Článek „Kde končí obec? Vymezení urbanizovaných území nejen pro odtokové analýzy“

Článek představuje metodiku prostorového vymezení hranic významných urbanizovaných území v České republice především pro účely hydrologických analýz a hodnocení rizik přívalových povodní. Nejprve byla upřesněna definice urbanizovaných území ve vztahu k existující terminologii a poté sestaven komplexní postup tvorby vrstev urbanizovaných a přírodních ploch využívající objekty polohopisu Základní báze geografických dat České republiky (ZABAGED®) s podporou dalších otevřených datových zdrojů. Metodika zahrnuje hierarchickou klasifikaci a souběžnou geometrickou úpravu vybraných vrstev polohopisu a následné čištění a filtraci finálních polygonů urbanizovaných území a přírodních prvků. Výsledkem je datová sada významných urbanizovaných území, která umožňuje lépe hodnotit srážkoodtokové procesy v jejich okolí i analyzovat jejich vlastní strukturu, což představuje výchozí bod pro návrhy a posuzování adaptačních opatření. Výstupy budou v blízké době veřejně dostupné pro další hydrologické aplikace a výzkum.

Druh dle RIV: Jsc - Původní/přehledový článek v recenzovaném odborném periodiku, který je obsažen v databázi SCOPUS s příznakem „Article“, „Review“, nebo „Letter

Publikováno: VTEI/2025/4
Autoři článku: Luděk Strouhal, Petr Kavka

Článek: externí odkaz

Článek „Rizika bleskových povodí a eroze – výzvy pro územní plánování spojených s dopady klimatických změn“

Adaptace sídel a jejich okolí na klimatickou změnu je současnou výzvou pro územní plánování. Vlivem zvyšující se průměrné teploty narůstá počet dní s deficitem vody a zároveň počet intenzivních krátkodobých srážek, které ohrožují sídla, jejich infrastrukturu a okolní krajinu. Územně plánovací dokumentace by měla v souladu s cíli a úkoly územního plánování připravit územní podmínky pro hospodárné využívání území a předcházení dopadům změn klimatu. Návrhy by měly být v souladu s přírodními územními podmínkami a s ohledem na již identifikovaná rizika v území. Článek nastiňuje možné problémy a konflikty spojené s odtokovými poměry a územním rozvojem. Představuje dostupné nástroje a podklady pro identifikaci možných rizik a problémů v území včetně implementace vhodných opatření prostřednictvím územně plánovacích nástrojů.

Druh dle RIV: Jost - Ostatní články v odborných recenzovaných periodicích

Publikováno: Územní plánování a urbanismus, 3/2024
Autoři článku: Petr Kavka, Simona Vondráčková, Josef Krása, Tomáš Dostál, Jiří Kupka

Článek: externí odkaz

Článek „Convolutional Neural Network-Based Detection of Erosion Rills on Aerial Imagery Combined with Hydrological Model SMODERP Outputs“

Extreme precipitation events lead to rapid surface runoff, causing sheet erosion and the formation of rills as an impact to increase the risk of flash floods. This combination of processes pose a threat to agricultural land and rural areas, as sediment-laden water can infect urban zones, causing damage to infrastructure. Detecting and predicting the formation of erosive rills on agricultural land is, therefore, crucial for effective land management and disaster prevention in rural areas.

Výsledek vznikl při realizaci více projektů.

Druh dle RIV: O - Ostatní výsledky

Publikováno: FOSS4G, 2024
Autoři článku: Petr Kavka, Ondřej Pešek

Článek: externí odkaz

Článek „Extrémní deště v urbanizovaných povodích – příklad řešení v obci Choteč“

Extrémní deště jsou vzhledem ke změně klimatu stále častěji se vyskytujícím jevem, který v urbanizovaném území způsobuje značné problémy. Právě proto by jim měla být věnována dostatečná pozornost, které se prozatím v České republice příliš nedostává. Příspěvek se zabývá problematikou odvodnění obce Choteč, která se často potýká se záplavami způsobenými nátokem extravilánových vod v důsledku přívalových dešťů. Cílem bylo identifikovat nátokové trasy extravilánových vod a navrhnout vhodná opatření ke zmírnění a prevenci bleskových záplav. Hlavním prostředkem byl 2D matematický model odtokových jevů na území obce v softwarovém prostředí MIKE+. Výsledky modelování ukázaly, že současný systém odvodnění obce Choteč je nedostatečný a neefektivní při zvládání přívalových dešťů, což vede k opakovaným záplavám. Identifikovány byly tři směry nátoku, a to severní, jižní a jihozápadní. K nátoku docházelo po místních komunikacích, a to kvůli jejich značnému sklonu, neboť Choteč se nachází ve výrazné terénní depresi. Navíc rozliv do okolních ploch není možný, jelikož komunikace jsou zpravidla vedeny po spádnici v mírném zářezu. Na základě těchto zjištění byla navržena konkrétní technická opatření ke zlepšení současného stavu. V modelu byla navržena opatření v podobě odklonění nátoku příkopem v severním směru a malého a velkého poldru v jihozápadním směru. Další opatření byla navržena pouze koncepčně. Posouzení efektivity navrženého příkopu a velkého poldru ukázaly, že jejich realizace může významně snížit riziko záplav a zlepšit celkovou odolnost obce proti extrémním srážkám. Kvůli místním podmínkám, které limitují velikosti (tj. retenční objem) poldrů, byla provedena též analýza zabezpečenosti. Zabezpečenost byla stanovena na úrovni jednoletého desetiminutového deště. Retenční opatření a správné hospodaření se srážkovými vodami jsou klíčové pro zajištění bezpečnosti obcí a jejich obyvatel a musí být zohledněny v městském plánování. Význam problematiky zvětšuje v kontextu měnícího se klimatu a zvyšující se frekvence extrémních meteorologických jevů, což potvrdily i výsledky případové studie obce Choteč. Potřeba systematického řešení této problematiky se odráží i v grantovém úkolu Adaptace urbanizovaných území na přívalové povodně a sucho od Technologické agentury ČR, jehož součástí je tvorba metodiky ochrany urbanizovaných území v případě extrémních srážek zahrnující možná adaptační opatření, principy jejich použití a povolování a postupy řešení krizových situací v důsledku přívalových srážek. Právě na uvedeném grantovém úkolu se ČVUT podílí jako jeden z řešitelů.

Druh dle RIV: D - Stať ve sborníku

Publikováno: Zborník prednášok a posterov 13. bienálnej konferencie s medzinárodnou účasťou ODPADOVÉ VODY 2024
Autoři článku: Kateřina Škvařilová

Článek: není dostupný online

Článek „Hybrid multi-model ensemble learning for reconstructing gridded runoff of Europe for 500 years“

Runoff is a crucial water cycle component that contributes to the water resources to sustain human life. Historical trends in runoff, when examining climate change scenarios, provide vital information about past variability and support the design of adaptation measures. However, hydrological models based on climate data, such as the Budyko model, can be biased in estimating annual runoff due to input data uncertainty. Therefore, it is vital to utilize advanced machine learning-based computing models to reduce uncertainty and reconstruct climate variables over a long period of time and sufficiently large spatial coverage, preferably at a continental scale. We propose and test a novel machine learning-based framework called Hybrid Ensemble Multi-Model Framework (HEMMF) to reconstruct the gridded runoff of Europe over a 500-year historical period (1500 to 1999). The HEMMF combines non-parametric extended data pattern recognition and data-driven methods. The extended data patterns are computed using Moran's spatial autocorrelation (SPA) index of the climate variable fields and the Budyko models output, whereas the data-driven methods contain nine different machine learning (ML) algorithms and four ensembles of ML. The extended data patterns are jointly ingested with climate-reconstructed data (precipitation, temperature, Palmer's drought severity index) as predictor variables, which serve as input for the data-driven methods. To assess the impact and contribution of SPA, the runoff is simulated based on three different input training datasets in the HEMMF: (1) a dataset containing only precipitation, temperature, Palmer's drought severity index, and four different estimates of runoff from the Budyko model, (2) a dataset containing only SPA of the first input datasets, and (3) a dataset created by merging the first and second datasets. The HEMMF offers the best reconstruction performance when using the third input dataset. This reconstructed runoff helps to explain the runoff trend, drought propagation, and runoff's link with the climate variables. The proposed methodology has the potential to be applied to past hydroclimatic data and related analyses across different temporal periods, climate scenarios, and geographical scales.

Druh dle RIV: Jimp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

Publikováno: Information Fusion, Volume 97, September 2023, 101807
Autoři článku: Ujjwal Singh, Petr Máca, Martin Hanel, Yannis Markonis, Rama Rao Nidamanuri, Sadaf Nasreen, Johanna Ruth Blöcher, Filip Strnad, Jiří Vorel, Lubomír Říha, Akhilesh Singh Raghubanshi

Článek: externí odkaz

Článek „Classification of Czech urban areas by their characteristics in link to potential of retention of heavy rainfall“

Urban areas are increasingly affected by extreme hydrological events such as flash floods and droughts. However, there is currently a lack of design rainfall information for safe management of flash floods, particularly for short durations (5-10 min) and for changes in rainfall extremes with shorter recurrence periods (2, 5, and 10 years). Adaptation measures are being introduced to manage water scarcity during droughts, they are not being evaluated for their effectiveness in the face of ongoing and future climate change.

Druh dle RIV: O - Ostatní výsledky

Publikováno: UrbanRain23, 12th International Workshop on Precipitation in Urban Areas, 29 Nov - 2 Dec 2023, Sporthotel Pontresina, Switzerland
Autoři článku: Petr Kavka, David Stránský, Adam Vizina, Martin Hanel

Článek: externí odkaz