Les tlumí povodně a půdní erozi

Milan Jařabáč

V mnoha zemích je věnována velká pozornost důkladnému poznání lesů z hlediska možnosti lepšího utlumení povodňových škod a předpovědí hrozícího nebezpečí. Těmto problémům se věnoval i kongres INTERPRAEVENT v Matsumoto v Japonsku.

 

 

Přírodní podmínky Japonska

Japonsko je rozloženo na čtyřech velkých a mnoha malých ostrovech mezi 33° až 36° severní zem. šířky. Jejich úhrnná plocha je 4x větší než území ČR a žije tam 12,7x více občanů. Jen 30 % území se hodí pro obydlení a hospodaření, větší část je hornatá s vrcholy přesahujícími 3000 m. Nejvyšší Fuji měří 3 776 m. Na tom území je 86 aktivních sopek (bez možnosti předpovědět výbuch). V zimě na severu a všude na horách bývá sníh a s ním spojené nebezpečí lavin. Klima jižní části se blíží subtropům. Moře obklopující tuto zemi přináší četnější a vydatnější deště s ročním úhrnem průměrně 3x vyšším než v ČR.

Po tajfunech byly změřeny denní úhrny vyšší než 300 mm, úhrny jednoho deště nad 700 mm. Rozkolísanost dešťů ovlivňuje průtoky v tocích, které mají odvádět vodu do moře pokud možno bez velkých povodňových škod. Mnoho lesů bylo kdysi smýceno, a tak je obnova a rozšiřování lesů do vysokých nadmořských výšek trvalým úkolem.

Přírodní prostředí je podporováno péčí o úplně nebo částečně řízené, hojně navštěvované (jen po upravených cestách) národní parky. Horská povodí Japonska nemají velikou vodní retenci a půdy na pyroklastických horninách méně odolávají vymílání. Voda rychle odtéká na strmých svazích a tvoří erozní rýhy, ohrožuje hustě obydlená údolí záplavami, hrubými splaveninami i nánosy popelovitého bahna. Stavby, především komunikace, se zařezávají do úpatí strmých svahů. Ty musí být, obdobně jako pusté plochy, technicky zpevněny a osázeny dřevinami. K zemědělství se pozemky upravují vodorovně se zavlažováním pro pěstování rýže.

Poznatky z kongresu

- Lesní dřeviny posilují odolnost svahů proti zrychlené erozi, ale jen v omezené míře. Soustředěně na půdním povrchu odtékající voda je hlavní příčinou škod způsobovaných rýhovou erozí. Ve francouzských Alpách je nyní experimentálně měřena odolnost stromů nárazům velkých balvanů padajících ze strmých svahů.

- Instrukce pro praxi se musí opírat o naměřená data. Nejdůležitější jsou intenzity a úhrny dešťů - v Japonsku digitálně měřené stále hustší sítí stanic. Naměřená data se potom ověřují a zpřesňují se odtokové modely. Pro tlumení rýhové eroze jsou důležité způsoby porostních obnov, technologie přibližování a odvozu dříví. Úkolem asijských zemí (Nepálu, Indonésie, Thajska) je bioinženýrsky vracet vegetaci na pusté svahy.

- Zahrazovat bystřiny nízkými objekty není v Japonsku pravidlem. Častěji tam jsou postaveny vysoké (nyní spíše otevřené) přehrážky zadržující masy suti. Pro plošná zpevnění svahů i zachycování spláví v bystřinných korytech jsou tam doporučovány konstrukce z ocelových sítí nebo drátokamenné koše. Většina přehrážek je z betonu. Tato opatření zadržují organické spláví i popeloviny a to příznivě působí na kvalitu vody, zlepšuje propustnost mostů i odklizování nánosů po povodni. Technologie zpevňování zemin s vhodnou zrnitostí cementovým mlékem a zhutněných válcem byla důkladně prověřena (MIZUYAMA 2002).

- Pro včasnou ochranu před riziky škod je nutné senzory hlídat změny prvků prostředí již od pramenišť nad i pod půdním povrchem, předávat data spolehlivou komunikační sítí do vyhodnocujícího střediska, které je oprávněno vydat příkazy záchranným silám. Protože kritické události v horách proběhnou v minutách, jsou velmi užitečné malé přenosné počítače a mobilní přístroje. Ochranná opatření tam už byla zakotvena do zákonů o vodě, lesích a územním plánování. Pro snížení škod jsou nutné mapy pásem v ohrožovaných zastavěných územích s hrozbou zaplavení či půdních sesuvů jako základy úředních řízení.

- Přírodní prostředí je v Japonsku ohrožováno nejen rozkolísaností jeho prvků, ale též činnostmi občanů žijících na hustě obydleném území. Proto byl položen důraz na ochranu krajiny v četných národních parcích. Naproti tomu nebylo všude zabraňováno stavbám a provozu vodních elektráren pod nádržemi, protože státu chybí zdroje pro výrobu elektrické energie. Nezakazují se vysoké betonové přehrážky na bystřinách zachycující splaveniny, nové komunikace s parkovišti, lanovky v horách ani jiné důležité objekty. Je zřejmé, že úsilí o ustalování prostředí netkví výrazně jen v hmotné úrovni života, ale též ve vědomí japonských občanů. Ale to nevylučuje názorové rozdíly, jak snižovat rizika škod a jak je odstraňovat po katastrofách.

Japonské hrazení bystřin

Pro práce Sabo (japonské hrazení bystřin) jsou na modelech i v terénu ověřovány nízké dřevěné stupně a přehrážky z dřevin Cryptomeria japonica a Chamaecyparis obtusa. Předpokládá se, že úsilí o návrat k přírodě bude protěžovat objekty z dříví. I v Japonsku se prosazují otevřené záchytné přehrážky se širokými mezerami v tělese od průtočné sekce až na dolní hladinu, protože regulují průtoky splavenin a zachycují spláví, ale zůstávají průchozími pro živočichy proti i po směru toku. Ocelové sítě s kruhovými oky průměrů 30 až 60 cm jsou vhodné nejen pro zpevňování erozí zpustošených svahů před ozeleněním, ale také jako doplněk záchytných přehrážek. Zahrazování bystřin je určeno k ochraně před povodněmi, ale někde slouží i k rekreaci občanů. Proto byla jedna vysoká přehrážka pokusně doplněna skluzavkou v boční dlažbě spadající do vývaru. Napřed však musí být zdůvodněno, že taková úprava zvyšující stavební náklad bude opravdu využívána. Přechody ryb přes přehrážky se staví běžně, více z ekologických než z rybářských důvodů. Nejvíce přehrážek bylo postaveno z betonu. Místo oceli byly pokusně vyztuženy sklolaminátem. V prefektuře Aichi blízko Tokia byly posouzeny přehrážky postavené v letech 1920 až 1950 z různých materiálů ve vztahu k životnosti. Neosvědčily se drátokamenné koše s krátkou životností pletiv, objekty z jiných stavebních hmot jsou zachovány a plní účel.

Zpevňování svahů

Bioinženýrské metody pro ustálení svahů se zrychlenou erozí se osvědčují nejen v Alpách, ale i v Japonsku a jiných asijských zemích. Prvním opatřením bývá zpevnit svah pilotami, kůly a vodorovně položenou tyčovinou z modřínu nebo v tropech z bambusu. Pro rychlejší růst se v Alpách osvědčily Salix purpurea i appendiculata, Sorbus aucuparia, Prunus padus, Alnus incana, v Japonsku Benthamidia japonica, Fagus crenata, Cryptomeria japonica, Chamaecyparis obtusa, Quercus serrata i acutissima. Pro udržování dostatečné průtočnosti koryt s dnem zarůstajícím při malých průtocích byl průběh vyjádřen modelem v NN (neural network) systému pro pravděpodobnou křivku zarůstání. Hojné přidání dřevěné štěpky menší než 30 mm do povrchové půdní vrstvy se velmi osvědčilo na pustých a erozí narušených svazích při jejich zpevňování ozeleněním. Dřeviny na těchto plochách rostly lépe než na ostatních. Svahy potom lépe odolávaly vymílání vodou tekoucí po deštích i na půdním povrchu.

Letecké snímky po roce 1945 a digitální modely terénu umožnily hodnotit růst vegetace na starších zpustlých a erodovaných horských úbočích bez lidských sanací. Od počátku šedesátých let se v Japonsku přecházelo od pálení dříví na uhlí a naftu, a to znamenalo úbytek prací v lese s přírodním zarůstáním narušených ploch a s menším množstvím spláví - částí dřevin odnášených toky. Ubývá sesuvů po přírodní invazi vegetace, i když je ponecháván samovolný vývoj. V malém lesnatém povodí, které shořelo v roce 1978, se výrazně snížila evapotranspirace, a proto se tam zvýšil sumární odtok až o 50 %. V jiném povodí byly naměřeny a ve vodní bilanci prokázány od ledna 2000 do prosince 2001 ztráty vody intercepcí dřevinou Cryptomeria japonica 13,1 % a výparem z humózní půdy 2,4 % ve vodní bilanci. Pod dřevinou Lithocarpus edulis byly tyto hodnoty 19,9 % a 5,1 %. Různé dřeviny sice odlišně působí na tuto část vodního koloběhu, ale na území s četnými a vydatnými dešti tím není spotřeba vody narušována. Povodně v nedávných letech však nutí důkladněji měřit a hodnotit retardaci odtoků již od počátků průtokových vln a retenční kapacitu v lesních půdách. Ve švýcarském malém povodí Sperbelgraben se stoletou tradicí lesnicko-hydrologických výzkumů bylo nedávno založeno podrobnější měření odtoků na patnácti dílčích ploškách (40 až 80 m2) s cílem po vyhodnocení dat zlepšit zásady pro ochranu před povodněmi.

Měření a vyhodnocování dat

Úkol důkladněji měřit a vyhodnocovat srážkově-odtokové vztahy v lesnatých povodích trvá.

Ze studií Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) o naměřených datech průběhu povodně v roce 1997 je patrné, že měření jsou prováděna více podle společenských nároků a určených možností krytí nákladů až ve středních a dolních úsecích toků, zatímco prameniště a horní úseky bystřin zůstávají mimo širší pozornost. Chybí nám digitálně naměřená data pro hodnocení vzniků, průběhů a vrcholů povodňových vln v lesnatých povodích, a tím i pro ověření správnosti teoretických odtokových modelů.

Na území ČR je 75 let zkoumán srážkově-odtokový proces v nadzemní části lesa, protože to bylo snazší než měřit pohyby vody v lesní půdě. K tomu žel přistupovaly nekoordinovanost dílčích úkolů i osobní motivy. Je prokazatelné, že lesní půda nemůže vždy zabránit vznikům povodňových vln, ale náleží jí důležitý podíl na ovlivňování vodního režimu. V Japonsku se to více promítá nejen do gradací půdních sesuvů, ale též do kalkulací nákladů a užitků z ochranných prací a opatření. Ochrana před velkými škodami je na erodovaných svazích a na tocích prováděna organizací Sabo rozčleněnou do prefektur, ústředně řízenou z Tokia (Ministry of Land Infrastructure and Transportation). Obnova i zakládání lesů na zpustošených pozemcích, zejména v horách, a také jiné náročnější práce s vegetací jsou zadávány lesním podnikům. Síť zemědělských univerzit vzdělává odborníky pro ochranu krajinného prostředí a hrazení bystřin a provádí určený výzkum. Je přirozené, že na vyřešení určitých problémů bývají i tam různé návrhy, ale výsledky ochranných prací jsou uspokojivé.

INTERPRAEVENT

Mezinárodní společenství INTERPRAEVENT sídlí v rakouském Klagenfurtu. Od roku 1967 uspořádalo vždy po čtyřech letech symposia o ochraně před půdními sesuvy, vznikem erozních rýh, povodních v bystřinách a v tocích, pohybech sutí a spláví, o záplavách pozemků sousedících s toky, ohrožování životů občanů, ztrátách hmotných i kulturních hodnot. Jejich příčinou jsou téměř výlučně jen mimořádné deště. V Alpách, podobně i v jiných vysokých horách, hrozí nebezpečné laviny. Tato rizika jsou ve světě zemětřeseními či výbuchy vulkánů podněcována. Na území ČR jsme většiny těchto impulsů ušetřeni, avšak roky 1997 a 2002 nám opět připomenuly, že přiměřené ochraně proti povodním něco dlužíme.

Desátý kongres INTERPRAEVENT je připravován na dny 24. až 28. května 2004 v Riva del Garda (Trento) v Itálii.

Kongres v Matsumoto

Kongres byl uspořádán 14. až 18. října 2002 v prefektuře Nagano v Japonsku, poprvé mimo alpskou oblast. Japonští odborníci se předcházejících symposií zúčastňovali již od roku 1980. Protože Asie je často postihována tajfuny, zemskými otřesy i sopečnými výbuchy, bylo svoláno jednání na japonském území. Zúčastnilo se jej více než 200 odborníků včetně 39 z 11 evropských zemí. Hlavní publikací kongresu byl dvoudílný sborník s příspěvky od 95 autorů ze 14 zemí na 980 stranách rozčleněných do šesti tématických oddílů (pohyb splavenin v tocích způsobovaných přírodními pohromami; varování před riziky v přírodním prostředí vyhodnocovanými z digitálních dat; nové technologie pro měření a monitorování změn prvků prostředí; sesuvy svahů, pohyby sutí, pády lavin; nové technologie pro hrazení bystřin a regulace toků, bioinženýrství, obnova vegetace a ochranná zalesňování; lesnická hydrologie, břehové porosty, plány krajinných opatření, vodní koloběh, ekonomika ochranných opatření).

Adresa autora:
Ing. Milan Jařabáč, CSc.
VÚLHM, pracoviště Frýdek-Místek,
738 01 Frýdek-Místek, Nádražní 2811
Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.