| Způsob monitoringu a hodnocení zobrazovaných parametrů |
| 1. NÁDRŽE A JAKOST VODY |
| Z hlediska významu jakosti vody lze nádrže rozdělit na: | A) Vodárenské nádrže
B) Chovné rybníky C) Ostatní nádrže |
| VODÁRENSKÉ NÁDRŽE | |
| Slouží jako zdroj pitné vody pro velký počet obyvatel. Jsou přesně vymezeny vyhláškou Ministerstva zemědělství č. 137/1999 Sb. Správou těchto nádrží jsou pověřeny jednotlivé podniky Povodí. Na Povodí Labe je tímto způsobem vymezeno 5 vodárenských nádrží. Ve smyslu § 30 zákona o vodách č. 254/2001 Sb. jsou kolem těchto nádrží vyhlášena ochranná pásma. Ochranné pásmo 1.stupně je vyhlašováno v bezprostředním okolí vodárenské nádrže. Součástí jeho režimu je obvykle i zákaz vstupu. Ochranné pásmo 2. stupně je stanovováno dle místních podmínek a má volnější režim. Ochranná pásma jsou v terénu vyznačena výstražnými tabulemi. Jakost vody podléhá přísným kritériím. Kvalita v přítocích je posuzována dle Nařízení vlády č. 61/2003 Sb. V místě odběru na úpravnu je jakost hodnocena dle vyhlášky MZe ČR č. 428/2001 Sb. |
 |
| CHOVNÉ RYBNÍKY | |
 |
Jedná se o nádrže, které slouží především k chovu ryb ve smyslu čl. 4., pís. a, § 8, zák. č. 254/2001 Sb. Na nádržích tohoto typu hospodaří různé subjekty. Veškerá činnost na rybnících včetně jakosti vody je podřízena především hospodářskému výsledku, kterým je maximální výtěžnost rybího masa. Na řadě rybníků je udělována výjimka k aplikaci hnojiv a účinných látek dle pís. b a pís. d § 39 zák. č. 254/2001 Sb. Tímto opatřením je zajišťována intenzifikace rybářské výroby na dané nádrži. Intenzifikace rybníku by měla probíhat v duchu pravidel stanovených Metodickým pokynem MŽp a MZe ČR č.35508/2002-6000. |
| OSTATNÍ NÁDRŽE | |
| Jsou určeny především pro účely, které nejsou vázány na jakost vody (energetika, nadlepšování průtoku, ochrana před povodněmi aj.). Funkce přímo závislé na jakosti vody jako například koupání, vodní a rybářské sporty jsou druhořadé. Přesto na řadě těchto vodních nádrží jsou stanovena koupací místa dle § 34 Vodního zákona tzv. "povrchové vody využívané ke koupání". V těchto lokalitách musí jakost vody odpovídat limitům stanoveným vyhláškou Ministerstva zdravotnictví ČR č. 464/2000 Sb. Takových míst vhodných ke koupání je na nádržích Povodí Labe stanoveno celkem dvanáct (Vyhl. MZd ČR č. 159/2003 Sb.). Jakost vody však také musí umožňovat vhodné podmínky pro život ryb i ostatních vodních živočichů. Státní podnik Povodí Labe spravuje jedenáct nádrží, které lze zařadit do kategorie "ostatní". |
 |
| 2. PŘEHLED MONITORINGU |
| KDO A KDE ? |
| Systematický monitoring je prováděn především na vodárenských nádržích. Zde kooperují především správci nádrží (podniky Povodí) a vodárenské společnosti. Na rybnících si svá provozní stanovení dle potřeby zajišťují hlavně provozovatelé rybářské výroby.
Na intenzifikovaných rybnících, na kterých je udělena "výjimka" (viz kap. chovné rybníky) se kromě toho provádí sledování jakosti vody stanovená vodohospodářským rozhodnutím. Na ostatních nádržích je úroveň monitoringu přizpůsobena místním potřebám a požadavkům. Zabezpečují ji především správci nádrží. Na nádržích s vyhlášenými "povrchovými vodami užívanými ke koupání" je intenzivní monitoring v koupací sezóně zajištěn orgány hygienické služby. |
| CO ? |
| Pro posouzení jakosti vody na nádržích je nutné znát látkový přínos do nádrže a výsledky procesů uvnitř nádrže. Měřením na přítocích je hodnocen především látkový transport a lze tak klasifikovat význam povodí na utváření jakosti vody v nádrži. Takto získané údaje signalizují obvykle pohyb látek za určitou časovou jednotku a proto je lze označit jako dynamická data (viz diagram níže). |
 |
| Rozložení látek v prostoru nádrže a vývoj jednotlivých procesů v nádrži během roku je možný při analýze tzv. statických dat (viz diagram výše). Pro tyto údaje je příznačné, že se obvykle vztahují k nějaké jednotce objemu a jsou vázány přímo do prostoru nádrže. |
| METODA? | |
| Dynamické parametry - Hydrologické údaje (přítok) jsou měřeny buď automaticky na limnigrafu anebo z rozdílu hladin v nádrži. Chemická, fyzikální, mikrobiologická a hydrobiologická stanovení se provádí v laboratoři z bodových vzorků ručně odebíraných na stanovených profilech na významných přítocích do nádrže. Statické parametry - Hydrologické údaje jsou pravidelně měřeny obsluhou vodního díla. Část kvalitativních analýz je prováděna moderními přístroji přímo v terénu (stanovení in-situ). Výstupem je digitální signál, který umožňuje téměř okamžité zhodnocení aktuálních poměrů na hladině i v hloubce. Tato měření se provádí na stálých vertikálách, na kterých se sbírají informace s hloubkovým krokem měření 1 m. Většina měřených parametrů však vyžaduje laboratorní stanovení. Proto se na těchto vertikálách odebírají hloubkovým odběrákem další vzorky vody pro laboratorní analýzy (obrázek vpravo). |
 |
| KDY? |
| Dynamické parametry - Hydrologické údaje zajišťuje obsluha vodního díla každý den. Odběr vzorků na přítocích se dle významu nádrže provádí 6 - 12 krát ročně.. Statické parametry - Hydrologické údaje zajišťuje obsluha vodního díla každý den. Průhlednost se měří po sejití ledu dvakrát týdně. Limnologická měření na nádržích jsou velmi náročná a proto se provádí pouze 4 - 6 krát ročně. V případě potřeby se uskutečňují mimořádné monitoringy. |
| 3. PRŮBĚHOVÉ UKAZATELE |
| Jsou zjišťovány na patnácti nádržích Povodí Labe - tj. na vodních dílech, kde je stálá obsluha. Průběhové parametry indikují vývoj jakosti vody v nádrži těsně pod hladinou obvykle v prostoru přehradní zdi (s výjimkou koeficientu obměny). Aktuální záznam těchto ukazatelů si lze prohlédnout po kliknutí na modrém čtverečku, který je vyznačen na pláncích všech patnácti monitorovaných nádrží. |
| TEPLOTA VODY U HRÁZE | |
 |
Je měřena denně několik centimetrů pod hladinou v sedm hodin ráno. Při zámrzu se měření teploty omezuje na měření jednou za týden (ve středu). Teplota je měřena ručně cejchovaným teploměrem. Změny tohoto parametru umožňují především posoudit vývoj poměrů během roku, a vytvářet srovnávací analýzy s předchozím obdobím. Je vhodným indikátorem nástupu i odchodu ledových jevů a na nádržích vhodných k rekreaci signalizuje podmínky pro koupání. |
| PRŮHLEDNOST VODY U HRÁZE | |
| Pokud není hladina zamrzlá, tak se průhlednost měří na nádrži dvakrát týdně v období 1. březen - 31. říjen. Měření se provádí dle místních poměrů buď z loďky anebo z vhodné plošiny blízko vodní hladiny. Průhlednost je měřena pomocí jednotně upravené Secciho desky. Je to kotouč o průměru 30 cm se čtyřmi výraznými kvadranty a kalibrovanou desetimetrovou šňůrou – viz obrázek vpravo. Secciho deska zavěšená na kalibrované šňůře se ponořuje pod hladinu tak dlouho, dokud je viditelná. V okamžiku, kdy desku již nelze rozeznat provede se odečet hloubky v cm. Měření se opakuje třikrát a průměrná hodnota je výsledek měření. Průhlednost se měří v zástinu tak, aby byl odstraněn vliv odlesku hladiny. Měření se provádí ve stejnou denní dobu. Stanovením průhlednosti lze celkem jednoduchým způsobem postihnout závažné změny jakosti vody, které jsou jednak vyvolány rozvojem různých skupin organizmů nebo anorganickými zákaly způsobenými přívaly či zvířením dna. Změny průhlednosti jsou důležitým indikátorem možných komplikací na úpravně vody u vodárenských nádrží a významně ovlivňují úroveň rekreace na ostatních nádržích. Podle důsledků pro biologický režim, produkční procesy i existenci některých vodních společenstev lze rozlišit zákaly způsobené: a) Anorganickými, jílovitými částicemi (snížení schopnosti orientace ryb a zanášení jejich žaber i filtračního aparátu vodních organizmů). b) Masovým výskytem bakterioplanktonu, fytoplanktonu a organickými zbytky rozložené vegetace (detrit). Souhrnně se nazývají vegetační zákaly. Tyto zákaly jsou základem potravního řetězce pro další vodní organizmy. |
 |
| Rozsah a limity: Průhlednost se pohybuje od několika decimetrů na letních eutrofizovaných nádržích až po šesti-sedmimetrové hodnoty na horských nádržích v době podzimní cirkulace. |
| Dle Vyhlášky Ministerstva zdravotnictví č. 464/2000 Sb. je pro vody vhodné ke koupání | |
| ve volné přírodě | doporučena hodnota 200 cm. |
| Jako limitní hodnota průhlednosti je | stanovena hodnota 100 cm! |
| KOEFICIENT OBMĚNY VODY | |
| Stabilita jakostních poměrů v nádrži je dána nejen množstvím znečišťujících elementů v povodí, ale také intenzitou transportu těchto polutantů do nádrže. Tento proces lze nejlépe ohodnotit ve vztahu mezi velikostí přítoku a objemem vyjádřeným v čase. Tak je definován koeficient obměny, který vyjadřuje v procentech velikost aktuálního objemu nádrže nahrazeného přítokem během dvaceti dnů. Znamená to, že koeficient obměny o velikosti 100% vyjadřuje stav, kdy původní akumulace nádrže byla během předchozích 20 dnů zcela vyměněna přitékající vodou. Časová délka dvaceti dnů byla stanovena empiricky z délky reprodukčních cyklů planktonních organizmů. |  |
 |
Při porovnání křivek vyznačujících vývoj průhlednosti a koeficientu obměny lze odvodit i příčinu výrazného zmenšení průhlednosti. Při vysokém koeficientu obměny tak mohou být identifikovány silné minerální zákaly a při nízkém koeficientu obměny se tak může projevovat nadměrný rozvoj řas a sinic. |
|
Typy nádrží dle charakteristického koeficientu obměny:
|
| CHLOROFYL-A U HRÁZE | |||||||||||||||||||||
| Vzorky vody ke stanovení koncentrace chlorofylu-a jsou odebírány po sejití ledu v období 1. březen - 31. říjen 1x měsíčně pracovníky vodohospodářských laboratoří. Odběr vzorku se provádí speciálním odběrákem (typ Pospíšil) z koruny hráze nad nejhlubším místem. Transport vzorku i stanovení chlorofylu extrakcí do etanolu je prováděno dle platné normy ČSN, která je schválenou metodikou VH laboratoře Povodí Labe. Chlorofyl-a je důležitou funkční součástí těla všech vyšších rostlin, řas i sinic. Z hodnoty koncentrace této látky stanovené ve vodě lze s vysokou přesností hodnotit úroveň výskytu řas a sinic v místě měření. | |||||||||||||||||||||
Rozsah a limity: V podmínkách Povodí Labe se koncentrace chlorofylu pohybují od hodnot menších než 1 µg/l (horské nádrže - nádrž Josefův Důl v Jizerských horách) až po hodnoty vyšší než 500 µg/l (vrchol vegetace - nádrž Vrchlice u Kutné hory). Dle klasifikace Výzkumného ústavu vodohospodářského lze stav úživnosti neboli trofie nádrže (úroveň rizika nadměrného rozvoje řas) hodnotit na základě níže uvedeného rozdělení do pěti kategorií.
|
 |
||||||||||||||||||||
| 4. INDIKACE LÁTKOVÉHO ROZLOŽENÍ |
 |
Je odvozována ze stanovení prováděných na vertikálách, které jsou na nádržích stabilně zaměřeny (viz kap. Přehled monitoringu). Tímto způsobem je monitorováno celkem deset nádrží. Umístění vertikál je na pláncích nádrží vyznačeno žlutým kroužkem. Kliknutím na tento symbol lze zobrazit distribuci hodnot zvoleného parametru v daném příčném profilu. Kliknutím kdekoli na hladině v plánku je zobrazována prostorová distribuce zvoleného parametru v podélném řezu (profilu) nádrže. Ten je veden nad původním korytem vzdutého toku. Současně je zobrazován vývoj zvoleného parametru na tzv. horizontálním plánu, na kterém je zobrazována situace na hladině. Prostorové zobrazení je umožněno zpracováním naměřených hodnot v unikátním softwaru Re-Viewer, který byl vyvinut v kooperaci fy. DHI Hydroinform Praha a státního podniku Povodí Labe. Na vertikálách je měřena řada parametrů. U části z nich však nejsou výsledky pohotově dostupné, neboť se měří na odebraných vzorcích vody po převozu do laboratoří Povodí Labe. Pro aktuální prezentaci na Internetu jsou nejvhodnější digitalizované výsledky parametrů stanovených přímo v terénu (In - situ) multiparametrálním analyzátorem YSI 6600 (viz obrázek nahoře vlevo). Pro utvoření základní představy o aktuálním vývoji jakosti vody na nádrži je prostřednictvím Internetu zveřejňováno následujících šest parametrů.: |
| TEPLOTA VODY |
| Zobrazením distribuce teplotních poměrů v celé akumulaci, lze pozorovat tvorbu základních objemových útvarů v nádrži, jejichž vznik předurčuje procesy, které se následné podílejí na vývoji jakosti vody. S nástupem letních podmínek se na hlubších nádržích vytváří tzv. letní teplotní stratifikace. Tento jev souvisí s nerovnoměrným prohříváním vody v různých hloubkách a s poklesem její hustoty při vzrůstající teplotě. Výsledkem je vytváření dvou samostatných vodních těles – epilimnia (při hladině) a hypolimnia (nade dnem). Oba útvary jsou od sebe odděleny tzv. skočnou vrstvou (viz obr. níže vpravo). V každém z takto vymezeném prostoru se odehrávají odlišné procesy, které navozují rozdílné poměry v obou tělesech. S utvářením teplotní stratifikace (teplotní zonací) souvisí i rozložení dalších látek – kyslíku, manganu, dusitanů, fosforu apod. Při setrvalých vysokých teplotách vzduchu a nízkém koeficientu obměny bývá tato diferenciace velmi stabilní a v nádrži ji lze zaznamenat až po dobu několika měsíců. |
 |
| V zimním období se vytváří zimní teplotní stratifikace, která není tak výrazná. Protože voda má nejvyšší hustotu přibližně při teplotě 4oC - teplotní anomálie vody, zůstává nejteplejší voda u dna a nejchladnější je u hladiny. Tento jev zabraňuje úplnému vymrzání nádrží až ke dnu během zimního období. |
| OBSAH KYSLÍKU |
| Život většiny vodních organizmů je bez přítomnosti kyslíku zcela nemyslitelný. Zdrojem kyslíku ve vodách je především difuze (přestup) z atmosféry a fotosyntéza zelených rostlin. Kyslík je naopak spotřebováván dýcháním vodních živočichů a při rozkladu organických látek. V důsledku teplotní stratifikace, bývá u hlubších úživných nádrží ve spodních vrstvách (hypolimniu) kyslík často zcela vyčerpán (tzv. anoxie). Taková situace zmenšuje vhodný prostor pro rybí obsádku a zhoršuje podmínky pro sportovní rybolov. Současně se vytváří pochody, které nepříznivě ovlivňují jakost vody, protože se vytváří látky jako sirovodík, metan, sirné sloučeniny i kysličník uhličitý. Dochází také k přechodu některých nežádoucích látek vázaných v sedimentu do formy rozpuštěné ve vodě (mangan, železo, fosfor). Protože rozpustnost kyslíku ve vodě klesá s narůstající teplotou, jsou úbytky kyslíku spojeny především s vysokými letními teplotami. |
| PROCENTO NASYCENÍ KYSLÍKEM | ||||||||||
| Jako mnohem srozumitelnější nástroj prezentace kyslíkových poměrů často slouží
tzv. procento nasycenosti kyslíkem. Tento parametr zahrnuje i návaznost obsahu kyslíku ve vodě na teplotní poměry a reaguje také na změnu tlaku vzduchu. Vlivem intenzivní fotosyntézy dochází někdy na silně eutrofizovaných nádržích s velkým množstvím řas a sinic v hloubce 2 - 3 m pod hladinou k silnému přesycení kyslíkem. Často jsou zjišťovány i hodnoty přesahující 160% nasycení. Také v zimě (a to i pod silným ledem se sněhovou pokrývkou) může v důsledku asimilace zelených rostlin docházet při hladině k intenzivnímu vývoji kyslíku a hodnoty tohoto parametru přesahují vysoko nad stoprocentní nasycenost. Níže jsou uváděny hodnoty, které představují kritickou mez pro některé druhy ryb při teplotě 20oC:
|
| HODNOTA pH |
| vyjadřuje buď kyselou nebo alkalickou reakci vody. Kyselost je způsobena nadbytkem vodíkových iontů H+ a alkalita (zásaditost) nadbytkem hydroxylových iontů OH-. Rovnovážný stav v povrchových vodách charakterizuje hodnota pH 7. Nižší hodnoty indikují kyselou oblast a naopak hodnoty vyšší než 7 oblast alkalickou. Hodnoty pH se na přírodních povrchových vodách pohybují v rozsahu od 3,5 po 11. Změny hodnoty pH jsou určovány jednak chemizmem vody, ve kterém se odráží převládající charakter povodí a jednak procesy odehrávajícími se přímo v nádrži. Obecně nádrže ve vyšších polohách, které nejsou zatížené odpadními vodami mají hodnoty pH nižší. Kyselost těchto vod je způsobována huminovými kyselinami z rašelinišť. Voda z oblastí převládajících vápencových struktur má naopak hodnoty pH vyšší. V nádržích je často vývoj hodnot pH regulován obsahem oxidu uhličitého. Velká spotřeba oxidu uhličitého zelenými řasami během fotosyntézy vyvolává růst hodnot pH přes 10 v epilimniu. V těchto extrémních podmínkách již dochází k poruchám metabolismu ryb. Naopak u dna v důsledku anaerobního rozkladu a značného vývoje oxidu uhličitého může klesat hodnota pH až pod 6. Úhyn lososovitých ryb nastává při dlouhodobějším poklesu pH pod 4,5 a vzrůstu nad 9,2. Úhyn kaprovitých ryb nastává při dlouhodobějším poklesu pH pod 5,0 a vzrůstu nad 10,8. |
| ZÁKAL | |||||||||||||||
| je jedním z parametrů dokumentujících optické vlastnosti vody. Jeho hodnoty při hladině umožňují posoudit intenzitu průniku slunečního záření do vodního tělesa. Zákal je i měřítkem dostupnosti světelné energie pro zelené rostliny (řasy). Světlo je nezbytnou podmínkou pro jejich růst a rozmnožování. Změny zákalu ve vodním sloupci však také vykreslují průběh transportních procesů v nádrži a to jak horizontálních (materiál nesený přítoky) tak i vertikálních (rozvoj mikrobiálních společenstev u dna). Hodnota zákalu se stanoví dle množství světla, které je odraženo od nerozpuštěných látek v okolním roztoku. Zdroj světla i vysoce citlivý detektor světla (fotodioda) jsou součástí měřícího zařízení. Hodnoty zákalu se vyjadřují v jednotkách NTU (stanoveno výrobcem používaného senzoru). Kalibrace na hodnotu 0 a 100 je prováděna pomocí standardního roztoku formazinu. I když přesné měření zákalu v přírodním prostředí bývá zatíženo množstvím objektivních chyb (shluky partikulí, bubliny unikajícího plynu aj.) lze stanovit tuto přibližnou klasifikaci:
|
| CHLOROFYL-A |
| Stručná charakteristika parametru je uvedena v kapitole "Chlorofyl-a u hráze" . Zobrazení distribuce chlorofylu-a v prostoru nádrže však mnohem lépe odráží skutečnou situaci
na nádrži než pouhý hladinový vzorek. Takto prezentovaný parametr není tolik ovlivněn nahodilými jevy jako je směr a síla větru či intenzita slunečního svitu. Rozložení chlorofylu (a tím i zelených řas a sinic) zmapované tímto způsobem má i dlouhodobější platnost. Ze zkušenosti lze konstatovat, že pokud nenastanou mimořádné okolnosti (zvýšený přítok, výrazná změna teplot nebo slunečního svitu) distribuce chlorofylu se nemění po dobu 15 až 20 dní. Ke stanovení chlorofylu-a je využíváno fluorometrické stanovení v terénu dle postupu určeného výrobcem multiparametrálního analyzátoru (fa.YSI). Pro správnou interpretaci naměřených hodnot je používán přepočet, který je kalibrován výsledky analýz normovanou metodou US EPA č. 445.0. Ze zobrazení získaných touto metodou je často zřejmé, že fotosyntetizující organizmy se vyskytují ve vysokých koncentracích při hladině. Tím je sice znepříjemňována či znemožňována rekreace, ale vodárenský odběr umístěný ve vhodné hloubce může být nedotčen. Také vývoj koncentrace chlorofylu v podélném profilu ukazuje, nerovnoměrné rozložení řas a sinic v nádrži. Při interpretaci získaných zobrazení je však nutné mít vždy na zřeteli, že jsou tímto způsobem detekovány živé organizmy, které jsou schopné velmi rychlé reakce na měnící se životní podmínky. Krátkodobá vymizení některých druhů z části vodního sloupce při měnícím se atmosférickém tlaku nebo za střídání dne a noci jsou jen potvrzením této skutečnosti. Na přiložených fotografiích jsou zobrazeny čtyři druhy sinic, které často způsobují tzv. "kvetení nádrží". V případě výskytu těchto druhů autotrofních organizmů na nádržích s "koupacími místy" je dle vyhl. č. 464/2000 Sb. koupání zakázáno. |
 |
Microcystis ichtyoblabe (měř. 25 µm) |  |
| Woronichinia naegeliana (měř. 25 µm) | ||
 |
Aphanizomenon flos-aquae (měř. 100 µm) |  |
| Microcystis aeruginosa (měř.100 µm) | ||
| 5. KONTAKT |
| koza@pla.cz |
| rederer@pla.cz |