Aktuality

O roku 2003 si 18. októbra každoročne pripomíname Svetový deň monitorovania vody. Jeho súčasťou je sledovanie kvality vôd rôznych typov – pitnej, povrchovej, podzemnej, odpadovej, ale aj množstva vody pretečenej za určitý čas. Výskumná základňa pre hydrológiu nížin (VZHN) so sídlom v Michalovciach je jedným z detašovaných pracovísk Ústavu hydrológie SAV, v. v. i., Bratislava. Od jeho založenia v roku 1986 sa vedecké zameranie pracoviska postupne vyprofilovalo na výskum hydrologických procesov prebiehajúcich v nenasýtenej zóne pôd Východoslovenskej nížiny (VSN).

Hydrologické procesy v nenasýtenej zóne sú súčasťou hydrologického cyklu. Hydrologický cyklus sa skúma ako fyzikálny systém, ktorý sa člení na atmosféru – rastlinný kryt – nenasýtenú zónu (NZ) – podzemnú vodu (PV). Zásoba vody v nenasýtenej zóne je výslednicou pôsobenia vzájomných procesov nenasýtenej zóny s okolitými podsystémami. Popri povrchovej vode (ako I. zdroj) a podzemnej vode (ako II. zdroj) vody v systéme vodných zdrojov územia predstavuje nenasýtená zóna pôd III. vodný zdroj. Ide o zásobu a zdroj vody pre biosféru. Tento zdroj počas vegetačného obdobia zásobuje vodou vegetačný kryt. V práve uplynulom vegetačnom období roku 2022 bolo možné vidieť prejavy a pocítiť dôsledky nedostatku vody v III. vodnom zdroji.

Monitoring priestorového a časového rozloženia zásob vody

Neoddeliteľnou súčasťou tohto výskumu je monitoring priestorového a časového rozloženia zásob vody v nenasýtenej zóne pôd. V prípade monitoringu, ktorý sa robí v michalovskej výskumnej základni, sa získané údaje používajú pre kvantifikáciu vodného režimu nenasýtenej zóny, jeho hodnotenie vzhľadom na textúru pôdy, pôdne charakteristiky, meteorologické prvky a zásobovanie rastlinného krytu. Ďalšie využitie výsledkov monitoringu je pre verifikáciu výsledkov z numerických matematických modelov, posúdenie dostupnosti pôdnej vody pre rastlinný kryt, pre voľbu adaptačných opatrení na zmiernenie sucha a hodnotenie impaktu klimatických zmien na zásoby vody v III. vodnom zdroji.

Monitoring zásob vody v nenasýtenej zóne sa robí v dvoch úrovniach:

- poľných podmienkach na vybratých charakteristických lokalitách a 

- na lyzimetroch.

V poľných podmienkach monitoring prebieha raz do týždňa do hĺbky 1 m po vrstvách 0,1 m. Lokality sú vybrané tak, aby reprezentovali charakteristické pôdne druhy na Východoslovenskej nížine.

Monitoring na lyzimetroch sa realizuje na lyzimetrickej stanici situovanej v blízkom vodnom uzle Petrovce. Pozostáva z piatich lyzimetrov, v ktorých je päť rôznych pôdnych druhov odobraných z piatich charakteristických pôdnych lokalít Východoslovenskej nížiny. Plocha každého pôdneho monolitu je 1 m² a výška 2,5 m. Každý lyzimeter má samostatnú reguláciu hladiny podzemnej vody. Princíp lyzimetrických meraní je založený na odbere neporušenej pôdnej vzorky (monolitu). Objem monolitu je až niekoľko kubických metrov. Monolit je uložený na presnom elektronickom váhovom systéme. Vo vzorke pôdy sú po vertikále uložené snímače umožňujúce priamo kvantifikovať jednotlivé zložky hydrologických procesov. Súčasťou lyzimetra je kompletná meteostanica. Všetky namerané údaje sa elektronicky v automatickom režime prenášajú na server. Monitoringom na lyzimetroch sa asi po dvoch desaťročiach obnovil lyzimetrický výskum na Slovensku. Východoslovenská nížina sa tým stala prírodným laboratóriom pre hydrologický výskum.

Hydrologické procesy v nížinách sa vyznačujú predovšetkým tým, že tam chýba povrchový odtok. Zrážky sú transformované na zvyšovanie zásob vody v nenasýtenej zóne, resp. prienikom cez nenasýtenú zónu do hladiny podzemnej vody (HPV) zvyšujú jej úroveň. V prípade nedostatku vody v nenasýtenej zóne nastáva transfer podzemnej vody z hladiny podzemnej vody do nenasýtenej zóny.  Podzemná voda prispieva k zásobovaniu nenasýtenej zóny vodou, a tým zlepšuje jej dostupnosť pre koreňovú zónu rastlinného krytu a prispieva k výparu, čo má za následok pokles úrovne podzemných vôd. Pri poklese podzemnej vody pod určitú kritickú úroveň sa transfer vody od HPV do koreňovej zóny limitne blíži nule. Vlhkostné pomery potom ovplyvňujú iba zrážky a výpary. V prípade, ak zrážky nepostačujú kryť aktuálne vyparovanie (evapotranspiráciu), začína sa vysušovanie územia.

Vo vymedzenom systéme je veľmi významným a často diskutovaným problém dostupnosti vody v nenasýtenej zóne pre rastlinný kryt. Pre posudzovanie disponibilných zásob vody v pôde pre vegetačný kryt sú na základe konvencie vybrané charakteristické body vlhkostnej retenčnej čiary (potenciál a obsah vody v pôde): poľná vodná kapacita, bod zníženej dostupnosti a bod vädnutia. Pri bode zníženej dostupnosti sa rastliny dostávajú do stresu a ich biologické aktivity sa orientujú na prežitie. Ak zásoby vody v pôde klesnú pod hodnotu zodpovedajúcu bodu vädnutia, nastáva v pôde stav sucha a rastliny hynú. Tento vlhkostný stav nenasýtenej zóny v tejto vegetačnej sezóne roku 2022 odborníci identifikovali na väčšine územia Slovenska.

Text a foto: Milan Gomboš, Ústav hydrológie SAV, v. v. i.