Diplomová práce Modelování hydrologických a hydrogeologických procesů v systému GRASS GIS Vedoucí práce: Ing. Antonín Orlík Zpracovatel: Lucie Juřikovská Geoinformatika G562 2004/2005

Cíl práce Cílem projektu je prozkoumat možnosti systému GRASS GIS pro hydrologické a hydrogeologické modelování. Výsledky práce budou použity pro projekt TRANSCAT.

Úkoly seznámit se s systémem GRASS GIS vytvořit přehled hydrologických a hydrogeologických nástrojů vytvořit přehled nástrojů pro modelování transportu sedimentů a eroze

Úkoly otestovat modelování v modelu CASC2D_SED pro povodí řeky Bělé porovnat výsledky modelování s výsledky jiného modelovacího programu (HEC-HMS) a s naměřenými daty

Použité datové zdroje ESRI GRID v ASCII formátu s DMT (povodí Bělé) bodová vrstva meteorologických stanic vrstva Corine Landcover srážkoměrná data 21.4.-30.4.2004 vrstva vrstevnic z DMÚ25

Použité datové zdroje naměřené hodnoty průtoků na řece Bělá, stanice Mikulovice výsledky modelování programového prostředku HEC-HMS cvičná data pro CASC2D_SED

Zájmové území – řeka Bělá pilotní oblast TRANSCAT pohraničí mezi Polskem a ČR charakteristika oblasti: nevhodné zásahy do hydrogeologického režimu, odlesňování, meliorace a odvodňování

GRASS GIS podpůrný systém pro analýzu geografických zdrojů publikován pod GNU/GPL licencí vyvíjen od r.1982 pro vojenské účely obsahuje přes 400 programů a pomocných prostředků pro práci s rastrovými, vektorovými a bodovými daty

Nástroje pro modelování eroze Použití AGNPS transport látek v půdě KINEROS procesy intercepce, infiltrace, hydrologické modelování SWAT transport sedimentů, hydrologické modelování ANSWER transport sedimentů, kontrola jakosti vody r.sim.sediment transport sedimentů, nánosy sedimentů

Hydrologické nástroje Modul Použití r.flow hustota, dráhy a délka drah a povrchového odtoku r.drain dráha odtoku r.terraflow směry proudění, akumulace r.hydro.CASC2D průtok, infiltrace, půdní vlhkost r.topmodel saturace, infiltrace, podpovrchový odtok r.watershed povodí, subpovodí, říční síť, směry odtoku r.water.outlet povodí k volně definovaným bodům v DMT

Hydrogeologické nástroje Modul Použití r3.mapcalc operace s formátem GRID3D r3.mkdspf předzpracování dat pro r3.showdspf r3.showdspf vizualizační nástroj r3.to.sites převod GRID3D do bodové vrstvy r3.in.ascii import dat do formátu GRID3D r3.mask 3D-maska

r.watershed r.drain výsledky modelování H.Mitašové

CASC2D_SED parametrický simulační model, zaměřený na povrchový odtok, průtok, transport sedimentů a nánosy sedimentů aplikace pro DOS pro výpočty využívá USLE rovnici, Green & Ampt infiltrační metodu a Hortonovský povrchový odtok

Vstupy a výstupy modelu DMT maska povodí mapa půdních typů mapa land use mapa sítě a uzlů C, P, K faktor hydraulická vodivost počáteční půdní vlhkost koeficienty drsnosti povrchu srážkoměrná data Výstupy: hodnoty průtoku průtok splavenin rozložení srážek hloubka vody hustota sedimentů celkové průtoky písku, jílu

Příprava dat pro CASC2D_SED import a vytvoření hydrologicky korektního DMT tvorba nového DMT z vrstevnic vymezení hranice povodí Bělé pro měřící stanici v Mikulovicích

Příprava dat pro CASC2D_SED převedení bodové vrstvy meteorologických stanic z S42 do UTM import vrstvy Corine Landcover a převedení na rastr tvorba masky povodí tvorba vrstvy říční sítě

Příprava dat pro CASC2D_SED tvorba vrstvy land use, přiřazení koeficientu drsnosti povrchu, C a P faktoru vytvoření vrstvy půdních typů, hydraulická vodivost, půdní vlhkost, poměr písku a jílu, K faktor převedení všech vstupních dat do ASCII formátu

4.den 5.den 8.den

Modelování transportu sedimentů cvičná data povodí Goodwin Creek data v 90-ti metrovém rozlišení simulace bouřky z 17.10.1981

460 min 930 min 1400 min

Zhodnocení výsledků pro Transcat k výpočtům využíván HEC-HMS (pouze tabulkové výstupy) CASC2D_SED – statistické, tabulkové výstupy, grafické vrstvy v časové řadě výsledky ovlivněny nedostatkem dostupných informací o půdních typech a využití území

Literatura: Domovská stránka GRASS GIS. Dostupné na WWW: <http://grass.itc.it> Fred L. Ogden: CASC2D Reference Manual. Neteler, M.: Praktická příručka ke geografickému informačnímu systému GRASS. Bonk, R.: Geografický informační systém GRASS. Dostupné na WWW: <http://www.root.cz/clanek/1498> Čepický, J.: GIS GRASS. Dostupné na WWW: <http://home.tiscali.cz/ca535336/grass/grass1.html> Landa, M.: Úvod do GRASSu. Dostupné na WWW: <http://gama.fsv.cvut.cz/~landa>

Děkuji za pozornost