Řízení toku vody v krajině: Jak přírodní pánve zvýší hladinu podzemní vody až o 2 metry a posílí toky řek

Vědci z Leibnizova centra pro výzkum zemědělské krajiny (ZALF) prozkoumali, jak lze během vlhkých období ukládat vodu z potoků do podzemních zásobníků.

Vědci z Leibnizova centra pro výzkum zemědělské krajiny (ZALF) prozkoumali, jak lze během vlhkých období ukládat vodu z potoků do podzemních zásobníků. Na příkladu oblasti v dolním povodí Sprévy v Braniborsku tým pomocí počítačového modelu ukázal, že přirozeně se vyskytující malé pánve v krajině by mohly absorbovat přebytečnou potoční vodu, umožnit jí pomalu prosakovat do země a následně stabilizovat podzemní vodu a s ní spojené povrchové vodní toky. V jejich výpočtech se hladina podzemní vody lokálně zvýšila až o 2 metry a průtok vody v propojených potocích by se mohl zvýšit až o 15 %. Studie byla publikována v časopise Journal of Hydrology: Regional Studies.

Braniborsko patří mezi sušší oblasti Německa. Dlouhá období sucha a intenzivní srážky ztěžují udržení konzistentního zásobování vodou po celý rok. V minulosti byly mnohé krajiny v severovýchodním Německu uměle změněny příkopy a odvodňovacími systémy, aby voda rychle odtékala. I když to často pomáhá při využívání polí, v suchých letech se to může stát problémem. Vědci proto zkoumali metodu známou jako řízené doplňování podzemních vod (Managed Aquifer Recharge – MAR). Ta spočívá v tom, že dočasně dostupná přebytečná voda z vodních toků není během vlhkých období zcela odváděna, ale přesměrována do vhodných pánví. Tam pomalu prosakuje – podobně jako dešťová voda v zahradní půdě, ale plánovaně a kontrolovaně.

„Naše výsledky ukazují, že malé přírodní pánve v krajině mohou pomoci déle zadržovat vodu v regionu. To je obzvláště důležité, protože suché roky jsou stále častější,“ říká Jan Stautzebach, hlavní autor studie ze ZALF. Pro studii tým použil model, který zobrazuje povrchovou i podzemní vodu dohromady. To je klíčové, protože povrchové toky a podzemní voda fungují jako dvě propojené části systému: pokud hladina podzemní vody klesne, tok může dostávat méně vody; pokud stoupne, může být průtok toku podporován během suchých období.

Vědci zkoumali oblast o rozloze přibližně 4,5 kilometrů čtverečních v povodí Demnitzer Mühlenfließ, zahrnující lesy, ornou půdu a travní porosty. Pro výpočty tým použil údaje o počasí a krajině za období 1991–2020. Různé scénáře zkoumaly, kolik vody z potoka by mohlo být aplikováno do blízkých depresí vhodných pro infiltraci a jak by na to reagovala půda, podzemní voda a tok. Novinkou studie je, že nepočítala pouze to, zda se voda vsakuje do země, ale také jak tato voda následně ovlivňuje propojené toky. Zjištění ukázala, že dodatečná voda se pomalu pohybuje půdou a podzemní vodou a může mít dopad na vzdálenosti několika stovek metrů. Ve výpočtech se vliv na hladinu podzemní vody rozšířil na více než 900 metrů.

Výsledky naznačují, že metoda může být obzvláště užitečná při decentralizované implementaci: tedy ne s velkými přehradami nebo výkonnými čerpadly, ale s mnoha menšími místy, kde se voda může vsakovat do země. Vědci poznamenávají, že rozsáhlé instalace s vysokými energetickými nároky by pro tento region pravděpodobně nebyly vhodné, protože během dlouhých suchých období pravděpodobně není k dispozici dostatek přebytečné vody. Zároveň studie zdůrazňuje, že metoda musí být pečlivě plánována. Pokud se zavede příliš mnoho vody, níže položené oblasti mohou být zaplaveny. To může být žádoucí v rašeliništích nebo mokřadech, ale může způsobit problémy v blízkosti budov nebo citlivých pozemků. Rostliny mohou být také poškozeny, pokud jejich kořeny zůstanou příliš dlouho ve vlhké půdě.