Experti z VUT řeší klimatické výzvy, povodně i budoucnost české vody

Světový den vody každoročně upozorňuje na rostoucí problémy s tímto živlem. Jak zajistit, aby Česko obstálo ve světě, kde voda přestává být samozřejmostí? Odborníci z Fakulty stavební VUT Daniel Marton a Aleš Dráb upozorňují na extrémní výkyvy a zdůrazňují význam chytrého vodního hospodářství. Povodně v roce 2024 prověřily odolnost českého systému, který díky včasné predikci a účinným opatřením obstál. Přesto sektor trápí nedostatek expertů, což může ohrozit schopnost země reagovat na klimatické výzvy i v budoucnu.

Klima se mění, voda reaguje

Světový den vody, vyhlášený OSN v roce 1993, připomíná vždy 22. března důležitost ochrany vodních zdrojů. Jeho cílem je zviditelnit globální vodní krizi a podpořit udržitelný rozvoj. Letošní ročník se věnuje ochraně ledovců a upozorňuje na jejich tání, které vlivem klimatické změny zrychluje.

Klimatická změna se projevuje řadou dalších symptomů, včetně stoupání mořských hladin a rostoucích teplot vzduchu a oceánů. S tím souvisí i častější extrémní jevy – vlny veder, sucha a povodně. O to důležitější je efektivní hospodaření s vodou a ochranná opatření, na nichž se za aktivního zapojení studentů podílí také Fakulta stavební VUT.

Vodou se zde zabývají hned tři ústavy. Ústav vodního hospodářství krajiny (ÚVHK) se zaměřuje na hospodaření s vodou v krajině, její efektivní zadržování a přírodní způsoby čištění vod. Ústav vodních staveb (ÚVST) navrhuje a zkoumá hydrotechnické stavby – přehrady, vodní elektrárny, protipovodňová opatření, objekty pro plavbu – a analyzuje proudění vody i spolehlivost staveb pomocí numerických modelů a laboratorního výzkumu. A Ústav vodního hospodářství obcí (ÚVHO) se zabývá klíčovými oblastmi vodního hospodářství obcí jako je vodárenství a čištění odpadních vod. Odborníci z těchto ústavů se studujícími pracují na národních i mezinárodních projektech reagujících právě na klimatickou změnu.

Mezi suchem a povodněmi

Pro české vodohospodářství je významná hydrologická bilance ČR, která analyzuje přírůstky a úbytky vody a změny vodních zásob na našem území. „Z hydrologického hlediska se říká, že jsme střecha Evropy, protože jsme závislí na tom, co k nám naprší nebo nasněží,“ říká vedoucí ÚVHK Daniel Marton. Bilance srážek byla na našem území od roku 2015 až do poloviny roku 2020 výrazně negativní, tehdy se projevila výrazná epizoda sucha. „Tento srážkový deficit se může velmi rychle překlopit do opačného extrému, kdy během krátké doby naopak spadne extrémní množství srážek, které vyvolají povodně,” doplňuje.

S významem hydrologické bilance souvisí také mezinárodní projekt Danube Water Balance, na kterém se Marton podílí. „Jsou zde dva hlavní cíle. Prvním je vytvoření jednotného nástroje pro analýzu hydrologické bilance celého povodí Dunaje, druhým pak využití tohoto modelu pro projekce dopadů klimatické změny. Máme to štěstí, že jednou z pilotních oblastí v projektu je povodí řeky Moravy, na které se model aplikuje.“

Výsledky pomohou organizacím lépe chápat stav vodních zdrojů a optimalizovat jejich hospodaření. Projekt financovaný z fondů EU spojuje odborníky z 21 výzkumných institucí ze všech států ležících v celém povodí Dunaje. „Řeka nezná hranice, a proto je mezinárodní spolupráce klíčová, zvláště u projektů, které mohou ovlivnit režim toků během sucha a povodní,“ zdůrazňuje Marton.

Numerické modely zpřesňují protipovodňová opatření

Povodňovou problematikou se na VUT zabývá vedoucí ÚVST Aleš Dráb. Věnuje se například zpracování map povodňového nebezpečí, ohrožení a rizika, které vznikají na základě numerického modelování proudění vody a ukazují rozsah zaplavených území při různých hodnotách povodňových průtoků. „Obvykle se stanoví základní soubor povodňových průtoků – nejčastěji pětiletý, dvacetiletý, stoletý a pětisetletý. Na tyto dokumenty pak může navazovat návrh vhodných protipovodňových opatření,“ vysvětluje Dráb.

Klíčovou roli hrají tyto mapy v územním plánování – rozdělují území do kategorií s odpovídajícími stavebními omezeními. „Pomáhají zajistit, aby nové stavby v záplavových oblastech negativně neovlivnily odtokové poměry. K tomu se nejčastěji využívají numerické modely,“ říká Dráb s tím, že výstupy expertů vyžaduje například evropská legislativa nebo Vodní zákon.

Odborníci využívají vstupy od Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ), které se vlivem klimatické změny a častějších výkyvů počasí mohou měnit dynamičtěji než dříve. “Tuto proměnlivost je třeba vzít v úvahu nejen při navrhování hydrotechnických staveb, ale i v případě dalších druhů staveb v blízkosti vodních toků,“ říká Dráb. „U protipovodňových opatření je nutné vždy zohlednit bezpečnostní rezervu nad návrhovou povodňovou hladinou. Obdobná doporučení platí například i pro mostní konstrukce na vodních tocích.“

S těmito hydrologickými neurčitostmi si dokáží poradit moderní technologie nebo umělá inteligence, která se na VUT v tomto kontextu využívá už několik dekád – například v podobě metod tzv. fuzzy logiky a neuronových sítí, které umožňují pracovat s nejistotou v datech, učí se z historických údajů a upřesňují predikce. „U nás na VUT byl jedním z průkopníků metod umělé inteligence ve vodním hospodářství a hydrologii Profesor Miloš Starý,“ poukazuje Marton. „Zaváděl je v devadesátých letech, když se vrátil ze stáže v Dánsku, kde poprvé využití umělé inteligence viděl na modelu řízení kanalizační sítě.“

Povodně 2024 prověřily opatření v Česku

Ke zvládnutí ničivých povodní na podzim 2024 podle Martona přispěla špičková spolupráce ČHMÚ, podniků Povodí a rychlá reakce státní správy a samosprávy v ČR. Výrazně pomohl také historicky dobře navržený systém vodních nádrží. Díky včasné předpovědi srážek a rychlému vyhlášení krizového stavu byla opatření spuštěna bez prodlení. „Začaly se včas vypouštět nádrže, začala se zpřesňovat předpověď a začaly se činit první kroky v podobě stavby protipovodňových opatření,“ oceňuje.

Pozitivně se na zvládnutí povodně v roce 2024 dívá také Dráb, který se účastní tvorby její hodnotící zprávy. Vyhodnocení podle něj ještě není kompletní, ale již teď je zjevné, že připravenost i funkce předpovědní služby zafungovaly výtečně, stejně jako činnost IZS, podniků Povodí a povodňových orgánů. Dobře si podle něj vedla také protipovodňová opatření. „Vždy se samozřejmě při takové složité situaci mohou vyskytnout určité problémy, ale celkově to považuji za zvládnuté po všech stránkách.“

Samotná hodnotící zpráva je detailní a obsahuje řadu kapitol. Její sestavení trvá po vydání předběžné hodnotící zprávy okolo půl roku. „Hodnotí se v ní nejen příčiny povodně, tedy faktory vedoucí k jejímu vzniku, ale také průběh z hlediska hydrologie, účinnost protipovodňových opatření a činnost povodňových orgánů. Součástí je i analýza škod způsobených povodní,“ vysvětluje Dráb.

Výzvy při budování protipovodňových opatření

Česko má podle Drába systém ochrany před povodněmi dobře zvládnutý, realizace opatření však často naráží na problémy v podobě vypořádání majetkoprávních vztahů a plnění požadavků ze strany ochrany přírody. „Vyřešení majetkoprávních vztahů je poměrně komplikované. Dost často, třeba konkrétně v případě suchých nádrží, se stane, že opatření se má nacházet na území jiné obce, než kterou má chránit.“

Podle Martona by se v případě velkých strategických staveb měla vždy hledat cesta k realizaci. Zároveň však uznává, že emoční vazby lidí k jejich domovu bývají velmi silné, což může věci komplikovat. „Jako příklad můžeme uvést přehradu Šance, kde někteří lidé bohužel nutnost opustit své domovy neunesli,“ zmiňuje.

S těmito problémy souvisí například také výstavba přehrady Nové Heřmínovy na Bruntálsku. Ta je dlouhodobě kontroverzní, protože znamená zatopení části obce Nové Heřmínovy, což vyvolává odpor místních obyvatel i ekologických organizací. „Jaký význam má tato přehrada na celý systém protipovodňové ochrany jsme počítali s profesorem Starým v roce 2007, když jsem nastupoval na doktorské studium. Už tehdy jsme prokázali, že by přehrada před povodněmi ochránila město Krnov a přilehlé obce,“ konstatuje Marton.

I přes tato úskalí příprava protipovodňových opatření kontinuálně probíhá dál. „V plánu je celá řada dalších řešení, která se budou postupně realizovat a jsou v různých stádiích přípravy,” poukazuje Dráb. Jako příklad uvádí vodní dílo Skalička, které by výrazně přispělo k ochraně území podél u řeky Bečvy na Přerovsku a Hranicku nebo protipovodňovou ochranu města Kroměříž, na které ústav spolupracuje.

Projektanti protipovodňových opatření se často potýkají také s komplikacemi spojenými s ochranou kulturních památek. „V těchto lokalitách se dbá především na to, aby opatření nenarušovala charakter území. Dobrý příklad je protipovodňová zeď u Vodního hradu Švihov,” říká Dráb. Podobný přístup se uplatnil také v Praze, Třebíči, Českém Krumlově nebo Terezíně.

Upozorňuje ale, že protipovodňová opatření by měla splňovat kritéria ekonomické efektivnosti. U památkových objektů je v této souvislosti složitější určit jejich hodnotu a adekvátně vyčíslit škody. „Právě na tyto aspekty se zaměřujeme my – hodnotíme efektivitu protipovodňových opatření v kontextu místa, odhadujeme povodňové škody a na základě toho posuzujeme jejich přínos,“ vysvětluje Dráb.

Lekce z povodní formují experty

Osvěta o povodních a protipovodňových opatřeních je podle Drába stále nedostatečná a měla by se zaměřit nejen na odborníky, ale i na širokou veřejnost. „V médiích se objevují nepřesné informace a k problematice se často vyjadřují lidé bez odborného vzdělání, jejichž názory jsou zkreslené. Čím bude veřejnost informovanější, tím lépe,“ hodnotí. I když určité osvětové aktivity existují, nejsou dle jeho názoru systematické.

V rámci osvěty svoji roli mohou sehrát vysoké školy. Studenti VUT v rámci výuky o meteorologii, klimatologii a hydrologii na příkladu povodní v roce 2024 viděli, jak zásadní tato témata jsou. „Mohli jsme jim ještě za čerstva vysvětlit příčiny povodní a sledovat, co se dělo nad Evropou,“ kvituje Marton.

Zároveň podle něj tento extrémní jev ukázal důležitost vodohospodářských profesí a provázanost jejich práce. „Byl na tom vidět celý proces – od hydrologických prognóz a modelování až po realizaci protipovodňových opatření – a že se zapojují odborníci z ČHMÚ, podniků povodí, státní správy i soukromých firem, které připravují stavební projekty.“

Stejným dechem však Marton dodává, že loňské záplavy bohužel nevyvolaly takový zájem o obor, jak by bylo potřeba. „Dobře zvládnutá krizová situace je ta, které si všimne co nejméně lidí. To, že povodně byly dobře zvládnuté a nezpůsobily tak velké škody jako v minulosti, tedy zároveň znamenalo, že zájem studentů rychle opadl.“

Bez vodohospodářů to nejde

Podobný trend pozoruje i Dráb, na jehož ústavu se poznatky z nedávných povodní uplatňují jak v odborných a vědecko-výzkumných studentských aktivitách, tak přímo v předmětech Protipovodňová ochrana a Posuzování území k umístění JE z hlediska povodní, klimatických a meteorologických jevů, kde studenty vyučuje analýze povodňových rizik, jejich dopadů a protipovodňové ochrany s důrazem na ekonomické, ekologické a bezpečnostní aspekty.

Nedostatek zájmu o tématiku spojuje s celkovým úbytkem studentů technických oborů. „Mnozí se dnes zaměřují na jiné specializace, což dopadá i na stavebnictví. A právě v něm jsou některé podobory zasaženy výrazněji než jiné – vodní hospodářství bohužel patří mezi ty opomíjené,“ konstatuje. Společně s kolegy se snaží motivovat středoškoláky pomocí nejrůznějších exkurzí, dnů otevřených dveří, přednášek a vzdělávacích programů. „Chceme studenty seznamovat s tím, co se ve vodním hospodářství děje, a ukázat jim, že se jedná o perspektivní zajímavý obor, že má smysl a že je důležitý pro společnost.“

Silnou stránkou oboru je podle obou expertů jistota uplatnění – poptávka po absolventech neklesá, protože odborníků je stále nedostatek. A v budoucnu jich bude potřeba ještě víc. „Vodní hospodářství je klíčový sektor a součást kritické infrastruktury. Zkušená generace odchází a mladých specialistů není dost. S rostoucí frekvencí extrémních jevů bude poptávka po těchto profesích jen stoupat,“ uzavírá Marton.

Témata

Související články:
Mikroplastů v pitné vodě bude přibývat
Den Země: VUT vnímá environmentální odpovědnost jako technologickou příležitost
Patentovaný systém z VUT na proplachování kanalizace bude pomáhat v Evropě
Mladí profesoři se shodují: Profesura byl přirozený vývoj, neplánovali jsme to
Geodeti z VUT zachraňují kulturní památky