Monitoring odtokového režimu v experimentálních povodích v pramenné oblasti Blanice

Transkript

1 ZDEN K KLIMENT, MILADA MATOUŠKOVÁ, ANTONÍN MALÝ Monitoring odtokového režimu v experimentálních povodích v pramenné oblasti Blanice ZDEN K KLIMENT, MILADA MATOUŠKOVÁ, ANTONÍN MALÝ P ísp vek se zabývá pr b žným hodnocením monitoringu srážek a odtoku v párových experimentálních povodích v pramenné oblasti Blanice. ešený úkol je zam en na testování m rných za ízení, ov ení spolehlivosti kombinovaného m rného p elivu a zp soby odvození pr tok pro vysoké vodní stavy. Na ja e 2006 byla v pramenné oblasti Blanice poblíž Zbytin založena párová experimentální povodí Zbytínského a Tet ív ího potoka. Cílem výzkumu je provád t kontinuální monitoring odtoku a srážek, sledovat odezvy odtoku na spadlé srážky v plošn malých povodích s odlišným využitím krajiny a r znou m rou antropogenního ovlivn ní v jaderné zón prob hlých extrémních povodní (obr.1). ZBYTINY ZB 1,56 km2 Blanice TE 1,62 km2 Obrázek 1 Lokalizace párových experimentálních povodí Zbytínského (ZB) a Tet ív ího p. (TE) na podklad CORINE landcover databáze (2000). 1 Materiál a metody Vlastní kontinuální monitoring výšky hladin tok s využitím automatických hladinom r. Jedná se o m ící sestavy od eskobud jovické firmy Fiedler-Mágr skládající se z registra ní a ídící jednotky typu M4016, ultrazvukového sníma e a GSM modulu pro p enos dat sítí GPRS. P ístroje provádí kontinuální m ení v intervalu 10 minut s p esností na 1 mm. Povodí Tet ív ího p. osazeno m rným p elivem (kombinace Ponceletova a Thomsonova p elivu), povodí Zbytínského p. automatickým lunkovým srážkom rem SR03 se sb rnou plochou 500 cm 2 a rozlišením 0,1 mm srážky (obr.2). Pr b žn probíhá hydrometrování, homogenizace a opravy nam ených dat, konstrukce konsump ních k ivek pro odvození hodnot pr tok. Ov ení funkce m rného p elivu. Detailní analýza fyzickogeografických a krajinných pom r studovaných území, v etn zam ení p í ných profil v míst m ení hladiny pro aplikace Manningovy rovnice pro výpo et pr toku v dob vysokých pr tok, geodetické zam ení sít vodote í a podrobného zmapování krajinného pokryvu. Pr b žné porovnání údaj z automatického srážkom ru s údaji z blízké srážkom rné stanice HMÚ ve Zbytinách-Spálenci. 144

2 MONITORING ODTOKOVÉHO REŽIMU V EXPERIMENTÁLNÍCH POVODÍCH V PRAMENNÉ OBLASTI BLANICE Obrázek 2 Zbytínský p.-meliorované nelesní povodí (vlevo), Tet ív í p.-lesní povodí (vpravo) 2 Výsledky 2.1 Monitoring, hydrometrování, ov ení funkce m rného p elivu Na základ významné srážkoodtokové události došlo ke sklonku kalendá ního roku 2006 k navýšení pozice ultrazvukových sond o cm a v p ípad Zbytínského potoka i o vým nu sondy se siln jším paprskem. V polovin ervence 2007 bylo pro nefunk nost vym n no ultrazvukové idlo na Tet ív ím potoce. V r pokra oval kontinuální monitoring výšky hladiny, dopln ný hydrometrováním. Hydrologické období lze hodnotit jako velmi suché (jaro, léto), s nejnižšími dosaženými pr toky za celé sledované období od jara 2006, bez výrazných odtokových událostí (s výjimkou události ze , které však zdaleka na sledovaných tocích nedosáhlo úrovn z obr.3). V celých databázích nam ených vodních stav byly opraveny chybné údaje a dopln ny odpovídající hodnoty vodních stav (nezbytná homogenizace datových soubor vodních stav pro pozd jší pr tokové vyhodnocení). Ob asn provád ná hydrometrická m ení umožnila hrubou konstrukci konsump ních k ivek pro oba sledované profily. Prozatím se stále projevuje absence m ení p i vyšších vodních stavech (obr. 4 a 5), která brání spolehlivému p evodu nam ených hladinových na pr toková data, na základ kterých bude možné porovnávat pom ry v obou experimentálních povodích. Na základ m ených pr tok je ov ována možnost použití Manningovy rovnice, zejména pro odhad pr tok p i zaznamenaných vysokých vodních stavech. S tím souvisí podrobné zam ení p í ných profil v míst m ení, stanovení hodnot podélného sklonu koryta a hydraulického rádiu, odvození a zp es ování hodnot drsnostního Manningova koeficientu na základ pr b žného hydrometrování. Zárove byla zhodnocena spolehlivost kombinovaného p elivu na Tet ív ím potoce. Do zapln ní trojúhelníkového profilu jsou vypo tená data z m rného p elivu spolehlivá, p i vyšších vodních stavech je nutné hydrometrování (nam ené pr toky dosahují vyšších hodnot, než data vypo tená pouhým sou tem zapln né pr to né plochy trojúhelníkového a obdélníkového p elivu viz. obr. 5 a 6). Nam ená srážková data (denní úhrny) jsou ov ována na blízké stanici HMU ve Zbytinách-Spálenci, umíst né ve shodné výšce 787 m n.m. Pro hodnocení odtokových odezev se p edpokládá i využití dat o intenzit spadlých srážek, což data z automatického srážkom ru umož ují. Poznatky zkvalitní umíst ní dalšího automatického srážkom ru v obci Koryta na ja e 2008 (rozvodí, 923 m n.m). 145

3 ZDEN K KLIMENT, MILADA MATOUŠKOVÁ, ANTONÍN MALÝ Obrázek 3 10-minutové výstupy z kontinuálního monitoringu (Zbytínský p., srpen-zá í 2007) hladina (cm) pr tok (ls-1) Obrázek 4 Konsump ní k ivka pro profil Zbytínský p. (stav k ) 146

4 MONITORING ODTOKOVÉHO REŽIMU V EXPERIMENTÁLNÍCH POVODÍCH V PRAMENNÉ OBLASTI BLANICE Thomson+Poncelet Fiedler m ení hladina (cm) pr tok (ls-1) Obrázek 5 Konsump ní k ivka pro profil Tet ív í p. (stav k ) cm cm Obrázek 6 Schéma kombinovaného p elivu na Tet ív ím potoce 2.2 Nové charakteristiky experimentálních povodí Terénním pr zkumem v r byly zp esn no vymezení experimentálních povodí po m rné p elivy. Nov odvozená plocha povodí Zbytínského potoka je tak 1,55135 km 2, plocha povodí Tet ív ího p. 1, km. Geodeticky zam en byl hlavní tok a historický systém odvod ovacích p íkop v povodí Tet ív ího potoka (obr.7). Prozatím nep esn prob hlo zanesení systému meliorací (povrchového a podpovrchového odvodn ní) v povodí Zbytínského potoka (obr.8). S pomocí sou asných ortofotosnímk a na základ detailního terénního mapování byly výrazn zp esn ny informace o využití a krajinném pokryvu experimentálních povodí. P íkladem m že být obr. 9. Pro všechny charakteristiky, v etn již d íve uvedených pom r geologických a p dních byly vytvo eny vrstvy v prost edí GIS. 147

5 ZDEN K KLIMENT, MILADA MATOUŠKOVÁ, ANTONÍN MALÝ Obrázek 7 Historický systém odvod ovacích p íkop v experimentálním povodí Tet ív ího p. povodí p ítoku Zbytínského potoka vrstevnice (ZIV=5m) podpovrchová drenáž vydlážd né koryto um le odvodn ná plocha Obrázek 8 Povrchové a podpovrchové meliorace v experimentálním povodí Zbytínského p. 148

6 MONITORING ODTOKOVÉHO REŽIMU V EXPERIMENTÁLNÍCH POVODÍCH V PRAMENNÉ OBLASTI BLANICE Vegetační poměry na přítoku Zbytínského potoka borobřezový les borové stromořadí borový les borový les řídký borový les s okrajovými břízami březové stromořadí březové stromořadí s občasným smrkem březový háj březový háj s křovinami bukové stromořadí bukový les háj olší křoviny louka přirozená louka sečená mladé listnáče mladý les smrkový mýtina nálet listnatých stromů nízké křoviny přirozená louka s břízou a borovicí přirozená louka s mladými smrky přirozená louka s nízkými křovinami přirozená louka s občasnými křovinami řídká směs olšísobčasnými břízami směs jehličnatých stromů směs listnáčů abřízy směs mladých bříz a listnáčů smíšený les borobřezový smíšený les bukosmrkový smíšený les smrkobukový smrkové stromořadí smrkové stromořadí s příměsí jehličnanů smrkový les smrkový les řídký smrkový les s okrajovými borovicemi smrkový les s okrajovými břízami stromořadí borovic a listnáčů stromořadí borovice, bříza, listnáč stromořadí borovice, bříza, smrk stromořadí bříz s občasným smrkem stromořadí smrk, bříza, listnáč traviny, nízké křoviny zahrada zastavěná plocha vodní tok povodí Zbytínského potoka Obrázek 9 Podrobné mapování krajinného pokryvu a využití území v experimentálních povodích. 3 Diskuse a závěr V problematice monitoringu odtoku a srážek v experimentálních povodích Tetřívčího a Zbytínského p. byl uplynulý rok zaměřen na hodnocení spolehlivosti instalovaných měřících zařízení, byly provedeny některé potřebné technické úpravy v instalaci těchto zařízení. Vedle průběžného hydrometrického měření byly hledány další způsoby pro odvození průtoků vody, neboť hlavně prostřednictvím dat o průtocích bude možné vyhodnotit srážko-odtokové vztahy v obou povodích. Byla ověřena spolehlivost měrného kombinovaného přelivu v povodí Tetřívčího potoka a naměřená srážková data z automatického srážkoměru konfrontována se stanicí ČHMÚ Zbytiny-Spálenec. Předpokladem je použití dat ze srážkomerné stanice ČHMÚ pro bilanční hodnocení v zimním období, kdy je automatický srážkoměr odstaven. Pro zpřesnění vstupních údajů vyplynula potřeba umístění ještě jednoho automatického srážkoměru ve výše položené oblasti. Pozornost byla dále věnována zpřesnění informací o současném využití krajinného pokryvu, o stavu a struktuře lesní vegetace. Podrobněji byl zkoumán a zaměřen říční systém obou povodí, včetně povrchového a podpovrchového odvodnění. Pro pozdější hodnocení srážkoodtokových vztahů, případně aplikaci některého vhodného srážko-odtokového modelu vyvstala potřeba 149

7 více se v novat morfometrickým charakteristikám povodí s využitím DMT a zejména p dní složce a jejímu možnému vlivu na odtokový proces. 4 Literatura Malý, A. (2006): Problematika hodnocení srážkoodtokových pom r v experimentálních a reprezentativních povodích. Bakalá ská práce P F UK, Praha, 70 s. Kliment, Z., & Matoušková, M. (2006). Monitoring odtokového režimu v experimentálních povodích v pramenné oblasti Blanice. (In J. Langhammer (Ed.), Upravenost tok a údolní nivy jako faktor ovliv ující pr b h a následky povodn 2006 v povodí Sázavy (pp ). Praha: P F UK.) Langhammer, J. (ed.) (2007). Povodn a zm ny v krajin. P F UK a MŽP, Praha, 350 s. 150