Nasycení území a riziko přívalové povodně

Jakou spojitost má nasycení území a riziko přívalové povodně se pokouší prezentovat a vyložit tento článek. Objasní pojmy půdní vláha, nasycenost území, zvýšený odtok z území a další. Pojedná o stanovení rizika výskytu přívalové povodně při srážkách určité intenzity v závislosti na nasycenosti území. Kde zájemce najde informace o nasycenosti území a jak je má správně interpretovat? I na tyto otázky má za úkol tento text odpovědět. Nasycenost území se v posledních letech sleduje s přibývajícími prudkými lijáky stále častěji. A bohužel s prognózou odvíjející se od klimatické změny bude zájem o tyto informace a intenzita jejich sledování stoupat.

Nasycenost území mezi základními hydrologickými pojmy

Půdní vláha se určuje do určité hloubky v půdě pod přírodním povrchem. Existuje odhad půdní vláhy do 20cm či 40cm hloubky. Udává se v procentech nasycení v daném půdním profilu. Jde o indikátor stavu sucha na daném území. Nasycení území ukazuje nasycenost území vodou a to v celém půdním profilu až k hladině podzemní vody. Odvozuje se podle bilance srážek, odtoku z území a evapotranspirace. Byly použity odborné pojmy, nebude od věci je stručně objasnit.

Bilance srážek je poměr spadlých srážek, výparu, odtoku a vsakování na daném území za daný čas. Vsakování se nazývá odborně infiltrace. Výpar nazýváme evaporací (z povrchu a vodních ploch) a transpirací (z vegetace) a souhrnně toto vypařování nazýváme evapotranspirace. Tím objasňujeme další pojem. Infiltrace hraje důležitou roli z hlediska vlivu na nasycení území. Nasycenost území je ovlivňována také povrchovým odtokem vody. Jde o vodu, která odteče po povrchu z daného území pryč do struh a vodních toků. Tato voda se neinfiltruje a nezmění nasycení území, přesněji řečeno ho nezvýší. Totéž můžeme říci o vodě, která se před vsáknutím odpaří zpět do atmosféry. Této vody je při vysoké teplotě v letním období hodně. Odečítáme i vodu, která tvoří intercepci, jinými slovy zachytávání vegetací. Tato se postupně také odpaří zpět.

Takže shrnutí kladných a záporných složek z pohledu spadlé srážkové vody s vlivem na nasycení území:

• Infiltrace
• Evapotranspirace
• Intercepce
• Odtok

Infiltrace je jako jediná kladná složka nasycení území ze spadlých srážek, která toto zvyšuje. Ostatní složky působí odebírání vody, která by se potenciálně mohla vsáknout a zvýšit nasycení území. Další výklad ukáže vliv nasycenosti území na další infiltraci vody a na míru jejího odtoku po povrchu. Na základě stavu výše uvedených faktorů se stanovuje nasycenost území a na základě ní pak index rizika vzniku přívalové povodně.

Riziko vzniku přívalové povodně

Reflektuje stav nasycení, tedy aktuální zaplněnost retenční kapacity půdy a vliv tohoto faktu odtok dalších srážek z území. Čím vyšší nasycenost území bude, tím méně další vody spadlé ve formě srážek je schopné se infiltrovat do půdního profilu daného území. Pokud je území nasyceno velmi silně či extrémně, další vodu již nepojme. Veškerá spadlá voda na povrchu po něm proto odtéká. O to je vyšší riziko vzniku tzv. rychlého odtoku vody i při poměrně málo vydatných srážkách. Natož pak při výskytu prudkých srážek o vysokém úhrnu.

Přívalová povodeň, nazývaná často také jako blesková, vzniká po výskytu přívalového deště. Podle druhu těchto srážek je nazývána častěji. Přívalové srážky jsou konvekční, tedy plošné málo rozsáhlé a krátkodobé srážky velké intenzity produkované oblaky Cumulonimbus. Jaký úhrn srážek je zonačena za přívalový déšť? Různí autoři na to mají odlišné názory. Přívalová povodeň zasahuje hlavně menší toky, má rychlý nástup i ústup. Na grafu vodního stavu či průtoku se projevuje ostrou “špičkou” v jeho vývoji s časem.

Kde sledovat zda přívalová povodeň hrozí?

Obr. 1 Ukázka stránky s mapou nasycení území v ČR, kdy významně nasyceny jsou typicky vrcholy S/SV/V hor (jaro 2021), zdroj: hydro.chmi.cz

Dnes jsou k dispozici volně velmi podrobné přehledy o hydrologické situaci v ČR. Existují moderní přístupy ke zpracovávání těchto podkladů i k jejich prezentaci. Veškeré tyto informace v rámci ČR najdete na stránce ČHMÚ. Jde jednak u vedenou stránku zaměřenou přímo na hodnocení sucha. Dále jde o speciální stránku s informacemi o suchu na stránce projektu HAMR, na němž se ČHMÚ podílí. Informace o suchu prezentuje na svém webu i organizace CzechGlobe, zabývající se výzkumem globální změny klimatu a také suchem jako jedním z jejích negativních dopadů.

Přímo na stránce Hlásné a předpovědní povodňové služby ČHMÚ se nacházejí informace o riziku přívalové povodně. Tam je k dispozici jako základ obecný přehled nasycení území a k tomu riziko vzniku přívalové povodně. A to v podobě výskytu rychlého odtoku vody k této povodni vedoucí při výskytu konkrétního množství srážek za daného nasycen za určitý čas. K dispozici jsou odhady úhrnů při časovém kroku 1, 3 a 6 hodin. Například při slabém či velmi slabém nasycení by muselo za hodinu spadnout i 60-80mm srážek nebo více, aby došlo k takovémuto tzv. škodnému odtoku. Naopak v případě silného nasycení by postačilo i méně než 15mm za hodinu. V takovém případě je riziko bleskové čili přívalové povodně skutečně extrémní.

Provedené studie prokázaly, že i při výskytu sucha dochází k vsakování vody i v případě výskytu prudších srážek. A to k dostatečnému vsakování. Situace nepůsobí tedy umocnění odtoku vody z území. Praktické příklady toto tvrzení v minulosti potvrdily.

A souhrnné riziko přívalové povodně zobrazuje nově pro jednotlivé okresy poslední mapa nabídky na této stránce. Nutno poznamenat, že tyto informace na uvedené stránce jsou k dispozici v teplé části roku. Počátek a konec provozu informací není pevně stanoven a závisí na vývoji počasí. Pokud není počasí na jaře dlouho konvekční a nepřináší prudké srážky, informace zatím aktuální nejsou.

Jak zjistit, zda je opravdu sucho?

Nasycení území popsané v kapitole výše je základem pro hodnocení hydrologického sucha. To, že je nasycení vyšší a nehrozí vyloženě sucho z tohoto pohledu, neznamená že sucho vůbec není. Sucho hodnotíme z půdního a klimatického hlediska. K tomu nám pomůže vodní kapacita v půdě v mělčí vrstvě. Tam můžeme odhalit počínající sucho, takže z tohoto pohledu sucho bude. Půjde o tzv. povrchové sucho. Naopak, pokud po významných srážkách dojde ke zvýšení vláhy v půdním profilu mělčích vrstev, neznamená to, že nebude sucho. Vodní toky se totiž jinak při nízkém nasycení po ustání srážek rychle vrátí k nižším či přímo nízkým průtokům. Nasycení území zůstává v tomto případě nízké. A hezký případ tohoto typu nastal v ČR v srpnu 2015, kdy jediné srážky v jinak velmi suchém období velmi rychle odtekly povodími.

K tomuto doporučíme pro více informací článek Jak hodnotit sucho? Dále doporučíme související článek tématiky Index předchozích srážek a jeho vliv na odtok.

Závěr

Přívalová povodeň se může vyskytnout kdykoli a to v období s výskytem prudkých srážek. Tyto srážky jsou důsledkem konvekční činnosti a vypadávají proto z oblaku Cumulonimbus. Z jiného oblaku srážky takto velké intenzity s extrémním úhrnem za krátký čas nevypadnou. Někdy mohou být kombinovány s trvalými srážkami vrstevnaté oblačnosti Nimbostratus. Dále záleží zejména na míře rizika vzniku této povodně. Přívalová povodeň může vzniknout i při nízkém nasycení území, ale pokud je splněna podmínka výskytu tomu odpovídající intenzity srážek. Úhrny srážek kolem 80mm za hodinu by způsobily významný odtok vody z území a přívalovou povodeň i při nízkém nasycení území. Takové úhrny se u nás mohou vyskytnout, ale nestává se tak často.

Míra tohoto rizika vzniku přívalové povodně se zvyšuje se zvyšujícím se nasycením území. A to proto, že pro její vznik je potřeba nižšího úhrnu srážek za daný čas. Většinou se situace a intenzita srážek poměřuje vůči časovému úseku hodiny. Při běžném nasycení by postačilo pro vznik této povodně například 40-50mm srážek za hodinu. A nejvyšší míra rizika vzniku této povodně bude při nejvyšším nasycení území, kdy je současně vysoká zaplněnost povodí. V tomto případě nemusí jít ani o žádné významné srážky, ale postačí pro rychlý odtok 10 nebo 15mm srážek za hodinu.

Zjistit v dnešní době nasycenost území v hlavním období výskytu prudkých srážek není problém. Stejně tak není problém identifikovat bouřky s přívalovými lijáky a jejich postup. A s určitou mírou nejistoty je možné i předpokládat výskyt takových bouřek v bližší budoucnosti. Je třeba rozlišovat výše definované pojmy a správně sucho hodnotit. Výskyt sucha v povrchové vrstvě půdy nemusí znamenat nízkou nasycenost území. Naopak vyšší nasycení svrchních části půd po větších srážek rozhodně neindikuje vysokou nasycenost území. To poznáme také podle odezvy vodních toků na danou srážkovou událost.