časopis o přírodě, vědě a civilizaci
A.3.1. Účinky sopečných erupcí
Sopečné erupce mají svůj zdroj hluboko pod zemským povrchem. Sopka je vyvýšenina tvořená sopečným materiálem, která je spojena s magmatickým krbem pod povrchem ve hloubce asi 30 až 100 km. Magma je tavenina tvořená převážně křemičitany. K roztavení magmatické horniny dochází pravděpodobně kvůli vysoké koncentraci radioaktivních prvků, která svým radioaktivním rozpadem uvolňují značné množství tepla. Jiným zdrojem tepla může být vysoký tlak, který zvyšuje teplotu horniny. Tektonickými poruchami může být magmatický krb spojen s povrchem. Magma puklinami stoupá k povrchu, tlak klesá a unikají vodní páry a jedovaté plyny. Vzniká sopečná činnost, jejíž důsledkem je vznik sopky.
Magma na povrchu se označuje jako láva. Pokud je cesta magmatu zahrazena, je uvolněna mohutnou erupcí. Při rychlém ochlazení se magma mění ve strusku. Erupce roztrhá lávu a okolní horniny a vyvrhne je do atmosféry. Na zem pak dopadají sopečné tufy (tefra). Láva a tufy se hromadí kolem otvoru, kterým proniká magma na povrch. Postupně tak vzniká sopka. Na vrcholu sopky je kráter, který má nálevkovitý tvar. Jeho spodní část je spojena s otvorem k magmatickému krbu. Některé sopky jsou celé lávové, jiné tufové, ale nejčastěji jsou kombinované. U činných sopek je kráter vyplněn žhavou lávou nebo někdy vodou. Pokud se ucpe otvor k magmatickému krbu, může po čase dojít k nové erupci.
Pokud dojde k trvalému přerušení magmatického krbu s otvorem sopky, vzniká vyhaslá sopka. Na našem území neexistuje žádná činná sopka, ale pouze vyhaslé sopky, z nichž některé se projevují posopečnou činností, jako jsou např. proudy horkých mineralizovaných vod.
Vulkanologové sopky klasifikují do několika typů, které označili podle známých sopek.
Přírodní katastrofu mohou způsobit lávové proudy, erupce se spadem tefry, sopečné bahnotoky, sopečné povodně, žhavá mračna a výrony žhavých plynů.
Láva je roztavená hornina s teplotou od 900 do 1100 stupňů Celsia. Může být bazická, kdy její složení odpovídá čediči, nebo acidická, kdy její složení odpovídá rhyolitu. Vytéká buď přímo z puklin v zemi, nebo z úbočí sopky, nebo se přelévá přes okraj kráteru.
Rychlost lávového proudu závisí na spádu terénu, mocnosti proudu a na hustotě lávy. Acidické lávy jsou hustější než lávy bazické. Rychlost lávy se pohybuje od 300 m/h do 3 km/h, ale byl zaznamenán případ islandského ostrova Surtsey, kde se láva pohybovala rychlostí 65 km/h. Lávové proudy mohou zaplavit celé osady. V roce 1906 při mohutné erupci Vesuvu láva vytékala rychlostí 16 km/h úzkými koryty a pak se rozlila po úpatí. Zničila vesnici Casa Bianca a větší část Boscotrecase. Dostala se až na okraj Torre Annunziata 3 km západně od Pompejí. Láva zalila domy do výšky až druhého podlaží, tekla ulicemi a vnikala do domů. Některé stěny domů byly prolomeny.
Obrovská síla sopečné erupce roztrhá lávu a horniny na tefru. Velkým kusům tefry se říká sopečné pumy, menším lapilly, ještě menším sopečný písek a nejmenším sopečný popel. Sopečné pumy mohou létat až několik kilometrů od kráteru. Lapilly a písek se mohou dostat vysoko do atmosféry a dopadat až desítky kilometrů od sopky. Sopečný popel se může v atmosféře udržet řadu dní a může být zanesen na kterékoliv místo planety Země.
Sopečný popel může mít vliv na globální klima planety. Jedna z hypotéz takto vysvětluje vznik glaciálů (ledových dob). Je prokázáno, že v pleistocénu byl výskyt sopečných erupcí hojnější než dnes. Sopečné erupce ve druhé polovině 20. století jsou někdy dávány do souvislosti s chladnějším podnebím v 80. a 90. letech. Souvislosti jsou ale dále studovány.
Sopečný popel může být jedovatý. Tefra sopky Iraz v Kostarice byla silně acidická. Popel spálil rostliny a korodoval kovy. Při výbuchu sopky Hekly v roce 1970 dobytek byl otráven fluórem v popelu, který byl adsorbován jako kyselina flurovodíková. Bylo zjištěno, že pouhých 250 g fluoru v 1000 kg suché trávy usmrtí ovce do několika dní. Na Novém Zélandu došlo k otravě ovcí kobaltem.
Velkou přírodní katastrofu způsobila sopečná činnost Laki na Islandu v roce 1783. Z pukliny Laki se čedičová láva vylévala do jezerní a podzemní vody. Horká láva explodovala a výbuch rozmetal sopečný popel o objemu asi 0,3 km3. Popel pokryl část Islandu, vyhubil dobytek, sirné plyny vytvořily hustý smog, který na několik dní pokryl celou krajinu. Všechny pastviny byly zničeny, snížená viditelnost znemožnila rybolov. Pětina obyvatelstva Islandu zemřela.
Sopečná tefra boří domy, zavalí obyvatele v troskách, udusí je jedovatými plyny. Ničí vegetaci, hubí domácí zvířectvo. Proti sopečným pumám, lapillům a písku se lze chránit jen pasivně. Popel nadělá více škody než hrubší částice, protože dopadá na střechy, pokrývá stromy, zdroje pitné vody.
Prach je postupně smýván deštěm. V případě erupce sopky Krakatau v roce 1883 bylo po dvou letech na popelu nalezeno 26 druhů rostlin a 41 let po výbuchu na popelu rostl hustý deštný prales.
Sopečné bahnotoky jsou mnohem nebezpečnější než sopečná láva. Mocné vrstvy sopečného popela jsou na úbočí sopky nestabilní. Když na ně dopadá další popel, sklouzávají ze svahu. Pokud prší, sopečný popel se nasytí vodou a přemění se v bahno, které se může ze svahu sopky valit rychlostí několika desítek kilometrů za hodinu. Hustota a mocnost bahnitého proudu je tak značná, že bahno unáší i velké balvany. Bahnotoky (označované indonéským slovem "lahar") mají na svědomí stokrát více životů než láva. Pokud je v bahnotoku méně vody a více pevných částic, přechází do kamenité laviny. Ochrana proti bahnotokům není snadná kvůli jejich vysoké rychlosti a mocnosti. Tekutá kaše bahnotoku proniká do všech netěsných prostorů. Bahnotok se chová jako kapalina a nezalévá vrcholky nebo uměle vystavěné pahorky.
Z ledovců, které při sopečné erupci tají, se může náhle uvolnit značné množství vody. Na sopce Hekla na Islandu se v roce 1947 uvolnily asi 3 milióny m3 vody, které způsobily mohutnou povodeň.
Směs horkých plynů a tefry se označuje jako sopečné mračno. Tento proces je nejnebezpečnější a má na svědomí nejvíce životů. Sopka Mt. Pelée na ostrově Martinique v roce 1902 svými žhavými sopečnými mračny usmrtila asi 30 tisíc lidí a zcela zničila město St. Pierre. Ze všech obyvatel na pevnině přežily jen 4 lidé. Při mohutné erupci byl do stratosféry vyvržen oblak žhavých par a popelu. Horizontálně skrze stěnu kráteru byl vyvržen oblak žhavých mračen, který se valil údolím řeky Blanche rychlostí 160 km/h na město St. Pierre. Jednometrové stěny domů byly vyvráceny a zcela roztrhány, velké stromy byly vyvráceny z kořenů. Lodi v přístavu byly spáleny a potopeny. Zachránily se pouze dvě lodi, ale většina posádky měla velmi těžké popáleniny. Příčinou smrti obyvatel ve městě bylo upálení a udušení, kdy náhlý závan horka vypařil lidem tekutiny v těle. Sopečné mračno zapalovalo dřevo a tavilo sklo. Odhaduje se, že jeho teplota byla 700 stupňů. Po katastrofě město pokrývala vrstva prachu asi 30 cm silná.
Podstatou všech sopečných plynů je vodní pára. Zápach plynů je způsoben příměsí oxidu siřičitého, sírového, sirovodíku, kyseliny chlorovodíkové a kyseliny flurovodíkové. Všechny tyto plyny jsou ve větších koncentracích pro člověka smrtelné.
Unikající plyny ze země jsou známkou posopečné aktivity, která může trvat desítky miliónů let poté, co vulkán přestal chrlit sopečnou lávu a popel. Místa, odkud unikají pouze sopečné plyny, se označují jako fumaroly. Pokud plyn nasycuje vodu, vyvěrají horké minerální prameny.
A.3.2. Kataklyzmatické erupce
V historii lidstva bylo několik mohutných erupcí sopek, které se označují jako kataklyzmatické (z řečtiny, katastrofální).
Jednou z nejznámějších kataklyzmatických erupcí byl výbuch sopky Krakatau ve východoindickém souostroví. 26. dubna 1883 sopka vyvrhla oblak popelu do výšky asi 30 kilometrů a do vzdálenosti 160 kilometrů zahalila oblast dýmem a prachem. Na Sumatře trvala tma 56 hodin. Výbuchy se opakovaly a 27. dubna bylo vymrštěno tolik tefry, že stačila pokrýt území o ploše asi 300 tisíc kilometrů čtverečných. Rachot exploze byl slyšet až v Austrálii. Několik dní byl ostrov zahalen tmou a po vyjasnění bylo vidět, že sopečný kužel ostrova zcela zmizel a na jeho místě bylo moře až 300 metrů hluboké. Do vzduchu byla vymrštěna láva z podloží ostrova a ostrov poklesl do moře. Vznikla kaldera, která způsobila vytvoření mohutné vlny tsunami, která na okolních ostrovech zahubila 36 tisíc lidí.
Největší kataklyzmatickou explozí v historické době byl výbuch sopky Tambora na ostrově Sumbawa asi 400 km východně od Jávy v roce 1815. Energie tohoto výbuchu byla asi desetkrát větší než výbuch sopky Krakatoa. Do atmosféry do výšky téměř 20 km bylo vymrštěno 100 km3 tefry. Mohutné až třináctimetrové sopečné pumy dopadaly do vzdálenosti až 40 km od kráteru. Na ostrově Lombok 150 km od ostrova Sumbawa dopadlo půl metru sopečného popela. Na Sumbawě na následky výbuchu zahynulo 48 tisíc lidí a na Lomboku 44 tisíc lidí. Při výbuchu zmizela celá horní část sopečného kužele a propadnutím zbytku sopky se vytvořila kaldera o průměru 7 km a hloubce až 700 metrů. Popel v atmosféře ovlivnil dokonce evropské podnebí. V Londýně bylo léto chladnější asi o 3 stupně Celsia než v jiné roky a v Severní Americe nedozrála úroda.
A.3.3. Sopečné oblasti
Mezi vulkanickou a tektonickou činností je přímá souvislost. Oba procesy jsou součástí pohybu litosférických desek. Proto lze z geologického hlediska sopečné oblasti klasifikovat podobně jako tektonické oblasti do následujících kategorií:
A.3.4. Předpovědi a ochrana před erupcemi sopek
Oběti sopečných výbuchů jdou do statisíců. Sopečnou činnost lze rozdělit do několika dílčích procesů, které lze seřadit podle počtu obětí na životech a materiálních škod: - žhavá sopečná mračna (směs žhavých plynů a tefry) - spad tefry (popel, lapilly, písek a sopečné pumy) - následky sopečné činnosti (hladomor, otravy) - sopečné bahnotoky - výrony lávy a lávové proudy - jedovaté plyny
Předpověď sopečné činnosti je založena na dlouholetých pozorováních. Většina nebezpečných sopek je pod trvalým dozorem. Jsou sestaveny mapy vulkanického rizika. Některé sopky vybuchují v téměř pravidelných intervalech a lze jejich erupce snadno předpovědět.
Pro ostatní sopky se obvykle používá kombinace složitých statistických
metod s náročným přístrojovým vybavením. Kolem činných sopek jsou zpravidla
rozmístěny seizmické stanice, které registrují otřesy půdy. Magma se rozpíná
pod zemským povrchem a vyplňuje pukliny a dutiny, což je provázeno řadou
otřesů. Dosud nejspolehlivější metodou předpovědi erupcí je sledování náhlých
změn povrchu kolem vulkánu. Vyklenování povrchu je často indikací blízké
erupce. Někdy se provádí letecké snímkování sopky v infračerveném spektru.
Pomocí této metody lze odhalit ohřívání povrchu a výstup horkého magmatu.
Dalším signálem blízké erupce může být ohřívání vody v kráteru sopky. Někdy
se před erupcí mění chemické složení unikajících plynů. Může se také osvědčit
metoda měření magnetického pole, kdy se magnetické pole zeslabuje a mění
svoji orientaci.
K sesuvům půdy dochází, když je porušena stabilita svahu. Síly, které udržují soudržnost půdy nebo horniny, začnou být slabší než gravitace a celá hmota se dostane do pohybu.
Půda se může ze svahu posouvat nepatrnou rychlostí. Někdy se zvětralé skály mohou sesouvat rychlostí až několik metrů za den. Konečně může dojít k náhlému uvolnění velkého objemu horniny, který se zřítí vysokou rychlostí.
Sesuv je definován jako náhlý pohyb hornin, při němž se sesouvající hmota oddělí od pevného podloží zřetelnou smykovou plochou. Sesuvy půdy mohou ohrozit obydlí, sídliště, dopravní komunikace a inženýrské sítě, zemědělské pozemky. Podmořské sesuvy mohou přetrhat telefonní a telegrafní kabely. Sesuvy vážně ohrožují vodní díla, zejména přehrady. Mohou zahradit údolí, vytvářet dočasná jezera a tím způsobit záplavy. Sesuvy horniny mohou v jezerech nebo zátokách vyvolat ničivé vlny. Při sesuvech většinou nedochází ke smrti stovek lidí, ale sesuvy způsobují značné materiální škody.
Sesuvy mohou být způsobeny různými mechanismy. Zemský povrch je složen většinou z různých svahů. Nestabilními se tyto svahy stávají při změně sklonu nebo při zatížení svahu násypy. Příčinou sesuvů půdy může být zemětřesení. Nestabilitě svahů přispívá zvýšení obsahu vody v půdě, suti nebo horninách. Voda vyplňuje póry a přerušuje vazby mezi zrny. Ve vrstevních plochách voda působí jako mazadlo usnadňující klouzání. Soudržnost hornin může být porušena také mrznutím nebo zvětráváním. Nestabilitu svahu může způsobit také změna porostu nebo odstranění vegetace.
Stabilitu svahu ohrožuje, pokud jsou na svahu pevné horniny kryty sutí nebo půdou. Suť se snadno odloučí od podloží, zejména pokud je provlhlá. Nestabilními jsou také svahy tvořené horninami z lavic pevných vápenců nebo pískovců, které jsou proloženy měkčími jílovitými břidlicemi. Zvětráním se vytvoří odlučná plocha a lavice pevných vápenců pak sklouzávají ze svahu. Záleží také na sklonu svahu. Udává se, že kritický úhel je 25 stupňů. Na uvolnění svahu mají největší vliv vodní srážky a otřesy.
Sesuvy se podle rychlosti pohybu rozdělují do tří kategorií, na sesuvy pomalé, středně rychlé a rychlé.
Pomalé sesuvy mají rychlost jen několik centimetrů za rok. Pohyb lze rozpoznat například podle ohybu stromů, podle ohnutí vrstev u povrchu a podle údajů přístrojů. Nebezpečí pomalých pohybů tkví v tom, že se postupně mohou změnit v pohyb rychlejší. Mnoho velkých sesuvů začínalo pomalým sesuvem suti nebo pomalým sjížděním horninových bloků.
Středně rychlé pohyby mají rychlost zhruba jednoho metru za hodinu nebo několika metrů za den. Oblast sesuvu se dělí na odlučnou oblast, splaz sesuvu a čelo sesuvu. V odlučné oblasti bývá vidět odlučná trhlina a smyková plocha, podle které bylo těleso sesuvu odděleno od podloží. Středně rychlými sesuvy jsou ohroženy zejména silnice a železniční tratě. Některé tratě musely být dokonce opuštěny, protože udržovací náklady byly neúměrně vysoké.
Rychlé sesuvy mají rychlost až několik desítek kilometrů za hodinu, někdy i daleko větší. Po počátku sesuvu není úniku a není čas na evakuaci. K rychlým sesuvům patří řícení skal a přívalové proudy, kdy se mísí horninový materiál s vodou a teče rychlostí několika stovek metrů za hodinu. Přívalové proudy mohou být také bahnité, pak se označují jako bahnotoky, mezi něž patří sopečné bahnotoky. Mezi rychlé sesuvy se řadí také sněhové laviny, ale také laviny sněhokamenité.
Rychlé sesuvy mají katastrofální průběh a jsou značně ničivé. Mohou být při nich zbořeny domy, silnice, zasypány celé vesnice nebo menší města. Pokud se kamenitá lavina zřítí do přehradní nádrže, může dojít k mohutné slapové vlně. Tak tomu bylo 9. října 1963 na přehradě Vaiont, kde se asi hodinu před půlnocí zřítil celý svah hory do jezera. Rychlostí asi 100 km/h se do jezera zřítilo celých 100 miliónů metrů krychlových horniny. Proud kamení proletěl jezerem a vyšplhal se na protější svah do výšky asi 130 metrů. Mohutná slapová vlna zalila a zpustošila vesnici San Marino. Byla zcela zničena vesnice Casso. Do údolí řeky Piavy se vylilo 40 miliónů metrů krychlových vody.
K rychlým sesuvům také náleží mohutné vodní přívaly s bahnem a balvany. V roce 1977 se na město Alma Ata v Kazašské republice začal valit přívalový proud, který vznikl v povodí řeky Velká Almatinka po protržení hráze ledovcového jezera. Do pohybu se dostalo asi 6 miliónů m3 hmoty. Byla ohrožena západní část Alma Aty, kudy řeka Velká Almatinka protéká, ale čelo proudu se rozšířilo.
Horské ledovce mohou být další příčinou katastrofálních sesuvů. Ledovce mají splazy hluboko do údolí, kde dosahují až blízkosti lidských sídlišť. Splazy se pohybují obvykle rychlostí několika metrů za rok, odtávají a voda z nich odtéká do horských řek. Někdy může dojít k tomu, že ledovec ztratí svoji stabilitu a náhle postoupí během několika dní o desítky až stovky metrů. Pokud ale ztratí stabilitu podklad ledovce, ledovec se může odlomit a celý zřítit do údolí. K takové katastrofě došlo v roce 1965 u Mattkarku v údolí Saas nedaleko švýcarského Zermattu. Asi půl kilometru od splazu se prováděly trhací práce při stavbě přehrady. Těsně před katastrofou si náhodný svědek povšiml, že splaz ledovce se pohnul o metr za hodinu. Během několika sekund se část ledovce odlomila, sesula a zcela zavalila staveniště.
Pod vodou se dávají do pohybu bahno a kamení, které klouzají po svazích vodních ploch. Jak se sesuv řítí po dně, strhává stále více vodních částic, až se mění nejprve v bahnotok, poté v tzv. turbiditní proud. V bahnotoku převládá jíl, prach a písek, kdežto v turbiditním proudu jde o stejný poměr vody a pevného materiálu. Turbiditní proudy mají značný význam pro ukládání sedimentů.
Nejúčinnější ochranou proti sesuvům je prevence. Pokud již sesuv začal, na jakoukoliv prevenci je pozdě. Hlavní příčinou sesuvů je voda. Proto první ochrannou prací bývá odčerpávání vody a její odvedení.
Samostatnou kapitolu sesuvů tvoří sněhové laviny, které si každý rok vyžádají desítky lidských životů. Lavina vzniká stejně jako ostatní sesuvy. Soudržnost sněhu poklesne pod určitou mez a gravitace uvede hmotu do pohybu. Lavina je směsí sněhových krystalků a vzduchu. Pro vznik lavin je kritickým úhel 22 stupňů. Nezáleží pouze na absolutním sklonu, ale také na profilu. Svahy vypuklé zvyšují napětí sněhové hmoty. Laviny vznikají častěji na hladkých travnatých svazích. Stromy, Keře, velké kameny a podobné překážky vzniku lavin brání.
Rychlost pohybu lavin kolísá v širokém rozmezí. Prachové laviny, které jsou tvořeny beztvarou směsí prachového sněhu, se pohybují rychleji. Pokud je v nich mnoho vzduchu, mohou se pohybovat rychlostí v rozmezí od 120 do 160 km/h. Těžší prachové laviny se pohybují rychlostí v rozmezí od 50 do 70 km/h. Vrstevní laviny, které jsou odděleny skluznou plochou od podloží, se pohybují pomaleji v rozmezí rychlostí od 25 do 36 km/h.
Velké laviny jsou schopny zničit obydlí a kácí stromy. Střední laviny jsou nebezpečné především lyžařům a horským turistům. Malé laviny mohou způsobit lehčí zranění.
Nepřímých příčin vzniku laviny je celá řada. Jde především o nestabilitu svahu, rekrystalizaci sněhu, vytvoření skluzné plochy, navátí sněhu do útvarů majících větší sklon než svah. Přímou příčinou uvolnění laviny je otřes. Lavinu může uvolnit také kámen, který dopadne na sněhové pole, pád stromu, ale také obyčejná sněhová koule.
Pro předpověď lavinového nebezpečí je důležitá znalost směru větru a
množství sněhových srážek. Pokud napadne asi 25 mm nového sněhu, jsou laviny
možné. Pokud dopadne kolem 50 mm nového sněhu, jsou laviny velmi pravděpodobné.
A.5.1. Říční povodně
Říční povodně jsou katastrofy, které lidstvo zavinilo samo svojí činností v přírodě. Lidé osídlili povodňové nivy v údolí řek, vymýtili lesy z povodí řek.
Ekologická organizace Hnutí Duha například ve své tiskové zprávě [9] uvedla, že ničivé povodně mohly být daleko mírnější, pokud by lesní porosty v postižených oblastech měly přirozenou druhovou a věkovou skladbu a pokud by se zachovala rozmanitost zemědělské krajiny. Ve zprávě se dále uvádí, že přední experti se shodují, že globální ekologické změny mohou vést k celosvětovému zvýšení obdobných ničivých katastrof.
Ve zprávě [9] se kromě jiného dále uvádí, že mohutnost záplav závisí kromě intenzity srážek zásadní měrou též na retenční kapacitě krajiny (tedy schopnosti zadržovat vodu). Ta je v jednotlivých typech krajiny výrazně odlišná. Obecně je nepoměrně vyšší u lesů než u zemědělské půdy, mnoho však závisí na jejich podobě. Retenční kapacita umělých stejnověkých monokultur jehličnanů, které dnes na našem území převažují, je ve srovnání s citlivě obhospodařovanými lesy s přirozenou druhovou a věkovou skladbou několikanásobně nižší. Podobně nejméně vhodným typem zemědělské krajiny jsou z hlediska prevence záplav zcelená pole zděděná z éry socialistického průmyslového zemědělství. Krajina členěná loukami, mezemi, remízky, hájky, s malými rybníčky a tůněmi a meandrujícími vodními toky zadržuje vodu též mnohonásobně účinněji. [9]
Vodním tokem je voda tekoucí v přirozeném korytě, kterým se odvádějí jednak srážkové vody a jednak podzemní vody, které vyvěrají do toku. Podle velikosti se vodní toky rozdělují na bystřiny, potoky, řeky a veletoky. Veletoky ústí do moře, jejich délka je alespoň 500 kilometrů a jejich povodí má plochu větší než 100 000 km2. Povodí je část území, ze kterého voda stéká do jedné řeky. Na území České republiky existují povodí Labe, povodí Odry, povodí Visly a povodí Dunaje, do něhož stéká většina moravských řek.Hranice mezi povodími se nazývá rozvodí.
Říční koryto je přirozená terénní sníženina, jíž větší část roku proudí voda. K říčnímu údolí patří nejen říční koryto, ale také údolní niva, která se někdy označuje jako aluviální území. Říční koryto je obvykle široké od několika desítek až po několik stovek metrů. Říční údolí bývá široké až několik desítek kilometrů. Řeka má obvykle tři části toku. V horní části má nevyrovnaný spád, peřeje a kaskády, protéká úzkou terénní sníženinou. Ve středním toku se spád řeky snižuje a vyrovnává. Vodní stav říčního koryta se mění podle ročního období a podle klimatických podmínek. Občas voda vystupuje z koryta a zalévá údolní nivu. Tuto situaci označujeme jako povodeň.
Na kolísání průtoků řek a veletoků má vliv řada činitelů. Mezi přírodní činitele patří nadmořská výška, morfologie povrchu, podnebí a počasí. K lidským faktorům patří zásahy do povrchu a půdy a umělé změny vegetace. Na našich řekách je kolísání průtoku nejvíce ovlivněno atmosférickými srážkami. Na jaře taje sníh, který je doplňován deštěm. Periodické kolísání průtoků bývá narušeno náhodnými odchylkami.
Nejvyšších vodních stavů a průtoků dosahuje řeka během povodní, které nastávají při přechodném přelití hladiny řeky nad úroveň břehů. Voda z řeky se pak rozlévá po údolní nivě. Povodeň vzniká nejčastěji výrazným zvětšením průtoku kvůli náhlým srážkám a někdy kvůli zmenšení průtočnosti koryta, které může být ucpáno nebo přehrazeno.
Povodně se periodicky opakují. Je pravděpodobné, že jednou za rok bude na určité řece povodeň určité velikosti. Podobně jednou za 10 let bude na téže řece povodeň větší a jednou za 100 let ještě větší. Ve stavebních normách je určeno, kdy se projektanti mají řídit desetiletou nebo stoletou povodní. Pro velká vodní díla se uvažuje dokonce povodeň tisíciletá.
Vodní stavy na našich řekách jsou upravovány přehradami. Tato vodní díla vyrovnávají průtoky, zajišťují užitkovou a pitnou vodu a někdy slouží k výrobě elektrické energie. Vltavská kaskáda nádrží Slapy, Lipno a Orlík výrazně změnila vodní režim Vltavy i Labe.
Při dešti se část vody zachycuje na listech stromů a trávě (tzv. intercepce). Chvíli po začátku deště dochází ke vsakování vody do půdy (infiltrace). Tato infiltrace probíhá po určitou dobu, dokud se půda nenasytí. Voda začne hromadit na povrchu a vyplňuje prohlubně. Teprve poté nadbytečná voda začne odtékat po spádu směrem k vodním tokům. Zároveň se s povrchovou vodou tímto směrem pohybuje voda podzemní. Déšť může mezitím ustat, ale voda se dostane do hlavního toku, kde začne povodňová vlna. Voda stoupá až do vyčerpání přebytečných zásob v povodí. Povrchové vody odtečou a povodňová vlna skončí, přičemž odtok podzemní vody pokračuje. Tento zjednodušený scénář může být komplikován řadou faktorů. Dešťový příval může být nepravidelný a může mít několik vln. Povodí není stejnorodé, někde jsou lesy, louky, půda bez vegetace. Hlavní tok je od každého místa povodí různě vzdálen. Proto se do něj menší povodňové vlny přítoků dostávají postupně.
Velikost a doba povodně závisí na řadě faktorů:
Velká část Evropy, Asie a Severní Ameriky je postižena povodněmi, které vznikají táním sněhu. Pokud je tání sněhu pozvolné, ani vysoká sněhová pokrývka nemusí způsobit povodeň. Závažná situace nastává při náhlém zvýšení teploty, která trvá několik dní. Ještě závažnější je situace, kdy při rychlém tání navíc prší. V nížinách je jarní tání sněhu rychlejší a proto nížinné řeky zvyšují průtok asi čtyřikrát.
Sníh v sobě může zadržovat vodu také jako kapalinu mezi krystaly. Třiceticentimetrová vrstva sněhu může pohltit déšť trvající několik hodin. Při tání se tato voda uvolní a odtok je asi o třetinu mohutnější.
Běžným jevem jsou také povodně vznikající táním ledu. Na Islandu se z ledovců uvolňuje tavná voda, může dojít k tání samotného ledovce nebo se protrhne morénová hráz ledovcového jezera.
Pokud je krajina zaplavena vodní hladinou o výšce kolem jednoho metru a rychlost proudu je vyšší než 1 m/s, jsou lidé ohroženi. Hladina vody vyšší než 3 metry boří domy. Škody závisí na délce povodně a na umístění budov.
S rostoucím průtokem roste rychlost proudu a množství vodou unášeného materiálu. Voda při povodni unáší jíl, písek a po dně je vláčen štěrk. Jakmile se voda přeleje přes hráze a zaplaví nivu, rychlost proudu poklesne a materiál se ukládá. Rychlost proudu při povodních dosahuje snadno až 5 m/s. Při opadnutí povodně voda uloží v nivách nejen štěrk, písek a jíl, ale také organické látky.
V některých oblastech je hladina podzemních vod blízko povrchu a dochází k zaplavení nivy ještě dříve, než se řeka vyleje ze svého koryta.
Rozsáhlé povodně a záplavy na téměř třetině území České republiky na severní a jižní Moravě a ve východních Čechách v červenci 1997 ukázaly, že rozsáhlé katastrofy se nevyhýbají ani jinak velmi bezpečným a klidným oblastem.
Předpověď povodní vychází ze statistických dat o povodí nebo o větším území. Čím menší jsou povodně, tím častěji se opakují. Pro předpovědi se využívají nejméně příznivé okolnosti, jako jsou kombinace velkých dešťových srážek, rychlého tání sněhu, delších období vytrvalých prudkých dešťů a také faktorů morfologických a geologických.
Kromě statistických předpovědí se využívají předpovědi empirické, které vycházejí z určitých matematických vztahů mezi různými faktory. Uvádí se, že existuje více než 100 různých vztahů pro výpočet maximálního průtoku.
A.5.2. Povodně v České republice v letech 1997 a 1998
V prvních dvou týdnech července 1997 došlo k rozvodnění řeky Moravy, Bečvy, Svitavy, Svratky, Labe a dalších řek na území Moravy a východních Čech. Během několika dní bylo zaplaveno rozsáhlé území včetně některých velkých měst: 9.7. Olomouc a Ostrava, Hradec Králové, 10.7. Kroměříž, 11.7. až 13.7. Uherské Hradiště a Kolín. Povodní byla zničena obec Troubky nedaleko Přerova. Při záplavách zahynulo asi 50 lidí. Památku všech obětí uctili občané České republiky 24. 7. ve 12 hodin minutou ticha.
6.7. 1997 byl v některých moravských obcích vyhlášen třetí stupeň povodňové aktivity. Rozvodnila se především Bečva, která v podhůří Beskyd zaplavila několik vesnic.
7.7. 1997 všechny sdělovací prostředky informovaly o ničivých záplavách. Byly hlášeny první oběti na životech a tisíce lidí přišlo o přístřeší. Nejvíce byla postižena severní Morava, podhůří Beskyd a Jeseníků, okolí Zlína a Přerova. Záplavy zasáhly také východní Čechy. Nejhůře byl postižen okres Svitavy a Ústí nad Orlicí.
Vodou podemletá železniční trať způsobila 7.7. 1997 železniční neštěstí mezinárodního rychlíku Sobieski na trase z Vídně do Varšavy poblíž obce Suchdol nad Odrou. Středně těžkými až velmi těžkými zraněními bylo postiženo kolem 60 lidí. Ve městech rozvodněné řeky vystoupily do ulic a sídlišť místy až do výše dvou metrů. Řada domů byla vodním živlem vážně poškozena a některé domy ve městech a vesnicích se prouděním vody zcela zřítily.
8.7. 1997 se začala zhoršovat povodňová situace směrem na jih Moravy. V řadě vesnic byl vyhlášen stav ohrožení. Z ostravského podniku Ostramu-Vlček uniklo asi 500 tun ropných látek do řeky Odry a došlo k ohrožení zdrojů pitné vody. Byly hlášeny první případy rabování zatopených obchodů.
9.9. 1997 deník Mladá Fronta Dnes uvedl, že katastrofálními záplavami je postižena asi třetina České republiky. Povodní byly postiženy Olomouc, Hradec Králové a další velká města. Na Moravě byla na řadě míst přerušena železniční a silniční doprava. Řada neziskových organizací začala pořádat humanitární sbírky a byla zřízena bankovní konta.
V olomouckém Famaku vojáci zabránili hrozící explozi, když ze zatopených skladů vyvezli nebezpečné chemikálie, které při styku s vodou vybuchují. Rozmohla se také "povodňová turistika", kdy do postižených oblastí přijížděli lidé a pořizovali fotografie nebo videonahrávky.
10.7. 1997 se situace na severní Moravě pomalu uklidňovala a lidé se začali vracet do zničených domů. Do tohoto dne o život přišlo asi 30 lidí. Záplavy se posunuly na jih. Největší problémy způsobovala na středním a jižním toku řeka Morava. Povodeň se očekávala v Uherském Hradišti, Hodoníně a Břeclavi.
11.7. 1997 se záplavy přesunuly definitivně na jižní Moravu. Povodní bylo postiženo mimo jiné Uherské Hradiště a Otrokovice. Za nejhůře postiženou obec byly označeny Troubky nad Bečvou. Problémy způsobovala uhynulá zvířata, jejichž těla podléhala ve vodě rozkladu. Odborníci varovali před možnou epidemií.
12.7. 1997 počet postižených okresů dosáhl třiceti dvou. Vláda diskutovala o možnostech získání finančních prostředků na pomoc lidem a obcím v postižených oblastech. Voda zaplavila řadu obcí na jižní Moravě a ohrožen byl např. Hodonín.
13.7. 1997 byl v Hodoníně vyhlášen stav ohrožení. V 19 hodin večer byla vyhlášena evakuace, ale povodeň se nakonec do města nedostala.
14.7. 1997 zůstala voda za hranicemi Hodonína, ale zaplavila několik ropných vrtů. Mnoho moravských obcí je zamořeno komáry.
15.7. 1997 byla stále ještě řada obcí na Moravě pod vodou. Policie zadržela několik desítek lidí, kteří rabovali v domech a obchodech zaplavených obcí. Policie se na pokyn ministerstva vnitra také zaměřila na obchodníky, kteří zneužívali situace a nabízeli předražené zboží. Byla obnovena železniční doprava na hlavní trati z Čech na Moravu. Počet obětí na životech dosáhl čtyřiceti.
16.7. 1997 byla obnovena českou poštou doprava telegramů do většiny obcí v postižených oblastech a byla otevřena většina hraničních přechodů. Meteorologové ale varovali, že mohou přijít další vydatné deště.
17.7. 1997 počet obětí na životech dosáhl konečného počtu čtyřiceti šesti. V pátek 18.7. 1997 na horách pršelo, ale množství srážek nebylo dramatické. Na Šumpersku při odstraňování škod zemřel vyčerpáním devětačtyřicetiletý muž. V sobotu 19.7. voda znovu zaplavila některé obce. Nejhorší situace byla na východě Čech a zaplavena byla krkonošská horská střediska Pec pod Sněžkou a Špindlerův Mlýn. Neděle 20.7. 1997 byla posledním dnem záplav. Velká voda na celém území Moravy a východních Čech začala opadávat a řeky se postupně vrátily do svých koryt. [16]
Povodní bylo zaplaveno více než 10 tisíc hektarů polí. Škody byly odhadnuty na asi 5 miliard korun. Řada soukromých zemědělců přišla o veškerý svůj majetek a vláda přislíbila finanční pomoc.
Přes bezprostřední ohrožení života někteří lidé odmítali respektovat pokyny záchranářů a nechtěli včas opustit své příbytky a svůj majetek. Muselo být vynaloženo nesmírné úsilí na jejich záchranu, když voda jim znemožnila odchod z ohroženého místa.
Již na počátku katastrofy se projevil lidský hyenismus nikoliv jen ve formě vykrádání bytů a rabování obchodů, ale také v předražování základních potravin a vody. Uvádí se například, že kilogram chleba, který jinak stál kolem 20 korun, byl některými "obchodníky" předražen až na 50 korun. V tisku a na letácích se dokonce objevila čísla falešných kont pomoci postiženým. Premiér Václav Klaus v televizi prohlásil, že vláda nasadí veškeré prostředky k zabránění krádeží a rabování a také tvrdě zasáhne zákonnými prostředky proti předražování zboží. Ministr spravedlnosti vydal pokyn všem státním zástupcům, aby věnovali mimořádnou pozornost případům krádeží a předražování zboží. Po ústupu povodňové vlny se objevily podnikavci, kteří rabovali zatopené sklady zboží a toto zboží poté prodávaly. Byly tak například zjištěni prodejci, kteří prodávali potraviny z těchto skladů a tím přímo ohrožovali zdraví lidí.
Na ochranu majetku proti rabování a krádežím bylo povolána policie z místních a také jiných oblastí a vojsko. Ženisté, vojsko a policie pomocí vrtulníků a obojživelných vozidel zachraňovali postižené ze zaplavených domů, ze střech a vyšších podlažích domů, přivážely potraviny, vodu a léky.
Postižení lidé strádali nedostatkem základních potravin a pitné vody. Pitná voda z veřejných vodovodů byla často zcela kontaminována záplavovou vodou z řek a lidé se museli spolehnout pouze na vodu balenou v lahvích. Tisíce lidí přišli o veškerý svůj majetek a o své obydlí.
Na základě rozhodnutí vlády bylo do postižených oblastí přemístěno zhruba 5 tisíc vojáků základní služby. Referáty obrany a ochrany okresních úřadů povolaly k výkonu náhradní civilní služby v postižených oblastech tisíce zatím neumístěných lidí. K odstraňování škod byly úřady práce postupně zapojováni nezaměstnaní občané.
Ze státního rozpočtu a z různých fondů byly ihned uvolněny značné částky na odstranění bezprostředních důsledků způsobených živelnou katastrofou. Finanční a materiální pomoc poskytly banky, některé soukromé firmy a stovky a tisíce jednotlivců. Byly provedeny sbírky základních potravin, oblečení a zdravotnických potřeb a léků. Řada lidí projevila svoji nesmírnou solidaritu a včas a rychle pomohla. Byly vydány státní povodňové dluhopisy v nominální hodnotě 1000 a 5000 Kč.
Rozsáhlými záplavami bylo zasaženo také Rakousko a Polsko, kde došlo ke značným materiálním ztrátám a obětem na životech.
Po povodni byla niva často zanesena bahnem a v prohlubních stála voda. Celé území bylo poseto troskami, kusy dřeva, odpadky, kmeny a větvemi stromů, kládami, zbytky domů a chalup, předměty z plastických hmot. Řada budov byla pobořena nebo zcela zničena a byl na ně vydán demoliční výměr. Hladina podzemních vod ve studních byla vysoká, voda byla kalná a někdy zapáchající. Někde byly stržené lávky a mosty, kolem pilířů byly nánosy bahna, větve a kusy dřeva. V zaplavených domech byly rozmočené podlahy a stěny, nánosy bahna. Majetek byl promočen a většinou zcela zničen.
Řada zejména starších lidí propadla hluboké depresi. Pro mnoho lidí bylo krajně obtížné nebo nemožné začít znova stavět dům a obnovit majetek. Řada drobných podnikatelů a zejména živnostníků zbankrotovala nebo se vzdala dalšího podnikání. Úhrada majetku z pojištění a od státu nemohla pokrýt napáchané škody.
Asi dva týdny po opadnutí povodňové vlny při odstraňování následků povodně došlo na severní Moravě k nákaze několika lidí leptospirózou. Nemoc se projevuje vysokými horečkami, poruchami ledvin, jater a centrální nervové soustavy. Nemoc se přenáší potkany a vodou kontaminovanou močí těchto hlodavců. Objevilo se také několik případů nákazou hepatitidou typu A. Státní hygienik rozhodl o povinném očkování všech dětí v postižené oblasti proti tomuto onemocnění.
20. července 1998 došlo na Slovensku v okrese Sabinov k náhlému přívalovému dešti a následné prudké povodni, která smetla několik rómských vesnic a vyžádala si několik desítek obětí včetně dětí.
V noci z 23. na 24. července 1998 došlo k ničivé povodni v okrese Rychnov nad Kněžnou v důsledku noční bouře se silnými dešťovými srážkami. Došlo k rozvodnění říček Bělá a Zlatý potok, na nichž hladina vody stoupla náhle až o tři metry. Povodeň si vyžádala šest lidských životů. Východočeskými Troubkami se stala obec Kounov, která byla téměř zcela zničena přívalem vody. K rozsáhlým povodním došlo na druhé straně hor v Polsku.
A.5.3. Varování a ochrana před povodněmi
Jako prevence před povodněmi se provádějí různé úpravy koryt řek a jejich okolí. Nejdůležitější a nejstarší ochranou proti povodním je stavba hrází, které mají chránit lidská sídliště a zemědělskou půdu v oblastech údolní nivy. Hráze jsou stavěny obvykle z materiálu, který je k dispozici, a zpevňují se betonem a kameny. Další ochranou před povodněmi je úprava koryta řek. Koryto se prohlubuje a rozšiřuje. Dříve se tok některých řek napřimoval, ale ukázalo se, že jde o nevhodnou úpravu. Důležitou ochranou před povodněmi jsou vodní kanály, které odvádějí přebytečnou vodu. U velkých toků se stavějí retenční nádrže, hráze a přehrady.
V České republice je varování před povodněmi řízeno okresními povodňovými komisemi při okresních úřadech a ústřední povodňovou komisí při vládě České republiky.
Při varování před povodní se musí uvážit všechny činitele, které povodně ovlivňují. Jde především o celkové množství srážek a velikost povodňových vln. Uvažují se také faktory infiltrace a odpařování vody, faktory vegetační, morfologické a geologické. Ve velkém povodí velkých řek mají obyvatelé nivy dost času na ochranu a případnou evakuaci. U malých povodí ale povodňová vlna může přijít ještě během bouřky nebo vytrvalého deště.
Katastrofální povodňová situace na území České republiky v létě 1997 a 1998 ale ukázala, že přes veškeré systémy ochrany a prevence jsou lidé proti náhlým rozsáhlým povodním prakticky bezmocní. Souhrn nepříznivých faktorů přináší povodně, jejichž následky předčí všechno, co dosud známe z historie. Meteorologové a hydrologové přiznávají, že před náhlými přívalovými dešti na malých územích nejsou schopni včas varovat.
A.5.4. Mořské povodně
Pokud moře zaplaví pobřeží nebo přímoří, hovoří se o mořské povodni. Ke katastrofám patří ničivé tsunami a bouřlivé přílivy. Astronomické přílivy a odlivy jsou způsobeny pohybem Měsíce a Slunce. Vysoký příliv vzniká při konjunkci Měsíce se Sluncem, nízký příliv vzniká, když je Měsíc v opozici. Vysoký příliv může být zvýšen větrem, který tlačí na hladinu a rozvlní ji. Pokud vítr vane od moře na pevninu, mořské vlny na pobřežních mělčinách zaplavují pobřeží. Při orkánu nebo tropickém cyklónu může být hladina moře zdvižena až o několik metrů.
Za bouřlivý příliv se považuje anomální zvýšení mořské hladiny nejméně o jeden metr nad normální stav. Bouřlivý příliv může vzniknout také jen působením silného větru a nemusí tedy mít s astronomickým přílivem žádnou souvislost.
Bouřlivé přílivy mají na svědomí mnoho obětí jak v minulosti tak i dnes. Odhaduje se, že v 19. a 20. století počet obětí přesahuje jeden milión lidí.
Na účinek bouřlivého přílivu nemá vliv pouze výše mořské hladiny, ale také morfologie pobřeží. Kromě zvýšené hladiny působí ničivě také příboj. Pokud je bouřlivý příliv vyvolán velmi silným větrem nebo orkánem, vznikají vysoké vlny, které se tříští až hluboko ve vnitrozemí a způsobují záplavy. Dobře proti takovým bouřlivým přílivům chrání močálové pobřeží. Velmi špatná situace bývá v otevřených zálivech, které se směrem k pobřeží zužují.
Pro předpovídání bouřlivých přílivů se sledují meteorologické podmínky, postup tlakových níží, cyklóny a všechny frontální poruchy spojené se silnými větry vanoucími na pevninu. V úvahu se bere také morfologie pobřeží.
- pokračování -
časopis o přírodě, vědě a civilizaci