Esprit

Hydrologické modelovanie

Na modelovanie odtoku a zložiek hydrologickej bilancie používame fyzikálne orientovaný zrážkovo-odtokový priestorovo distribuovaný model FRIER (Hlavčová, K., Horváth, O., Szolgay, J., Kohnová, S., 2008), ktorý bol vyvinutý na Katedre vodného hospodárstva krajiny SvF STU v Bratislave.

 

Základná koncepcie modelu FRIER vychádza zo štruktúry fyzikálne orientovaného  modelu WetSpa (Wang a kol., 1996), model je však modifikovaný a preprogramovaný tak, aby bol vhodný na modelovanie odtoku zo zrážok a topenia snehu Slovenských fyzickogeografických podmienkach. Povodie je v modeli rozdelené štvorcovou sieťou na rovnomerné priestorové jednotky, v ktorých sa počíta hydrologická bilancia a z ktorých sa simuluje pohyb vody do záverečného profilu povodia. Jednotlivé zložky hydrologickej bilancie tvoria tekuté a tuhé zrážky, intercepcia, pôdna vlhkosť, infiltrácia, aktuálna evapotranspirácia, povrchový odtok, podpovrchový odtok v koreňovej zóne, priesak do podzemných vôd, podzemný odtok a zásoby podzemnej vody v zóne nasýtenia. Transformácia povrchového odtoku na povodí sa simuluje pomocou rovníc odvodených z difúznej vlny a na základe hydraulických charakteristík prúdenia vody na svahoch a v riečnej sieti. Výpočet podpovrchového odtoku vychádza z Darcyho zákona a metódy kinematickej vlny.

            Model s priestorovo rozčlenenými parametrami spolupracuje s programom ArcView GIS a príprava priestorovo distribuovaných údajov je viazaná na toto prostredie GIS. Vstupy do modelu sa pripravujú ako mapové podklady v digitálnej forme, hydrometeorologické údaje a údaje o fyzicko-geografických vlastnostiach prostredia v textovej forme.

 

Výstupy z modelu sú časové rady simulovaného prietoku (povrchový, hypodermický, základný a celkový) v m³.s^-1 a hydrologických prvkov z hydrologickej bilancie pre ľubovoľný časový krok v mm. Priestorové výstupy sú mapy súm povrchového, hypodermického, či podzemného odtoku, skutočnej a potenciálnej evapotranspirácie v mm, či priemer relatívnej pôdnej vlhkosti.

 

Hlavčová, K., Horváth, O., Szolgay, J., Kohnová, S.: Analýza možných zmien odtoku zo zrážok a topenia sa snehu na čiastkovom povodí tokov Hornád a Bodrog vplyvom využívania územia a jeho retenčných vlastností, Záverečná správa. SvF STU, Bratislava, 2008