3. Hladiny podzemných vôd

 

3.1. Metodika zberu dát

V hydrologickom roku 2003 nenastala v spôsobe monitoringu hladín podzemných vôd žiadna zmena. Do vzájomnej výmeny údajov v zmysle Dohody z roku 1995 patria objekty rovnomerne rozmiestnené na pravej strane Dunaja, kde sa nachádza 20 objektov, 88 objektov je rozmiestnených na území Žitného ostrova a 31 objektov je v oblasti medzi prívodným, resp. odpadovým kanálom a korytom Dunaja (Obr. 3). Merania na väčšine objektov zabezpečuje SHMÚ, na niektorých objektoch v inundácii zabezpečuje merania SVP, š.p. OZ Povodie Dunaja a KSPV. Hladiny podzemných vôd na pozorovacích objektoch zaradených do vzájomnej výmeny údajov sú merané dvojakým spôsobom – kontinuálne, automatickým registračným zariadením (114 objektov) a ručne, pásmovým hladinomerom (25 objektov). V prípade kontinuálneho merania hladín podzemných vôd sa pri spracovaní údajov používajú priemerné denné hladiny, ktoré sa vyčísľujú ako priemerná hodnota okamžitých hodnôt hladín pre každú celú hodinu (0-23) za deň. Merania vykonávané ručne sa vzťahujú ku dňu merania a vykonávajú sa raz do týždňa, spravidla v stredu.

V hydrologickom roku 2003 boli novými objektmi č. 4428 a 4429 nahradené objekty č. 1942 a 1956. Aj ostatné zmeny v doterajšom priebehu spoločného monitoringu sú v tabuľke so zoznamom pozorovacích objektov zvýraznené (Tab. 9). Jedná sa o nasledovné objekty: 1917 = 4002, 1946 = 4003, 1951 = 4004, 1963 = 4306, 1978 = 4302, 1981 = 4217, 1991 = 4303, 2041 = 4007, 2043 = 4009. Pozorovanie na objekte č. 2109 bolo zrušené a objekt bol nahradený objektom č. 4044. Pozorovanie bolo zrušené aj na objektoch č. 2174 2175 a objekty boli nahradené jedným objektom č. 4312. Objekt č. 1931 bol obnovený. U dvoch objektov bolo zmenené len číslo objektu: 2269 = 329 a 2123 = 872.

Tab. 9: Zoznam pozorovacích objektov na hladinu podzemných vôd

3.2. Spôsob vyhodnotenia údajov

Údaje hladín podzemných vôd za hydrologický rok 2003 boli, podobne ako za predchádzajúce roky, tabuľkovo spracované (Tabuľkové prílohy, 1. časť). Graficky boli spracované len vybrané pozorovacie objekty, ktoré charakterizujú režim podzemných vôd vo vymedzenej oblasti (Grafické prílohy). Boli vykreslené hlavne objekty na pravej strane Dunaja a v ľavostrannej inundácii, ktoré by mohli byť čiastočne ovplyvnené vzdutím nad prehrádzkou a zvýšeným prietokom v starom koryte Dunaja. Osobitne boli spracované priečne rezy v oblasti Žitného ostrova s vybranými pozorovacími objektmi, ktoré dokumentujú vývoj hladín podzemných vôd za obdobie od októbra 1992 (Obr. 3-2 až 3-8b). Umiestnenie priečnych profilov je znázornené na obr. 3-1. Priebeh hladín podzemných vôd na pozorovacích objektoch, kde sú vyčísľované priemerné denné hodnoty, je znázornený na základe priemerných denných hodnôt. Na ostatných staniciach sú použité okamžité údaje.

Keďže hydrologický rok 2003 mal z hľadiska prietokov netypický priebeh, nebolo možné vybrať porovnateľné hydrologické podmienky pre nízky a vysoký stav. Na obr. 3-9 až 3-11 sú znázornené izolínie hladín podzemných vôd pre tri vybrané hydrologické situácie: nízky stav (Q»1000 m³s^-1), priemerný stav (Q»2000 m³s^-1), vysoký stav (Q»3000 m³s^-1).

Rozdiely v hladinách podzemných vôd sú však vykreslené len pre priemerný stav (obr. 3-12) (stúpnutie alebo pokles oproti porovnateľným podmienkam v roku 1993).

3.3. Hodnotenie režimu podzemných vôd

Režim podzemných vôd v ovplyvnenej oblasti závisí predovšetkým od kolísania a od výšky hladiny povrchových vôd. Určujúcimi faktormi, ktoré ovplyvňujú kolísanie hladiny podzemných vôd v skúmanej oblasti je hladina vody v zdrži a hladina vody v koryte Dunaja od Bratislavy až po Komárno.

Pre hydrologický rok 2003 bol charakteristický netypický priebeh prietokov (Obr. 1-1), ktorý je popísaný v kapitole 1. V čase nízkych prietokov bola hladina vody v úseku Dunaja nad zdržou výrazne ovplyvnená spätným vzdutím. Na obr. 3-1 je znázornený priebeh hladiny v profile Bratislava-Devín, kde má hladina prirodzený priebeh a vzťah medzi hladinou a prietokom je možné vyjadriť mernou krivkou (Obr. 3-2). Farebne je znázornený priebeh hladiny vody aj v profile Bratislava. Zatiaľ čo pri vyšších prietokoch priebeh hladiny v profile Bratislava sledoval priebeh neovplyvnenej hladiny v profile Bratislava-Devín, pri nižších prietokoch (cca pod 2500 m³s^-1) sa výrazne uplatňuje vplyv spätného vzdutia. Pri najnižších prietokoch v roku 2003 (okolo 1000 m³s^-1 a menej) dosiahlo vzdutie v profile Bratislava viac ako 1 m. Táto skutočnosť sa samozrejme odrazila aj na výške hladín podzemných vôd v celej hornej časti Žitného Ostrova ako aj na pravej strane Dunaja, kde nenastal taký pokles hladín podzemných vôd, aký by bol nastal v dôsledku extrémne nízkych prietokov.

Dôležitým faktorom sú aj klimatické pomery (zrážky, výpar), ktorých vplyv so zväčšujúcou sa vzdialenosťou od Dunaja rastie. Pozorovacie objekty zaradené do vzájomnej výmeny údajov je možné na základe ich rozmiestnenia rozčleniť na tri základné skupiny:

• pozorovacie objekty na pravom brehu Dunaja
• pozorovacie objekty medzi derivačným kanálom a korytom Dunaja (včítane ľavostrannej inundácie)
• pozorovacie objekty rovnomerne rozmiestnené na Žitnom ostrove

Pravá strana Dunaja

Kolísanie hladiny podzemnej vody v hornej časti územia bolo počas vysokých prietokov ovplyvnené prirodzeným kolísaním hladiny vody v Dunaji, s amplitúdou do 1 m (napr. objekty č. 2038, 2144). V období nízkych prietokov hladina podzemnej vody od januára do polovice septembra sústavne klesala, bola však priaznivo ovplyvnená vzdutou hladinou v koryte Dunaja. Rozdiel medzi maximálnou a minimálnou hladinou dosahoval 1,6 m.

Stredná časť územia je ovplyvnená hladinou vody v zdrži a kolísanie hladiny podzemnej vody je len veľmi malé, do 0,2-0,4 m (napr. objekty č. 2167, 2169). V tejto časti územia (okolie Jaroviec a Rusoviec) sa na hladine podzemných vôd neprejavil ani zvýšené prietoky v zimnom období, ani nízke prietoky počas vegetačného obdobia.

V dolnej časti územia (v oblasti pod Rusovcami a Čunovom) je režim hladín podzemných vôd naďalej ovplyvnený režimom prietokov prepúšťaných do starého koryta Dunaja. Keďže tzv. letný režim prietokov do starého koryta Dunaja je ohraničený minimálnou hodnotou 400 m³s^-1, hladiny podzemných vôd počas nízkych prietokov vo vegetačnom období neboli v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi nepriaznivo ovplyvnené. Naďalej je možné konštatovať, že na pravej strane Dunaja proces postupného poklesávania hladiny podzemnej vody, ktorý bol spôsobovaný postupnou kolmatáciou zdrže a klesaním množstva infiltrovanej vody, nepokračuje a hladiny podzemných vôd sú po povodňových vlnách v roku 2002 na pôvodnej výške. Kolísanie hladiny podzemných vôd v blízkosti zdrže bolo do 0,8 m a s rastúcou vzdialenosťou od Dunaja klesá až pod 0,2 m (Obr. 3-5). Vo vzťahu k vzdutiu hladiny v starom koryte Dunaja, spôsobenému uvedením dnovej prehrádzky do prevádzky v júni 1995 a jej prevádzkovaniu, je možné konštatovať, že vplyv vzdutia a prevádzkovania dnovej prehrádzky nie je pozorovateľný ani na jednom pozorovacom objekte, výrazne sa však prejavuje prietokový režim uplatňovaný v starom koryte Dunaja.

Ľavá strana Dunaja - oblasť medzi derivačným kanálom a starým korytom Dunaja

Táto oblasť je vymedzená starým korytom Dunaja a derivačným kanálom Vodného diela Gabčíkovo a je tvorená prevažne inundáciou. Z hľadiska vplyvu kolísania hladiny vody v koryte Dunaja a z hľadiska vplyvu umelých záplav na režim podzemných vôd je možné túto oblasť rozdeliť na tri časti (Obr. 3-7, 3-8, 3-9).

V hornej časti (rkm 1842-1839) je kolísanie a výška hladiny podzemnej vody vo veľkej miere závislá na výške hladiny v starom koryte Dunaja a bezprostredne odráža kolísanie hladiny v starom koryte Dunaja (napr. objekty č. 1989, 2708, 2272). V období od sprevádzkovania dnovej prehrádzky je na pozorovacích objektoch v tejto časti možné pozorovať kolísanie hladiny okolo 0,8 m (čo zodpovedá kolísaniu hladiny v starom koryte Dunaja cca 1-1,2 m), pri neuvažovaní kolísania pri občasných zvýšených prietokoch do starého koryta Dunaja pri prevádzaní zvýšených a povodňových prietokov. Toto kolísanie je bezprostredným odrazom režimu prepúšťania prietokov v zmysle Dohody z apríla 1995 v intervale 250-600 m³s^-1, a dôsledkom toho aj zvýšenej hladiny v starom koryte Dunaja. Počas povodne v marci 2002 tieklo v starom koryte Dunaja cca 3400 m³s^-1 vody, pričom hladina v koryte stúpla o cca 5 m. Hladina podzemnej vody v objektoch v blízkosti Dunaja stúpla o 2,3-3 m (č. 2708, 2272). Na vzdialenejších objektoch (č. 1989) hladina podzemnej vody stúpla od 1,6 do 2 m. V prípade povodne v auguste 2002 bola celá inundácia zatopená, pričom v starom koryte Dunaja v profile Dobrohošť tieklo cca 6300 m³s^-1. Nízke prietoky Dunaja vo vegetačnom období 2003 v tejto časti inundácie nevyvolali pokles hladiny podzemnej vody, pretože táto je v súčasnosti stabilizovaná prietokovým režimom do starého koryta Dunaja, ktorý podľa medzivládnej Dohody z roku 1995 vo vegetačnom období nemôže klesnúť pod 400 m³s^-1.

V strednej časti (rkm 1839-1820) je výška a kolísanie hladiny podzemnej vody vo veľkej miere závislá aj od hladinového a prietokového režimu v ramennej sústave (Obr. 3-8). Aj v tejto oblasti sa v príbrežnom pásme prejavuje drenážny účinok starého koryta Dunaja a kolísanie hladiny podzemnej vody je v tomto pásme v prevažnej miere závislé na kolísaní hladiny povrchovej vody v Dunaji. Na všetkých pozorovacích objektoch, od objektu č. 1989 až po objekt č. 3154, je možné vidieť vplyv umelých záplav. V priebehu hydrologického roka 2003 simulovaná záplava nebola uskutočnená, pretože počas povodní v roku 2002 boli narušené niektoré uzávery ramien. Na priebehu hladín podzemnej vody je v ostatných troch-štyroch rokoch vidieť poklesávanie hladín podzemných vôd. Čiastočne bol tento proces pozastavený po prepláchnutí starého koryta Dunaja a ramennej sústavy počas povodní v roku 2002, avšak hladiny podzemnej vody sú v porovnaní s hladinami v rokoch 1995-1997 o 0,2 až 0,6 m nižšie. Výška hladiny podzemnej vody v strednej časti inundácie odráža hladinový režim v starom koryte Dunaja. Rozdiel medzi „zimným“ a „letným“ režimom v Dunaji sa na hladine podzemných vôd odzrkadľuje rozdielom vo výške 0,4-0,8 m (Obr. 3-9). Z hľadiska dynamiky podzemných vôd je uskutočňovanie umelých záplav veľmi dôležité. Rovnako významným sa javí aj väčšia dynamika hladín podzemných vôd, ktorú je možné dosiahnuť kolísaním prietokov do ramennej sústavy. Na zlepšenie podmienok infiltrácie a prepojenia povrchových a podzemných vôd by bolo potrebné ramennú sústavu každoročne preplachovať zvýšeným množstvom vody cez odberný objekt v Dobrohošti, za súčasného otvorenia všetkých priepustov (bez vybrežovania). Preplachovanie by bolo vhodné uskutočňovať koncom vegetačného obdobia pri nižších prietokoch v Dunaji, keď je vo vode menej plavenín, v trvaní 7-10 dní.

V dolnom úseku strednej časti sa zvýšenie priemerných prietokov v starom koryte Dunaja prejavilo zvýšením hladín podzemných vôd (objekt č. 2345). Kolísanie hladín sa pohybuje v rozmedzí do 2 m a vyjadruje hladinový režim Dunaja v dolnej časti, kde je silne ovplyvnený hladinovým, resp. prietokovým režimom v odpadovom kanáli a spätným vzdutím. V tejto oblasti je vplyv umelých záplav zanedbateľný.

V dolnej časti (rkm 1820-1811), pod zaústením ľavostrannej ramennej sústavy do Dunaja, je kolísanie hladín podzemných vôd závislé výlučne od kolísania hladiny vody v odpadovom kanáli a od kolísania hladiny vody v starom koryte Dunaja. Veľmi silne sa to prejavilo pri extrémne nízkych prietokoch počas vegetačného obdobia 2003. Hladiny podzemných vôd v celej oblasti dosiahli vôbec najnižšiu zaznamenanú úroveň (Obr. 3-10). Vo vzťahu k obdobiu pred prehradením Dunaja a prehĺbeniu odpadového kanála je na priebehu hladiny podzemnej vody na objekte č. 2353 a 1958 možné vidieť, že nízke stavy postupne poklesli až o cca 1 m, v roku 2003 hladina podzemnej vody klesla o ďalšieho cca 0,7 m.. Dynamika podzemných vôd tejto oblasti ostala zachovaná, závisí na prietoku v Dunaji a zmeny hladín dosahujú 3-3,5 m, pri vysokých prietokoch až 4,5 m. Po marcovej a augustovej povodni v roku 2002 je možné predpokladať, že dno koryta Dunaja na úseku od Gabčíkova po zaústenie odpadového kanála stúplo, pretože minimálne hladiny podzemných vôd oproti obdobiu pred povodňami stúpli (o cca 0,7 m).

Pozorovacie objekty na Žitnom ostrove

Do tejto skupiny patria ostatné objekty rozmiestnené na Žitnom ostrove mimo oblasti medzi prívodným a odpadovým kanálom a korytom Dunaja. Tieto objekty boli do vzájomnej výmeny údajov zaradené pre potreby konštrukcie spoločných izolínií po oboch stranách Dunaja pri príprave Spoločnej výročnej správy. Priebeh hladiny podzemnej vody je znázornený na priečnych profiloch (Obr. 3-3 až 3-10)

V hornej časti Žitného ostrova pod Bratislavou, približne po obec Rovinka sú hladiny podzemných vôd ovplyvňované pomerne vyrovnanou vzdutou hladinou vody v koryte Dunaja a v zdrži. Kolísanie hladiny podzemnej vody závisí od kolísania hladiny vody v Dunaji na úseku smerom približne od rkm 1858 vyššie. V časti od obce Rovinka približne po obec Báč je výška hladiny podzemnej vody ovplyvňovaná hladinou v zdrži a kolísanie závisí od kolísania hladiny vody v starom koryte Dunaja pod Dunakiliti (prietokový režim 250-600 m³s^-1). Z dôvodu postupnej kolmatácie zdrže, ako aj poklesu hladiny vody v zdrži (najmä od roku 1998) – Obr. 3-4, hladiny podzemných vôd v oblasti okolo zdrže mierne klesajú. Povodne v marci a auguste 2002 čiastočne odstránili kolmatačnú vrstvu aj v ľavej časti zdrže a hladiny podzemných vôd na niektorých objektoch mierne stúpli (na úroveň roku 2000), alebo sa oproti predchádzajúcemu roku nezmenili. Doteraz hladiny podzemných vôd v okolí zdrže každoročne poklesli o cca 0,2-0,25 m. Aj tento fakt poukazuje na potrebu preplachovania zdrže. Preplachovanie je potrebné uskutočniť pri maximálnom prietoku cez elektráreň v Gabčíkove a pri minimálnej hladine v zdrži, po dobu niekoľkých dní.

V strednej časti Žitného ostrova sa zvýšenie hladiny podzemnej vody vplyvom zdrže postupne vytráca. Režim kolísania závisí od kolísania hladiny vody v starom koryte Dunaja. Na kolísanie hladiny podzemnej vody majú vplyv, aj keď len krátkodobý, aj riadené záplavy. Vo väčšej vzdialenosti od Dunaja má na kolísanie hladiny podzemnej vody vplyv aj manipulácia s hladinami na kanáloch, vzťah zrážky-výpar a vplyv Malého Dunaja. V okolí Gabčíkova a pod ním, až po zaústenie odpadového kanála do Dunaja, je kolísanie hladín podzemných vôd ovplyvnené prirodzeným kolísaním hladiny vody v Dunaji, resp. v odpadovom kanáli.

Režim podzemných vôd v dolnej časti Žitného ostrova sa oproti stavu pred uvedením VD Gabčíkovo do prevádzky takmer nezmenil. Kolísanie hladín zodpovedá priebehu prietokov na Dunaji a výrazne sa prejavuje aj manipulácia na kanáloch Žitného ostrova. Najväčšie kolísanie od 1 do 3 m je na objektoch bezprostredne okolo Dunaja a dolnej časti Váhu. Na ostatných objektoch je kolísanie prevažne v rozmedzí 0,3-0,8 m. Pre hodnotenie vplyvu dnovej prehrádzky tieto objekty nie sú relevantné.

3.4. Konštrukcia izolínií

Izolínie hladín podzemných vôd sa každoročne zostrojujú pre tri charakteristické stavy na Dunaji: malá voda, stredná voda a veľká voda, ktoré zodpovedajú prietokom okolo 1000, 2000 a 3000 m³s^-1. V hydrologickom roku 2003 bol výber termínov, vzhľadom netypický režim prietokov na Dunaji, viazaný len na prietok a čiastočne na hydrologickú situáciu, ktorá zvolenému termínu predchádzala. Pre podmienky malej a veľkej vody však nebolo možné zvoliť také termíny, aby vyhovovali aj podmienky pre evapotranspiráciu, t.j. rovnaké ročné obdobia ako v predchádzajúcich rokoch. Podmienky veľkej vody, ktoré sa zvyčajne vyskytujú začiatkom alebo uprostred vegetačného obdobia, sa vyskytli začiatkom zimného obdobia a podmienky malej vody, ktoré sa zvyčajne vyskytujú koncom januára alebo februára zimy sa vyskytli koncom vegetačného obdobia.

Izolínie boli vypočítané interpoláciou medzi jednotlivými pozorovacími objektmi, meranými v oblasti Žitného ostrova (od Dunaja po Malý Dunaj), pričom do výpočtu bol zahrnutý aj priebeh hladiny v Dunaji na úseku od prehrádzky v rkm 1843 po Komárno. Priebeh hladiny v Dunaji pre jednotlivé zvolené prietoky bol na úseku rkm 1843 (prehrádzka) až rkm 1790 (Gönyű) získaný modelovaním a na úseku od rkm 1790 (Gönyű)po rkm 1770 (Komárno) lineárnou interpoláciou. Na kalibráciu výpočtu priebehu hladín boli použité všetky dostupné namerané údaje na slovenskej i maďarskej strane.

Prietoky vo zvolených termínoch boli nasledovné:

Izolínie pre jednotlivé stavy sú uvedené na obr. 3-11, 3-12 a 3-13.

Na základe porovnania hladín podzemných vôd v období pred vybudovaním prehrádzky v rkm 1843 so stavom v roku 2003 pre podmienky strednej vody bola vykreslená aj mapa rozdielov, ktorá je uvedená na obr. 3-14. Rozdielové mapy pre malú a veľkú vodu neboli zostrojené, pretože pre podmienky malej a veľkej vody prevažujú iné vplyvy vyplývajúce z porovnania rozličných ročných období.

Na mape rozdielov pre priemerný stav je možné vidieť zmeny hladín podzemných vôd, ktoré vyplývajú z nie celkom totožných hydrologických situácií v porovnávaných obdobiach, ako aj zmeny ktoré nastali v priebehu prevádzky vodného diela. Zelená farba vyjadruje nesignifikantné zmeny hladín podzemných vôd, modré odtiene reprezentujú stúpnutie hladín voči porovnávanej situácii v roku 1993 a odtiene hnedej znamenajú pokles. Stúpnutie v oblasti ramennej sústavy vyplýva z odlišného prietokového režimu v ramennej sústave (v roku 1993 sa ramenná sústava ešte začala len napúšťať). Pokles hladín v okolí zdrže je tiež výsledkom odlišnej výšky hladín v zdrži v porovnávaných termínoch a prejavuje sa tu čiastočne aj pokles spôsobený kolmatáciou dna zdrže. Pokles v oblasti odpadového kanála je výsledkom prehĺbenia dna a čiastočne jeho eróziou. Zmeny v dolnej časti Žitného ostrova súvisia s manipuláciou na odvodňovacích kanáloch (Obr. 3-14)

3.5. Záver

Na základe výsledkov meraní hladín podzemných vôd a hodnotenia ich režimu je možné konštatovať, že z hľadiska dnovej prehrádzky, resp. ňou vyvolaného vzdutia, nebol zistený výrazný vplyv na podzemné vody na slovenskom území. Je možné predpokladať len zmenšenie gradientu medzi zdržou a starým korytom Dunaja pozdĺž zavzdutého úseku. Výrazne sa však v kolísaní podzemných vôd prejavuje režim prepúšťania prietokov do starého koryta Dunaja.

Zvýšenie prietoku v starom koryte Dunaja, podľa Dohody z roku 1995, na slovenskej strane čiastočne ovplyvnilo výšku hladín podzemných vôd v príbrežnom páse inundácie. Vplyvom vysokých prietokov počas povodní v roku 2002 sa čiastočne odstránila kolmatačná vrstva zo dna zdrže. Na pravej strane zdrže to vyvolalo stúpnutie hladín na úroveň rokov 1995-1997, na ľavej strane zdrže bolo stúpnutie hladín miernejšie a dosiahlo úroveň hladín z roku 2000. V hydrologickom roku 2003 sa zatiaľ opätovné zaklesávanie hladín neprejavilo. Na úroveň hladín podzemných vôd v oblasti dolnej časti zdrže a v ľavostrannej inundácii Dunaja naďalej nepriaznivo vplýva silný drenážny vplyv starého koryta Dunaja. Odstránenie nepriaznivého drenážneho účinku starého koryta Dunaja je možné zvýšením hladiny vody v koryte (napr. vybudovaním dnových prehrádzok).

Mierne klesanie hladín podzemných vôd v inundácii je do vyriešenia starého koryta Dunaja potrebné riešiť zlepšením podmienok infiltrácie a prepojenia povrchových a podzemných vôd. Toto je treba dosiahnuť každoročným preplachovaním ramennej sústavy zvýšeným množstvom vody cez odberný objekt v Dobrohošti, za súčasného otvorenia všetkých priepustov. Preplachovanie je vhodné uskutočňovať po ukončení vegetačného obdobia pri nižších prietokoch v Dunaji v trvaní 7-10 dní. Rovnako významným sa javí aj väčšia dynamika hladín podzemných vôd počas vegetačného obdobia, ktorú je možné dosiahnuť kolísaním prietokov do ramennej sústavy, najlepšie vo väzbe na prirodzené prietoky na Dunaji a manipuláciou s hradidlami.