Odvození měrných křivek a vyjádření nejistoty odtoku vybraných vodních toků na Šumavě

• Název práce v češtině: Odvození měrných křivek a vyjádření nejistoty odtoku vybraných vodních toků na Šumavě
• Název v anglickém jazyce: Rating curve estimation and runoff uncertainty assessment in selected rivers in the Sumava Mts.
• Klíčová slova: měrná křivka, odtok, charakteristiky odtoku, nejistota, hydrodynamické modelování
• Klíčová slova anglicky: rating curve, runoff, runoff signatures, uncertainty, hydrodynamic modelling
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyzické geografie a geoekologie (31-330)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Michal Jeníček, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 29.11.2021
• Datum zadání: 12.01.2022
• Datum potvrzení stud. oddělením: 12.01.2022

Předběžná náplň práce

Motivace
Sestavení spolehlivé časové řady průtoků v toku je nezbytné pro většinu hydrologických studií, včetně těch, které sledují dopad současných či budoucích změn krajiny a klimatu na odtok z povodí. Průtoky jsou většinou počítány z kontinuálně měřených vodních stavů za pomoci měrné křivky průtoku. Její sestavení je ale časově a finančně velmi náročné, neboť je k ní potřeba velké množství kalibračních měření průtoku v měřeném profilu. Zároveň je měrná křivka často zatížena velkou nejistotou, především v oblastech extrémních (nízkých i vysokých) a extrapolovaných vodních stavů a průtoků. Přitom řada studií ukazuje, že tato nejistota se zásadním způsobem projevuje při hodnocení časových řad, jejích charakteristik a trendů, a také při kalibraci srážko-odtokových modelů. Proto je důležité měrnou křivku sestavovat maximálně pečlivě a zároveň kvantifikovat nejistotu vycházející nejen z kalibračních měření, ale i z metod jejího sestavení.

Cíle práce
1) Zhodnocení současného stavu výzkumu týkajícího se měření vodních stavů a průtoků a tvorby odvozených řad průtoků pomocí měrných křivek za použití současných metod,
2) Sestavení měrných křivek pro vybrané profily vodních toků v experimentálním území povodí Vydry na Šumavě

Použité pracovní metody, zájmové území, datové zdroje
Na vybraných profilech vodních toků v experimentálním území povodí Vydry na Šumavě (např. Ptačí p., Rokytka, Březnický, Roklanský p.) budou na základě v minulosti měřených kalibračních dat a pomocí různých metod sestaveny měrné křivky průtoku. Mezi hlavní metody bude patřit sestavení dle 1) tradiční mocninné funkce aplikované na dílčí segmenty rozsahu vodních stavů, 2) výpočtem pomocí Manningovy rovnice a 3) pomocí hydrodynamického modelu (např. HEC-RAS). Následně proběhne zhodnocení rozdílů mezi různými měrnými křivkami a kvantifikace nejistoty. Dále budou rozdíly mezi křivkami zhodnoceny i podle toho, jak velké rozdíly vznikají při výpočtu různých charakteristik odtoku, například odtokové výšky, kvantilů průtoku, variabilitě odtoku, extrémních průtoků, křivky m-denních průtoků.