Nutrienty ve vodách povodí Mostiště

Souhrn

Článek prezentuje výsledky projektu zaměřeného na zlepšení situace v povodí vodárenské nádrže Mostiště, kde není dosahován dobrý stav vod z důvodu vysoké zátěže vod nutrienty. V návaznosti na získané poznatky je doporučeno v rámci plánů dílčích povodí zavádět podrobné analýzy v povodích, kde není doposud dobrého stavu vod dosaženo. Za podstatné považuje další doplňování a zpřesňování získaných poznatků u obdobných projektů tak, aby situace mohla být postupně porovnávána v různých oblastech České republiky.

Úvod

Nápravná opatření směřující ke zlepšování stavu vod se realizují postupně jak u bodových, tak i plošných zdrojů znečištění, a to s vysokou finanční zátěží pro společnost. V mnohých případech však jasné a průkazné posouzení dostatečnosti či nedostatečnosti opatření pro dosažení cílů v jednotlivých povodích (cílem se rozumí dosažení dobrého stavu vod [1, 2]) chybí. Prakticky se postupuje tak, že za dobu jednoho plánovacího cyklu (období) plánů dílčích povodí dochází podle výsledků monitoringu k vyhodnocení stavu vod. V případě nedosažení dobrého stavu vod jsou navrhována opatření, která by měla stav zlepšit. Nikdo podrobně neposuzuje, zda je soubor všech opatření dostatečný a jaký efekt ve vodním toku přinese. Redukce zátěže vod prostřednictvím opatření u bodových zdrojů znečištění bývá numericky podložena, u plošných zdrojů znečištění však tyto informace obvykle chybí. Může tak dojít k pochybnostem, zda jsou všechna plánovaná opatření skutečně potřebná a vynakládané finanční prostředky vhodně využity. V některých případech se tak bez dalších podrobnějších znalostí a průzkumů o pohybu nutrientů v povodí nebo vodních útvarech neobejdeme [3–6].

Obr. 1. Rozmístění plošných drenáží v povodí vodárenské nádrže Mostiště
Fig. 1. Layout of planar drainages in the basin of the Mostiště water reservoir

Obhajitelný přístup k dosažení dobrého stavu vod

Stanovení zátěže vod nutrienty ze všech zdrojů znečištění v povodí a vyhodnocení stavu se provádí nejčastěji pomocí modelů [7]. Modely umožňují řadu zjednodušení, nejsou-li potřebná data. V modelech lze snadno dohledat použitá data nebo výsledky zátěží v obdobných povodích porovnávat. Mezi často používané modely lze zařadit: Soil and Water Assessment Tool (SWAT), Modelling Nutrient Emissions in River Systems (MONERIS), OECD Modified Methodology, QUAL2K apod.

Podrobnější analýzy v konkrétních povodích mají za úkol kvantifikovat množství nutrientů, jež se dostává do vodních toků daného povodí, analyzovat veškeré zdroje tohoto znečištění včetně plošných zdrojů znečištění v povodí a navrhnout oblasti, kde je možno tyto zdroje optimálně redukovat. Na základě látkového odtoku nutrientů v závěrném profilu povodí vodního toku a odbourávaného znečištění v daném povodí lze odvodit konkrétní požadavky na redukci výsledných emisí nutrientů. Uvedené analýzy jsou poměrně časově náročné, protože obvykle nemáme k dispozici všechna potřebná data, která následně doplňujeme dalšími měřeními. Vhodné je však kvantifikovat obdobné zdroje emisí nutrientů (cesty), které by se daly, spolu s informacemi o využití území v jiných povodích, v budoucnu porovnávat. V našem případě jsme kvantifikovali zátěž vod nutrienty z obdobných zdrojů znečištění, jako se používá při zpracování Plánu oblasti povodí Dunaje [4].

Zjištěný stav v povodí vodárenské nádrže Mostiště a výsledky projektu

Za účelem zlepšení situace v povodí uvedené vodárenské nádrže, kde není dosahován dobrý stav vod z důvodu vysoké zátěže vod nutrienty, byl Výzkumným ústavem vodohospodářským T. G. Masaryka, v. v. i., řešen v letech 2014–2015 projekt, který specifikoval jednotlivé zdroje zátěže vod v povodí uvedené vodárenské nádrže. Projekt nevyužíval konkrétní model. Přínos projektu spočíval především ve specifikaci velikosti plošných zdrojů znečištění a odbourávaného znečištění. Na základě výsledků se dá posoudit, zda bude výhledově možné dosažení dobrého stavu vod, jak je navrhováno v plánech dílčích povodí, nebo na jaká nápravná opatření se dále zaměřit. Projekt s názvem Technické nástroje k identifikaci znečištění byl podporovaný Technologickou agenturou ČR pod č. TD020266. Výsledkem projektu byly mapy prezentující stav zátěže vod z různých zdrojů znečištění. Tyto nástroje (mapy) slouží Krajskému úřadu Kraje Vysočina a dalším veřejným a správním orgánům k usměrňování nápravných opatření.

Obr. 2. Emisní zátěž ze zdrojů znečištění v povodí vodárenské nádrže Mostiště v ukazateli P_celk
Fig. 2. Emission load from pollution sources in the catchment area of the Mostiště water reservoir in the P_celk indicator

Vstupními podklady při zpracování projektu byly mapy využití území, ze kterých vyplývá, že v povodí velikosti přibližně 220 km² žije 9 100 obyvatel, což je necelá 1/3 průměrné hodnoty udávané pro ČR. V uvedeném povodí je mírně nadprůměrná lesnatost (36,5 %) a vodní plochy (3,5 %) a naopak velmi vysoké procento orné půdy (42,6 %) a odvodňovaných ploch plošnou drenáží (18,5 %), viz obr. 1.

Z výsledků řešení bilancovaného na emise z atmosférické depozice, bodových zdrojů znečištění, zastavěných nepropustných oblastí [8], drenážního odvodnění [8], eroze ze zemědělské půdy (vodní eroze), povrchového odtoku z ostatních ploch (zemědělských, lesních a ostatních) a z podzemních vod je zřejmé, že podrobné podklady o využití území jsou u každého povodí zásadní. Přestože konfigurace zdrojů znečištění je příznivá, včetně výrazného zadržování vod a retence v uvedeném povodí, a podílí se více než 80 % na odbourávání celkového fosforu, dobrého stavu vod na přítoku do vodní nádrže není dosahováno.

V povodí se vyskytuje 25 obcí a jejich místních částí, kde čištění odpadních vod je až na výjimky co do účinností čištění na nízké úrovni. Celkově je však zátěž od obyvatelstva při uvedené malé osídlenosti nízká a činí u celkového fosforu pouze 18 % z celkové zátěže vod. Z projektu dále vyplynulo, že i kdyby byly čištěny všechny odpadní vody v uvedeném povodí na nejvyšší možnou míru, dobrý stav vod nebude v důsledku vysokých koncentrací tohoto ukazatele dosažen. Je proto nutné plánovat nápravná opatření v povodí, zaměřená především na redukci znečištění z ostatních významných plošných zdrojů znečištění znázorněných v následujícím výsečovém grafu, podle výsledků emisní zátěže (obr. 2).

Za příčinu vysoké koncentrace živin ve vodách se jeví vysoké procento orné půdy v povodí a přehnojování zemědělských pozemků. Například na odvodňovaných plochách katastrálního území Kněževes byly naměřeny až o řád vyšší koncentrace dusíkatých látek ve vodách než na odvodňovaných plochách katastrálního území Zadní Zhoř. Omezení vodní eroze je pak zásadním opatřením z pohledu přísunu celkového fosforu do vodních toků. Mimo omezení eroze a hnojení jsou žádoucí další opatření [9], jako je přerušení funkčnosti plošného drenážního odvodnění, zejména v plochách travního porostu, kterých je v povodí až ¼ z celkové drenážemi odvodňované plochy povodí. Drenážním odvodněním, způsobem a mírou hnojení spolu s erozním smyvem je proto nutné se dále zabývat. Obdobně tomu bude pravděpodobně i v dalších oblastech, kde navržená opatření v plánech dílčích povodí mohou být nedostatečná. V povodí Mostiště je pak výhodou, že podrobné analýzy jsou již k dispozici. V rámci projektu bylo provedeno celkem 120 laboratorních analýz vod a půd, a proto je možné na výsledky navazovat a také z nich vycházet.

Závěrem k zamyšlení

Uvedený způsob řešení je logickým vyústěním požadavků Rámcové směrnice o vodě, která proces plánování a dosažení dobrého stavu vod iniciovala závazně pro všechny státy Evropské unie. V případech nedosažení dobrého stavu vod nám nebude často stačit přijetí nápravných opatření bez doložení jejich účinnosti, a to především u plošných zdrojů znečištění. Využití výpočtových modelů se jeví jako přínosné, protože komplexnost poznatků a značné množství dat se dá snadno vyhodnotit. Rovněž další zpřesňování poznatků o zátěži vod v dalších etapách procesu plánování je bez modelů komplikované a přiznejme si, že u redukce nutrientů se jedná o běh na dlouhou trať.

Nápravná patření, jak již bylo zmíněno, nejsou zadarmo, a tak bychom měli zvažovat mnohem důsledněji, kde a v jakém rozsahu je uplatnit. K tomuto potřebujeme podrobnější znalosti o všech zdrojích znečištění vod. Je zřejmé, že podrobnější znalosti nejsou potřebné všude, ale přednostně tam, kde je dobrý stav vod nedosažen, což se nejedná v případě České republiky o zanedbatelné území. Například v povodí české části Dyje a Moravy s přítoky Váhu nebylo k roku 2015 dosaženo dobrého stavu vod u 54 % vodních útvarů z důvodů vysokých koncentrací ukazatelů P_celk, N-NO₃ a N-NH₄. Tato skutečnost je sama o sobě alarmující a ukazuje, že k dosažení cílů máme hodně dlouhou cestu. Domnívám se, že přinejmenším u povodí vodárenských nádrží a dalších vodních útvarů napojených na odběry vod, u kterých není doposud dosaženo dobrého stavu vod z důvodu vysoké zátěže živinami, by měly být důvody nedosažení jasněji formulovány s podrobnou analýzou co do výskytu a znalostí všech zdrojů znečištění, tedy především plošných, rozptýlených a těch, které jsou nějakým způsobem propojeny se zemědělskou činností.

Podrobné analýzy, popř. modely k vyjádření zátěže vod nutrienty jsou jistě žádoucí. Doufejme jen, že se budou dále rozvíjet a doplňovat tak, aby byly srozumitelné a praktické. Není ani tak rozhodující, jaký model použijeme, ale jak dále získané poznatky a analýzy využijeme a prakticky zúročíme. V tomto je potřebné hledat zlepšení.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl v rámci výzkumného úkolu s názvem Technické nástroje k identifikaci znečištění podpořeného Technologickou agenturou ČR s označením TD020266 (program OMEGA), řešeného v letech 2014–2015.