Interpolace dešťových srážek v horských povodích.

Abstract

Výsledky předpovídání intenzity a průběhu sráţek jsou v současnosti velmi ţádanou úlohou, která je vyuţívána v mnoha oborech lidské činnosti, ať uţ se jedná o hydrologické modelování, zemědělství a vodní hospodářství. Je obecně známo, ţe plošné rozloţení sráţek závisí na geografických a meteorologických podmínkách. Pro samotný odhad plošných sráţek jsou problematické zejména horské oblasti. Jedním z problémů je samotná nadmořská výška a členitost terénu, která má za následek poměrně řídké a nepříliš vhodné rozmístění sráţkoměrných stanic. Cílem této práce bylo testování a srovnání různých interpolačních metod pro plošný odhad denních sráţkových úhrnů. Pro účely této práce byla vybrána dvě povodí, vţdy tak, aby jedna z jejich části leţela v horské oblasti (povodí řeky Bečvy a povodí horního toku řeky Moravy). Pro povodí řeky Moravy byly k dispozici údaje z celkem 29 sráţkoměrných stanic, v povodí řeky Bečvy je pak těchto stanic 19. Mezi testované interpolační metody byly vybrány: metoda inverzních, metoda jednoduchého a základního krigování, Topo to Raster, metoda cokrigování a metoda podmíněné stochastické simulace. Navrţený postup lze rozdělit do tří částí. V první části je nutné prostudovat vztah mezi nadmořskou výškou a sráţkami a zjistit závislosti. V druhé části za pouţití různých interpolačních metod se vytvoří plošné odhady sráţek, které jsou posléze v posledním kroku mezi sebou porovnány a vybrána nejvhodnější metoda. Z výsledků vyplynulo, ţe zahrnutí digitálního modelu terénu do výpočtu dojde ke zlepšení plošného odhadu. V úvodní kapitole je věnován prostor důleţitosti a potřebnosti plošných odhadů sráţek. Po specifikaci cíle a úkolů práce se přistoupilo k analýze současného stavu jak v České republice, tak i zahraničí. Kapitola 4 se věnuje pak pojmu definici pojmu sráţky a popisu vztahu mezi nadmořskou výškou a sráţkovými úhrny. Celá pátá kapitola pojednává o základech a principech geostatistiky. Jednotlivé metody, ať uţ pouţité v této práci popř. navrţené Českých Hydrometeorologických ústavem jsou popsány v kapitole 6. Obě vybraná povodí jsou následně charakterizována v další kapitole, na kterou navazuje kapitola o pouţitých datových zdrojích. Výsledky explorační analýzy dat – testování normality dat, vytváření histogramu a kvantil-kvantilových grafů jsou zobrazeny a popsány v kapitole 9. Korelační analýzu a regresní analýzu pak lze najit v kapitole 10. Nastavení a výsledky jednotlivých interpolačních metod jsou popsány v kapitole 11. Výsledky jsou pak porovnány a vyhodnoceny v kapitole poslední. Závěrečná kapitole pak vyhodnocuje a shrnuje všechny poznatky a přínosy této práce.

It was found out that integration of digital elevation model into interpolation procedure oves better estimates of area precipitation events. In introduction there is introduces the influence of spatial pattern of precipitation. Next chapter contains description of main goal and tasks of this dissertation work. Analysis of current state is presented in third chapter. Terms precipitation and relationship between topografy and the spatial distribution of precipitation are explained in chapter 4. The whole fifth chapter contains geostatistical theory. In chapter 6 there are described all interpolation methods used in this work and it contains also methods which were created in Czech Hydrometeorological Institute. Pilot areas and their specification are described in chapter 7. Eighth chapter describe data used in this work. Exploratory analysis which includes normality tests, histograms, quantile-quantile plots is explained in chapter 9 and another part of this chapter is applied to data transformation. Correlation analysis and regression analysis between precipitation and elevation is introduced in chapter 10. In next chapter all interpolation methods and their settings are described. The final comparison of all interpolation methods creates the last chapter. The conclusion chapter contains all main results and key contributions of this work.