|
|
Zpřesnění distribuce sněhové pokrývky na vybraných povodích s využitím dat automatických sněhoměrných stanic
Procházka, J. ; Šustková, V. ; Tesař, Miroslav
Studie hodnotí význam automatických sněhoměrných stanic (ASNS) provozovaných různými subjekty v oblasti vybraných subpovodí Šumavy spadajících do povodí přehradní nádrže Orlík. Je zde zdůrazněna potřeba monitoringu sněhové pokrývky jako významné složky hydrologické bilance povodí zejména v horských oblastech. Subpovodí Vltavy a Otavy reprezentují území pramenných oblastí v srážkově návětrné příhraniční části pohoří, kdežto subpovodí Volyňky a Blanice pramennou oblast závětrné vnitrozemské části pohoří. Význam ASNS je prokázán především v nejvyšších a odlehlých polohách Šumavy, kde chybí základní meteorologické stanice používané do běžných klimatologických a hydrologických hodnocení. Díky moderním podkladům a metodám je možné významně zpřesnit distribuci sněhové pokrývky a jejích vlastností. Kontinuální záznam výšky sněhu prostřednictvím ASNS takto poskytuje pro území vyšších poloh Šumavy nové poznatky a operativní údaje pro standardní klimatologická hodnocení i pro další aplikace využívané v rámci činnosti ČHMÚ, Povodí Vltavy, s. p. a dalšími institucemi např. pro správní a vědeckovýzkumné potřeby.
|
|
|
Přístroje pro měření úhrnu srážek od historie po současnost
Lipina, P. ; Procházka, J. ; Tesař, Miroslav
Úhrn srážek patří mezi nejdůležitější meteorologické prvky. Má zásadní význam pro tvorbu klimatologických charakteristik, je základem vodní bilance a primárně sledovaným prvkem v předpovědní a výstražné službě. Měření srážek je dlouhodobě zatíženo mnoha nejistotami a je mu proto věnována soustavně náležitá pozornost. \nPrvní měření srážek v Evropě se datuje k 17. století. Pravidelná, ale neúplná, měření srážek na pražské klementinské hvězdárně byla zahájena v roce 1752 (nepřetržitá řada od roku 1804), v Brně to bylo v roce 1803. V roce 1817 M. A. David publikoval první německy psaný návod pro pozorování počasí v Čechách určený dobrovolným pozorovatelům. Zásadní vliv pro vznik meteorologických stanic a měření srážek měly aktivity institucí a různých spolků, například pražské Klementinum, Přírodozpytný spolek v Brně, Ústřední ústav pro meteorologii a zemský magnetismus a jiné. Hydrografická komise pro království české a její hydrometrická sekce byla pod vedením F. J. Studničky založena roku 1875, o významné rozšíření měření srážek se v té době zasloužil v rámci budování sítě lesnických srážkoměrných stanic E. Purkyně.\nJiž více než 200 let dochází k vývoji srážkoměrů a metodik měření srážek. V českých zemích dlouhodobě využívaný manuální srážkoměr Metra 886 byl vyvinut podle rakouského vzoru prof. Kostlivého. Od roku 1995 byla zahájena automatizace měření srážek nejprve klopnými srážkoměry, které jsou postupně nahrazovány srážkoměry váhovými. V odlehlých a lesnatých oblastech jsou testovány alternativní způsoby měření srážek. Tento příspěvek se snaží historii, standardy a vývoj v měření srážek u nás alespoň orientačně přiblížit.
|
|
|
Teplotní režim lesních horských půd
Dohnal, M. ; Votrubová, J. ; Mazúchová, R. ; Blunár, P. ; Tesař, Miroslav
S postupující automatizací, digitalizací a lepší dostupností pokročilých meteorologických a hydrologických přístrojů pro kontinuální sledování malých povodí jsou metody a postupy vycházející z bilance energie stále častěji vyhodnocovány v subdenním časovém kroku. V těchto případech již není možné dostupnou energii ztotožnit s čistou radiací a zanedbat tok tepla do půdy. Nevhodně zavedené předpoklady o velikosti toku tepla do půdy nebo použití příliš zjednodušených výpočetních postupů k jeho určení, vnášejí do zdánlivě přesnějších, ale ve skutečnosti pouze v čase podrobnějších, výpočtů značné nejistoty. Monitoring teplotního režimu půd a toků tepla do půdy, tak má velký význam pro ověření používaných výpočetních postupů a lepší pochopení omezení plynoucích z dlouhodobě využívaných předpokladů.
|
|
|
Summary of the Liquid-Gas Ejector Hydraulic Behavior - Theory and Practice
Gebouský, Ondřej ; Haidl, Jan
Liquid-gas ejectors (LGEs) are fascinating devices that use the kinetic energy of the liquid jet to entrain and eventually compress the gas. LGEs find applications in both industry and everyday life, e.g., as sprayers. However, a complex and reliable method for LGE design was not available in the open literature until recently. This contribution follows up on our recent works about the hydraulic behavior of LGE with undisturbed and destabilized liquid jets. This paper aims to summarize the device’s complicated hydraulics and characterize its optimal design for three industrially relevant applications - (a) LGE as the vacuum pump, (b) LGE as the gas purification equipment, and (c) LGE as the gas distributor for bioreactors.
|
|
|
Digitální dvojče úpravny vody – vývoj a využití v praxi
Sochorová, Helena ; Andreides, D. ; Hložanka, F. ; Prokopová, Michaela ; Stejskal, O. ; Chalupa, L. ; Šmejkalová, P. ; Dolejš, P.
Příspěvek představuje zkušenosti s vývojem digitálního dvojčete pro optimalizaci řízení ÚV v rámci pilotního projektu v lokalitě Železná Ruda. Digitální dvojče se skládá ze dvou komponent, a to digitální dokumentace v objektové architektuře zpracované postupem reverzního inženýrství, která je datově propojená s reálnou fyzickou infrastrukturou (virtuální replika infrastruktury) a ze simulačního nástroje na základě matematického modelu anebo neuronové sítě (simulace procesu úpravy vody). Obě komponenty jsou uživateli přístupné přes webovou aplikaci, ve které lze volit ze tří provozních stavů (monitoring reálného stavu - defaultní, simulace scénářů provozních nastavení a predikce tlakové ztráty).
|
|
| |
|
|
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−.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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
|
host ::
RSS.