Metodika
K tomu, aby bylo možno odhadnout bilanci zdrojů podzemní vody a tím i vývoj stavu podzemních vod, se využívá modelování proudění podzemní vody. Základem pro realizaci takovýchto modelů jsou dva relevantní dílčí systémy: geologie/hydrogeologie a vodní hospodářství.
Postupy při modelování
Vodohospodářská část kaskády modelů se člení do dílčích oblastí: klima, bilance půdní vody a numerické modelování proudění. Základem pro následné sestavení vhodných modelů vodního režimu v půdě je přitom výběr a analýza souboru specifických projekcí změn klimatu. Za pomoci těchto modelů jsou kvalitativně a kvantitativně sledovány a zobrazovány relevantní pohyby vody. Takto získané údaje k tvorbě nové podzemní vody představují zásadní okrajovou podmínku pro sestavení a provoz modelů proudění podzemní vody.
Klimatické scénáře představují tendence vývoje klimatických parametrů s přihlédnutím k definovaným scénářům emisí a vývoje pro budoucí časové období.
V rámci projektu KliWES byly na základě Čtvrté hodnotící zprávy Mezivládního panelu pro změny klimatu (IPCC) z roku 2017 simulovány možné změny klimatu v Sasku do roku 2100.
V projektu ResiBil je plánováno sloučit na základě již zrealizovaných a dostupných scénářů výběr realizací do jednoho souboru a ten použít pro modelování režimu vody (v půdě) v rámci dílčích území. Jak pro českou, tak i pro saskou část dílčích území jsou k dispozici specificky upravené klimatické scénáře datové sady WEREX V. Tato data jsou pomocí specifického postupu interpolace převedena z bodových (klimatické stanice) do plošných informací.
Literatura:
IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp.
Vodní režim v půdě představuje souhrn všech vstupních, výstupních a akčních veličin vody v nesaturované půdní zóně. V rámci projektu ResiBil je vodní režim v půdě sledován primárně s ohledem na prostorovou a časovou kvantifikaci tvorby nové podzemní vody v rámci dílčích území.
Bilanční veličina "tvorba nové podzemní vody" bude během dalšího řešení projektu sloužit jako horní okrajová podmínka pro modelování proudění podzemní vody a představuje tak jeden z nejdůležitějších vstupních parametrů pro tento krok v rámci kaskády modelů.
Pro saskou část řešeného území byly v rámci projektu KliWES provedeny rozsáhlé výzkumy pomocí modelu ArcEGMO, spočívajícího na víceúrovňovém řešení, které je členěno do pěti modelových úrovní: meteorologie, vytváření odtoku ve vegetaci a v půdě, přímý odtok, odtok podzemní vody a odtok ve vodotečích. Dostupná data z projektu KLiWES jsou pro projekt ResiBil zčásti přebírána a upravována na specifické potřeby projektu.
Hydrologický režim v pilotních oblastech „Děčínský Sněžník“ a „Hřensko - Křinice/Kirnitzsch“ byl posouzen na základě modelu BILAN. Tento model byl vytvořen partnerem projektu VÚV a slouží k diferenciaci jednotlivých složek odtoku. Jednotlivé složky odtoku jsou časově a prostorově oddělovány na základě vstupních klimatických veličin teplota a srážky. Díky tomu lze odvodit budoucí potenciální vývoj tvorby nové podzemní vody, který lze využít pro numerickou simulaci stavu podzemní vody. Detailní informace k postupu a konstrukci hydrologických modelů, použitých v rámci projektu, jsou obsaženy v publikaci „Hydrogeologie česko-saské křídové pánve mezi Krušnými horami a Ještědem“, která je dostupná ke stažení.
Literatura:
Schwarze, R., Hauffe, C., Baldy, A., Winkler, P., Dröge, W., Wagner, M., Röhm, P. 2014: KliWES Klimawandel und Wasserhaushalt in Sachsen - Wasserhaushaltsberechnungen für den Ist-Zustand und verschiedene Klima- bzw. Landnutzungsszenarien. Schriftenreihe des LfULG, Heft 32/2014.
V rámci projektu ResiBil jsou plánovány přeshraniční numerické modely pro jednotlivé scénáře managementu s přihlédnutím na zesilující trend sucha, který je způsoben změnou klimatu. S ohledem na požadovaný stupeň detailu a z toho vyplývající nároky na zpracování modelů budou tyto modely vytvořeny pouze pro dílčí území.
Předpokladem pro numerické geohydraulické modelování jsou přeshraniční prostorové modely, hydrogeologicky členěné na zvodně (akvifery), izolátory a hranice nepropustné (hydrogeologická bariéra) s odpovídajícími parametry. Odvozeny budou z modelů geologické struktury, vytvořené pro dílčí území.
Za zpracování numerického geohydraulického modelu dílčího území Lückendorf (Žitavské hory) zodpovídá Saská zemský úřad pro životní prostředí, zemědělství a geologii. Modely pro dílčí území Děčínský Sněžník a údolí Křinice budou realizovány Výzkumným ústavem vodohospodářským. Cílem je prozkoumat změny stavu podzemních vod pomocí řady různých vývojových a klimatických scénářů (poskytnutých z projektu KliWES) a kvantifikovat jejich dopady na zásoby podzemní vody.
Změny stavu podzemní vody, vypočtené pomocí numerických modelů, umožňují formulovat závěry ohledně problémů budoucího odběru vod a dostupnosti podzemní vody v pilotních oblastech. Při interpretaci výsledků je však nutno vždy zohledňovat nejistoty, vyplývající z pouze přibližného přenesení reálné situace do modelu. O co vzdálenější budoucnost pro předpověď volíme, o to vyšší nejistotou jsou závěry modelu zatíženy. Z tohoto důvodu je tedy smysluplné uvažovat namísto konkrétního scénáře vývoje raději určitý koridor vývoje.
