Hydrologická ročenka České republiky 2004


 

V. Aktuální a regionální problémy a úkoly hydrologie

V. Topical and regional hydrology problems and tasks

V.1 Informace o zpracování rozvodnic v měřítku 1:25 000

V.1 Information about processing of watershed contours at a scale of 1:25,000

The Czech Hydrometeorological Institute’s hydrology division completed the development of new digitised contours of basic watersheds (from 5 sq km). Data relating to the Czech Republic has been processed at a scale of 1:25,000, employing a DMÚ25 data model (author of the data: Vojenský geografický a hydrometeorologický úřad [Military Geographic and Hydrometeorological Office] based in the town of Dobruška), while data relating to other countries has been obtained from the respective partner organisations. After completion, the watershed contour data and other GIS data layers were stored in the data scheme of the ArcSDE geodatabase. In mid-2005 the Czech Hydrometeorological Institute started issuing expert hydrological opinions with the catchment area and other details determined with the help of the new digitised data.

Plocha povodí patří mezi základní hydrologické údaje a je standardně poskytována v rámci zpracování hydrologických posudků příslušnými odbornými pracovníky ČHMÚ pro libovolný profil na říční síti.

Až do nedávné doby byla plocha povodí určována pomocí planimetru na základě zakreslené rozvodnice v papírové mapě. Jako základní podklad pro určování rozvodnic byl vždy v hydrologické praxi ČHMÚ používán soubor vojenských topografických map měřítka 1:25 000, jehož zpracovatelem je Vojenský geografický a hydrometeorologický úřad se sídlem v Dobrušce (někdejší Vojenský topografický ústav Dobruška).

Poměrná polohová přesnost a zejména fakticky nulové účelové zkreslení učinily z tohoto mapového díla před rokem 1989 jediný použitelný podklad pro určování ploch povodí. Další nespornou výhodou zmíněných map je, že obsahují údaje pro území za státními hranicemi, což umožňuje určovat plochy povodí i pro profily v blízkosti státních hranic.

Z těchto důvodů ČHMÚ přistoupil zhruba v polovině 90. let dvacátého století k rozhodnutí týkajícího se postupné digitalizace rozvodnic základních hydrologických ploch právě na tomto mapovém podkladu. Práce probíhaly relativně pomalu, neboť pověření pracovníci hydrologie na pobočkách ČHMÚ je prováděly jako dodatečný úkol nad rámec běžné posudkové a jiné provozní činnosti.

1. verze dat vznikla digitalizací čar rozvodnic zakreslených v mapovém podkladu a byla dokončena v roce 2000. Data ze zahraničních území mimo rozsah map 1:25 000 byla získána z digitálních map 1:50 000. Používání těchto dat bylo zatím omezeno na různé pracovní výpočty, např. pro stanovení průměrných hodnot srážek na plochu povodí. Byla konstatována nutnost verifikace těchto dat na podkladě přesnějších údajů ze zahraničí a na podkladě digitálního modelu DMÚ25, který byl v té době těsně před dokončením.

V roce 2000 byl ČHMÚ přizván ke spolupráci na přípravě rozvodnic pro státní digitální mapové dílo ZABAGED 1:10 000, a to v rámci trojstranné dohody mezi Zeměměřickým úřadem (ZÚ), Výzkumným ústavem vodohospodářským T. G. M. (VÚV T. G. M.) a ČHMÚ. Z kapacitních důvodů tehdy pověření zástupci ČHMÚ na jednání odmítli hlavní zodpovědnost ČHMÚ při přípravě těchto dat, neboť termíny plnění smlouvy vyžadované ZÚ byly velice striktní, což by při běžné provozní činnosti pracovníků ČHMÚ nebylo únosné. Odpovědnost za zpracování rozvodnic v ZABAGED proto převzal VÚV T. G. M. ČHMÚ se v rámci smlouvy zavázal poskytnout aktuální data rozvodnic měřítka 1:25 000 a konzultovat sporná vedení rozvodnic.

Časové zaneprázdnění pracovníků ČHMÚ za povodně v roce 2002 a zejména při jejím následném vyhodnocování nejenže tyto předpoklady potvrdilo, ale znamenalo také dočasné přerušení prací na kontrole vrstvy rozvodnic 1:25 000 nad datovým modelem DMÚ25, která byla započata na podzim v roce 2001.

Kontrola vrstvy rozvodnic 1:25 000 nad DMÚ25 byla dokončena v prosinci roku 2002. Tato data byla na základě zmíněné trojstranné dohody předána pracovníkům VÚV T. G. M. V této fázi se začala rovněž rozbíhat jednání se zahraničními partnery v Polsku, Sasku, Bavorsku, Slovensku a Rakousku, týkající se harmonizace dat rozvodnic v příhraničním pásmu. ČHMÚ připravil pro tato jednání jednotnou metodiku. Dle této metodiky byla data z území daného sousedního státu převzata bez dalšího zpochybňování, pokud splnila požadovaná kritéria (měřítko, polohová přesnost, způsob zpracování). Konzultována byla pouze sporná místa a místa styku obou datových vrstev v blízkosti státní hranice.

S výjimkou Rakouska byla převzata data rozvodnic od všech zahraničních partnerů. Vzájemné odsouhlasení ploch povodí v dohodnutých příhraničních profilech nyní probíhá v rámci jednání odborníků příslušné komise pro hraniční vody.

Plochy povodí budou nyní v hydrologické praxi ČHMÚ určovány prostřednictvím aplikace GIS, a to pomocí plochojevné projekce Albers, která zaručuje, že tyto údaje nebudou zkresleny doposud běžně používanými projekcemi dat v ČR (S-JTSK či S-42). Snahou ČHMÚ je přesvědčit o tomto způsobu výpočtu i zahraniční partnery.

Přibližně od poloviny roku 2005 začal ČHMÚ poskytovat údaje o plochách povodí dle nového digitálního zpracování. V první polovině roku 2006 proběhne na základě jednání mezi ČHMÚ a VÚV T. G. M. topologické sjednocení dat rozvodnic měřítka 1:25 000 s daty měřítka 1:10 000. Od tohoto okamžiku bude ČHMÚ poskytovat údaje s novými plochami povodí v rámci celého území ČR.

Na CD, které je součástí Hydrologické ročenky ČR 2004, je uveřejněn aktuální úplný seznam hydrologických povodí včetně údajů o ploše a čísle hydrologického pořadí. Vzhledem k probíhajícímu topologickému sjednocování datových vrstev 1:25 000 a 1:10 000 však není možné vyloučit v některých regionech či povodích i významnější změny v těchto údajích.

Dle Vyhlášky MŽP 391/2004 Sb. o evidenci stavu povrchových a podzemních vod ČHMÚ ve spolupráci se správci toků zpracovává údaje o číselném identifikátoru, velikosti plochy a územní identifikaci rozvodnice hydrologického povodí a zpracované údaje ukládá do informačního systému veřejné správy. Tato evidence je založena na digitalizovaných rozvodnicích nad DMÚ25. Zde vyvstává do budoucna problém s nekompatibilitou datových podkladů, neboť správci toků používají či budou používat jako podklad pro evidenci údajů o vodních tocích měřítko 1:10 000. ČHMÚ však momentálně nemá časové ani pracovní kapacity na provedení plošné verifikace rozvodnic měřítka 1:10 000. V budoucnu však tento problém bude nezbytné v zájmu hydrologie a vodního hospodářství řešit.

Na obrázku V.1 je ukázka mapového zobrazení rozvodnic a dalších souvisejících datových vrstev (vodní toky, vodní plochy), které jsou uloženy v geodatabázi hydrologie povrchových vod ČHMÚ.

V.2  Odvození teoretických povodňových vln novými metodickými přístupy za účelem hodnocení bezpečnosti vodních děl za povodní

V.2  Derivation of theoretical flood waves by new methods with view of evaluation of dam safety during floods

In 2004 a three-yearly grant project of research and development in the program of the Ministry of Agriculture was finished, called „Verification of methods of derivation of hydrological bases for assessment of dams during floods“, which was a continuation of VaV project „Development of methods for the determination of extreme floods“, which was being solved during 1997–2000 under the guarantee of the Ministry of Environment. The Czech Hydrometeorological Institute was the bearer and co-ordinator of both projects. Within the framework of the solution, new methods were developed and verified for the derivation of parameters of theoretical flood waves by statistical approaches, using conditional probabilities of volume exceedance and deterministic approaches. In 2004 a handbook was published which serves the CHMI hydrologists for the introduction of new methods into practice.

V roce 2004 byl ukončen tříletý grantový projekt výzkumu a vývoje v programu Ministerstva zemědělství „Verifikace metod odvození hydrologických podkladů pro posuzování bezpečnosti vodních děl za povodní“, který navazoval na projekt VaV „Vývoj metod pro stanovení extrémních povodní“, řešený v letech 1997 až 2000 pod garancí Ministerstva životního prostředí. Nositelem a koordinátorem obou projektů byl Český hydrometeorologický ústav.

V rámci řešení byly vyvinuty a ověřeny nové metodiky pro odvozování parametrů teoretických povodňových vln statistickými přístupy s využitím podmíněných pravděpodobností překročení objemu a deterministickými přístupy. V roce 2004 byla zpracována příručka, která slouží hydrologům v ČHMÚ při zavádění nových metodik do praxe.

Projekt byl řešen interdisciplinárně, byly integrovány meteorologické, klimatologické, hydrologické a vodohospodářské postupy tak, aby výsledné metodiky odpovídaly současnému stavu poznání dané problematiky ve všech těchto oborech. Spoluřešitelskými pracovišti tohoto projektu byly: Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.M. a Vodní díla - TBD a.s.

Hydrologické podklady odvozované novými metodickými postupy jsou uplatněny v rámci nové normy TNV 75 2935 Posuzování bezpečnosti vodních děl při povodních z roku 2003. Norma doporučuje odvozovat teoretické povodňové vlny variantním způsobem. Dle skupiny a kategorie vodního díla se odvíjí míra bezpečnosti vodního díla vyjádřená pravděpodobností překročení kulminačního průtoku až do hodnoty p = 0.0001.

Příklady metod odvození jsou (citace z normy):

a)  statistická metoda s pravděpodobnostním vyjádřením jednotlivých charakteristik povodně pomocí pravděpodobnosti překročení kulminačního průtoku a podmíněné pravděpodobnosti objemu povodně (v závislosti na velikosti kulminačního průtoku s dobou opakování N let)

b)  statistický přístup separovaného odhadu pravděpodobnosti překročení kulminačního průtoku s přiřazením příslušného objemu a typického průběhu s doporučením pro případy, kdy nelze zajistit přístup podle a)

c)  deterministický přístup s metodou jednotkového hydrogramu (např. model HEC-1) nebo pomocí frekvenční verze TOP – modelu.

Nové statistické přístupy využívají oproti stávajícím přístupům, u kterých je uvažována pouze pravděpodobnost kulminačního průtoku, navíc i pravděpodobnost objemu povodně zvoleného trvání. Řešení je založeno na aplikaci vícenásobné nelineární regrese pro vyjádření vztahu mezi kulminačním průtokem a trváním odtoku jako nezávislými proměnnými a objemem odtoku jako závislou proměnnou. Statistická analýza reziduálních odchylek pozorovaných objemů od regresních odhadů slouží jako prostředek pro vyjádření podmíněné pravděpodobnosti překročení určitého objemu (při daném trvání odtoku a kulminačním průtoku). Tato metoda s využitím pod­míněné pravděpodobnosti překročení objemu umožňuje v porovnání s přiřazením „příslušného objemu“ ve smyslu normy ČSN 75 1400 Hydrologické údaje povrchových vod exaktněji definovat vlastnosti povodňové vlny.

Metodika, která byla původně navržena jen na využití řad průměrných denních průtoků, není dle zkušeností vhodná pro malá povodí (do cca 150 km2), proto byla rozšířena i na využití řad hodinových průtoků. Tato metoda je vhodná i pro malá povodí, zpracování však vyžaduje časově náročnou přípravu pozorovaných hydrogramů v hodinovém intervalu. Výsledkem řešení určeným pro hydrologickou praxi jsou dva programy (jeden pro vstupní údaje v denním kroku, druhý pro údaje v hodinovém kroku) sloužící nejen k potřebným analýzám pozorovaných povodňových vln, ale i k odvození výsledných hydrogramů teoretických povodní.

Při zpracování se rozlišuje různá geneze povodní a posuzuje se sezonalita průtokového režimu. V rámci studií jsou odvozovány letní a zimní (příp. roční) teoretické povodňové vlny.

Závislost objemu odtoku na kulminačním průtoku a trvání odtoku je vyjádřena nelineárním regresním vztahem. Při odvození z průměrných denních průtoků lze použít rovnice mocninného nebo exponenciálního tvaru. Při výpočtu z hodinových průtoků je vhodnější užívat exponenciální typ rovnice.

V případě odvození teoretických vln s kulminačním průtokem s dlouhou dobou opakování na základě vstupních řad hodinových průtoků lze použít soubor vybraných největších (cca 15) povodní (které mohou být odlišné od průběhů povodní vyskytujících se častěji). Tento poznatek má praktické důsledky, neboť příprava podkladů (pozorovaných hydrogramů v hodinovém kroku) bude časově méně náročná.

Při použití této metodiky se doporučuje provést regionální analýzu a posouzení výsledků z jednotlivých vodoměrných stanic v širším povodí. Spolehlivost výsledků z jednotlivých stanic nezávisí jen na délce po­užitých řad, ale i na kvalitě jejich pozorování, míře antropogenního ovlivnění i dalších vlivech. Zpracování teoretických povodňových vln vyžaduje značné hydrologické znalosti a zkušenosti.

Konečné odvození extrémních povodňových vln umožňuje různé kombinace doby opakování kulminačního průtoku a podmíněné pravděpodobnosti překročení objemu povodňové vlny. Z dosavadních zkušeností se doporučuje kombinace pravděpodobnosti kulminačního průtoku pQ=0.0001 s podmíněnou pravděpodobností objemu ppW=0.5 a ppW=0.4, a kombinace pravděpodobnosti kulminačního průtoku pQ=0.001 s pravděpodobností ppW=0.5, ppW=0.4 a příp. ppW=0.3. Pro volbu kombinací pravděpodobnosti kulminačního průtoku a podmíněné pravděpodobnosti objemu pro konkrétní vodní dílo se doporučuje spolupráce zpracovatele - hydrologa s objednatelem - vodohospodářem.

Nově vyvinuté metodiky pro odvozování parametrů teoretických povodňových vln statistickými přístupy včetně nově zpracovaných příslušných programů byly v rámci grantového řešení ověřeny na povodích vybraných vodních děl. Byly odvozeny teoretické povodňové vlny z průměrných denních průtoků pro VD Vranov na Dyji a z hodinových průtoků pro VD Husinec na Blanici. Po skončení projektu byly na objednávku Povodí Vltavy, s.p. odvozeny teoretické povodňové vlny pro VD Římov na Malši a VD Klabava.

Extrémní povodňové vlny založené na statistickém zpracování průtoků je třeba, zvláště na malých a středních povodích, ověřovat z fyzikálního hlediska jednoduchými deterministickými přístupy.

V rámci deterministických přístupů byla provedena rešerše tematicky zaměřená na stávající srážko-odtokové modely. Pro zavedení do hydrologické praxe byl vybrán jako nejvhodnější model HEC-1. Tento model je po programové stránce připraven, proto hlavní práce v projektu mohly směřovat k získání nových a kvalitnějších vstupních dat do tohoto modelu. Rovněž jako důležitá součást přípravy vstupních dat byla vyvinuta aplikace pro odhad parametrů modelu HEC-1 v prostředí GIS na základě digitálního modelu terénu.

V rámci projektu byly ve spolupráci s klimatology ČHMÚ odvozeny nové statistické charakteristiky maximálních srážek o trvání 1, 2 a 3 dny na základě doplněné databáze maximálních srážek z období 1890–2002. Byla zpracována metodika pro odvození N-letých maximálních plošných srážek a zhotoveno programové vybavení v prostředí GIS.

Dalším důležitým vstupem při odvozování teoretické povodňové vlny je tzv. návrhový hyetogram, což je časové rozložení celkového úhrnu návrhové N-leté maximální srážky do kratších intervalů. Pro jeho stanovení jsou zatím k dispozici dvě metody:

-    metoda založená na poměru N-leté 1hodinové a 24hodinové maximální srážky (ČHMÚ)

-    metoda založená na rozdělení ČR do charakteristických oblastí dle velikosti 100leté 24hodinové srážky (Ústav fyziky atmosféry AV ČR).

Obě zmíněné metody lze kombinovat.

Metodicky bude možné problém stanovení návrhového hyetogramu dořešit až klimatologové ČHMÚ dokončí zpracování srážek pro kratší trvání.

Objem přímého odtoku za povodně je kromě velikosti příčinné srážky a předcházející nasycenosti povodí vodou ovlivněn způsobem využívání území a hydropedologickými charakteristikami půdního pokryvu povodí. V rámci grantového projektu byla od spoluřešící organizace VÚMOP získána nová data o propustnosti a retenční vodní kapacitě zemědělsky využívaných i lesních půd. Tyto půdní charakteristiky v kombinaci s daty o využívání území jsou používány k odvození parametru srážko-odtokového modelu sloužícího pro výpočet přímého povodňového odtoku. K jeho stanovení je doporučena metoda CN-křivek.

Pro odhad parametrů jednotkového hydrogramu pro transformaci přímého odtoku jsou k dispozici regresní vztahy s vazbou na fyzicko-geografické charakteristiky povodí. Parametry tzv. základního odtoku se určí empiricky z pozorovaných událostí nebo je lze odhadnout.

Pro vlastní odvození povodňové vlny a odhad dalších parametrů modelu HEC-1 byl připraven metodický postup, který byl již ověřen na povodích několika vodních děl. S využitím deterministického modelu byly v rámci grantového projektu odvozeny teoretické povodňové vlny pro vodní díla Husinec, Žlutice a Záskalská. Po skončení projektu byly odvozeny teoretické vlny na objednávku Povodí, s. p. pro vodní díla Přísečnice, Kamenička, Mšeno a Klabava.

Výhodou deterministických metod je respektování základních principů tvorby povodňového odtoku a také možnost přímého odhadu hydrogramu. Nevýhodou je, že se pravděpodobnost výskytu povodně posuzuje dosti obtížně. Proto byl zaveden zjednodušující předpoklad, že návrhová srážka s určitou dobou opakování vyvolává odezvu povodí v podobě povodňové vlny s parametry blížícími se stejné době opakování (týká se zejména objemu odtoku).

Veškeré zprávy a dokumentace ke zmíněnému projektu jsou uloženy u koordinátora projektu v oddělení povrchových vod ČHMÚ na Šabatce 17, 143 06 Praha 4 – Komořany.

Žádosti o zpracování studie na odvození teoretických povodňových vln s kulminačními průtoky s dobou opakování N > 100 let se pro povodí v Čechách zpracovávají na výše uvedené adrese ČHMÚ v Praze a pro povodí na území Moravy na pobočkách ČHMÚ v Ostravě a Brně.

V.3 Měření průtoků systémem ADCP WorkHorse Rio Grande

V.3 Discharge measurement using the ADCP System WorkHorse Rio Grande

The technological development in last years brings important changes even in the field of the hydrological equipment. It comes to the important changes in standard processes and procedures.

The purpose of this article consists in the emphasis of the importance of the new ADCP Measuring System for the hydrological practice under the river conditions in the Czech Republic.

This article deals among others with the advantages and use of the ADCP in the Czech Hydrometeorological Institute.

Více než 150 let se provádí měření a výpočet průtoků z hlediska principu měření stejnou metodou. Při tomto měření se jedná o vyjádření průtočné plochy a průběhů rychlostí v rychlostním poli změřením bodových rychlostí vody v definovaných pozicích měrné svislice.

Zpracování těchto hydrometrických měření procházelo svým vývojem, který odpovídal technickým možnostem dané doby. Původní grafické metody byly nahrazeny metodami graficko-početními. Dostupná výpočetní technika v současné době umožňuje provádět výpočet průtoků metodou prostorového splinu.

ADCP – nový směr v oblasti hydrometrických měření

Nebývalý technický rozvoj posledních let přinesl zásadní změnu i v oblasti hydrometrických měření. Dochází k nástupu měřících systémů ADCP (Acoustics Doppler Current Profiler – akustický měřič průtoků založený na Dopplerově jevu).

Původně byly tyto akustické přístroje určeny pro měření rychlosti lodí, následně z nich byly vyvinuty systémy pro měření rychlosti vody v segmentech v prostoru mezi sensorem a dnem měřeného profilu.

První generace ADCP (NarrowBand) byla využívána především v oceánografii. V roce 1991 byl vyroben první prototyp ADCP (BroadBand) s možností využití pro měření průtoků na povrchových tocích.

Oddělení hydrologické přístrojové techniky ČHMÚ sledovalo tento princip měření od roku 1998. V té době se ještě jednalo o systémy umístěné pouze na lodích s různými technickými omezeními. Mezi nejvíce limitující omezení patřil požadavek na minimální 2 m hloubku měřeného profilu, a proto nebylo možné tento systém použít pro většinu českých řek.

Během katastrofálních povodní v roce 2002 bylo v České republice téměř nemožné provádět hydrometrické měření klasickou metodou (hydrometrickou vrtulí). V Drážďanech však prováděl pracovník BWG (Bundesamt für Wasser und Geologie, Bern, Švýcarsko) řadu unikátních měření kulminace povodně novým systémem ADCP WorkHorse Rio Grande. O rok později byl zakoupen a je provozován pro potřeby hydrologické služby celého ČHMÚ první měřící systém ADCP, jehož parametry odpovídají velké většině českých toků. V roce 2004 byla stejným systémem vybavena i pobočka ČHMÚ Praha.

Výhody systému ADCP

●    měření povodňových průtoků za situací, při kterých nelze využít standardní hydrometrickou metodu

●    výrazné zkrácení času měření

●    pro konečný výsledek je možné měření podle potřeby opakovat

●    detailní zastižení změn průtočného profilu a rychlostí vody (v libovolném bodě profilu lze určit rychlost proudění vody)

●    okamžitá znalost aktuálního průtoku, oproti metodě rychlostního pole odpadá následné zpracování dat

●    minimální nároky na výběr měrného bodu, měření i mimo standardně využívané měrné profily

Využití systémů ADCP v ČHMÚ

V současné době jsou v ČHMÚ dva měřící komplety ADCP WorkHorse Rio Grande.

První z nich provozuje oddělení hydrologické přístrojové techniky, pracoviště Brno. Je určen pro měření především povodňových situací pro pobočky Brno, Hradec Králové a Ostrava. S ohledem na charakteristiku toků je omezeně používán i při měření standardních průtoků, zejména pro dolní toky řeky Moravy a Dyje.

Druhý měřící systém provozuje oddělení hydrologie pobočky Praha s rozšířenou působností pro pobočky Ústí nad Labem, Plzeň a České Budějovice. Charakter toků, především Vltavy a Labe, umožňuje využívat tento měřící systém celoročně i pro standardní průtoky.

Technický pokrok v této oblasti směřuje ještě k výraznějšímu zpřesnění měření v mělkých tocích.

V roce 2004 byl vyvinut měřící systém ADCP StreamPro určený pro toky o maximální hloubce 2 m, s minimální hloubkou 0.15 m, s rozsahem měřených rychlostí v intervalu od -2 do 2 m.s-1 a s minimální velikostí cely 0.02 m, což umožní detailní měření rychlostí v průtočném profilu. Tento systém se tak již stává vážným konkurentem hydrometrických vrtulí.

V dlouhodobém výhledu se předpokládá, že se měřící systém StreamPro (resp. WorkHorse Rio Grande) stane součástí hydrologického přístrojového vybavení každé pobočky ČHMÚ.

Závěr

Využití měřícího systému ADCP WorkHorse Rio Grande přináší zásadní změny v principech měření, pracovních postupech a ve způsobech vyhodnocování a zpracování dat. Výsledkem provozu je výrazné zkvalitnění vlastního procesu měření a vyhodnocení měřených dat.

Provozem získané zkušenosti potvrzují očekávané cíle a vytváří předpoklad pro rozšíření využití této moderní hydrologické přístrojové techniky v Českém hydrometeorologickém ústavu.

V.4 Zámrz Vltavy v Praze v lednu 2004

V.4 Ice cover on the Vltava River in Prague in January 2004

Ice cover development on the Vltava River at Prague is quite unique event since construction of the great Vltava river reservoirs in 50’s and 60’s of 20th century. Reservoirs cause warming of the Vltava River water in the winter. Article presents some historical episodes of extreme ice cover development and ice floods in 18th and 19th century. Nowadays a low flow and significantly low temperatures are necessary for Vltava River freezing. But also some post flood situations with majority of the water comes from Berounka River and sudden decrease of temperature occurs. Overview and short characterization of known episodes of modern ice cover occurrence events are present.

Pražanům, ale i například obyvatelům Kralup nad Vltavou a dalších obcí ležících na dolním toku Vltavy se v lednu 2004 naskytl neobvyklý pohled, měli možnost po delší době opět spatřit zamrzlou hladinu Vltavy. Ledová krusta, která pokryla Vltavu od jednoho břehu k druhému, jako například nad Palackého mostem ale i jinde, udržela nejen drobnější ptactvo, ale i kachny a dokonce i labutě. Zmizela však vzápětí po zmírnění mrazů.

V historických záznamech jsou zmínky o zamrzlé Vltavě velmi časté, jednalo se totiž o každoroční událost. Přitom zamrzlé Vltavy byla i ekonomicky využíváno, a to jako dopravní spojnice obou pražských břehů, na které se na rozdíl od Karlova mostu nevybíralo mýtné. Vltavský led byl ale také předchůdcem našich ledniček. Ledaři v zimě těžili z Vltavy led, jehož hlavními odběrateli byli pivovary na Smíchově a v Braníku, a také pražské hospody. K čemu byl využíván je nabíledni, ledové bloky byly navezeny do sklepů, kde chladily sudy s pivem.

Zamrzlá Vltava byla však také zdrojem zábavy. Zimní radovánky ve formě bruslení na zamrzlé Vltavě (pokud pomineme vltavská ramena jako malou říčku, či vyšehradský přístav) ukončila až výstavba nádrže Slapy v roce 1954.

Vltava v dřívějších dobách zamrzala zcela běžně a již od nejstarších dob jsou známy kronikové záznamy informující o enormních tloušťkách ledu. Na tyto zprávy se současný člověk dívá poněkud s pochybnostmi. Je to však zčásti proto, že v období „Malé doby ledové“ panovaly (končila přibližně polovinou 19. století) i u nás poněkud drsnější podmínky. Objektivitu těchto záznamů pro milovníky číselného vyjádření potvrzují přesná klementinská měření tloušťky ledu, která se objevují již od roku 1781, zejména však od počátku 19. století.

Shodou okolností právě v roce 2004 uběhlo 220 let od neobyčejné zimní povodně v únoru 1784. Tehdy byla Vltava před oblevou 26. až 29. února po dvouměsíčních téměř nepřetržitých mrazech pokryta vrstvou ledu 60 až 90 cm silnou. V následujícím roce 1785, kdy mrazy trvaly až do počátku dubna, byla řeka zamrzlá po 116 dní. Bohužel údaje o tloušťce ledu chybí, ale byla, jak plyne ze souvislostí, enormní. Značnou tloušťku plujícího ledu až 90 cm udávají klementinská pozorování za povodně v únoru 1799. Tehdy se navíc vytvořily mohutné bariéry ve Štěchovicích, Zbraslavi a Komořanech. Za povodně, kdy voda obcházela bariéry, došlo k těžkým škodám právě v těchto oblastech. Jedna z dalších velmi chladných zim nastala také roku 1830. Tehdejší ředitel klementinské observatoře M. A. David poznamenává, že led měl tloušťku 2 až 2.5 stopy (tedy přibližně 60 až 75 cm).

Značné tloušťky dosáhl led také v roce 1845, kdy jezdily po ledě těžké náklady a konaly se na něm údajně i vojenské přehlídky. Na Velikonoce si někteří měšťané z pobřeží přenesli slavnostní tabuli na zamrzlou Vltavu a v rodinném kruhu si pochutnávali na velikonočním beránku (to bylo koncem března). Podle klementinských měření měl led již koncem prosince 46 cm a před březnovou povodní pak ledová vrstva dosahovala dokonce 40 až 66 cm.

Praha přišla vybudováním Vltavské kaskády nejen o zimní radovánky a levné chladicí médium, ale také o často vzrušující a někdy i hrůznou podívanou, kterou přinášel po jarním oteplení každoroční ledochod. Před povodněmi a někdy i bez nich docházelo totiž k ledovým dřenicím, kdy hladina Vltavy v Praze někdy vystoupila prudce až o více než jeden metr. Takovým přechodným zvýšením stavů a následným poklesem začínaly velké povodně v letech 1784, 1845 a 1862. Během vlastních povodní se za větších průtoků uvolnily ledové bariéry a pohyb ledových ker hrozil hlavně poškozením mostů, jezů a nábřeží. Aby se zabránilo poškození Karlova mostu, byly jeho jednotlivé pilíře chráněny dřevěnými rozražeči (ledolami), které můžeme ve vodě vidět ještě dnes. K nakupení ledu před mostem a k jeho poškození, či k poškození jezů došlo například roku 1784, v roce 1799 pak byly úplně zničeny ledolamy.

Poslední „velká“ ledová povodeň postihla Prahu v roce 1940. Silné mrazy tehdy trvaly od poloviny prosince 1939 až do druhé poloviny února 1940 a na Vltavě se vytvořila místy až 50 cm silná vrstva ledu. Teprve 14. a 15. března přišla obleva a s ní povodeň, která kry rozlámala a odnesla. Přitom ovšem napáchala velké škody zejména ve Štěchovicích. Zničen byl také například jez na Štvanici. Pravděpodobnost ledových povodní značně snížila Vltavská kaskáda, ale také přírodní podmínky značně odlišné od období „Malé doby ledové“.

Po výstavbě Vltavské kaskády voda v Praze již pravidelně nezamrzá. Proč je tomu tak? Voda je z nádrží většinou vypouštěna ze spodnějších, hlubších vrstev, kde si voda udržuje teplotu nejméně 4 °C. Velké vodní nádrže působí také jako jakýsi termostat, který v sobě přes léto akumuluje velké množství tepla, jež není zcela vyčerpáno ani v průběhu zimy. Upouštění teplejší vody z nádrží otepluje toky pod nimi a brání tak jejich zamrzání.

Poté co byla postavena vodní nádrž Slapy lze nalézt záznamy o zamrznutí Vltavy v Praze jen v únoru 1956, lednu 1964, na počátku ledna 1979, v lednu 1982, pravděpodobně také v první dekádě ledna 1985, v některých zdrojích je rovněž uváděn zámrz v lednu 1999, vzhledem k tehdejším teplotám se však zřejmě jedná o chybný údaj (při nadprůměrném průtoku průměrná denní teplota poklesla jen jeden den k -10 °C), a konečně v lednu 2004 (a to hned dvakrát, nejdříve 6. a potom také 24. ledna). Pro zámrz Vltavy v dnešní době musí nastat kombinace příznivých podmínek. Tedy velmi nízkých teplot, kdy i maximální denní teploty zůstávají relativně hluboko pod bodem mrazu, a zároveň také malých průtoků (menší objem vody snadněji ztrácí akumulované teplo).

Tyto podmínky byly splněny právě v roce 1956, kdy únor byl druhým nejchladnějším měsícem ve 20. století s teplotami setrvávajícími dlouhodobě pod -15 °C (dle měření v pražském Klementinu). Průtok ve Vltavě pak dosahoval okolo 100 m3.s-1, díky tomu byl ledový příkrov z výše jmenovaných případů zámrzu na Vltavě nejmocnější. Svou roli pravděpodobně sehrála i skutečnost, že v té době ještě nebyla vybudována nádrž Orlík.

V lednu 2004 pak díky výskytu sucha v předchozím roce Vltavou protékalo jen okolo 45 až 55 m3.s-1, tedy asi třetina průměrného průtoku. A tak i průměrné teploty vzduchu měřené v Klementinu mezi -8 až -13 °C stačily na vytvoření ledové vrstvy na vltavské hladině.

Trochu jiným případem byl leden 1979 a leden 1982. Po předchozí oblevě byly průtoky nadprůměrné (v roce 1982 dokonce na úrovni 5násobku dlouhodobého ročního průměru), ale většina vody protékající Prahou pocházela z Berounky a Sázavy a popsaný vliv Vltavské kaskády byl relativně nižší. Při prudkém ochlazení o silvestrovské noci 1979 a následných sedmi dnech s průměrnou denní teplotou okolo -10 °C, respektive v druhé polovině první lednové dekády 1982 a následných 15 dnech s průměrnými teplotami -7 až -14 °C, tak došlo k zámrzu i v těchto případech.

Vzhledem ke zmiňované změně podmínek (výstavba Vltavské kaskády, změna klimatických podmínek) byl zámrz hladiny Vltavy v lednu 2004 výjimečným jevem, který stojí za zaznamenání a připomenutí.


Tab.V.1 Přehled známých zámrzů Vltavy v Praze po výstavbě VD Slapy v r. 1954

Obr.V.1 Ukázka mapové prezentace dat rozvodnic prostřednictvím GIS

Obr.V.2 Příklad odvozených teoretických povodňových vln statistickým a deterministickým přístupem

Obr.V.3 Průtočný profil s měřenými rychlostními segmenty

Obr.V.4 Přístroj ADCP WorkHorse Rio Grande

Obr.V.5 Přístroj ADCP StreamPro


Kap. VI.       Přehled hydrologických prací a studií v roce 2004


Obsah | Přílohy | Content


Aktuální informace | Výstrahy | Hydrologické předpovědi | Hlásné profily
Jakost vody | Monitoring jakosti vody: IS Arrow
Hydrologické ročenky | Hydrologická bilance | Projekty na vyhodnocení významných povodní
ČHMÚ | Radarové odhady srážek | Numerický model Aladin | Aktuální informace o počasí
Informační systém Voda České republiky


Stránka zřízena 8.10.2005, aktualizována 01.06.2010
Připomínky: rybak - zavináč - chmi.cz
© Copyright Český hydrometeorologický ústav Praha