4.2.4 Hodnocení ztrát průtoku Smědé

4.2.4 Hodnocení ztrát průtoku Smědé 4.2.4.1 Úvod

Provádění společných a souběžných hydrometrických měření na hraničních vodách s Polskou republikou je ukotveno v Zásadách spolupráce v oblasti hydrologie, hydrogeologie a protipovodňové služby na hraničních vodách mezi Českou republikou a Polskem, schválených na 1. jednání zmocněnců obou vlád pro otázky vodního hospodářství na hraničních vodách v roce 1995. V povodí Smědé (Witka) probíhají tato měření v profilech Višňová, Předlánce a v doplňkovém profile Boleslav na české straně a v profilu Ostrožno na straně polské. Četnost společných měření je v posledních letech 4× ročně.

Za českou stranu provádí měření pobočka ČHMÚ v Ústí nad Labem, za polskou pak hydrometrická skupina IMGW Wroclaw závodu Jelenia Gora. Porovnání výsledků měření stejně jako průměrných měsíčních průtoků a dalších hydrologických charakteristik za uplynulý hydrologický rok se provádí jednou ročně na setkání zainteresovaných pracovišť.

V rámci porovnání byly v posledních letech zjištěny narůstající rozdíly v průměrných měsíčních průtocích stanic Višňová a Ostrožno (Obr.4.2.4.1). Zpočátku se ztráty vodnosti v měsíčních průměrech projevovaly jen v jednom, výjimečně ve dvou měsících. S postupem času se rozdíly projevovaly zřetelněji. Např. v hydrologických letech 2003 a 2004 byl nižší průměrný měsíční průtok ve stanici Ostrožno již v pěti měsících. Analýzy provedené oběma stranami v posledních třech letech potvrdily úbytek vodnosti v tomto mezipovodí zejména v období nižších průtoků. Na základě přetrvávajících rozdílů byl oběma stranami proveden velmi podrobný terénní průzkum toku v tomto mezipovodí s důrazem na existenci možných odběrů vody. Přesto, že byl průzkum prováděn opakovaně a v různých obdobích, nebyl zjištěn žádný takový neevidovaný významný odběr vody, který by objasnil zjištěné rozdíly.

Výsledky společných česko-polských měření nevykazují zásadní rozdíly a jejich vzájemný rozdíl se pohybuje maximálně do 10%, ve většině případů do 5%. Některá bodová společná měření provedená v obdobích nízkých průtoků sice vykazovala ztrátu vodnosti toku, nicméně jejich rozdíl nebyl větší než přípustná chyba měření a jednoznačně se tak nepotvrdil, ani nevyvrátil tento úbytek.

Dosud však nebyla provedena podrobná analýza všech dostupných společných, resp. souběžných

měření od počátku jejich realizace. Od roku 2007 používá česká strana při společných měřeních

moderní technologii ADCP pro měření průtoku založenou na Dopplerově efektu. Pro dosažení

maximální přesnosti byly též v průběhu posledních let vybudovány nebo zrekonstruovány stabilní

měrné prahy ve stanicích ČHMÚ v povodí Lužické Nisy (Hrádek nad Nisou, Bílý Potok) a v povodí

Smědé (Frýdlant, Předlánce i Višňová).

Zhotovitel v následujících kapitolách analyzoval a hodnotil průtoky Smědé a jejího nejvýznamnějšího přítoku v zájmovém území (Bulovský potok).Cílem bylo vymezit ztrátové úseky a kvantifikovat ztráty průtoku Smědé.

Obr.4.2.4.1: Pozorování povrchové vody (zdroj dat: ČHMÚ, mapový podklad geoportal.cenia.cz)

4.2.4.2 Získaná data

Byly vyhodnocena data získaná z ČHMÚ. Jedná se o průměrné měsíční průtoky Q

ve Smědé (stanice Višňová a Předlánce) a na jejím přítoku – Bulovském potoce (stanice Předlánce – Bulovský p.). Dále byly získány měsíční průtoky z Polské stanice Ostrožno, které je také na Smědé.

Jedná se o časové řady od hydrologického roku 1995, jen stanice Předlánce na Smědé je měřena až od hydrologického roku 2000.

mezipovodí II

mezipovodí I

AQUATEST a.s. měří průtoky na levých přítocích Smědé. Průtok v těchto potocích je však tak malý, že nemá praktický vliv na určení ztrát ve Smědé. Průměrný průtok za dobu měření (1997 – 2008) je v těchto přítocích 17 l/s - Minkovický p., 56 l/s - Višňovský p. a 20 l/s Filipovka, Saňský p.

Na Andělském potoce probíhají pouze expediční měření. Měření na přítocích mají za cíl hodnotit vliv odvalu dolu Turów na vody v ČR. Průtoky v těchto potocích neprojevují dlouhodobý trend.

Na obr.4.2.4 jsou zobrazeny všechny získané průtoky. Růžové pruhy označují měsíce, kdy byl průtok ve Višňové větší než v Ostrožně (tj. ztrátové měsíce). Z grafu není patrné, že by ztráta průtoku souvisela s náhlou změnou průtoku. Graf dokládá, že zvýšení hladiny v řece nevede k dotaci podzemních vody, která by byla patrná na průměrných měsíčních průtocích.

V grafech níže jsou červenými popiskami vyznačeny měsíce s mimořádnou absolutní (vyjádřena jako l/s) nebo relativní (vyjádřena jako % průtoku) ztrátou průtoku. Jedná se o srpen 2002 a červenec 2003.

Nejdelší časové řada (od hydrologického roku 1995) je pro všechny stanice ČHMÚ kromě Předlánce na Smědé. Hodnocení se tedy nejprve zaměřuje na tento delší časový úsek, aby mohlo být prokázáno, zda dochází prokazatelně ke ztrátě průtoku (kapitoly 4.2.4.3 až 4.2.4.4).

Obr.4.2.4.2: Časová řada průměrných měsíčních průtoků

2002/08 2003/07

0 10 20

Qm [m3/s]

1994/11 1995/11 1996/11 1997/11 1998/11 1999/11 2000/11 2001/11 2002/11 2003/11 2004/11 2005/11 2006/11 2007/11 roky (začátky hydrologických roků)

Ostrožno Předlánce

Předlánce - Bulovský potok Višňová

měsíce s poklesem průtoku ve směru toku

4.2.4.3 Ztráty průtoku (absolutní tj. v l/s)

Byl hodnocen rozdíl průtoku mezi Višňovou a Ostrožnem po odečtení průtoku Bulovského potoka (obr.4.2.4.3). Průtok Bulovského potoka byl odečten, protože zakrývá ztrátu průtoku ve Smědé. V grafu je vyznačeno číslo měsíce s výraznou zápornou hodnotou – jde tedy o ztráty (1 – leden, 2 – únor, atd.). Z grafu je patrné, že většina hydrologického roku 2003 a celý rok 2004 byly ztrátové.

Obr.4.2.4.3: Časová řada rozdílů průtoků – červená linie označuje ztráty

1994/11 1995/11 1996/11 1997/11 1998/11 1999/11 2000/11 2001/11 2002/11 2003/11 2004/11 2005/11 2006/11 2007/11

roky (začátky hydrologických roků) -4

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Qm Ostrožno - Qm Višňová - Qm Bulovský p. [m3/s]

5 8 3 9

4 8 5 9 9 7

8

4 7 12 5 10 6 1 7 6 9

2002/08 2003/07

číslo měsíce s velkým poklesem průtoku ve směru toku

Byla sledována závislost ztrát a průtoku ve Višňové. Z grafu (Obr.4.2.4.4) je patrné, že ke ztrátám dochází zejména při nižších průtocích. Během 14 let sledování bylo z celkem 168 měsíců 60 ztrátových (tj. 36% měsíců).

Zdaleka největší ztráta byla v srpnu 2002, kdy však průtoky nebyly nijak mimořádné.

Vysvětlením by mohl být rozkolísaný vodní režim v průběhu měsíce, kdy při zvýšení hladiny v řece dojde v výrazné dotaci podzemních vod z řeky. To by bylo patrné z denních průtoků, které nebyly předmětem posouzení. V srpnu 2002 došlo k rozsáhlým povodním. V severních Čechách však povodně nebyly výrazné a rok 2002 nebyl zvlášť srážkově nadnormální.

Obr.4.2.4.4: Závislost rozdílu průtoku na průtoku ve Višňové (červeně ztráty)

pokles průtoku ve směru toku nárůst průtoku ve směru toku

0 5 10 15

Q_m Višňová [m³/s]

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Qm Ostrožno - Qm Višňová - Qm Bulovský p. [m3/s]

2002/08 2003/07

Z histogramu ztrát průtoku na obr. 4.2.4.5 je patrná mimořádnost srpna 2002. Z 60 měsíců, kdy byla zaznamenaná ztráta průtoku, bylo 52 do 400 l/s (tj. 87% ztrátových měsíců), přičemž ztráta od 200 do 700 l/s byla zaznamenána v 27 měsících (tj. 45% ztrátových měsíců). Bez započítání extrémní hodnoty ze srpna 2002 byla průměrná ztráta 220 l/s.

Obr.4.2.4.5: Rozdíly průtoku (pouze poklesy průtoku – tj. ztráty)

srpen 2002

0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3

Q

Ostrožno - Q

Višňová - Q

Bulovský p. [m

/s]

0 5 10 15 20

če tn os t

1 2 3

2 12

8 14 18

4.2.4.4 Ztráty průtoku (relativní – tj. v % průtoku)

Ztráty průtoku jsou prokazatelné pouze tehdy, pokud jejich velikost je větší než chyba měření.

Ztráta je tak statisticky významná. Proto byly hodnoceny ztráty vzhledem k průtoku na stanici Višňová, která je na vtoku do ztrátového úseku.

Z obr. 4.2.4.6 je patrné, že z 60 ztrátových měsíců byla ve 24 měsících (tj. 40% ztrátových měsíců) ztráta větší než 10% průtoku ve Višňové. Chyba měření je do 10%. Průměrná relativní ztráta byla 12%.

Obr.4.2.4.6: Podíl rozdílů průtoku na průtoku ve Višňové (pouze poklesy průtoku - tj. ztráty)

červenec 2003

0 % -5 % -10 % -15 % -20 % -25 % -30 % -35 % -40 % -45 %

Q

Ostrožno - Q

Višňová - Q 

Bulovský p.

Q

Višňová 0

5 10 15

če tn os t

1 1

1 2 2

2 1 3

2 4 5 7 11 11

7

Graf na o

br.4.2.4.7 ukazuje, že ke statisticky nejvýznamnějším ztrátám dochází při nízkém průtoku.

Obr.4.2.4.7: Závislost rozdílu průtoku na průtoku ve Višňové (ztráty červeně)

pokles průtoku ve směru toku nárůst průtoku ve směru toku

0 5 10 15

Q_m Višňová [m³/s]

-50 % 0 % 50 % 100 %

Qm Ostrožno - Qm Višňová - Qm Bulovský p. Qm Višňová

2002/08 2003/07

4.2.4.5 Ztráty v mezipovodích

Výše bylo prokázáno, že dochází ke ztrátám průtoku v úseku Višňová – Ostrožno. Ve stanici Předlánce na Smědé byla prováděna měření průtoku až od hydrologického roku 2000. Na časových řadách od roku 2000 je tak možno přesněji vymezit ztrátový úsek, proto jsou v této kapitole vyhodnoceny. Byly proto vymezeny mezipovodí. Mezipovodí I odpovídá úseku Smědé mezi Višňovou a Předlánce bez povodí Bulovského potoka, mezipovodí II odpovídá úseku mezi Předlánce a Ostrožnem.

Na obr.4.2.4.8 jsou zobrazeny rozdíly v průtocích mezi počátečním a konečném profilu mezipovodí. V mezipovodí I se během sledovaných 9 let (108 měsíců) projevuje ztráta ve dvou měsících (tj. 1,9 % měsíců) a to v červenci 2005 (110 l/s) a v březnu 2008 (800 l/s). V mezipovodí II se ztráta projevuje ve 43 měsících (tj. 40 % měsíců).

Obr.4.2.4.8: Časová řada rozdílů průtoku v mezipovodí

číslo měsíce s velkým poklesem průtoku ve směru toku

3 7

1999/11 2000/11 2001/11 2002/11 2003/11 2004/11 2005/11 2006/11 2007/11 roky (začátky hydrologických roků)

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

rozdíl průtoků v mezipovodí [m3/s]

9 7

8

4 7 12 5 10 6 1 7 6 9

2002/08 2003/07

mezipovodí II

(Předlánce až Ostrožno) mezipovodí I

(Višňová až Předlánce bez Bulovského p.)

Obr. 4.2.4.9 ukazuje histogram ztrát v mezipovodí. Bez uvažování hodnoty ze srpna 2002 je průměrná ztráta v mezipovodí II 236 l/s. Ke ztrátě mezi 200 a 700 l/s dochází v 18 měsících (tj. 42 % ztrátových měsíců).

Obr.4.2.4.9: Rozdíly průtoku v mezipovodích (pouze ztráty)

2002/08

0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 -4

rozdíl průtoků v mezipovodí [m³/s]

0 5 10 15

četnost

1 1

1 2 3 5 7 14

9

1 1

mezipovodí II (Předlánce až Ostrožno)

mezipovodí I (Višňová až Předlánce bez Bulovského p.)

Byl vypočítán specifický odtok z mezipovodí. Pro mezipovodí II nabýval hodnot od -159 do 335 l/s/km². Změny průtoku tak neodpovídají velikosti povodí a jsou možná způsobeny komunikaci s podzemní vodou. Tato hypotéza může být rozpracována po získání a analýze denních průtoků.

4.2.4.6 Shrnutí

Bylo prokázáno, že dochází ke ztrátám průtoku ve Smědé. Za posledních 14 let byla ve 24 měsících (40 % ztrátových měsíců) ztráta statisticky významná (větší než 10 %). Mezi stanicí ČHMÚ Višňová a Předlánce (tj. v mezipovodí I) se projevovala ztráta výjimečně, ale mezi stanicemi Předlánce a Ostrožno (tj. v mezipovodí II) se ztráta projevovala za posledních 9 let ve 40 procentech sledovaných měsíců.

Průměrná ztráta (pokud se projeví) je v mezipovodí II cca 240 l/s. Ztráta se projevuje zejména při nízkých průtocích. Ke ztrátě může docházet i v měsících, kdy po směru toku průtok narůstá, hodnocení totiž nepracuje s ostatními přítoky Smědé (drobné vodoteče, základní a povrchový odtok). Příčiny ztrát jsou hodnoceny a kvantifikovány v kapitole 4.4.2 (Matematické modelování - Frýdlantský výběžek).

4.4 Matematické modelování 4.4.1 Hrádecká pánev

4.4.2 Frýdlantský výběžek

Matematický model Frýdlantského výběžku navazuje na hydrogeologickou rešerši (kap.4.1.7) a na hodnocení ztrát průtoku Smědé (Kap. 4.2.4.). Rozsah glacifluviálních sedimentů u Filipovky byl převzat z hydrogeologické mapy 1:50 000. Zájmový územím je okolí Smědé na S od Minkovic a prostor mezi Smědou a státní hranicí na Z a na S.

4.4.2.1 Úvod

Představu o geologických poměrech a proudění podzemní vody ukazuje schematický geologický řez (obr.4.4.2.1). Řez začíná v dole Turów a končí na JV od Filipovky. Nadmořské výšky jsou odečteny z aplikace Google Earth. Skutečná největší hloubka dolu je v současnosti 30 m n.m (www.kwbturow.com.pl). Geologické poměry vycházejí pouze z informací z vrtů na české straně. Sklon hladiny podzemní vody je zobrazen tak, aby docházelo k přetoku vody ze Smědé do dolu Turów.

Žitavská pánev je ve skutečnosti tektonicky omezena. Skutečná báze terciéru bude doplněna po získání informací z polského území.

Obr.4.4.2.1: Ideový řez zájmovým územím – koncepční model

4.4.2.2 Koncepční model

Cílem modelu je posoudit a kvantifikovat možnost přetékání podzemní vody ze Smědé směrem na západ do Polska.

Ke ztrátám průtoku Smědé (cca 240 l/s) dochází na sever od hydrologické stanice Předlánce a to minimálně od roku 1995 (kap. 4.2.4).

Hladina podzemní vody v pozorovacích vrtech ČHMÚ od sedmdesátých let 20. stol. klesla až o cca 40 cm. Vrty jsou v údolní nivě Smědé a zastihují kolektor holocénních štěrkopísků v okolí Višňové, Filipovky a Minkovic. Přitom vrt VP2010 u kterého je snížení hladiny kolem 30 cm leží na pravém břehu Smědé a mezi ním a Polskem je tok Smědé (kap. 4.1.5).

Hladiny ve vrtech ČHMÚ na počátku měření (1967) odpovídají pravděpodobně neovlivněnému stavu. Průtoky jsou Smědé jsou dostupné až od devadesátých let a měření tak nezastihla neovlivněný stav.

Je možno zformulovat několik hypotéz kam se voda ze Smědé ztrácí. Některé hypotézy jsou dále testovány matematickým modelem.

Přirozenou možností kam se může voda ztrácet je subglaciální koryto (Králík 1989). Tato hypotéza není schopna vysvětlit pokles hladin podzemní vody, částečně však vysvětluje ztráty průtoku ve Smědé.

Při přirozeném gradientu Smědé proudí podzemní voda nivou paralelně s tokem. Subglaciální koryto (obr.4.1.7.2.1.1) má možná podstatně větší transmisivitu než holocénní štěrkopísky na jih od Višňové.

Je totiž cca 50 m hluboké, zatímco holocénní štěrkopísky v údolní terase jsou pouze cca 5 m mocné.

Ztráty povrchové vody tak dotují poříční vodu v údolní nivě. Tuto hypotézu testuje model A – subglaciální koryto.

Na J a Z od Filipovky se nachází podle hydrogeologické mapy 1:50 000 akumulace glacifluviálních sedimentů. Jejich báze není známa. Vzhledem jejich možné propustnosti lze uvažovat, že přes ně dochází k proudění podzemní vody do dolu Turów. Pro tuto hypotézu však nemáme žádné přímý důkaz. Tuto hypotézu testuje model B – Filipovka.

K přetoku podzemní vody do dolu Turów může také docházet přes písčité polohy v terciérních sedimentech. Polohy písku a štěrku o mocnosti 1 – 5 m byly zastiženy ve vrtech u Višňové (VA108, Viš23, Viš42), které však leží v mezipovodí I (mezi stanicemi Předlánce a Ostrožno), ve kterém až na výjimky ke zjevným ztrátám průtoku nedochází. Písčité polohy mohou být i v povodí II, ale archivní vrty zaznamenaly až do cca 60 m v terciéru pouze jíly.

K přetoku může taktéž docházet přes tektonické poruchy. Tektonika hraje v zájmovém území významnou roli. Zlomy ohraničují žitavskou pánev a tok Smědé je tektonicky predisponován. Ztráty vody vlivem poruch by vysvětlovaly, proč k poklesu hladiny podzemní vody dochází na relativně rozsáhlém území a pokles není větší.

Neoprávněné významné odběry povrchové vody byly vyloučeny v dřívějších letech terénní rekognoskací. Neoprávněné odběry podzemní vody nejsou známy.

Kromě těchto hypotéz matematický model (varianta C) kvantifikuje snížení přítoku podzemní vody do ČR v důsledku poklesu hladiny podzemní vody ve Višňové.

4.4.2.3 Metodika

Pro sestavení numerického modelu s prostorově distribuovanými parametry nebylo získáno dostatek vstupních dat. Byl sestaven analytický a celistvý model ustáleného proudění podzemní vody.

Použité vztahy jsou patrné z tabulek 4.4.2.4.1 až 4.4.2.4.5. Použitý matematický model byl implementován v tabulkovém kalkulátoru MS Excel. Výpočty jsou založeny na darcyho zákoně.

4.4.2.4 Vlastní modelové řešení - varianty A) Subglaciální koryto

Model A – Subglaciální koryto testuje kolik vody může protékat pod údolní nivou subglaciálním korytem.

Tab.4.4.2.4.1: Model A - subglaciální koryto - předpoklady modelu

Parametr Hodnota Způsob zjištění

šířka subglaciálního koryta 600 m Králík (1989)

hydraulický gradient Smědé (nesleduje meandry) 0.37% soubor výškové kóty hladin .shp

Tab.4.4.2.4.2: Model A – subglaciální koryto - modelové scénáře (varianty transmisivity)

Varianta Transmisivita kolektoru

subglac. koryta [m

/s] Způsob zjištění Průtok subglac.

korytem A1 transmisivita z hydrogeo-

logické (dále HG) mapy 1.7E-2 HG mapa 1:50.000

(max.) 37 l/s

A2 transmisivita - horní mez

srovnatelných prostředí 5.0E-2 mocnost 50 m,

k

= 1×10

m/s 110 l/s

A3 inverzní úloha 1.5E-1 mocnost 50 m,

k

= 3×10

m/s 330 l/s

Obr.4.4.2.4.1: Model A – Schéma proudění podzemní vody (modré šipky označují směr proudění podzemní vody

O transmisivitě subglaciálního koryta nejsou dostupné informace z archivních vrtů. Pokud použijeme jako odhad transmisivity maximální hodnotu udávanou v hydrogeologické mapě 1:50 000 pro glacifluviální sedimenty, bude průtok menší než 40 l/s (varianta A1). Pokud transmisivitu vypočteme z hloubky koryta a hydraulické vodivosti kf odpovídající analogickému geologickému prostředí (1×10^-3 m/s), bude průtok korytem již přes 100 l/s (varianta A2). To je hodnota, která nevysvětluje plně ztráty, ale pomůže k vysvětlení obrovských ztrát ze Smědé. Pokud by korytem měla proudit celá ztráta ze Smědé (240 l/s), bylo by třeba, aby hydraulická vodivost kf výplně glacifluviálního koryta byla 3×10^-3 m/s (varianta A3). To je hodnota velmi vysoká, ne příliš pravděpodobná, avšak rozhodně není nemožná.

Výpočty jsou dokumentovány v tabulkách 4.4.2.4.1 a 4.4.2.4.2.

B) Filipovka

Model Filipovka se zabývá přetokem podzemní vody ze Smědé do dolu Turów přes glacifluviální sedimenty na Z a J od Filipovky, případně přes písčité vrstvy v terciéru.

Pokles hladiny podzemní vody v okolí Filipovky dokládá pouze vrt VP2012, kde došlo k poklesu od sedmdesátých let 20. stol. cca o 40 cm. Uvažujme (tab.4.4.2.4.3), že hladina ve vrtu byla v neovlivněném stavu na úrovni vody ve Smědé. Poklesem hladiny ve vrtu vznikl hydraulický gradient mezi řekou a vrtem. Pokud by se hydraulická výška snižovala směrem na Z při zachování téhož gradientu, byla by hydraulická výška na hranicích s Polskem u Filipovky cca 3 m pod úrovní hladiny ve Smědé. Pokud bychom uvažovali transmisivitu glacifluviálních sedimentů jako horní mez hodnot podle hydrogeologické mapy 1:50 000, odtékalo by přes Polské hranice u Filipovky cca 60 l/s.

Tab.4.4.2.4.3: Model B1 Filipovka - odtok do Polska podle poklesu ve hladiny vrtu VP2012

Vstupní data a výsledky

modelu Hodnota Způsob zjištění

dh 0.4 m pokles ve vrtu VP 2012 (1967 -2008)

dx 170 m vzdálenost VP2012 od Smědé

hydraulický gradient I 0.24% dh/dx; předpoklad: hladina v VP2012 byla při neovlivněném stavu na úrovni hladiny ve Smědé filtrační vzdálenost 1300 m vzdálenost Smědé od Polských hranic

hydraulická výška na Polských hranicích pod

hladinou Smědé 3 m

předpoklad: hydraulický gradient mezi Smědou a hranicí ČR-PL je roven hydraulickému gradientu mezi Smědou a VP2012

šířka průtočného profilu Š 1500 m sj. rozsah glacifluviálních sedimentů na J a Z od Filipovky transmisivita T [m

/s] 1.7×10

hydrogeologická mapa 1:50 000 - horní mez

odtok vody do Polska 58 l/s = I׊×T

Samotný pokles hladiny v pozorovaných vrtech proto není dostatečným dokladem pro odtok stovek l/s podzemní vody do Polska.

Obr.4.4.2.4.2: Model B1

Vrt 2012 leží v blízkosti meandrující Smědé, která vrt obtéká na J a V. Od vrtu na JZ se podle hydrogeologické mapy 1:50 000 nachází zamokřená místa. Sedimenty v nivě Smědé mohu být propustnější než glacifluviální sedimenty na Z a J od Filipovky. Je možno se proto domnívat, že ovlivnění vrtu dolem Turów v důsledku těchto faktorů bude zmenšeno. Ve výpočtu v tab.4.4.2.4.4 bylo proto testováno, zda hydraulický spád mezi Smědou a dolem Turów by mohl vysvětlit ztráty ve Smědé.

Tab.4.4.2.4.4: Model B2 Filipovka - odtok do Polska podle rozdílu hladin Turów - Smědá

Vstupní data a výsledky

modelu Hodnota Způsob zjištění

hladina v dole Turów 30 m n.m. předpoklad: na úrovni nejnižšího místa hladina ve Smědé 221 m

n.m. u Filipovky

hydraulický spád dh 190 m rozdíl hladin mezi dolem Turów a Smědou u Filipovky dx 11 000 m vzdálenost nejnižšího místa dolu Turów od Smědé u

Filipovky hydraulický gradient I 1.7% dh/dx

1300 m vzdálenost Smědé od Polských hranic hydraulická výška na

Polských hranicích pod

hladinou Smědé 22 m lineární interpolace mezi Turówem a Smědou

šířka průtočného profilu Š 1500 m sj. rozsah glacifluviálních sedimentů na J a Z od Filipovky transmisivita T [m

/s] 1.7×10

HG mapa 1:50 000 - horní mez pro fluviální sedimenty odtok vody do Polska 428 l/s =I׊×T

Z výpočtu vyplývá, že hydraulický spád mezi Smědou a dolem Turów je dostatečný, aby za předpokladu neověřených hydrogeologických podmínek, způsobil prokázané ztráty průtoku ve Smědé.

C) Višňová

K významným poklesům hladiny ve vrtech ČHMÚ dochází nejen v mezipovodí II (kde jsou prokázány ztráty průtoku Smědé a které je předmětem modelových variant uvedených výše), ale také v mezipovodí I (na J od Předlánce). Nejvýznamnější pokles hladiny je ve vrtu VP2008 ve Višňové (mezipovodí I). Ač došlo k poklesu hladiny ve Višňové, byl zachován směr proudění (hydraulický gradient) z Polska do ČR. Výpočet v tabulce 4.4.2.4.5 kvantifikuje snížení přítoku z Polska do ČR v důsledku poklesu hladiny podzemní vody.

Tab.4.4.2.4.5: Model C Višňová - zmenšení přítoku z Polska podle poklesu hladiny ve vrtu VP2008

Vstupní data a výsledky modelu Hodnota Způsob zjištění

dh 0.43 m pokles ve vrtu VP2008 (1967 -2008)

dx 750 m vzdálenost VP2008 od Smědé

změna hydraulického gradientu dI

0.06% dh/dx

šířka průtočného profilu Š 800 m severojižní rozsah výběžku fluviálních sedimentů v okolí Višňové

transmisivita T [m

/s] 1.7×10

HG mapa 1:50 000 - horní mez pro fluviální sedimenty snížení přítoku vody z Polska 8 l/s = dI׊×T

Obr.4.4.2.4.3: Model C Višňová – mapa (vyznačeny hladiny ve vrtech ČHMÚ v m n.m.)

Obr.4.4.2.4.4: Model C Višňová – schematický vertikální řez

V důsledku poklesu hladiny ve vrtu cca o cca 40 cm došlo ke snížení přítoku podzemní vody do ČR ve Višňové nejvýše o 10 l/s. Takové množství se neprojeví výrazně na průtoku Smědé.

4.4.2.3 Shrnutí

Ztráty průtoku ve Smědé je možno vysvětlit několika hydrogeologickými příčinami. Povrchová voda může dotovat poříční vodu v subglaciálním korytu. Toto vysvětlení však nezdůvodňuje pokles hladin v čase a je testováno v modelových variantách A1 až A3. Dalšími vysvětleními ztrát průtoku Smědé a poklesu hladiny podzemní vody je přetok do Polska a to přes:

 glacifluviální sedimenty na J a Z od Filipovky (hypoteticky až 430 l/s, model B2),

 písčité polohy v terciéru,

 tektonické poruchy.

Ve skutečnosti se na ztrátách průtoku Smědé pravděpodobně podílejí všechna uvedená vysvětlení.

Problematika ovlivnění Smědé dolem Turów je velmi obtížná a dále je snížena nedostatkem relevantních dat. Jen další hydrologické a hydrogeologické práce mohou upřesnit mechanismy ztráty průtoku Smědé.

4.4.2.4 Doporučení

Zhotovitel navrhuje získání následujících dat pro objasnění ztrát průtoku Smědé a poklesu hladin ve vrtech ČHMÚ ve frýdlantském výběžku:

 získat kvalitativní údaje o vodnosti levých přítoků Smědé za posledních cca 60 let od dlouholetých funkcionářů Českého rybářského svazu,

 zakoupit hydrogeologické a geologické mapy přilehlé části Polska (podle skutečného stavu),

 provést tektonickou analýzu podle interpretace družicových snímků,

 zaměřit nadmořskou výšku ve studních mezi Filipovkou a Višňovou a současně zaměřit nadmořskou výšku hladiny ve Smědé, provést pasportizaci studen nebo takovou pasportizaci získat,

 provést hydrogeologický vrt do glacifluviálních sedimentů na J až Z od Filipovky (archivní vrty jsou pouze ložiskové), provést na něm čerpací zkoušku a zřídit monitoring hladiny (data pro model B1 a B2),

 provést hydrogeologický vrt blízko Filipovky v nivě Smědé v subglaciálním korytu, provést na něm čerpací zkoušku a zřídit monitoring hladiny (modelové varianty A1 až A3),

 provést termometrická měření ve Smědé pro vymezení ztrátových a příronových úseků,

 provést detailní podélné profilování průtoků (hydrometrie) na úsecích vytipovaných pomocí termometrie,

 získat data ze společných česko-polských měření průtoků na Smědé včetně doplňkového profilu Boleslav,

 získat denní průtoky Smědé a denní měření hladiny podzemní vody z jednoho vrtu ČHMÚ z jednoho roku s rozkolísaným vodním režimem (pravděpodobně rok 2006) pro vysvětlení zákonitostí ztrát průtoku a sledování interakce mezi povrchovou a podzemní vodou,

 získat informace o jímání podzemní vody, o hladinách podzemní vody a geologickou dokumentaci z území mezi Smědou a dolem Turów na polském území.

Na základě získaných dat zhotovitel navrhuje sestavit numerický model zasahující na polské území.

Těžba v dole Turów ovlivňuje podzemní a povrchové vody nejen v povodí Smědé. Ovlivnění dolem Turów je proto třeba řešit komplexně a ve spolupráci s Polskem a Německem. Řešenou problematiku je vhodné zahrnout do širšího kontextu.

4.1.3. Průběžné vyhodnocení režimních měření

Tato kapitola obsahuje vyhodnocení vztahu hladin ve vrtech v české části hrádecké pánve ve vztahu ke srážkám. Hladiny ve vrtech byly srovnány se srážkami ve stanici Chotyně (Obr. 4.1.3.1 až 4.1.3.4).

Vztah mezi srážkami a hladinami ve vrtech se prakticky neprojevuje. U některých vrtů by některé výkyvy mohly být způsobeny srážkami (GI-1, GI-2, GI-3 na obr. 4.1.3.4.) Hladiny ve vrtech by pak reagovaly se zpožděním cca do 3 let. Vztah mezi hladinami ve vrtech a ročními úhrny srážek na stanici Chotyně je však nepravidelný a neprokazatelný.

Obr. 4.1.3.1: Měřené hladiny podzemních vod ve spodním kolektoru ve srovnání se srážkami

200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270

1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007

Hladiny podz. vody (m n.m.)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Roční úhrny srážek (mm)

H - 2 H - 3 H - 4 H - 5 H - 6 H - 9

srážky Chotyně

Obr. 4.1.3.2: Měřené hladiny podzemních vod ve středním kolektoru ve srovnání se srážkami

180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007

Hladina podz. vody (m n. m.)

0 200 400 600 800 1000 1200

Roční úhrny srážek (mm)

H - 2a H - 4a H - 7a H - 8a H - 9a

srážky Chotyně

Obr. 4.1.3.3 – Měřené hladiny podzemních vod ve svrchním kolektoru ve srovnání se srážkami

180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260

1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007

Hladiny podz. vody (m n.m.)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Roční úhrny srážek (mm)

H - 3b H - 5b H - 6b H - 10 srážky Chotyně

Obr. 4.1.3.4: Měřené hladiny podzemních vod v kvartérním kolektoru ve srovnání se srážkami

255 257 259 261 263 265 267 269 271 273 275 277 279

1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006

Hladina podz. vod (m n. m.)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Roční úhrny srážek (mm)

Gi - 1 Gi - 2 Gi - 3 U - 1 Uh - 1

srážky Chotyně