Vstupní data

      Vstupní data lze zadávat ručně v prostredí programu AGNPS 5.0 nebo pomocí podkladů vytvořených v GIS.Pro dosazení dat jsou potřeba hladiny zahrnující hranice pozemků, hranice povodí, tvar hydrografické sítě, lokaci cestní sítě a jiných prvků v povodí, do které lze přiřazovat hodnoty charakterizující danou oblast - LAND-USE. Další nezbytnou hladinou je digitální model terénu (DMT), charakterizující výškoprostorové uspořádání v oblasti. Pro správné zadání půdních vlastností je užívána hladina BPEJ. Základní charakteristiky návrhového deště lze odvodit redukcí 1-denních maximálních N-letých srážkových úhrnů. Pro určení 24-hodinových srážkových úhrnů se zvolenou periodicitou pro dané povodí lze využít metodu ČHMÚ. Doba trvání návrhového deště se volí rovná době koncentrace odtoku do uzávěrového profilu.

Data zadávaná pro celé povodí

1. Název povodí

Na tomto místě uživatel zadává jméno povodí. Může obsahovat maximálně 30 znaků. Slouží k identifikaci povodí ve výstupních zprávách.

2. Popis

Zde je možné podat krátké vysvětlení týkající se povodí, přívalového deště atd. Popis může mít opět maximálně 30 znaků. Je vhodný k informování o tom, co bylo změněno v různých scénářích a variantách simulace.

3. Plocha elementu [a]

Je to velikost jednoho čtvercového elementu. Závisí na velikosti a homogenitě povodí. Tato hodnota musí být v rozpětí 0,01 až 1000 a.

4. Počet elementů

Je to celkový počet základních elementů v povodí.

5. Úhrn přívalového deště [in]

Dolní limit pro úhrn přívalového deště je 0,01 in, horní limit není stanoven.

6. Koncentrace dusíku ve srážkové vodě [ppm]

Implicitně je stanovena hodnota 0,8 ppm, ale uživatel má možnost zadat vlastní hodnotu. Doporučovaná hodnota se pohybuje kolem 1 ppm.

7. Faktor erodovatelnosti deště [ft t a-1in-1hr-1]

Je to erozní účinek přívalového deště užitý v univerzální rovnici ztráty půdy (USLE). Maximální hodnota je 10000 ft t a-1in-1hr-1.

8. Trvání deště [hr]

Je to doba trvání přívalového deště. Tato veličina se zadává pouze v případě, když není známa erozní účinnost deště, jinak je rovna nule.

9. Typ přívalové srážky

Tento vstupní údaj reprezentuje typ 24-hodinové srážky. Zadává se opět jen v případě, že není známa erozivita deště, jinak je roven nule. Je užit k výpočtu kulminačního průtoku, jestliže je vybrána metoda SCS - TR 55. Srážky byly rozděleny do typů podle jejich intenzity v různých oblastech.

10. Výpočet kulminačního průtoku

Uživatel si může vybrat mezi dvěma metodami výpočtu kulminačního průtoku - metodou AGNPS a metodou SCS - TR 55. První z nich předpokládá trojúhelníkové koryto a k výpočtu kulminačního průtoku užívá rovnici z modelu CREAMS. Metoda SCS - TR 55 předpokládá pravoúhlý tvar koryta, průtočná plocha je tedy rovna součinu šířky a hloubky.

11. Výpočet rozměrů koryta

Tento vstupní údaj dovoluje uživateli zvolit způsob výpočtu parametrů koryta. Jestliže je zadáno ne, uživatel může manuálně zadat šířku, hloubku a délku koryta toků, závisející na typu toku v buňce. Jestliže je zadáno ano, geometrie koryta je vypočítána na základě geomorfologických principů a vztahů. To umožňuje uživateli získat odhad rozměrů koryta jako funkci celkové odtokové plochy v elementu.

12. Faktor tvaru hydrogramu

Uživatel si může mezi dvěma metodami výpočtu trojúhelníkového hydrogramu - pomocí K koeficientu nebo pomocí procent z celkového odtoku před kulminačním průtokem. Hodnota veličiny, která je zde zvolena, se zadává v následujícím kroku.

13. K koeficient nebo % odtoku před kulminačním průtokem

Implicitně je nastavena hodnota 484,00 (jestliže byla ve faktoru 12 vybrána metoda pomocí K koeficientu) nebo hodnota 37,5 % (jestliže byla vybrána metoda zadání procent odtoku před kulminačním průtokem), ale uživatel má možnost zadat vlastní hodnoty, jsou-li známy.

Data zadávaná jednotlivým elementům povodí

1. Číslo elementu

Každý element povodí je identifikován číslem. Číslování je postupné, začíná v severozápadním rohu povodí a pokračuje po řádcích ze západu na východ (viz obr.). Čísla elementů jsou do vstupní databáze vkládána automaticky.

2. Dělení elementu

Každý element povodí lze rozdělit na čtyři čtvercové elementy o ploše rovné jedné čtvrtině původního elementu. Toto dělení je možné provést maximálně třikrát, čímž dostáváme element, jehož plocha je 64krát menší než plocha základního elementu. Tím můžeme zmenšit plochu uvažovanou jako homogenní a zvýšit tak přesnost geometrického umístění a výsledků simulace.

3. Číslo přijímacího elementu

Je to číslo elementu, do kterého odtéká nejvýznamnější část povrchového odtoku. Směr odtoku je určen topografií v elementu. Číslo přijímacího elementu pro uzávěrový element musí být o jednu větší než celkový počet elementů povodí.

4. Dělení přijímacího elementu

Zde je specifikováno do které části přijímacího elementu přitéká největší část povrchového odtoku.

5. Směr odtoku

Zadává se jednomístné číslo v rozsahu 1 až 8, které indikuje převládající směr odtoku z elementu. Číslo jedna reprezentuje směr severní a dále se postupuje ve směru hodinových ručiček až k číslu osm, které značí směr severozápadní. Pokud je element bezodtokový zadává se 0.

6. Číslo odtokové křivky

Číslo odtokové křivky je používáno v rovnici Soil Conservation Service (SCS) pro odhad přímého odtoku z přívalové srážky. Závisí na způsobu využití půdy (vegetačním pokryvu a agrotechnice) a hydrologických půdních podmínkách. Ačkoli by mělo být užito číslo odtokové křivky pro konkrétní předchozí vlhkostní podmínky, je doporučováno vždy užít hodnoty pro vlhkostní podmínky II, aby se zachovala možnost porovnání řešení. V uživatelském manuálu je uvedena tabulka standardních hodnot pro různé využití půdy a hydrologické skupiny půd A, B, C a D a také přepočty na vlhkostní podmínky I a III.

7. Sklon terénu [%]

Jedná se o převládající sklon terénu v elementu. Hodnoty je možné získat z topografických map, dostupných podkladů nebo přímým měřením v terénu. Jestliže v elementu existuje více sklonů, zadává se průměrná hodnota. Převládá-li v elementu voda nebo mokřad, zadává se hodnota 0.

8. Faktor tvaru svahu

K popisu převažujícího tvaru svahu v elementu je použito identifikační číslo. Číslo 1 indikuje přímý svah, 2 vypuklý (konvexní), 3 vydutý (konkávní) svah.

9. Délka svahu [ft]

Je to délka povrchového odtoku, vzdálenost horního konce svahu a bodu, kde začíná soustředěný odtok. Nemá překročit 300 ft. Pro území USA je možno určit tuto délku podle tabulky uvedené v manuálu, a to v závislosti na kategoriích sklonitosti a typu území. Převládá-li v elementu voda nebo mokřad, zadává se hodnota 0.

10. Manningův součinitel drsnosti

Je to součinitel povrchového odtoku pro převládající typ povrchu v elementu v době výskytu přívalové srážky. Tabulka standardních hodnot pro různé využití půdy a různou hustotu vegetace je uvedena v uživatelském manuálu. Tato hodnota musí být větší než nula a menší než jedna. (Drsnost zadávaná na tomto místě je drsnost povrchová a netýká se koryt nebo míst soustředěného odtoku. Ta se zadává v parametru 22 - Indikátor typu odtoku)

11. Faktor erodovatelnosti půdy [t a-1/ ft t a-1in-1hr-1]

Faktor erodovatelnosti půdy [K], potřebný pro výpočet univerzální rovnice ztráty půdy, je definován jako ztráta půdy na jednotku erozní účinnosti deště a jednotku plochy pro elementární pozemek. Může být získán z pedologických podkladů Soil Conservation Service. Bude se měnit v závislosti na půdním typu v každém elementu. Převládá-li v elementu voda nebo mokřad, zadává se hodnota 0.

12. Faktor ochranného vlivu vegetace a způsobu obdělávání

Tento faktor [C], potřebný pro výpočet univerzální rovnice ztráty půdy, je definován jako poměr ztráty půdy za daných podmínek a ztráty ze zoraného trvalého úhoru. Závisí na typu povrchu, vegetaci, osevních postupech, použité agrotechnice a růstovém období rostlin. Vzhledem k tomu, že model pracuje s jedinou přívalovou srážkou, použitá hodnota by měla odpovídat příslušnému růstovému období. Aby se udržela porovnatelnost mezi různými povodími, uživatel by měl testovat případy nejhorších podmínek, vyskytujících se v posklizňovém období nebo v období po zasetí. Hodnoty této veličiny mohou být získány z Agricultural Handbook 537 (USDA, 1978). Převládá-li v elementu voda nebo mokřad, zadává se hodnota 0. Jestliže má element převážně městský charakter, zadává se hodnota 0,01.

13. Faktor účinnosti protierozních opatření

Tento faktor [P] z universální rovnice ztráty půdy je definován jako poměr ztráty půdy za daných konkrétních podmínek a ztráty při svažitém pozemku bez jakýchkoli opatření. Nejhorší případ nastává pro P = 1, kdy nejsou použita žádná protierozní opatření. Hodnoty pro různá protierozní opatření lze nalézt v Agricultural Handbook (USDA, 1978). Hodnoty pro různé stupně terasového systému jsou uvedeny v tabulce v uživatelském manuálu. Převládá-li v elementu voda nebo mokřad, zadává se hodnota 0. Jestliže má element převážně městský nebo obytný charakter, zadává se hodnota 1.

14. Konstanta povrchových podmínek

Je to hodnota založená na způsobu využití půdy elementu v době přívalové srážky. Užívá se při výpočtu rychlosti plošného odtoku. Standardní hodnoty pro různé typy povrchů jsou uvedeny v tabulce v uživatelském manuálu.

15. Faktor chemické spotřeby kyslíku

Je to hodnota koncentrace CHSK v odtoku. Závisí na způsobu využití půdy v elementu. Uživatelský manuál obsahuje tabulku standardních hodnot pro různé způsoby využití půdy nebo je možné zadat vlastní hodnoty.

16. Půdní textura

Je to klasifikace půdního druhu na základě textury půdy, která převládá v elementu. Může být určen z klasifikačního trojúhelníku, uvedeného v manuálu. Pro jednotlivé druhy půdy se zadávají tyto hodnoty : 0 - voda, 1 - písčité půdy, 2 - hlinité půdy, 3 - jílovité půdy, 4 - rašelina. Poté, co uživatel zadá půdní druh (kromě indikátoru 0), objeví se překryvné menu, obsahující implicitní hodnoty obsahu živin a extrakční koeficienty pro dusík a fosfor pro danou půdní texturu. Tyto hodnoty je možné editovat (všechny, nebo jen některé) nebo, pokud nejsou známy, je možné ponechat implicitní hodnoty.

17. Indikátor hnojení

Tento vstupní parametr má hodnotu 0 nebo 1 a informuje o tom, zda v elementu byla aplikována hnojiva (1) nebo ne (0). Jestliže je zadána hodnota 1, objeví se překryvné menu, dovolující uživateli zadat úroveň hnojení.

18. Indikátor aplikace pesticidů

Tento vstupní parametr má opět hodnotu 0 nebo 1 a informuje o tom, zda v elementu byly aplikovány pesticidy (1) nebo ne (0). Model předpokládá pohyb pesticidů z elementu do elementu ve dvou formách - rozpuštěné pesticidy a vázané na splaveniny. Uživatel tak může analyzovat pohyb těchto látek v povodí. Pokud je zadána hodnota 1, objeví se překryvné menu, které dovoluje vybrat si konkrétní pesticid, změnit některé jeho charakteristiky nebo přidat nový pesticid do databáze. Dále je nutno vybrat, zda se jedná o herbicid, insekticid, fungicid, nematicid, regulátor růstu rostlin nebo desikant. Ke každé této látce jsou udány její charakteristické hodnoty (běžný název, obchodní název, poločas rozpadu, rozpustnost ve vodě, sorpce na aktivní uhlí atd.), které je možno změnit nebo zadat pro nový pesticid. Dále uživatel zadává hodnoty týkající se vlastní aplikace - typ aplikace (před růstem rostliny, před nebezpečím, po nebezpečí), dobu mezi aplikací a přívalovou srážkou, množství, aplikační činnost, hloubku zapravení atd.

19. Indikátor bodového zdroje

Tento parametr má hodnotu 0 (pokud se v elementu nevyskytují žádné bodové zdroje znečištění) nebo 1 (v opačném případě). Model uvažuje zvlášť bodové zdroje z míst koncentrace hospodářských zvířat a zvlášť ostatní bodové zdroje. Pokud je zadána hodnota 1, je nutno dále zadat počet obou typů bodových zdrojů v elementu. Pro bodové zdroje z míst koncentrace hospodářských zvířat uživatel dále zadává jejich plochu, číslo odtokové křivky, počet zvířat, jimi produkované znečištění (N, P, CHSK) a další údaje, Pro ostatní bodové zdroje je třeba zadat množství přitékající z těchto zdrojů, celkovou koncentraci N, P a CHSK a také zda se zdroj znečištění nachází na začátku nebo na konci elementu (ve směru proudění).

20. Indikátor přídavné eroze

Tento vstupní údaj má hodnotu 0 nebo 1 a informuje o tom, zda se v elementu nachází bodový zdroj eroze (1) nebo ne (0). V kladném případě je třeba zadat počet takových zdrojů v elementu a dále pro každý z nich typ zdroje (strže a výmoly, staveniště aj.), erodované množství, půdní texturu a obsah N a P v půdě.

21. Indikátor zadržení vody

Tento vstupní parametr má hodnotu 0 nebo 1 a udává, zda se v elementu vyskytují stavby zadržující vodu (1) nebo ne (0). V kladném případě je třeba zadat počet těchto staveb (max. 13) a dále pro každou z nich odvodňovanou plochu, průměr výpustního potrubí a vsakovací rychlost. Pro vsakovací rychlost je možno použít implicitně nastavené hodnoty, které jsou založeny na převažující půdní textuře v elementu. Velikost odvodňované plochy nesmí překročit velikost elementu.

22. Indikátor typu odtoku

Zadává se 0 nebo 1. Tato hodnota indikuje, zda se jedná o element s vodní plochou (0) nebo ne (1). Jestliže je zadána hodnota 1, objeví se překryvné menu, dovolující uživateli vybrat typ toku v elementu z následující nabídky:

  1. plošný odtok
  2. odvodňovací kanál
  3. cestní (silniční) příkop
  4. zatrvněná údolnice
  5. náhodně se vytvářející tok
  6. občasný tok
  7. trvalý tok
  8. jiný typ toku

Další požadované informace pro tok závisí na tom, zda je v počátečních datech zadáno, že má být prováděn výpočet rozměrů koryta nebo ne. Pokud ano, pak je třeba zadat pro typy toků 2 - 8 podélný sklon koryta, sklon svahů, Manningův součinitel drsnosti pro koryto, koeficient délky toku a exponent délky toku. Na základě dvou posledně jmenovaných veličin je počítana délka toku v elementu. pokud nemá být prováděn výpočet rozměrů koryta, je třeba zadat pro typy toků 2 - 8 podélný sklon koryta, sklon svahů, Manningův součinitel drsnosti pro koryto a délku toku v elementu. Pokud nejsou zadány žádné hodnoty, model AGNPS počítá s imlicitními.