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;