Česká zemědělská univerzita v Praze Fakulta životního prostředí Katedra biotechnických úprav krajiny
ZAJIŠTĚNÍ HARMONIZACE KRAJINOTVORNÉ, HYDROLOGICKÉ A PRODUKČNÍ FUNKCE AGRÁRNÍCH VALŮ A TERAS PRO DIVERZIFIKACI AKTIVIT NA VENKOVĚ Číslo grantu: QH 821 26 / 2008 Název aktivity:
TERÉNNÍ EXPERIMENTÁLNÍ PRŮZKUM AGRÁRNÍHO VALU PŘÍLOHA I – STANOVENÍ DOBY VÝTOPY Tp Číslo aktivity: A807/08 Zahájení/ukončení aktivity: 20/01 – 31/12/2008
Dílčí zpráva za rok 2008 Koordinátor: Prof. Ing. Pavel Kovář, DrSc. Sub-koordinátor: Ing. Jakub Štibinger, CSc., Ing. Milan Kasl
Prosinec 2008
1
Autoři zprávy:
Koordinátor: Sub-koordinátor:
Prof. Ing. Pavel Kovář, DrSc. Ing. Jakub Štibinger, CSc., Ing. Milan Kasl
Spolupracovníci: Ing. Mgr. Konstantin Dimitrovský
2
Odhad doby výtopy Tp pro 15-ti minutové přívalové srážky s periodicitami p = 0.01, 0.2, 1, 2 a 5 ve smyslu jejich působení na experimentální plochy agrárního valu vrchu (vyvýšeniny) Oblík (okres Ústí nad Labem): Hydrologické parametry /výšky deště H (mm), periodicity p (-)/ 15-ti minutových přívalových srážek pro zájmovou lokalitu (Oblík, okres Ústí nad Labem) byly odhadnuty ze záznamů ČHMÚ Praha, z materiálů a analýz J. Trupla.
Hydro-pedologické charakteristiky povrchových vrstev experimentální plochy zájmové lokality (území okolo agrárních valů kopce Oblíku) A (mm/min) S (mm/min0.5)
součinitel dlouhodobé infiltrace sorptvita
R (mm/min) je intenzita přívalové 15-ti minutové srážky, v(t) (mm/min) je intenzita infiltrace, platí v(t) = (1/2).S.t-0,5 + A, pro odhad doby výtopy Tp (min) platí vztah Tp =
S2 AS 2 + 2 R( R − A) 4 R( R − A) 2
Doba výtopy bude nenulová, resp. doba výtopy nastane jestliže intenzita R (mm/min) přívalové 15-ti minutové srážky bude vyšší než součinitel dlouhodobé infiltrace A (mm/min), R > A.
Charakteristiky přívalové 15-ti minutové srážky: p = 0.01 0.2 1 2 5
doba opakování 1 x za 100 let 1 x za 5 let 1 x za 1 rok 2 x za 1 rok 5 x za 1 rok
3
R (mm/min) = 2,47 R (mm/min) = 1,26 R (mm/min) = 0,80 R (mm/min) = 0,53 R (mm/min) = 0.40
Modelované povrchové vrstvy agrárního valu, zájmová lokalita Oblík (okres Ústí nad Labem): Na modelovaných kamenitých povrchových vrstvách jednoho konkrétního agrárního valu kopce Oblíku byly provedený tři experimentální infiltrační testy, měření č.1, měření č.2 a měření č.3.
1) Modelované povrchové vrstvy agrárního valu – 1. měření A (mm/min) = 93,3 0.5 S (mm/min ) = 23,2
2) Modelované povrchové vrstvy agrárního valu – 2. měření A (mm/min) = 76,7 0.5 S (mm/min ) = 9,3
3) Modelované povrchové vrstvy agrárního valu – 3. měření A (mm/min) = 69,6 0.5 S (mm/min ) = 7,5
Naměřená data a z nich odhadnuté hodnoty sorptivit (S) a součinitelů dlouhodobé infiltrace (A) jsou tak vysoké, že doba výtopy Tp pro 15-ti minutové přívalové srážky s periodicitami p = 0.01, 0.2, 1, 2 a 5 ve smyslu jejich působení na povrchové vrstvy experimentální plochy agrárního valu vůbec nenastane. Skutečnost, že v žádném případě, a to ani při aplikaci „stoleté“ přívalové srážky, nenastane výtopa svědčí, o mimořádně vhodných, výjimečných infiltračních schopnostech povrchových vrstev agrárního valu.
4
Území nad agrárním valem a území pod agrárním valem: I) 15-ti minutová přívalová srážka, periodicita p=0,01 , doba opakování 1 za 100 let, „stoletá“ patnáctiminutová srážka, výška srážky H (mm) = 37,0 , R (mm/min) = 37/15 = 2,47 je intenzita „stoleté“ patnáctiminutové přívalové srážky
1) Území nad agrárním valem, hlinitý povrch A (mm/min) = 0,07 0.5 S (mm/min ) = 1,54 R > A , může nastat výtopa , výtopa nastane za Tp = 12,2 sec po začátku „stoleté“ patnáctiminutové srážky, (prakticky tedy okamžitě)
2) Území pod agrárním valem, jílovitohlinitý povrch A (mm/min) = 0,0684 0.5 S (mm/min ) = 1,4 R > A , může nastat výtopa , v tomto případě výtopa nastane za Tp = 10,1 sec, tedy téměř ihned po začátku „stoleté“ patnáctiminutové srážky
II) 15-ti minutová přívalová srážka, periodicita p=0,2 , doba opakování 1 za 5 let, „pětiletá“ patnáctiminutová srážka, výška srážky H (mm) = 19,0 , R(mm/min) = 19/15 = 1,26 je intenzita „pětileté“ patnáctiminutové přívalové srážky
1) Území nad agrárním valem, hlinitý povrch A (mm/min) = 0,07 0.5 S (mm/min ) = 1,54 R > A , může nastat výtopa , výtopa nastane za Tp = 48,3 sec po začátku „pětileté“ patnáctiminutové přívalové srážky
5
2) Území pod agrárním valem, jílovitohlinitý povrch A (mm/min) = 0,0684 0.5 S (mm/min ) = 1,4 R > A , může nastat výtopa , v tomto případě výtopa nastane za Tp = 40 sec, po začátku „pětileté“ patnáctiminutové přívalové srážky
III) 15-ti minutová přívalová srážka, periodicita p=1 , doba opakování 1 za jeden rok, „jednoletá“ patnáctiminutová přívalová srážka, výška srážky H (mm) = 12, R (mm/min) = 12/15 = 0,8 je intenzita „jednoleté“ patnáctiminutové přívalové srážky
1) Území nad agrárním valem, hlinitý povrch A (mm/min) = 0,07 0.5 S (mm/min ) = 1,54 R > A , může nastat výtopa , výtopa nastane za Tp = 2,12 minut po začátku „jednoleté“ patnáctiminutové přívalové srážky
2) Území pod agrárním valem, jílovitohlinitý povrch A (mm/min) = 0,0684 0.5 S (mm/min ) = 1,4 R > A , může nastat výtopa , v tomto případě výtopa nastane za Tp = 1,75 minut po začátku „jednoleté“ patnáctiminutové přívalové srážky
6
IV) 15-ti minutová přívalová srážka, periodicita p=2, doba opakování 2 x za jeden rok, výška srážky H (mm) = 8, R (mm/min) = 8/15 = 0,53 je intenzita této přívalové srážky
1) Území nad agrárním valem, hlinitý povrch
A (mm/min) = 0,07 0.5 S (mm/min ) = 1,54 R > A , může nastat výtopa , výtopa nastane za Tp = 5,16 minut po začátku této patnáctiminutové přívalové srážky
2) Území pod agrárním valem, jílovitohlinitý povrch
A (mm/min) = 0,0684 0.5 S (mm/min ) = 1,4 R > A , může nastat výtopa , v tomto případě výtopa nastane za Tp = 4,24 minuty po začátku této patnáctiminutové přívalové srážky
V) 15-ti minutová přívalová srážka, periodicita p=5, doba opakování 5 x za jeden rok, výška srážky H (mm) = 6, R (mm/min) = 6/15 = 0,4 je intenzita této srážky
1) Území nad agrárním valem, hlinitý povrch
A (mm/min) = 0,07 0.5 S (mm/min ) = 1,54 R > A , může nastat výtopa , výtopa nastane za Tp = 9,93 minut, tedy asi za 10 minut po začátku této patnáctiminutové přívalové srážky 7
2) Území pod agrárním valem, jílovitohlinitý povrch A (mm/min) = 0,0684 0.5 S (mm/min ) = 1,4 R > A , může nastat výtopa , v tomto případě výtopa nastane za Tp = 8,13 minut, přibližně za 8 minut po začátku této patnáctiminutové přívalové srážky
Dílčí shrnutí: Jak již bylo v úvodu dokumentu řečeno, infiltrační schopnosti povrchových vrstev agrárního valu jsou mimořádné a doba výtopy zde nenastane. Infiltrační schopnosti povrchových vrstev území nad a pod agrárním valem jsou prakticky totožné, ale o „několik řádů menší, omezenější“ než infiltrační schopnosti na povrchu agrárního valu. V tomto konkrétním případě nastává doba výtopy na těchto površích (území nad a pod agrárním valem) při působení „stoleté“, resp. „pětileté“ přívalové srážky okamžitě, resp. do jedné minuty, při aplikaci dalších, méně intenzivních přívalových srážek za několik minut. Výsledky, fakta a skutečnosti vyplývající z určování doby výtopy Tp byly zohledněny v dokumentu „Terénní experimentální průzkum agrárního valu – výsledky měření“ v kapitole 2. Diskuse a v kapitole 3. Závěry.
8
