Simulační modely pomáhají vědcům pochopit chování vody v krajině

Experimentální výzkum a měření hydrometeorologických prvků v terénu jsou v současnosti doplněny moderními technologiemi a simulačními nástroji hydrologického modelování, které přinášejí možnost predikce a simulace dopadů alternativních scénářů ve virtuální realitě, tedy aniž by došlo k reálným zásahům do lesních porostů nebo dalších klíčových parametrů povodí, jako jsou terénní úpravy, budování vodních děl či protierozních opatření.

Nejde však o soupeření různých přístrojů a technologií, ale o jejich logické a racionální propojení. Kvalita a přesnost hydrologického modelu je do značné míry úměrná kvalitě a přesnosti vstupních dat, a efektivita reálných dat v povodí může být odvislá od výstupních dat GIS a hydrologických modelů. Významným faktorem je i ekonomický aspekt. Z hlediska provozních nákladů je dlouhodobý provoz experimentálních povodí náročnou záležitostí použitelné výsledky jsou k dispozici až v dlouhodobém sledování těchto povodí. Simulační aparát hydrologických modelů část těchto nákladů minimalizuje.

Využitím simulačních nástrojů v hydrologickém výzkumu se zabývají pracovníci Českého hydrometeorologického ústavu v Ostravě. Mezi analyzovanými faktory jsou i proměnlivé příspěvkové plochy, které kromě terénních měření pomáhají identifikovat právě komplexní hydrologické modely. Dále pak mikrodrsnost reliéfu, kterou  lze spolu s hydrologickým modelováním stanovit pomocí analýzy digitálního modelu reliéfu (DMR) v GIS.

Proměnlivá příspěvková plocha je v čase a s intenzitou deště a infiltrace měnící se plocha, kterou povodí  k přispívá k přímému odtoku, a mikrodrsnost povrchu je systém drobných terénních depresí, rýh a elevací. Podstatným aspektem je efekt měřítka, protože na malých experimentálních povodích se uplatňují či přímo dominují faktory, jež se na povodích vyššího řádu střídají v kombinaci s ostatními faktory, které postupně převažují. Kupříkladu u regionálních povodí se vliv reliéfu uplatňuje spíše tvarem údolnic a morfologií inundačních území než samotnou mikrodrsností reliéfu.

Na velkých povodích dominuje faktor proměnlivé příspěvkové plochy povodí. Na malých povodích se stále více uplatňuje i mikrodrsnost povrchu, zejména pak u povrchového odtoku. Pochopení mechanismů fungování variabilních příspěvkových ploch povodí je důležité nejen z hlediska formování povodňových vln během extrémních odtokových fází, ale také během bezesrážkových a suchých epizod, kdy zásoby vody v povodí jsou často zásadním faktorem pro zdravotní stav lesních porostů, dalších biocenóz a změn vybraných parametrů v daném povodí, často i ireverzibilních.

Pilotní povodí Černé Opavy je jedním rozhraním vcelku intenzivní zemědělské a manufakturní činnosti v minulosti (probíhající od středověku s vrcholem a následným útlumem v 19. století) z nejcennějších povodí Hrubého a Nízkého Jeseníku. Velký potenciál z hlediska ochrany přírody, lesnictví a lesnické hydrologie představují maloplošná chráněná území v tomto povodí, NPR Rejvíz s horskými rašeliništi (Velké a Malé mechové jezírko) a blatkovými porosty a PR Suchý vrch s kamennými a reliktními bory.

Vedle dominantních lesních dřevin smrku ztepilého a buku lesního zde nalezneme i borovici blatku a břízu karpatskou na rašeliništích v povodí Bublavého potoka. Místy je přimíšen i jesenický ekotyp modřínu opadavého. Ze vzácných druhů keřového a bylinného patra můžeme jmenovat rosnatku okrouhlolistou, klikvu bahenní. Ze zajímavých ptáků se vyskytuje netopýr severní, sýc rousný, kulíšek nejmenší, čáp černý či chřástal polní. Opakovaně byly během terénního měření pozorovány druhy jako krkavec velký či včelojed lesní, v jednom případě i sokol stěhovavý a raroh velký.

V povodí se vyskytovalo i několik náhonů. Mezi ty nejvýznamnější lze zařadit náhon převádějící vodu z Černé Opavy do Horního Údolí a náhon u Brandlova mlýna (pily), přičemž z obou objektů zbyla jen torza. Koncem 80. let 19. století bylo připraveno několik sedmi projektů hrazení a dalších úprav toků v povodích Bílé, Střední a Černé Opavy. Z dosavadních výsledků je patrné, že lesnicko-hydrologický výzkum má nesporný význam pro poznání hydrologických procesů zejména v nejvýše položených a zdrojových částech povodí. Zde dochází k počáteční hydrologické transformaci ovzdušné srážky na odtok av závislosti na klíčových parametrech těchto částí povodí také k retenci a retardaci odtoku.

(hyš-jř)
redakce@prirodatv.cz
Ilustrační foto: VÚLHM