soubor map
Transcript of soubor map
Sou
fakto
Autoři:
ubor úč
orů tvor
Případo
(h
: Prof. Ing
Prof. Ing
Ing. Mic
čelových
rby pov
ová studie
Příloha
„Optima
hlavní koor
g. Pavel Kov
g. Miloslav
chaela Hraba
h map k
vrchové
e povodí Z
k výzkumn
alizace zem
rdinátor Pro
vář, DrSc.
Janeček, Dr
alíková
k Metod
ého odto
povodí
dravá vod
nému grant
mědělské a ř
f. Ing. Dr. B
rSc.
Kat
dice stan
oku v p
í
da, Žarošic
tu MŠMT
říční krajin
Bořivoj Šara
Fakulttedra biot
novení
odmínk
ce, okres H
2B06022
ny v ČR“
apatka, CSc
a životníhtechnický
vybran
kách ma
Hodonín
c.)
ho prostřeých úprav
ných
alých
edí v krajiny
OBSAH
A. TEXTOVÁ ČÁST
Úvod, cíl .................................................................................................................... 3
Charakteristika map v souboru .............................................................................. 3
Shrnutí ...................................................................................................................... 5
B. GRAFICKÁ ČÁST
Charakteristika povodí ............................................................................................ 7
1. Digitální model terénu – výškové poměry
2. Sklonitost svahů
3. Délka toku
4. Expozice svahů
5. Geologické poměry
6. Půdní poměry
Podklady pro určení přímého odtoku .................................................................... 14
7. Hydrologická skupina půd
8. Hospodářské využití pozemků
9. Hodnoty čísel odtokových křivek (Curve Number, CN)
Ohroženost erozí ...................................................................................................... 18
10. Odtokové linie
11. Potenciální ohroženost půdních bloků vodní erozí
POUŽITÉ ZDROJE
Použitá literatura ..................................................................................................... 21
Podkladová data ....................................................................................................... 21
TEXTOVÁ ČÁST
3
Úvod, cíl
Účelem souboru specializovaných map k „Metodice stanovení vybraných faktorů
tvorby povrchového odtoku v podmínkách malých povodích“ je vytvoření podkladů pro návrh
protipovodňových a protierozních opatření.
Charakteristika map v souboru
K analýze podkladových dat a vizualizaci výsledků byl použit program ArcGIS 9.3.
(firma ESRI). Následující text popisuje podklady pro tvorbu, výpočet a účel jednotlivých map
souboru:
1. Digitální model terénu – výškové poměry
Jedná se o digitální reprezentaci zemského povrchu, složenou z dat a interpolačního
algoritmu, který umožňuje odvozovat výšky mezilehlých bodů.
Pro tento případ byla jako podklad využita výškopisná data dodaná Českým úřadem
zeměměřickým a katastrálním (ČÚZK) ve vektorové podobě.
2. Sklonitost svahů
Sklon (Slope) je první derivací digitálního modelu terénu a poukazuje na změnu výšky
reliéfu v místě největšího sklonu. Jedná se o důležitou hodnotu v hydrologii a geomorfologii.
Ovlivňuje rychlost povrchového i podpovrchového toku a v důsledku toho i obsah vody
v půdě a erozní potenciál.
Míra změny povrchu ve vodorovném a vertikálním směru od středu buňky určuje sklon
svahu. Základní algoritmus pro výpočet sklonu v použitém programu můžeme popsat dle
Wilsona a Gallanta (1996, 2000) a Burrougha a McDonella (1998) jako:
[rad] (1)
3. Délka toku
V GIS je délka toku libovolný pixel, který je určen jako součet dílčích vzdálenosti od
středu ke středu z vybraného pixelu do uzávěrového pixelu. V našem případě je takto
zamýšlena vzdálenost uzávěrového profilu a rozvodnice.
4
4. Expozice svahů
Orientace svahu (Aspect) ke světovým stranám se určuje ve směru největšího sklonu,
měří se ve stupních od severní strany proti směru hodinových ručiček. Tato charakteristika
vypovídá o směru odtoku a transportu erodovaného materiálu.
Odhad hodnoty orientace svahu, měřeného od severu po směru hodinových ručiček, je
možné provést opět dle Wilsona a Gallanta (1996, 2000) a Burrougha a McDonella (1998):
Aspect 180° 90° | | [°] (2)
5. Geologické poměry
Podklad charakterizuje mateční substrát pro tvorbu půdního pokryvu a následné
infiltrační vlastnosti půd.
6. Půdní poměry
Podklady pro vyhodnocení půdních poměrů v zájmové lokalitě tvoří bonitované půdně
ekologické jednotky (BPEJ) a lesotypologické jednotky. Určení hlavní půdní jednotky,
popřípadě převažujícího půdního typu, tvoří základ pro odvození faktoru erodovatelnosti a
hydrologických vlastností půd.
7. Hydrologická skupina půd
Hydrologické vlastnosti půd se dělí do 4 skupin (A, B, C, D) na základě minimálních
rychlostí infiltrace vody půdou bez pokryvu po dlouhodobém sycení. Zařazování půd do
hydrologických skupin se provedlo na základě tab. 2.2 v metodice „Ochrana zemědělské půdy
před erozí“ (Janeček, 2007).
8. Hospodářské využití pozemků
Hospodářské využití pozemků je nejdůležitější podklad a to jak pro stanovení
ohroženosti pozemků povrchovým odtokem a erozí, tak pro návrh protipovodňových a
protierozních opatření.
Vzhledem k tomu, že v šetřeném území byly provedeny v roce 2001 pozemkové úpravy
v roce 2001 byla výchozím podkladem pro tvorbu hospodářského využití pozemků katastrální
mapa, výpis z databáze LPIS a lesní hospodářský plán (LHP)
9. Hodnoty čísel odtokových křivek (Curve Number, CN)
5
Metoda CN křivek určuje výšku přímého odtoku na základě předpokladu, že poměr
výšky odtoku k výšce přívalové srážky se rovná poměru objemu vody zadržené při odtoku k
potenciálnímu objemu, který může být zadržen.
Čísla odtokových křivek jsou určena podle tab. 2.3. v metodice „Ochrana zemědělské
půdy před erozí“ (Janeček, 2007). Tabulka rozděluje hodnoty CN křivek podle využití půdy,
vegetačního pokryvu, způsobu obdělávání a uplatnění protierozních opatření. Pro určení čísla
odtokové křivky u lesních porostů slouží nomogramy, kde jsou čísla odtokových křivek
uvedena v závislosti na skupině půd a lesních hydrologických podmínkách (Janeček, 2007).
10. Odtokové linie
Linie povrchového odtoku tvoří zásadní podklad pro určení ohroženosti zemědělské
půdy vodní erozí.
11. Potenciální ohroženost půdních bloků vodní erozí
K určování ohroženosti zemědělských půd vodní erozí se v České republice používá
tzv. „Univerzální rovnice pro výpočet dlouhodobé ztráty půdy erozí – USLE“ dle
Wischmeiera a Smitha (1978) in Janeček (2007):
(3)
kde: G je průměrná dlouhodobá ztráta půdy [t .ha-1.rok-1],
R faktor erozní účinnosti dešťů,
K faktor erodovatelnosti půdy,
L faktor délky svahu,
S faktor sklonu svahu,
C faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu,
P faktor účinnosti protierozních opatření.
Shrnutí
Na základě dostupných klimatických a fyzicko-geografických podkladů se vypočítají
kvalitativní a kvantitativní faktory, které determinují náchylnost povodí k extrémům
povrchového odtoku a odnosu půdy.
Tyto účelové mapy slouží především k analýze odtokových poměrů formou odvozených
CN křivek a následně jejich využití v hydrologických modelech pro odvození maximálních pr
průtoků a možnosti návrhu opatření protierozních a protipovodňových.
GRAFICKÁ ČÁST
7
Charakteristika povodí
14
Podklady pro určení přímého odtoku
18
Ohroženost erozí
21
POUŽITÉ ZDROJE
Použitá literatura
Burrough, P. A., McDonell, R.A., (1998): Principles of Geographical Information Systems,
Oxford University Press, New York, s. 190.
Wilson, J. P., Gallant, J. C. (1996): Tapes-G: A grid - based terrain analysis program for the
environmental science, Computers & Geosciences 22, č. 7, s. 713 - 722
Wilson, J. P., Gallant, J. C.. (2000): Terrain Analysis: Principles and Applications, New
York, John Wiley and Sons, Inc., 479 str.
Janeček, M. et al. (2007): Ochrana zemědělské půdy před erozí. VÚMOP, ISBN 978-80-254-
0973-2, 76 s.
Janeček, M., Kovář, P. (2010): Aktuálnost „Metody čísel odtokových křivek – CN“ k určování
přímého odtoku z malého povodí, Vodní hospodářství č. 7/2010, s. 187 - 190
University of Maryland Department of Civil and Environmental Engineering, 2000:
Watersheds in GIS, second edition of the training manual used in the introduction to
GISHydro2000 training workshops.
Podkladová data
ZABAGED® - vrstevnice, formát: *.dgn; LPIS – půdní bloky, formát: *.shp; VÚMOP v.v.i – BPEJ, formát: *.shp; VÚV T.G.M. - povodí, formát: *.shp;
- toky, formát: *.shp; - vodní plochy, formát: *.shp;
Vojenské lesy divize Plumplov: LHP, formát: *.pdf WMS server: http://wms.cuzk.cz/wms-new.asp - Katastrální mapa digitalizovaná;
http://geoportal2.uhul.cz/wms_oprl?SERVICE=WMS – Oblastní plány rozvoje lesů;
http://ms.vumop.cz/wms_vumop/wms_zchbpej.asp - Půdní typy; http://wms.geology.cz/wmsconnector/com.esri.wms.Esrimap - Geologická mapa
ČR 1:50000;