Průchodnost toků,podpora vzniku habitatů

Ing. Daniel Mattas, CSc.

141RIN

141 RIN 2

Průchodnost toků pro organismy

drift (bezobratlí)

migrace ryb:

- za vhodným habitatem, potravou, ...

- rozmnožování - ryby: - anandromní (losos)

- katadromní (úhoř)

- potamodromní

příčné stavby (jezy, přehrady)

omezení až přerušení migrace

diskontinuita

141 RIN 3

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

kde diskontinuita začíná?

jak pro koho – schopnost pohybu proti proudu, možné poškození při pohybu po proudu

hlavní faktory:- hloubka proudění (derivované úseky, ...)- rychlost proudění (stupně, jezy, ...)

? výška překážky ? rychlost proudění

141 RIN 4

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

maximální spád na příčné překážce (Salmonidae):

max. v ≈ 2,5 ms-1

gHv 2 H ≈ 0,3 m

lososovití překonají skokem i překážky značně vyšší – pstruh podle velikosti těla a proudových poměrů pod překážkou až 0,7-1,0 m

max. rychlost pohybu [ms-1] některých ryb:pstruh 2-3 losos 3+úhoř 0,9-1,5 okoun 1,6kapr 0,5-1 parma 2,4cejn 0,9 plotice 1,2

141 RIN 5

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

vysoké překážky umělé pomůcky:

- rybí přechody (rybochody)- rybí komory (vč. plavebních)- rybí zdviže

rybochody:

přírodě blízké: technické: zdrsněné skluzy komůrkové rybí rampy štěrbinové bypasy Denilovy (obtok. kanály) pro úhoře

141 RIN 6

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

umístění rybího přechodu vůči stavbě

V.E.

V.E.

V.E.

V.E.

141 RIN 7

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

rybí přechod:

vtok (východ) → vlastní přechod → výtok (vchod)

vtok – za všech možných hladin v horní zdrži požadovaný průtok Q

výtok – za všech možných hladin v dolní zdrži pod hladinou, mimo vývar

průtok Q – dostatečně velký, aby ryba přechod našla a šla do něj (možný přídatný „lákací“ Ql)

vlastní přechod – diverzifikované proudění, spád mezi komorami/tůňkami max. 0,3 m (podlecílových druhů)

141 RIN 8

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

Základní prvky návrhu technického rybochodu

z rozboru hladin/konsumčních křivek

příčné stavby a odpadního koryta

základní návrhové parametry

H

Hn

max

i0 ≈ 10 % ??

...H0

hhmin

hhmax

hdmin

hdmax

Hmax

L=n.l

l H

hmin

z délky L a dostupného místa půdorysné řešení – rybochod přímý,

1x nebo vícekrát lomený, spirálový ...

i0

141 RIN 9

Průchodnost toků pro organismy

Základní prvky návrhu technického rybochodu

spád mezi komorami:

0,20 m běžné sladkovodní druhy 0,30 m pstruh, losos velikost otvorů/štěrbin v přepážkách

min. 150 mm, pro velké Salmonidae až 450 mm, standardně 300 mm

velikost komory

- hloubka min. 1,2 m, šířka min. 1,5 – 2 m, délka min. 2,5 – 3 m

- disipace energie v komoře max. 150 Wm-3 pro Cyprinidae, max. 200 Wm-3 pro Salmonidae *

- podle očekávaného chodu ryb V ≈ 0,120 m3kg-1 ryb

* P = ρgQH

141 RIN 10

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

v současné době volání po řešeních „přírodě blízkých“

betonové přepážky s otvory či štěrbinami lze nahradit vhodně uspořádanými balvany, zabetonovanými nebo

jinak vhodně kotvenými do dna přechodu

dno přechodu, resp. prostor mezi balvany se vysype vhodným materiálem (štěrkopísek s kameny)

údajně takové řešení nejekologičtější, neb umožňuje migrace nejen rybě, ale i dalším organismům

??? cena klasického technického X „přírodě blízkého“ řešení ???

141 RIN 11

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

zdrsněné skluzy − přes celou šířku toku a spád do 2 m, rampy – jako zdrsněný skluz, obvykle ≤ 1/3 šířky koryta, vyšší spády

rybochody přírodě blízké – zdrsněné skluzy, rampy a bypasy

zdrsněný skluz rybí rampa

141 RIN 12

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

standardní návrhové parametry ??? ???

- koryto co nejvíce podobné přirozenému toku (půdorys, příčný profil, materiál dna a břehů), zvýšená drsnost,

sklon max 1:20 pro mimopstruhové, max 1:15 pro pstruhové vody max hloubka min 0,8 m pro mimopstruhové, 0,5 m pro pstruhové vody - rychlost proudění co možná diversifikovaná, nutná místa kde v < 0,5, ideálně < 0,2 ms-1

- hloubka vody zajištěna příčnými řadami balvanů 0,6 – 1,0 m i více vysokými, mezi nimi svislé štěrbiny na celou hloubku vody- rozdíl hladin v tůňkách mezi řadami balvanů max 15 cm u mimopstruhových,

max 20 cm u pstruhových toků- dnový substrát dostatečně hrubý v tlouštce min 25 cm

Náročný na prostor a práci (cena!) – ne všude možný.

Projektant má možnost seberealizace, ale nikdy pořádně neví jak to dopadne

bypas – z hlediska ochrany přírody a požadavků ekologie na 1 místě

141 RIN 13

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

rampa ve výstavbědvě ukázky provedení

bypasu

141 RIN 14

rybí přechod (bypas) u jezu na řece Waldnaab v bavorském Weidenu

bypas

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

141 RIN 15

Nízké stupně bez problémůVysoké stupně – možnost poškození ryb

(změny tlaku, odřeniny, ...), menší ryby větší šanceVodní elektrárny – značný problém

Průchodnost toků pro organismy - pokrač.

Průchodnost při poproudních migracích

ochrana:- česle, sítě, jiné mechanické zábrany- elektrické zábrany (problematické)- behaviorální zábrany

zavěšené řetězyvzduchové (bublinkové) clonysvětelné stroboskopické clony

...

tytéž systémy lze použít pro ochranu odběrů vody z toku

141 RIN 16

Podpora vzniku habitatů

každý jednotlivý druh specifické nároky na prostředí

vysoká diversita prostředí vysoká biologická diversita

prostředí:- hloubka- rychlost proudění- substrát- možnost úkrytu

preference se mohou měnit v závislosti na věku a jiných parametrech

141 RIN 17

Podpora vzniku habitatů – pokrač.

• koryto musí disponovat dostatkem potenciálních úkrytů, popř. útvarů, rozbíjejících proud, vytvářejících tišiny a pod. (např. velké kameny).• koryto modelovat co možná nejvíce hloubkově členité a s partiemi s různými rychlostmi• umožnit rozliv na okolní pozemky všude kde je to možné.• ukládání sedimentů v toku není nežádoucím jevem, ale součástí jeho správné ekologické funkce.• celkový charakter toku volit tak, aby se co nejvíce blížil stavu charakteristickému pro toky v dané oblasti. Používat místní materiály (kameny, ...) • případné výsadby volit tak, aby kořenové systémy stromů zpevňovaly a stabilizovaly břehy toku a zároveň vytvářely potenciální úkryty pro živočichy jak na souši, tak ve vodě.• břehy revitalizovaného toku co možná nejčlenitější a pokud možno neopevněné. Nejlépe ponechat „syrové“ koryto vlastnímu vývoji.• zajistit obousměrnou migrační prostupnost revitalizovaného toku.

základní zásady (podle Just a kol.)

141 RIN 18

Literatura

Clay, C.H.: Design of Fishways and Other Fish Facilities. 2nd ed. Lewis Publishers, 1995

Dams and Fishes. Review and Recommendations. Bulletin 116, ICOLD 1999

Gebler R.J.:Sohlrampen und Fischaufstiege. J.R.Gebler, Walzbachtal 1991

Just, T. a kol.: Vodohospodářské revitalizace a jejich uplatnění v ochraně před povodněmi. AOPK ČR, Praha 2006