Jak kolísá hladina v řece?

Kolísání vodní hladiny (anebo hloubky vody) je na přírodních tocích přirozený jev. Na člověkem ovlivněných tocích, tedy takových, na nichž se nacházejí jezy anebo přehrady, je kolísání ovlivněno vypouštěním nebo zadržováním vody v přehradách [1]. Kolísání je dobře patrné především při povodních, kdy se hladina zvedá hodně rychle. V průběhu roku mimo povodně jsou změny pomalejší. Protože se tvar koryta toku výrazně mění, mění se i výška hladiny, tedy hloubka vody.

Průtok

Představme si situaci, že v řece nám teče stále stejné množství vody. Množství protečené vody za jednotku času v daném místě se nazývá průtok a jeho jednotkou je metr krychlový za sekundu. Průtok získáme, když vynásobíme střední rychlost proudění vody plochou profilu, přes který protéká voda, tedy vlastně plochou řezu řeky.

Při stejném průtoku bychom v různých částech řeky naměřili odlišné hloubky vody. Je tomu tak proto, že někde je koryto úzké (tam bude hloubka velká) a jinde je široké (tam bude hloubka malá). Nejsou-li na úseku toku žádné přítoky nebo odtoky, je průtok ve všech místech stejný.

Stejný průtok, jiná hloubka

V místě s velkým sklonem bude hloubka menší, protože voda proudí rychleji [2]. Naopak v místě, kde je sklon malý, bude větší hloubka. Rychlost proudění ovlivňuje i materiál na dně a březích či vegetace, která je v kontaktu s proudící vodou. Ty ovlivňují tzv. drsnost koryta. Čím hrubší materiál, tím větší odpor klade proudící vodě a výsledné proudění je pomalejší [3]. Když se voda zpomalí, narůstá hloubka, aby byl zachován průtok.

Dalším faktorem jsou příčné stavby v korytě (jezy, přehrady apod.), které zvyšují hladinu, zpomalují proudění, vodu vypouštějí, či naopak zadržují [4]. V neposlední řadě nesmíme zapomenout na přítoky, které do řeky přivádějí další vodu a zvyšují tak její průtok.

Jak vidíte, hloubka se mění mnohem více než průtok. Proto hydrology ve většině případů nezajímá vodní stav (hloubka vody), ale průtok [5], jelikož lépe vypovídá o množství vody v korytě.

Průtok se měří obtížně

Průtok se však obtížně měří, proto je mnohem jednodušší měřit vodní stav ve vodoměrné stanici. Vodní stav je hloubka vody v příčném profilu stanice. Někdy odpovídá největší možné hloubce na stanici, ale ve většině případů tomu tak není.

Pomocí geodetických přístrojů je v profilu vodoměrné stanice zaměřena tzv. nula vodočtu. To je bod se známou nadmořskou výškou, od kterého se hladina vody měří. Informace o nule vodočtu jsou součástí tzv. evidenčního listu, který je pro většinu stanic vypracovaný. Pro jednoduchost uvedu příklad z vodoměrné stanice Jablunkov na toku Lomná [6]. Hloubka od nuly vodočtu, tedy vodní stav, je zobrazována na stránkách Českého hydrometeorologického ústavu [7] anebo Podniků povodí [8].

Závěr

Závěrem lze shrnout, že když se průtok zvětšuje (např. při povodni), zvyšuje se i hloubka vody. Ale protože je koryto řeky tak odlišné v různých místech, toto zvýšení není všude stejné, ale mění se dle tvaru a rozměrů příčného profilu, sklonu dna, drsnosti koryta a přítomnosti příčných staveb v toku. Zvýšení se liší i díky různým přítokům.

Když tedy budu v jednom konkrétním místě drhnout kánoí o kámen na dně a vodočet nejbližší hydrologické stanice bude v ten okamžik ukazovat hodnotu X cm, neznamená to, že pokud pojedu příště při stavu X+10 cm, tak v tomto místě bude o oněch 10 cm výš. Ani další vodoměrné stanice, které původně měly hladinu Y cm a Z cm, nemusí mít později o 10 cm vyšší hodnoty (mohou být vyšší, i nižší, v krajním případě i stejné).

Pro Zeptej se vědce odpovídal Stano