Hodnocení stavu povrchových vod
Vyhodnocení stavu vodních zdrojů je založeno na kategorizaci vodních zdrojů (od aktivních přes vyvážené po pasivní). Základním principem je rozdělení dle objemu a délky trvání nedostatkových objemů a hodnoty zabezpečenosti.
Pro posouzení zabezpečení nároků na užívání vody a prahového průtoku MZP u denního časového kroku a Q90% u měsíčního časovém kroku je jako základní charakteristika uvažována zabezpečenost podle trvání p_t, která je definována vztahem:
Denní
Pro hodnocení stavu v denním časovém kroku jsou jako limitní hodnoty použity minimální zůstatkové průtoky (dle nového návrhu) a za událost nedostatku vody se bere stav, kdy není dosažen minimální zůstatkový průtok alespoň ve třech po sobě jdoucích dní. V tomto případě se hodnocení dále nedělí dle jednotlivých regionů. Regionalizace pro území České republiky je již zahrnuta ve výpočtu minimálního zůstatkového průtoku. Důležitou roli s sebou nese nastavení váh mezi nedostatkovým objemem a zabezpečeností, která v tomto případě je nastavena na 0.5 ve prospěch nedostatkových objemů, a to z důvodu, jelikož nedostatkový objem s sebou nese více informací (velikost). U hodnoty zabezpečenosti se jedná pouze, zda-li situace nastala či ne, z tohoto důvodu má váhu 0.3 a změna hodnoty parametru GEV váhu 0.2.
Výsledný vzorec má potom podobu:
V tabulce 1 jsou uvedeny limitní hodnoty pro jednotlivé kategorie. Tyto kategorie byly nastaveny dle principu:
- aktivní profily jsou do průměrné hodnoty vypočteného vzorce, tzn.
aktivní = 0 ,…, prumer (SOUCET)
- další třídy vycházejí ze směrodatné odchylky (sd) vypočteného vzorce a jsou:
vyvážený = prumer (SOUCET) ,…, prumer (SOUCET) + sd (SOUCET)
vyvážený pas = prumer (SOUCET) + sd (SOUCET) ,…, prumer (SOUCET) + 2*sd (SOUCET)
pasivní = prumer (SOUCET) + 2*sd (SOUCET)
Tab. 1: Hodnocení vodních zdrojů pro denní časový krok
V tabulce 2 a na obr. 4 jsou zobrazeny výsledky pro testovaná povodí v denním časovém kroku. Z 16 povodí bylo 8 zařazeno do kategorie aktivní, 6 do kategorie vyvážený, 1 do kategorie vyvážený pasivní a 1 povodí do kategorie pasivní. V poslední kategorii se nachází povodí Rakovnického potoka, které dlouhodobě vykazuje tento stav a dle zkušeností verifikuje výpočetní algoritmus. Na grafickém výstupupu jsou na ose x zobrazeny hodnoty zabezpečenosti a na ose y hodnoty hodnocení. Barevné polygony zobrazují jednotlivé kategorie. Hodnoty byly proloženy jednoduchým statistickým modelem, který je zobrazen linií a rozpětím.
Obr. 4: Posouzení výsledků pro denní a měsíční posouzení
Tab. 2: Výsledky pro hodnocení v denním časovém kroku
Měsíční
Pro hodnocení stavu povrchových v měsíčním časovém kroku jsou jako limitní hodnoty použity hodnoty minimálních zůstatkových průtoků (dle nového návrhu) a hodnoty devadesáti procentního kvantilu Q90% z měsíčních dat. Vyhodnocení lze provést ve dvou variantách:
- Konstantní limitní hodnota: devadesáti procentní kvantil
- Variabilní limitní hodnota je dána dle následujícího vzorce:
Za událost nedostatku vody se bere stav, kdy není dosažen minimální zůstatkový průtok alespoň v jednom měsíci. V případě hodnocení v měsíčním časovém kroku jsou povodí rozdělena do jednotlivých regionů z důvodu odlišných odtokových podmínek a harmonizací výsledků s vyhodnocením v denním časovém kroku.
Váhy nastavení mezi jednotlivými složkami výpočetního algoritmu byly testovány na desítkách povodí v České republice v jednotlivých kategoriích dle K99. Na rozdíl od výpočtu v denním časovém kroku jsou do výpočtu zahrnuty hodnoty maximální délky nedostatku vody a maximální objem v události nedostatku vody. Výsledný vzorec pro měsíční vyhodnocení má potom podobu:
Kategorie
Jednotlivé kategorie se od sebe liší z důvodu odlišných hydrogeologických podmínek. Z tohoto důvodu byla do vzorce zahrnuta proměnná konstanta, která má za úkol harmonizovat výsledky. Konstanta je rovna hodnotě 100 při užití konstantní limitní hodnoty a je proměnná při použití variabilní limitní hodnoty 20. Hodnoty jsou uvedeny v tabulce 3.
Tab.3: Hodnocení vodních zdrojů pro měsíční časový krok