Archeologické rozhledy 2004 - Archeologický ústav AV ČR

148
BAYER – BENE·: Stfiedovûká terasová pole na ·umavû ...
Vedle tenzometrického monitoringu byl vodní režim půdy modelován pomocí jednorozměrného modelu
SWAP (Soil, Water, Atmosphere and Plant), založeného na iterativním řešení Richardovy rovnice metodou
konečných diferencí (Belmans – Wesseling – Feddes 1983; van den Broek et al. 1994). Kombinace
empirického výzkumu a simulačních modelů umožňuje získat výsledky i z období kratších tří let, což v případě
samotného monitoringu není možné. V případě lokality Řepešín byl vodní režim modelován pro tři
období, a sice sezónu teplou a suchou (tomu v dlouhodobém horizontu nejlépe odpovídal rok 1983), průměrnou
(1986) a chladnou a vlhkou (rok 1987, srov. graf 4).
Teoretická východiska hydropedologických měření a tenzometrický monitoring
Půdní profil je v důsledku pedogeneze složen z několika genetických horizontů, lišících se fyzikálními
vlastnostmi. Horizont je tvořen přibližně homogenní zeminou z hlediska transportních vlastností. Voda
perkoluje pórovým systémem, ovlivňujícím akumulaci a transport vody. O zastoupení jednotlivých velikostních
tříd pórů vypovídá retenční křivka, která je základním vstupem bilančních modelů. Dále záleží
na samotné hodnotě přenosové rychlosti v jednotlivých třídách, což udává nasycená hydraulická vodivost
jako druhá základní materiálová charakteristika. Předpokládá se, že hydraulické vlastnosti každého půdního
horizontu lze popsat jednou retenční křivkou a hodnotou nasycené hydraulické vodivosti, jak ukazují
i výsledky z obdobných projektů (Tesař 1990; Šír – Tesař 1998).
Změna zásoby vody v půdě se ve zjednodušeném pohledu řídí základní bilanční rovnicí
W i+1 -W i = P + S - T- L,
kde levá strana rovnice (W i – zásoba vody v půdě v čase i) značí změnu zásoby vody v půdě za danou
časovou jednotku (mm), P srážky, S přísak vzlínáním, T je transpirace a L perkolační výtok z půdního profilu
do podloží. Nevsáklá voda vytváří na rovném povrchu výtopu, na sklonitém přechází do povrchového
odtoku. Zjednodušeně si lze půdu představit jako zásobník, který se plní infiltrací a prázdní transpirací, případně
perkolačním odtokem. Akumulovaná voda je z půdy odebírána kořeny rostlin, vypařuje se z půdy,
migruje do spodních horizontů, odtéká z půdy do propustného geologického podloží, dotuje zásoby podzemních
vod, nebo vzlíná z hladiny podzemní vody do nadložních horizontů. Změna zásoby vody v půdních
horizontech se odvozuje z časových řad tenzometrických tlaků přepočtených na vlhkost pomocí odpovídajících
retenčních křivek. Zásoba vody v půdním horizontu je definována jako integrál vlhkosti
vyjádřené v milimetrech po svislé pořadnici půdního horizontu. Zásoba vody v celém profilu je součtem
zásob ve všech horizontech.
Bilance vody v půdě, nutná k pochopení transportu vlhkosti v plužinových systémech, se v hydropedologii
běžně vyjadřuje tzv. křivkami zabezpečení sacích tlaků (srov. grafy 1 a 2, podrobněji Tesař 1990).
Ty udávají pravděpodobnost výskytu hodnot sacích tlaků ve vegetační sezóně, které jsou zjišťovány z četnosti
jejich výskytů během tenzometrického monitoringu. Pohybuje-li se pravděpodobnost výskytu sacích
tlaků kolem nízké absolutní hodnoty, značí to vyšší nasycení půdního profilu a nízkou hydraulickou kapacitu.
Konkávní průběh křivky s vyšší četností větší absolutní hodnoty sacího tlaku značí rezervu v půdním
profilu (Šír et al. 1985; Vogel et al. 1985; Tesař 1990).
Většina pedonů je charakterizována střídáním perkolační a akumulační fáze. V akumulační fázi zásoba
vody v půdním profilu stoupá nebo je vytranspirována rostlinami, ale nedochází k drenáži. V perkolační
fázi je kapacita půdy překročena a voda odtéká z půdního profilu do podloží. Půda vodu nezadržuje, ale
propouští do podloží, což se v grafické prezentaci projevuje rovnoběžností sumárních křivek srážek a odtoku
(srov. grafy 3 a 4).
Použité terénní a laboratorní metody
Vlastní terénní měření bylo plně postaveno na tenzometrickém monitoringu. Při něm se v obdenním
kroku snímají hodnoty sacích tlaků pomocí odporového vakuometru. Sací tlak se udává jako tlaková výška
vodního sloupce o záporné hodnotě, kladná hodnota značí tlak hydrostatický. Vodní tenzometr je trubice
hermeticky uzavřená pro vzduch, na horním konci opatřená buď manometrem, nebo těsným ventilem