Analýza časoprostorové dynamiky sněhové pokrývky pro účely predikce a prevence hydrologických extrémů a dimenzování adaptačních opatření v rámci pozemkových úprav

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F62156489%3A43210%2F26%3A43928513" target="_blank" >RIV/62156489:43210/26:43928513 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Analýza časoprostorové dynamiky sněhové pokrývky pro účely predikce a prevence hydrologických extrémů a dimenzování adaptačních opatření v rámci pozemkových úprav

Popis výsledku v původním jazyce

Tato výzkumná zpráva představuje komplexní GIS-ově založený přístup k hodnocení ztráty půdy a povrchového odtoku spojeného s táním sněhové pokrývky v podmínkách České republiky. Přístup umožňuje plně distribuované, časově proměnlivé a pravděpodobnostně orientované hodnocení erozního rizika a přímého odtoku vázaného na procesy tání sněhu.Analýza vychází z dlouhodobých dat Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ), konkrétně z denních hodnot vodní hodnoty sněhu (SWE) z 698 stanic za období 1970-2022, v kombinaci s pokročilými nástroji GIS. Tato integrace významně zpřesňuje prostorové i časové charakteristiky erozních procesů vyvolaných táním sněhu. Na základě principů rovnice RUSLE (Renard et al., 1997) a starších přístupů (Zachar, 1982) byl vyvinut rovnice USMEQ (Universal Snow Melting Erosion Equation). Kalibrace a verifikace rovnice proběhla na základě měření na odtokových parcelách v Beskydech a Krkonoších. Klíčovým výstupem je odvození faktoru erozivity tání sněhu (ESM), který vyjadřuje erozní účinek odtoku z tání sněhu a funkčně nahrazuje faktor erozivity deště (R) v klasických přístupech. Hodnoty ESM byly stanoveny z denních dat SWE s uvažováním všech epizod tání sněhu s intenzitou vyšší než 5 mm.den-1. Výsledkem jsou prostorové podklady ESM v ročním i měsíčním kroku a dále hodnoty odpovídající dobám opakování N let. Studie dále kvantifikuje proměnlivost erodovatelnosti půdy v zimním období prostřednictvím faktoru KSM, který zohledňuje vliv zmrzlého a nasyceného půdního profilu. Ochranný účinek ozimých plodin a meziplodin je vyjádřen faktorem CSM. Metoda CN křivek byla upravena pro podmínky tání sněhu (CNsnowmelt), včetně zahrnutí epizod kombinovaného tání sněhu a deště (ROS). Výsledné podklady poskytují průměrné měsíční hodnoty i charakteristiky odtoku podle dob opakování (2-20 let) pro povodí IV. řádu v České republice. Další výstupy zahrnují prostorově distribuované hodnoty degree-day faktoru tání a maximálních zásob vody ve sněhu odvozené z časových řad SWE. Všechny výsledky jsou dostupné v měsíčním i ročním kroku, což umožňuje konzistentní regionální srovnání v rámci celé České republiky.

Název v anglickém jazyce

Analysis of the spatio-temporal dynamics of snow cover for the prediction and prevention of hydrological extremes and the design of adaptation measures within land consolidation processes

Popis výsledku anglicky

This research report presents a comprehensive GIS-based approach to assessing soil loss and surface runoff associated with snowmelt under the conditions of the Czech Republic. The approach enables fully distributed, temporally dynamic, and probability-based evaluation of erosion risk and direct runoff linked to snowmelt processes. The analysis is based on long-term data from the Czech Hydrometeorological Institute (ČHMÚ), specifically daily snow water equivalent (SWE) values from 698 stations for the period 1970-2022, combined with advanced GIS tools. This integration significantly improves the spatial and temporal characterization of erosion processes driven by snowmelt. Based on the principles of the RUSLE equation (Renard et al., 1997) and earlier approaches (Zachar, 1982), the USMEQ equation (Universal Snow Melting Erosion Equation) was developed. Calibration and validation of the equation were carried out using measurements from runoff plots in the Beskydy and Krkonoše Mountains. A key output is the derivation of the snowmelt erosivity factor (ESM), which represents the erosive effect of snowmelt runoff and functionally replaces the rainfall erosivity factor (R) in conventional approaches. ESM values were calculated from daily SWE data, considering all snowmelt events with intensities exceeding 5 mm.day-1. The results include spatial datasets of ESM at both annual and monthly time steps, as well as values corresponding to N-year return periods. The study further quantifies the variability of soil erodibility during winter conditions through the KSM factor, which reflects the influence of frozen and saturated soil profiles. The protective effect of winter crops and cover crops is expressed by the CSM factor. The Curve Number (CN) method was adapted for snowmelt conditions (CNsnowmelt), including the incorporation of rain-on-snow (ROS) events. The resulting datasets provide average monthly values as well as runoff characteristics based on return periods (2-20 years) for 4th-order catchments in the Czech Republic. Additional outputs include spatially distributed values of the degree-day factor of snowmelt and maximum snow water storage derived from SWE time series. All results are available at both monthly and annual time steps, enabling consistent regional comparisons across the entire Czech Republic.

Druh

V_souhrn - Souhrnná výzkumná zpráva

CEP obor

—

OECD FORD obor

10501 - Hydrology

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

Počet stran výsledku

216

Místo vydání

Brno

Název nakladatele resp. objednatele

Technologická agentura ČR

Verze

—