velikost textu

Effect of global climate change on hydrological patterns in headwater catchments

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Effect of global climate change on hydrological patterns in headwater catchments
Název v češtině:
Vliv globálních změn klimatu na hydrologický režim pramenných povodí
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Anna Lamačová, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Jakub Hruška, CSc.
Oponenti:
Ing. Miroslav Tesař, CSc.
doc. RNDr. Jaroslava Kalvová, CSc.
Konzultant:
prof. doc. RNDr. Evžen Stuchlík, CSc.
Id práce:
84936
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav pro životní prostředí (31-550)
Program studia:
Ekologie a ochrana prostředí (P1601)
Obor studia:
Aplikovaná a krajinná ekologie (XAPLEK)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
10. 11. 2014
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
odtokový režim, klimatická změna, pramenná povodí, modelování
Klíčová slova v angličtině:
flow pattern, climate change, headwater catchments, modelling
Abstrakt:
ABSTRAKT Cílem této práce bylo (i) vyhodnotit dlouhodobé změny ve vydatnostech pramenů v České republice (1971–2007) a v odtocích z malých lesních povodí sítě GEOMON (1994–2011), (ii) vyhodnotit vliv změny klimatu na chemismus povrchových vod v povodí citlivém na kyselou atmosférickou depozici (Lysina); a (iii) odhadnout dopady očekávané změny klimatu na hydrologický režim malých lesních povodí (GEOMON) a alpinského pramenného povodí (Skalnaté pleso) podle různých emisních scénářů CO2 v období 2021–2050 a 2071–2100. Statisticky významné poklesy průměrných ročních vydatností byly pozorovány u 18 % pramenů, zatímco rostoucí vydatnosti v méně než 0,5 % z celkových 157 testovaných objektů. V případě hodnocení trendů v hydrogeologických oblastech se významný klesající trend projevil ve 4 z 18 oblastí. Mezi tyto oblasti patřily rajony v sedimentech paleogénu a křídy Karpatské soustavy v jihovýchodní a severovýchodní části České republiky, rajony v terciérních a křídových sedimentech pánví na jihovýchodě a krystalinika, proterozoika a paleozoika v centrální části České republiky. Vydatnosti pramenů klesaly nejčastěji v letních měsících červen – srpen (v průměru o 24 %) a nejméně v období únor až duben (v průměru o 15 %) (Článek I). Napříč povodími sítě GEOMON nedochází ke statisticky významným poklesům nebo nárůstům průtoků v některém měsíci nebo ročním období 1994–2011 (Článek VI). Očekávané dopady změny klimatu na chemismus povrchových vod povodí Lysina budou zanedbatelné v porovnání s vlivem kyselé atmosférické depozice. Budoucí koncentrace SO42– v povrchových vodách zůstane v případě minimálních nebo žádných změn v ročním odtoku přibližně na současné hladině 90 µeq L-1 (2008–2009) nebo by vzrostla o 10–30 % v důsledku odhadovaného poklesu odtoku. Stejné změny lze očekávat i v případě koncentrace bazických kationtů, kde měřená hodnota dosahovala 160 µeq L-1 (2008–2009). Vliv změny klimatu na pH se očekává malý a vedl by k opětovnému mírnému okyselení povrchových vod v porovnání se současným pH 4,2 (2008–2009) (Článek IV). Předpokládaná změna klimatu významně ovlivní hydrologický režim malých pramenných povodí v obdobích 2021–2050 a 2071–2100. U ročního odtoku lze většinou očekávat pokles v obou obdobích. Modelové předpovědi předpokládají, že zimní odtok vzroste, dojde k posunu jarních maxim odtoku blíže k zimě a letní a podzimní odtoky citelně poklesnou. Modelované poklesy v průměrných denních odtocích ukazují, že sledované toky by mohly pravidelně na kratší období vysychat, a to zejména v případě povodí v nižších nadmořských výškách. Podobnou situaci lze očekávat i v případě alpinských povodí s mělkými jezery a malou plochou povodí, kde by mohlo docházet ke změně některých jezer z trvalých na periodická (Články II, III, V, VI).
Abstract v angličtině:
ABSTRACT The aims of this theses were (i) to evaluate trends in spring yields in the Czech Republic (period 1971–2007) and trends in runoff from small forested catchments of the GEOMON network during the period 1994–2011, (ii) evaluate the impact of climate change on streamwater chemistry in acid-sensitive catchment (Lysina), and (iii) estimate the impact of anticipated climate change projected according to different CO2 emission scenarios on flow patterns forested (GEOMON) and alpine headwater (Skalnaté Lake) catchments in the periods 2021–2050 and 2071–2100. Significant negative trends on the annual level were observed at 18% of springs while positive trends at only less than 0.5% of 157 tested objects and 4 of 18 regions revealed significant decreasing trend. To these regions belonged the zones of Carpathian Cretaceous and Paleogene sediments in the southeast and northeast of the Czech Republic, the zones of tertiary and Cretaceous basins in the southeast and Proterozoic and Paleozoic crystalline rocks in the central part of the Czech Republic. Most spring yields were decreasing within the summer months June– August (on average 24%) and least between February and April (on average 15%) (Paper I). There were no general patterns found indicating either significant increases or decreases in runoff on either seasonal or annual levels across the investigated GEOMON network catchments from 1994–2011 (Paper VI). The climate change influence on streamwater chemistry would be small compared to the influence of atmospheric acid deposition. Future streamwater SO42– concentration would maintain at the current level of approximately 90 µeq L-1 (2008–2009) in case of minimum or no change in runoff, or would increase by 10–30% as a result of projected runoff decrease. The runoff change would increase the concentration of base cations a similar magnitude compared to measured 160 µeq L-1 (2008–2009). The effect of climate change on pH would be small and would lead to slight re-acidification of streamwater compared to the measured value 4.2 (2008–2009) (Paper IV). Projected climate change will significantly affect hydrological pattern in the periods 2021– –2050 and 2071–2100. The annual runoff is mainly projected to decrease for both periods. Winter runoff is expected to increase, the spring runoff maxima will shift toward the winter months, and runoff in summer and autumn will decrease notably. The projected declines in mean daily flows indicate that studied streams might regularly dry up for short periods in the summer and autumn especially in catchments with low elevation. A similar situation can be expected for alpine catchments with shallow lakes with small drainage area, where future climate conditions could cause a change in their status from permanent to temporary lakes (Papers II, III, V, VI).
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Anna Lamačová, Ph.D. 5.99 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Anna Lamačová, Ph.D. 78 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Anna Lamačová, Ph.D. 77 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Anna Lamačová, Ph.D. 348 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Miroslav Tesař, CSc. 165 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Jaroslava Kalvová, CSc. 212 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 598 kB