Komplexní hodnocení erozních procesů ve vybraných lokalitách

Bc. Lucie Maršálková

Bachelor's thesis

Complex Assessment of Erosion Processes in Selected Localities

Abstract:

Cílem této bakalářské práce bylo vyhodnotit erozní procesy pomocí GIS. Práce ukazuje na příkladu zemědělské půdy v lokalitě Opřetice v okrese Benešov s rozlohou 3,31 ha vyhodnocení dlouhodobé průměrné ztráty půdy vodní erozí a také výpočet objemu erodovaného materiálu významnou srážkovou událostí. Práce uvádí stav poznání v oblasti studované problematiky, dále je zde zhodnocen způsob hospodaření ve studované lokalitě. Dlouhodobá průměrná roční ztráta půdy byla stanovena empirickými modely USLE, RUSLE a USPED, jejich výsledky byly porovnány. Dle zjištěných výsledků empirickými modely je území silně ohroženo vodní erozí. Hlavním cílem práce byl výpočet objemu erodovaného materiálu, odneseného významnou srážkovou událostí, pomocí nového GIS nástroje Calculate rill volume. Nástroj využívá výstupů Unmanned Aerial Vehicle (UAV) snímkování a z nich vytvořeného digitálního modelu terénu (DTM) a ortofotosnímku. Na základě snímku byly poprvé mapovány rýhy pro celé studované území. Práce porovnává již dříve použitou metodu reprezentativních čtverců s poprvé využitou digitalizací erozních rýh v celém území. Porovnány byly 4 datové sady pro celé území zakládající se na odlišném DTM a způsobu vymezení erozních rýh. Díky této práci byla validována metoda reprezentativních čtverců v rámci zefektivnění práce s nástrojem Calculate rill volume. V rámci studie bylo zjištěno, že výsledky jsou více ovlivněny přesností DTM než způsobem vymezení erozních rýh. Nástroj je vhodným způsobem hodnocení objemu odneseného materiálu srážkovou událostí, avšak metoda reprezentativních čtverců dle výsledků této práce podhodnotila objem erodovaného materiálu o 19,38–23,45 %. Manuální vektorizace erozních rýh je velmi časově náročná. Pro efektivní práci s nástrojem bude třeba zlepšit způsob extrapolace hodnot vypočtených v jednotlivých čtvercích a dále objektivizovat výběr reprezentativních čtverců, například na základě analýzy rastru.

Abstract:

The aim of this thesis was to evaluate erosion processes using GIS. The thesis shows on case study Opřetice near Benešov on agricultural land with area of 3,31 ha evaluation of long-term average annual soil loss and also calculation of volume of eroded material by significant precipitation event. The thesis presents the state of knowledge within the scope of soil erosion problem and the evaluation of the management on study area. The long-term average annual soil loss was determined by USLE, RUSLE and USPED empirical models, and their results were compared. According to the results obtained by empirical models, the study area is strongly threatened by water erosion. The main objective of this study was to calculate the volume of rills‘ material eroded by a significant precipitation event. Using the new GIS tool Calculate rill volume. The tool uses UAV outputs as the digital terrain model (DTM) and ortophotos. Based on ortophotos, erosion rills were mapped for entire study area for the first time. The thesis compares the previously used method of representative squares with firstly used digitization of erosion rill in total study area. Four data sets were compared for the entire area based on different DTM and way of defining erosion rills. Due to this work, the method of representative squares was validated in order to make the Calculate rill volume tool more effective. The study found out that the results are more influenced by the accuracy of DTM than by defining rills’ polygons. The tool is suitable for assessing the volume of eroded material by rainfalls, but according to the results of this study the method of representative squares underestimated the volume by 19,38–23,45 %. Manual digitization of erosion rills is very time consuming. To work effectively with this tool it will be necessary to improve the way of extrapolating the values calculated in individual squares and further to objectify the selection of representative squares, for example on the base of raster analysis.

Keywords

Půdní eroze, vodní eroze, rýhová eroze, objem erozních rýh, USLE, RUSLE, USPED, Opřetice, Soil erosion, water erosion, rill erosion, rill volume

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 26. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Monika Šulc Michalková, Ph.D. et Ph.D.
• Reader: Mgr. Lenka Ondráčková

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Geography and Cartography / Geography