Protierozní a krajinná opatření - krajinotvorné prvky významné pro ochranu vody, půdy a podporu biodiverzity doc.Ing. Miroslav Dumbrovský,CSc., Vysoké učení technické v Brně Ústav vodního hospodářství krajiny
PŮDA JAKO PŘÍRODNÍ ZDROJ Půda je vyčerpatelný, nenahraditelný a v časovém horizontu několika generací neobnovitelný přírodní zdroj, který plní řadu významných produkčních a ekologických funkcí: (a) produkce biomasy, základ zemědělství a lesnictví; (b) akumulace, transformace a filtrace látek a vody; (c) životní prostředí mnoha organismů, stanoviště vegetace; (d) prostředí pro činnosti člověka; (e) zdroj surovin; (f) zásobárna uhlíku; (g) archiv geologického a archeologického dědictví.
ZTRÁTY ORGANICKÉ HMOTY ACIDIFIKACE, SALINIZACE HLAVNÍ DEGRADAČNÍ FAKTORY POŠKOZUJÍCÍ FUNKCE PŮDY (Soil Thematic Strategy) EROZE ZÁBORY KONTAMINACE KOMPAKCE ZTRÁTY ORGANICKÉ HMOTY ACIDIFIKACE, SALINIZACE SESUVY
Intenzivní zemědělství a změna klimatu způsobují sucho vodní eroze půdy povodně nedostatek pitné vody eutrofizace
OHROŽENÍ PŮDY V ČR EROZÍ Stupeň ohrožení vodní erozí (t.ha.r-1) Plocha zemědělské půdy (ha) % Velmi slabé ohrožení méně než 1,6 134 041 3 Slabé ohrožení 1,6 - 3,0 1 094 507 26 Střední ohrožení 3,1 - 4,5 1 054 905 25 Silné ohrožení 4,6 - 6,0 728 972 17 Velmi silné ohrožení 6,1 - 7,5 484 365 11 Extrémní ohrožení více než 7,5 782 601 18 Součet 4 279 391 100 Aktuální vodní erozí je postiženo 40 % orných půd Větrnou erozí je ohroženo 7,5 % orných půd
POZEMKY NEJVÍCE OHROŽENÉ PLOŠNOU A RÝHOVOU EROZÍ 3D
POZEMKY NEJVÍCE OHROŽENÉ PLOŠNOU A RÝHOVOU EROZÍ DETAIL V POVODÍ LOUČKOVÉHO POTOKA EROZNÍ OHROŽENÍ
NEJINTENZIVNĚJI SE ŠKODY ZPŮSOBENÉ EROZÍ PROJEVUJÍ U ŠIROKOŘÁDKOVÝCH PLODIN (ZEJMÉNA KUKUŘICE) PĚSTOVANÝCH NA SVAZÍCH BEZ POUŽITÍ PROTIEROZNÍ OCHRANY
O intenzitě vodní eroze vypovídá časté naorávání neogenních sedimentů (bývalého mořského dna), ze kterých byly v posledních desetiletích oderodovány výše ležící sprašové a humusové horizonty.
MOŽNOSTI MĚŘENÍ VODNÍ EROZE VOLUMETRICKÁ KVANTIFIKACE OBJEMU EROZNÍCH RÝH V rámci každé čtvercové plochy bylo zaměřeno 5 příčných profilů povrchu půdy o délce 2 m. Celkem bylo zaměřeno a vyhodnoceno cca 1300 profilů povrchu půdy. Výsledkem je hodnota ztráty půdy v m3 z každé čtvercové plochy (4 m2). K zaměření objemu oderodované půdy z rýhových i mezirýhových prostor v m3 z každého čtverce byla použita následující rovnice: Pro další výpočty byla ztráta půdy z m3 přepočítána na průměrnou ztrátu půdy v t.ha–1. Pro přepočet jednotek ztráty půdy byla použitá průměrná objemová hmotnost [g.cm–3], získaná vyhodnocením z odebraných půdních vzorků z míst transektů. Ukázka zaměření rýhových a mezirýhových prostor erodoměrem přímo v terénu během vegetačního období jsou na obrázcích níže.
DOSAŽENÉ VÝSLEDKY VOLUMETRICKÁ KVANTIFIKACE OBJEMU EROZNÍCH RÝH Výpočty ztráty půdy v m3 ze čtvercových ploch jednotlivých transektů a z 1 ha plochy svahu v letech měření 2007–2010 JSOU UVEDENY V NÁSLEDUJÍCÍ TABULCE. Kde je možné zaznamenat průměrnou ztrátu půdy z jednotlivých transektů – výsledky jsou přesahující 200 i 400 t.ha-1. Pro každé umístění erodoměru byla v jednotlivých profilech fotograficky zaznamenána poloha spuštěných jehlic vykreslující průběh erozních rýh v době jednotlivých měření. Následně byl fotografický záznam vyhodnocen a byla získána křivka průběhu erozních rýh ve vektorové podobě. Zobrazení také podávají informaci o tvaru, šířce a hloubce erozních rýh.
Erozní smyv v drahách soustředěného povrchového odtoku – běžný obrázek při pěstování kukuřice svažitých pozemcích
VOLUMETRICKÁ KVANTIFIKACE RÝH V DSO (EFEMERNÍ RÝHY) V ČR IDENTIFIKOVÁNO 33 000 EFEMERNÍCH RÝH NEJSOU BILANCOVÁNY
VZNIK SEKUNDÁRNÍ EROZE č. řezu staničení po délce šířka rýhy plochy odnosu objemy odnosu [m] [m2] [m3] L3/1 0.00 1.55 0.37 - L3/2 50.00 1.50 0.34 17.68 L3/3 77.00 1.90 0.46 10.73 L3/4 114.00 1.40 0.25 13.07 L3/5 144.00 1.80 0.31 8.38 L3/6 174.00 1.70 0.72 15.46 L3/7 204.00 2.00 0.43 17.30 L3/8 234.00 2.60 0.96 20.93 L3/9 264.00 3.10 1.22 32.69 L3/10 294.00 3.30 0.73 29.24 L3/11 324.00 2.10 0.47 18.11 L3/12 354.00 3.50 1.03 22.62 L3/13 384.00 0.53 23.51 L3/14 414.00 0.41 14.15 L3/15 444.00 2.20 9.92 L3/16 474.00 10.21 celková plocha rýhy: 1062.06 m2 celkový objem odnosu půdy z rýhy: 263.95 m3 422.32 t
Změna komplexu hydropedologických charakteristik Komplexní průzkum půd (1961–1971) x Aktuální stav (2006). Zdroj: (VÚMOP – online: http://93.90.167.39/wakpp/?/data-kpp)
NEPŘÍZNIVÉ DŮSLEDKY POVRCHOVÉHO ODTOKU MIMO ZDROJOVÝCH POZEMKŮ Přehled hlavních dopadů Vliv na vodní toky Vliv na vodní nádrže Vliv na vodní zdroje Ohrožení zastavěného území obce, metoda kritických bodů Škody na dopravních liniových stavbách Uvolnění uhlíku
Vliv na vodní toky Vliv na vodní nádrže Vliv na vodní zdroje DOPADY MIMO plochu zdrojového pozemku –hydrografická síť- nádrže Vliv na vodní toky 60 765 km vodních toků a závlahových kanálů – 5 mil. m3 usazenin, 8 287 km odvodňovacích kanálů – 0,6 mil. m3 usazenin. Vliv na vodní nádrže 42 tis. ha rybníků (> 1 ha) – uloženo 196 mil. m3 sedimentů, 9 tis. ha rybníků (< 1 ha) – 30 mil. m3 sedimentů, Ročně zanášeno až 5 % objemu nádrží. Vliv na vodní zdroje Ve vodních nádržích v ČR je naakumulováno cca 250 mil. m3 sedimentu
V celé ČR identifikováno 9 261 kritických bodů. DOPADY MIMO PLOCHU ZDROJOVÉHO POZEMKU Ohrožení zastavěného území obce, škody na liniových stavbách Kritické body Rozhodující charakteristiky a kritéria: velikost přispívající plochy 0,3 – 10,0 km2, průměrný sklon přispívající plochy ≥ 3,5%, podíl plochy orné půdy v povodí ≥ 40%. V celé ČR identifikováno 9 261 kritických bodů.
Princip opatření – zachytit vodu tam kam dopadne Opatření v ploše povodí Opatření na tocích
NÁVRH PŘÍRODĚ BLÍZKÝCH OPATŘENÍ V PLOŠE POVODÍ identifikace ploch rozhodujících pro tvorbu povrchového odtoku a erozního smyvu, návrhy přírodě blízkých opatření v povodí hodnocení účinnosti opatření v ploše povodí, jejich vliv na obnovu a zlepšení vodního režimu krajiny zvyšování retenční schopnosti povodí a eliminaci nepříznivých důsledků povrchového odtoku, návaznost na Plány povodí, komplexní pozemkové úpravy a finanční nástroje
STABILIZACE DRAH ODTOKU (ZATRAVNĚNÍ ÚDOLNIC) ZÁSADY NÁVRHU PEO V KPÚ STABILIZACE DRAH ODTOKU (ZATRAVNĚNÍ ÚDOLNIC) ZASAKOVACÍ TRAVNÍ PÁSY KONTUROVÉ OBDĚLÁVÁNÍ VYLOUČENÍ PĚSTOVÁNÍ EROZNĚ NEB. PLODIN NA SVAZÍCH NAD 7 % APLIKACE PROTIEROZNÍCH AGROTECHNOLOGIÍ REALIZACE LINIOVÝCH BIOTECHNICKÝCH PRVKŮ
řízený rozliv – velké poldry Komplex opatření v povodí I I I Přirozený rozliv Řízený rozliv Malé poldry řízený rozliv – velké poldry Společný výstup
Princip navrhování PBPO
STABILIZACE DRAH SOUSTŘEDĚNÉHO ODTOKU
AGROTECHNICKÁ PROTIEROZNÍ OPATŘENÍ
PŘÍKLAD OPTIMÁLNĚ SITUOVANÉ VINICE
PŘÍKLAD VINICE S PROTIEROZNÍ A PROTIPOVODŃOVOU FUNKCÍ
POLNÍ CESTY S PROTIEROZNÍMI PRVKY
PROTIEROZNÍ A PROTIPOVODŇOVÉ PRŮLEHY
Ochranné protipovodňové nádrže
Suchá ochranná nádrž
HODNOCENÍ ÚČINNOSTI OCHRANY ÚZEMÍ Snížení objemu odtoku a kulminačního průtoku Snížení erozního smyvu
Porovnání charakteristik přímého odtoku Před návrhem Po návrhu
DĚKUJI VÁM ZA POZORNOST
Pl
Pl