200 likes | 382 Views
Diplomová práce. Modelování vlivu lesního vegetačního krytu a lesní půdy na srážko-odtokové vztahy. Studijní obor: Geoinformatika Studijní skupina: G562, 5. ročník Školní rok: 2004/2005. Vedoucí diplomové práce: Mgr. Jan Unucka. Řešitel: Tomáš Böhmer. Úvod.
E N D
Diplomová práce Modelování vlivu lesního vegetačního krytu a lesní půdy na srážko-odtokové vztahy Studijní obor: Geoinformatika Studijní skupina: G562, 5. ročník Školní rok: 2004/2005 Vedoucí diplomové práce: Mgr. Jan Unucka Řešitel: Tomáš Böhmer
Úvod • ve spolupráci s ČHMÚ v Ostravě-Porubě • jaký vliv mají lesy při vzniku extrémních situacích(povodně) • jaké množství srážek je schopen les zadržet oproti jinak využívaným plochám
Úkoly • obecné zhodnocení vlivu lesního vegetačního krytu a lesní půdy na odtok • sestavení modelu povodí Bělé a modelování vlivu změn land use na srážko-odtokové vztahy modelu povodí s využitím transformační metody CN(SCS) křivek • modelování vlivu změn land use na srážko-odtokové vztahy pro model povodí Bečvy s využitím transformační metody Green-Ampt • zhodnocení vlivů těchto změn
Faktory srážko-odtokového procesu 1 • hlavní faktor – atmosférické srážky • typy hydrologických půd • rychlost infiltrace • retence vody • retardace vody • vegetace • druhová skladba • stáří vegetace • zdravotní stav • plošné rozložení – hustota vegetace
Faktory srážko-odtokového procesu 2 • transpirace – dýchání rostlin a následný výpar vody • intercepce vegetace - množství zadržené vody povrchovým napětím rostlin (až 15% z úhrnu srážek) • antropogenní vlivy • lesní komunikace – jejich hustota • odlesnění
Metody transformace srážko-odtokového procesu • CN-křivky SCS • vyvinuta v USA Službou pro ochranu půd (US SCS) • nejpoužívanější metoda v srážko-odtokových modelech (využívána při predikci extrémních povodní) • do velikosti plochy povodí 5 km2 • provádí se na DMT • vychází z • hydrologické skupinu půdy (rychlost infiltrace) • počáteční stav nasycenosti půdy (skupinu předchozích vláhových podmínek) • způsob užívání půdy (land use) • Green-Ampt • vychází z • hydraulické vodivost • rychlosti poklesu infiltrace • drsnosti • zohledňuje pouze typ povrchu (land use)
Programové prostředky • ArcView 3.2 • extenze Spatial Analyst, HECGeoHms, HECGeoHms Add-in • HEC-HMS 2.2.2 • HYDROG
Data • DMT odvozený z Dmú 25 • grid CN-křivek pro povodí Bělé (100m) • srážko-odtokový model povodí Bečvy • ArcČR 500 • bodová vrstva srážkoměrných stanic
Sestavení s-o modelu povodí Bělé - schematizace DMT + polygon povodí HECgeoHms subpovodí modelu Bělé HECGeohms Add-in+ grid CN základní hydrologický model
Kalibrace modelu Bělé (HEC-HMS) • kalibrace modelu pro přímý odtok • infiltrace • počáteční ztráta srážek, CN křivky, procentuální zastoupení nepropustných ploch (nastaveno schematizací) • transformace srážky na odtok • metoda transformace srážky na odtok, doba koncentrace, schopnost retence (nastaveno schematizací) • parametry odtoku v korytech řek • fyzické parametry říční sítě • metoda pohybu odtoku v korytech • kalibrace modelu pro základní odtok • metoda základního odtoku
Nastavení modelu Bělé (HEC-HMS) • vytvoření meteorologického modelu • nalinkování srážková data • přiřazení srážkoměrných stanic k jednotlivým subpovodím • nastavení kontrolních specifikací • časový interval určený pro modelování
Modelování metodou CN-křivek na povodí Bělé(HEC-HMS) • 3 scénáře na povodí Bělé • 15.4. – 6.5.2004 • závěrový profil Mikulovice • 1hodinový interval Hydrogram pro I Hydrogram pro II
Výsledky modelování metodou CN-křivek Hodnoty v závěrovém profilu
Modelování metodou Green-Ampt na povodí Bečvy(HYDROG) • 3 scénáře na povodí Bečvy • závěrový profil Dluhonice • 30.10 – 6.11.2004 – dešťové srážky • 16.3. – 21.3.2005 – tání sněhu • 1hodinový interval Nastavení parametrů metody pro jednotlivá subpovodí
Výsledky modelování metodou Green-Ampt 30.10 – 6.11.2004 Hydrogram pro I Hydrogram pro II
Výsledky modelování metodou Green-Ampt 16.3 – 21.3.2005 Hydrogram pro I Hydrogram pro II
Zhodnocení práce • potvrzen největší vliv atmosférických srážek v srážko-odtokovém procesu • v modelování srážko-odtokových poměrů nelze zohlednit všechny faktory vstupující do systému • vliv lesa na odtok hraje důležitou roli (zpomalování odtoku, snižování maximálního průtoku), ovšem pro každé povodí má různě veliký význam • při vzniku povrchového odtoku les nemá žádný vliv na odtok • velikost vlivu lesa na odtok závisí také na formě srážek • přesnějších výsledků nelze dosáhnout, kvůli heterogenitě celého systému
Zdroje informací Petr Kantor- Lesy a povodně František Hrádek – Hydrologie Alois Chlebek, Milan Jařabáč – 40 let lesnicko-hydrologického výzkumu v Beskydech 1953-1993 Ven Te Chow - Applied Hydrology http://www.hydromeliorace.cz/VUMOP/publikace/brno99/ http://www.dhi.cz