, Slapy).

Metodika je k dispozici zde: http://storm.fsv.cvut.cz/on_line/gisz/metodika_nadrze_2013.pdf