| Název projektu | Erozní smyv – zvýšené riziko ohrožení obyvatel a jakosti vody v souvislosti s očekávanou změnou klimatu |
| Číslo projektu | VG20122015092 |
| Poskytovatel dotace | Ministerstvo vnitra České republiky |
| Kód programu | VG |
| Název programu | Program bezpečnostního výzkumu České republiky v letech 2010-2015 |
| Řešitel projektu | Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce |
| Spoluřešitel projektu | ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství |
| Zahájení projektu | 1.1.2012 |
| Ukončení projektu | 31.12.2015 |
| Celkový rozpočet projektu | 16,806 mil. Kč |
| Výše dotace | 99,97% |
Postup realizace projektu je možné rozdělit do několika tématických etap, které na sebe logicky navazovaly. Stěžejní částí řešní projektu bylo určení kritických bodů na území celé České republiky, kde eroze půdy a transport splavenin ohrožuje objekty v obcích, sídelní infrastrukturu, vodní zdroje, vodní útvary využívané k rekreaci a dalšími objekty vyžadující ochranu. A to vše jak pro současné podmínky, tak i pro podmínky očekávané změny klimatu.
Prvním logickým krokem řešení tak bylo definování ohrožených objektů a vymezení a kategorizace kritických bodů, kde dochází k ohrožení objektů vyžadujících ochranu. Pro celé území ČR byly definovány dráhy soustředěného odtoku a vymezena místa jejich konfliktu s vybranými zájmovými objekty. Následně byly pro kritické body odvozeny přispívající plochy (povodí) a v těchto územích byla modelována eroze a následný transport splavenin. Pro modelování byl využit matematický model WATEM/SEDEM (Van Rompaey et al., 2001), který sice vychází z empirických předpokladů a výsledky poskytuje v ročních průměrných hodnotách, je nicméně plně distribuovaný a zahrnuje v sobě posouzení transportní kapacity povrchového odtoku. Stejně tak tento model umožňuje sledovat transport splavenin až do hydrografické sítě a tou pak i do vodních nádrží. Významnou modifikací modelování eroze použitou při řešení projektu bylo zahrnutí nově zpracované regionalizace erozní účinnosti deště do výpočtu a vyhodnocení eroze na lesních půdách.
Pro určení změn erozní ohroženosti území při očekávané změně klimatu bylo nutné odvodit, jak se změní erozivita srážek podle předpokladů současných klimatických modelů. Z toho důvodu byly podrobně analyzovány dostupné a dostatečně dlouhé časové řady krátkodobých srážkových úhrnů a následně byla posouzena využitelnost simulací regionálních klimatických modelů pro odvození změn charakteristik srážkových extrémů. Odvozené hodnoty byly použity pro regionalizaci erozivity deště, která se stala vstupem pro modelování eroze a transportu splavenin v období klimatické změny.
Výsledkem modelování pro současný stav i podmínky změny klimatu bylo odvození hrozby eroze v kritických bodech a výsledné riziko ohrožení zájmových objektů v místě kritických bodů při zohlednění jejich zranitelnosti.
Pro praktické ověření platnosti zvolených postupů hodnocení erozní ohroženosti území bylo provedeno testování ve třech modelových oblastech o velikosti cca 100 km2. Pro testování byl využit fyzikálně založený, plně distribuovaný matematický model EROSION3D (Schmidt et al., 1996), který je orientován epizodně a je schopen poskytnout výsledky nikoliv v rovině průměrných ročních hodnot, ale aktuálních čísel, vztažených ke konkrétní návrhové srážce. Na základě testování v pilotních povodích a ověřování modelovaných hodnot při terénních průzkumech byly některé výpočetní postupy modifikovány a provedeny definitivní výpočty pro celé území ČR.
V závěrečné fázi projektu byly výsledky modelování pro celé území ČR inkorporovány do interaktivního programového prostředí, které ve formě internetové aplikace prezentuje výsledky projektu a v uživatelské aplikaci současně umožňuje simulovat vhodná typová opatření ke snížení eroze a transportu splavenin z přispívajících ploch kritických bodů. Současně byly aplikované metodické postupy zobecněny a zapracovávány do Metodiky stanovení území potenciálně ohrožených dopady přívalových srážek spojených s erozí půdy při zohlednění očekávané změny klimatu. Výsledky byly dále využity jako podklad pro aktualizaci Koncepce environmentální bezpečnosti z pohledu erozního ohrožení území ve vztahu k ochraně sídel, obyvatelstva a vodních útvarů a prezentovány formou vědeckých článků a příspěvků na národních i mezinárodních konferencích a workshopech.
Pro jednotlivé tematické okruhy řešení bylo zapojení a odpovědnosti obou řešitelských pracovišť následující:
Za analýzu historických srážkových dat, dat klimatických modelů, statistické hodnocení extremity srážek, simulaci časových řad srážek pro budoucí klima zejména s ohledem na četnost a velikost srážkových extrémů a výslednou regionalizaci na území České republiky odpovídal tým hydrologů a klimatologů VÚV TGM.
Za koncept vymezení kritických bodů, za přípravu dat souvisejících s výpočtem erozního ohrožení území, za vlastní modelování erozní ohroženosti, modelování transportu sedimentu a analýzy území s ohledem na ohrožení sídelní infrastruktury a zasažení vodního prostředí odpovídal tým specialistů na erozi a transport sedimentu ČVUT v Praze.
Za vyhodnocení očekávaných dopadů změněných erozních a transportních procesů na vodní prostředí, zejména s ohledem na rizika eutrofizace a kontaminace dalšími znečišťujícími látkami zdrojů povrchových vod užívaných pro zásobování obyvatel pitnou vodou a rizika znehodnocení rekreačních lokalit na území ČR odpovídal tým specialistů na jakost vod a hodnocení vodního prostředí z VÚV TGM.
Návrh koncepčních dokumentů (certifikované metodiky a koncepce rizikové analýzy) byl zpracován za spolupráce obou institucí - VÚV TGM a ČVUT v Praze.
Návrh základní podoby i výsledné verze interaktivního prostředí pro hodnocení rizik spojených se zvýšeným erozním smyvem (software) byl vyvíjen specialisty programátory ve VÚV TGM s aktivní podporou vybraných členů týmu ČVUT v Praze zejména v části týkající se problematiky eroze a transportu sedimentu.
Oba týmy se ve spolupráci i samostatně během celého řešení podíleli na publikaci a prezentaci dílčích výsledků projektu v odborných časopisech, na národních i mezinárodních konferencích a dalších akcích pro odbornou veřejnost.
Řešitelé projektu očekávají, že většina výsledků projektu najde postupně uplatnění při hodnocení rizik v území, kde lze očekávat erozi půdy doprovázenou transportem splavenin s nepříznivými účinky na různé aspekty rozvoje lidské společnosti.
Potenciální uživatele výsledků projektu lze rozdělit na dvě základní skupiny.
Výsledky koncepčního, metodického i technického charakteru mohou využít pro své strategické rozhodování a metodické řízení podřízených složek a institucí zejména ústřední orgány státní správy - Ministerstvo vnitra České republiky s ohledem na rizika ohrožení sídel a obyvatelstva, Ministerstvo životního prostředí s ohledem na naplňování Koncepce environmentální bezpečnosti a Ministerstvo zemědělství s ohledem na postižení zemědělských ploch vodní erozí, ochranu krajiny a předcházení rizika ohrožení sídel, prvků kritické infrastruktury a vodních zdrojů.
Výsledky technického charakteru (interaktivní software) mohou být efektivně využívány zejména na úrovni vyšších územně správních celků (krajů a obcí s rozšířenou působností) při hodnocení rizik rozvoje území a zpracování strategie rozvoje území, ale také při správě oblastí povodí a hodnocení rizik ve vztahu k ochraně vodních útvarů, kterou provádějí podle vodního zákona státní podniky Povodí na celém území ČR. Výsledky mohou efektivně využívat i obce při identifikaci kritických lokalit a rizikových ploch, pro které mohou být následně navrhována vhodná opatření. Potenciální skupinu uživatelů výsledků technického charakteru tvoří i širší odborná i laická veřejnost, které bude umožněn přístup k výsledkům formou internetové aplikace.