Modelování odtoku vody z povodí v podmínkách klimatických změn - Bednář, Martin (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2024)
Změna klimatu má negativní dopad na bilanci a koloběh vody v krajině. Detailní pochopení hydrologických zákonitostí v povodí napomůže k lepší adaptaci na probíhající změnu. Jako jedním z vodných nástrojů pro odhad budoucího odtoku vody z povodí jsou kvalitně zpracované hydrologické modely. Disertační práce se zaměřuje na vytvoření bilančního modelu v denním kroku výpočtu pro analýzu hydrologických procesů. Model je aplikován, testován a vyhodnocen pomocí vytvořeného hodnotícího systému na souboru 30 vybraných povodích s rozlohou od 11 km2 do 4 038 km2. Výsledky ukazují celkově výbornou kvalitu simulace a přesné modelování jednotlivých složek vodní bilance. Dále jsou aplikovány klimatické scénáře pro hodnocení vlivu změny klimatu na teplotu, srážky, průtok a počet dní se sněhem. Analýza budoucího vývoje klimatu byla provedena v povodích nad vodními nádržemi Vranov a Vír, kde byl v obou případech zaznamenán nárůst teploty i srážkových úhrnů. Ve vývoji dlouhodobého průměrného průtoku byla zjištěna jen malá změna. Výrazné změny byly pozorovány v redistribuci průtoku v rámci roku. Přerozdělení průtoku v rámci roku se projevuje hlavně nárůstem v zimním období a výrazným poklesem v letním období a začátkem podzimu. Vlivem růstu teploty byl zaznamenán výrazný dlouhodobý klesající trend v ročním počtu dní se sněhem v obou povodích. Vyvinutý tak model potvrdil, že nástroje tohoto typu jsou díky generování kvalitních hydrologických vstupů potřeba pro určování adaptačních strategií.

Climate change is having a negative impact on the water balance and water cycle in the landscape. A detailed understanding of the hydrological patterns in the catchments will help to better adapt to the ongoing change. Well-developed hydrological models are one of the tools for estimating future runoff from a catchment. This dissertation focuses on the development of water balance model in a daily computation time step for the analysis of hydrological processes. The model is applied, tested, and evaluated using a developed assessment system on a set of 30 selected catchments ranging in size from 11 km2 to 4,038 km2. The results demonstrate an overall excellent quality of simulation and accurate modelling of individual water balance components. Furthermore, climate scenarios are applied to assess the impact of climate change on temperature, precipitation, flow, and the number of snow days. Future climate development analysis was conducted in catchments above the Vranov and Vír reservoirs, where an increase in temperature and precipitation were observed in both cases. Little change was found in the long-term average flow. Significant changes were observed in flow redistribution throughout the year, with an increase in the winter period and a pronounced decrease in the summer and early autumn. Due to rising temperatures, a significant long-term declining trend in the annual number of snow days was recorded in both catchments. The developed model thus confirmed that tools of this type are needed for determining adaptation strategies by generations good hydrological inputs.
Modelling Catchment Runoff Under the Conditions of Climate Change
Keywords: Vodní bilance; bilanční model; hydrologické modelování; srážko-odtokový proces; hydrologické vstupy; odtok vody; denní výpočetní krok; systém ohodnocení výkonu; klimatická změna; klimatické scénáře; vývoj teploty; vývoj srážek; vývoj průtoku; počet sněhových dnů; ansámblové modelování; budoucí vývoj klimatu; analýza trendu; přerozdělení průtoku; vodní dílo Vranov; vodní dílo Vír; Water balance; water balance model; hydrological modelling; rainfall-runoff process; hydrological inputs; water runoff; daily computational timestep; performance ranking system; climate change; climate scenarios; temperature development; precipitation development; flow development; number of snow days; ensemble modelling; future climate development; trend analysis; flow redistribution; Vranov reservoir; Vír reservoir