Jak omezit povrchový odtok vody na lesních cestách

Touto problematikou se zabývají vědci z Mendelovy univerzity v Brně a České zemědělské univerzity v Praze při řešení výzkumného projektu Technická doporučení pro hospodaření s vodou v rámci lesní dopravní sítě (projekt č. QK2020146). Své první předběžné výsledky publikovali v článku Vsakovací zařízení na lesní dopravní síti a jejich funkčnost, který vyšel v časopise Zprávy lesnického výzkumu 2/2023.

Výstavbou vsakovacích zařízení se má řešit omezení povrchového odtoku soustředěného v příkopech lesních cest a zajištění infiltrace vody do půdního a horninového prostředí. V současné době však není známo, jaká je účinnost vsakovacího zařízení a zda je účelné a rentabilní je plošně navrhovat po celém území ČR.

Lesní cesta po dešti se skládkou dřeva. Foto: autor Jan Řezáč

Výstavba lesních cest může hrát významnou roli ve změnách hydrologické odezvy povodí a zrychlení erozních procesů. Navzdory malé ploše mají lesní cesty na odtokové poměry velký vliv.

Vysoká míra zhutnění lesních cest má za následek nízkou kapacitu zadržet vodu i nízkou schopnost vsakování. Při intenzivních srážkách proto dochází k povrchovému odtoku, který převyšuje rychlost infiltrace.

Vsakovací zařízení jsou navrhována k zachycení a infiltraci srážkového povrchového odtoku do blízkého půdního prostředí a podzemní vody. Mohou mít také protipovodňovou funkci – snižují maximální okamžité objemy povodňových vln. Nejčastěji se jedná o mělké zdrže vyplněné filtračním médiem (kameny, štěrk), obvykle obalené geotextílií kvůli zabránění průniku jemných půdních částic a zanesení filtračního média.

Vsakovací zařízení se dnes běžně používají k zachycení srážek v městském prostředí, lze mezi ně zařadit vsakovací systémy, retenční nádrže, vegetační průlehy s biofiltrací, pískové filtry, tůně, vegetační pásy či nádrže na dešťovou vodu. Použití vsakovacích zařízení znamená pomyslné přiblížení se při hospodaření s vodou k obnově přirozeného koloběhu vody.

S ohledem na problémy se suchem v různých částech světa zažívají vsakovací a jiná zařízení na hospodaření s dešťovou vodou velkou vlnu zájmu. Od začátku 21. století se dostávají do popředí zájmu o zadržení vody vsakovací zařízení i mimo urbánní prostředí.

Lesní cesta s příčným a podélným odvodněním. Foto. Jan Řezáč

Vsakovací zařízení, podobná těm v urbánním prostředí, se v lesnické praxi ve světě téměř nepoužívají. Respektive o jejich realizaci, funkci a účinnosti neexistují vědecké záznamy.

V ČR, obdobně jako ve světě, jsou vsakovací zařízení na lesních cestách realizována individuálně a spontánně bez znalostí jejich dlouhodobých dopadů a celkové funkce.

S návrhem vsakovacích zařízení na lesních cestách uvažuje ČSN 73 6108. Prakticky se jedná o vsakovací zařízení, jako jsou průlehy, nádrže, rýhy, příkopy, šachty, pod trubními propustky mimo trvalé vodoteče. Dosud však nejsou publikované výsledky ani zkušenosti o jejich realizaci, provozu, účinnosti či údržbě.

Vsakovací zařízení v lesním prostředí mají potenciál pro zmírňování hlavních negativních vlivů lesních cest na vodní režim krajiny. Zejména se jedná o omezení povrchového odtoku (jeho transformace na podpovrchový), omezení zrychleného odtoku z lesních pozemků (zvýšením retence a zadržením vody v půdě) a snížení rizika eroze (zachytáváním splachů v retenčním prostoru vsakovacích zařízení).

Experimentální ověření vsakovacích jam vědci realizovali na vybraných úsecích lesních účelových komunikací na pozemcích dvou školních lesních podniků při ČZU a MENDELU.

Na každé lokalitě byly vybudovány dvě vsakovací jámy o jednotném retenčním objemu. Jedna z jam se vždy nachází pod ústím trubního propustku, jehož průtok je do jámy sveden. Druhá, kontrolní jáma, je umístěna asi 30 m od ní, ve stejných pedologických a porostních podmínkách na místě bez napojení na propustek a bez soustředěného přítoku.

V lokalitě na území ŠLP Kostelec se nacházejí dvě prameniště. Odpovídající výrazná nasycenost půdy vodou také znamená dané rozpětí hodnot půdní vlhkosti nad rámec retenční vodní kapacity, při zastoupení gravitačně se pohybující, avšak neodtékající vody a s vyústěním do převažujících či periodicky se vyskytujících anoxických podmínek. V projektu se jedná o „vlhkou“ variantu.

Situace před zahozením nátoku lomovým kamenem na lokalitě Kostelec; je vidět zapažení vyústění propustku Thomsonovým přelivem, nátok z propustku do zasakovací jámy a zasakovací jáma samotná (vyplněna lomovým kamenem, osazena zapaženým vrtem).Foto: J. Deutscher

Druhá lokalita na území ŠLP Křtiny je typická nízkými hodnotami půdní vlhkosti v průběhu celé sezóny a především během vegetačního období. Jedná se o „suchou“ variantu.

Doposud získaná data dokládají velmi nízký povrchový odtok, respektive velmi nízký (pouze ojedinělý) průtok v trubních propustcích během měřeného období. Nízký povrchový odtok z lesa však lze považovat za očekávatelný.

V závěru vědci konstatují, že předběžné výsledky (podzim roku 2022) naznačují, že vsakovací jámy pod propustky na LDS měly nečekaně nízkou účinnost při zadržování a infiltraci povrchového odtoku.

Vzhledem k tomu, že v řešeném období byl povrchový odtok minimální (nebyl registrován průtok propustky), se voda do jam dostávala jen omezeně.

Na suché variantě lesního porostu v ŠLP Křtiny k infiltraci (a pravděpodobně ani k tvorbě) povrchového odtoku uvnitř zasakovací jámy vůbec nedocházelo.

Na vlhké variantě ŠLP Kostelec výsledky naznačují, že zasakovací objekty nebyly plněny povrchovým odtokem, ale odtokem podpovrchovým v saturované vrstvě půdy.

Zdá se tedy, že vsakovací jámy pod propustky LDS v řešeném období nedosahovaly předpokládaného potenciálu pro omezení negativních vlivů cestní sítě na hydrický režim krajiny.

Článek vznikl při řešení projektu NAZV č. QK2020146 „Technická doporučení pro hospodaření s vodou v rámci lesní dopravní sítě“ a prezentuje jeho předběžné výsledky.

Článek Vsakovací zařízení na lesní dopravní síti a jejich funkčnost je ke stažení zde

TZ VÚLHM