V podmínkách střední Evropy jsou povodně bezpochyby živelní pohromou způsobující největší škody. Jaké však jsou příčiny vzniku takových nebezpečných situací? 21. století se ptalo odborníků.
Letošní na sníh bohatá zima a velké zásoby vody „schované“ v krajině v podobě sněhové pokrývky ukázaly, že významné záplavy nejsou jen záležitostí letního období. Nikdo neví, co bude následovat v dalších měsících a letech. Je možné, že k nám příroda bude shovívavější. Je ale také možné, že k těmto extrémním přírodním projevům bude docházet častěji.
Když déšť neustává…
Velké vody v červenci 1997 a v srpnu 2002 v České republice patří mezi povodně, jejichž viníkem jsou dešťové srážky, které zasáhly větší území a trvaly delší dobu. Intenzita takových srážek ani nemusí být tak extrémní. Hlavní vadou na kráse takových srážek je, že prší více dnů téměř v nepřetržitě. Někdy mohou být tyto tzv. stratiformní deště doprovázeny přeháňkami a bouřkami (konvekční činností), avšak trvalé srážky převládají.
Nejčastěji je tento druh povodní spojován s tlakovými nížemi, postupujícími z oblasti severní Itálie a Jadranu nad střední Evropu po takzvané dráze Vb (pět b). Při své pouti se středy těchto tlakových níží přesunují přes naše území či v jeho blízkosti dále k severovýchodu. Čím delší dobu tato níže setrvává v oblasti severovýchodně od našeho území, tím větší jsou srážkové úhrny. Povodně pak mohou trvat i týdny a
jejich bilance může být někdy až hrozivá. V důsledku takové živelní pohromy u nás zahynulo v červenci 1997 52 lidí a celková výše škod se vyšplhala na 62 miliard Kč. Škody způsobené povodní v srpnu 2002 byly ještě vyšší, asi 73 miliard Kč, a zahynulo 19 osob.
Čím hrozí nebezpečné přívaly?
Velká voda způsobená přívalovými srážkami je v letním období poměrně častým jevem. V létě jsou totiž v atmosféře nejvhodnější podmínky pro vznik konvekčních bouří, které mohou být doprovázeny právě masivními dešťovými přeháňkami a kroupami. Jejich intenzita je někdy opravdu extrémní, výjimečně více než 100 mm deště za hodinu, tedy 100 litrů na plochu 1 m2. Takové srážky trvají většinou desítky minut, zřídka i hodiny.
Povodně z přívalových srážek, tzv. flash flood, dokáží lokálně napáchat „pěknou neplechu“. Taková velká voda řádí převážně na malých povodích (desítky km2), projevuje se prudkým vzestupem hladiny nějakého místního potoka a také jejím rychlým poklesem. Maximální tzv. kulminační průtok je při takové povodni vysoký, avšak celkové množství vody je v porovnání se záplavami z trvalých srážek malé.
Typickým příkladem z nedávné doby je povodeň v Olešnici na Žďársku v červenci 2002, kdy se po dvouhodinových intenzivních srážkách rozvodnil potok Hodonínka. Přitom zahynuli dva lidé a celkové škody se vyšplhaly na 165 milionů Kč. Jiným, ještě tragičtějším příkladem, je povodeň v Orlických horách v červenci 1998, při níž bylo zmařeno 6 lidských životů a celkové ztráty se vyšplhaly až na 2 miliardy Kč.
Nemusí pršet, stačí jen…
K tomu, aby vnikly záplavy, však nemusí vůbec pršet! Stačí se jen podívat na přelom zimy a jara, kdy právě takové povodně vznikají nejčastěji. Nezbytným předpokladem je ovšem velká zásoba vody ve sněhu, tedy kolik mm srážek se vlastně ve sněhové pokrývce ukrývá. Měření této vodní hodnoty sněhu se v zimě provádějí minimálně jednou týdně (každé pondělí). Například na Vysočině může být na některých místech ukryto ve sněhu i 150 mm srážek, a to už je pořádné množství. Pokud přijde prudší oteplení, pak nahromaděný sníh rychle odtává a pohroma ve formě zvýšení průtoků je tady.
Samotné velké zásoby vody ve sněhu ale ještě nemusí nutně znamenat vznik povodní. Rozhodující je hlavně režim odtávání. Pokud je přes den velmi teplo, např. nad 10°C, ale přes noc klesají teploty pod nulu, průtoky na tocích kolísají a sníh roztává pozvolna bez vzniku povodní. Pokud však oteplení trvá delší dobu a teploty v noci neklesnou ani na pár stupňů nad nulou, pak vážné riziko záplav hrozí. Na našem území obvykle sněhové povodně nezpůsobují vážné povodňové situace.
Spojenými silami
Mnohem nebezpečnější situace nastane, pokud se k takovému oteplení přidají i dešťové srážky. Takové povodně odborníci označují jako smíšený typ. Postihují velká území, někdy mnohem větší, než jaká zasahují záplavy z trvalých srážek. Vyskytují se za různých povětrnostních situací, přinášejících v zimě a na začátku jara oteplení a dešťové srážky.
Společný příchod rychlého tání a dešťových srážek je jednou z nejhorších kombinací, jaká umí atmosféra nad střední Evropou vykouzlit. Průtoky při takových povodních pak mohou dosahovat i katastrofických hodnot. Příkladem smíšené povodně jsou záplavy z letošní zimy, kdy byla zasažena prakticky všechna povodí v naší republice.
Jak působí člověk v krajině?
To, jak moc destruktivní povodně budou, nezáleží vždy jen na meteorologických příčinách, ale také na stavu krajiny, do které chce příroda přilít ještě další vodu. Půda na takovém území může již být nasycena vodou z předchozích srážek a pak má povodeň dramatičtější průběh. To byl příklad obou povodní z trvalých srážek v letech 1997 a 2002. Důležité je též množství vody protékající vodními toky na začátku srážkového přídělu a záleží pochopitelně i na reliéfu celého povodí.
Lidská činnost se při zátopách projevuje rozporuplně. Na jedné straně vhodná manipulace na vodních dílech může před povodněmi zachránit rozsáhlá území ležící pod přehradou. Příkladem je velká voda, která vznikla letos v červnu po intenzivních nočních srážkách v povodí Moravské Dyje. Díky vodní nádrži Vranov byla tato velká voda regulována a před evakuací tak byla zachráněna spousta lidí na rozsáhlém území pod přehradou.
Hra s mokrými čísly
A jak nakonec vypadá taková povodeň na stole hydrologa? Graficky ji nejlépe znázorníme pomocí jejího hydrogramu (viz obrázek). Dále ji můžeme charakterizovat třeba jejím největším průtokem, tedy maximálním objemem vody, který protekl určitým profilem řečiště za jednu sekundu.
Když je pak k dispozici větší počet takových kulminačních průtoků z různých povodní, stanovuje se tzv. N-letý průtok. Ten je v tomto místě toku dosažen nebo překročen průměrně jednou za N-let. To jsou ty známé stoleté, pětisetleté nebo i tisícileté vody, se kterými se pak operuje ve sdělovacích prostředcích.
Avšak statistika je v tomto případě spíše hrou s čísly, než exaktním vyjádřením. Ve skutečnosti se totiž může stoletý průtok vyskytnout třeba i vícekrát v jednom roce. Odpovědná je za to zejména poměrně krátká doba, po kterou se věnujeme měření různých charakteristik vodních toků.
Povodeň se kromě kulminačního průtoku charakterizuje i pomocí tzv. objemu povodňové vlny. Ten se stanovuje rovněž z hydrogramu jako obsah obrazce, tvořeného povodňovou vlnou od počátečního až po koncový průtok.
Vymodelujte si povodeň!
Hydrologická předpovědní pracoviště ve světě i u nás již pro předpověď vývoje situace na tocích běžně používají hydrologické modely. Pod tímto pojmem si lze představit software, který simuluje srážky a odtok v povodí té které řeky. Aby mohla být vydána hydrologická předpověď, je třeba posbírat data, tedy průtoky a srážky. V zimním období pak navíc teploty a výsledky měření výšky vrstvy sněhu a vody v něm obsažené.
Na základě meteorologické předpovědi srážek a teplot se potom počítá hydrologická předpověď – prognóza průtoků na tocích. Předpověď průtoků je tedy ve své podstatě jakási „předpověď z předpovědi“.
V Česku se dnes k prognóze průtoků používají nejčastěji dva hydrologické modely, systém Aqualog (víceúčelový vodohospodářský modelovací systém) a systém Hydrog (srážkoodtokový model). Pro naše hlavní vodní toky má Český hydrometeorologický ústav povinnost denně vydávat hydrologické předpovědi. Výsledky takových numerických předpovědí lze nalézt na jeho internetových stránkách http://hydro.chmi.cz/ips_ihc4/.
Povodně byly a budou
Povodeň je přírodní katastrofa, které nejsme schopni zabránit, avšak do jisté míry můžeme omezit její ničivé účinky. Různé skupiny ochránců přírody občas ve sdělovacích prostředcích tvrdí, že kdyby byla krajina méně zemědělsky využívaná, více zalesněna a koryta toků byla ponechána v původní podobě tzv. neupravená, pak by povodně v podstatě neškodily. Znovuzavedení takových opatření v krajině má jistě svou pozitivní roli, nicméně jejich účinek z hlediska snížení kulminačního průtoku při extrémních povodních se pohybuje jen v rozmezí několika procent. Ničivé záplavy se totiž vyskytují odnepaměti. Vyskytovaly se tedy i v dobách, kdy byla krajina dotčena člověkem jen velmi málo a stejně tak budou probíhat i v budoucnosti.
Co s tou vodou?
Jak tedy nejlépe zabránit jejich negativním dopadům? Účinným opatřením jsou velké vodní nádrže, třeba už zmíněný Vranov na Dyji, které dokáží zadržet značné množství vody a snížit tak průtoky pod nádrží.
Jinou variantou, jak se chránit před záplavami, jsou menší suché nádrže, tzv. poldry, které mají význam zejména při krátkých letních povodních z přívalových srážek. Pokud povodně trvají více dnů, účinek poldrů se snižuje, protože se vyčerpá jejich retenční kapacita – jednoduše řečeno zaplní se.
V obydlených oblastech je možné koryta toků zregulovat, avšak takové opatření má efekt jen v dané lokalitě. Velká voda se tudy pouze přežene do níže položených oblastí. Nejúčinnějším opatřením tedy zůstává prevence. To pro nás znamená nestavět v tzv. inundačním území, tedy v území, kde se dříve řeky přirozeně rozlévaly.
Více se dozvíte:
Rudolf Brázdil a kolektiv, Historické a současné povodně v České republice, MU v Brně, ČHMÚ v Praze, 2005.
Meteorologický slovník výkladový a terminologický, Academia, MŽP ČR, 1993.
Marek Kašpar, Porovnání extrémnosti synoptických podmínek během povodní v České republice v srpnu 2002 a v červenci 1997. In: Meteorologické zprávy 2003, č. 6.
Milan Šálek, Přívalové srážky v podhůří Orlických hor 22.-23. července 1998 z hlediska metod dálkové detekce a výsledků numerických modelů. In: Meteorologické zprávy 2000, č. 1.
Stupně povodňové aktivity
vyjadřují míru nebezpečí ohrožení dané oblasti:
První stupeň (stav bdělosti) nastává při nebezpečí přirozené povodně a zaniká, pominou-li příčiny takového nebezpečí. Vyžaduje věnovat zvýšenou pozornost vodnímu toku.
Druhý stupeň (stav pohotovosti) se vyhlašuje v případě, že nebezpečí přirozené povodně přerůstá v povodeň. Aktivizují se povodňové orgány a další účastníci ochrany před povodněmi.
Třetí stupeň (stav ohrožení) se vyhlašuje při nebezpečí vzniku škod většího rozsahu, ohrožení životů a majetku v záplavovém území. Provádějí se zabezpečovací a podle potřeby záchranné práce nebo evakuace.
Změna klimatu?
Odborná i laická veřejnost si klade otázku, zda zvýšený výskyt povodní v posledních letech nesouvisí s tzv. změnou klimatu. Z historie víme, že povodeň není až tak výjimečným jevem, ale že se vyskytovaly s nemenší ničící silou i v minulosti.
Výskyt dvou extrémních povodní během 5 let (1997 a 2002), doprovázených navíc výskytem dvou extrémně suchých a horkých roků (2000 a 2003), vyvolávají otázku, zda se nezvyšuje extremita projevů počasí, a jaké jsou toho příčiny. Avšak podobná období jsou známa i z minulosti, např. v posledním desetiletí 19. stol. Jednoznačná odpověď na to, zda se jedná o nevratnou změnu klimatu nebo o jeho přirozené kolísání zatím neexistuje.
Co je to situace Vb (pět b)?
Povětrnostní situace charakterizovaná teplotně asymetrickou tlakovou níží, jejíž střed se přesouvá ze severní Itálie a Jaderského moře k severovýchodu po van Bebberově dráze Vb. V ojedinělých případech se směr postupu cyklony mění až na severozápadní, čímž se tlaková níže pohybuje se od východu k západu, narozdíl od převážné většiny cyklon.
Území postižené trvalými srážkami se nachází nalevo od trasy středu cyklony, tedy v její studené tzv. týlové části. Většina rekordních denních úhrnů srážek byla v našich horských a podhorských oblastech pozorována právě při situacích Vb, jako např. absolutní denní maximum srážek 345 mm, naměřené 29. 7. 1897 v Nové Louce (Jizerské hory).
Povodně v létech 1997 a 2002
Příčiny extrémních srážek v červenci 1997 a v srpnu 2002 byly v základních rysech podobné. Rozhodující srážky padaly v oblasti silného proudění severních směrů na zadní straně tlakové níže středomořského původu, která vytvořila podmínky pro transport vlhkého vzduchu nad naše území. Střed této řídící cyklony se jen pomalu odsouval dále k východu nebo dokonce setrvával po několik dní prakticky bez pohybu To mělo za následek dlouhé trvání srážek nad stejným územím. Odtok z povodí byl v roce 1997 a zejména pak v roce 2002 ovlivněn nasyceností povodí předchozími srážkami.
