2.1   Text příspěvku sborníku konference - Pardubice

2.2   Text příspěvku sborníku konference a posterová presentace - Bratislava

2.3   Zájmy ochrany přírody na pozemcích s vybudovaným systémem odvodnění -  Orlické Záhoří

2.4   Plošné uplatnění metodiky identifikace liniových prvků odvodnění – okr.Chrudim

2.5   Využití databáze IS ZVHS při plošných analýzách odvodnění

2.6   Přístroje pro inspekci, vytyčení a údržbu podzemního potrubí

2.7   Lokalita Kvasín - experimentální aplikace metody pro identifikaci drénů

2.8   Vláhový režim drenážní rýhy lokality Černičí

2.9   Ostatní experimentální práce

2.10 Úprava mapového serveru pro doplnění tématiky odvodnění

2.      Souhrnný přehled výsledků

2.1            Text příspěvku ve sborníku konference

Publikace ve sborníku mezinárodní konference Krajinné inženýrství 2004: Česká krajina - střecha Evropy, konané ve dnech 7. a 8. října 2004 v Pardubicích. ISBN 80-903258-2-3

Identifikace drenážních systémů a vymezení vazeb na vodní hospodářství krajiny

Zbyněk Kulhavý - Milan Čmelík

Úvod

Drenážní systémy na zemědělských půdách byly budovány zpravidla do roku 1990. Jak ukazuje praxe, životnost těchto staveb je značně rozdílná. Závisí na přírodních podmínkách, způsobu provedení, materiálu potrubí i na rozsahu údržby. Setkáváme se s funkčními systémy z počátku 20.století, avšak největší rozvoj výstavby v našich podmínkách náleží do období let 1960-1990 (viz Obr.1, který reprezentuje území o rozloze cca 2 tis. km², ale platí obecně pro ČR) a tyto systémy v převážné míře plní nadále svou hydrologickou funkci v povodí.

Obr.1       Plocha dokončeného plošného odvodnění (tis. ha) v povodí Orlice podle etap výstavby

Důvodem k identifikaci starších podpovrchových systémů je vedle plánovaných stavebních činností v blízkosti či napříč stavbou i potřeba provádět opravy či rekonstrukce. Běžné jsou případy, kdy se mění využití pozemku a kdy intenzita odvodnění nevyhovuje těmto novým podmínkám (převod role na louky či les) a uvažuje se s jejím snížením technickými opatřeními. U systematického plošného odvodnění je určující vymezení odvodňované plochy. Tyto orientační údaje (v měřítku 1:10 000 resp. 1:5 000) poskytuje informační systém ZVHS. Obtížná je polohová identifikace odvodnění sporadickou drenáží a odvodnění v případech, kdy provedení stavby není identické s projektovou dokumentací či kde kolaudační paré projektu schází.

Technické možnosti identifikace podzemní drenážní sítě na zemědělských pozemcích pro účely rekonstrukcí analyzovala Svobodová (1990). Vzhledem k tomu, že technologické možnosti se významně změnily, je jako jedna ze součástí nově řešeného projektu QF3095 (Racionalizace využívání, údržby a oprav odvodňovacích staveb; 2003-2006) v rámci Národního programu výzkumu (TPD3-DP6) řešena i otázka využití dostupných metod pro identifikaci odvodňovacích systémů. Z dosavadních výsledků se jeví jako velmi perspektivní využití dálkového průzkumu Země (DPZ) pro lokalizaci nejen povrchových objektů, ale i pro systémy liniové, podpovrchové.

Distanční metody pro identifikaci drenáží

Tuto kategorii metod rozdělujeme na nadzemní (letecké a družicové fotosnímkování, radiolokace a termovize) a pozemní (vyhledávací nedestruktivní a destruktivní metody). Současná rozlišovací úroveň dostupných družicových snímků není pro identifikaci drenáží vhodná, využití metod DPZ je proto orientováno na uplatnění leteckých snímků. Pravděpodobně perspektivní bude právě využití družicových leteckých snímků, pokud měřítko originálu snímku bude v rozmezí 1:5 000 až 1:15 000, resp. v digitálním zpracování bude rozlišení podkladu lepší než 20cm/pixel. V takovém případě bude opodstatněné uplatnit dále popisované metody využití leteckých snímků i na snímky družicové. Metody nadzemní obecně umožňují identifikovat celý drenážní systém, tj. vyhodnocují plošně rozsáhlejší území na rozdíl od metod pozemních, které jsou vhodné pro identifikaci jednoho či několika podzemních potrubí nebo jen omezeného rozsahu drenážní skupiny.

Metody pozemní vychází převážně ze zkušeností, získaných při identifikaci kanalizačních sítí či podzemních kabelů. Pro nově budované systémy lze zvažovat náměty, podle nichž je vhodné k drénu zabudovávat elektrický vodič, nebo přidávat magnetický minerál do konstrukčního materiálu apod. Zvyšují se tím náklady na výstavbu, přínosem je úspora při následném vyhledání (významné je u sporadické drenáže). Alternativou je přesné zaměření trasy potrubí a důsledná archivace těchto podkladů.

Pro identifikaci drenážních systémů byly ověřovány i další nadzemní metody:

Radiolokační, která je účinnou metodou, vyžaduje speciální vybavení a náročné způsoby zpracování dat. (ověřené parametry metody: frekvence signálu 10MHz-1GHz; doporučení 80MHz, aby nebylo ovlivňováno hledání mělkými nehomogenitami, optimální termín: promrzlá půda, nebo suché léto; při vysoké HPV a za deštivého počasí je identifikace nemožná).

Termovizní snímkování – tato metoda je podle dvou vyhodnocených projektů nepoužitelná (Svobodová, 1990; Kulhavý, Eichler, Kvítek, 2002). Dominantně se zobrazují linie pojezdů techniky, aplikace hnojiv, méně pak lokální rozdíly vlhkosti půdy nad drenážní rýhou.

Ověřeny byly další pozemní metody (Svobodová, 1990):

Geofyzikální metody zaměřené na popis: elektrických vlastností (anomálie elektrického pole – tzv. odporové profilování); magnetických vlastností (měření hodnot vektoru geomagnetického pole pomocí protonových magnetometrů); geotermických vlastností (vztah tepelné vodivosti a pórovitosti - měření v sondách); měrné hmotnosti (anomálie gravitačního pole - projev drenážní rýhy); akustického vlnění (zejména šum vyvolaný proudící vodou v drenáži - rezonance v uzavřeném prostoru); nebo obdobná metoda elektroakustická (cizí zdroj signálu), která je doporučena pro hledání hlavníku (ověřené parametry metody: f=100-200Hz, P=14W, vpichy sondy do hl. 10cm, identifikace drénu do vzdálenosti 90m); včetně dalších okrajových metod (seismické, natlakování potrubí plynem a měření koncentrací v půdním vzduchu atd.).

Biolokační (tzv. proutkaření), které s ohledem na dosahování 50% míry spolehlivosti nejsou v řadě případů vhodnou metodou přes svoje ostatní výhody: operativnost, nízké náklady, veřejné povědomí o metodě.

Vedle těchto metod jsou perspektivní metody, rozvíjené ve vodárenství, stokování a v elektrotechnice - vyhledávání nekovových potrubí. Pro vyhledávání drenáží se uplatní metody s aktivním vysílačem elektromagnetického signálu, zasouvaným do potrubí, případně doplněným inspekční kamerou. Využívány jsou spirálové kabely či tlakové hydročističe s možností identifikace trasy potrubí. Uplatnění naleznou zejména při opravách poruch. Obecně tyto metody nejsou efektivní při plošné identifikaci celých drenážních systémů, tak jak popisuje tento příspěvek uplatnění leteckých snímků.

Využití leteckých snímků

Původní pozornost při využití leteckých snímků byla zaměřena na metody mapování místních změn vlhkosti povrchu půdy, která předpokládá vliv liniového odvodňovacího prvku na vysoušení části půdního profilu nad drenáží a jeho barevný projev na fotografickém snímku (černobílém, barevném či spektrálně korigovaném). Tyto mechanismy obecně působí, lze je kombinovat s principy lokálních změn tepelné vodivosti půdy vlivem nasycení vodou v době tání sněhové pokrývky, vysoušení bezprostředně po srážce atd. Avšak z dnešního stavu poznání problematiky se tyto viditelné projevy vyskytují na snímcích náhodně, resp. jsou ovlivněny poměrně širokou variabilitou vlivů, které jsou časově poměrně úzce ohraničené a proto pro praktické využití ztrácejí významu. V rámci řešení projektu QC1294 (Kulhavý, Hodovský, Žaloudík, 2002) byly formulovány nepřímé interpretační metody založené na fytoindikačním principu. Využívá se mapování lokálních diferencí vývoje růstu rostlin jako dominantního vlivu drenážní rýhy, která z hlediska vybraných kultur optimalizuje vodno-vzdušný režim půdního profilu. Vliv drenážní rýhy se na leteckých snímcích projevuje jako linie, často výrazně ohraničená a po zpracování měřického snímku např. v GIS je vytvořen podklad pro velmi přesnou identifikaci drenážního systému v terénu. Podklad pro následné vytyčení lze zpracovat pro plošně rozsáhlé drenážní systémy s úspěšností vykrytí identifikované plochy odvodnění 75až 95%. Pro letecké snímkování jsou použity běžné materiály (ČB, B).

Lze využít, s určitými omezeními, archivované letecké měřické snímky (zpravidla jsou k dispozici v měřítkách originálu 1:18 000 až 1:25 000, což je na hranici použitelnosti pro popsanou metodu fytoindikace). Pokud byly archivované snímky zhotoveny v roce výstavby odvodňovací sítě (VTOPÚ archivuje negativy leteckých snímků asi od roku 1930 !), lze jich využít k identifikaci drenážních systémů v kvalitě prakticky kolaudačních elaborátů. Optimální je však provést k tomuto účelu přizpůsobené snímkování, kdy výsledkem je měřický snímek v měřítku 1:5 000 až 1:15 000.

Základním předpokladem je diference půdních vlastností rostlého terénu a drenážní rýhy. Drenážní rýha si zachovává po dlouhou dobu specifické, od okolního profilu odlišné, vlastnosti (hydrofyzikální, chemické, biologické). Účinek drenážní rýhy je podepřen fungováním liniového odvodňovacího prvku na jejím dně (drenážní potrubí). Dlouhodobost působení popsaných diferencí násobí tento účinek, který se projeví na růstových odchylkách stavu vegetace. Zpravidla pozorujeme, že vegetace nad drénem je na začátku vegetačního období vitálnější, což se projeví barvou, hustotou porostu a jeho výškou. Vlhkostní režim drenážní rýhy byl studován vzhledem k projevům na leteckých snímcích (Kulhavý Z. a kol., 2003). Vertikální šíření vlhkosti mezi svrchní vrstvou půdy (homogenizovanou orbou) a drenážní rýhou, za předpokladu její dobré funkce, je prostorově významně ohraničené. Efekt drenážní rýhy lze tímto způsobem doložit na stavbách s rokem výstavby 1970, ale i starších. Určující jsou půdní vlastnosti a technologie výstavby. Středně těžké a těžké půdy (např. lokality Černíkovice – povodí Bělá, Králíky – povodí Tichá Orlice, Černičí – povodí Sázavy) vykazují i po letech dobrou diferenciaci růstových podmínek mezi pásem nad drenážní rýhou a nad rostlým terénem. Pro identifikaci drenážních systémů slouží základní popisné údaje (o existenci odvodnění), resp. typická stromovitá struktura linií systematického odvodnění.

Ve stručnosti lze uvést základní parametry popsané metody, které se v rámci jedné z aktivit řešeného projektu (QF3095) dále zpřesňují:

- u polních plodin se snímkování provádí přibližně v době dosažení plošné zapojenosti porostu. Širokořádkové plodiny a okopaniny nejsou vhodné;

- u luk a trvalých travních porostů je vhodné snímkovat v období po seči (tj. s výškou porostu 5-10cm). U těchto kultur lze snímkovat prakticky celoročně po splnění uvedeného kritéria výšky porostu;

- předpokladem je dobrý stav porostu, předcházející období s normálním průběhem srážek a rozvojem vegetace, optimální termíny jsou květen a začátek června;

- není potřeba žádný doplňující či kalibrační průzkum; pro polohovou rektifikaci snímků je třeba postupovat podle zásad měřických metod DPZ.

Přednosti uplatnění metody leteckého snímkování

- v současnosti dostupná technika a nízké náklady (postačuje ČB měřický snímek). Instalace záměrných křížů u nového snímkování, resp. lze doměřit na snímku identifikované objekty při využití archivních snímků (využití cestní sítě, šachtic a jiných nadzemních stavebních objektů);

- vůle při stanovení vhodného termínu snímkování (nízká citlivost na okamžité vlhkostní poměry půdy v době snímkování);

- nevyžaduje kalibraci v průběhu snímkování;

- vysoký podíl identifikované plochy (nad 70%), identifikace svodných i sběrných drénů;

- velká přesnost stanovení polohy drénů (do 30cm);

- použitelnost i při scházející projektové dokumentaci resp. zákresech skutečného provedení;

- lze využít archivů leteckých snímků.

Nedostatky metody

- závislost na aktuální kultuře pozemku i na druhu pěstované plodiny;

- splnění pedologických kritérií (odlišnost vlastností drenážní rýhy a okolního prostředí);

- splnění kritérií (výkopové) technologie výstavby drenáže (uplatnění drenážní rýhy).

Vazba stávajícího drenážního odvodnění na jiné vodohospodářské systémy

Stávající drenážní systémy doplňují detail hydrografické kostry povodí a podílejí se na procesu transformace srážek v odtok. Jejich existenci je třeba respektovat nejen u staveb funkčních, ale i v případě výskytu lokálních poruch, jejichž častou příčinou bývá nedostatečná údržba, konflikt s liniovou stavbou či jiným stavebním objektem.

Drenáží odvodněná plocha je trvale tímto vodohospodářským opatřením ovlivněna a k jejím specifickým vlastnostem je třeba přihlížet v případě jakýchkoli souvisejících činností. Je třeba respektovat:

- topologii drenážní sítě (směrové poměry) a způsob odvádění drenážních vod;

- výškové poměry stavby (hloubku uložení drénů, spádové poměry);

- kapacitu drenáže a vodohospodářskou bilanci odvodněného území;

- materiál drénů, aktuální stav drenážního systému a kritická místa či místa (opravených) poruch.

Drenážní systém je nutné napojit na recipient podle změněných odtokových podmínek. Individuálně je třeba řešit jednotlivá místa křížení nových objektů nejen s hlavním melioračním zařízením (otevřenými příkopy či trubními odpady), ale i se sběrnými či svodnými drény. Pokud bude záměrem eliminovat funkci drenáže na určitém pozemku, vyžaduje takový zásah zohlednění odvodňovací stavby jako celku, nejen části bezprostředně přiléhající. Odvodnění působí plošně, tj. předpokládá spojitý přítok po celé délce drénů (přítok vody je funkcí délky drénu). Při posouzení vhodného technického zásahu je třeba vycházet z hydraulických vlastností půd a spádových poměrů, neboť přerušením drénu se v přilehlém půdním prostředí vytváří kaskáda hladin podzemní vody a vzniklý „obtok“ má parametry dané filtračními vlastnostmi půdního prostředí.

Vedle kvantitativních hledisek je třeba zvažovat i hlediska kvality odváděných drenážních vod. Drenáž zrychluje odtok vody a zvětšuje půdní retenční prostor, což se negativně může projevit na pozemcích s nově zakládanou průmyslovou činností či s dočasným skladováním látek nebezpečných životnímu prostředí (týká se i zemědělských půd při dočasném uskladnění hnoje apod.). V uvedených případech je třeba zohlednit existenci stávajícího drenážního odvodnění.

Vzhledem k tomu, že projektová dokumentace všech hydromelioračních staveb byla v předchozích letech předávána vlastníkovi pozemku, bývá v některých případech obtížné dohledat prováděcí dokumentaci, u řady starších staveb tato dokumentace scházela i v předchozí etapě evidence. V těchto případech nabývá zvláštního významu identifikace drenážních systémů popisovanými metodami. Cenová úspora spočívá v přímé finanční i časové náročnosti klasického vyhledávacího průzkumu s uplatněním výkopových technik.

Závěr

V praxi se setkáváme s případy, kdy je cíleně snižována intenzita odvodnění např. z důvodů změny kultury (převod orné půdy na louky, resp. na lesní pozemky). Funkci drenáže bývá třeba eliminovat i v případech rozšiřování intravilánu obcí. Následující stavební činnost může negativně ovlivnit zbývající část odvodněné plochy. Při střetu nově realizované liniové stavby je třeba respektovat starší drenážní systémy. Evidujeme příklady poškození drenáže výstavbou podzemních kabelů, cestní sítě, ale např. i přeložením trasy vodního toku. Ve všech uvedených případech je třeba zodpovědně zvážit změnu odtokového režimu při stavebním zásahu do stávajícího drenážního systému. Příspěvkem k uvedeným činnostem jsou efektivní metody identifikace plošných systémů odvodnění.

Literatura

Svobodová D., 1990: Podklady a technika řešení drenáže. Výzkumná zpráva VE04 projektu P 06-329-813-02 Technika a technologie rekonstrukce odvodnění. VÚZZP Praha

Kulhavý Z., Hodovský J., Žaloudík J. a kol., 2002 : Návrh a využití územního informačního sytému hydromelioračních staveb. Závěrečná zpráva projektu Návrh a využití územního informačního systému hydromelioračních staveb, NAZV ev.č.QC1294, VÚMOP Praha, ZVHS, ÚEK AV ČR, prosinec 2002

Kulhavý Z. a kol.: Periodická zpráva projektu Racionalizace využívání, údržby a oprav odvodňovacích staveb, NAZV ev. č. QF 3095, Pardubice, VÚMOP Praha, prosinec 2003

Kulhavý Z., Eichler J., Kvítek T.: Pracovní podklady projektu NAZV evid.č.QC02-242 – Termovizní snímky z lokalit Káraný, Radiměř, Havl.Brod, Zpracování pro účel identifikací drenáží; VÚMOP Praha, 2002

Abstract

Positional identification of surface and especially undersurface objects of the drainage is significant among others at the projection and realization of new construction activities in the territory where are these systems situated. The drainage system must be positional mark out in such cases and also in the cases when there is no project documentation, or the documentation do not reply to state of real accomplishment. These systems are areal identified and they are sequentially demarcate trough the GIS technologies. The utilization of ortorectific air photographs, terrain observation and overlays of geographical measures over charted data was verify in so far that drains would be identify with sufficient accuracy. These works minimalize the spending on the survey and earthworks and they make possible respecting the trench systems in new conditions of land use.

2.2       Text příspěvku mezinárodní konference a posterová presentace

Aktivní účast na posterových dnech: XII. posterový deň s medzinárodnou účasťou: Transport vody, chemikálií a energie v systéme pôda-rastlina-atmosféra. Ústav hydrológie a Geofyzikálny ústav Slovenskej akadémie vied Bratislava. 25. listopad 2004. Sborník na CD: ISBN 80-89139-05-1

Využití leteckých snímků při identifikaci drenážních systémů

 Lenka Tlapáková - Zdeňka Burešová - Milan Čmelík

Josef Eichler - Zbyněk Kulhavý - Jiří Žaloudík /¹

Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy Praha, pracoviště Pardubice

B.Němcové 231, 530 02 Pardubice, Česká republika, tlapakova@hydromeliorace.cz

/¹   Ústav ekologie krajiny AV ČR, Na sádkách 7, 370 05 České Budějovice,

Česká republika, jiza@uek.cas.cz

Úvod

Polohová identifikace povrchových a zejména podpovrchových objektů drenážního systému je významná jak z hlediska údržby stávajících systémů odvodnění tak i z hlediska projektování a realizace nové stavební činnosti v území, kde se tyto systémy nacházejí. Metody identifikace pomocí nástrojů geografických informačních systémů se orientují především na přesnou polohovou a tvarovou identifikaci podpovrchových drenážních systémů včetně analýzy jejich aktuálního stavu, resp. prostorových diferencí a vazeb ve srovnání s okolním prostředím.

Pro vlastní vizuální určení drenážních systémů bylo v prostředí GIS ověřeno využití ortorektifikovaných leteckých snímků, terénních měření (záměrné body změřené pomocí GPS) a překrývání vektorových vrstev (polygonové, liniové, bodové) přes mapové podklady (overlay analysis) tak, aby výsledek vyhověl s maximální přesností. Na základě detekce typické stromové struktury sběrných a svodných drénů – jejich polohy, délky roztečí a orientace lze drenážní systém plošně identifikovat a následně v terénu vytyčit.

Využití leteckých snímků

Využívání leteckých snímků za účelem identifikace drenážních systémů zaznamenalo od původního záměru jistý posun. Počáteční pozornost při využití leteckých snímků byla zaměřena na metody mapování místních změn vlhkosti povrchu půdy, která předpokládá vliv liniového odvodňovacího prvku na vysoušení části půdního profilu nad drenáží a jeho barevný projev na fotografickém snímku (černobílém, barevném či spektrálně korigovaném). Tyto mechanismy obecně působí, lze je kombinovat s principy lokálních změn tepelné vodivosti půdy vlivem nasycení vodou v době tání sněhové pokrývky, vysoušení bezprostředně po srážce atd. Avšak z dnešního stavu poznání problematiky se tyto viditelné projevy vyskytují na snímcích náhodně, resp. jsou ovlivněny poměrně širokou variabilitou vlivů, které jsou časově poměrně úzce ohraničené a proto pro praktické využití ztrácejí na významu. V rámci řešení projektu QC1294 (Kulhavý, Hodovský, Žaloudík, 2002) byly formulovány nepřímé interpretační metody založené na fytoindikačním principu. Využívá se mapování lokálních diferencí vývoje růstu rostlin jako dominantního vlivu drenážní rýhy, která z hlediska vybraných kultur optimalizuje vodno - vzdušný režim půdního profilu. Vliv drenážní rýhy se na leteckých snímcích projevuje jako linie, často výrazně ohraničená. Po zpracování měřického snímku např. v GIS je vytvořen podklad pro velmi přesnou identifikaci drenážního systému v terénu. Podklad pro následné vytyčení lze zpracovat pro plošně rozsáhlé drenážní systémy s úspěšností vykrytí identifikované plochy odvodnění 75 až 95%. Pro letecké snímkování jsou použity běžné materiály (černobílé, barevné).

S jistým omezením se dají využít i archivované letecké měřické snímky (zpravidla jsou k dispozici v měřítkách originálu 1:18 000 až 1:25 000, což je na hranici použitelnosti pro popsanou metodu fytoindikace). Pokud byly archivované snímky zhotoveny v roce výstavby odvodňovací sítě, lze je použít k identifikaci drenážních systémů v kvalitě prakticky kolaudačních elaborátů, a následně odhalit případné (někdy značně výrazné) odchylky od zákresů v technických projektech stavby. Optimální je však provést k tomuto účelu přizpůsobené snímkování, kdy výsledkem je originál měřického snímku v měřítku 1:5 000 až 1:15 000.

Základním předpokladem determinace drenážních systémů z leteckých snímků je diference půdních vlastností rostlého terénu a drenážní rýhy. Drenážní rýha si zachovává po dlouhou dobu specifické, od okolního profilu odlišné, vlastnosti (hydrofyzikální, chemické, biologické). Účinek drenážní rýhy je podepřen fungováním liniového odvodňovacího prvku na jejím dně (drenážní potrubí). Dlouhodobost působení popsaných diferencí násobí tento účinek, který se projeví na růstových odchylkách stavu vegetace. Zpravidla pozorujeme, že vegetace nad drénem je na začátku vegetačního období vitálnější, což se projeví barvou, hustotou porostu a jeho výškou. Vlhkostní režim drenážní rýhy byl studován vzhledem k projevům na leteckých snímcích (Kulhavý Z. a kol., 2003). Vertikální šíření vlhkosti mezi svrchní vrstvou půdy (homogenizovanou orbou) a drenážní rýhou, za předpokladu její dobré funkce, je prostorově významně ohraničené. Efekt drenážní rýhy lze tímto způsobem doložit na stavbách s rokem výstavby 1970, ale i starších. Určující jsou půdní vlastnosti a technologie výstavby. Středně těžké a těžké půdy vykazují i po letech dobrou diferenciaci růstových podmínek mezi pásem nad drenážní rýhou a nad rostlým terénem. Pro identifikaci drenážních systémů slouží základní popisné údaje (o existenci odvodnění), resp. typická stromovitá struktura linií systematického odvodnění.

Základní kritéria a teoretická východiska metody

Ve stručnosti lze uvést základní předpoklady aplikace metody využití leteckých snímků při identifikaci drenážních systémů, které se v rámci v současnosti řešeného projektu QF 3095 „Racionalizace využívání, údržby a oprav odvodňovacích staveb“ dále zpřesňují.

 Kritéria použitelnosti leteckých snímků :

1)      Typ a měřítko snímků, termín snímkování

2)      Fytoindikační vazby

3)      Pedologická kritéria a technologie výstavby

Ad 1)

Typ snímku :   černobílý – vlastní stromová struktura podpovrchových drénů má výraznější projev

                     barevný (přirozené barvy) – podávají komplexnější výpovědní hodnotu informací – identifikují v přirozených barvách prostorové diferenciace a objekty v okolí drenážních systémů (např. stav půdního povrchu a vegetace, vodních a abiotických prvků krajiny)

Měřítko snímku : optimální 1 : 5 000 až 1 : 15 000, velikost pixelu 0,2 až 0,5 m.

Termín snímkování : vegetační období, tzn. květen až září, přičemž vhodnější se jeví v návaznosti na fytoindikační vazby jarní termín (květen, začátek června).

Obr.1      Ukázka identifikovaných ploch s viditelnou drenáží na černobílém a barevném snímku (shodná lokalita, shodný termín snímkování)

Ad 2)

Nejvýraznější fytoindikační projevy vykazují :

• Obiloviny ve fázi vzcházení, tzn. dosažení plošné zapojenosti porostu
• Trvalé travní porosty a louky po seči, tzn. s výškou porostu 5 – 10 cm; snímkování lze provádět prakticky celoročně po splnění uvedeného kritéria výšky porostu

Bez fytoindikačních projevů :

• Širokořádkové plodiny a okopaniny (např. kukuřice, brambory)
• Uvláčená orná půda
• Čerstvě pokosené louky a pastviny

Předpokladem rozpoznání fytoindikačních projevů je dobrý stav porostu, předcházející období s normálním průběhem srážek a rozvojem vegetace.

Ad 3)

Pedologická kritéria a technologie výstavby

Půdní vlastnosti : středně těžké až těžké půdy vykazují dobrou diferenciaci růstových podmínek mezi pásem nad drenážní rýhou a nad rostlým terénem

Technologie výstavby : předpokladem je použití výkopové technologie při realizaci stavby

Obr. 2      Ukázka fytoindikačních projevů na barevných leteckých snímcích při různých termínech snímkování (shodná lokalita, viditelné drény pouze na jarním snímku)

Obr. 3     Ukázka vybrané identifikované plochy s viditelným kompletním systémem drenáží (snímek nahoře) a po úpravě leteckého snímku doostřením v programu Adobe PhotoShop. Plocha se nachází poblíž obce Ronov nad Doubravou.

Přednosti a nedostatky metody využití leteckých snímků při identifikaci drenážních systémů

Přednosti metody

• v současnosti dostupná technika a nízké náklady (postačuje černobílý měřický snímek). Možnost instalace záměrných křížů u nového snímkování, resp. lze doměřit na snímku identifikované objekty při využití archivních snímků (využití cestní sítě, šachtic a jiných nadzemních stavebních objektů);
• vůle při stanovení vhodného termínu snímkování (nízká citlivost na okamžité vlhkostní poměry půdy v době snímkování);
• nevyžaduje žádný doplňující či kalibrační průzkum; pro polohovou rektifikaci snímků je třeba postupovat podle zásad měřických metod DPZ;
• vysoký podíl identifikované plochy (nad 70%), identifikace svodných i sběrných drénů;
• velká přesnost stanovení polohy drénů (do 30cm);
• použitelnost i při scházející projektové dokumentaci resp. zákresech skutečného provedení;
• lze využít archivů leteckých snímků.

Nedostatky metody

• závislost na aktuální kultuře pozemku i na druhu pěstované plodiny;
• splnění pedologických kritérií (odlišnost vlastností drenážní rýhy a okolního prostředí);
• splnění kritérií (výkopové) technologie výstavby drenáže (uplatnění drenážní rýhy).

Závěr

Cílem výše popsané metody identifikace drenážních systémů z leteckých snímků je snaha o určení a zohlednění všech faktorů ovlivňujících použitelnost leteckých snímků  pro tyto účely. Kritéria metody jsou v současnosti zpřesňována a kompletována tak, aby identifikace a následné vytyčení drenáže podle leteckého snímku bylo využitelné v praxi jako podklad pro plánované zásahy na odvodněných plochách.

Použité zkratky

GIS – geografické informační systémy

GPS – global position system

DPZ – dálkový průzkum Země

TTP – trvalé travní porosty

ZVHS – Zemědělská vodohospodářská správa, dříve Státní meliorační správa

Literatura

1. Kulhavý Z., Hodovský J., Žaloudík J. a kol., 2002 : Návrh a využití územního informačního sytému hydromelioračních staveb. Závěrečná zpráva projektu Návrh a využití územního informačního systému hydromelioračních staveb, NAZV ev.č.QC1294, VÚMOP Praha, ZVHS, ÚEK AV ČR, prosinec 2002
2. Kulhavý Z. a kol.: Periodická zpráva projektu Racionalizace využívání, údržby a oprav odvodňovacích staveb, NAZV ev. č. QF 3095, Pardubice, VÚMOP Praha, prosinec 2003
3. Svobodová D., 1990: Podklady a technika řešení drenáže. Výzkumná zpráva VE04 projektu P 06-329-813-02 Technika a technologie rekonstrukce odvodnění. VÚZZP Praha

Příspěvek vznikl jako součást řešení grantového projektu QF3095 (Racionalizace využívání, údržby a oprav odvodňovacích staveb) v rámci Národního programu výzkumu (TPD3-DP6).

2.3            Zájmy ochrany přírody na pozemcích s vybudovaným systémem odvodnění - Orlické Záhoří

Ve spolupráci se Zemědělskou vodohospodářskou správou (Oblast povodí Labe) byla provedena rekognoskace zájmového území stavby Orlické Záhoří, kde došlo ke střetu systematicky odvodněné plochy se zájmy ochrany přírody. Projektantem navržený soubor opatření sestával především z: vytvoření tůňky a navazujícího rozvolněného mělkého potoka na pozemcích, které byly v minulosti odvodněny drenážním systémem. Nová trasa koryta je vedena paralelně s hlavním kapacitním korytem toku a zajišťuje svádění vod, podchycených v horní části drenážním systémem. Drenážní vody jsou převedeny do tůňky a jsou hlavním zdrojem vod nově vybudovaného potoka.

Zařazení do programu revitalizace říčních systémů bylo z následujících důvodů. Citace (viz Příloha P-2): .... napravení nevhodných odtokových a ekologických poměrů na přítocích Divoké Orlice v oblasti Orlického Záhoří. Tok pramení na SV svazích Orlických hor, poměrně ve vysokém spádu protéká lesními porosty a následně vtéká do oblasti Orlického Záhoří, která je typická dlouhými pozvolnými zalučněnými svahy směrem k toku Divoké Orlice. Původně přirozený tok (pouze s pomístními úpravami původních obyvatel) byl v průběhu 60. a hlavně 80. let minulého století v celé délce upraven v souvislosti s navazujícím plošným odvodněním. ... Cílem opatření je vytvořit podmínky pro nerušený rozvoj ekosystémů odpovídajících daným stanovištním podmínkám a vytvořit tak ekologicky a krajinářsky hodnotný liniový prvek v malebné krajině Orlických hor.

Plocha byla vybrána jako typový příklad, neboť zahrnuje:

- vyřazení části drenážního sytému z funkce (podpora tvorby mokřadů v horní části pozemku)

- využití drenážních vod jako zdroje vody pro tůňku a z ní vyústěný drobný vodní tok

- zachování funkce odvodnění v dolní části pozemku, přitom jsou stavebně dotčeny jednotlivé sběrné drény

Diskusí s pracovníky ZVHS byly k jednotlivým bodům hledány optimální způsoby korekce stávajícího stavu. Projektantem navržená varianta nedoceňuje existenci liniových systémů odvodnění; respektuje jen trasy svodných drénů, resp. existenci nadzemních částí systému – drenážní šachtice. Nebyl proveden průzkum stavu skutečného provedení odvodňovací stavby ani současný stav systému.

Navržená varianta zároveň přeceňuje vodnost výše položených částí odvodňovacího systému s tím, že zachycené vody uvažuje využít jako celoroční hlavní zdroj vody pro novou trasu potoka. Ten má sice z důvodů řady vybudovaných stupňů a mezilehlých tras v malém sklonu nízkou průtočnou kapacitu s množstvím tůněk, přesto trpí po značnou část roku nedostatkem vody až vysycháním.

Námi provedený průzkum, realizovaný v rámci řešení projektu jako případová studie, zahrnoval pořízení projektové dokumentace všech známých fází výstavby na dotčené ploše. Tato dokumentace byla digitalizována (skenování a polohová transformace do souřadnic JTSK – viz Příloha P-1). Byly analyzovány letecké snímky za účelem identifikace tras liniových prvků odvodnění, popis stavu a příčin zamokření i dokumentace podmínek před zahájením revitalizace (viz spolupráce s ÚEK AV ČR – RNDr. J.Žaloudík, CSc.).

Na přípravu podkladů v GISu navazoval průzkumem v terénu. Ten zahrnoval rekognoskaci území, provedení hydrologických šetření (profily vodnosti, kvantifikace vydatnosti zdrojů, hydraulické charakteristiky koryt a drenážního potrubí včetně popisu stávající funkce odvodnění). Dále bylo provedeno ověření správnosti polohového připojení mapových podkladů v GIS (s využitím on-line propojení GPS a notebooku při pohybu na ploše), a přesné zaměření významných bodů metodou DGPS.

Výsledek průzkumu lze shrnout v následujících závěrech:

-   Nadzemní části drenážního systému (šachtice, výusti) odpovídají realizaci projektu odvodnění a jsou adekvátně respektovány v následném projektu revitalizace.

-   Trasy sběrných drénů neodpovídají zcela prováděcí projektové dokumentaci, avšak odchylka se pohybuje do 2m, což odpovídá obvyklým hodnotám. Zásadnější je skutečnost, že některé drény nejsou umístěny v dostatečné hloubce (nacházejí se 40-60cm pod povrchem).

-   Nebyla věnována odpovídající pozornost střetu trasy nového koryta se sběrnými drény. Tato skutečnost je příčinou následných závad či rizik:

-  některé drény jsou přerušeny a přerušení není nijak ošetřeno – to má za následek odvádění vody z koryta při vyšších stavech a nekontrolované zanášení drénů v dolní části území. Pokud se předpokládá správná funkce drenáže níže ležících pozemků, je tato funkce postupným vplavováním zemních částic ohrožena;

-  v případě dostatečné hloubky drénů (tj. jejich nepřerušení) je vytvořena zvláště zatížená filtrační oblast (dříve část drenážní rýhy a její blízké okolí) a to může být příčinou stejných závad. Zjevně se však nerespektování drenáže projevuje odváděním vody z koryta a snížením jeho vodnosti (v kombinaci s nedostatečnou vydatností hlavního vodního zdroje potoka);

-  nebyla ošetřena zaústění sběrných drénů do potoka.

-   Stávající přirozený průleh (v situaci Přílohy P-1 je trasa vyznačena červenými trojúhelníky) by mohl sloužit pro nalepšování průtoku v potoce; vyžaduje však vybudování rozdělovacího objektu. Vodnost přítoku je dostatečná.

Studie souboru revitalizačních staveb v této lokalitě potvrdila nedostatečné zohlednění systému odvodnění v novém projektu. Přestože bylo záměrem vyřadit na větší části pozemku funkci drenážního odvodnění, neboť se snižuje intenzita využití pozemku, je třeba i v takovém případě zohledňovat technické řešení dříve vybudované stavby, současně s novým přehodnocením přírodních podmínek lokality (v této souvislosti zejména hydrologické vlastnosti půd a režim odtoku vody z odvodněného pozemku).

2.4            Plošné uplatnění metodiky identifikace liniových prvků odvodnění

Metodika identifikace liniových prvků drenážních systémů s využitím DPZ, tak jak je popsána v Kapitolách 2.1 a 2.2 zprávy, byla v roce 2004 plošně aplikována na několika územích. Především byla uplatněna na experimentálních povodích: Žejbro (se subpovodími Dolského a Kotelského potoka), Černičí a na dílčích povodích Divoké a Tiché Orlice (Černíkovice, Králíky). Pro lokalitu Černíkovice bylo ve spolupráci s ÚEK AV ČR dne 17.6.2004 realizováno letecké snímkování novým hyperspektrálním skenerem v několika letových hladinách. Současně probíhal pozemní průzkum, zahrnující šetření o stavu porostu na odvodněných pozemcích (Příloha P-15) a odběry vzorků půd pro gravimetrické stanovení vlhkosti. Cílem experimentu bylo zjistit na těchto relativně úzkých spektrálních pásmech ta pásma, která vykazují vysokou citlivost pro zobrazení podzemních liniových objektů. Měření dosud nejsou plně vyhodnocena mj. z důvodu poruchy synchronizace přístroje s navigací GPS.

Pro povodí Žejbro (cca 50 km²) jsme zpracovali data z několika termínů snímkování (jaro 1997, léto 1998, jaro-léto 2002), z různých zdrojů a pro různé účely pořízeného snímkování. K dispozici jsme měli jednak původní snímky s vysokým rozlišením, avšak nerektifikované (rok 1997), jednak snímky ortorektifikované, kdy 1 obrazový pixel představoval skutečnou plochu povrchu půdy 0,3m x 0,3m (roky 1997, 1998) a 0,5m x 0,5m (rok 2002). Identifikované plochy s viditelnými drenážními systémy dokumentuje Příloha P-9. Pozemním průzkumem jsme v návaznosti na minulé roky provedli i v roce 2004 šetření o pěstovaných plodinách (Příloha P-15); k dispozici jsou podrobná meteorologická a hydrologická měření (viz aktivity navazující na metadata: Burešová Z. a kol., 2003).

Na lokalitách Černičí a na dalších vybraných plochách v povodí Orlice (Králicko, Rychnovsko) byly podle nově navržené metodiky přehodnoceny letecké snímky, pořízené v letech 2001-2003.

Plošně největší rozsah představuje zpracování území, přibližně vymezeného hranicí okresu Chrudim (viz Příloha P-3) - s celkovou plochou 1.135 km². Bylo vyhodnoceno 227 leteckých snímků, resp. ortofotomap a bylo identifikováno 371 ploch s viditelnou drenáží, které byly kategorizovány podle stupně jednoznačnosti a velikosti ploch do 5 kategorií (viz Příloha P-16):

0 – ve fázi otevřené drenážní rýhy (1 plocha)

1 – jasně identifikovaný plošně ucelený systém (8 ploch)

2 – jasně identifikovaný, ale neucelený systém (30 ploch)

3 – nespojité části (pod 50 % plochy) systému (100 ploch)

4 – dtto, nezřetelné (186 ploch)

5 – špatně viditelné, nesouvislé většinou izolované linie drénů (46 ploch).

Příklady zvolené klasifikace podle rozsahu viditelnosti liniových objektů dokumentuje

Příloha P-8. Z podkladů BPEJ a z geologických map byly vytvořeny pro identifikované plochy mapové přílohy (P-4, P-6 a P-7), vymezující vztažné přírodní podmínky. Na plochách kategorie 1 a 2 byl proveden odběr porušených i neporušených vzorků půd (v termínech 25.10. a 9.11.2004) - celkem 26 lokalit. Místa odběru byla zaměřena přístrojem GPS Magellan, odběr reprezentuje vlastnosti ornice - porušené vzorky (průměrně do hloubky 20cm) a podorničí - porušené a neporušené vzorky (z průměrné hloubky 30-50cm). Porušené vzorky byly předány do centrálních laboratoří VÚMOP Praha a v době zpracování periodické zprávy dosud nejsou výsledky rozborů k dispozici (měrná hmotnost, křivka zrnitosti jemnozemě, obsah uhličitanů a organických látek - C_ox). Neporušené vzorky byly zpracovány v laboratoři v Pardubicích (proveden úplný hydrofyzikální rozbor Kopeckého válečků: momentální vlhkost, objemová hmotnost, tři kategorie pórů /kapilární, nekapilární a semikapilární/, včetně maximální nasákavosti podle Nováka - práce nejsou s ohledem na personální vazby laboratoře fakturovány). Rámcové výsledky zkoušek uvádí graf Přílohy P-5. Ke konečné korekci výsledků dojde po zadání laboratorně stanovených měrných hmotností po převzetí protokolů z centrálních laboratoří (dosud použito jednotně ρ_s = 2,7 g.cm^-3). Z rozborů však vyplývá závěr, který je potvrzením dosavadních šetření, že nejlepších výsledků vizualizace drenážní rýhy na leteckých snímcích dochází v případech, kdy výkop drenážní rýhy způsobí trvalý zásah do homogenity půdního prostředí (promíšení organických zbytků, vytvoření preferenčních cest a zlepšení biotických podmínek, včetně výrazného ovlivnění hydrického režimu), na což reagují plodiny vystavené dlouhodobému působení těchto činitelů. Tento projev je výrazný na půdách těžkých a středně těžkých (zatím doloženo jen podílem objemu kapilárních a nekapilárních pórů v tabulce Přílohy P-5 a na základě makroskopického popisu mělkých kopaných sond) s vyšším stupněm oglejení. Nevýrazný je projev na půdách písčitých. Je přitom velmi obtížné prokazovat odchylky jakýchkoli měřitelných vlastností drenážní rýhy a mezilehlého odvodňovaného prostředí (hydraulická vodivost, objemové charakteristiky půdy apod.). Přesto fenomén drenážní rýhy působí dlouhodobě, což dokumentuje fakt, že jsou linie drénů identifikovány i na systémech z počátku 20.století (roky 1908 a 1912), jak uvádí následující tabulka.

Tab. 2.4-1     Rozčlenění identifikovaných ploch podle roku kolaudace odvodňovací stavby (zpracováno cca 1.135 km² - okres Chrudim)

K provedenému plošnému šetření bylo využito několika zdrojů leteckých snímků. Podklady byly buď pořízeny k řešení tohoto úkolu za úhradu (např. letecká společnost Argus Geo Systém, s.r.o., Hradec Králové), nebo byly pořízeny v předcházejících projektech (letecké společnosti Budvair České Budějovice, fy. Nadir Dobruška, spolupráce s ÚEK AV ČR České Budějovice, resp. byly pro řešení jiných výzkumných projektů poskytnuty již neexistujícím Okresním úřadem v Chrudimi).

Zpracování rozšiřujících podkladů v prostředí GIS je dokumentováno v Přílohách P-3 až P-7. Podklady budou sloužit v následujícím roce pro zobecnění podmínek použití vyvíjené metody.

S ohledem na průběžnou spolupráci s pracovištěm ZVHS v Hradci Králové a v souladu s plánovanými aktivitami na rok 2004 (A01/04/2004) byly výsledky šetření zpracovány do elektronické podoby shapefile s vazbou na databázi IS ZVHS a tyto podklady byly předány dne 7.12.2004 - viz Předávací protokol v Příloze P-16. Využití geografických dat spatřujeme v rozšíření informací o konkrétních odvodněných plochách, specifikovaných okresním (archivním) číslem stavby v evidenci ZVHS.

Poznámky ke grafu Přílohy P-5:

Objemová hmotnost redukovaná (Obj.hm.) [g.cm^-3] - hmotnost objemové jednotky půdy v přirozeném uložení (neporušené, včetně pórů), zbavené vody sušením při 105°C.

Specifická hmotnost půdy (ρ) [g.cm^-3] - [zdánlivá hustota pevných částic] je poměr hmotnosti pevných částic půdy, vysušených při teplotě 105°C k objemu těchto částic (tj.bez pórů).

Pórovitost půdy celková (P celk.) [% _OBJ.] - udává objem pórů, vyjádřených v % celkového objemu půdy v přirozeném uložení. Vypočítává se ze specifické a objemové hmotnosti redukované.

Pórovitost kapilární (P kapil.) [% _OBJ.] - objem pórů, zaplňovaných kapilární půdní vodou - je totožná s hodnotou retenční vodní kapacity. Stav blízký teoretickému, se odvozuje z laboratorního stanovení RVK₂₄.

Pórovitost nekapilární (P nekap.) [% _OBJ.] - objem pórů, z nichž půdní voda gravitačně téměř okamžitě odtéká. Ke klasifikaci slouží laboratorně stanovená vlhkost W₃₀, měřená po 15 minutách (u lehkých půd) až 30 minutách (u středních a těžkých půd) odsávání.

Pórovitost semikapilární (P semik.) [% _OBJ.] - objem pórů, v nichž nastává pozvolné ustalování půdní vody na retenční vodní kapacitu (jedná se o přechodnou kategorii mezi póry kapilárními a nekapilárními).

Vlhkost půdy momentální (W mom.) [% _OBJ.] - je vlhkost půdy při odběru vzorku v terénu.

Provzdušenost půdy (Vz) [% _OBJ.] - je dána procentem pórů vyplněných vzduchem při momentální vlhkosti.

Nasáklivost (Ns) [% _OBJ.] - charakterizuje maximální zaplnění pórů při kapilárním nasycování neporušeného vzorku zeminy (podle V.Nováka) pro stanovení maximální kapilární vodní kapacity.

Maximální kapilární vodní kapacita (MKK) [% _OBJ.] - podmíněný hydrolimit (stanovený dle V.Nováka). Popisuje schopnost půdy zadržet vodu pro potřeby vegetace.

Použitý odkaz na literaturu:

Burešová z., Čmelík m., Eichler j., Kulhavý Z.:  Informační zpracování databází experimentálního povodí Žejbro. Samostatná část výstupu etapy 14 výzkumného záměru VÚMOP Praha- Komplexní výzkum interakcí mezi půdou, vodou a krajinou v podmínkách malých povodí (řešitel Doležal František), MZE-M07-99-01, Pardubice, VÚMOP Praha- pracoviště Pardubice, Skuteč, listopad 2003, 18s + 66s příloh

2.5            Využití databáze IS ZVHS při plošných analýzách odvodnění

Pro potřeby plošných analýz odvodnění jsme využili databáze IS ZVHS. K dispozici jsou data ve formátech: naskenovaný rastr základní mapy měřítka ZM 1:10 000 (dále jen ZM10) se zákresy odvodnění ve formátu TIF (výjimečně JPG), shapefile (dále SF) plošných a lineárních prvků odvodnění digitalizovaných nad georeferencovaným rastrem ZM10 se zákresy odvodnění, DGN soubor lineárních a plošných prvků odvodnění, digitalizovaných nad georeferencovaným rastrem ZM10 se zákresy odvodnění.

Tab. 2.5-2       Způsob zpracování zdrojových dat

Seznam použitých zkratek :

SF                 shapefile

FSF              formát shapefile

ZM10           základní mapa měřítka ZM 1:10 000

ZVHS           Zemědělská vodohospodářská správa

2.6            Přístroje pro inspekci, vytyčení a údržbu podzemního potrubí

V praxi se často setkáváme s potřebou vytyčit polohu drénu, případně místa poruchy, zvolit vhodnou metodu provedení opravy, ale i průběžně znát stav drenáže, rozsah údržby a procesy, přispívající k jejímu stárnutí (zanášení, zarůstání, zborcení potrubí atd.). Volba optimální metody přispěje ke snížení nákladů na zemní práce, zkracuje dobu provádějí opravy a může přispět k prodloužení životnosti stavby.

Pro identifikaci trasy drénu je třeba zvolit vhodný postup, resp. kombinaci postupů s využitím různých podkladů i odborných znalostí:

- Ze situace provedení odvodňovací stavby (optimálně s využitím celé projektové dokumentace) lze poznat koncepci stavby, umístění a funkci objektů, určit směry tras svodných a sběrných drénů.

 - Terénní šetření poskytne doplňující podklady o stavu stavebních objektů, vytipuje místa pravděpodobných závad (buď zjevných, nebo odvozením z nepřímých projevů, z jednání s uživateli pozemků apod.).

- V případech, kdy je odvodňovací systém složitější nebo jsou objektivní těžkosti při vytyčování drénů z důvodů absence nadzemních objektů, větších odchylek od projektové dokumentace (situace skutečného provedení), ve výjimečných případech i v případě absence projektové dokumentace, je účelné prověřit možnost uplatnění technik DPZ (viz předložená zpráva výzkumného projektu). Prověření zahrnuje získání přehledu o disponibilitě leteckých snímků daného území.

- v případě neúspěšnosti uplatnění metod DPZ pro danou lokalitu nebo v případě potřeby vytyčit jeden či několik směrů konkrétní trasy potrubí, vedoucího např. ze šachtice, drenážní výusti, jiného stavebního objektu či kopané sondy, je doporučeno použít dále uvedené typy přístrojů.

V průběhu roku 2004 jsme provedli průzkum současného trhu s technikou, vhodnou pro vytyčení podzemních potrubí, k inspekci stavu potrubí a k provádění drobné údržby. Ověřili jsme použití zařízení, která jsou nabízena pro údržbu kanalizačních sítí. Oslovili jsme několik dodavatelů přístrojové techniky (zpravidla od zahraničního výrobce); a na experimentálních plochách povodí Žejbro jsme vyzkoušeli přístroje fy. Rothenberger, jak je uvedeno dále. Pro větší opravy předpokládáme vždy kombinaci podpůrných metod (zejména vytyčení trasy drénu) s užitím větší mechanizace, tj. použití hydročističů, výkopových strojů atd. Jejich nasazení bude vždy záviset na vybavení prováděcí firmy.

Obecně lze doporučit následující drobné vybavení pro běžnou údržbu a opravy malého rozsahu:

- zařízení pro vytyčení trasy podzemního potrubí (drenáže) - optimální jsou vyhledávače, založené na indukčním principu nebo na principu vysílače a přijímače radiového signálu. Těchto zařízení je na trhu celá řada, využili jsme indukční hledačky, zapůjčené od Vodovodů a kanalizací Chrudim. Jiné řešení nabízí fy. Rothenberger. Z průzkumu trhu je zřejmé, že existuje řada typů přístrojů, vhodných k vytyčení potrubí. Pro jednoznačnost stanovení polohy drénu je doporučeno do drénu zasunout elektrický vodič (např. s využitím dále popsané rotační čističky - vodičem je v tomto případě vlastní kovové vřeteno čističe - dosah je 60m a více), případně zasouvat přímo vysílač signálu a využitím rezonanční hledačky určit polohu vysílače.

Obr. 2.6-1  Souprava pro vyhledávání podzemního potrubí (na principu aktivního vysílače signálu - přímým propojením s vodičem či indukčním vybuzením) a rezonančního přijímače s určením intenzity a směru přicházejícího signálu (dvě frekvenční pásma) - zapůjčeno

- zařízení pro nedestruktivní inspekci stavu drenážního potrubí. Zařízení doporučujeme použít v případech, kdy je třeba určit příčinu poruchy (neprůchodnosti) drénu. Při realizovaných experimentech jsme měli zapůjčenu kameru fy. Rothenberger (viz Obr. 2.6-2) a použili jsme ji k inspekci stavu drenáží různého stáří a různého stavebního materiálu (pálená hlína, flexibilní potrubí) na objektech odvodnění v povodí vodního toku Žejbro. V průběhu zkoušení přístroje jsme identifikovali několik typů poruch: zarůstáním kořeny, zanesením splaveninami, zborcením klenby potrubí z pálené hlíny. Průchodnost kamery ve flexibilním potrubí je dobrá bez jakýchkoli vymezovacích přípravků. Průchodnost kamery v potrubí z pálené hlíny závisí na přesnosti kladení jednotlivých trubek; pokud je příčný přesah vnitřních stěn trubek větší než cca 1.5 cm, je vhodné použít některý z centrovacích přípravků uchycení kamery. Délka vodícího kabelu je 30m. Kameru, která je ve vodotěsném provedení, lze zasouvat do drenáže buď z drenážní výusti, ze šachtice nebo z místa odkopaného drénu.

- při identifikaci poruch funkce drenáže je praktické minimalizovat výkopové práce a nasměrovat je co nejpřesněji do oblasti identifikované poruchy.

Obr. 2.6-2  Souprava pro inspekci stavu potrubí. Dosah kamery v závislosti na délce kabelu - zde do 30 m. Volitelné je vybavení vysílačem a přijímačem pro vyhledání místa zasunutí kamery - zapůjčeno; následně bylo zařízení objednáno pro další aplikace

Obr. 2.6-3  Fotografie obrazovky monitoru inspekčního systému potrubí a detail kamery s pružným vedením. Je dokumentován stav potrubí z pálené hlíny za situace bez a s tekoucí vodou,  stav nového flexibilního potrubí (lokalita Radčice).

- přenosné zařízení pro čištění potrubí a pro zprůchodnění jednotlivých zanesených míst bez odkopání drénu (odstraňování kořenů, hrubých nečistot apod.). Předpokládá se zavedení spirály s čistícím nástavcem buď ze šachtice, z výusti nebo z kopané sondy na drénu. Použili jsme rotační čističku R600 fy. Rothenberger se spirálami průměru 22mm, spojenými do celkové délky 60m (doporučená délka výrobcem; jednotlivé spirály délky 4.5m lze dále nastavovat).

Obr. 2.6-4  Rotační čistička potrubí s příslušenstvím a příklad jejího využití na drenážním systému

Uvedeny jsou jen koncepčně nová zařízení, doplňující tradiční postupy. Využití hydročističe a uplatnění výkopových prací je závislé na rozsahu a příčině prováděné opravy či údržby.

2.7            Lokalita Kvasín - experimentální aplikace metody pro identifikaci drénů

Drenážní skupina lokality Kvasín (povodí Žejbro, okr. Chrudim) byla při identifikaci drenáží metodami DPZ zařazena do kategorie 1. Na stavbě jsme provedli podrobnější průzkum a doplnili další podklady (výkresy projektové dokumentace /viz Příloha P-13/, šetření osevních postupů v předchozích letech, příčiny zamokření, místní podmínky, dodavatele stavby a podmínky realizace). Současně jsme ověřili přesnost vytyčení liniového prvku z leteckého snímku. Použili jsme pracovní postupy, využívající GIS při odečtení souřadnic bodů z ortorektifikovaného leteckého snímku. Tyto souřadnice jsme přenesli do terénu s využitím aparatury DGPS (diferenciální varianta uplatnění satelitního navigačního systému). S ohledem na specifika využívání aparatury LOCUS na pracovišti v Pardubicích, byl použit dvoufázový post-processing (aparatura neumožňuje přímé odečtení souřadnic polohy a proto ji nelze využít k navigaci pro vyhledání polohy, avšak poskytuje velmi přesná následná měření polohy /s odchylkou v řádu jednotek mm/ v režimu s využitím bázové stanice). Naopak stanice GPS SporTrak fy. Magellan poskytuje souřadnice místa v reálném čase, avšak chyba stanovení polohy dosahuje řádu jednotek metrů.

Použili jsme postup, kdy jsme s aparaturou Magellan určili přibližné místo požadovaného odkrytí drénu a v jeho okolí jsme stabilizovali dřevěnými kolíky několik pomocných bodů (postačuje trojúhelník se stranami cca 30m). Poté jsme velmi přesnou metodou (aparatura Locus) tyto pomocné body zaměřili a jejich souřadnice přenesli do GIS. Pro tyto operace jsme v terénu používali notebook. Vytvořili jsme vytyčovací schéma (viz Přílohy P-12 a P-13) a toto schéma přenesli pásmem do terénu. Po odkopání sondy jsme ověřili přesnost stanovení polohy drénu, která s použitou metodou dosahuje výsledků lepších než 1m. Významnější je pro přesné určení polohy trasy drénu kvalita polohové transformace leteckého snímku a jeho rozlišení (používali jsme v tomto případě snímky s rozlišením 1 pixel = 50 x 50cm ve skutečnosti). Přenesení vytyčovacího schématu do terénu metodou s kombinací GPS a pásma poskytuje výsledky s přesností řádu jednotek cm.

Na lokalitě Kvasín jsme provedli výkop tří sond. Dvě byly situovány nad stykem sběrného a svodného drénu (odkrytí potvrdilo dostatečnou podrobnost identifikace systému z leteckých snímků), jeden profil byl umístěn nad sběrným drénem bez podélného vymezení. Po odkrytí jsme provedli popis stavu drenáže, drenážní rýhy, odebrali jsme vzorky půd ze dvou horizontů (pro zařazení lokality do průzkumu ploch u kategorie 1 a 2 v okrese Chrudim - viz Kapitola 2.4). Práce jsou fotograficky zdokumentovány, termín průzkumu: 25/10/2004.

Materiál potrubí drénů: pálená hlína. Průměr svodného drénu 10cm, hloubky uložení 130 a 140cm; průměr sběrného drénu 8cm, změřené hloubky uložení 80, 120 a 130 cm.

2.8            Vláhový režim drenážní rýhy lokality Černičí

V návaznosti na práce, realizované v roce 2003 (viz periodická zpráva 2003, kapitola 2.2.2, str.27 a přílohy 5.3.1 a 5.3.2), kdy byl dokumentován vlhkostní profil drenážní rýhy po déletrvajícím suchu, byl přibližně ve stejném období letošního roku popsán vlhkostní profil drenážní rýhy v období srážkově průměrném.

Srovnání úhrnu srážek za období 3 týdnů před realizací odběrů pro stanovení vlhkostí půd:

rok 2003:    (16.10.- 4.11.)     S =   9,2 mm

rok 2004:    (26.10.-15.11.)    S = 51,0 mm

Profil vlhkosti půdy dokládá Příloha P-14.

2.9            Ostatní experimentální práce

V 1. čtvrtletí roku 2004 byl pořízen z investičních zdrojů ústavu přístroj OCM Pro (fy. Nivus). Zařízení je využíváno dvěma odděleními ústavu jako alternativa hydrometrického křídla. Analýza metod hydrometrování, založených na moderních přístrojích a podmínky využití pro měření v našich typech koryt a odvodňovacích odpadů, byla zpracována v roce 2003 (viz Kapitola 2.1.4 Periodické zprávy 2003 tohoto projektu).

V průběhu roku 2004 byly realizovány následující činnosti:

- Byla zpracována podrobná metodika měření

- Byly zpřesněny podmínky použití:

   1. Ustálený průtok (veličina se v průběhu proměření

vertikály, tj. v intervalu 2-5 minut, významně měnit)

   2. Vhodný tvar profilu (ovlivní stanovení tělesy průtoku)

   3. Mobilní zařízení k měření (napájení akumulátorem aj.).

   4. Rychlost proudu je menší než 4 m/s.

   5. Hladina je v rozmezí 4(5) cm až 2 m.

- Byl vytvořen program pro výpočet průtoku

- Jsou stanoveny podmínky využití přístroje v rámci dvou oddělení VÚMOP a využití při výskytu kulminací

  odtoku na povodích (měření o svátcích, dnech volna atd.)

V návaznosti na polním měření rychlosti infiltrace v roce 2003 pokračovaly měření na exp. povodích i v roce 2004 a to v následujících termínech (25.5.2004 - Černíkovice; 20.5.2004 – Kladno /Žejbro/, sondy 1 až 3; 19.5.2004 – Pokřikov /Žejbro/, sondy 1 až 3). Výsledky budou použity ke zpřesnění přírodních podmínek experimentálních povodí. Postup zpracování je identický popisu v Periodické zprávě roku 2003, kapitoly 2.2.2, str. 26, včetně Přílohy 5.2.

2.10          Úprava mapového serveru pro doplnění tématiky odvodnění

Nadále je rozvíjeno využití mapového serveru jako universálního prostředí pro presentaci územně orientovaných databází (výsledků průzkumu, plošných aplikací vyvíjených metod atd.) včetně výstupů modelových šetření, založených na GIS (viz citace literatury na konci kapitoly).

V roce 2004 byly činnosti orientovány na lokalitu Kačina - Rohozec (okr. Kutná Hora), pro kterou byl v minulém roce zpracován podklad pro řízení závlah. Byla doplněna územní data o systémech odvodnění (zákresy IS ZVHS, letecké snímky s identifikovanými liniovými objekty, další podklady byly digitalizovány), bylo rozšířeno území s vyjádřením klasifikace půd dle BPEJ. Bylo vyvíjeno programové prostředí (ve spolupráci s ing.O.Mašínem): úprava struktury databází, doplnění relačních odkazů (shapefile: hony, půdy, projektová dokumentace, atd.), ošetřeno vygenerování odpovědi na dotaz uživatele (z více vrstev GIS současně), byla programově ošetřena konverze kódových stránek databází pro češtinu (WIN1250 >> UNICODE) a adresace rastrů základních map v konfiguračním souboru.

Práce budou pokračovat v roce 2005 ve spolupráci se ZOS Kačina a.s. jako uživatelem odvodněných pozemků, pro které bude zpracován vzorový model IS HMS (Informační systém hydromelioračních staveb - viz metodika z roku 2002 - Kulhavý Z., Hodovský J. a kol.).

Odkazy na literaturu použité v kapitole 2.10:

Kulhavý Z., Hodovský J. a kol.:  Metodika Informačního systému hydromelioračních staveb. Uživatelský výstup projektu  Návrh a využití územního informačního systému hydromelioračních staveb, NAZV ev.č. QC1294, VÚMOP Praha, ZVHS, ÚEK AV ČR, prosinec 2002

Kulhavý Z.: Geografické informační systémy pro řízení závlah. Bramborářské listy. V tisku, přednesení na semináři Závlaha brambor a jejich hnojení dusíkem. 3.VIII.2004, VÚB Havlíčkův Brod

Kulhavý Z.: Koncepce územního informačního systému hydromelioračních staveb. Přednesený příspěvek celostátního semináře a referát sborníku (písemná verze a CD). Meliorace včera dnes a zítra. ISBN 80-239-3640-9, s.65-76

Eichler J., Kulhavý Z., Burešová Z., Čmelík M.: Využití podkladů GIS pro řízení závlah, 12 konference uživatelů geografických informačních systémů ESRI a ERDAS v ČR, ARC DATA Praha s.r.o., Praha, 30- 31. 10. 2003, Arc Revue 4/2003, strana 18-19, ISSN 1211-2135

Kulhavý Z., Eichler J., Burešová Z.: Založení a vedení geografického informačního systému závlah. Výstup etapy 12 výzkumného záměru VÚMOP Praha- Racionální systémy využívání závlah a optimalizace závlahového zemědělství (řešitel Zavadil Josef), MZE-M07-99-01, Pardubice, VÚMOP Praha, prosinec 2003