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
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
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
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
Srážko-odtokový proces-součást Srážko-odtokový proces-součást koloběhu vodykoloběhu vody
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost