KLASIFIKACE RIZIKA POLOMŮ - WINDARC
V Lesnické práci 7-8/1997 byly publikovány první praktické výsledky projektu, který řeší ohrožení lesních porostů větrem. V roce 1998 byla dokončena práce na syntéze výsledků předešlých let a na mezinárodní konferenci IUFRO ve finském Joensuu (Wind and Other Abiotic Risks to Forests, 10.-14. 8. 1998) jsme prezentovali námi vytvořenou klasifikaci rizika polomů - WINDARC.
Klasifikace rizika polomů představuje závěrečnou fázi v určení rizika výskytu polomů. Prvním stupněm je vytvoření modelu trvalého ohrožení. Toto trvalé riziko ohrožení (PERMEX - Permanent Exposure) je tvořeno spojením rizika ohrožení podle půdy a terénní exponovanosti (TEREX - Terrain Exposure). Výsledná klasifikace WINDARC vzniká připojením rizika ohrožení podle lesních porostů ke klasifikaci PERMEX. Praktické výstupy jsou prezentovány z území LS Karlovice ve Slezsku. Jedná se o území mezi vrcholem Pradědu (východní hranice) a Ostrým vrchem (západní hranice). Území má rozlohu 407 ha. Nadmořská výška se pohybuje mezi 900-1480 m. Toto území bylo vyhodnoceno pro potřeby posouzení míry rizika ohrožení větrem na straně jedné a ohrožení kůrovcem na straně druhé.
OHROŽENÍ PODLE PŮDY
Pro tvorbu a vyhodnocení ohrožení podle půdy je použit typologický klasifikační systém používaný v hospodářské úpravě lesů. Edafické kategorie, případně SLT, jsou zařazeny do tří stupňů rizika ohrožení.
| rizika ohrožení | Edafická kategorie, SLT |
| 1 - riziko nízké | X, Z, Y, M, 9K, C, J |
| 5 - riziko střední | 1-8 K, N, I,F, 1-4A, 8A, U |
| 9 - riziko vysoké | S, B, H, D, 5-7A, L, V, O, P, Q, T, G, R |
Základní podíl hlavních souborů lesních typů je dán charakterem podloží. Na lesní půdě většinou převažují SLT s vysokým rizikem ohrožení. Jedná se především o SLT řady obohacené humusem, vodou, částečně živné, řady oglejené a podmáčené. Lze říci, že s rostoucí nadmořskou výškou přibývá SLT "stabilnějších", což je dáno klesající trofností půd a současně vzrůstající skeletovitostí.
TERÉNNÍ EXPONOVANOST - TEREX
V r. 1996 byl vytvořen matematický model, který umožňuje simulování proudění větru nad reálným terénem. Jeho součástí je digitální model terénu (DMT) a matematický model nejspodnější části atmosféry - mezní vrstvy atmosféry. Vytvořený model využívá aparát softwarového balíku FIDAP (fy FLUENT) zaměřeného na dynamickou analýzu proudění tekutin. Pro konstrukci klasifikace TEREX je nutno vzít v úvahu dvě hlediska zatížení terénu větrem s ohledem na ohrožení porostů. Prvním je tlakové (dynamické) zatížení návětrných svahů, druhým je urychlování proudění větru (vrcholy, hřebeny). Vzhledem k uvedeným předpokladům je klasifikace TEREX tvořena ze dvou samostatných podstupňů, kterými jsou tlakový TEREX (pTEREX) a rychlostní TEREX (sTEREX).
Pro každou provedenou simulaci proudění větru (z 8 základních směrů) je nutné vypočítat hodnoty jednotlivých parciálních tlakových a rychlostních TEREXů na základě tlakového a rychlostního pole a odpovídajících referenčních hodnot tlaku a rychlosti větru. Referenční hodnota rychlosti větru odpovídá rychlosti na vstupu ve výšce 10 m nad povrchem (rychlostní pole je vyhodnocováno pro výšku 10 m) a referenční hodnota tlaku větru odpovídá dynamickému tlaku větru na vstupu ve výšce 20 m (těžiště stromů vysokých 30-35 m se nachází průměrně v této výšce). Parciální TEREXy jsou následně z prostředí programu FIDAP přeneseny v rastrovém formátu do GIS GRASS, kde jsou dále zpracovány s využitím mechanismů mapové algebry. Použitím mapové algebry byl vytvořen algoritmus, který je schopen ze vstupních informací tvořených hodnotami parciálních TEREXů generovat hodnoty celkového tlakového a rychlostního TEREXu. Klasifikační stupnice obou TEREXů obsahují shodně pět stupňů. Sloučením tlakového a rychlostního TEREXu se vytvoří výsledná klasifikace TEREX, která je rovněž pětistupňová.
OHROŽENÍ PODLE LESNÍCH POROSTŮ
Ohrožení podle charakteru lesních porostů bylo zpracováno na základě rozboru databáze kalamit z oblasti LS Loučná nad Desnou a LS Jeseník. Databáze kalamit obsahuje k dnešnímu dni údaje o 896 polomech na LS Loučná a 166 polomech na LS Jeseník. Údaje z LS Loučná nad Desnou jsou za období od r. 1964, na LS Jeseník od r. 1987. Mezi charakteristiky, které mají největší podíl na ohrožení porostů větrem, patří zastoupení smrku, porostní výška, věk a štíhlostní koeficient. Podle těchto hodnot je posuzováno riziko ohrožení. V první fázi jsou zpracována rizika podle jednotlivých faktorů. Ohrožení vzrůstá se zvyšujícím se zastoupením smrku, s rostoucí výškou porostů, s jejich věkem a s vyššími hodnotami štíhlostního koeficientu. V druhé fázi je provedená syntéza, jejímž výsledkem je celkové ohrožení podle lesních porostů.
TRVALÉ RIZIKO OHROŽENÍ - PERMEX
Výsledkem syntézy ohrožení podle půdy a klasifikace TEREX je riziko ohrožení, které nejsme schopni většinou ovlivnit (výjimečně např. zamokření). Toto trvalé riziko ohrožení je možné charakterizovat hodnotami klasifikace trvalého ohrožení PERMEX (Permanent Exposure), která byla za tímto účelem zkonstruována a která obsahuje 5 stupňů: 9 - velmi vysoké zatížení, 7 - vysoké zatížení, 5 - střední zatížení, 3 - nízké zatížení, 1 - velmi nízké zatížení. Klasifikace trvalého ohrožení PERMEX vychází z klasifikace terénní exponovanosti TEREX. Předdefinovaným algoritmem jsou jednotlivé hodnoty TEREXu modifikovány podle hodnot ohrožení podle půdy. Tento algoritmus pracuje v prostředí GIS GRASS, kde využívá mechanismů mapové algebry.
KLASIFIKACE RIZIKA POLOMŮ - WINDARC
Výsledná klasifikace rizika polomů představuje závěrečnou fázi v určení rizika výskytu polomů. V této klasifikaci se spojuje riziko ohrožení podle charakteru lesních porostů s hodnotami trvalého ohrožení PERMEX. Uvedené spojení probíhá podle algoritmu, který přiřazuje každému parametru určitou váhu, přičemž ohrožení podle charakteru porostů obsahuje podobně jako klasifikace PERMEX pět stupňů ohrožení. Výsledkem syntézy je klasifikace WINDARC, která obsahuje devět stupňů rizika polomů. Každá část porostů zkoumaného území je charakterizována podle míry rizika polomů odpovídajícím stupněm klasifikace WINDARC. Porosty se stupni rizika polomů 1-4 jsou považovány za relativně stabilní a riziko ohrožení větrem je zde nízké. U porostů s rizikem ohrožení 5-6 nebezpečí kalamit stoupá. Porosty ve stupni rizika polomů 5 jsou ohroženy sporadicky. Většinou dochází pouze k jednotlivým, případně skupinovým vývratům vlivem lokálních anomálií (lokální půdní dispozice, hniloba, apod.), plošné polomy jsou velmi řídkým jevem. Riziko ohrožení se pohybuje do 30 %. Riziko polomů dále stoupá ve stupni 6. Těžební zásahy je nutno provádět s ohledem na riziko ohrožení kolem 50 %. V takto hodnocených porostech dochází k plošnějším polomům (okolo 0,5 ha). Stupně rizika ohrožení 7-9 již představují vážné nebezpečí ohrožení větrem, které pochopitelně stoupá ke stupni 9. Ve stupni 7 se riziko kalamit pohybuje mezi 60-70 %. Ve stupních rizika polomů 8-9 se riziko škod větrem pohybuje mezi 80-100 %. Vznik kalamity v takto hodnocených porostech je pouze otázkou pravděpodobnosti výskytu klimatické situace, která polom způsobí. Rozsah polomu je závislý na intenzitě a charakteru proudění. Ochrana porostů v těchto stupních rizika polomů je velmi problematická a spočívá především v pasivním způsobu, kdy lidský zásah by neměl riziko ohrožení ještě zvyšovat.
ZÁVĚR
Výsledek analýzy území mezi vrcholem Pradědu a Ostrým vrchem je srovnán se skutečným stavem v roce 1997 (viz zadní str. obálky: obr. stupně rizika ohrožení podle klasifikace WINDARC a obr. spektrozonální snímek, zachycující reálný vývoj škod větrem v území). Jako vstupní data byly použity údaje platného LHP (platnost k 1. 1. 1994). Během čtyř let došlo ve vyznačené části (kružnice na obrázcích) k odlesnění v důsledku větrných kalamit. V r. 1998 došlo k dalšímu postupu polomů, a to v územích vymezených rizikem ohrožení 9-7, tedy v nejvyšších stupních.
Jak již bylo uvedeno v úvodu, výsledky naší práce jsme prezentovali na konferenci v Joensuu v srpnu 1998. Práce byla zařazena do závěrečného bloku přednášek, které se týkaly kvantifikace rizik v hospodářských opatřeních a strategie snížení škod abiotickými vlivy. Na konferenci byly mimo jiné prezentovány výsledky projektu STORMS, který za podpory EU probíhal ve vybraných zemích Evropské unie od roku 1994. Cílem všech řešitelů je vytvořit dlouhodobou lesnickou strategii pro hospodaření v lesích, která by umožňovala dosáhnout co nejlepší kvality dřevní suroviny při maximálním snížení rizika ohrožení větrem a sněhem. Jednotlivé účastnické státy se snaží vytvořit vlastní národní koncepce při zohlednění místních podmínek a specifik. Námi předkládané výsledky a závěry umožňují již dnes praktické použití v lesním hospodářství.
Kontakt: Help forest, s. r. o., J. V. Pavelky 20a, 772 00 Olomouc, tel.: 068/531 1415, 0603/215 428, E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.