Prívalové povodne – príčiny, poučenia a hľadanie zodpovednosti
Rubriku LES A VODA pripravuje redakcia v spolupráci so združením PEFC Slovensko
Nie tak dávno, pred pandémiou COVID-19, začiatkom vojny na Ukrajine, energetickou krízou, infláciou a výrazným zdražovaním, patrili prívalové povodne medzi často diskutované témy v odbornej aj laickej verejnosti. Spomínané udalosti spôsobili, že sme na povodne akosi pozabudli. Straty na ľudských životoch a veľké škody, ktoré povodne v minulosti spôsobili, nám pripomínajú, že tejto problematike musíme venovať pozornosť aj naďalej. Cieľom príspevku je pripomenúť stále aktuálnu problematiku prívalových povodní, zamyslieť sa nad ich príčinami a škodlivosťou, poukázať na niektoré poučenia z analýz ich vzniku a priebehu. Chceme sa zamyslieť aj nad tým, do akej miery by sme mohli my, lesníci, prívalové povodne a ich ničivé následky ovplyvniť.
Príčiny prívalových povodní
Povodne sa u nás vyskytovali od nepamäti. Niektoré prejavy klimatickej zmeny, najmä striedanie dlhých období bez zrážok s prívalovými zrážkami s vysokou intenzitou, frekvenciu prívalových zvýšili. Povodne môžeme rozdeliť z viacerých hľadísk. Podľa toho, aké veľké oblasti postihujú, ich najjednoduchšie delíme na regionálne a prívalové. Pokaľ regionálne povodne sú spôsobené dlhšie trvajúcimi zrážkami na plošne veľkých územiach, resp. vo veľkých povodiach, prívalové povodne sú spôsobené krátkodobými intenzívnymi zrážkami v malých povodiach. Pojem malé povodie nie je správne chápať len ako povodie s relatívne malou rozlohou. Je to také povodie, v ktorom sa pri tvorbe a priebehu odtoku významne prejavujú intenzívne zrážky s relatívne krátkou dobou trvania a spôsob využívania, resp. obhospodarovania jednotlivých plôch v povodí. Na základe analýzy 56 prívalových povodní, ktoré sa vyskytli v malých horských povodiach SR v období rokov 1925 – 2020, sme zistili, že ich hlavnou príčinou boli prívalové zrážky s rôznymi intenzitami, napr. 80 - 91 mm. 0,5 h-1; 45,2 - 130 mm. h-1; 60 – 130 mm. 1,5 h-1; 81 až 130 mm. 2 h-1; 110 mm. 2,5 h-1; 75 - 130 mm. 3 h-1; 130 až 228,5 mm. 4 h-1 a 51 až 231,9 mm. 24 h-1 atď.
Lesy a povodne
Trvalo dlho, pokým sa podarilo aspoň časti verejnosti ako-tak vysvetliť, že ani hydricky najúčinnejší, zdravý a ekologicky stabilný les alebo vysoká lesnatosť povodia nedokážu povodni zabrániť, ak je dosiahnutá alebo prekročená jeho retenčná kapacita v danom priestore a čase. V týchto prípadoch les nedokáže odtok spomaliť, rozložiť na dlhší čas, resp. premeniť povrchový odtok na podpovrchový. Aktuálna hydrická účinnosť, resp. nasýtenosť lesného ekosystému predchádzajúcimi zrážkami je v čase a priestore veľmi variabilná. Zrážky s rovnakou intenzitou na tej istej ploche a v tom istom priestore môžu niekedy vyvolať povodeň, niekedy len menšie či väčšie zvýšenie prietokov v koryte vodného toku. Problematikou vplyvu lesa na odtok sa zaoberá lesnícka hydrológia už viac ako 100 rokov, ale zovšeobecňovanie získaných výsledkov výskumu je komplikované nielen vzhľadom na rozmanitosť prírodných podmienok, v ktorých sa výskum realizoval, ale aj ďalšie súvisiace vplyvy. Niektoré svetovo uznávané vedecké kapacity hovoria o malých horských povodiach ako o „najčernejších čiernych skrinkách hydrologického cyklu“. Viac vedeckých autorít upozorňuje na veľký paradox, podľa ktorého poznatky o hydrológii týchto povodí nezodpovedajú ich významu z hľadiska celkových zdrojov vody a jej kvality.
„Trvalo dlho, pokým sa podarilo aspoň časti verejnosti ako-tak vysvetliť, že ani hydricky najúčinnejší, zdravý a ekologicky stabilný les alebo vysoká lesnatosť povodia nedokážu povodni zabrániť, ak je dosiahnutá alebo prekročená jeho retenčná kapacita v danom priestore a čase.“
Náročnosť presnejších stanovení odtokových charakteristík a zovšeobecňovaní získaných výsledkov znásobuje mnoho faktorov vplývajúcich na odtokový proces aj v rámci lesných ekosystémov. Máme na mysli vplyv intercepcie, evaporácie, transpirácie, resp. evapotranspirácie, infiltrácie ako aj druhov drevín, ich veku, rozlohy a rozmiestnenia lesa v povodí atď. Aj z uvedených dôvodov sa údaje o hydrickej účinnosti lesov, resp. o retenčnej, akumulačnej, retardačnej a regulačnej schopnosti lesa v priestore a čase líšia. Retenčná kapacita lesného ekosystému sa podľa literárnych zdrojov pohybuje asi v rozpätí od 30 do 70 mm. Tento údaj je ale podmienený absentujúcimi zrážkami v období pred konkrétnou zrážkovou udalosťou. V opačnom prípade (napr. po väčších predchádzajúcich zrážkach) môže byť aktuálna retenčná schopnosť lesného ekosystému minimálna. Okrem toho tvorbu a priebeh odtoku (odtokový proces) ovplyvňujú ďalšie charakteristiky, medzi ktoré patria morfológia reliéfu, geologické podložie, pedologické podmienky vrátane humusu, klimatické a meteorologické činitele, lesná cestná sieť, jej stav vrátane odvodnenia, erózne procesy v povodí ako aj spôsoby využívania resp. obhospodarovanie nezalesnených plôch v povodí. Názory niektorých vedeckých autorít v SR na možnosť ovplyvňovania odtoku v malých lesnatých povodiach prostredníctvom lesných ekosystémov sa líšia. Niektorí autori sa zhodujú v názore, že zalesňovanie malých povodí a zväčšovanie retenčnej kapacity lesných porastov vhodnými melioračnými lesohospodárskymi opatreniami je z hľadiska protipovodňovej ochrany krajiny mimoriadne významné. Iní sa prikláňajú k názoru, že prívalové zrážky, počas ktorých spadne na relatívne malú plochu (desiatky km2) viac ako 50 mm zrážok, môžu spôsobiť lokálne povodne s ničivými následkami a uvádzajú, že manažmentom lesných porastov (zalesňovanie, odlesňovanie, zmena štruktúry), alebo úpravou pôdnych pomerov nie je možné v podmienkach Slovenska zabrániť lokálnym prívalovým povodniam.
Ak sa nám teda v súčasnosti vcelku darí širokej verejnosti vysvetľovať, že vplyv lesa na odtokový proces má svoje veľmi premenlivé hranice, ťažšie sa nám hľadajú argumenty v súvislosti s negatívnym vplyvom niektorých lesníckych činností na tvorbu a priebeh odtoku v malých povodiach. Jedným z najdôležitejších je vplyv stavu lesnej cestnej siete a eróznych procesov v povodí. Erózia na nespevnených cestách a približovacích linkách v povodí a zrýchlený odtok navzájom úzko súvisia. Čím väčšie sú prejavy erózie v povodí (jarky, ryhy, výmole, absentujúce alebo nevyhovujúce odvodnenie na lesných cestách atď.), tým rýchlejší a nebezpečnejší bude povrchový odtok a kratšia doba jeho sústredenia k záujmovému uzavierajúcemu prietokovému profilu povodia.
„Iní sa prikláňajú k názoru, že prívalové zrážky, počas ktorých spadne na relatívne malú plochu (desiatky km2) viac ako 50 mm zrážok, môžu spôsobiť lokálne povodne s ničivými následkami a uvádzajú, že manažmentom lesných porastov (zalesňovanie, odlesňovanie, zmena štruktúry), alebo úpravou pôdnych pomerov nie je možné v podmienkach Slovenska zabrániť lokálnym prívalovým povodniam.“
Podobne je to so starostlivosťou o koryto v súvislosti so zabezpečením jeho plnej prietokovej kapacity (napr. prekážky z nánosov mŕtveho dreva v koryte, ktoré môžu neskôr upchávať prietokové profily priepustov a mostov). Otázku ponechania masívnych priečnych prekážok z nánosov mŕtveho dreva v korytách s argumentom, že sú to vhodné úkryty pre živočíchy, je potrebné vnímať a analyzovať aj z tohto pohľadu.
Niektoré poučenia z histórie prívalových povodní
Na základe už spomenutej analýzy 56 prívalových povodní v malých horských povodiach SR v období rokov 1925 - 2020 bolo zistené, že:
- podľa mesiaca výskytu, v máji sa vyskytli 3 prívalové povodne (5,4 %), v júni 19 povodní (33,9 %), v júli 31 povodní (55,3 %) a v auguste 3 povodne (5,4 %);
- v prípade výskytu intenzívnych prívalových zrážok ani vysoká lesnatosť povodia (napr. 93,5 %, resp. 95,3 %) nedokázali zabrániť vzniku prívalovej povodne;
- hydrická kapacita lesného ekosystému má svoje hranice, ktoré sú v čase a priestore veľmi variabilné;
- veľký vplyv na vznik a priebeh odtoku má nasýtenosť povodia predchádzajúcimi zrážkami. Modelové výpočty (aj reálne povodne) ukázali, že rozdiely v hodnotách maximálneho odtoku Qmax (m3. s-1) medzi povodím bez zrážok (do úvahy berieme 5 dní pred konkrétnou zrážkovou udalosťou) a v povodí so zrážkami nad 53 mm môžu vo vegetačnom období predstavovať aj niekoľko desiatok percent;
- povodňové škody významne ovplyvňuje preventívna starostlivosť o koryto a predovšetkým zabezpečenie jeho plnej prietokovosti vrátane adekvátnej starostlivosti o brehové porasty;
- rýchlosť sústreďovania odtoku je významne ovplyvnená stavom eróznych procesov v povodí;
- dôležitým faktorom pri tvorbe odtoku je lesné cestná sieť a to najmä stav a funkčnosť odvodňovacích zariadení;
- prívalové zrážky a následné povodne nie je možné dlhodobo predvídať ani čo sa týka miesta ich výskytu ani ich intenzity;
- jednou z prvoradých úloh protipovodňovej ochrany je správne dimenzovanie prietokových profilov a objektov (mostov, priepustov) v korytách tokov, ktoré vychádza z hydrotechnických výpočtov. Výsledky jednotlivých výpočtových metód sú väčšinou rozdielne.
„...povodňové škody významne ovplyvňuje preventívna starostlivosť o koryto a predovšetkým zabezpečenie jeho plnej prietokovosti vrátane adekvátnej starostlivosti o brehové porasty.“
Často používaný výpočet pomocou vzorca akademika Duba má svoje otázniky, ktoré sa týkajú okrem správneho stanovenia regionálnych súčiniteľov aj objektívneho zohľadnenia vplyvu lesa na odtok. Metóda CN kriviek, využívaná aj v niektorých zrážkovo-odtokových modeloch, je zložitejšia. Zohľadňuje hydrickú účinnosť lesa v povodí podľa jeho kvality, kategórie infiltračnej schopnosti lesných pôd, vplyv predchádzajúcich zrážok a spôsoby využívania (obhospodarovania) všetkých plôch v povodí. V posledných rokoch sa overuje na výpočet odtoku aj metóda regionálnej frekvenčnej analýzy.
Hľadanie zodpovednosti
Po každej prívalovej povodní sa hľadajú zodpovední a často sú z príčin ich vzniku bez podložených faktov obviňovaní lesníci. Takmer sa nestretávame s hľadaním zodpovednosti medzi inými užívateľmi povodia a samosprávami. Namiesto vytvárania príležitostí a návrhov na aktívnu spoluprácu všetkých zainteresovaných zložiek, hľadania riešení v integrovanom manažmente povodí a prevencii, sú hľadaní vinníci pomocou nepodložených argumentov. Absentuje činnosť zahrádzania bystrín aj napriek tomu, že prvou a hlavnou zásadou tejto činnosti je preventívna lesnícka melioračná starostlivosť o celé povodie so snahou o premenu povrchového odtoku na podpovrchový. V tomto smere nie sú príčinou len nedostatočné finančné zdroje, ale aj negatívne názory určitých skupín na zásahy do korýt tokov, hoci na tento účel existujú prírode blízke a ekologicky akceptovateľné melioračné opatrenia. V takýchto prípadoch ale vždy zostáva nezodpovedaná dôležitá otázka prevzatia zodpovednosti za ohrozenie zdravia a životov postihnutých a povodňové škody.
Prof. Ing. Matúš Jakubis, PhD.,
Katedra lesnej ťažby, logistiky a meliorácií
Lesnícka fakulta Technickej univerzity vo Zvolene
