Hodnocení ztráty půdy a povrchového odtoku z tání sněhové pokrývky pomocí GIS

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F62156489%3A43210%2F26%3A43928486" target="_blank" >RIV/62156489:43210/26:43928486 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://snowmelting-cr.cz/" target="_blank" >https://snowmelting-cr.cz/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Hodnocení ztráty půdy a povrchového odtoku z tání sněhové pokrývky pomocí GIS

Popis výsledku v původním jazyce

Metodika hodnocení ztráty půdy a povrchového odtoku z tání sněhové pokrývky pomocí GIS představuje komplexní přístup k hodnocení eroze a modelování odtoku v podmínkách České republiky. Umožňuje plně distribuované, časově proměnlivé a pravděpodobnostně orientované hodnocení erozního rizika a přímého odtoku spojeného s táním sněhu, které v dosavadní praxi chybělo. Metodika navazuje na starší přístupy, zejména na metodiku Zachara (1982), a dále je rozvíjí v návaznosti na principy rovnice RUSLE (Renard et al., 1997). Využití dlouhodobých dat ČHMÚ z 698 stanic s denními hodnotami vodní hodnoty sněhu (SWE) z období 1970-2022 spolu s pokročilými nástroji GIS výrazně zpřesňuje hodnocení erozních procesů v prostorovém i časovém měřítku. Na základě modifikace faktorů RUSLE byla odvozena rovnice USMEQ (Universal Snow Melting Erosion Equation). Pro její kalibraci a verifikaci byla využita měření na odtokových parcelách v Beskydech a Krkonoších. Klíčovou inovací je zavedení faktoru erozivity tání sněhu (ESM), který nahrazuje faktor R v klasické rovnici RUSLE. Mapy ESM byly vytvořeny z denních hodnot SWE a zahrnují všechny epizody tání sněhu s intenzitou vyšší než 5 mm.den-1 bez ohledu na délku trvání či úplnost odtání sněhové pokrývky. Výsledkem jsou mapové podklady ESM s ročními i měsíčními hodnotami a hodnotami s pravděpodobností výskytu za N let. Další inovací je přepočet faktoru erodovatelnosti půdy pro zimní období (KSM), který reflektuje změny fyzikálních vlastností půdy během tání, zejména vliv zmrzlého a nasyceného půdního profilu. Metodika dále zavádí faktor vlivu ozimých plodin a meziplodin (CSM), který vyjadřuje jejich ochranný efekt v období tání sněhu. Součástí řešení je také modifikace metody CN křivek pro výpočet povrchového odtoku v podmínkách tání sněhu. Hodnoty CN jsou upraveny na CNsnowmelt a doplněny o mapové podklady návrhových hodnot odtoku z tání sněhu, které zahrnují i epizody kombinovaného tání sněhu a deště (ROS). Tyto podklady obsahují průměrné měsíční hodnoty i hodnoty s dobou opakování 2-20 let pro povodí IV. řádu v ČR. Na základě denních hodnot SWE byly rovněž vyhodnoceny hodnoty degree-day faktoru tání a maximálních zásob vody ve sněhu. Všechny výstupy jsou dostupné v měsíčním i ročním kroku a umožňují srovnání regionů v rámci celé ČR. Poskytují tak důležitý podklad pro rozhodování o alokaci a dimenzování protierozních opatření jak technického, tak agrotechnického charakteru.

Název v anglickém jazyce

Assessment of soil loss and surface runoff from snowmelt using GIS

Popis výsledku anglicky

The methodology for assessing soil loss and surface runoff from snowmelt using GIS represents a comprehensive approach to evaluating erosion processes and runoff generation under the conditions of the Czech Republic. It enables fully distributed, temporally variable, and probability-based assessment of erosion risk and direct runoff associated with snowmelt, which has been largely absent in previous practice. The methodology builds on earlier approaches, particularly the work of Zachar (1982), and further develops them in connection with the principles of the RUSLE equation (Renard et al., 1997). The use of long-term data from the Czech Hydrometeorological Institute (ČHMÚ), including daily snow water equivalent (SWE) values from 698 stations for the period 1970-2022, together with advanced GIS tools, significantly improves the spatial and temporal accuracy of erosion assessment. Based on modifications of individual RUSLE factors, the USMEQ equation (Universal Snow Melting Erosion Equation) was developed. Measurements from runoff plots in the Beskydy and Krkonoše Mountains were used for calibration and verification of the factors. A key innovation is the introduction of the snowmelt erosivity factor (ESM), which replaces the rainfall erosivity factor R used in the classical RUSLE equation. ESM maps were derived from daily SWE values and include all snowmelt episodes with intensities higher than 5 mm day-1, regardless of their duration or whether the snowpack melted partially or completely. The outputs include annual and monthly ESM maps as well as design values corresponding to return periods of N years. Another innovation is the recalculation of the soil erodibility factor for winter conditions (KSM), reflecting changes in soil physical properties during snowmelt, particularly the influence of frozen and saturated soil profiles. The methodology also introduces the CSM factor, representing the protective effect of winter crops and cover crops during the snowmelt period. The approach further includes a modification of the Curve Number method for estimating surface runoff under snowmelt conditions. CN values were adjusted to CNsnowmelt and complemented by map layers of design runoff values from snowmelt, including combined rain-on-snow (ROS) events. These datasets provide average monthly values as well as values corresponding to return periods of 2-20 years for fourth-order catchments in the Czech Republic. Based on daily SWE data, degree-day melt factors and maximum SWE values were also evaluated. All outputs are available at monthly and annual temporal resolutions and enable comparison of regions across the entire Czech Republic. They provide an important basis for decision-making related to the allocation and design of both technical and agrotechnical soil conservation measures.

Druh

N_metS - Metodiky schválené orgánem státní správy

CEP obor

—

OECD FORD obor

10508 - Physical geography

Projekt

<a href="/cs/project/SS05010157" target="_blank" >SS05010157: Analýza časoprostorové dynamiky sněhové pokrývky pro účely predikce a prevence hydrologických extrémů a dimenzování adaptačních opatření v rámci pozemkových úprav</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2026

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

USMEQ

Číslo předpisu

1/2026/SPU/O

Technické parametry

Metodika je dostupná na https://snowmelting-cr.cz/. Číslo osvědčení 1/2026/SPU/O.

Ekonomické parametry

Zefektivnění alokace finančních prostředků na protierozní opatření. Redukce ztráty půdy a povrchového odtoku způsobené táním sněhu a prevence vzniku následných škod a nákladů na sanaci.

Označení certifikačního orgánu

Státní pozemkový úřad, Husinecká 1024/11a, 130 00 Praha 3 – Žižkov

Datum certifikace

—

Způsoby využití výsledku

C - Výsledek je využíván bez omezení okruhu uživatelů