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%2F00216208%3A11310%2F20%3A10420346" target="_blank" >RIV/00216208:11310/20:10420346 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=vHCy.KOruX" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=vHCy.KOruX</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 a 2019 byl ve středních Čechách pozorován extrémně nízký měrný průtok na několika proudech. Například potok Brzina se spádovou oblastí 133 km2 byl po část léta v obou letech suchý (obr. 1, 2; tabulka 1). K určení příčiny velmi malého vypouštění toků byly použity následující metody: (i) měření toku ve vysokém létě, (ii) hydrografická analýza během jara a léta, (iii) výpočet potenciální evapotranspirace (PET) a jeho srovnání k průtoku toku a předchozímu indexu srážek (API), (iv) srovnání průtoku a základního toku pramenů. Terénní měření potvrdila extrémně nízký měrný průtok některých toků ve vrcholovém létě ve středních Čechách indikovaný dlouhodobým monitorováním Českého hydrometeorologického ústavu. Specifický průtok některých toků (v povodí přesahujícím 100 km2) klesl pod 0,1 l / s / km2. Propustnost naplavenin je příliš nízká na to, aby vysvětlovala takové vypouštění nízkého proudu proudem podzemní vody paralelně s tokem proudu. Odběr vody je také příliš nízký, aby mohl hrát důležitou roli. Na základě různých přístupů je pravděpodobně hlavní příčinou poklesu vypouštění na velmi nízkou intenzivní evapotranspirace v letním období od té části naplavenin, kde je hladina podzemní vody a proudící vody v dosahu kořenů rostlin (PET naplaveniny). hodnoty (obr. 1). Tento předpoklad je podporován dobami nejnižších průtoků odpovídajících nejvyšším letním teplotám (obr. 4), extrémně vysokým PET během léta a rychlým poklesem základního toku toků pozorovaným v červnu 2019 (obr. 2). V souladu s tímto předpokladem se výtěžek pramenů neovlivněných evapotranspirací z PET naplavenin výrazně nesnížil (obr. 3). Na základě získaných údajů a za předpokladu, že PET naplaveniny zabírají asi 2-5% povodí, to může mít za následek celkovou ztrátu vypouštění toku v horkém letním období ve středních Čechách (střední specifický základní průtok 1-2 l / s / km2). Za předpokladu, že v budoucnu budou přijata některá, nedávno upřednostňovaná, sanační opatření, jako je návrat říčních toků do téměř přirozeného stavu nebo ucpání podzemních umělých odtoků, aby se zvýšila hladina podzemní vody v přilehlé nivě a aby se získala větší skladovací kapacita a následně i zvýšení tok proudu během období sucha, je pravděpodobné, že dojde k opačnému výsledku. Vzestup hladiny podzemní vody zvýší v létě evapotranspiraci a sníží tak vypouštění proudu. To jasně ukazuje, že intenzivní evapotranspirace z PET naplavenin musí být považována za důležitou součást hydrologické rovnováhy a její účinek

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 km2was dry for part of the summer in both years (Figs 1, 2; Table 1). 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 (Fig. 1). This assumption is supported by the times of the lowest discharges corresponding to the highest summer temperatures (Fig. 4), extremely high PET during the summer, and a rapid drop in baseflow of streams observed in June 2019 (Fig. 2). In agreement with this assumption, the yield of springs unaffected by evapotranspiration from the PET alluvium has not decreased considerably (Fig. 3). Based on the obtained data, and providing that the PET alluvium occupies about 2-5 % 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. (C) 2020 Czech Geological Survey. All rights reserved.

Druh

J_SC - Článek v periodiku v databázi SCOPUS

CEP obor

—

OECD FORD obor

10505 - Geology

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

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

Název periodika

Geoscience Research Reports [online]

ISSN

2336-5757

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