Retenční schopnost lesních porostů

Ivo Dostál

O tomto tématu bylo již napsáno mnoho studií (naposledy KANTOR, ŠACH; LP 11/2002), ale ne vždy byly u skutečně naměřených hodnot k dispozici hodnoty z extrémních situací. Obvykle není problémem zachytit a změřit velikost srážek, ale vyhodnotit množství odtékající vody. Extrémní průtoky u menších toků mají totiž obvykle krátké trvání a je obtížné být přímo na místě, a pokud ano, tak za takových průtoků také odtéká s vodou při její velké rychlosti množství splavenin (kamenů, větví, listí atd.), které přímé měření hydrometrickou vrtulí, jež bývá nejspolehlivější metodou, činí takřka nemožným.

Pokud nejsou k dispozici přímá měření, vstupují do vyhodnocení velikosti průtoků (a tím i odtoku vody) metody nepřímé (výpočty), které však mohou být zatíženy různě velikou nepřesností vzniklou už např. tím, že voda s obsahem 50 g plavenin (nerozpuštěných látek nesených vodou) v jednom litru vody přestává mít vlastnosti vody (toto množství, zvláště u menších toků, bylo již změřeno). Z dlouholeté praxe také bohužel vyplývá, že takřka bez výjimky výpočtové metody nadhodnocovaly velikosti průtoků oproti výsledkům získaným z přímých měření hydrometrickou vrtulí.

Povodeň 2002 - příklad z Pstruhovce

Ze srpnové povodně 2002 je však k dispozici vzácný případ, opírající se o konkrétní hodnoty srážek i průtoků, které se podařilo změřit. Jde o povodí potoka Pstruhovec v Javořické vrchovině (jižní část Českomoravské vrchoviny, viz rámeček).

Po shrnutí získaných výsledků vyplývá, že uvedené vysoké srážky se projevily jen nevýrazně na velikosti kulminačního průtoku, který i ve své nejvyšší hodnotě nepřekročil dobu opakování jednoletého průtoku. Tento případ svědčí o mimořádné retenční schopnosti daného prostředí. Není to však dáno jen lesním porostem (druhem dřeviny, jejím věkem, zakmeněním atd.), ale i mnoha jinými faktory (geologické podloží, druh a vlastnosti půdy, vlhkost a pokryv, geomorfologické podmínky, intenzitu srážek aj). V tomto případě by bukové porosty byly účinné minimálně stejně, ne-li více. Např. specifický odtok z povodně na Olešnicku v červenci 2002 na srovnatelné ploše povodí Crhovského potoka v Crhově, kde byla dohledána srážka až 192 mm, činil 5 276 l . s-1. km-2. Zde však největší roli hrála intenzita srážek, které spadly za dvě hodiny, způsob obdělávání zemědělské půdy aj.

Podíl listnáčů a nebezpečí povodní

K uváděným závěrům autorů KANTORA a ŠACHA, že zvýšený podíl listnáčů nesníží nebezpečí velkých vod, je nutno uvést:

- Mimo vegetační dobu sice za slunných dnů sníh v listnatých lesích odtává rychleji než ve smrkových lesích, ale za takových dnů v noci obvykle přimrzá, takže sníh opravdu rychleji, ale bez následků velkých vod mizí (i sublimací), zatímco ve stinnějších smrkových porostech se déle kumuluje až do doby výraznějšího oteplení, tedy oblevy, která přichází obvykle s dešti a tím výrazně navyšuje odtoky v méně příznivém období. Pokud je v tomto období ještě zmrzlá půda, mohou být účinky o to větší.

- Hlubší prokořenění půdy listnáčů oproti smrku je nesporné, tudíž zasakovací schopnost a prostupnost vody půdním horizontem je vyšší. Svou roli může hrát i zhoršování fyzikálních vlastností půdy známé spíše pod smrkovými porosty než pod porosty bukovými.

- Ulehlá vrstva bukového listí zjištěná autory na pokusných plochách v Orlických horách či Beskydech může být sice reálná, zvláště po zimě v terénních depresích, ale často bývá listí do jara již narušené a nemělo by normálně tvořit nepropustné vrstvy s výrazně horšími vlastnostmi než smrková hrabanka. Na druhé straně máme konkrétní případ z katastrofální povodně na Kozlovském potoce u Luk nad Jihlavou z 21. 4. 1988, kdy srážka 115 mm sjela po hrubé vrstvě jehličí v tamních smrkových lesích jako po koberci, který promočila do hloubky maximálně dvou centimetrů. V případě bukových porostů, které by zde měly být, by byla odtoková situace určitě příznivější.

Závěr

Smyslem tohoto příspěvku není dokazovat nebo vyvracet problematiku, zda listnaté či jehličnaté porosty mají větší retenční schopnost, ale upozornit na to, že druhové složení lesních porostů je jen jedním z faktorů přírodního prostředí, které ji ovlivňuje. Bez uvedení těchto faktorů včetně podrobností o průběhu srážek a způsobu získání a vyhodnocení velikosti odteklých objemů vody nelze výsledky zevšeobecňovat, protože mohou platit jen pro zkoumanou lokalitu.

Autor měřil a vyhodnocoval mj. 8 roků průtoky na experimentálních povodích Kychovky a Zděchovky a 30 let provádí tuto činnost na jiných tocích. Mimo jiné také měřil a vyhodnocoval povodně roku 1997 na řece Moravě, v roce 2002 na Olešnicku a v povodí Dyje, v roce 2003 v okolí Sloupu v Moravském krasu.

Adresa autora:
Ing. Ivo Dostál, ČHMÚ
e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.

Plocha povodí k vodoměrné stanici ČHMÚ Landštejn nad přehradou je 7,2 km2 a povodí je z cca 90 % pokryto smrkovými porosty různého stáří. Geologické podloží je tvořeno hrubě zvětrávajícími biotickými a muskovitickými granity. Nejvyšší bod v povodí má kótu 722 m n.m., nejnižší u vodoměrné stanice 576 m n. m. Délka toku k této stanici činí 2,7 km.

Stanice je průtokově vyhodnocovaná od roku 1974 a monitoruje přítok do přehrady Landštejn. Dlouhodobý průměrný průtok za období 1931-1980 je 0,060 m2.s-1 a dlouhodobá průměrná roční srážka je 685 mm.

Do roku 2001 zde byl vyhodnocen nejvyšší okamžitý průtok v hodnotě 1,4 m3.s-1, specifický odtok (q) vyjadřující odtok v litrech za sekundu z 1 km2 plochy povodí byl 194 l.s-1.km2.

V okolí srážkoměrné stanice Povodí Moravy (tab. 1a, 1b) byly srážky podobné, proto se dala tato hodnota použít k přepočtu celkové srážky na plochu povodí vodoměrné stanice. V době 30 dnů před uvedenými srážkami bylo zaznamenáno v této srážkoměrné stanici celkem 110,5 mm srážek.

Hydrologická odezva v toku Pstruhovce na takové množství srážek však byla nečekaně nízká. V první srážkové epizodě byla průtoková kulminace o hodnotě 0,545 m.s-1 (q= 75,5 l . s-1. km2) a vodní stav se zvedl o pouhých 13 cm a v druhé vlně byla průtoková kulminace o hodnotě 1,73 m.s-1 (q = 240 l . s-1. km2) a vodní stav se zvedl z původní hodnoty o 21 cm (!). V rámci těchto průtoků se podařilo bez problémů změřit zvýšený průtok, který verifikoval platnou měrnou křivku průtoků.