Tomáš Kvítek: Co všechno bychom měli vědět o zadržení vody v krajině a kvalitě vody?

Malá vodní nádrž s malou či nulovou retenční kapacitou. Při přívalových srážkách, co přiteče, to odteče.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Tomáš Kvítek

Retence vody je důležitým faktorem pro zachycení srážek a transformaci průtokových, jinak též povodňových vln. Větší retencí vody dosáhneme zmenšení okamžitých povodňových průtoků při současném prodloužení doby trvání zvýšených průtoků a v důsledku toho i delší a pravidelnější zásobování odběratelů vodou.

Tato definice je jistě správná, ale nevystihuje celou řadu dalších problémů, které retence vody na zemědělském půdním fondu ovlivňuje. Soustřeďuje se pouze na množství vody. Ale i vodní zákon vždy „mluví“ o množství a jakosti vody současně, o jejich synergii. Rychlý odtok vody, v důsledku nižší retence vody na zemědělském půdním fondu, ovlivňuje velikost povodní – zimní, jarní, letní a přívalové, sucho hydrologické – množství vody v tocích, agronomické – obsah vody v půdě, rychlý odtok vody má vliv na množství zasakující vody skrz půdní profil a tedy ovlivňuje i výšku hladiny podzemních vod. Rychlý odtok vody dále ovlivňuje množství sedimentů ve vodních tocích, vodních nádržích a rybnících, a i jakost povrchové vody (nerozpuštěné a rozpuštěné látky) a současně i podpovrchové vody (živiny a xenobiotické látky vyplavované z půdního profilu).

Přírodní podmínky České republiky jsou s ohledem na retenci vody velmi nepříznivé na velké části našeho území. Na více než 60 % území se nacházejí krystalické horniny, především ve vrchovinách, pahorkatinách a hornatinách, kde se střídají úzká údolí podél vodních toků se svahy s převýšením od 150 do 600 m. Pokryvem tohoto horninového podloží jsou většinou kambizemě s malou až střední infiltrační kapacitou, která brání intenzivnějšímu zasakování vody při přívalových srážkách.

Další problémy si přiděláváme způsobem, jakým se zemědělskou půdou zacházíme. Nelze však nic svádět na to, že zemědělská půda má „genetické“ předpoklady pro erozi půdy a rychlý odtok vody. Pokud bychom přijali tuto teorii, pak se vzdáváme velké části odpovědnosti za systém, jakým na půdě hospodaříme. Systém hospodaření na orné půdě rozhoduje do určité míry, a to jen do určité míry o rychlém odtoku vody.

Při výpočtech odtoku vody z dílčích povodí a odnosu půdy vodní erozí vychází, že již při dvouleté a vyšší srážce je odtok vody a odnos zeminy ze současně obhospodařované zemědělské půdy tak extrémní, že je možno jej zadržet pouze technickými opatřeními, které by měly být především budovány na zemědělském půdním fondu. I kdyby však byla celá Česká republika zatravněna, zalesněna, nebo takto exploatovány dílčí subpovodí, tak by byl koeficient odtoku ze subpovodí za výrazných srážko odtokových událostí na hodnotách od 0,20 do 0,30.

Proto záměr, který je směrován pouze na zlepšení hospodaření na zemědělském půdním fondu, není ve vztahu k retenci vody dostatečně efektivní. Je nutno konstatovat, že se s velkou pravděpodobností vyskytují srážkoodtokové události, kdy koeficienty odtoku jsou vyšší, ale i události, kdy jsou minimální, přesto, že na některém území spadly intenzivní srážky. Tyto srážky však na zemědělské půdy pravděpodobně vlivem sušších podmínek zasakují, v povodí nejsou zřetelné. Těmito se nezabýváme, i když je zřejmé, že nastávají.

Diskuse, zda jsou v zemědělské krajině z hlediska retence vody (nemluvíme o opatřeních na vodních tocích, ale o opatřeních na zemědělském půdním fondu) vhodnější přírodě blízká, nebo technická opatření, jsou velmi zavádějící. Jedny bez druhých, vzájemně nepropojených, se vždy potýkají s problémy týkající se buď množství, nebo jakosti vody odtékající z povodí.

Eroze půdy z pole.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Tomáš Kvítek

I zde v této problematice, jak obecně uvádí Stanislav Komárek v knize Evropa na rozcestí, se jedná o dvojici protikladů a západní tradice se „monomanicky“ drží jednoho pólu polárního páru, druhý vylučuje. Obě protichůdné polarity jsou stejně cenné, vyrůstají ze společného kořene či sebe navzájem. Pokud se objeví jednoznačná odpověď, není odpovědí, ale počátkem ideologie.

Proto ve vzájemném propojení obou pólů je nutno hledat východisko a mělo by být i zamyšlením pro mnoho jednostranně orientovaných ekologických nebo vodohospodářských odborníků. Je zcela neoddiskutovatelné a je vědecky prokázáno, že přírodě blízká opatření (lesy, trvalé travní porosty, mokřady) „umí jakost vody”, retenci vody řeší pouze částečně (především ve vztahu k objemu spadlých srážek, popř. intenzitě srážek). Technická opatření (nejen svodné, ale záchytné, retenční průlehy a záchytné, retenční příkopy, suché nádrže, rybníky) jsou vhodnými opatření k retenci vody, pokud se nepreferuje pouze akumulace vody (dlouhodobé přirozené nebo umělé zadržení vody v povodí) a nezanedbává se retenční prostor vodních nádrží a rybníků.

Již naši předci si uvědomovali, že pouze přírodě blízká opatření ke zvýšení retence vody v krajině jsou nedostatečná, že je třeba začít budovat retenční opatření i technická. Systém regulace vody znali již naši předci. Např. v Ratibořicích (povodí Úpy) na panství Viléma Schaumburg-Lippe byl v letech 1842–1848 vybudován důmyslný systém přeronových polí, propustí, přivaděčů a sběrných struh. Ten umožňoval regulovat vlhkost půdy podle potřeby, libovolně ji měnit. Systém zachycoval i vodu při povodních. Tento systém je velmi podobný tomu, co bychom v dnešní krajině potřebovali, ne pouze dílčí jednotlivá opatření, ale systém opatření. Příkladem systémového řešení retence vody může být Třeboňsko: kombinace přírodě blízkých opatření: mokřadů a travních porostů a technických opatření – rybníků. Za tento systém můžeme být vděčni Štěpánku Netolickému a Jakubu Krčínu z Jelčan a Sedlčan.

Současné české zemědělství tyto zkušenosti zcela a dlouhodobě ignoruje. A to již od roku 1920. Další problémy si přiděláváme i způsobem, jakým s krajinou zacházíme. Roky 1920, 1948, 2003 jsou tři mezníky, které jen částečně ovlivnily retenci vody v krajině v 20. a 21. století.

Současný systém obhospodařování zemědělské půdy má kořeny v době vzniku Československa. Agrárníci se v roce 1920 rozhodovali, jakou cestou obhospodařování půdy se vydat, zda směrem dánského hospodaření (obilí, zornění půdy), nebo holandského (dobytek na maso, louky a pastviny). Tehdejší cena komodit na newyorské burze rozhodla o typu výroby zaměřeném na obilí.

Drenáže zrychlují odtok vody z krajiny.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Tomáš Kvítek

Již tenkrát bylo nevědomky rozhodnuto o snížení retenční kapacity půdy, protože rozdíl mezi ornou půdou a travními porosty je asi 7–10 %. Travní porost výrazně omezuje erozi půdy, zlepšuje jakost vody, snižuje odtok vody po povrchu půdy. V té době též existovala malá políčka, nebyly výjimkou louky střídané ornou půdou, meze, remízky, mechanizačními prostředky byly koně. Ale již tehdy začaly vznikat velké celky orné půdy, především však v nížinách a vlastnili je velcí statkáři.

Větší problémy s retencí vody nastaly po roce 1948. V komunistickém systému tvorby krajiny a významné podpoře programu „Soběstačnosti ve výrobě obilovin“ – obiloviny jsou stepní plodinou, která nemá moc ráda vodu, zmizely meze (ty samy o sobě mají sice malou retenční schopnost, ale rozbíjely a zpomalovaly soustředěné proudy vod tekoucích po pozemku), výrazně se začaly zvětšovat bloky orné půdy, na zemědělské pozemky se dostala těžká mechanizace, půdy v povrchové i podpovrchové vrstvě byly utužovány. Zemědělec chtěl mít vždy rychle přístupné pozemky pro orbu, setí a sklizeň. Lesník vyšší přírůstky dřeva. Proto byly v krajině budovány opatření s cílem rychle odvést vodu z povodí svodnými příkopy, toky a drenážemi.

Důsledek je tedy vyšší rychlost odtoku vody, vyšší unášecí schopnost vody a větší objemy odtékající vody z orné půdy (oproti tomu, kdyby byly všude travní porosty a les), méně vody pro zasakování do hydrogeologické struktury.

Eroze půdy byla do roku 1989 velmi vysoká, po roce 2003 (vstup do EU) však trend zhoršování retence vody v půdě vyvrcholil. Se zvýšením eroze se snížila hloubka půdního profilu (tedy i retenční kapacita půdy), začaly se ve zvýšené míře aplikovat pesticidy, které mají negativní vliv i na půdní faunu. Ta v půdě vytváří preferenční cesty a umožňuje rychlejší zasakování intenzivních srážek.

Za sucho, na které si zemědělci stěžují, si částečně mohou sami – podporou eroze, a tedy i rychlejšího odtoku vody z pozemků. Čím menší hloubka půdního profilu, tím menší zásoba vody v půdě využitelná pro rostliny, ale i delší období hydrologického sucha. Eroze půdy souvisí i se zcela logickým, ale i nesmyslným obhospodařováním zemědělské půdy. Z hlediska ekonomického se jedná o produkci surovin, na které je odbyt. Proto na 74 % orné půdy pěstujeme obilí, řepku a kukuřici. Není umění vyrobit, ale prodat. To věděl již Baťa. Ve vztahu k půdní úrodnosti se jedná o sebevraždu. Copak není patrné, že právě vlastníci a uživatelé půdy sedí na téže větvi, kterou si pod sebou klidně řežou? Je poměrně zřejmé, že tato zemědělská praxe chce zásadní změnu. Z krajiny po roce 1992 postupně zmizely pícniny (v současnosti je jich o 21 % méně při porovnání s celkovou výměrou orné půdy) a zelené hnojení, nastoupily technologie bezorebného zpracování půdy (podpovrchové zhutňování půdy).

Zajímavá je i problematika odvodňovacích staveb v povodí, jejich nepříznivý obraz ve společnosti a současně i jejich, odborně pojatý, vliv na vodní režim krajiny a jakost vody. Je třeba se zamyslet nad vnímáním těchto staveb v krajině. Na jednu stranu jsou tyto stavby kritizovány za problém sucha, následně i za odtok vody, když nastanou povodně.

Jejich problém, mimo jiné, tkví jak v necelistvosti vnímání účinků odvodňovacích staveb v celém systému hospodaření s vodou v krajině a zajišťování produkce potravin, tak i v jednostranném ideologickém „zeleném“ vnímání těchto staveb. Vodohospodářská opatření v ploše povodí, které přitom mají největší účinnost (odvodnění mezi ně patří), jsou pak nahrazována snadněji realizovatelnými a provozovanými opatřeními až v dolních částech povodí. A to je pro vodu vždy již pozdě. Neexistuje totiž jednotný systém podpory komplexně pojaté výstavby a komplexní péče o všechny vodohospodářské stavby, odvodnění zemědělských pozemků nevyjímaje, což má za následek výše zmíněné negativní jevy a současně i zanedbávání údržby a problémy při správě těchto staveb.

Zdravou a dobře fungující krajinu poznáme mimo jiné podle toho, že z ní odtéká pouze přiměřené množství vody, a to navíc vody vysoce kvalitní. V poslední době se však v povrchových a podzemních vodách zvýšily koncentrace živin a také jejich odnosy z ploch orné půdy. Živiny se dnes vyskytují i v domovních studnách a v pitné vodě pro hromadné zásobování obyvatel (vodní zdroj Kárané), pesticidy se objevily i v povrchových vodách na přítocích do vodní nádrže Švihov na Želivce, ale i ve vodách podzemních na velkém území České republiky. Výrazně se také zvýšila eutrofizace vod (obohacení živinami, v našich podmínkách především fosforem). To jsou jen příklady. Když nastane léto, nemáme se kde koupat, zvýšená eutrofizace rybníků a nádrží způsobuje rozvoj sinic a řas.

Spojovacím článkem všech těchto problémů je ve velké míře retence vody v povodí. Čím je větší retence (krátkodobé zadržení) vody v půdě, tím větší je možnost odbourání pesticidů a dusičnanů, zachycení erozních splachů a vody v povodí. Zvýšení retence zemědělské půdy (schopnost krátkodobého zadržení vody) by vedlo ke snížení objemu a rychlosti odtoku, ke snížení eroze, zvýšení jakosti vody a snížení eutrofizace.

Od roku 1948 byly v České republice vychovány generace odborníků – vodohospodářů, kteří by mohli a také chtěli komplexně tvořit krajinu, zvyšovat její retenční a akumulační funkci – a výsledek? Stále se komplexní vnímání souvislostí nepodařilo ve vodohospodářské praxi prosadit. Odděleně se řeší dílčí témata – povodně, sucho, vodní eroze, odděleně se nastavují dotační tituly, oddělené je také, což je hlavní problém, vlastnictví a užívání pozemku, vodohospodářské stavby. V rámci ucelených dílčích povodí je třeba chránit více složek přírodního prostředí najednou než jen půdu na půdním bloku. Proto završením této knihy jsou i návrhy a doporučení, jak současnou nevhodně vodohospodářsky obhospodařovanou krajinu revitalizovat (meliorovat).

Malá vodní nádrž s malou či nulovou retenční schopností.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Tomáš Kvítek

V posledních dekádách se zvyšuje teplota vzduchu, na ni navazuje zvýšená evaporace a evapotranspirace, je změněna variabilita srážek a vzrůstá jejich extremita, vše je jednoznačně prokázáno mnoha výzkumy. Změna klimatu, přívalové povodně, výrazná eroze půdy, sucho agronomické, hydrologické, meteorologické, nedostatek vodních zdrojů pro zásobování obyvatel pitnou vodou vytvářejí obrovský tlak na zásobování vodou celé krajiny i měst. Podle výstupů hodnocení v ČR lze tedy usoudit, že opatření v krajině podporující retenci mají na vodní zdroje využitelné pro lidskou potřebu vliv spíše negativní, pokud není voda po zachycení převáděna do hydrogeologické struktury. Zachycená voda se totiž podílí spíše na zvětšení evapotranspirace z území. Na druhou stranu mají tato opatření pozitivní vliv z hlediska ochlazujícího účinku vegetace, poutání vzdušného CO2, omezení agronomického sucha v půdě, zlepšení jakosti vod, omezování následků přívalových srážek, omezování eroze a podpory biodiverzity krajiny. Jedná se tedy o dvě odlišné problematiky, které je nutno adaptačními opatřeními řešit zcela odlišně, až protikladně. Obě tyto problematiky je možno řešit adaptačními opatřeními, a to jak v lesích, tak i na zemědělské půdě. Tím je možno snížit vliv změn klimatu na přírodu a člověka.

Tyto protichůdné problematiky je možné systémově zvládnout. Při návrzích opatření je s ohledem na veřejné zájmy při zajišťování retence, akumulace a jakosti vody v zemědělsko-lesní krajině, uplatnit následující tři teoretické zásady:

1. Je třeba všemi způsoby zabránit rychlému odtoku vody za extrémních srážek, a to jak v lesích, tak i na zemědělské půdě, na lesních a polních cestách, ale i v intravilánu. Je třeba zachytit vodu v horních nebo středních částech subpovodí, například pomocí záchytných retenčních a vsakovacích liniových technických prvků (např. záchytné příkopy, záchytné průlehy, suché nádrže) s pásy trvalých travních porostů. Prioritou těchto retenčních prvků musí být zvýšení infiltrace vody do půdy, bude se vytvářet vyšší hladina podzemní vody. Tato technická opatření musí mít minimálně pasivní systém regulace odtoku vody, aby voda nebyla po zachycení rychle odváděna do vodních toků, rybníků a vodních nádrží. Takto však zatím neprojektujeme.

2. Navazujícím opatřením musí být transformace a využití živin a zachycených látek v travních porostech, v půdním profilu, v mokřadech. Toto se týká i požadavků na vyústění drenážních systémů. Pokud je to možné, musí být drenážní systémy modernizovány s regulací odtoku. Vyústění drenážních vod do retenčních prvků by mělo být projektována na větší dobu zdržení.

3. Následně je možné akumulovat vodu k jejímu dalšímu využití.

S tím souvisí i problematika vodních nádrží, rybníků, zasakování vody do hydrogeologické struktury, různé formy závlah, regulace odtoku vody z drenážních systémů, včetně podzemní závlahy podmokem, popř. jiné její využití přečerpáváním do horních částí subpovodí, kde může voda infiltrovat za vhodných podmínek do hydrogeologické struktury.

Současný systémy hospodaření na zemědělské půdy a schéma nového systému s vodohospodářskými opatřeními

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Archiv Tomáš Kvítek

Vzhledem ke zjištěným výzkumným poznatkům je zřetelné, že i jakost povrchové a podzemní vody lze ve velké míře řešit pomocí retence vody v povodí, na pozemcích zemědělského půdního fondu. Ve vztahu k jakosti těchto vod byla naformulována i následující teoretická zásada: ze zemědělského lesního subpovodí by měla odtékat, i za extrémních hydrologických podmínek, povrchová i podzemní voda v dobré kvalitě a v neškodném množství.

Propojená ochrana množství a jakosti vod, tedy aplikace pojmů retence a akumulace vod do zemědělsko-lesní praxe by pak mohla významně snížit i zatížení vodních toků a vodních nádrží sedimenty, významně snížit vodní erozi půdy, zvýšit zásobu vody v půdě a hydrogeologické struktuře a zvýšit akumulaci vod v povodí, a to vše současně!

Bez vody to nepůjde, to je více než zřejmé. Musíme proto s vodou v krajině pracovat, a je více než zřejmé, to bude něco stát. Ale věřte mi, také to bude v krajině znát!

Tento text vychází z předmluvy ke knize Retence a jakost vody v povodí vodárenské nádrže Švihov na Želivce, kterou Tomáš Kvítek editoval. Kniha je pro vážné zájemce k dispozici na Povodí Vltavy.