Problematika tvorby povrchového odtoku a epizodní řešení jeho erozních projevů

Ing. Jana Šimková

Doctoral thesis

Surface runoff generation and its erosion processes

Abstract:

Předkládaná disertační práce shrnuje výzkum využití modelových simulací hydrologických dat pro vodohospodářské studie a dále testování efektivity vybraných protierozních geotextilií formou laboratorních a terénních simulací deště. Poznatky získané v rámci tohoto výzkumu byly aplikovány při návrhu optimalizace vodního režimu krajiny (zmírnění projevů eroze a urychlení procesu obnovy krajiny) na území bývalého lomu Medard-Libík, kde jsou i přes provedené rekultivační operace stále patrné známky rýhové eroze. Disertační práce je členěna do tří částí. První část rešeršní formou pokrývá téma tvorby povrchového odtoku a definuje stav, za kterého se odtékající voda v krajině stává z hlediska erozních projevů nebezpečnou. Druhá část se zabývá typy rámcových biotechnických opatření proti vodní erozi na svahu. Třetí část je zaměřena na konkrétní situaci modelového svahu v povodí zatápěného bývalého lomu Medard-Libík na Sokolovsku. Hlavním cílem disertace bylo otestovat možnost využití modelu KINFIL pro simulaci protierozního účinku přírodních geotextilií a následný návrh optimalizace vodního režimu za účelem snížení erozního působení povrchového odtoku na rekultivovaných svazích. Z výsledků práce vyplývá, že model KINFIL může sloužit jako užitečný nástroj pro hodnocení vlivu různých protierozních opatření na povrchový odtok a erozi a pro následnou volbu technicky i ekonomicky optimálního řešení protierozní ochrany. Výsledné simulace efektivnosti přírodních geotextilií odpovídaly výsledkům získaným během laboratorních a terénních měření s využitím simulátorů deště. Při vyváženém srážko-odtokovém procesu dojde ke zvýšení stability krajiny v okolí jezera, urychlení opětovné hospodářské využitelnosti rekultivovaného území, snížení nákladů na odstranění škod způsobených erozí na cestní a odvodňovací síti a zvýšení kvality vody v jezeře, která nebude znečišťována smytým materiálem. Výsledky této disertační práce lze nabídnout veřejné správě i soukromé sféře pro potřebu kontroly eroze v rámci rekultivací ploch zasažených těžební činností.

Abstract:

Research of model simulations of hydrological data for water resources studies and field and laboratory experiments testing the effectiveness of erosion control geotextiles using rainfall simulators is summarized in this dissertation. The results of the research have been used to suggest a water regime optimisation in the catchment of a former mining pit Medard-Libík. Although agricultural and forestry reclamation measures have been applied, rill erosion still appears on some slopes within the catchment. The soil loss and sediment transport result in the deterioration of the crop yield, cause damage on the road and drainage systems and also influence the quality of water in the lake arising by flooding the former mining pit. The first part of the dissertation provides a review on surface runoff and its erosion processes. Next, bio-technical erosion control measures on slopes are summarised. The third part of the dissertation is devoted to a simulation of surface runoff on a model slope in the Medard Catchment. The main aim was to test whether the KINFIL model is suitable for the simulation of the effectiveness of erosion control geotextiles and suggest an appropriate erosion control measures for the eroded slopes in the Medard Catchment. The KINFIL model seems to be a useful tool to quantify the effectiveness of individual erosion control products and measures in order to find the most convenient option. The simulations carried out in the dissertation corresponded to the results of field and laboratory experiments testing the impact of geotextiles on surface runoff and soil erosion published earlier. A well-balanced rainfall-runoff regime in the Medard Catchment would increase the stability of the landscape, reduce the cost of restoration of the damage caused by erosion to road and drainage systems and improve the water quality by elimination of the sediment transport. The results of this dissertation may be offered to the public administration or private stakeholders to control erosion within the reclamation of areas affected by mining activities.

Keywords

povrchový odtok, eroze půdy, svah, model KINFIL, protierozní geotextilie

Keywords

surface runoff, soil erosion, slope, the KINFIL model, erosion control geotextiles

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Pavel Kovář, DrSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Doctoral programme / field:
Landscape Engineering / Water Regime Improvement in Landscape