Ústav pro hydrodynamiku

Nejnovější přírůstky:
2024-02-18
00:07
Dynamics of surface water quality changes in model headwater areas of the Czech Republic
Fraindová, K. ; Matoušková, M. ; Kliment, Z. ; Vlček, Lukáš ; Vlach, V. ; Šajnarová, L.
River headwaters have a high environmental value. Unfortunately, the biogeochemical processes in headwaters in context of different rainfall-runoff conditions and specific land cover have not been fully examined. This study focuses on changes in correlations of 16 biogeochemical parameters related to different types of rainfall-runoff events and land cover condition for eight headwater catchments in Central Europe. Multiple methods as linear regression, Spearman rank correlation, Principal Components Analysis and C/Q hysteresis loops revealed main relationships. Presence of peatlands and waterlogged spruce forests had decisive influence on the biogeochemistry (mainly for CODMn, humins, Fe, P-PO43− TP, and N-NO3−). The strongest positive correlation of organic matter (CODMn) and Fe is represented in a catchment with the largest area of damaged forest (70%), but with a smaller proportion of wetlands (8%). High flow rates influence the release of greater amounts of organic matter and N-NO3−.

Úplný záznam
2024-02-18
00:07
Dynamics of dissolved organic carbon in surface water during extreme rainfall-runoff events
Matoušková, M. ; Fraindová, K. ; Bejčková, M. ; Kliment, Z. ; Vlach, V. ; Vlček, Lukáš
The release of a greater amount of natural organic matter (NOM) within climate change is registered in many catchments with peatbog areas. The aim of our research is to study the dynamics of releasing dissolved organic carbon (DOC) into surface water in headwater areas with peatbogs. DOC concentrations are analysed in relation to extreme rainfall-runoff (R-R) events and according to the hydrological preconditions of the basin. These preconditions are described using selected hydroclimatic variables (14 days before the R-R event). The source data comes from stations of the Faculty of Science, Charles University, and the Czech Hydrometeorological Institute. For the evaluation of relations and processes, the Principal component analysis (PCA), hysteresis loops or Pearson correlation coefficient was used. The lag time of DOCmax for Qmax, the dependence of DOCmax and groundwater levels were studied. The influence of flow rate on the decline and ascent phases of DOC\nconcentrations by hysteresis loops and the influence of the number of partial flow maximums on the amount of transported DOC during the R-R event was analysed. Our first results show that great influence on the dynamic of DOC concentration in surface water has the change in groundwater-levels in the peatbog and the outflow amount during the R-R event. The hydroclimatic preconditions of the basin have also a significant influence on the DOC release. Changes in concentrations during R-R events also occurred for other compounds that were studied additionally. Particularly significant was the increase in metals (mainly Fe, Al, Mn) and base cation (K) and decrease in nitrate nitrogen.

Úplný záznam
2023-06-25
00:12
Kam a kolik vody odvádí stromy? Modelování vlivu smrkových a bukových porostů na toky vody v půdě během extrémních klimatických podmínek
Zelíková, Nikol ; Šípek, Václav
Půdní vlhkost propojuje takové procesy, které ovlivňují celý hydrologický cyklus, a tím i dostupnost vodních zdrojů. Jedním z významných faktorů ovlivňující tyto procesy je přítomnost vegetace. Výzkum interakcí mezi vegetací, jejím managementem a procesy ovlivňující toky půdní vody nabývá na významu zejména v době probíhajících klimatických změn i změn krajinného pokryvu. Avšak komplexnost těchto interakcí, ovlivněná navíc jejich rozdílností mezi jednotlivými rostlinnými druhy tento výzkum ztěžuje. Proměna krajinného pokryvu probíhá také v českém lesnictví, konkrétně v podobě obměny smrkových monokultur buky. V této studii je proto zkoumán vliv dvou typů lesních porostů, smrku ztepilého (Picea abies) a buku lesního (Fagus sylvatica), na vodní režim půdy v experimentálním povodí Liz na Šumavě. A to (1) zjištěním rozdílů v množství půdní vláhy na základě dvaceti let naměřených dat a (2) získáním složek vodní bilance (transpirace a perkolace) na těchto dvou kontrastních plochách pomocí modelu bilance půdní vody. Z analýzy dlouhodobých dat půdních vlhkostí vyplývají nepatrně nižší hodnoty půdních vlhkostí pod porosty buku, které zanikají při srovnání průměrných ročních hodnot. Odlišnosti jsou patrné při hodnocení průměrných vlhkostí s hloubkou, kde v nejsvrchnější vrstvě půdního profilu smrk disponuje v průměru o 6 % vyššími zásobami půdní vody než buk. Z pohledu vývoje půdních vlhkostí během vegetační sezóny je půda z počátku sušší pod smrkem, který započíná svou transpiraci dříve. Tento rozdíl je v průběhu sezóny zredukován intenzivní transpirací buku. Výstupy bilančního modelu poukázaly na vyšší míru aktuální evapotranspirace buku a vyšší míru perkolace smrku během každého roku. Tento jev byl zvýrazněn během suchých let, kdežto v letech s dostatkem srážek byly rozdíly minimální. Zvýšení četnosti buku v krajině, tak může ovlivnit míru dotace podzemních vod.

Úplný záznam
2023-06-25
00:12
Časová proměnlivost hydraulických vlastností půdy a jejich vliv na odhad půdní vlhkosti
Šípek, Václav ; Vlček, Lukáš ; Tesař, Miroslav ; Zelíková, Nikol ; Hnilica, Jan
Půdní vlhkost hraje významnou roli v hydrologickém cyklu, protože zásadně ovlivňuje proudění vody v systému voda-půda-rostlina. Studie je zaměřena na celoroční odhad nasycení půdního profilu vodou v zalesněném horském území s využitím jednoduchého modelu založenému na konceptu lineární nádrže. Studie je založena na terénním měření nasycené hydraulické vodivosti a zavedení periodické funkce nasycené hydraulické vodivosti do modelu půdní vlhkosti, která možní její sezónní proměnlivost. \nPrůměrná nasycená hydraulická vodivost měřená jednoválcovým infiltrometrem byla v průběhu dvou let vždy vyšší ve vegetačním období, kdy se pohybovala od 33,6 do 44,8 cm hod-1, oproti zimním období, kdy poklesla do rozmezí 13,2 až 22,3 cm hod-1. Do modelu půdní vlhkosti byla implementována funkce, která umožnila spojitou změnu nasycené hydraulické vodivosti s maximem ve vegetační sezóně a minimum v zimním období. Tato modifikace modelu půdní vlhkosti vedla k poklesu průměrné čtvercové chyby odhadu půdní vlhkosti o 33,2 % (z 0,034 cm3cm-3 na 0,023 cm3cm-3) a nárůstu hodnoty Nash-Sutcliffova koeficientu z 0,34 na 0,68. Výsledky studie přispějí k přesnějšímu celoročnímu odhadu půdní vlhkosti, a tedy i ke zlepšení dlouhodobých simulací vlivu klimatické změny na dostupnost vodních zdrojů.\n

Úplný záznam
2023-06-25
00:12
Zapojení rašelinišť do odtoku z povodí
Vlček, Lukáš ; Falátková, Kristýna
Příspěvek se věnuje hydrologickému režimu povodí, kde rašeliniště tvoří přibližně polovinu rozlohy. Pomocí modelu byly hodnoceny hydrologické procesy v rašeliništi a okolním lese. Z výsledků vyplývá, že rašeliniště výrazně zvyšuje fluktuaci vodního režimu místních toků. Vodní bilance zase ukazuje snížený ochalozovací efekt rašelinišť bez stromového patra oproti lesům na organominerální půdě. Revitalizace rašelinišť tak může mít kromě pozitivního ekologického aspektu negativní hydroogický dopad na okolní krajinu a místní toky.

Úplný záznam
2023-06-25
00:12
Hydrolgoie malého povodí 2023
Hnilicová, Soňa ; Tesař, Miroslav
The book is a collection of scientific contributions to the Conference "Hydrology of small basins". The conference topics were: 1. Changes in the regime of water resources in small basins; 2. Complex monitoring a and water storage balance in small basins; 3. Hydrological extremes (flash floods, drought); 4. Effect of land use and land cover on water balance; 5. Hydrophobicity and transportation processes in soil; 6. Hydrological modelling und uncertainties; 7. Biogeochemical fluxes in a small watershed and eutrophication of surface waters; 8. Mountainous experimental small basins (deposited precipitation, snow regime, …); 9. New methods, techniques and instrumentation in hydrology and hydroecology.\n

Úplný záznam
2023-03-12
00:04
Stav a rozdíly v akumulaci sněhu v oblasti Šumavy
Procházka, J. ; Šustková, V. ; Tesař, Miroslav
Šumava je nejrozsáhlejší pohoří v Česku a díky své rozloze a nadmořské výšce zachytává podstatnou část zimních srážek ve formě sněhu. Souvislejší informace o sněhových charakteristikách z nejvyšších a odlehlých poloh Šumavy však donedávna prakticky chyběly. Proto byly tímto směrem orientovány odpovídající aktivity v podobě podrobnějších expedičních měření výšky a vodní hodnoty sněhu. Na základě těchto měření mohly být postupně instalovány nové meteorologické stanice, nebo doplněny stávající výzkumné stanice, s automatickým měřením sněhu. Na základě spolupráce amatérských meteorologů ze Šumavy, ČHMÚ, ÚH AVČR, FZT JU a NP Šumava se tak staly součástí sítě sněhoměrných meteorologických stanic lokality jako Plechý, Blatný vrch, Boubín, Jezerní hora, Poledník, Pasečná – Horský potok a další. \nPro prostorovou analýzu bodových měření výšky sněhové pokrývky byly využity prostředky ArcGIS od ESRI, orografické interpolace, metody LLR a ClidatDEM užívané v ČHMÚ. Použité interpolační metody zohledňují vliv nadmořské výšky na interpolovanou veličinu a zachovávají původní naměřenou hodnotu ve známém bodě. Jako podkladový digitální model terénu byl využit SRTM 1-ArcSecond Global od USGS vytvořený v souřadnicovém systému WGS-84, a to z důvodu vysokého rozlišení (38 x 38 m) a možnosti hodnotit celou Šumavu včetně její bavorské potažmo rakouské části.

Úplný záznam
2023-03-12
00:04
Změny poměru nového sněhu a sezónních srážek v horských a podhorských oblastech Česka
Procházka, J. ; Lipina, P. ; Šustková, V. ; Tesař, Miroslav
Sněžení a tvorba sněhové pokrývky je důležitým aspektem chladnější části roku v Česku i střední Evropě. Sněhová pokrývka má význam z hlediska klimatologického, hydrologického, ekologického i rekreačního, potažmo ekonomického. Množství nového sněhu závisí kromě srážek především na teplotě vzduchu. S postupným oteplováním se dá předpokládat, že při podobném celkovém úhrnu srážek se bude snižovat podíl srážek ve formě sněhu a schopnost tvorby sněhové pokrývky. Za účelem vyjádření příslušného stavu a změn byl v tomto příspěvku použit poměr sezónního množství nového sněhu v cm a celkových srážek v mm, Sn/P. V této souvislosti byla zpracována data z databáze ČHMÚ pro 112 vybraných horských a podhorských meteorologických stanic Česka pro dvě normálová období 1961–1990, resp. 1991–2020. Hodnocena byla data z chladné části roku a ze stanic s nadmořskou výškou nad 500 m, a to souhrnně nebo dle jednotlivých výškových pásem. Jako chladná část roku zde bylo považováno období listopad až duben, kdy je větší pravděpodobnost tvorby nové sněhové pokrývky. Výsledky studie ukázaly, že poměr Sn/P zaznamenal v období 1991–2020 znatelný pokles v porovnání s obdobím 1961–1990, v průměru tomu bylo z hodnoty 0,54 na hodnotu 0,44, tedy o 18 %. Dokumentovaná změna se projevila především v souvislosti s poklesem sezónního úhrnu nového sněhu, a to z průměrných 168 na 144 cm, zatímco sezónní úhrn srážek v průměru jen mírně vzrostl z 312 na 326 mm. Stav a změny v hodnocených parametrech\nbyly současně prezentovány i prostorově v podobě klimatologických map Česka pro příslušná normálová období. Výhodou hodnocení pomocí poměru Sn/P, v porovnání s hodnocením poměru tuhých a kapalných srážek S/P, je možnost využití dat z většího souboru klimatologických i srážkoměrných stanic. Poměr Sn/P navíc zahrnuje důležitý fenomén chladnější části roku, a to vytváření sněhové pokrývky.

Úplný záznam
2023-03-12
00:04
Měření sněhu a zimních srážek na Šumavě pro zpřesnění dat a mapových výstupů
Procházka, J. ; Šustková, V. ; Tesař, Miroslav
V několika posledních letech došlo k výraznému rozšíření automatických stanic s měřením sněhu. Současně jsou prováděna expediční měření za účelem zpřesnění úhrnů zimních srážek a charakteristik sněhu. Na základě těchto aktivit a poznatků jsou kromě aktualizace databáze příslušných dat vytvářeny mapy srážek a sněhové pokrývky pro oblast Šumavy, jejichž představení je náplní příspěvku.

Úplný záznam
2023-01-29
22:31
Možnosti odstraňování perfluorovaných organických sloučenin (PFCs) na úpravnách pitné vody a jejich výskyt ve zdrojích pitné vody v ČR
Čermáková, Lenka ; Fialová, Kateřina ; Prokopová, Michaela ; Semerád, Jaroslav ; Petříček, Radim ; Pivokonská, Lenka ; Cajthaml, Tomáš ; Pivokonský, Martin
Tato souhrnná výzkumná zpráva byla realizována v rámci projektu TAČR TJ04000212 programu na podporu aplikovaného výzkumu ZÉTA „Možnosti odstraňování perfluorovaných organických sloučenin (PFCs) na úpravnách pitné vody a jejich výskyt ve zdrojích pitné vody v ČR“. Tato zpráva je určena provozovatelům úpraven vod a slouží jako základní materiál pro optimalizaci procesu koagulace/flokulace a adsorpce při úpravě vody. Zpráva podrobně vysvětluje problematiku odstraňování perfluorovaných organických látek (PFCs) při úpravě vody, zejména procesem adsorpce v poloprovozních podmínkách. Tato zpráva bude použita jako teoretický podklad pro provoz úpravny vody v Kutné Hoře provozovanou Vodohospodářskou společností Vrchlice – Maleč, a. s.

Úplný záznam