Interval 6 hodin pro studium krátkodobých srážek

Pro jakoukoliv analýzu úhrnů a průběhů intenzit srážek je nutné zvolit vhodnou maximální délku časového intervalu. Ta může být v zásadě jakákoliv, záleží vždy na měřítku úlohy a účelu prováděných analýz. S cílem prostudovat vnitřní rozdělení intenzit krátkodobých srážek a odvodit vhodné návrhové hyetogramy pro hydrologické návrhy na českém území byly v rámci projektu Srážky I testovány intervaly od 3 do 24 hodin. Jako optimální byl vybrán interval o délce 6 hodin, neboť zaznamenané intenzivní srážky většinou neměly delší trvání a zároveň tato délka umožňuje popsat hlavní rysy vnitřní struktury srážkových událostí. Proto jsou odvozené hyetogramy označovány jako šestihodinové, přestože zkoumaný dataset obsahoval srážkové události i mnohem kratší. O srážkových událostech delších než 6 hodin už z provedených analýz a na tomto webu prezentovaných výsledků není korektní cokoliv dalšího usuzovat.

Průběhy srážek a jejich zastoupení

Typy hyetogramů - průběhů intenzit 6h srážek

Jako vstupní data pro studium časových průběhů krátkodobých srážek sloužily hodnoty 10minutových srážkových intenzit z měsíců květen až září za desetileté období (2002 až 2011) s horizontálním rozlišením 1 km. Intenzity byly určeny z radarových měření jejich adjustací denními úhrny srážek ze srážkoměrných stanic v ČR metodou Sokola (2003). Podrobný popis tvorby vstupního datového souboru byl publikován Bližňákem a kol. (2018).

Šest syntetických hyetogramů typu A-F bylo dovozeno v rámci projektu Srážky I, postup je stručně popsán v původní metodice (2018) a podrobněji jej publikuje Müller a kol. (2018). Těchto šest typizovaných hyetogramů je využito ve webové aplikaci HydroRAIN-6h a v processingové službě (WPS) ve dvou nástrojích d-rain6h-timedist a raintotal6h-timedist. Ve všech případech je různým způsobem získaný návrhový úhrn (viz níže) rozložen v čase dle těchto typizovaných průběhů.

Zastoupení typů návrhových hyetogramů

V principu lze v každé lokalitě ČR pozorovat intenzivní srážku s průběhem podobným kterémukoliv z 6 typů návrhových hyetogramů, četnost jejich zastoupení se však značně liší v závislosti na lokalitě a na extremitě pozorovaného úhrnu. Určení extremity analyzovaných událostí z původní 10leté řady radarových měření bylo navíc zatíženo značnými nejistotami, proto byla v rámci projektu Srážky II datová základna rozšířena na dvacetileté období (2002 až 2021), s využitím intenzivních srážkových událostí v měsících duben až říjen. Intenzivní srážkové události v každém bodě rastru radarových odrazivostí byly klasifikovány dle doby opakování jejich úhrnu (viz níže) a typu časového průběhu. Pro každou dobu opakování pak byla ve všech bodech určena relativní četnost výskytu každého z šesti typů hyetogramů. Tato plošně distribuovaná data jsou využívána v aplikaci HydroRAIN-6h a dále v processingové službě (WPS) v nástroji d-rain6h-timedist. V obou případech jsou z rastru vypočteny průměrné četnosti výskytu každého z šesti typizovaných průběhů srážek pro řešené území. To je v případě webové aplikace pevně určeno na povodí IV. řádu, v případě WPS služby si jej uživatel definuje sám pomocí vstupního polygonu.

Srážkové úhrny

6hodinové maximální úhrny

Odhady 6hodinových maximálních úhrnů byly odvozeny frekvenční analýzou stejných vstupních dat, která byla použita pro analýzu zastoupení jednotlivých typů časových průběhů, tedy řad adjustovaných radarových 10minutových srážkových intenzit z měsíců duben až říjen za dvacetileté období (2002 až 2021) s horizontálním rozlišením 1 km. V jednotlivých pixelech byly odvozeny distribuční funkce, které popisují rozdělení pozorovaných vysokých srážkových úhrnů, a to bez ohledu na časový průběh srážek i pro každý z typických průběhů A-F. Vyhodnoceny byly úhrny pro celé bezmrazové období duben-říjen i pro jednotlivé měsíce.

Úhrny srážek vycházející z radarových snímků byly ošetřovány na výskyt artefaktů měření a parametry extrémních rozdělení komplexním postupem korigovány podle výsledků frekvenční analýzy úplných časových řad ze staničních měření. Podrobnosti lze nalézt v průběžných zprávách v sekci obou srážkových projektů nebo v odborných článcích odkazovaných níže.

Výsledné rastry 6hodinových návrhových úhrnů jsou využity ve webových aplikacích HydroRAIN-CN(?) a HydroRAIN-6h a dále v processingové službě (WPS) v nástroji d-rain6h-timedist. V prvním případě je pro výpočet přímého odtoku využita bodová hodnota úhrnu zvolené doby opakování na vybrané pozici, ve zbylých dvou případech jsou z rastru vypočteny průměrné hodnoty úhrnů zvolené doby opakování pro řešené území. To je v případě webové aplikace pevně určeno na povodí IV. řádu, v případě WPS služby si jej uživatel definuje sám pomocí vstupního polygonu nebo bodu. Nástroj raintotal6h-timedist poskytovaný přes WPS službu nepracuje s žádnými odvozenými úhrny ani konkrétní lokalitou, slouží pouze pro rozložení uživatelem zadaného úhrnu do vybraných typických průběhů.

Návrhové úhrny volitelné doby trvání

Hodnoty návrhových úhrnů pro deště o délce trvání definované uživatelem vyčíslované Hrádkovou metodou (1994) redukce denních úhrnů nejsou již nadále poskytovány. Touto metodou získané úhrny neodpovídají skutečným charakteristikám intenzivních srážek v dané lokalitě.

Předchozí nasycenost území

2DO

Literatura

BLIŽŇÁK, V., KAŠPAR, M., MÜLLER, M., 2018: Radar-based summer precipitation climatology of the Czech Republic. Int. J. Climatol., 38,
677–691. B.m.: John Wiley and Sons Ltd. ISSN 08998418. [online].

BURN, Donald H., 1990. Evaluation of regional flood frequency analysis with a region of influence approach. Water Resources Research [online]. 26(10), 2257–2265
[vid. 2018-02-13]. ISSN 00431397. Dostupné z: doi:10.1029/WR026i010p02257

HRÁDEK, F; KOVÁŘ, P. Výpočet náhradních intenzit přívalových dešťů. Vodní hospodářství. 1994, roč. 11, s. 49.

KAVKA, P; STROUHAL, L; LANDA M.; et al. Nástroj pro odvození návrhových srážkových úhrnů na území ČR. Vodní hospodářství. 2016, roč. 66, č. 8, s. 9–15. [online].

KAVKA, P; MÜLLER, M; STROUHAL, L; et al. Krátkodobé srážky pro hydrologické modelování a navrhování drobných vodohospodářských staveb v krajině. 2018. Dostupné z: [ResearchGate].

MÜLLER, Miloslav; KAŠPAR, Marek. Event-adjusted evaluation of weather and climate extremes. Natural Hazards and Earth System Sciences. 2014, roč. 14, č. 2, s.473–483. [online].

MÜLLER, Miloslav; BLIŽŇÁK, Vojtěch; KAŠPAR, Marek. Analysis of rainfall time structures on a scale of hours. Atmospheric Research [online]. 2018, roč. 211, s. 38–51. [online].

SOKOL, Z, 2003. The Use of Radar and Gauge Measurements to Estimate Areal Precipitation for Several Czech River Basins. Studia Geophysica et Geodaetica [online]. 47(3), 587–604.55 ISSN 1573-1626. [online].

ŠAMAJ, F; VALOVIČ, Š; BRÁZDIL, R. Denné úhrny zrážok s mimoriadnou výdatnosťou v ČSSR v období 1901 - 1980. In ŠAMAJ, F (ed.). Zborník prác Slovenského hydrometeorologického ústavu. Bratislava : ALFA, 1985.

TRUPL, J. Intensity krátkodobých dešťů v povodích Labe, Odry a Moravy. Práce a studie VÚV Praha. Praha : VÚV Praha, 1958.