SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UIVERZITA V NITRE FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO INŽINIERSTVA 1128054 CHARAKTERISTIKY POVRCHOVÉHO ODTOKU A ICH APLIKÁCIA DO PROSTREDIA GIS 2011 Alexandra Jakubisová SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE NÁZOV FAKULTY CHARAKTERISTIKY POVRCHOVÉHO ODTOKU A ICH APLIKÁCIA DO PROSTREDIA GIS Bakalárska práca Študijný program: Krajinné inžinierstvo Študijný odbor: 4127700 Krajinárstvo Katedra krajinného plánovania a pozemkových Školiace pracovisko: úprav Školiteľ: Ing. Karol Šinka, PhD. Nitra 2011 Alexandra Jakubisová Čestné vyhlásenie Podpísaná Alexandra Jakubisová vyhlasujem, že som záverečnú prácu na tému ,,Charakteristiky povrchového odtoku a ich aplikácia do prostredia GIS“ vypracovala samostatne s použitím uvedenej literatúry. Som si vedomá zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené nie sú pravdivé. V Nitre 20. mája 2011 Alexandra Jakubisová Poďakovanie Touto cestou vyslovujem poďakovanie pánovi Ing. K. Šinkovi za pomoc, odborné vedenie, cenné rady, pripomienky pri vypracovaní mojej bakalárskej práce a trpezlivosť ktorú pri mne mal. Ďalej by som chcela poďakovať svojmu manželovi a rodičom ktorý pri mne stáli a trpeli moje občasné nálady a nakoniec celej svojej rodine za to že ma v štúdiu podporovala. Abstrakt V predloženej bakalárskej práci sa zaoberám problematikou charakteristiky povrchového odtoku v katastri Nitrianske Rudno (okres Prievidza) v prostredí geografických informačných systémov (GIS). Prvá časť bakalárskej práce je zameraná na základné pojmy ohľadom manažmentu pôdy a vody v krajine, hydraulických charakteristík povrchového odtoku a legislatívnej ochrany . V metodickej časti sú bližšie popísané vzťahy na výpočet rýchlostí povrchového odtoku a jeho aplikácia do geografických informačných systémov (GIS), t. j. hydrologické analýzy, spracovanie a vyhodnotenie výsledkov. Nakoniec uvádzame prílohy vo forme máp a foto dokumentácie zo zadaného územia za účelom bližšieho objasnenia riešenej problematiky. Vyhľadávané slová: pôda, charakteristiky pôdy, zloženie pôdy, hydraulika, povrchový odtok, podpovrchový odtok, erózia, voda, infiltrácia, vsakovacia schopnosť Abstrakt The present thesis deals with problems of characteristics of overland flow in the kadastral land of Nitra Rudno (Prievidza district) in an geographical information systems (GIS). The first part of the thesis is focused on basic concepts of light and soil water management in the country, the hydraulic characteristics of overland flow and legislative protection. In the methodological part are detailed relations to calculate the overland flow velocity its aplication to geographical information systems (GIS), hydrologic analysis, processing and evaluation of results. In conclusion, the attachments in the form of maps and photo documentation of the specified territory in order to further clarification of the field. Search keywords: land, soil characteristics, soil composition, hydraulics, surface runoff, subsurface runoff, erosion, infiltration, absorption capacity Obsah Obsah ............................................................................................................................... 5 Úvod ................................................................................................................................. 7 1 Prehľad o súčasnom stave riešenej problematiky.................................................. 8 1.1 Pôda ....................................................................................................................... 8 1.1.1 Zloženie pôdy................................................................................................. 9 1.1.2 Funkcie pôdy................................................................................................ 10 1.1.3 Degradácia pôdy .......................................................................................... 12 1.1.4 Erózia ........................................................................................................... 14 1.1.5 Vlastnosti pôdy ............................................................................................ 15 1.1.6 Fyzikálne vlastnosti pôdy ............................................................................ 15 1.1.7 Chemické vlastnosti pôdy............................................................................ 18 1.2 Voda v krajine ..................................................................................................... 18 1.2.1 Vlastnosti vody ............................................................................................ 19 1.2.2 Infiltrácia...................................................................................................... 20 1.2.3 Vsakovacia schopnosť pôdy ........................................................................ 20 1.2.4 Odtok zrážkovej vody.................................................................................. 21 1.2.5 Povrchový odtok .......................................................................................... 22 1.2.6 Charakteristika povrchového odtoku ........................................................... 23 1.2.7 Výpočet charakteristík povrchového odtoku ............................................... 25 1.2.8 Určovanie objemového odtokového súčiniteľa ........................................... 27 1.2.9 Určovanie charakteristík navrhovaného dažďa pre potreby protieróznej ochrany pôdy.................................................................................. 28 1.2.10 Kritické hodnoty hydraulických charakteristík povrchového odtoku zrážkovej vody po pôde (riešiteľ prof. Ing. Anton Klopček DrSc.)................... 31 2 Cieľ práce................................................................................................................. 35 3 Metodika práce........................................................................................................ 36 3.1 Charakteristika územia ........................................................................................ 36 3.1.1 História a súčastnosť.................................................................................... 36 3.1.2 Geologické pomery...................................................................................... 37 3.1.3 Pedologické pomery..................................................................................... 37 3.1.4 Hydrologické pomery .................................................................................. 40 3.1.5 Rastlinstvo.................................................................................................... 41 3.1.6 Živočíšstvo................................................................................................... 42 3.1.7 Lesné typy.................................................................................................... 42 4 Výsledky................................................................................................................... 45 4.1 Charakteristika návrhového dažďa...................................................................... 45 Záver .............................................................................................................................. 48 Zoznam použitej literatúry .......................................................................................... 49 Prílohy............................................................................................................................ 51 Úvod Voda a pôda je neodmysliteľnou súčasťou nášho života. Túto skutočnosť si takmer vôbec nikto neuvedomuje. Je to základné prostredie, v ktorom sa začal vyvíjať život na našej na našej planéte pred mnohými miliónmi rokov. Mimoriadny význam vody pre celý život na Zemi zrejme človeka prinútil sledovať hydrologické procesy. Aj na Slovensku sa doposiaľ obdivuje s akou presnosťou a spoľahlivosťou už v 18 storočí vedeli odborníci vyhodnotiť povrchový odtok vody. Došlo k prehlbovaniu a rozširovaniu poznatkov o povrchovom odtoku, najmä v závislosti od intenzity ľudskej aktivity človeka na dané územie. Vplyv ľudských zásahov do krajiny na ich hydrologický režim je diskutovaný a skúmaní už po mnoho desaťročí. Táto téma sa periodicky stáva aktuálna po výskytu extrémnych hydrologických javov, ktoré majú za následok závažné škody. Jedným z typických zásahov človeka do krajiny je odvodňovanie poľnohospodárskych pozemkov za účelom urýchleného odvodnenia prebytočnej vody z pôdy a z povrchu pôdy. Mapovanie pôvodného rizika je súčasťou manažmentu povodňových rizík a jedným z prvkov protipovodňovej ochrany. Smernica 2007/60/ES definuje princípy tvorby povodňových máp a určuje aby členské štáty Európskej Únie (EÚ) zabezpečili tvorbu máp povodňového ohrozenia a máp povodňového rizika do r. 2013. Na tvorbu máp sa využívajú geografické informačné systémy (GIS) a programové aplikácie využívajúce hydrologické modelovanie. Na prípravu máp sú potrebné kvalitné podkladové údaje, akými sú výškopis a z neho vytvorený digitálny model reliéfu, mapa využitia krajiny a mnoho ďalších. Dôležitou súčasťou tvorby povodňových máp je ich kartografická vizualizácia v analógovej a digitálnej forme. V rámci tvorby týchto máp, pri ktorých by sa využívali kvalitné vstupné podklady sa v SR venuje malá pozornosť. Mapy vytvorené pomocou GIS je možné publikovať v prostredí internetu prostredníctvom webových služieb. Tieto služby umožňujú zdieľanie priestorových dát v rastrovej alebo vektorovej forme. 7 1 Prehľad o súčasnom stave riešenej problematiky 1.1 Pôda Pôda je najvzácnejšie bohatstvo ľudstva. Je to limitovaný