Modelování hydrologických a hydrogeologických procesů v systému GRASS GIS

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

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

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

4. 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

5. 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

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

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

8. 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

10. Nástroje pro modelování eroze

11. Hydrologické nástroje

12. Hydrogeologické nástroje

13. výsledky modelování H.Mitašové r.watershed r.drain

14. 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

15. Vstupy: 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 Vstupy a výstupy modelu

16. 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

17. 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

18. 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

20. 5.den 4.den 8.den

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

23. 460 min 930 min 1400 min

24. 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

25. 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>

26. Děkuji za pozornost