Xreij15: Opraveno zobrazení obrázků

2019-06-17T10:52:32Z

Opraveno zobrazení obrázků

Xreij15: /* Obrázky modelu */

2019-06-16T21:58:46Z

‎Obrázky modelu

Xreij15: Created page with "== Simulace Retence vody v přírodě == ---- '''Název simulace:''' Simulace retence vody v přírodě '''Autor:''' Jan Reindl '''Modelovací nástroj:''' NetLogo '''Popis..."

2019-06-16T21:57:17Z

Created page with "== Simulace Retence vody v přírodě == ---- '''Název simulace:''' Simulace retence vody v přírodě '''Autor:''' Jan Reindl '''Modelovací nástroj:''' NetLogo '''Popis..."

New page

== Simulace Retence vody v přírodě ==
----
'''Název simulace:''' Simulace retence vody v přírodě

'''Autor:''' Jan Reindl

'''Modelovací nástroj:''' NetLogo

'''Popis modelu:''' Dnes často diskutovaným tématem je problém neustálého sucha v krajině a konstantní pokles hladiny spodních vod. Cílem tohoto modelu je nasimulovat podle dostupných informací tuto situaci. Prostředí tvoří krajina s různě složitým terénem, na který dopadá určité množství srážek. Část vody se vsákne, ale zbytek teče směrem dolů. V místech, kde protéká hodně vody může docházet k erozi. Půda má dvě "vrstvy" první vrstva je povrchová, s omezenou možností absorbovat vodu. Druhá vrstva je hluboká a má relativně neomezenou kapacitu, voda se do ní ale dostává postupně skrze svrchní vrstvu. V modelu je zachyceno několik kategorií půdy s různou propustností a polní kapacitou. K tomu, aby mohla voda začít prosakovat do podzemních vod, musí být nejdříve naplněna kapacita povrchové vrstvy. Voda, která steče k okraji plochy simulace je brána jako ztracená a její množství je sledováno, je však možné jej ovlivnit. Kromě vsakování také dochází k úbytku vody odpařováním a spotřebou vody rostlinami. Takovému souhrnému jevu se říká evapotranspirace. V modelu je také začleněno několik druhů povrchu půdy podle jejího využití. Každý druh povrchu (různé plodiny nebo stromy) ma jinou odolnost vůči erozi a jinou rychlost evapotranspirace.

=Metoda:= K vytvoření simulace bylo použito nástroje NetLogo, kterž z pravidla slouží k vytváření multiagentních simulací. Jedná se o ideální nástroj pro simulaci přírodních úkazů a dovoloje celkem dobře sledovat vývoj situace. Nicméně tento model je poměrně složitý a náročný, a to i přes to, že se stále jedná o zjednodušenou podobu zkoumané reality.

==Detaily modelu==

===Agenty===

Jediným druhem agentu v této simulaci jsou samotné dlaždice tvořící prostředí simulace, které si mezi sebou předávají informace. Původním záměrem bylo ztvárnit tekoucí vodu pomocí samostatných agentů. Vzhledem k již tak velmi vysoké výpočetní náročnosti, respektive omezené schopnosti nástroje NetLogo využít dostupnou kapacitu by takové počínání takřka nemožné.

===Základní metody modelu===

*'''Nastavení prostředí:''' pomocí několika metod, které slouží k vytvoření prostředí simulace je vytvořeno prostředí zobrazující krajinu s různou nadmořskou výškou a různými druhy půdy a jejího pokrytí různou vegetací.
*'''Srážky:''' Když dochází ke srážkám, na jednotlivé souřadnice dopadá různé množství vody. Tato voda se dále vsakuje nebo odtéká pryč z místa dopadu respektive ze své současné polohy.
*'''Vsakování vody:''' Pokud se na povrchu jakékoliv "dlaždice" nachází nějaká voda, dochází k jejímu vsakování rychlostí, která se liší podle druhu půdy. Tímto vsakováním se naplňuje retenční kapacita půdy
*'''Perkolace:''' Jestliže dojde k naplnění kapacity svrchní vrstvy půdy, dochází k perkolaci, tedy v podstatě k další fázi vsakování, kdy se voda z vrchní vrstvy půdy dostává do spodních vod a zvyšuje tak její hladinu.
*'''Odtok:''' poté, co se vsákne maximální možné množství vody za daný časový úsek, zbývající voda odtéká, pokud se v bezprostřední blízkosti nachází místo, které je níže položené (a případně je na něm nižší hladina vody)
*'''Úpravy prostředí:''' Operátor simulace má také k dispozici možnost vykopat umělý příkop nebo postavit hráz a zabránit vodě v odtoku nebo naopak umožnit nasměrování vody jinam.
*'''Resetování:''' Uživatel také může nechat vodu, která předtím napršela a sledovat tak stejný scénář vícekrát posobě, nebo porovnávat výsledky před a po zbudování hráze. Bez resetování může simulace naopak běžet dále.
*'''Zobrazení:''' Model dovoluje přepínat mezi zobrazením prostředí podle elevace, druhu půdy nebo druhu pokrytí.

===Průběh simulace===
Jednotlivé kroky simulace jsou "krokovány" pomocí takzvaných ticků. Tato simulace je nastavena tak, že jeden tick představuje jednu minutu skutečného času a rychlosti vsakování a vypařování jsou nastaveny podle toho. Pokud skončí déšť, uživatel může přejít do následujícího dne, odtok a vsakování vody se podle toho nasimuluje.

===Vstupní parametry modelu===
Model obsahuje značné množství vstupních prvků, které dovolojí různé nastavení prostředí simulace jako minimální a maximální elevace nebo počáteční vlhkost půdy - tedy z kolika procent je naplněna kapacita půdy. Nejduležitějším parametrem je ale samozřejmě vydatnost a intenzita srážek. Tedy kolik vody dopadne nazem a jak rychle (kolik promile z celku dopadne na zem za jednu minutu)

===Shrnutí a výsledky===

Tento model je i vzhledem k těžce dostupným informacím dle mého názoru celkem dobře nastaven. Jediným problémem je tvoření simulovaného prostředí náhodným způsobem. Pokud by existovala možnost importu topografické mapy, mohlo by se jednat o mnohem užitečnější nástroj. Největší nevýhodou modelu je však vysoká výpočetní náročnost modelu v kombinací s neschopností nástroje NetLogo řádně využít více jader procesoru činí práci s modelem relativně časově náročnou. Vývoj modelu byl časově velice náročný a potřebné informace nejsou zcela dostupné. Model byl však nastaven podle dostupných hydrologických informací přímo z České republiky a jednotlivé kategorie půdy v modelu odpovídají kategoriím používaným pro Českou republiku.

=Obrázky modelu=

[[Media:https://i.imgur.com/SWtkg7W.png]]

=Kód=

Zdrojový kód simulace je zde: [[File:Xreij15_water_retention.nlogo]]

=Zdoje=

Primárním zdrojem byly údaje dostupné od Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. na stránkách[https://www.vumop.cz]

@@ Line 40: / Line 40: @@
 =Obrázky modelu=
-[[[Media:https://imgur.com/a/fSFiTo7]]]
+'''Pohled na celkové uživatelské rozhraní'''
 =Kód=
@@ Line 48: / Line 102: @@
 =Zdoje=
-Primárním zdrojem byly údaje dostupné od Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. na stránkách[https://www.vumop.cz]
+Primárním zdrojem byly údaje dostupné od Výzkumnéhi ústavu meliorací a ochrany půdy, v.v.i. na stránkách[https://www.vumop.cz]

Simulace retence vody v přírodě (Netlogo) - Revision history

Xreij15: Opraveno zobrazení obrázků

Xreij15: /* Obrázky modelu */

Xreij15: Created page with "== Simulace Retence vody v přírodě == ---- '''Název simulace:''' Simulace retence vody v přírodě '''Autor:''' Jan Reindl '''Modelovací nástroj:''' NetLogo '''Popis..."