Z uporabo stabilnih izotopov kisika in vodika v hidroloških raziskavah lahko odgovorimo na vprašanja, na katera z običajnimi hidrološkimi meritvami veliko težje najdemo odgovor. Tako nam lahko stabilni izotopi razkrijejo, kam se steka voda, ko dežuje, ter po katerih poteh pride padavinska voda do površinskih vodotokov. Prispevek prikazuje teoretično osnovo uporabe stabilnih izotopov v hidroloških raziskavah, prikazana je povezava z določenimi hidrološkimi procesi, kot je tvorba (pod)površinskega odtoka. Podajamo kratek pregled uporabe stabilnih izotopov v zadnjih 15 letih s poudarkom na raziskavah, ki so bile izvedene v Sloveniji. Sledi opis in preliminarni rezultati meritev in analiz, ki potekajo v okviru raziskav nehomogenega porečja Ljubljanice, v katerih bomo poskušali z uporabo stabilnih izotopov nadgraditi znanje o hidroloških procesih.
COBISS.SI-ID: 8081249
Ekstremni naravni dogodki kakršni so hudourniški izbruhi so v luči spreminjajočih se podnebnih vzorcec vse pogostejši. Takšni dogodki lahko bistveno vplivajo na spremenljivost hidromorfoloških razmer v strmih hudourniških strugah. Na podlagi detajlnega terestičnega lidarskega skeniranja (TLS) odseka struge hudournika Kuzlovec smo spremljali spremenljivost hidromorfoloških razmer po pojavu ekstremnega padavinskega dogodka, ki se je zgodil avgusta 2014, znotraj katerega so povratne dobe padavin različnih trajanj presegle 100-letno povratno dobo. Rezultati analiz so pokazali, da so bile količine erodiranega materiala med ekstremnim dogodkom za razred velikosti večje od povprečnih letnih količin erodiranega materiala. Hudourniška poplava avgusta 2014 je povzročila intenzivne procese transporta materiala po strugi hudournika, ki so se odrazili v spremenjeni trasi hudourniške struge in globočnice ter zmanjšani hidravlični hrapavosti ostenja struge.
COBISS.SI-ID: 7507041
Za določitev projektnega hidrograma ali projektne konice pretoka, ki sta ključna vhodna podatka za načrtovanje različnih hidrotehničnih objektov ter pripravo kart poplavne nevarnosti, so na nemerjenih porečjih možni različni postopki. Eden od pristopov vključuje hidrološki model, kjer lahko projektni hidrogram izračunamo z uporabo projektnih padavin. V tem prispevku so proučevani učinki projektnih padavin na rezultate kombiniranega enodimenzionalno/dvodimenzionalnega (1D/2D) hidravličnega modela. Kot študijsko območje je bilo izbrano porečje reke Glinščice, ki se nahaja v osrednji Sloveniji (srednja Evropa). 10 različnih projektnih padavinskih dogodkov je bilo primerjanih za 10- in 100-letne povratne dobe, kjer smo uporabili Huffove krivulje za določitev projektnega padavinskega dogodka. Rezultati kažejo, da je treba izbiro projektnega padavinskega dogodka smatrati kot pomemben korak, saj so med rezultati hidravličnih modelov značilne razlike za različne scenarije. V obravnavanem primeru je bila največja poplavna površina dvakrat večja kot najmanjša in najvišja hitrost vode na poplavnem območju je bila desetkrat višja od najnižje. To lahko vodi do izdelave zelo različnih kart poplavne nevarnosti in posledično do različnih shem varstva pred poplavami.
COBISS.SI-ID: 8314209
Geofizikalni in hidrološki procesi, ki vplivajo na oblikovanje rečnega toka, kažejo vztrajnost v različnih časovnih obdobjih, kar se lahko odraža v prisotnosti pozitivne sezonske korelacije pretoka v več različnih časovnih zamikih. Raziskovali smo, kako se vztrajnost širi v prihajajoče sezone in kako vpliva na nizke in visoke pretoke. Za sezono visokih pretokov smo določiti 3-mesečno obdobje (HFS) in za obdobje nizkih pretokov 1-mesečno obdobje (LFS), ki običajno izkazujeta visoke in nizke pretoke. Uporabljena je bila podatkovna zbirka 224 rek iz 6 evropskih držav, ki razpolagajo s podatki za več kot 50 let. Izračunali smo zakasnjeno sezonsko korelacijo med kazalnikom značilnega pretoka v obdobjih HFS in LFS ter pretokom v predhodnih mesecih. Kazalnik v obdobju HFS je konica pretoka in v obdobju LFS srednji pretok. Proučevali smo povezavo med sezonsko korelacijo pretoka in različnimi fiziografskimi in hidrološkimi lastnostmi porečja. Ugotovili smo, da je vztrajnost občutnejša za LFS-kazalnike kot HFS. Da bi uporabili sezonsko korelacijo v oceni pogostosti visokih in nizkih pretokov, smo določili prilagojeno krivuljo bivariatne meta-Gaussove porazdelitvene funkcije visokim in nizkim pretokom v predhodnih mesecih, da bi dobili porazdelitev visokih in nizkih pretokov v obdobjih HFS in LFS glede na opažanja rečnega toka v predhodnih mesecih. Doprinos predlagane metode je predstavljen s posodobitvijo frekvenčne porazdelitve visokih in nizkih pretokov za eno sezono v naprej na realnem primeru. Naše ugotovitve kažejo, da obstaja sledljiva fizikalna osnova za spomin vodotokov, ki jo je mogoče statistično vključiti v oceno pogostosti visokih in nizkih pretokov. Na ta način lahko zmanjšamo negotovost in izboljšamo napovedi.
COBISS.SI-ID: 8649313
Meritve koncentracije suspendiranih plavin (SSL) se običajno izvajajo z manjšo frekvenco zajema podatkov kot meritve padavin ali pretoka v vodotokih, zato potrebujemo zanesljive metode za oceno SSL. Na podlagi enoletnega zbiranja podatkov o padavinah, pretokih in SSL (20 min interval zbiranja podatkov) na porečju hudournika Kuzlovec, smo aplicirali Frankovo kopulo za izgradnjo modela, ki omogoča simuliranje SSL na časovnem nivoju posameznega hidrološkega dogodka z uporabo podatkov o padavinah in pretokih. Zasnovan model je bil z uporabo kopula funkcije Khoudraji-Liebscher dodatno preizkušen na dnevnih podatkih na vodomerni postaji Gornja Radgona na reki Muri, kjer je na razpolago 29 let podatkov. Modelirane vrednosti SSL so bile ocenjene z različnimi regresijskimi modeli. Analiza uspešnosti napovedi predlaganih modelnih orodij z uporabo kopula funkcij je pokazala statistično zadovoljive napovedi SSL in boljše napovedi v primerjavi z nekaterimi drugimi modeli.
COBISS.SI-ID: 8124769