Časopis vydává Agentura ochrany přírody a krajiny ČR ve spolupráci se Správou
jeskyní ČR. V tištěné podobě vychází již od roku 1946.

cs / en

Z naší přírody

Ochrana přírody 6/2016 28. 1. 2017 Z naší přírody Tištěná verze článku v pdf

Štěrkonosná řeka Morávka – mizející fenomén naší krajiny

autoři: Václav Škarpich, Tomáš Galia, Jan Hradecký, Stanislav Ruman

Štěrkonosná řeka Morávka –  mizející fenomén naší krajiny

Morávka dnes patří k posledním štěrkonosným řekám v předpolí Moravskoslezských Beskyd se zachovalým úsekem tzv. větvícího se říčního vzoru. Tento typ koryta je charakteristický rozdělením proudnice do několika protékaných, dynamicky se vyvíjejících ramen. Na přelomu 19. a 20. století byl tento typ říčních korytv české části Karpat typický pro většinu podhorských úseků i některá širší mezihorská údolní dna. Dlouhodobé působení člověka vyústilo v jejich zásadní přeměnu.

Větvení koryt v předpolí Beskyd bylo – a u částí řeky Morávky stále ještě je – podmíněno větším množstvím sedimentů, které se v korytě akumulují v důsledku lokálního rozšíření aktivního řečiště a snížení rychlostí proudění spojeného se snížením unášecí schopnosti vody. V těchto korytech se akumulují především štěrkové a štěrkopísčité sedimenty, které pak vytvářejí charakteristické náplavy a ostrovy. Výskyt větvícího se říčního vzoru byl ve velké míře predisponován přítomností rozsáhlých náplavových kuželů v předpolí Beskyd, které se spolu s aluviální výplní intramontánních údolí vytvářely během kvartéru. Na nich se následně začala vyvíjet koryta větvících se toků. Pohyb sedimentů i během posledních staletí s jistými výkyvy pokračoval a toky se v jednotlivých klimatických obdobích projevovaly dynamickou rovnováhou procesů transportu, akumulace i eroze. Zásadním momentem pro transformaci geomorfologického typu zdejších toků bylo vybudování velkých údolních nádrží, které spolu s dalšími příčnými stavbami a změnou využití krajiny omezily pohyb sedimentů v podélném profilu beskydských řek.

obr_1fin
Řeka Morávka v oblasti NPP Skalická Morávka v roce 1946.
Zdroj: SOkA Frýdek-Místek

V posledním století byl tento geomorfologický vzor významně přeměněn na jednoduchá a mnohdy i do skalního podloží zahloubená koryta. Intenzivní hloubková eroze a vznik skalních koryt jsou dány i přítomností málo odolných flyšových hornin. To s sebou vedle zhoršení celkového ekologického stavu koryto-nivního segmentu při absenci pravidelného vybřežování toku přináší i další negativa, jako např. vliv na statiku jezových nebo mostních konstrukcí.

Proč se změny na beskydských tocích odehrávají tak rychle? Důvodem je souběžné působení několika procesů. Dále dochází k přímým vlivům člověka na samotná koryta vodních toků, např. těžbě sedimentů z koryt, zkapacitnění koryt a jejich napřímení, snížení drsnosti, výstavbě jezů, stupňů, hrazení bystřin nebo k výstavbě údolních nádrží. V povodí Morávky se jedná o výstavbu údolní nádrže, jezových konstrukcí za účelem převodu vody do sousedního povodí nebo úpravy podélného a příčného profilu, a to včetně zásahů do šířky aktivního řečiště a s tím související proměny lužního lesa.

Hlubok† eroze Mor†vky Foto FrantiÁek Jaskula
Řeka Morávka v oblasti tzv. Kaňonu v dolní oblasti povodí.
Foto Václav Škarpich


Regulace řeky Morávky
K úpravám v povodí Morávky docházelo již od konce 17. století a byly spojeny především s plavením dřeva. První zmínky o hamrech, které byly závislé na dodávkách dřeva, pocházejí již z roku 1735 (Polášek 2006). Hlavním problémem pro plavení dřeva byla mělká koryta s velkými nánosy štěrku a písku a výrazná rozkolísanost průtoků. Dalším důvodem regulací byla také výstavba mlýnských náhonů nebo přívodních kanálů do požárních nádrží. Tyto regulace však měly jen lokální charakter a obvykle neměly dlouhou životnost. Během každé větší či menší povodně docházelo k jejich poškození nebo destrukci (1SOkA Frýdek-Místek, 2SOkA Frýdek-Místek).

Soustavnější regulace jsou spjaty s počátkem 20. století. Generální projekt z roku 1910 reagoval na povodně z let 1880, 1902 a 1903. Úpravy spočívaly v budování desítek tzv. výhonů (technické stavby usměrňující proudění vody a stabilizující štěrkové nánosy) a místy také průkopu kynety a v úpravě do lichoběžníkového průtočného profilu (Tureček 2001). V některých úsecích docházelo také k budování ochranných valů, např. na pravém břehu u Dobré u Frýdku-Místku (Žáčková 2005).

obr_3
Těžba štěrkových sedimentů na řece Morávce v mezijezí ve Vyšních Lhotách v roce 2010.
Foto Václav Škarpich

V novodobé historii lze za hlavní příčiny degradačního vývoje koryta považovat tzv. Frýdecký a Konečného jez, které se do současnosti nedochovaly. Frýdecký jez byl povodní zničen v roce 1949 a Konečného jez v polovině 70. let (Tureček 2001, Žáčková 2005). Od 60. let 20. století docházelo k masivní regulaci koryta řeky Morávky spojené s opevněním břehů lomovým kamenem a usměrněním proudění do jednoduchého koryta lichoběžníkového profilu. Jedním z nejvýraznějších zásahů do koryta byla stavba jezu ve Vyšních Lhotách pro převod vody do sousedního povodí řeky Lučiny a výstavba údolní nádrže Morávka. Později v roce 1969 byl také vybudován zajišťovací stupeň v úseku pod jezem ve Vyšních Lhotách a v roce 1972 ve stejné lokalitě balvanitý protierozní skluz (Brosch 2005, Tureček 2001). Tyto stavby negativně ovlivnily bilanci štěrkových sedimentů v korytě a nastartovaly efekt tzv. hladové vody (Kondolf 1994, 1997). Energie proudící vody je v případě výskytu sedimentů v korytě řeky z velké části spotřebována na pohyb těchto sedimentů. V případě absence sedimentů nastává zmíněný „efekt hladové vody“, kdy je energie proudící vody spotřebována na erozi vodního toku, resp. jeho zahlubování (Kondolf 1997).

obr_4
Větvící se říční vzor řeky Morávky, stav po povodni v roce 2010.
Foto Jan Hradecký


Ovlivnění hydrologického režimu řeky Morávky a důsledky na dynamiku koryta
Průtokové poměry řek v Moravskoslezských Beskydech a jejich předpolí jsou specifické silnou rozkolísaností. U řeky Morávky se udává poměr mezi minimálními a maximálními průtoky okolo 1 : 4000 před výstavbou údolní nádrže Morávka (Povodí Odry, s. p.). Pravidelně se vyskytující povodně v minulosti významně ovlivňovaly vývoj větvení, kdy docházelo k narušování (tzv. disturbancím) vegetací zarůstajících štěrkových náplavů. Při absenci povodňových průtoků se štěrkové náplavy stabilizují a dochází k postupnému zahlubování koryta z důvodu deficitu volných sedimentů (efekt hladové vody). Po dostavbě údolní nádrže je patrné výrazné snížení výskytu povodňových událostí (sensu Škarpich a kol. 2013). Z hlediska eliminace rizik pro lidskou společnost je tato skutečnost prospěšná, z pohledu negativního trendu v postupné transformaci větvícího se štěrkonosného toku jde o vážný problém.


Geomorfologická transformace koryta Morávky
Jak již bylo uvedeno, Morávka je v posledních padesáti letech postižena razantní změnou říčního vzoru, zúžením aktivního koryta a hloubkovou erozí. Změny spojené se zúžením koryta jsou patrné již od počátku 20. století, ovšem k největším dochází až v období posledních šedesáti let. Svým vývojem je koryto Morávky specifické několika úseky. V úseku ř. km 0,0 až 7,0 došlo k totální transformaci říčního vzoru na jednoduché koryto výrazně zahloubené do skalního flyšového podloží. V ř. km 7,0 až 9,5 se zachoval úsek s větvícím se říčním vzorem, boční migrací koryt a přeplavováním štěrkového materiálu i při sporadicky se vyskytujících povodňových průtocích. Zachování větvení je podmíněno především dvěma důvody. Prvním je dotace sedimentů z výše ležících erozních úseků Morávky od ř. km 9,5 po těleso hráze údolní nádrže Morávka na ř. km 19,0 (Škarpich a kol. 2013) a také z oblasti méně lidskou činností dotčeného přítoku Mohelnice (Galia a kol. 2016) nebo přítoků Velkého a Malého Lipového. Druhým důvodem je výskyt odolnějšího skalního podloží pískovcových hornin, které zabraňují zpětné erozi z níže položeného kaňonovitého úseku (Škarpich a kol. 2016). I v tomto úseku jsou však patrné některé náznaky postupné degradace, např. výskyt skalního podloží v některých korytových tůních (Škarpich a kol. 2013).

V dolním úseku (tzv. kaňonu, ř. km 0,0–7,0) došlo během posledních čtyřiceti let ke snížení původního dna v dolním úseku (tzv. kaňonu, ř. km 0,0–7,0) místy až o 8 m, což ukazuje na průměrnou rychlost zahlubování 12–24 cm za rok (Škarpich a kol. 2013). To představuje jednu z nejvyšších zjištěných hodnot zahlubování v celé oblasti karpatského flyše v České republice nebo v Polsku. Hlavním důvodem byly výše zmíněné stavby Frýdeckého a Konečného jezu. Tyto jezy přispěly k deficitu splavenin a nastartování vlivu efektu hladové vody. Následná destrukce jezů pak přispěla k akceleraci zpětné eroze směrem proti proudu (Tureček 2001; Škarpich et al. 2013). Další úsek hloubkové eroze je v současti pod jezem ve Vyšních Lhotách až po těleso údolní nádrže Morávka. Pod jezem ve Vyšních Lhotách, v prostoru lokálního rozšíření koryta vybudovaného jako revitalizační opatření, došlo během jediné povodňové události v roce 2010 k zahloubení koryta do skalního podloží až o 2 m (Škarpich a kol. 2013). V úseku od jezu po údolní nádrž Morávka byla hloubková eroze pozorována hlavně po výstavbě údolní nádrže Morávka. Z archivních materiálů vyplývá, že při povodni v roce 1966 (před dostavbou údolní nádrže) koryto Morávky stále aktivně měnilo směr a docházelo k transportu a přeplavování štěrkových sedimentů. Následná povodeň v roce 1970 (po dostavbě) způsobila pod hrází zahloubení koryta o 0,5 až 1,0 m s akumulací erodovaného materiálu níže po toku. Povodeň v roce 1972 erozi dále akcelerovala a úroveň dna se snížila v průměru o dalších 0,5 m (1SOkA Frýdek-Místek). V současnosti je v tomto úseku koryto stabilizováno břehovým opevněním a množstvím umělých stupňů, které snižují rychlost a erozivní účinky proudění vody. Právě opevnění břehů také ovlivňuje efekt hladové vody v celém povodí Morávky. V úsecích, kde má řeka negativní bilanci štěrkových sedimentů (např. pod údolní nádrží Morávka), je jediným potenciálním zdrojem sedimentů boční eroze nivy, avšak při stabilizaci břehů např. kamenným pohozem nebo dlažbou je tento zdroj odříznut od koryta.

Problematickým faktorem ve vývoji koryt je rovněž současná transformovaná morfologie. Rozdíl v energii proudící vody působící na dno u větvících se a jednoduchých koryt významně podmiňuje erozní či akumulační procesy. Jednoduchá regulovaná koryta jsou významně predisponována k zahlubování. Důvodem je především zvýšená energie proudící vody soustředěná do jednoho úzkého profilu. Spolu se snížením množství sedimentů v korytech toků (např. regulacemi a údolní nádrží na řece Morávce) a s efektem hladové vody jsou erozní procesy v podmínkách málo odolných hornin výrazně akcelerovány. U větvících se koryt se zachovalým chodem sedimentů je náchylnost k těmto procesům výrazně nižší. Důvodem je již výše zmíněné rozložení průtoků do více proudnic spolu se snížením energie využité na transport sedimentů.


Důsledky a hledání řešení
V minulosti nastolený trend vodohospodářských úprav se dnes negativně projevuje v zásadní přeměně vodních toků. V podmínkách environmentální změny, především pak změny klimatické, jsou podobné postupy již neudržitelné, a dokonce zásadním způsobem ohrožují vlastní existenci lotických ekosystémů a vodní bilanci krajiny (Poole 2002, Wohl 2006). Akcelerovaná hloubková eroze a zužování aktivního řečiště na řece Morávce spolu se změnou říčního vzoru s sebou v současnosti nesou důsledky spojené např. se změnou úrovně hladiny podzemní vody, zánikem vegetace vázané na štěrkové náplavy, degradací mokřadních biotopů a lužních stanovišť (Škarpich a kol. 2016). Dalším problémem je vliv na antropogenní stavby, např. podemílání mostních konstrukcí, jezů nebo hrází údolních nádrží. Na řece Morávce jsou tyto procesy viditelné např. u jezu ve Vyšních Lhotách, který dnes ovlivňuje zpětná eroze. S těmito negativními vlivy jsou následně spojeny další technické zásahy do koryta (např. stabilizační stupně), které akcelerují další zpomalení transportu sedimentů a situaci hloubkové eroze nadále zhoršují. Dnešní poznatky o říčních systémech potvrzují, že místo zrychlování odtoku vody z povodí je ekonomicky efektivnější a ekologicky prospěšnější zadržení vody v krajině s podporou rozlivových území. Dalším negativním důsledkem zániku štěrkových náplavů je snížení samočistící schopnosti řeky, jelikož náplavy představují filtr, napomáhající odbourávání znečištění.

Sedimenty v korytech nejenom štěrkonosných řek je nutné považovat za nedílnou součást říčního systému a při vodohospodářském managementu zohledňovat jejich funkci. Pokud chceme vodohospodářský management posunout na úroveň environmentálně šetrného, ekonomicky efektivního a společensky prospěšného odvětví, pak je nutné uvedené principy a poznatky uplatnit při správě a údržbě vodních toků. Jedním z klíčových principů, který bychom měli při zásazích do vodních toků respektovat, je chápání vodních toků jako komplexních systémů (Wohl 2016), které vykazují vůči každému zásahu určitou citlivost (Fryirs in press). Pokud nevytvoříme podmínky pro implementaci nových nebo mnohdy jen ignorovaných znalostí (e.g. Ward 1989), včetně vzdělávání dotčených odborníků, pak lze budoucnost jakéhokoliv říčního systému na území naší republiky spatřovat spíše v temných odstínech šedi.

Literatura

Tureček, B. (2001): Zpráva o povodí Morávky. Podnikový zpravodaj Kapka, s. 9-11.

Brosch, O. (2005): Povodí Odry. Anagram, Ostrava.

Galia, T., Škarpich, V., Přibyla, Z., Hradecký, J. (2016): Effect of grade-control structures at various stages of their destruction on local channel parameters. Geomorphology 253, s. 305-317.

Fryirs, K. A. (in press): River sensitivity: a lost foundation concept in fluvial geomorhology. Earth Surface Processes and Landforms.

Kondolf, G.M. (1994): Geomorphic and environmental effects of instream gravel mining. Landscape and Urban Planning 28, s. 225-243.

Kondolf, G.M. (1997): Hungry water: Effects of dams and gravel mining on river channels. Environmental Management 21, s. 533–551.

Polášek, J. (2006): Tradice výroby a zpracování železa v Beskydech a Pobeskydí: Plavení dřeva a zaniklé výrobní objekty v oblasti Moravskoslezských a Slezských Beskyd. Muzeum Beskyd, Frýdek-Místek.

Poole, G. C. (2002): Fluvial landscape ekology: addressing uniqueness within the river discontinuum. Freshwater Biology 47, s. 641-660.

Škarpich, V., Hradecký, J., Dušek, R. (2013): Complex transformation of the geomorphic regime of channels in the forefield of the Moravskoslezské Beskydy Mts: case study of the Morávka River (Czech Republic). Catena 111, s. 25-40.

Škarpich, V., Horáček, M., Galia, T., Kapustová, V., Šala, V. (2016): The effects of river patterns on riparian vegetation: A comparison of anabranching and single-thread incised channels. Moravian Geographical Reports 24(3).

Ward, J. V. (1989): The four-dimensional nature of lotic ecosystems. Journal of the North American Benthological Society 8, s. 2-8.

Wohl, E. (2006): Human impacts to mountain streams. Geomorphology 79, s. 217-248.

Wohl, E. (2016): Spatial heterogeneity as a component of river geomorphic complexity. Progress in Physical Geography 40, s. 598-615.

Žáčková, J. (2005): Podrobné geomorfologické mapování nivy řeky Morávky. Diplomová práce, Ostravská univerzita v Ostravě, Ostrava.