Simulace hydrologické odezvy povodí na různé srážkové události

Bc. Dominik ŠVANDA

Master's thesis

Modeling hydrological response of the catchment to various precipitation events

Anotácia:

Tato diplomová práce se zabývá simulací hydrologické odezvy povodí na různé srážkové události. Simulace hydrologické odezvy proběhla na povodí Olešenského potoka. Odtok vody z krajiny je ovlivňován hned řadou různých činitelů současně. Mezi nejvýznamnější činitele patří například sklonitost terénu, využití v území, nasycenost půdního profilu vodou, antropogenní vlivy, vegetační kryt a v neposlední řadě také geologické a půdní poměry, tvar a plocha povodí, klimatické poměry apod. Vtéto práci jsou výše zmíněné faktory objasněny, podrobně vysvětleny a popsány. K vypočtení odtoku vody z krajiny slouží několik metod, v tomto případě byla k výpočtu přímého odtoku z krajiny použita metoda CN křivek. S využitím mapy BPEJ, využití území (land use) a maximálních denních úhrnů srážek s pravděpodobností opakování N let (2, 10, 20, 50 a 100 let) získaných ze srážkoměrné stanice v Týně nad Vltavou byly provedeny výpočty nejdříve početním (vektorovým) způsobem a následně byly rastrovým způsobem provedeným v softwaru ArcMap vytvořeny mapy přímého odtoku vody ze zájmového povodí. V dalším kroku byly simulovány různé scénáře, jež ovlivnily odtok vody z povodí. Prvním scénářem byla změna nasycenosti půdy vodou, resp. obsahu vody v půdě (suchá, střední a mokrá). Bylo zjištěno, že touto změnou se zásadně mění jak odtok vody z povodí, tak i kulminační průtok. Druhým scénářem bylo zatravnění veškeré orné půdy v povodí, kdy se porovnával skutečný stav oproti stavu teoretickému. Touto změnou se snížily hodnoty CN křivek, čímž se následně snížil přímý odtok vody z krajiny. Třetím a posledním scénářem bylo navržení 20 metrů širokých zasakovacích pásů podél komunikací, vodních toků a vodních ploch. Tímto navrženým opatřením se hodnoty součinitele odtoku snížili zhruba o 1 % oproti součinitelům odtoku při skutečném stavu. V tomto případě nedošlo k zásadní změně, jelikož zasakovací pásy zaujímají pouze nepatrnou část celkové rozlohy. Nicméně i přesto mají zasakovací pásy pozitivní vliv na srážko-odtokové události v krajině.

Abstract:

This thesis deals with the simulation of the hydrological response of a river basin to various precipitation events. The hydrological response was simulated in the Olešenský brook basin. The outflow of water from the landscape is influenced by many different factors at the same time. Among the most important factors are, for example, the slope of the terrain, land use, saturation of the soil profile withwater, anthropogenic influences, vegetation cover and last but not least the geological and soil conditions, the shape and area of the river basin, climatic conditions etc. explained and described in detail. Several methods are used to calculate the water runoff from the landscape, in which case the CN curve method was used to calculate the direct runoff from the landscape. By using the BPEJ map, land use and maximum daily precipitation totals with a probability of repeating N years (2, 10, 20, 50 and 100 years) obtained from the rainfall station Týn nad Vltavou, calculations were performed first in a numerical (vector) way and then the maps of direct water runoff from the catchment area were created in a raster way performed in ArcMap software. In the next step, various scenarios were simulated that influenced the outflow of water from the catchment. The first scenario was a change in soil saturation with water, resp. water content in the soil (dry, medium and wet). It has been found that the outflow of water from the basin and the peak flow were both fundamentally changed. Second scenario was grassing of all arable land in the basin, where the actual state compared to the theoretical state. This change reduced the CN curve values, what in turn reduced the direct water runoff from the landscape. Third and the last scenario was the concept of 20 metres wide infiltration strips along roads, watercourses and water areas. The proposed measure reduced the runoff coefficient values by about 1 % compared to the runoff coefficients at the actual state. In this case, there was no fundamental change as the strips occupy only a small part of the total area. However, infiltration strips still have a positive effect on rainfall-runoff events in the landscape.

Kľúčové slová

srážko-odtokový proces, hydrologický cyklus, hydrologická bilance, přímý odtok, povodí, faktory ovlivňující odtok, CN křivky, Olešenský potok

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 6. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Václav Bystřický, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Master programme / odbor:
Agriculture Specialization / Pozemkové úpravy a převody nemovitostí