Hydroekologický monitoring a modelování

Garant předmětu:

Michal Dohnal

Přednášející:

Michal Dohnal, Jaromír Dušek, Tomáš Vogel, Jana Votrubová

Cvičící:

Michal Dohnal, Jaromír Dušek, Tomáš Vogel, Jana Votrubová

Předmět zajišťuje:

katedra hydrauliky a hydrologie

Anotace:

Obecné principy měření, zdroje dat, návrh měření. Meteorologická a klimatická měření. Hydrologická měření. Stopovače v experimentální hydrologii. Dálkový průzkum Země pro hydrologii a meteorologii. Měření evapotranspirace. Analýza dat. Modelování v hydrologii. Modelování v ekologii a biologii. Inverzní modelování.

Požadavky:

Před zápisem není požadováno absolvování žádného předmětu studijního plánu.

Osnova přednášek:

Úvod, zdroje dat, návrh měření, standardy, normy, kalibrace, výběr jednoho z volitelných navazujících témat k samostatnému studiu (student si volí téma z každoročně aktualizovaného seznamu - např. bleskové povodně, fotometeory, povrchový odtok, stupnice rychlosti větru apod. nebo po konzultaci s přednášejícím téma vlastní).

Meteorologická a klimatická měření - fyzikální principy měření, historie a současnost, příklady výběru optimálních čidel pro monitoring ve stavebnictví a ekologii (teplota vzduchu i půdy, tlak vzduchu, teplota rosného bodu, radiace, sluneční svit, vlhkost vzduchu, rychlost a směr větru).

Hydrologická měření (srážky kapalné, tuhé, usazené, intercepce, měření průtoku, kvalita vody, podzemní voda, sníh). Tracerové experimenty. Tlaková a ultrasonická čidla.

Metody odhadu, měření a výpočtu výparu z půdy a transpirace vegetačního krytu (výparoměrné pánve, měření transpiračního toku - Granier a HFD metoda včetně vyhodnocení, lyzimetry, eddy covariance method).

Analýza dat (analýza integrity, náhrada chybějících dat - např. výpočet vnější radiace, korelace sousedních srážkoměrných stanic, kalibrace a kontrola měření vlhkosti vzduchu).

Gravimetrická měření , lokální hydrologický vliv na pozemní měření, využití satelitní mise GRACE a dálkového průzkumu Země.

Monitoring antropogenních půdních systémů. Extenzivní a intenzivní zelené střechy, zatravňovací dlaždice. Stavebně technická, hydrologická, klimatická a ekologická funkce těchto systémů v urbanizovaných povodích.

Stručný přehled možností modelování v hydrologii, biologii a ekologii. Inverzní modelování.

Osnova cvičení:

Statistická analýza meteorologických datových řad a kontrola správnosti měření relativní vlhkosti.

Výpočet Rn z extraterestriální radiace.

Sníh – energetická bilance a „Degree day method“.

Náhrada měření korelací srážkoměrných stanic.

Výpočet intenzity výparu z vodní hladiny.

Případná spoluúčast na měření v terénu dle odborného zaměření studenta.

Cíle studia:

Pochopení obecných principů meteorologických, klimatických a hydrologických měření. Představení základů matematického modelování v enviromentálních vědách a inverzního modelování.

Studijní materiály:

Shaw, E.M. 2004: Hydrology in Practice. Routledge Taylor & Francis Group. ISBN:0415370426.

Bednář, J. 2003: Meteorologie: Úvod do studia dějů v zemské atmosféře. Portál. ISBN:80-7178-653-5.

Kemel, M. 2000: Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie, ČVUT. ISBN:80-01-01456-8.

Gordon, N.D., McMahon, T.A. a Finlayson, B.L. 1992: Stream Hydrology. An Introduction for Ecologists. John Wiley & Sons. ISBN: 0470843586.

Arya, P.S. 2001: Introduction to micrometeorology. Academic Press. ISBN:0120593548.

Průvodce oborem hydrologie NTK - https://www.techlib.cz/cs/83720-hydrologie

Measurement Uncertainty Analysis Principles and Methods - NASA Measurement Quality Assurance Handbook. 2010.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost TH:B-880 16:00–18:50 (přednášková par. 1) Thákurova 7 (budova FSv) B880
St	místnost TH:B-880 17:00–18:50 (přednášková par. 1 paralelka 101) Thákurova 7 (budova FSv) B880
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: