Příčina prudkého snížení průtoků některých menších toků ve středních Čechách v létě 2019 a extrémně nízkých specifických odtoků: vliv evapotranspirace z příbřežní zóny toku a ploch s mělkou hladinou podzemní vody

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00025798%3A_____%2F20%3A00000300" target="_blank" >RIV/00025798:_____/20:00000300 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://www.geology.cz/zpravy/en/detail/zpravy.geol.2020.06" target="_blank" >http://www.geology.cz/zpravy/en/detail/zpravy.geol.2020.06</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.3140/zpravy.geol.2020.06" target="_blank" >10.3140/zpravy.geol.2020.06</a>

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Příčina prudkého snížení průtoků některých menších toků ve středních Čechách v létě 2019 a extrémně nízkých specifických odtoků: vliv evapotranspirace z příbřežní zóny toku a ploch s mělkou hladinou podzemní vody

Popis výsledku v původním jazyce

V letech 2018 i 2019 došlo na některých tocích ve středních Čechách k extrémnímu snížení specifických odtoků. Příkladem je tok Brziny na Sedlčansku s povodím o ploše 133 km2, který po část léta zcela vysychal. V hydrogeologii je z pozorování pramenů známo, že základní odtok, který tvoří veškerý odtok za sušších období, by měl klesat velmi pomalu podle exponenciálního vztahu, kdy rychlost poklesu průtoku se v čase neustále zpomaluje (Mailletova rovnice, Maillet 1905). Je proto překvapivé, že může dojít k úplnému vyschnutí toků v tak rozsáhlých povodích. Vysvětlením tohoto jevu mohou být v zásadě tři factory nebo jejich kombinace: 1) vody povrchového toku zapadly pod dno koryta, protože propustnost kvartérních fluviálních sedimentů nebo podložních hornin dovoluje, aby se veškerý odtok odehrával podzemní cestou; 2) v teplých obdobích dochází k tak masivní evapotranspiraci, že voda se z náplavů podél toku vypařuje a tím ubývá i z toku, až po jeho úplné vyschnutí; 3) voda se intenzivně odčerpává z toku nebo dochází k velkým odběrům podzemní vody v příslušném povodí. Je třeba určit, který z faktorů je příčinou ztráty průtoku povrchových toků, protože každý z nich vede k velmi odlišným důsledkům. Například v případě, že povrchová voda infiltruje do kvartérních sedimentů, je možné počítat se značnými zdroji podzemní vody, které lze ze sedimentů využívat. Pokud se voda naopak ztrácí převážně výparem z ploch, kde je hladina podzemní vody mělko pod terénem, je při očekávaném prodlužování a zintenzivňování teplých období v budoucnu možné předpokládat větší míru vysychání toků. V Česku je evapotranspirace nejvýznamnějším členem hydrologické bilance, který odvádí vody pryč z povodí. Na základě dlouhodobých řad pozorování ČHMÚ z let 1970–2000 dosahuje evapotranspirace i v horských oblastech 50 procent úhrnu srážek a v nížinách je to až přes 90 procent úhrnu srážek (Bruthans – Soukup 2011, Oulehle 2019). Pouze zbývající procenta odpovídají odtoku podzemní a povrchovou vodou.

Název v anglickém jazyce

Cause of rapid decrease of discharge of minor streams in Central Bohemia during summer 2019, and extremely low specific runoff: effect of evapotranspiration from riparian zone and areas with shallow groundwater table

Popis výsledku anglicky

In the years 2018 and 2019, an extremely low specific discharge in several streams in Central Bohemia was observed. For example, the Brzina stream with the catchment area of 133 km2 was dry for part of the summer in both years. To determine the cause of very low discharge of streams, the following methods were applied: (i) streamflow measurements in high summer, (ii) hydrograph analysis during spring and summer, (iii) calculation of potential evapotranspiration (PET), and its comparison to the stream discharge and antecedent precipitation index (API), (iv) comparison of discharge and baseflow of springs. Field measurements confirmed extremely low specific discharge of some streams in the peak summer in Central Bohemia indicated by a long term monitoring of the Czech Hydrometeorological Institute. The specific discharge of some streams (within the catchment area exceeding 100 km2) dropped below 0.1 l/s/km2. Alluvium transmissivity is too low to explain such a low stream discharge by groundwater flow parallel with the stream course. The water abstraction is also too low to play important role. Based on various approaches, the intense evapotranspiration in the summer period from that part of alluvium, where the groundwater level and stream water are within the reach of plant roots (PET alluvium), is probably the major cause for a decrease of discharge to very low values. This assumption is supported by the times of the lowest discharges corresponding to the highest summer temperatures, extremely high PET during the summer, and a rapid drop in baseflow of streams observed in June 2019. In agreement with this assumption, the yield of springs unaffected by evapotranspiration from the PET alluvium has not decreased considerably. Based on the obtained data, and providing that the PET alluvium occupies about 2–5 percent of the catchment, this can result in the total loss of stream discharge in the hot summer period in Central Bohemia (mean specific base flow 1–2 l/s/km2). Providing that some, recently favored, remediation measures will be taken in the future, such as streambeds return to near- natural state or plugging the underground artificial drainages to increase the water table in adjacent alluvial plain and to get larger storage capacity and consequently to increase the streamflow during dry periods, an opposite result is likely to occur. The rise of water table will boost up the evapotranspiration in summer, and thus decrease the stream discharge. This clearly shows that intense evapotranspiration from the PET alluvium must be considered an important part of the hydrologic balance, and its effect should be taken into account when planning the remediation measures and actions. The evapotranspiration from the PET alluvium should also be considered when calculating the upper limit for groundwater abstraction and for minimum streamflow to limit surface water withdrawal. The effect of evapotranspiration from alluvium on streamflow in hot summer seems to be underestimated or even ignored issue in the Czech Republic.

Druh

J_SC - Článek v periodiku v databázi SCOPUS

CEP obor

—

OECD FORD obor

10501 - Hydrology

Projekt

<a href="/cs/project/SS01010208" target="_blank" >SS01010208: Řízená dotace podzemních vod jako nástroj k omezení dopadů sucha v ČR</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Zprávy o geologických výzkumech = Geoscience Research Reports

ISSN

0514-8057

e-ISSN

—

Svazek periodika

53

Číslo periodika v rámci svazku

1

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

8

Strana od-do

47-54

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85091155270