Transport splavenin v povodí VN Vrchlice

Abstract

Diplomová práce se zabývá problematikou vodní eroze v povodí vodní nádrže Vrchlice, která se nachází jižně od města Kutná Hora. Povodí je oblast převážně zemědělsky využívaná, proto zde dochází k produkci a transportu sedimentu. Sediment se dostává až do vodních toků a poté se usazuje ve vodních nádržích. Skutečný objem splavenin usazených ve vodních nádržích je možné změřit různými způsoby. V rámci této práce bylo v listopadu 2020 provedeno měření sedimentu v Hamerském rybníce odpichováním sondy z loďky. Díky tomu, že stejným způsobem proběhlo měření i v roce 2002, bylo nyní možné porovnat výsledky. Hamerský rybník byl obnoven v roce 1971 a do roku 2002 se zde ukládalo průměrně 1 308 tun ročně. Nové měření ukázalo, že se v posledních 18 letech ukládal sediment s více než dvojnásobnou rychlostí, průměrně 2 860 tun ročně. Empirickým modelem WaTEM/SEDEM byla namodelována produkce, transport a depozice sedimentu v povodí. Ke kalibraci sloužila měření sedimentu v Hamerském rybníce, kalibrovanou hodnotou byla transportní kapacita. Díky dříve zpracovaným mapám využití území bylo možné připravit vstupní data i pro historická období (rok 1983, 1954 a 1852) a porovnat výsledky se současností (2019). V průběhu let se celkové hodnoty produkce eroze a množství ve vodních tocích a nádržích zvyšují. Pro současný stav dosahují nejvyšších hodnot. Vliv na to má vyšší hodnota průměrného C Faktoru a R Faktoru. V roce 1852 je naopak eroze nízká, vlivem nízkého C FAKTORU a mozaiky. Zároveň se ale ukázalo, že velkou část sedimentu (99 %) zachytí vodní nádrže v povodí, pouze v roce 1852 se jedná o 97 %. Existence vodních nádrží hraje velkou roli při porovnání množství sedimentu zachyceného ve vodních nádržích. Pro rok 1954 a 1852 bylo typické členění orné půdy na menší celky. Vliv takové mozaiky byl posouzen dalším výpočtem a výsledky byly podle něj upraveny. Nejvíce se lišila hodnota produkce sedimentu, tedy celkové ztráty půdy, s mozaikou klesla o 23 %. Celkové množství vstupující do vodních toků a usazené v nádržích se ale v poměru k celkové ztrátě půdy významně nelišilo. Pomocí další analýzy byly vytipovány pozemky, kde měla mozaika větší význam. Na závěr byl změněn osevní postup na půdoochranný na těch pozemcích, které mají velkou ztrátu půdy a přispívají velkým množství sedimentu do přilehlých úseků toků (asi 5 % celkové orné půdy). Novým výpočtem bylo zjištěno, že množství sedimentu vstupující do těchto úseků se snížilo o 50 %, případně až o 65 %.

This master thesis is discussing the effects of water erosion in Vrchlice watershed located south from Kutna Hora town. The land in this watershed is mostly used for agricultural purposes. This leads to sediment production, followed by its transport and deposition in rivers and ponds. There are sufficient methods for measuring the sediment volume in reservoirs. Simple method of measuring water and sediment depth from the boat was used in Hamersky pond in November 2020. Using the same method as in 2002, it was possible to compare the results - long term year average of sediment income. In the first period, 1971 – 2002, approximately 1803 tons per year settled. In second period, 2002 – 2020, around 2860 ton per year settled. According to these two measurements, sediment deposition is now more than twice bigger than it was during the first period. WaTEM/SEDEM model was used to simulate sediment production, transport and deposition. The data from pond measurements were used for calibration. Historical landuse maps were used as inputs to evaluate and compare different time periods (2019, 1983, 1954, and 1852). The amount of sediment production is increasing. In 2019, the values of sediment production are the highest. This is the result of higher C factor and R factor. The sediment production is very low during 1852, because of C Factor and land mosaic. Most of the sediment (99 %) is trapped by ponds. Only in 1852 the amount is smaller, around 97 %. This is caused by different number of existing ponds and reservoirs. During the 1954 and 1852 most of the fields were divides into small parcels. The effect of such division was evaluated. The biggest effect was on total sediment production, around 23 %. There was no significant difference between the amounts of sedimentation in ponds compared to the total amount of sediment production. With further analysis, fields with most significant effect were recognised. Lastly, for 5 % of arable land the average C factor was descended. As a result, total sediment production decreased by 7 %. Hillslope sediment input, in some of the river sections, decreased by 50 %, eventually 65 %.