VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Otázkami říční spojitosti, nebo chceme-li fluviálního kontinua, se hydrobiologové zabývají již několik desítek let. Nikdo asi nepochybuje o tom, že celá škála různých typů příčných staveb na vodních tocích vedla k omezení migrační prostupnosti řek. Některé člověkem vybudované bariéry se staly pro migrující druhy neprostupné zcela a vznikla tak logická otázka, jak se s negativními dopady těchto staveb vypořádat takovým způsobem, aby populace byly životaschopné a udržitelné. Proto se na vodních tocích již nedivíme přítomnosti různých rybochodů, rybími přechody počínaje a různými specialitami v podobě rybích výtahů konče. Zatímco tato problematika ve vodohospodářské praxi již takříkajíc zdomácněla, byť s řadou menších či větších problémů, tak otázka fluviálního kontinua potažmo diskontinua je z pohledu říční morfologie nejen v české vodohospodářské praxi jistou novinkou, na kterou se nekladl větší důraz. Mimo jiné i tento fakt přispěl k neblahému vývoji a stavu naší říční soustavy.

Proč je někde sedimentů dost a jinde chybí?

Každý vodní tok má v rámci fyzicko-geografických podmínek daného povodí určitou bilanci sedimentů. Základní skupinou procesů, které vytváří podmínky pro vznik fluviálních sedimentů, je celá paleta zvětrávacích procesů. Jde o procesy dlouhodobějšího narušování skalních výchozů, které připravují materiál, jenž se následně v důsledku gravitace a velmi často za přítomnosti vody dostává do koryta vodního toku nebo jeho blízkosti. Zdrojem sedimentů tak mohou být zvětraliny nebo jiné typy sedimentů, jež vznikají procesy na svazích (např. sesuvy nebo řícením), ale také vlastní činností povrchového odtoku nebo vlastní erozní činností řeky, která narušuje materiál a dostává ho tak do říčního transportu. V okamžiku, kdy unášecí schopnost ve vztahu k velikosti nebo množství materiálu klesne pod určitou hodnotu, nastává proces akumulace. Tyto tři základní procesy (eroze - transport - akumulace) se v podélném, bočním i vertikálním pohledu na říční systém proměňují a vedou ke vzniku typické korytové nebo mimokorytové morfologie.

Jak to funguje?

Hlavní tok i přítoky si můžeme, podobně jako to udělal nestor světové fluviální geomorfologie prof. Kondolf, ilustrovat jako pásový dopravník. Jeho běžící pás je transportním médiem, kterým se přepravuje třeba stavební suť a rychlost pohybujícího se pásu evokuje gravitační energii, která dává vodě a unášeným sedimentům rychlost. Plocha pásu může být i více nakloněna a materiál tudíž může po pásu i klouzat, podobně může koryto s větším sklonem dna snadněji transportovat sedimenty pohybující se po dně nebo v podobě plaveniny. Není zde jen pedál plynu, ale i brzda. Tou zásadní brzdou pro pohyb sedimentů korytem je tření, které je dáno mimo jiné drsností dna. Takových zdrsňujících prvků může být v korytě, ale i v nivě, kudy občas voda také protéká, celá řada. Může jít o jednotlivé valouny, jejich shluky, různé větší akumulační formy (např. příčné lavice), ale může jít také o výraznější překážky, kterými jsou akumulace říčního dřeva nebo bobří hráz. Extrémní variantou může být v horských oblastech sesuvná hráz zcela blokující údolní dno. Všechny uvedené překážky představují jistou formu přirozených bariér, které mění vlastnosti říčního kontinua a řeka svou morfologii a říční dynamiku přizpůsobuje těmto překážkám. Existují i antropogenní varianty, které se vyznačují vysokým dopadem říční morfologie a dynamiky a na vodních tocích se vyskytují závisle na lidských potřebách nebo aktivitách. Velikost a rozsah těchto bariér může pohyb sedimentů narušit nebo zcela omezit (např. jezová a přehradní tělesa).

Proudící voda v korytě může uvést částici určité velikosti do pohybu. Nízké rychlosti uvedou do pohybu prachové částice, vysoké rychlosti pak mohou hýbat se štěrkem, ale i s balvany. V okamžiku, kdy v korytě chybí např. dnové sedimenty, které by prouděním mohly být uvedeny do pohybu, začne si řeka svou kinetickou energii vybíjet na skalním podloží. Podobně tomu je i v situaci, kdy na dně sedimenty sice leží, ale v důsledku přítomnosti bariér proti proudu netransportuje přitékající voda žádné nebo velmi omezené množství sedimentů, tím pádem má řeka více energie a odnáší zbytky dno pokrývajících sedimentů. V takovém případě se začíná uplatňovat hloubková eroze a vodní tok má tendenci se zahlubovat. Intenzita hloubkové eroze záleží na lokálních podmínkách a také na velikosti korytotvorných průtoků. Typickým znakem je posun hloubkové eroze protiproudu (tzv. zpětná eroze). I jedna středně velká povodeň může v deficitních podmínkách donášky sedimentů zcela změnit či zásadně přetvořit původní morfologii koryta. Je zřejmé, že tyto procesy jsou velmi časté právě na vodních tocích, které jsou v důsledku vodohospodářských aktivit postižené různě vysokou mírou diskonektivity, a nové podmínky vedou ke vzniku i zcela nového říčního vzoru.

A problémem nejsou jen příčné stavby…

Dosud jsme se věnovali narušení podélného kontinua, tedy výše zmíněného pásového dopravníku, kterým se z pramenných oblastí až po ústí pohybuje voda, sedimenty, ale také říční dřevo, živiny a celé to zastřešuje pohyb organismů. (Dis)konektivita má ovšem i další rozměr, kterým je komunikace koryta s okolními krajinnými jednotkami - u nížinných toků s nivou, u horských s okolními svahy nebo jednostranně vyvinutou úzkou nivou. I mezi těmito jednotkami, které jsou potenciálním zdrojem sedimentů, můžeme evidovat celou řadu pohyb omezujících prvků, které označujeme jako buffery (jinak také nárazníkové zóny). Klasickým příkladem jsou povodňové valy v nivě, nebo náplavové kužely, které odtlačují aktivní koryto od přiléhajícího svahu. Přirozené varianty mají člověkem vytvořené bratrance a sestřenice - povodňové hráze, násypy nesoucí komunikace apod. Řeka má pak následkem jejich přítomnosti omezený pohyb do strany. Snižuje se tak intenzita boční (laterální) eroze a i tento jev vede k nižší bilanci fluviálních sedimentů. Naopak, u řek, které jsou laterálně neomezené, může být boční eroze kompenzací vyššího energetického potenciálu řeky.

Poslední formou (dis)konektivity jsou různé typy povrchů, jež odolávají fluviální práci a vzdorují uvedení zrn do pohybu. Tento projev (dis)konektivity označujeme jako vertikální a může se jednat o velmi odolné krycí vrstvy dna až dnové dlažby, které chrání dno před účinkem proudící vody. Antropogenní variantou jsou různými prefabrikáty upravená koryta. Tento neblahý fenomén sledujeme i v nivách, kde umělé povrchy nebo utužená půda během inundace zabraňují infiltraci nebo mohou urychlovat povrchový odtok. Je zřejmé, že mimo koryto jde o celou řadu nepřímých vlivů na sedimentární bilanci danou hospodařením v krajině.

A teď ty následky, Watsone!

Vodní toky během holocénu ustalovaly svou dynamickou rovnováhu v daných podmínkách povodí. Reagovaly na změny klimatu a mnohem později se musely začít vyrovnávat s rolí člověka. Lidská činnost, ať již v přímých nebo nepřímých variantách vlivu, způsobovala odchylky od přirozeného vývoje. Velmi často však antropogenní zásahy způsobily velmi významné transformace vodních toků, často i nevratné. Právě přítomnost bariér a „vyhasínání“ zdrojů sedimentů způsobily jejich dlouhodobý deficit, na který řeky reagovaly intenzivnější hloubkovou erozí. Koryta se zahloubila, což vedlo k destabilizaci břehů a dalšímu rozvoji degradačních procesů nejen v korytě, ale i v příbřežních jednotkách. Jde o jeden z projevů efektu tzv. hladové vody, který může vést nejen k opuštění stávající vývojové trajektorie daného říčního vzoru (např. z větvícího se štěrkonosného toku vznikne zahloubený tok s jedním skalním korytem), ale také k dopadům na okolní krajinu v podobě poklesu hladin mělkých zvodní v nivě. Všechny tyto procesy mají odraz v transformaci stanovišť a vedou ke změnám druhové skladby. Pokud se do takto postižených fluviálních systémů promítnou i další fenomény, jako je razantní změna využití území nebo globální klimatická změna, pak můžeme pozorovat celou řadu synergicky se posilujících událostí. Nemluvě o dopadech těchto procesů na prvky infrastruktury, jak vodohospodářské, tak třeba dopravní infrastruktury.

Mějme proto na paměti, že fluviální sedimenty a jejich bilance jsou nedílnou součástí fungování našich říčních systémů a neměli bychom varovné signály zprvu nenápadných změn podceňovat. Jejich efekty mají lokální, regionální i globální charakter a není bez zajímavosti, že podobně jako v ekonomických aspektech spatřujeme rozdíly mezi severní a jižní hemisférou, tak podobné fenomény platí i v problematice bilance fluviálních sedimentů.

Jan Hradecký (1974) přednáší na katedře fyzické geografie a geoekologie Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity. Dlouhodobě se zabývá problematikou říčních sedimentů.


Literatura
Fryirs, K.A., Brierley, G.J., Preston, N.J., Kasai, M. (2007): Buffers, and blankets: The (dis)connectivity of catchment-scale sediment cascades. Catena 53, 49-67.
Kondolf, G.M. (1997): Hungry water: effects of dams and gravel mining on river channels. Environmental Management 21, 533-551.
Hradecký, J., Škarpich V. (2018): Selected Principles of Fluvial Geomorphology. In: Radecki-Pawlik, A., Pagliara, S., Hradecký, J., Hendrickson, E.: Open Channel Hydraulics, River Hydraulic Structures and Fluvial Geomorphology. CRC Press, Taylor & Francis Group, pp. 241-258.