|
|
Aplikace matematických modelů pro simulaci hydrologických poměrů na vybraných vodních tocích
Kurková, Marie ; Vašků, Zdeněk (vedoucí práce) ; Michal, Michal (oponent)
Povodeň je přírodní jev, který se vyskytuje v různé intenzitě a nepravidelných časových intervalech. Povodně představují pro Českou republiku největší přímé nebezpečí v oblasti přírodních katastrof a mohou být i příčinou závažných krizových situací, při nichž vznikají nejenom rozsáhlé materiální škody, ale rovněž ztráty na životech obyvatel postižených území a dochází k rozsáhlé devastaci kulturní krajiny včetně ekologických škod. Z hlediska eliminace potenciálního ohrožení a samotných následků těchto událostí jsou významné informace předpovědní povodňové služby o charakteru a o rozsahu záplavových území pro jednotlivé N-leté povodňové průtoky a konkrétní povodňové scénáře. Adekvátní představu o hloubkách a rychlostech při povodňové události, v podélném či příčném profilu vodního toku, poskytují hydrodynamické modely. Získané informace z hydrodynamických modelů tak zaujímají výsadní postavení z pohledu ochrany životů i zmírnění škod na majetku občanů. Zájmové území první studie se nachází na části vodního toku Úhlavy v lukách u Příchovic v blízkosti města Přeštice. Návrh protipovodňových opatření je součástí dokumentace k územnímu řízení: Přeštice -- Inundační průlehové koryto v lukách u Příchovic. Posuzovaná dokumentace byla zhotovena na základě hydrotechnických výpočtů a zkušeností z povodně v srpnu 2002. Matematický model je prakticky využit ve studii posouzení navržených protipovodňových opatření na vodním toku Úhlavy ve městě Přeštice. Posouzení je založeno na matematickém modelování odtokového a hladinového režimu na vodním toku Úhlavy. K vlastní simulaci je použit nekomerční software Hec-Ras, verze 3.1.1. Z provedeného posouzení navržených protipovodňových opatření by mělo být zřejmé, zda jsou navržena efektivně. Matematický model připravený pomocí uvedeného softwaru je možné využít jako podklad pro poskytnutí podpory při realizaci navržených protipovodňových opatření na vodním toku Úhlavy v lukách u Příchovic v rámci dotačního programu "Program prevence před povodněmi II" v gesci Ministerstva zemědělství. Ve druhém případě je matematický model využit ve studii hydrotechnického posouzení drobných vodních toků v katastrálním území obce Mochtín. Posouzení je založeno na matematickém modelování odtokového a hladinového režimu na vybraných tocích. K vlastní simulaci je použit nekomerční software HEC-RAS. Provedené posouzení by mělo ukázat na riziková místa v obci Mochtín. Matematický model připravený pomocí uvedeného softwaru je možné využít jako podklad pro předhodnocení plánovaných akcí zahrnutých do územního plánu nebo jako zdroj základního přehledu o možnostech protipovodňové ochrany na úrovni menší obce. Základním vstupem do hydrodynamických modelů jsou výškopisná data. Jedním ze způsobů získání dat je jejich pořízení metodou leteckého laserového skenování (LLS) z digitálního modelu reliéfu (DMR). Tato metoda je označována za jednu z nejpřesnějších metod pro získání výškopisných dat. Jejím úskalím je však neschopnost zaznamenat geometrii terénu pod vodní hladinou, a to díky pohlcení laserového paprsku vodní masou. Absence geometrických dat o průtočné ploše vodního toku může citelně ovlivnit výsledky modelování, zejména pokud chybějící část koryta reprezentuje svou kapacitou významnou průtočnou plochu. Jedním ze způsobů odstranění této chyby je dodatečné zahloubení koryta pomocí softwarových nástrojů, jakým je například CroSolver. Třetí příspěvek se zabývá sestavením hydrodynamického modelu s využitím dat DMR 5. generace a porovnává jeho výstupy při různých průtocích s modelem založeným na výškopisných datech upravených pomocí nástroje CroSolver. Jedná se o srovnání výstupů hydrodynamických modelů v programu HEC-RAS při použití zahloubených dat a při použití neupraveného DMR. Srovnání je provedeno na úsecích dvou vodních toků s odlišnou morfologií terénu a velikostí toku. Doplňujícím výstupem je porovnání záplavových území vycházejících z obou variant modelů. Z výsledků vyplývá, že rozdíly ve výstupech jsou významné především u nižších průtoků (Q1, Q5), zatímco pro Q50 a Q100 je rozdíl zanedbatelný, přičemž velký vliv má samotná morfologie modelovaného území a velikost toku.
|
host ::
RSS.