20
Diplomová práce Diplomová práce Modelování vlivu lesního Modelování vlivu lesního vegetačního krytu a lesní vegetačního krytu a lesní půdy na srážko-odtokové půdy na srážko-odtokové vztahy vztahy Studijní obor: Geoinformatika Studijní skupina: G562, 5. ročník Školní rok: 2004/2005 Vedoucí diplomové práce: Mgr. Jan Unucka Řešitel: Tomáš Böhmer Řešitel: Tomáš Böhmer

Diplomová práce

  • Upload
    bess

  • View
    66

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

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. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Diplomová práce

Diplomová práceDiplomová práce

Modelování vlivu lesního Modelování vlivu lesního vegetačního krytu a lesní vegetačního krytu a lesní půdy na srážko-odtokové půdy na srážko-odtokové

vztahyvztahy

Studijní obor: Geoinformatika

Studijní skupina: G562, 5. ročník

Školní rok: 2004/2005

Vedoucí diplomové práce:

Mgr. Jan Unucka

Řešitel: Tomáš BöhmerŘešitel: Tomáš Böhmer

Page 2: Diplomová práce

ÚvodÚvod

ve spolupráci s ČHMÚ v Ostravě-ve spolupráci s ČHMÚ v Ostravě-PoruběPorubě

jaký vliv mají lesy při vzniku jaký vliv mají lesy při vzniku extrémních situacích(povodně)extrémních situacích(povodně)

jaké množství srážek je schopen jaké množství srážek je schopen les zadržet oproti jinak les zadržet oproti jinak využívaným plochámvyužívaným plochám

Page 3: Diplomová práce

ÚkolyÚkoly

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

Page 4: Diplomová práce

Srážko-odtokový proces-součást Srážko-odtokový proces-součást koloběhu vodykoloběhu vody

Page 5: Diplomová práce

Faktory srážko-Faktory srážko-odtokového procesu 1odtokového procesu 1

hlavní faktor – atmosférické srážkyhlavní faktor – atmosférické srážky typy hydrologických půdtypy hydrologických půd

rychlost infiltracerychlost infiltrace retence vodyretence vody retardace vodyretardace vody

vegetacevegetace druhová skladbadruhová skladba stáří vegetacestáří vegetace zdravotní stavzdravotní stav plošné rozložení – hustota vegetaceplošné rozložení – hustota vegetace

Page 6: Diplomová práce

Faktory srážko-Faktory srážko-odtokového procesu 2odtokového procesu 2

transpirace – dýchání rostlin a následný výpar transpirace – dýchání rostlin a následný výpar vodyvody

intercepce vegetace - intercepce vegetace - mnomnožžství zadrství zadržežené vody né vody povrchovým napětím rpovrchovým napětím rostlinostlin (až 15% z úhrnu (až 15% z úhrnu srážek)srážek)

antropogenní vlivyantropogenní vlivy lesní komunikace – jejich hustotalesní komunikace – jejich hustota odlesněníodlesnění

Page 7: Diplomová práce

Metody transformace srážko-Metody transformace srážko-odtokového procesuodtokového procesu

CN-křivky SCSCN-křivky SCS vyvinuta vyvinuta v USA Službou pro ochranu půd (US SCS)v USA Službou pro ochranu půd (US SCS) nejpoužívanější metoda v srážko-odtokových modelech (využívána při nejpoužívanější metoda v srážko-odtokových modelech (využívána při

predikci extrémních povodní) predikci extrémních povodní) do velikosti plochy povodí 5 km2 do velikosti plochy povodí 5 km2 provádí se na DMT provádí se na DMT vychází zvychází z

hydrologické skupinu půdy (rychlost infiltrace) hydrologické skupinu půdy (rychlost infiltrace) počáteční stav nasycenosti půdy (skupinu předchozích vláhových počáteční stav nasycenosti půdy (skupinu předchozích vláhových

podmínek)podmínek) způsob užívání půdy (land use)způsob užívání půdy (land use)

Green-AmptGreen-Ampt vychází z vychází z

hydraulické vodivosthydraulické vodivost rychlosti poklesu infiltracerychlosti poklesu infiltrace drsnostidrsnosti

zohledňuje pouze typ povrchu (land use)zohledňuje pouze typ povrchu (land use)

Page 8: Diplomová práce

Programové prostředkyProgramové prostředky

ArcView 3.2ArcView 3.2 extenze Spatial Analyst, extenze Spatial Analyst,

HECGeoHms, HECGeoHms Add-inHECGeoHms, HECGeoHms Add-in HEC-HMS 2.2.2HEC-HMS 2.2.2 HYDROGHYDROG

Page 9: Diplomová práce

DataData

DMT odvozený z Dmú 25DMT odvozený z Dmú 25 ggridrid CN-křivek pro povodí Bělé CN-křivek pro povodí Bělé

(100m) (100m) srážko-odtokový model povodí Bečvysrážko-odtokový model povodí Bečvy ArcČR 500ArcČR 500 bodová vrstva srážkoměrných stanicbodová vrstva srážkoměrných stanic

Page 10: Diplomová práce

Sestavení s-o modelu povodí Bělé Sestavení s-o modelu povodí Bělé - schematizace- schematizace

DMT + polygon povodíDMT + polygon povodí HECgeoHms HECgeoHms subpovodí modelu Bělé subpovodí modelu Bělé HECGeohms Add-in+ HECGeohms Add-in+ grid CN grid CN základní hydrologický modelzákladní hydrologický model

Page 11: Diplomová práce

Kalibrace modelu Bělé (HEC-Kalibrace modelu Bělé (HEC-HMS)HMS)

kalibrace modelu pro přímý odtokkalibrace modelu pro přímý odtok infiltraceinfiltrace

počáteční ztráta srážek, CN křivky, procentuální zastoupení nepropustných ploch (nastaveno schematizací)

transformace srážky na odtoktransformace srážky na odtok metoda transformace srážky na odtok, doba koncentrace,

schopnost retence (nastaveno schematizací) parametry odtoku v korytech řekparametry odtoku v korytech řek

fyzické parametry říční sítě metoda pohybu odtoku v korytech

kalibrace modelu pro základní odtokkalibrace modelu pro základní odtok metoda základního odtoku

Page 12: Diplomová práce

Nastavení modelu Bělé (HEC-Nastavení modelu Bělé (HEC-HMS)HMS)

vytvoření meteorologického vytvoření meteorologického modelumodelu nalinkování srážková datanalinkování srážková data přiřazení srážkoměrných stanic k přiřazení srážkoměrných stanic k

jednotlivým subpovodímjednotlivým subpovodím nastavení kontrolních specifikacínastavení kontrolních specifikací

časový interval určený pro časový interval určený pro modelovánímodelování

Page 13: Diplomová práce

Modelování metodou CN-křivek Modelování metodou CN-křivek na povodí Bělé(HEC-HMS)na povodí Bělé(HEC-HMS)

3 scénáře na povodí Bělé3 scénáře na povodí Bělé 15.4. – 6.5.200415.4. – 6.5.2004 závěrový profil Mikulovicezávěrový profil Mikulovice 1hodinový interval1hodinový interval

Scénář Hodnota CN-křivky

I – reálný stav 65-80

II – 100% les 60

III – 100% louky a pastviny

80

Hydrogram pro IHydrogram pro I Hydrogram pro IIHydrogram pro II

Page 14: Diplomová práce

Výsledky modelování Výsledky modelování metodou CN-křivekmetodou CN-křivek

Naměřené hodnoty

Scénář I – reálný stav

Scénář II – 100% les

Scénář III – 100% louky a pastviny

Max. průtok (m3/s ) ) 32.4 43.9 28.4 58.3

Datum a čas 25.4. 13:00 25.4 16:00 25.4. 24:00 25.4. 15:00

Hodnoty v závěrovém profilu

Page 15: Diplomová práce

Modelování metodou Green-Modelování metodou Green-Ampt na povodí Bečvy(HYDROG)Ampt na povodí Bečvy(HYDROG)

3 scénáře na povodí Bečvy3 scénáře na povodí Bečvy

závěrový profil Dluhonicezávěrový profil Dluhonice

30.10 – 6.11.2004 – dešťové 30.10 – 6.11.2004 – dešťové srážkysrážky

16.3. – 21.3.2005 – tání sněhu16.3. – 21.3.2005 – tání sněhu

1hodinový interval1hodinový intervalScénář Drsnost

Hydraulická vodivost [mm/h]

Typ povrchu

I 0.6 – 2.6 0.25 – 2 reálný stav povodí

II 1.8 2 les na celé ploše povodí

III 0.6 – 2.6 0.25 - 2 les v nadmořské výšce nad 600 m

Nastavení parametrů metody pro jednotlivá Nastavení parametrů metody pro jednotlivá subpovodísubpovodí

Page 16: Diplomová práce

Výsledky modelování metodou Výsledky modelování metodou Green-Ampt 30.10 – 6.11.2004Green-Ampt 30.10 – 6.11.2004

Naměřené hodnotyScénář I – reálný

stavScénář II – 100%

les

Scénář III – les v nadmořské výšce nad 600 m

Max. průtok (m3/s ) )

43 45.4 14.1 36.4

Datum a čas 1.11. 12:00 1.11. 14:00 1.11. 24:00 1.11. 15:00

Hydrogram pro IHydrogram pro I Hydrogram pro IIHydrogram pro II

Page 17: Diplomová práce

Výsledky modelování metodou Výsledky modelování metodou Green-Ampt 16.3 – 21.3.2005Green-Ampt 16.3 – 21.3.2005

Naměřené hodnotyScénář I – reálný

stavScénář II – 100%

les

Scénář III – les v nadmořské výšce nad 600 m

Max. průtok (m3/s ) )

275 274 224 270

Datum a čas 19.3. 16:00 19.3. 16:00 19.3. 19:00 19.3. 16:00

Hydrogram pro IHydrogram pro I Hydrogram pro IIHydrogram pro II

Page 18: Diplomová práce

Zhodnocení práceZhodnocení práce potvrzen největší vliv atmosférických srážek v srážko-potvrzen největší vliv atmosférických srážek v srážko-

odtokovém procesuodtokovém procesu v modelování srážko-odtokových poměrů nelze v modelování srážko-odtokových poměrů nelze

zohlednit všechny faktory vstupující do systémuzohlednit všechny faktory vstupující do systému vliv lesa na odtok hraje důležitou roli (zpomalování vliv lesa na odtok hraje důležitou roli (zpomalování

odtoku, snižování maximálního průtoku), ovšem pro odtoku, snižování maximálního průtoku), ovšem pro každé povodí má různě veliký významkaždé povodí má různě veliký význam

při vzniku povrchového odtoku les nemá žádný vliv na při vzniku povrchového odtoku les nemá žádný vliv na odtokodtok

velikost vlivu lesa na odtok závisí také na formě srážekvelikost vlivu lesa na odtok závisí také na formě srážek přesnějších výsledků nelze dosáhnout, kvůli přesnějších výsledků nelze dosáhnout, kvůli

heterogenitě celého systémuheterogenitě celého systému

Page 19: Diplomová práce

Zdroje informacíZdroje informací

Petr Kantor- Lesy a povodněPetr Kantor- Lesy a povodněFrantišek Hrádek – HydrologieFrantišek Hrádek – HydrologieAlois Chlebek, Milan Jařabáč – 40 let Alois Chlebek, Milan Jařabáč – 40 let

lesnicko-hydrologického výzkumu v lesnicko-hydrologického výzkumu v Beskydech 1953-1993Beskydech 1953-1993

Ven Te Chow - Applied HydrologyVen Te Chow - Applied Hydrologyhttp://www.hydromeliorace.cz/VUMOP/http://www.hydromeliorace.cz/VUMOP/

publikace/brno99/publikace/brno99/http://www.dhi.czhttp://www.dhi.cz

Page 20: Diplomová práce

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost