Modelování fluviální eroze a transportu sedimentů na vybraných povodích Moravskoslezských Beskyd

Import 17/11/2008The aim of this diploma thesis is the modeling of fluvial erosion within two selected basin of Moravskoslezské Beskydy Mountains using two different erosion models, RUSLE and SWAT. The thesis can be devided into two main parts, theoretical and practical. The content of the first named part are theoretical principles of the processes of erosion, hydrological modeling, used methods and informing about the parameters of pilot basins. Task of the second part is practical modeling of erosion and interpretation of the results.Prezenční546 - Institut environmentálního inženýrstv

Efficient methods of automatic calibration for rainfall-runoff modelling in the Floreon+ system

Calibration of rainfall-runoff model parameters is an inseparable part of hydrological simulations. To achieve more accurate results of these simulations, it is necessary to implement an efficient calibration method that provides sufficient refinement of the model parameters in a reasonable time frame. In order to perform the calibration repeatedly for large amount of data and provide results of calibrated model simulations for the flood warning process in a short time, the method also has to be automated. In this paper, several local and global optimization methods are tested for their efficiency. The main goal is to identify the most accurate method for the calibration process that provides accurate results in an operational time frame (typically less than 1 hour) to be used in the flood prediction Floreon(+) system. All calibrations were performed on the measured data during the rainfall events in 2010 in the Moravian-Silesian region (Czech Republic) using our in-house rainfall-runoff model.Web of Science27441339

Porovnání výsledků simulací návrhových průtoků užitím metod rovnice ztráty energie a dynamické vlnové aproximace

The flood risk is still a very serious problem, especially in urban areas. Man’s knowledge in the fields of hydrology, water management and also information and geoinformation technologies develops very quickly, so there are many techniques of the flood risk assessment. Ones of the most effective and actual tools of the hydrological practice are hydrological models. Nowadays, there is a large number of these models and the most advanced ones offer a number of several computation hydrological techniques. The aim of this contribution is to compare the results of the design flood waves moving through a river computed using two different hydrological techniques, the energy loss equation and dynamic wave approximation.Vsoučasné době je hydrologům k dispozici celá řada technik a nástrojů umožňujících širokou paletu hydrologických výpočtů. Mezi velice efektivní patří hydrologické numerické modely, které se v souvislosti s rychlým technologickým rozvojem společnosti stávají čím dál tím vice aktuálními. Aplikační možnosti v rámci hydrologie jsou pak v případě těch nejkomplexnějších a nejpokročilejších modelovacích produktů velice pestré a tyto modely často integrují pro analýzu určitého hydrologického fenoménu několik různých metod současně. Cílem tohoto příspěvku tedy bylo porovnání výsledků modelování pohybu návrhových povodňových vln dvěma různými výpočetními metodami, a to rovnicí ztráty energie a metodou dynamické vlnové aproximace

Modelování transportu sedimentů v povodí pomocí dynamického erozního modelu ArcSWAT 2005 na příkladu povodí Ostravice

Soil is one of the most important natural sources on earth. The same way as all parts of the environment, and the global ecosystem generally, it suffers from several kinds of human activities in the landscape. One of the most serious environmental problems of our present days is accelerated soil erosion and related processes. In the past, the most of soil erosion studies and researches took place in the field, on experimental plots or in laboratories. The problem of these studies is the fact that they take quite a long time and are expensive. Nowadays, in the age of computers and information technologies, the soil erosion and sediment transport studies can be managed by new effective tools – numerical models. There are lots of numerical models being able to solve several tasks in the field of soil erosion and sediments. One of the most complex numerical models is the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool). This physically based semi-distributed model can be used to analyze the complex watershed management and soil erosion, and sediment transport is only a fraction of the tools offered by the model. The main goal of this contribution is to introduce the basic abilities of the model as a tool of soil erosion analyses and sediment transport in watersheds.Eroze půdy, zejména ve své akcelerované podobě, patří mezi nejzávaţnější problémy spojené s aktivitou člověka v krajině a v souvislosti s tempem růstu světové civilizace a nerovnoměrným rozmístěním zdrojů na Zemi je tato hrozba čím dál naléhavější. Člověk se o půdu, jakoţto základní zdoj, zajímal jiţ od samotného vzniku zemědělské společnosti, tedy i poznání v oblasti eroze půdy si prošlo dlouhým obdobím bádání. V dnešní době tak v návaznosti na prudký rozvoj jiných oborů, zejména IT, disponujeme pestrou paletou numerických modelů řešících erozi půdy. Jedním takovým je i právě model SWAT (Soil and Water Assesment Tool). Jedná se o fyzikálně podloţený semidistribuovaný kontinuální dynamický model poskytující řadu nástrojů pro řešení poměrně obsáhlé problematiky managementu povodí, zejména pak s ohledem na vodní sloţku, erozi půdy a rostlinnou produkci. Nápní tohoto příspěvku je pak testování nabídky modelu v oblasti eroze půdy a transportu sedimentů a na ně vázaných látek v povodí. Model byl testován na schematizovaném povodí Ostravice

Analysis of the impact of land cover spatial structure change on the erosion processes in the catchment

Soil erosion is one of the main environmental problems of this time. Erosion in its recent accelerated form is the reflection of the human activities in the landscape. Soil erosion is a complicated process. Its behaviour and final rate are results of an interaction of whole group of factors. One of these factors is the character of land cover whose main role in the erosion process consists in its protective function. Intensive land use do not dispense with the land cover change and the change of its spatial distribution thus the main content of this contribution is the study of the influence of the land cover change on the erosion processes in the catchment. To quantify that the dynamic erosion SWAT model was used together with the GIS tools. As a study area the Stonavka river catchment was chosen and the erosion processes were analysed using the three CORINE Land Cover layers (specifically CORINE Land Cover of the years 1990, 2000 and 2006) as a model input. The outputs of the analyses in the form of average annual specific sediment loss from the catchment were relativized to the reference years 1990 and following 2000 and were cartographically visualized in the form of cartograms.Web of Science15427626

Design of Early Warning Complex System Prototype for Flash Flood Events

Náhlé povodně z přívalových srážek z roku 2009 a 2010 přinesly značné materiální škody a často představovaly bezprostřední riziko pro zdraví či životy obyvatel. Mechanismy hydrologické prognózy ve vztahu k regionálním srážkám a povodním jsou již několik let využívány a validovány, avšak co se týče povodní vyvolaných právě přívalovými dešti, je prognóza stále velice obtížná. Přívalové srážky jsou z hlediska prostorového rozlišení numerických meteorologických modelů jevem mimoměřítkovým. Významným problémem je taktéž fakt, že odtok srážkové vody se za takovýchto situací často odehrává mimo koryta toků. Jako vhodné východisko pro včasné varování před výskytem tohoto typu přírodního rizika se proto jeví řešení založené na komplexní analýze rizikových faktorů a jejich konfrontace s aktuální či predikovanou hydrosynoptickou situací. Výstupem práce autorského týmu je návrh metodiky a systém včasného varování na základě efektivních analýz vstupních dat z NWFS a meteorologických radarů pomocí GIS a distribuovaných hydrologických modelů, jehož hlavní výhodou je časová, prostorová a kvalitativní škálovatelnost.Flash floods from the severe storms that have occurred in years 2009 and 2010 brought huge material damages and risk for the health and life of the affected areas inhabitants. Hydrologic forecast systems are quite well established and validated for the regional floods but flash floods from severe storms are quite complicated issue in the sense of their proper prediction. Flash floods are beyond the resolution of the numerical weather forecast systems (NWFS). Another big issue is fact, that runoff of flash floods is frequently outside of the river channels. The complex and multi-perspective analysis of the landscape response to the severe storm and high precipitation intensity seems to be effective basis. Results of our work is the prototype of methodology and application of the early warning system based on GIS, hydrological modeling and effective analysis of the radar and NWFS products, which main advantage is principle of spatial, temporal and qualitative scalability