Výzkum | Výzkumný záměr
Výzkumný záměr MZE0002704901
Zmírnění nepříznivých přírodních a antropogenních vlivů na půdu a vodu
Doba řešení: 2004 – 2008
Řešitel: Prof. Ing. Miloslav Janeček, DrSc.
Přehled etap výzkumného záměru
Detekce nepříznivých přírodních a antropických vlivů na půdu metodami dálkového průzkumu a stanovení hydrologických vlastností půd na území ČR
Řešitel etapy: Ing. Pavel Novák, CSc.
Řešení vychází ze skutečnosti, že některé nepříznivé a zejména extrémní přírodní jevy a nepříznivé působení dlouhodobých antropických vlivů na půdu nelze na velkém území spolehlivě obsáhnout a zhodnotit. Současné možnosti různých metod DPZ umožňují toto sledování provádět. Předpokládá se zpracování modelového území satelitním panchromatickým snímkováním (s dnešní rozlišovací schopností od 1,0 m) doplněné v digitální formě leteckými snímky a srovnávané se staršími leteckými snímky (až z doby kolem r. 1935) a konfrontované s pozemním průzkumem a vyhodnocením. Většina materiálů bude užita v digitální formě.
Alternativní zdroje závlahové vody
Řešitel etapy: Ing. Josef Zavadil, CSc.
Bude posouzena použitelnost předčištěných odpadních vod z vybraných městských aglomerací pro závlahy zemědělských plodin. Posouzení bude provedeno na základě poznatků o fyzikálních, chemických, mikrobiologických a parazitologických vlastnostech těchto vod, jejich fytotoxicitě a vlivu na půdu, výnosy a jakost plodin a jakost podzemních vod.
Hydroekologické funkce existujících odvodňovacích systémů
Řešitel etapy: Ing. Zbyněk Kulhavý, CSc.
Řešení je zaměřeno na vytvoření ucelené soustavy datových podkladů a metod k hodnocení hydroekologických funkcí odvodňovacích systémů za průměrných i extrémních podmínek, a to jak systémů, na kterých byla prováděna přímá (režimová nebo ojedinělá) měření průtoků, hladin podzemní vody a jakosti vody, popř. další doprovodná měření, tak odvodňovacích systémů, pro které jsou k dispozici jen data z informačního systému Zemědělské vodohospodářské správy a z veřejně dostupných databází. Tím bude získán kvalitativní a kvantitativní náhled na vnitřní mechanismy tvorby odtoku a jakosti vody v podmínkách odvodňovacích systémů a malých zemědělských a zemědělsko-lesních povodí, v nichž jsou vybudovány odvodňovací systémy, se zvláštním zřetelem k podmínkám podhorských oblastí krystalinika středních Čech a Českomoravské vrchoviny.
Korekce funkce a parametrů odvodňovacích systémů s ohledem na hydrologické důsledky klimatických změn
Řešitel etapy: Ing. Mojmír Soukup, CSc.
Na základě dostupných informací, materiálů a zpráv bude proveden rozbor výsledků jednotlivých scénářů klimatických variant a jejich odezvy v hydrologickém režimu, zvláště jeho odtokové a evapotranspirační složky. V návaznosti na výsledky rozborů budou pro jednotlivé hydrogeologické situace vybrány vzorové odvodněné plochy a navrženy alternativní způsoby úprav relevantních parametrů odvodňovacích staveb. V této fázi bude současně provedena syntéza vlivů všech výrazných faktorů ovlivňujících vodní (odtokový) režim odvodněných lokalit a bude vypracován systémový (integrovaný) návrh na změny základních parametrů odvodňovacích systémů a metodika možné adaptace odvodňovacích systémů na změněné podmínky.
Zmírnění nepříznivých vlivů působených vodní a větrnou erozí
Řešitel etapy: Ing. Martin Tippl
Pomocí simulátoru deště bude v různých půdních podmínkách sledován vliv povrchového odtoku na snížení obsahu látek (zejména živin) v půdě. Výsledky budou vyjádřeny jednak ztrátou živin a ostatních látek z hektaru zemědělské půdy, tak obohacením o koncentrace látek ve vodních tocích. Pokusné svažité parcely u Jílového u Prahy budou využity ke sledování účinnosti ochranných zatravněných pásů (buferů) na snížení povrchového odtoku a obsahu smývaných látek. V podmínkách malého zemědělsky využívaného povodí (Černičí u Čechtic) bude ověřován nový model HydroCad s využitím podkladů v GIS zejména 3D modelu terénu, nejen k určování velikosti povrchového odtoku, ale i k jeho ovlivnění uplatněním protierozních opatření. Řešení bude zaměřeno i na vysledování podmínek, za nichž mohou těžké půdy podléhat větrné erozi.
Pro řešení bude využito anemometrů ke stanovení vlivu stupně erodovatelnosti těžkých půd větrem při různých vlhkostech a strukturních stavech a k zjišťování účinnosti vybraných větrolamů z hlediska jejich propustnosti.
Hodnocení účinnosti ochrany povodí před škodlivými účinky povrchového odtoku opatřeními pozemkových úprav
Řešitel etapy: Ing. Jana Podhrázská, Ph.D.
Extrémní povodně, které se vyskytly v poslední době v České republice, vyvolávají naléhavou potřebu zabývat se tímto závažným jevem. Podstatným problémem je stanovení účinnosti ochrany před povodněmi retencí krajiny při povodních a zvýšení této retence biotechnickými a technickými opatřeními. Vyvinuté metody a postupy pro návrhy komplexních opatření zvyšujících retenci povodí a omezujících škodlivé účinky povrchového odtoku umožní hodnocení účinnosti těchto opatření při projektování pozemkových úprav. Hodnocena bude i infiltrace vody do půdy a retenční vodní kapacita půd. Pro větší území bude možné podle zastoupení půdních typů v povodích (fluvizemí, černic) zkoumat rozsahy povodní v minulosti, stanovit i nové prognózy a postupy pro zlepšené návrhy ochranných opatření. Řešení bude vycházet z neustále aktualizované grafické a numerické počítačové databáze ústavu.
Změny kvality vody v tocích podhorské oblasti Šumavy
Řešitel etapy: Doc. Ing. Jiří Gergel, CSc.
Jakost vody bude sledována 12 x ročně v uzávěrových profilech vybraných povodí. Sledováno bude pH, acidita, alkalita, uhlík anorganický, oxidovatelnost manganistanová, amoniak a amonné soli, dusitany, dusičnany, dusík anorganický, dusík kjehldalický, fosforečnany, fosfor, celkový vápník, hořčík, draslík, sodík, sírany, chloridy, vodivost, látky rozpuštěné - sušina, popel, látky nerozpuštěné - sušina, popel, průtoky, saprobita, trofický potenciál. Takto budou souhrnně zhodnoceny kvalitativní i kvantitativní charakteristiky jakosti vody a odnos látek z vybraných povodí. Při zachování metodologicky naprosto stejného postupu bude na základě změn jakosti vody v devíti modelových povodích zhodnocen vliv systému hospodaření v krajině Pošumaví a budou formulovány návrhy na další hospodářskou činnost v těchto marginálních oblastech.
Vliv rozmístění a využívání trvalých travních porostů na kvalitativní a kvantitativní parametry půdy a vody
Řešitel etapy: Doc. Ing. Tomáš Kvítek, CSc.
Řešení etapy výzkumného záměru je zaměřeno na přesné určení zdrojových oblastí (infiltračních) vod v oblasti krystalinika Českomoravské vrchoviny a jejich využívání lučními fytocenózami a dopad využívání půdy na jakost vody. V rámci etapy budou řešeny tyto problematiky: 1) Ověření vybraných metod (včetně dálkového průzkumu Země) k určení plošné variability vlhkosti, teploty a zrnitostního složení půdy ve vazbě na infiltraci, 2) rozdílné využívání lučních fytocenóz a jejich vliv na parametry půdy, vody a rostlinných společenstev 3) analýza dílčích povodí ve vazbě na jakost vody a odnosy živin z povodí Kopaninského toku a povodí VN Švihov.
Hodnocení kořenového systému vegetace jako významného půdotvorného faktoru antropogenních půd
Řešitel etapy: Ing. Petr Čermák, CSc.
Řešení bude zaměřeno na hodnocení stavu a vývoje kořenového systému odlišných taxonů dřevin a ostatní doprovodné vegetace na věkově i pedologicky různorodých výsypkových substrátech, reprezentujících v regionu Severočeské hnědouhelné pánve nejvýznamnější antropogenní půdy, jakož i na stanovení rekultivační významnosti dřevin z hlediska půdotvorného a půdoochranného.
Pro posouzení vývoje kořenového systému vegetace bude použita metoda hodnocení vertikálního průřezu-transektu, který spočívá ve zhotovení půdní sondy, která stěnou (stěnami) prořezává podzemní části rostliny a umožňuje zachytit vrchní, spodní a boční hranici výskytu kořenů, včetně případných horizontálních anomálií. Součástí těchto experimentálních prací, bude i sledování významnějších stanovištních faktorů, ke kterým na těchto lokalikách patří zejména vegetační dynamika průběhu zásob půdní vody, chemické, fyzikální a hydrofyzikální půdní vlastnosti výsypkových substrátů.
Kontaminace půd arsenem
Řešitel etapy: Ing. Radim Vácha, Ph. D.
Bude sestaven soubor půd zatížených As, který bude reprezentovat rozdílné půdní typy a bude diferencován zdroj kontaminace půd As (geogenně zvýšené obsahy, antropogenní vlivy, imisní zatížení, inundace v pásmu fluvizemí, kombinace vlivů) a stanovena intenzita kontaminace (překročení svrchní meze pozadí a vyšších stupňů limitních hodnot). Na tomto souboru půd bude testována analytická metoda frakcionace As v půdách a případně modifikována pro naše podmínky. V další fázi budou navrženy postupy imobilizace As v půdách s jeho zvýšenými obsahy. K posouzení intenzity rizika budou sloužit uvedené analytické metody. Zvolené sorbenty (upravené oxidy Fe) budou testovány v laboratorních podmínkách (kolonové pokusy) i nádobovými pokusy, kdy bude sledován transfer As z půdy do rostlin, praktické ověření bude provedeno polním mikroparcelkovým pokusem. Bude přihlédnuto i k problému eventuální souběžné kontaminace půdy As s dalšími rizikovými prvky (Cd, Zn).
Rašeliniště jako indikátor zátěže prostředí
Řešitel etapy: Ing. Karel Březina
Navrhované řešení vychází z dosavadního stavu poznání vlivu rašelinných ložisek na kvalitu vody z rašelinišť vytékající a jimi protékající za průměrných i extrémních podmínek s vyústěním do návrhu opatření pro omezení možnosti kontaminace povrchových vod přírodními látkami v rašelině obsaženými i látkami antropogenními vlivy do ložisek vnesenými. Bude zpřesněna klasifikace rašeliništních půd, jejich třídění a diagnostika. Na toto bude navazovat dílčí studium postupujícího rašelinění půd, zejména lesních, při sledování vlivu podílu rašelinných půd na kvalitu vody v povodích s převládajícím využitím jako povrchového zdroje vod.