MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA GEOGRAFICKÝ ÚSTAV Diplomová práce Brno 2013 Ivo Svoboda MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA GEOGRAFICKÝ ÚSTAV EXTRÉMNÍ PRŮTOKY NA ŘECE JIHLAVĚ Diplomová práce Ivo Svoboda Vedoucí práce: RNDr. Miroslav Kolář, CSc. Brno 2013 Bibliografický záznam Autor: Bc. Ivo Svoboda Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Geografický ústav Název práce: Extrémní průtoky na řece Jihlavě Studijní program: Geografie a kartografie Studijní obor: Fyzická geografie Vedoucí práce: RNDr. Miroslav Kolář, CSc. Akademický rok: 2012/2013 Počet stran: 106+9 Klíčová slova: Povodí Jihlavy; průtoky; extrémní situace; povodně; sucho; vlivy na odtok; vodní nádrže; opatření Bibliographic Entry Author Bc. Ivo Svoboda Faculty of Science, Masaryk University Department of Geography Title of Thesis: Extreme flowrates in the Jihlava river Degree programme: Geography and Cartography Field of Study: Physical Geography Supervisor: RNDr. Miroslav Kolář, CSc. Academic Year: 2012/2013 Number of Pages: 106+9 Keywords: The Jihlava river basin; flowrates; extreme situations; floods; drought; effects on runoff; dams; measures Abstrakt V této diplomové práci se věnujeme extrémním průtokovým situacím na řece Jihlavě v zájmovém období mezi roky 1970 – 1990. Práce se zaměřuje na analýzy vybraných maximálních a minimálních průtokových situací na vybraných vodoměrných stanicích v povodí s ohledem na aktuální srážkovou činnost. V dalších částech práce jsou charakterizovány možné vlivy přírodní i antropogenní povahy na odtok a možná opatření zabraňující nežádoucím následkům extrémních průtokových situací, zejména povodní. Závěr obsahuje subjektivní návrhy autora na vznik opatření nových. Abstract In this thesis we deal with extreme flow situations on the Jihlava river during period 1970 – 1990. The work focuses on analysis of selected maximum and minimum flowrates at selected hydrometric stations in the basin with respect to the current rainfall. In other parts of the work we characterize possible effects of natural and anthropogenic impacts on runoff and possible measures to prevent adverse effects of extreme flow situations, especially floods. Conclusion contains the author's subjective suggestions on the emergence of new measures. Poděkování Na tomto místě bych rád srdečně poděkoval vedoucímu mé diplomové práce RNDr. Miroslavu Kolářovi, CSc. za odborné vedení a cenné rady a také Ing. Petru Janálovi, Ph.D. za poskytnutá data a vřelý přístup při konzultacích. Prohlášení Prohlašuji, že jsem svoji diplomovou práci vypracoval samostatně s využitím informačních zdrojů, které jsou v práci citovány. Brno 9. května 2013 ……………………………… Jméno Příjmení ÚVOD ………………………………………………………………………………………..11 REŠERŠE LITERATURY …………………………………………………………………..12 1 ŘEKA JIHLAVA …………………………………………………………………………..14 1.1 Fyzickogeografické podmínky povodí toku ………………………………………….14 1.1.1 Geografické vymezení ………………………………………………………….14 1.1.2 Geologické poměry …………………………………………………………….15 1.1.3 Geomorfologie povodí …………………………………………………………16 1.1.4 Půdní poměry …………………………………………………………………..18 1.1.5 Klimatické poměry ……………………………………………………………..20 1.1.6 Biogeografie povodí ……………………………………………………………25 1.2 Hydrometrické charakteristiky ………………………………………………………..28 1.3 Hydrologické poměry ………………………………………………………………...36 1.4 Největší přítoky ……………………………………………………………………….37 1.5 Vodní díla Dalešice a Mohelno ……………………………………………………….38 2 HODNOCENÍ PRŮTOKU ………………………………………………………………...41 2.1 Základní charakteristiky ………………………………………………………………41 2.2 Hydrologická bilance …………………………………………………………………42 2.3 Změny průtoku během dne, měsíce, roku …………………………………………….44 2.4 Extrémní průtokové situace …………………………………………………………..46 3 ANALÝZA EXTRÉMNÍCH PRŮTOKŮ V POVODÍ ŘEKY JIHLAVY V OBDOBÍ 1970 – 1990 ………………………………………………………………………………...50 3.1 Vymezení zájmového období …………………………………………………………50 3.2 Zdrojové vodoměrné a sráţkoměrné stanice v povodí ………………………………..51 3.3 Maximální průtoky na řece Jihlavě v období 1970 – 1990 …………………………...54 3.3.1 Průtoková situace 25. března 1970 …………………………………………….54 3.3.2 Průtoková situace 13. ledna 1976 ……………………………………………...56 3.3.3 Průtoková situace 5. března 1977 ……………………………………………...58 3.3.4 Průtoková situace 22. května 1985 …………………………………………….60 3.3.5 Průtoková situace 2. ledna 1987 ……………………………………………….62 3.3.6 Průtoková situace 27. března 1988 …………………………………………….64 3.4 Minimální průtoky na řece Jihlavě v období 1970 – 1990 …………………………...66 3.4.1 Průtoková situace 26. srpna 1973 ……………………………………………...67 3.4.2 Průtoková situace 17. září 1974 ………………………………………………..68 3.4.3 Průtoková situace 11. července 1976 …………………………………………..70 3.4.4 Průtoková situace 21. září 1982 ………………………………………………..71 3.4.5 Průtoková situace 22. listopadu 1983 ……………………………………...…..73 3.4.6 Průtoková situace 5. srpna 1990 ……………………………………………….75 4 PŘÍRODNÍ A ANTROPOGENNÍ VLIVY NA EXTRÉMNÍ PRŮTOKOVÉ SITUACE…78 4.1 Sráţková aktivita ……………………………………………………………………...78 4.2 Další přírodní a přírodně-antropogenní faktory ovlivnění odtoku ……………………79 4.3 Vodohospodářské a pozemkové úpravy ……………………………………………...81 4.3.1 Vodohospodářské stavby a úpravy …………………………………………….81 4.3.2 Pozemkové úpravy ……………………………………………………………..84 4.4 Antropogenní změny v krajině a povodňové riziko …………………………………..85 5 VLIV VODNÍHO DÍLA DALEŠICE A DALŠÍCH OPATŘENÍ NA ODTOKOVÉ CHARAKTERISTIKY V POVODÍ JIHLAVY ……………………………………………..87 5.1 Vodní dílo Dalešice-Mohelno ………………………………………………………...87 5.1.1 Historie vodních nádrţí ………………………………………………………...87 5.1.2 Vyuţití nádrţí při extrémních průtokových situacích ………………………….87 5.1.3 Hydrologické poměry nádrţí ………………………………………………..…88 5.1.4 Analýza transformace extrémních průtokových situací na vodním díle Dalešice v období 1970 – 1990 ………………………………………………………………………...88 5.2 Další opatření v povodí Jihlavy ………………………………………………………93 5.2.1 Vodní nádrţe v povodí Jihlavy ………………………………………………...93 5.2.2 Hlavní protipovodňová opatření v povodí Jihlavy v zájmovém období i v současnosti………………...………………..…………………………………………….94 5.3 Vlastní pohled na problematiku opatření ovlivňujících odtok v povodí Jihlavy ……..97 5.3.1 Opatření ovlivňující minimální průtokové situace ……………………………..97 5.3.2 Opatření ovlivňující maximální průtokové situace …………………………….99 ZÁVĚR ……………………………………………………………………………………..103 SEZNAM LITERATURY ………………………………………………………………….104 SEZNAM PŘÍLOH ………………………………………………………………………....108 ÚVOD Diplomová práce se zabývá průtokovými poměry v povodí Jihlavy se zvláštním zřetelem na vytipovaná průtoková minima a maxima v zájmovém období mezi roky 1970 a 1990. Nedílnou součástí práce je charakteristika vlivů přírodní i antropogenní povahy na odtok, vlivů jednotlivých opatření na extrémní průtokové situace a subjektivní návrhy na aplikaci opatření nových a ţádoucích. V první části práce jsou charakterizovány fyzickogeografické faktory povodí řeky Jihlavy. Důraz je kladen na komplexní souhrn základních informací lokalizačních, geologických, geomorfologických, pedologických, klimatologických a pro doplnění úplnosti také biogeografických. Soubor fyzickogeografických charakteristik podává ucelený pohled na profil povodí řeky Jihlavy s ohledem na přírodní podmínky daného území a je nutný pro základní znalost podmínek odtoku v povodí. V úvodní kapitole následují kompletní informace o hydrometrických charakteristikách a hydrologických poměrech v povodí Jihlavy, největších přítocích řeky Jihlavy a vodních nádrţích Dalešice a Mohelno. Následující část práce přináší ucelený pohled na moţné metodické zpracování datových podkladů v obecné rovině a definice základních pojmů nutných pro porozumění zpracování elaborátu. Hlavní statí vypracování jsou následující tři kapitoly s obsáhlou analýzou jednotlivých průtokových situací, vytipovaných jako maximální a minimální v období mezi lety 1970 a 1990 na zvolené referenční vodoměrné stanici. Dalšími tématy jsou v hlavní části práce přírodní i antropogenní vlivy na extrémní průtoky obecně i aplikovaně v povodí Jihlavy. Významným zásahem do vodního reţimu řeky Jihlavy byly výstavba a uvedení do provozu vodních děl Dalešice – Mohelno, a z toho důvodu je velká pozornost následně věnována i ovlivnění odtokových poměrů na dolním toku Jihlavy vodními díly. Závěrečné pojednání hlavní části je kombinací existujících variant opatření proti extrémním průtokovým situacím v povodí Jihlavy a také subjektivních návrhů autora práce na opatření nová za účelem řešení takových situací ve větších městech v povodí. Z hlediska metodického, práce je souborem aktivního vyuţití bohaté odborné literatury v dané problematice, dále technických podkladů antropogenních staveb spojených s tématem, poskytnutých dat příslušnými institucemi a v neposlední řadě také aktivním a intenzívním osobním mapováním, výzkumem a osobními znalostmi a zkušenostmi v daném povodí. Práce je z velké části prezentována tabelárními, grafickými a mapovými podklady. 11 REŠERŠE LITERATURY Téma extrémních průtokových situací je nedílnou součastí hydrologie a fluviální geomorfologie. Zejména průtokovým maximům se věnuje velké mnoţství odborné literatury, ať uţ zahraniční, nebo i na domácí vědecké scéně. Pro potřeby následující diplomové práce jsou předmětem zájmu čtyři okruhy zdrojových podkladů. Prvním jsou všeobecně uznávané podklady k odborné charakteristice fyzickogeografických poměrů ve zkoumaném povodí. Následně je nutné vytvořit metodologický podklad za účelem správnosti vyhodnocování extrémních průtokových situací a definicí základních pouţívaných pojmů. Samotná analýza průtokových situací se opírá o data poskytnutá Českým hydrometeorologickým ústavem, která byla pečlivě