Geopriestorový aspekt environmentálnych informácií historických vodných nádrží

Práca je zameraná na analýzu zmien objemu 9 vodných nádrží v okolí Banskej Štiavnice na Slovensku. Sú to umelo vybudované nádrže, ktoré v minulosti slúžili pre potreby baníctva a v súčasnosti patria do komplexu technických pamiatok UNESCO. Súčasný stav bol porovnaný s pôvodným stavom získaným z historických mapových podkladov. Aktuálny stav bol získaný geodetickým zameraním pomocou technológie GNSS a ultrazvukového zariadenia umiestneného na plavidle a niveláciou terestrických častí. Porovnanie vstupných údajov a výpočet zmien objemu bolo spracované v softvéri Surfer 11. Výsledky preukázali zníženie celkovej zásobnej kapacity 8 nádrží o 274 200 m3 v dôsledku akumulácie sedimentov za obdobie od 40 po 156 rokov, čo predstavuje zníženie objemu o 12,17%. Príčiny sedimentácie boli hľadané v jednotlivých povodiach nádrží a ich zmenách v čase. Tie boli identifikované porovnaním historických leteckých snímok so súčasnými leteckými snímkami.

Zobraziť vodohospodársky systém na mape

Poloha Banskej Štiavnice a študovaných nádrží na Slovensku

Obr. 1. Poloha Banskej Štiavnice a študovaných nádrží na Slovensku; 1: Halčianska, 2: Belianska, 3: Evička, 4: Bakomi, 5: Veľká Kolpašská, 6: Brennerštôlňanska, 7: Veľká Richňavská, 8: Malá Richňavská, 9: Vindšachta

Ukážka historických máp

Obr. 2. Ukážka historických máp

Ukážka terénnych prác realizovaných na vodných nádržiach v okolí Banskej Štiavnice

Obr. 3. Ukážka terénnych prác realizovaných na vodných nádržiach v okolí Banskej Štiavnice

Ukážka výstupov

Obr. 4. Ukážka výstupov

1) Lokalita - vodné nádrže v okolí Banskej Štiavnice

Študované vodné nádrže Halčianska, Bakomi, Belianska, Brennerštôlňanska, Evička, Veľká Kolpašská, Veľká a Malá Richňavská, Vindšachta sú súčasťou historického vodohospodárskeho systému, ktorý je spolu s mestom Banská Štiavnica (Slovensko) v zozname UNESCO pod č. 400 “Banská Štiavnica a technické pamiatky v jej okolí“, ako súčasť svetového prírodného a kultúrneho dedičstva (Obr. 1.). Ide o významné technické pamiatky, ktoré dokumentujú vyspelosť vodohospodárskych stavieb v minulosti.

V časoch baníctva na prelome 17. a 18. storočia sa existenčným problémom pre ďalšie pokračovanie banskej činnosti ako takej stala podzemná voda. Tento problém s pribúdajúcou hĺbkou šácht stúpala a s vtedajšími technickými prostriedkami ju nebolo možné odčerpávať (Novák, 1975). Ako prvý problém vyriešil Matej Kornel Hell (1653 – 1742), ktorý začal s výstavbou nádrže Vindšachta a s rozširovaním viacerých rybníkov (Evička, Horný Hodrušský), čím získal akumulovaný objem vodnej energie pre čerpacie zariadenia. Postupom času a prenikaním baníctva hlbšie však ani tieto zdroje nepostačovali. Až zásluhou Samuela Mikovíniho (1700 – 1750) sa začala výstavba a opätovné rozširovanie najvýznamnejších nádrží (Evička, Bakomi, Richňavské, Kolpašské, Beliansky) spolu s projektovaním systém jarkov a podzemných štôlní. Rozmery jarkov sa pohybovali od 0,63 – 0,94 metrov, hlboké boli okolo 0,63 metrov (Novák, 1975). Celkovo bola táto sieť dlhá viac ako 110 km. Najbližší porovnateľný vodohospodársky systém sa nachádza v meste Harz a saskom Freibergu, Nemecko. Po zániku baníctva stratil tento systém svoj primárny účel a to poskytovať vodu pre potreby banského a hutníckeho priemyslu, alebo pre odvodňovanie banského podzemia (Weis & Kubinský, 2012). Napriek tomu sú vodné nádrže dodnes vo veľkej miere využívané na rekreáciu, extenzívny chov rýb a významne prispievajú k protipovodňovej ochrane. Sú dôležitým krajinno-ekologickým, krajinárskym a ekostabilizačným prvkom. Predstavujú jeden z dominantných fenoménov charakteristického vzhľadu krajiny tohto regiónu.

So zánikom baníctva je spojený aj úpadok vodohospodárskeho systému. Počet nádrží sa výrazne znížil spolu s ich celkovým zásobným objemom. V súčasnosti sú využívané na chov a lov rýb, rekreáciu a turizmus. Doteraz sa z vyše 60 celkovo vybudovaných umelých nádrží zachovalo 23 (Hydroconsult, 1991). Zmeny vodných nádrží sú podmienene rôznymi faktormi. Najvýraznejšie erózno-sedimentačnou činnosťou, predovšetkým z vlastných povodí. Zmeny súvisiace s antropogénnym pôsobením v povodí prebiehajú často veľmi dynamicky. Dôvodom relatívne intenzívnej erózie v mikropovodiach sú ľahko erodovateľné, nekompaktné či tektonicky rozrušené produkty neogénneho vulkanizmu, brekcie a produkty metamorfózy spolu s odlesnenými a odhalenými pôdnymi horizontmi. Odlišne od záverov Urbana et al. (2013) sa v analyzovanom území veterná erózia podieľa na celkovej hodnote len nepatrne. Nezanedbateľný vplyv má ale erózia vlnobitím a mrazová erózia s vyplavovaním jemnozrnných frakcií z kamenného obkladu hrádze na návodnej strane.

Určenie množstva naplavených akumulovaných sedimentov a pravidelná aktualizácia údajov o zásobnom objeme vodnej nádrže umožňujú zreálnenie prognóz ďalšieho zanášania. Výsledky monitoringu umožňujú vytvoriť relevantné predpoklady pre návrh efektívnych ochranných opatrení v povodí, vedúcich k minimalizácii negatívnych dôsledkov. Z tohto dôvodu by mali byť pravidelne aktualizované batymetrické mapy a modely reliéfu dna (Hollister & Milstead, 2010). Následnou realizáciou opatrení dosiahneme zmiernenie negatívnych dôsledkov a zníženie nákladov na prevádzku a údržbu nádrží.

Analýze najčastejších a najzávažnejších negatívnych dôsledkov spôsobených práve rastom akumulovaných sedimentov a postupnou degradáciou vodného ekosystému sa venovalo viacero autorov (Gellis et al., 2006; Ahmed & Sanchez, 2011; Pradhan et al., 2011; Ristić et al., 2013). Dynamike zosuvov v nekompaktných horninách v súvislosti so vznikom hradených jazier sa venujú ďalší autori (Smolková et al., 2009). Transport dnových sedimentov a zmeny morfológie dna v podmienkach vysokogradientových tokov na Morave analyzujú napr. (Galia & Hrádecký, 2010; 2011; Škarpich et al., 2010). Akustické zariadenia využívali pre determinovanie zmien objemu vodných nádrží na Slovensku a v zahraničí viacerí autori (Pauk et al., 1997; Kočický et al., 2002; Childs et al., 2003; Odhiambo & Boss, 2004; Jordan et al., 2005; Kress et al. 2005; Dost & Mannaerts 2008; Choiński & Ptak, 2009; Elçi et al., 2009; Fuska & Leitmanová, 2012; Ceylan et al., 2011; Yun & Cho, 2011; Yesuf et al., 2012; Kubinský et al., 2014, Fuska et al., 2014). Prakticky zhodnú metodiku, až na niektoré postupy softvérového spracovania údajov použili Česák & Šobr, 2005. Na Slovensku sa problematike dlhoročne venuje Výskumný ústav vodného hospodárstva (ďalej VÚVH), (Holubová, 1998).

2) Historické batymetrické údaje

Historické údaje o stave nádrží v minulosti nám poskytli staré projekty a mapy pre výpočet kubatúr v rôznych mierkach (Obr. 2.). Stav dna Halčianskej vodnej nádrže v minulosti bol získaný z historickej mapy s názvom ”Halčiansky rybník – Banská Belá – Banský Studenec” v mierke 1 : 10000 z roku 1908 (Šúba, 1908), Belianskej vodnej nádrže z historickej mapy „Kubatúra belianského rybníka v B. Belej“, 1 : 10000 z roku 1855 (Šúba, 1855), vodnej nádrže Evička z mapy „Evička Rybník – Štiavnické Bane“ v mierke 1 : 1000 z júna 1971 (Šúba, 1971), vodnej nádrže Bakomi z mapy „Bakomi Rybník – Štiavnické Bane“ v mierke 1 : 500 z júna 1971. (Kružlic & Osvald, 1971), Brennerštôlnanskej vodnej nádrže z historickej mapy „Brenner tó köbözése“ v mierke 1 : 250 z roku 1897 (Tirscher, 1897), Veľkej Kolpašskej vodnej nádrže z historickej mapy „Kolpašské jazero – Banský Studenec“ v mierke 1 : 1000 z roku 1889 (Šúba,1889), Veľkej a Malej Richňavskej nádrže z historickej mapy „Mapa výpočtu kubatúry Malého a Veľkého richňavského jazera v Štiavnických Baniach – pôdorys“ (Kamenár & Muzsnai, 1888), Vindšachty z historickej mapy „A szélaknai nagy tó köbtartalmának meghatározása. 1887-ik évi szeptember havában“ v mierke 1:1000 (Tirscher, 1887). Mapy boli skenované s rozlíšením od 300 do 600 DPI, prevedené do format TIFF, následne georeferencované do súradnicového systému SJTSK Křovak pomocou vlícovacích bodov. Kartografický podklad so známym súradnicovým systémom tvorili letecké meračské snímky, mapy ZM 1 : 10000. Georeferencovanie prebehlo na základe minimálne 10 vlícovacích bodov s výslednými hodnotami reziduálov blížiacim sa hodnote 0. Následne boli údaje z registrovaných historických máp vektorizované do formátu *SHP a bola im priradená absolútna nadmorská výška Z, odčítaná z historických máp. Tie boli opravené o rozdiel spôsobený zmenou používaného výškového systému, H Bpv = H Jadran - 0,46 m. Pre polohu Slovenskej Republiky platí -0,40 metrov až -0,42 metrov – tu potom vznikajú väčšie rozdiely medzi historickými a prezentovanými geodetickými meraniami (Pravda & Kusendová, 2007).

3) Súčasné batymetrické a topografické údaje

Terénny výskum prebehol na jednotlivých nádržiach v uvedených termínoch s absolútnou nadmorskou výškou hladiny, resp. hrádzového telesa pri vypustenej Brennerštôlňanskej nádrži: Halčianska – 17.12.2010 (470,90 m n. m.), Belianska – 14.10.2011 (556,6 m n. m.), Evička – 15.10.2011 (664,91 m. n. m.), Bakomi – 19.10.2011 (709,5 m n. m.), Brennerštôlňansky – 16.5.2012 (554,13 m n. m.), Veľký Kolpašský – 23 a 24.5.2012 (598,10 m n. m.), Veľká Richňavská – 10. 7. 2013 (725,710 m n. m.), Malá Richňavská 14. 8. 2013 (716,274 m n. m.), Vindšachta – 3. 9. 2014 (688,4 m n. m). Pre získanie údajov o súčasnom dne bola zvolená bezkontaktná metóda zamerania pomocou ultrazvukových technológií a polohového systému GPS (Yesuf et al., 2012; Awulachew, 2006; Elçi et al., 2009; Odhiambo & Boss, 2004; Yun & Cho, 2011). Zariadenie bolo pripevnené na člne a plavbou na vopred vytýčených trasách boli zaznamenané sady bodov s informáciou o hĺbke a polohe (údaje X, Y, Z). Doplnkové údaje pre spresnenie boli zamerané priamo na brehoch a v blízkom okolí nádrže použitím technológie GNSS rover, Altus APS-3, resp. niveláciou theodolitom Zeiss Theo a Nikon Nivo 3.C. Postup bol aplikovaný aj na tých lokalitách, kde vplyvom akumulačných procesov došlo k posunu zátopovej čiary, zmenšeniu vodnej plochy a časti nádrže sa zmenili na terestrické prostredie. Pri VN Halčianska došlo k najvýraznejšiemu zmenšeniu vodnej plochy na úkor zazemnenej časti a pri VN Brennerštôlňanska došlo k poškodeniu hrádze a k havarijnému stavu. Použitá tu preto bola technická nivelácia zo stredu, vrátane ručného GPS zamerania zariadením Mobile Mapper 6. V teréne bol kontrolne vynesený uzavretý polygónový ťah. Uvádzaný pôvodný objem nádrží v minulosti (tabuľka 1) predstavuje celkový objem vody pri maximálnej hladine. Údaje boli prebraté z historickej mapovej dokumentácie a následne verifikované výpočtom v programe Surfer 11 na základe vektorizovaných hĺbnic zo spomenutých historických máp. Súčasný objem predstavuje objem vody v nádrži na hladine totožnej s nadmorskou výškou hladiny v čase realizácie terénneho merania. Zmeny objemu boli porovnávané na rovnakej absolútnej nadmorskej výške hladiny. (Obr. 3.)

4) Vizualizácia údajov, výpočet zmeny objemu

Výpočet zmien objemu, resp. objemu naplavených sedimentov za dané časové obdobie bol realizovaný v prostredí Surfer 11 (Obr. 5.). Uvedený softvér sa v súvislosti s modelovaním dna nádrží často objavuje aj v ďalších prácach (Česák & Šobr, 2005; Kocum & Janský, 2005; Janský et al., 2005; Hrdinka, 2005). Interpolačnou metódou Kriging (Webster & Oliver, 2001) boli vygenerované gridy s rozmerom bunky 2x2, predstavujúce dva rôzne modely. Tvar pre odhad okolia tvoril kruh, jeho polomer bol stanovený tak, aby účinné okolie interpolácie zahrnovalo dostatok priestorovo autokorelovaných bodov. Ide o veľmi subjektívny odhad, optimum pre ďalší výpočet bolo najmenej 12 údajov (Isaaks & Srivastava, 1989). Kvalita predikcie bola verifikovaná procedúrou Cross-Validation (Deutsch, 2002). Rozdelenie početnosti reziduálov bolo normálne, s priemerom blížiacim sa 0. Vzájomným porovnaním a odčítaním modelov bol získaný rozdiel, teda objem sedimentu naplavený do priestoru nádrže. V softvéri Surfer 11 bola spracovaná aj výsledná 2D a 3D vizualizácia (Obr. 4.).

5) Analýza zmien krajinnej štruktúry a morfometrická analýza povodia

Analýza sklonu a orientácie svahov mikropovodia bola spracovaná v prostredí ArcGis (Spatial Analyst / Surface analysis / Slope / Aspect) na základe 3D modelu reliéfu mikropovodia vygenerovaného z vektorového modelu vrstevníc získaného vektorizáciou podkladových máp ZM 1 : 10000. Štruktúra DKŠ (Druhotná krajinná štruktúra) povodia VN bola spracovaná taktiež v prostredí ArcGIS. Interpretáciou ortofotosnímok z roku 2006 s následným doplnením a modifikáciou údajov získaných terénnym prieskumov k súčasnosti a spätnou interpretáciou leteckých čiernobielych fotografií z roku 1949 sme odvodili a vytvorili mapu krajinnej pokrývky územia pre oba časové horizonty. Pri georeferencovaní historických leteckých snímok bolo použitých minimálne 7 vlícovacích bodov a keďže záujmové územia pokrývali len menšiu časť leteckej snímky situovanú takmer v jej strede, ortorektifikácia vykonaná nebola. Vzhľadom k tomu, že k závažnejšiemu efektu skreslenia v strede snímky takmer nedochádza a hodnoty reziduálov sa blížili k hodnote 0 považovali sme georeferenciu pre ďalšie analýzy za dostatočne presnú.

6) Zhrnutie výsledkov

Práca bola zameraná na analýzy zmien objemu vodných nádrží (tabuľka 1, 2) a zmeny krajinnej štruktúry (tabuľka 4). Pri prehľade povodí boli vylúčené nádrže Veľká a Malá Richňavská, ktoré sú situované na rozvodniciach povodí a sú zásobované vodou iba systémom zberných jarkov bez vlastného prirodzeného prítoku.

Tabuľka 1. Charakteristika vodných nádrží posunúť

Nádrž

Vznik nádrže

Objem nádrže
[m3]

Obvod
[km]
**

Plocha
[ha]
**

Max. hĺbka
[m]
***

Max. hĺbka
[m]
**

Dĺžka známych prítokov a štôlní
[km]

*

**

1

Pred 1770

256 900

221 026

1,11

3,8

13

13

1,6

2

Pred 1747

146 000

138 379

0,55

1,73

18

11,4

1,7

3

1638

110 712

99 795

0,61

1,99

10,4

7,91

2,5 (štôlne 1,3)

4

1736

55 750

55 083

0,36

0,11

14,4

8,5

20 (štôlne 1,3)

5

1730

719 788

661 987

1,74

8,7

13,5

13,5

0,7

6

Pred 1584

68 716

64 715

0,23

0,36

8

0

-

7

1738

861 442

666 163

1,14

7,37

21,1

19,5

24

8

1746

81 326

35 174

0,39

1,16

14,2

6,7

24 (štôlne 3,4)

9

1710

372 630

289 176

 

4,80

14,2

 

12,9 (štôlne 1,2)

Vysvetlivky: 1: Halčianska, 2: Belianska, 3: Evička, 4: Bakomi, 5: Veľká Kolpašská, 6: Brennerštôlňanska, 7: Veľká Richňavská, 8: Malá Richňavská, 9: Vindšachta, * stav v minulosti, ** stav v súčasnosti, *** uvádzané v literatúre

Tabuľka 2. Zmeny vodných nádrží posunúť

Nádrž

Časové obdobie
[rokov]

Celkom sedimentov za obdobie
[m3]

Zmena plochy za obdobie
[m2]

Priemerný objem sedimentu za rok [m3/rok]

Hrúbka sedimentu
[m]

Priemerná

Maximálna

1

1908 – 2010 [102 ]

35 874

-9373,6

352

2,6

4,45

2

1855 – 2011 [156]

7621

-926,1

49

1,17

4,51

3

1971 – 2011 [40]

10 917

-912,6

273

0,86

1,42

4

1971 – 2011 [40]

667

0

17

0,08

0,14

5

1889–2012 [123]

57 801

0

470

1,02

3,52

6

1897-2012 [115]

4001

0

35

0,78

1,12

7

1888 – 2013 [125]

110 494

0

884

1,49

3,99

8

1888 – 2013 [125]

46 152

-37626

370

Doplnit

doplnit

9

1887 – 2014 [127]

83 454

 

657

Doplnit

Doplnit

Vysvetlivky: 1: Halčianska, 2: Belianska, 3: Evička, 4: Bakomi, 5: Veľká Kolpašská, 6: Brennerštôlňanska, 7: Veľká Richňavská, 8: Malá Richňavská, 9: Vindšachta

Tabuľka 3. Vybrané charakteristiky povodí posunúť

Nádrž

Priemerný
sklon
[°]

Priemerná potenciálna erózia
[t.ha-1.rok-1]

Orientácia svahu [%]

Priemerná nadmorská
výška
[m n. m.]

Plocha
[km2]

Rozvodnica
[m]

S,SZ,SV

J,JZ,JV

V

Z

1

15°

104,1

33

21

20

26

643

9,12

12956,5

2

39,4

45

24

3

28

610

0,39

3033

3

33,7

33

51

5

11

741

1, 37

5169

4

39,2

23

54

3

20

757

0,40

2624

5

20°

99,9

32

41

15

12

699

1,97

5808

6

17°

98,4

22

51

14

13

706

0,99

4151

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vysvetlivky: 1: Halčianska, 2: Belianska, 3: Evička, 4: Bakomi, 5: Veľká Kolpašská, 6: Brennerštôlňanska, 7: Vindšachta

Tabuľka 4. DKŠ povodí v roku 1949 a 2014 posunúť

Povodie

Lúčne porasty
[%]

Lesný porast
[%]

Nelesná drevinová vegetácia
[%]

Zastavané plochy
[%]

Poľnohospodárska pôda
[%]

Trvalé trávnaté porasty
[%]

Vodná plocha
[%]

1*

22,26

73,53

1,39

0,26

2,16

-

0,40

1**

31,62

58,13

4,87

0,08

4,87

-

0,43

2*

59,52

19,64

10,02

3,52

-

3,02

4,28

2**

75,70

12,15

7,85

-

-

-

4.30

3*

41,8

37,4

4,1

11,4

-

0,1

5,2

3**

66,4

22,9

5,2

0,2

-

-

5,3

4*

37,14

43,14

4,42

8,38

-

-

6,92

4**

55,93

28,4

8,75

-

-

-

6.92

5*

15,27

67,6

7,5

1,02

2,89

1,31

4,41

5**

26,88

57,9

3,29

0,02

7,50

0

4,41

6*

34 ,54

57,97

4,44

0,33

-

1,21

1,51

6**

32,87

58,42

6,87

0,33

-

-

1,51

7*

37,6

35

5,2

12,8

-

3

6,4

7**

62,2

27,4

3,8

0,2

-

-

6,4

Vysvetlivky: 1: Halčianska VN, 2: Belianska VN, 3: VN Evička, 4: VN Bakomi, 5: VN Veľká Kolpašská, 6: VN Brennerštôlňanska, 7: Vindšachta, * stav v roku 2014, ** stav v roku 1949

Komparáciou historických údajov s výsledkami výskumu konštatujeme, že vo všetkých nádržiach dochádza k postupnej akumulácii sedimentov, či už vo väčšej, alebo menšej miere. Dynamika erózno-akumulačných procesov v prípade nádrží Halčianska, Veľká Kolpašská, Vindšachta má rastúci charakter kontrolovaný intenzitou antropogénneho pôsobenia v povodí. V prepočte objemu naplavených sedimentov za jeden rok (aritmetický priemer nezohľadňuje variácie v dlhodobom chode zrážok a ide len o orientačné porovnanie) je zrejmé, že najväčšie množstvo sedimentov pripadá na nádrž Veľká Richňavská, Kolpašská, Halčianska, Vindšachta a Evička. Údaje o maximálnej hĺbke nádrže uvádzané v dostupnej literatúre (napr. Lichner, 2002) sa líšia od skutočne zameraných hĺbok (Tabuľka 1). Tento rozdiel pripisujeme nepresnostiam metodiky orientačných meraní v 90-tych rokoch 20. storočia, rovnako ako preberaniu neexaktných údajov ďalšími autormi.

Pri nádrži Veľká Richňavská je s veľkou pravdepodobnosťou najvýznamnejší zdroj sedimentu opakované dodatočné spevňovanie hrádzového telesa po objavení sa prvotných priesakov. Rovnako prispievajú epizodické prívalové dažde s hlinito ílovitým podielom plavenín, či produkty abrázie brehov. Samotná Veľká Richňavská nemá vlastné povodie a vodou je zásobovaná len zo systému zberných jarkov (Kubinský et al., 2014). Naopak pri nádržiach ako Veľká Kolpašská, Halčianska, Evička a Vindšachta sa stretávame s významným antropogénnym vplyvom vo vlastnom povodí na intenzitu erózie a následne sedimentácie. Rozloha povodí Evičky a Kolpašskej nádrže je takmer totožná. V týchto lokalitách boli identifikované viaceré rizikové faktory. Z pohľadu obdobia analyzovaných zmien je priemerne stanovená rýchlosť zanášania nádrže Evička značná. Je predpoklad, že intenzívna výstavba a rozširovanie intravilánu obce Štiavnické Bane a viaceré zmeny využívania krajiny sa najviac prejavili na poslednom stupni kaskády vodných nádrží Bakomi, Vindšachta a Evička, ktoré majú spoločné kumulatívne povodie. V povodí Evičky došlo k nárastu plochy intravilánu až o 11,2%, v povodí Veľkej Kolpašskej o 1% a to v tesnej blízkosti vodnej plochy. Brehové zóny nádrží sú najmä v dnešných časoch rastúceho turizmu a záujmu rekreantov vystavené antropogénnemu tlaku, silne podmieňujúce prísun sedimentov zmenou využívania a zámenou, či odstránením vegetačného krytu. Ide najmä o erodované brehy s nízkobylinným porastom, či zastavané plochy. Trend postupnej zástavby a zmeny okolia nádrží na intravilán bude pravdepodobne pokračovať na lokalitách povodia VN Evičky, Veľkej Kolpašskej, či Belianskej a Bakomi. Naviac podľa geologickej mapy Slovenska (SGÚDŠ) leží väčšina záujmových území na geologickom podloží deluviálnych sedimentov: prevažne hlinito-kamenitých (podradne piesčito-kamenitých) svahovín a sutín. Celková zásobná schopnosť nádrží klesla z pôvodného objemu 2252 200 m3 na súčasných 1978 000 m3. Znamená to celkové deponovanie 274 200 m3 sedimentu do ich priestoru. Je potrebné spomenúť, že pôvodne projektovaný objem Malej Richňavskej nádrže (406 656 m3) bol o 325 330 m3 väčší, než objem v roku 1888 (81 326 m3) Ten sa však pre netesnosti hrádze nikdy nepodarilo dosiahnuť (Kubinský et al., 2013).

Výsledky získané z jednotlivých lokalít nie je možné štatisticky jednoznačne vyhodnotiť a vyvodiť jednotné závery o intenzite erózno-akumulačných procesov v nádržiach okolo Banskej Štiavnice. Lokality sa odlišujú veľkosťou povodia, ale tiež intenzitou a spôsobom využívania krajiny, či štruktúrou krajinnej pokrývky. Limitujúcim faktorom je aj absencia údajov o priebehu vývoja erózie a akumulácie v čase. Disponujeme len primárnymi údajmi z obdobia vzniku nádrží a o terminálnom stave zo súčasnosti. O veľkých rozdieloch svedčí aj veľká variabilita priemerného objemu sedimentov transportovaných do jednotlivých nádrží za jeden rok. Najvýraznejšie zmeny sú pri Halčianskej nádrži. Svedčí o tom nielen maximálna hrúbka sedimentu až 4,45 m, ale aj priemerná hrúbka až 2,6 metrov a tiež celkové zmenšenie vodnej plochy takmer o tretinu pôvodnej rozlohy (-9373,6 m2) a priemerný ročný prísun sedimentov (352 m3/rok). Halčianska nádrž leží podľa údajov poskytnutých Výskumným ústavom pôdoznalectva a ochrany pôdy (VÚPOP) na podloží s priemernou potenciálnou eróziou až 104,1 t.ha-1.rok-1. Zaujímavá je skutočnosť, že povodia Veľkej Kolpašskej a Brennerštôlňanskej VN ležia na plochách s približne rovnakou mierou potenciálnej erózie, teda 99,9 a 98,4 t.ha-1.rok-1 (VÚPOP). Pri Brennerštôlňanskej VN je intenzita akumulácie výrazne sedimentov nižšia (priemerne 35 m3 za rok) oproti Veľkej Kolpašskej (priemerne 470 m3 za rok). Situácia je pravdepodobne daná najmä skutočnosťou, že v povodí Brennerštôlňanskej VN nie je výraznejší antropogénny tlak (bez zástavby, väčšej ťažby drevnej hmoty v porastoch a absenciou rekreantov). Pri samotnej Veľkej Kolpašskej VN je možné predpokladať intenzívne a rýchle splavovanie sedimentov do najhlbších partií nádrže, keďže za 123 rokov nedošlo k pozorovateľnému zmenšeniu vodnej plochy. Dokazuje to nárast mocnosti sedimentov v najhlbších častiach nádrže a postupné znižovanie hĺbky v príbrežných partiách okolo málo vodnatých prítokov.

Nepriaznivá situácia je pri nádržiach Veľká Kolpašská a Evička, kde dochádza k veľkej priemernej ročnej akumulácii sedimentov (Evička: 273 m3 za rok, Veľká Kolpašská: 470 m3 za rok) danej najmä intenzívnym využívaním krajiny, zmenami krajinných štruktúr v povodí a tlakom zo strany človeka na najbližšie okolie vodných plôch.Vodné nádrže v okolí Banskej Štiavnice patria do Zoznamu objektov svetového prírodného a kultúrneho dedičstva UNESCO. Ich pôvodná funkcia, zásobovať vodu banské mechanizmy ukončením baníctva zanikla. Stále sa však využívajú na rybolov, rekreáciu, plnia protipovodňovú ochranu a tvoria významný krajinnoekologický a ekostabilizujúci prvok. Tieto dôvody musia byť pre nás zaväzujúce a mali by viesť ku komplexnejšej zmene v správe a manažmente týchto unikátnych technických objektov.

Ukážka batymetrických zmien niekoľkých vybraných vodných nádrží

Obr. 5. Ukážka batymetrických zmien niekoľkých vybraných vodných nádrží

6) Literatúra

Ahmed, K.B., Sanchez, M. (2011): A study of the factors and processes involved in the sedimentation of Tarbela reservoir, Pakistan. Environmental earth sciences, 62, 5, 927 – 933.
Ceylan, A., Karabork, H., Ekozoglu, I. (2011): An analysis of bathymetric changes in altinapa reservoir. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 6, č. 2, s. 15 – 24.
Česák, J., Šobr, M. (2005): Metody batymetrického mapování českých jezer. Geografie, 100, č. 3, s. 141 – 151.
Deutsch, C.V. (2002): Geostatistical Reservoir Modeling. Oxford University Press, New York, 376 s.
Dost, R., Mannaerts, C. (2008): Generation of Lake Bathymetry Using Sonar, Satellite Imagery and GIS. ESRI UC 2008, ESRI International User Conference 2008.
Elçi, Ş., Bor. A., Çalışkan, A. (2009): Using numerical models and acoustic methods to predict reservoir sedimentation. Lake and Reservoir Management, 25, 3, 297 – 306.
Eurosence (2006): Letecké meračské snímky v mierke 1 : 5000.
Fuska, J., Leitmanová, M. (2012): Tvorba DMR dna vodnej nádrže v súčasnom stave, http://www.slpk.sk/eldo/2012/zborniky/014-12/fuska.pdf (9.1.2014).
Fuska, J., Bárek, V., Pokrývková, J., Halaj, P. (2014): Comparison of actual and presumed water capacity of fish pond in Lukáčovce. Journal of International Scientific Publications: Ecology & Safety. Burgas. 2014. Vol. 8, nr. 1, http://www.scientific-publications.net/get/1000001/1401631899597186.pdf
Galia, T., Hrádecký, J. (2010): Úvod do problematiky transportu dnových sedimentů beskydských vysokogradientových toků. Geografie pro život ve 21. století: Sborník příspěvků z XXII. sjezdu České geografické společnosti pořádaného Ostravskou univerzitou v Ostravě 31. srpna – 3. září 2010. Ostravská univerzita v Ostravě, Ostrava, s. 43 – 48.
Galia, T., Hrádecký, J. (2011): Bedload transport and morphological effects of high-magnitude floods in small headwater streams – Moravskoslezské Beskydy Mts. (Czech Republic). Journal of Hydrology and Hydromechanics, 59, 4, 238 – 250.
Gellis, A.C., Webb, R. M. T., MCintyre, S. C., Wolfe, W. J. (2006): Land-Use Effects on Erosion, Sediment Yields, and Reservoir Sedimentation: A Case Study in the Lago Loíza Basin, Puerto Rico. Physical Geography, 27, č. 1, s. 39–69.
Hollister, J. & Milstead, W.B. (2010): Using GIS to estimate lake volume from limited data. Lake and Reservoir Management, 26, 3, 194 – 199.
Holubová, K. (1998): Problémy systematického sledovania erózno-sedimentačných procesov v oblasti vodných diel. Výskumný ústav vodného hospodárstva, Bratislava, 63 s.
Hrdinka, T. (2005): Antropogenní jezera Česka. Geografie, 110, 3, 210 – 228.
Hydroconsult (1991): Banskoštiavnická oblasť – štúdia, Bratislava.
Isaak, H.E. & Srivastava, R.M. (1989): Introduction to Applied Geostatistics. Oxford University Press, New York, 561 s.
Childs, J.R., Snyder, N.P., Hampton, M.A. (2003): Bathymetric and geophysical surveys of Englebright Lake, Yuba-Nevada Counties, California. US Geological Survey Open-File Report 03-383, 1 – 20.
Choiński, A., Ptak, M. (2009): Lake Infill as the Main Factor Leading to Lake's Disappearance. Polish Journal of Environmental Studies, 18, č. 3, s. 347 – 352.
Janský, B., Šobr, M., Kocum, J., Česák, J. (2005): Nová batymetrická mapování glaciálnych jezer na České straně Šumavy. Geografie, 110, 3, 176 – 187.
Jordan, D.C., Fonstad, M.A. (2005): Two Dimensional Mapping of River Bathymetry and Power using Aerial Photography and GIS on the Brazos River, Texas. Geocarto International, 20, 3, 1 – 8.
Kamenár & Muzsnai (1888): Mapa výpočtu kubatúry Malého a Veľkého richňavského jazera v Štiavnických Baniach – pôdorys. Mapa HKG 15787, 97x50cm, kolorovaná v mierke 1:1000.
Kocum, J., Janský, B. (2005): Limnologická studie Čertova jezera. Geografie, 110, 3, 152 – 175.
Kočický, D., Pauk, J., Kočická, E., Gargalovič, R., Vágó, Z., Vazan, V., Weis, K. (2002): Erózno-sedimentačné procesy na VN Klenovec. Esprit s.r.o, Banská Štiavnica, 155 s.
Kress, W.H., Sebree, S.K, Littin, G.R, Drain, M.A., Kling, M.E. (2005): Comparison of Preconstruction and 2003 Bathymetric and Topographic Surveys of Lake McConaughy. Scientific Investigations Report 2005-5040. Published by U.S. Department of the Interior and U.S. Geological Survey, 1 – 27.
Kružlic, Osvald, 1971: Bakomi rybník – Štiavnické Bane” v mierke 1:500.
Kubinský, D. (2011): Postup výpočtu objemu vodných nádrží pomocou nástrojov GIS. Geografické štúdie, Univerzita Konštantína filozofa v Nitre, Fakulta prírodných vied, 15, 2, 54 – 61.
Kubinský, D., Fuska, J., Weis, K., Lehotský, M. (2013): Zmeny akumulačného objemu vodných nádrží Veľká Richňavská a Malá Richňavská. Acta Hydrologica Slovaca, 14, 5, 402 – 413.
Kubinský, D., Lehotský, M., Weis, K. (2014): Changes in bathymetry and land cover of riparian zone of an old artificial water reservoir Veľký Kolpašký. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 9, 1, 171 – 178.
Lichner M. (2002): Banská Štiavnica - Svedectvo času. – Harmony, Banská Bystrica, 256 pp.
Novák, J. (1975): Vznik a význam rybníkov v okolí Banskej Štiavnice v minulosti a možnosti ich ďalšieho využívania. Acta geographica Universitatis Comenianae, Nr. 13, 39 – 63.
Odhiambo, B.K., Boss, S.K. (2004): Integrated echo sounder, GPS, and GIS for reservoir sedimentation studies: Examples from two Arkansas Lakes. Journal of the American Water Resources Association, 40, 4, 981 – 997.
Pauk, J., Miklós, L., Tremboš, P. (1997): Vývoj erózno sedimentačných procesov vodnej nádrže Ružín: Čiastková správa D – Krajinnoekologické princípy ochrany nádrže pred zanášaním. ESPRIT, Banská Štiavnica, s. 1 – 46.
Pradhan, D., Ancev, T., Drynan, R., Harris, M. (2011): Management of Water Reservoirs (Embungs) in West Timor, Indonesia. Water resources management, 25, 1, 339 – 356.
Pravda, J., Kusendová, D. (2007): Aplikovaná kartografia. Geografika, Bratislava, 224 s.
Ristić, R., Ljujić, M., Despotović, J., Aleksić, V., Radić, B., Nikić, Z., Milčanović, V., Malušević, I., Radonjić, J. (2013): Reservoir sedimentation and hydrological effects of land use changes-case study of the experimental dičina river watershed. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 8, 1, 91 – 98.
Sgúdš: Geologická mapa Slovenska M 1 : 50 000, online mapa. http://www.geology.sk/new/sk/sub/Geois/gmsr50
Slovenský vodohospodársky podnik: interné materiály, projektová dokumentácia a manipulačné poriadky.
Smolková, V., Pánek, T., Hrádecký, J. (2009): Holocene sedimentation dynamics and average catchment denudation acquired from the sedimentary basins of the landslide-dammed lakes in the Flysch Carpathians. Geomorfologický sborník 8: Sborník abstraktů. Západočeská univerzita v Plzni, Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR, v.v.i., Česká asociace geomorfologů, s. 52.
Škarpich, V., Galia, T., Hrádecký, J., Peč, J. (2010): Identifikace (dis)konektivit vodních toků za využití makrogranulometrické analýzy korytových sedimentů (Moravskoslezské Beskydy). Geol. výsk. Mor. Slez. v r. 2010, s. 199 – 204.
Štátny ústredný banský archív (1908): Halčiansky rybník – Banská Belá – Banský Studenec, kópia pôvodnej mapy z roku 1908 v mierke 1 : 10 000.
Štátny ústredný banský archív (1971): Evička Rybník – Štiavnické Bane, mapa v mierke 1 : 1000.
Štátny ústredný banský archív (1889): Kolpašské jazero – Banský Studenec, mapa v mierke 1 : 1000.
Štátny ústredný banský archív (1855): Kubatúra belianského rybníka v B. Belej, mapa v mierke 1 : 1000.
Tirscher (1897): Brenner tó köbözése, mapa v mierke 1 : 250.
Tirscher (1887): Brenner tó köbözése, mapa v mierke 1 : 250.
Topografický ústav (1949): Historické letecké meračské snímky z roku 1949, topografický ústav v Banskej Bystrici.
Urban, T., Lackóová, L., Halászová, K., Streďanský, J. (2013): Wind erosion in the agricultural landscape. The wind erosion equation used in GIS. Publishing house of the University of Agriculture in Krakow. Krakow
VÚPOP: Vodná erózia pôdy v pôdno-klimatických podmienkach Slovenska, online mapa. http://www.podnemapy.sk/portal/verejnost/erozia/vod/vod.aspx
Webster, R., Oliver, M. (2001): Geostatistics for Environmental Scientists. John Wiley and Sons, New York, 330 s.
Weis, K., Kubinský, D. (2012): Využitie vodstva na bansko-technické účely v banskoštiavnicko-hodrušskom rudnom rejóne. Z histórie technicko-hospodárskeho využitia vodných zdrojov na strednom Pohroní. Centrum vedy a výskumu, Fakulta prírodných vied UMB, Banská Bystrica, 152 s. ISBN: 978-80-557-0321-3. Žilák, j., Hronček, P. (eds.).
Yesuf, H.M., Alamirew, T., Melesse, A.M. Assen, M. (2012): Bathymetric Mapping for Lake Hardibo in Northeast Ethiopia Using Sonar. International Journal of Water Sciences, 1, DOI: 10.5772/52886.
Yun, H.S., Cho, J.M. (2011): Hydroacoustic application of bathymetry and geological survey for efficient reservoir management. Journal of the Korean Society of Surveying Geodesy Photogrammetry and Cartography, 29, 2, 209 – 217.

Schéma vodohospodárskeho systému v okolí Banskej Štiavnice