Recently hydrological mapping have gained renewed interest in connection with climate-change impact studies, determination of water budgets at different temporal and spatial scales and the validation of atmospheric simulation models and hydrological models. Grids maps are often chosen for the representation of the spatial distribution of diverse physiographic and hydrologic information. This study focuses on the spatial estimation of the long-term mean annual actual (ET) and potential (EP) evapotranspiration in mountainous basins in Central Slovakia. Three methods used for EP and ET estimations are compared in a mapping framework: the modified empirical Turc model, the energy based SOLEI model and continuous water balance simulation using WASIM model. The spatial variability and consistency of EP and ET estimated by the different methods is evaluated and the performance of resulting ET grid maps is compared with the observed long-term water balance in three Hron river basins: river Hron to Bystra, Hron to Brezno and Hron to Banska Bystrica profiles. and Mapovanie prvkov hydrologickej bilancie má čoraz väčšie uplatnenie pri modelovaní priestorových zmien jednotlivých hydrologických prvkov, na určenie komponentov hydrologickej bilancie vybraných území, pri overovaní platnosti údajov pre rôzne atmosférické a hydrologické modely, ale aj pri štúdiách spojených s posudzovaním dôsledkov možnej zmeny klímy na hydrologický cyklus. Táto práca je venovaná možnostiam mapovania dlhodobého priemerného ročného aktuálneho (ET) a potenciálneho výparu (EP) s využitím rastrovej (štvorcovej) formy vyjadrenia ich priestorovej variability. Na konštrukciu máp EP a ET boli použité tri rôzne metódy: empirický model Turca, energeticky založený model SOLEI a model hydrologickej bilancie WaSiM. Výsledkom práce bolo zhodnotenie priestorovej variability a vzájomnej konzistencie rôznych metód aplikovaných na mapovanie EP a ET a porovnanie ich presnosti voči meraným dlhodobým prvkom hydrologickej bilancie v troch povodiach - povodí Bystrej, povodí Hrona po profil Brezno a po profil Banská Bystrica.
The article synthesizes available information on isotopic composition of precipitation in Slovakia (the Western Carpathians). Monthly δ18O data from eleven stations and period 1988-1997 were used to investigate correlations among the stations, altitude, air temperature and precipitation amount effects. The mean annual altitude and air temperature gradients of δ18O in precipitation were 0.21‰/100 m and 0.36‰/1°C, respectively. Maps of spatial distribution of mean annual δ18O in precipitation based on both gradients were constructed. The two maps do not significantly differ for the majority of Slovakia. δ2 H data were available for only three stations. Local meteoric water line derived for the station with the longest data series (δ2 H = = 7.86δ18O + 6.99) was close to the Global Meteoric Water line. Its parameters in periods 1991-1993 and 1991-2008 did not change. The study indicates that a more detailed monitoring of isotopic composition of precipitation in mountains should be carried out in the future. The highest station exhibited very small seasonal variability of δ18O in precipitation compared to other Slovak stations. The second highest mountain station had significantly higher deuterium excess than the neighboring stations located in the valley. In some analyses the data from the nearest stations situated abroad (Vienna, Krakow) were used. and Príspevok syntetizuje dostupné údaje o izotopickom zložení zrážok na území Slovenska (Západné Karpaty). Hodnotí koreláciu hodnôt δ18O v kumulatívnych mesačných zrážkach z rokov 1988-1997 medzi jednotlivými stanicami, vplyv nadmorskej výšky, teploty vzduchu a úhrnu zrážok. Priemerný ročný výškový gradient δ18O v zrážkach je 0,21‰/100 m, priemerný ročný teplotný gradient δ18O v zrážkach je 0,36‰/1°C. Oba gradienty boli použité na vytvorenie mapy priestorového rozdelenia δ18O v zrážkach na území Slovenska. Mapa vytvorená pomocou výškového gradientu δ18O v zrážkach sa pre väčšinu územia Slovenska významne nelíši od mapy vytvorenej pomocou teplotného gradientu. Hodnoty δ2 H v zrážkach boli k dispozícii len pre tri stanice na Slovensku. Pre stanicu s najdlhším radom údajov (1991-2008) bola určená lokálna meteorická čiara (δ2 H = 7.86δ18O + 6.99), ktorej priebeh je blízky globálnej meteorickej čiare. Parametre lokálnej meteorickej čiary sa počas skúmaného obdobia nezmenili. Merané mesačné údaje poukazujú na potrebu podrobnejšieho monitoringu izotopického zloženia zrážok v horách. Najvyššie ležiaca stanica mala v porovnaní s ostatnými stanicami veľmi malú sezónnu variabilitu δ18O v zrážkach. Druhá najvyššie položená stanica mala podstatne vyšší exces deutéria, ako susedné stanice ležiace v kotlinovej polohe. Pri niektorých analýzach boli údaje zo Slovenska porovnávané s najbližšie ležiacimi zahraničnými stanicami (Viedeň, Krakov).
The objective of this paper is to compare the results of two distributed snow models based on different approach to snow accumulation and melt. Model WaSiM is based on the degree-day approach, while model UEB-EHZ is an energy-based model. Simulations in the mountain catchment of Jalovecký creek in winters 1989-2001 showed that both approaches can produce similar results. Model parametrization is more important than basic approach to snow accumulation and melt. Therefore, model UEB-EHZ which took into acccount influence of forest on radiation reduction and snow drift, performed better for the forest sites. The paper presents also brief overview of snow accumulation and melt modelling including calibration and verification of distributed models. Finally, it shows some outupts which can be provided by distributed snow models. and Príspevok je venovaný porovnaniu dvoch distribuovaných matematických modelov akumulácie a topenia snehu s rôznym prístupom k modelovaniu snehu. V horskom povodí Jaloveckého potoka boli hodnotené výsledky energeticky založeného modelu UEB-EHZ a modelu WaSiM, vychádzajúceho z metódy teplotného indexu pre zimy 1988/89 - 2000/2001. Porovnanie výsledkov oboch modelov ukázalo, že pokiaľ ide o základný prístup k modelovaniu topenia snehu (energetická bilancia alebo teplotný index), nemohli sme v danom povodí určiť, ktorý z nich viedol k lepším výsledkom. Väčší vplyv na simuláciu vodnej hodnoty snehu ako výber základného prístupu k modelovaniu akumulácie a topenia snehu, má parametrizácia konkrétneho modelu. V modeli UEB-EHZ bol napríklad čiastočne zahrnutý vplyv lesa na globálne žiarenie a podmienky ukladania snehu (drift). Preto bolo topenie snehovej pokrývky v lese týmto modelom simulované reálnejšie ako modelom WaSiM. Okrem porovnania výsledkov dvoch základných prístupov k modelovaniu akumulácie a topenia snehu v horskom povodí príspevok ukazuje aj niektoré výstupy, ktoré možno získať pomocou distribuovaného snehového modelu a stručne sa zaoberá diskusiou o kalibrácii a validácii takéhoto modelu.
The paper summarises experience with runoff modelling in mountain catchment of the Jalovecky creek, Western Tatra Mountains, Slovakia, using TOPMODEL. The work was focused on runoff reproduction and estimation of areal extent of saturated areas, both with different time steps of input meteorological data (hourly or daily) and grid size of input digital elevation model (DEM). Simulations with the daily data from summer months 1988-1993 provided slightly overestimated runoff and saturated areas reached up to 5-19% of catchment area (for the DEM grid size of 10 m). Model parameters for each season were invariant. Hourly input data provided more heterogeneous results. Runoff reproduction was best for single long flood events and model parameters for different events varied. Saturated areas for the DEM grid size of 10 m varied between 1.1 and 10.8% of catchment area. The grid size did not influence runoff reproduction. The change of DEM resolution affected only the surface/subsurface flow ratio and, consequently areal extent of saturated areas. Modelled saturated areas cumulated along the main stream network. High modelled contribution of subsurface runoff to total catchment runoff was in accordance with the results of hydrograph separations. Field measurements of soil moisture in the upper soil layer indicated important role of vegetation (forest) which was not considered by the model. and V príspevku sme zhrnuli skúsenosti s matematickým zrážkovoodtokovým modelom TOPMODEL pri modelovaní odtoku v horskom povodí Jaloveckého potoka v Západných Tatrách. Zaujímala nás najmä schopnosť modelu reprodukovať odtok z horského povodia a predpovedať plošný rozsah nasýtených oblastí pri rôznom časovom kroku vstupných údajov a rôznej veľkosti štvorca siete digitálneho modelu reliéfu. Pri simulácii odtoku s dennými vstupnými údajmi za letné mesiace rokov 1988-1993 bol modelovaný odtok mierne nadhodnotený a nasýtené oblasti pri štvorci siete 10 m predstavovali maximálne 5-19 % plochy povodia. Parametre modelu v jednotlivých rokoch nebolo potrebné meniť. Pri práci s hodinovými údajmi boli výsledky rôznorodejšie. Lepšia zhoda meraného a simulovaného odtoku bola dosiahnutá pri dlhšie trvajúcich vlnách a parametre modelu boli pre rôzne vlny rôzne. Pre rôzne vlny kolísal maximálny rozsah nasýtených oblastí pri štvorci siete 10 m od 1,1 do 10,8 % plochy povodia. Veľkosť štvorca siete nemala vplyv na simuláciu celkového odtoku z povodia a prejavila sa len na pomere povrchového a podpovrchového odtoku a následne na rozsahu nasýtených oblasti. Modelované nasýtené oblasti sa vyskytujú v blízkosti riečnej siete. Vyhodnotenie meraní vlhkostí pôdy v povodí poukazuje na značný vplyv vegetácie. Keďže v predkladanej práci bola použitá verzia modelu, ktorá neobsahuje simulácie procesov v nadzemných častiach prostredia, bolo simulované rozdelenie nasýtených oblastí v lesnatých častiach povodia modelom odlišné od rozdelenia zisteného priamym pozorovaním v povodí. Vysoký podiel modelovaného podpovrchového odtoku v celkovom odtoku bol potvrdený aj separáciou odtoku pomocou prírodných izotopov.
The paper presents the results of analysis of temporal and spatial changes of snow water equivalent (SWE) in the mountain basin of the upper Hron River over 40 hydrological years. Spatial distribution of SWE was simulated with the WaSiM model. Measured as well as simulated data indicated despite large temporal variations of SWE, the period since the mid-1980-ties seems to have less snow than the previous decades. Simulations indicated pronounced decrease of SWE in the southern part of the basin. Changes of SWE in the highest mountains were not so pronounced. The analysis of previous decades is considered to be the first step in the assessment of impacts of expected climate changes in the future. and Príspevok je venovaný analýze časových a priestorových zmien vodnej hodnoty snehovej pokrývky v povodí horného Hrona za obdobie 40 rokov (hydrologické roky 1962-2001). Priestorové rozdelenie vodnej hodnoty snehu bolo simulované modelom WaSiM. Napriek veľkej variabilite vodnej hodnoty merané aj simulované údaje ukazujú, že od polovice 80-tych rokov 20. storočia došlo v povodí k poklesu vodnej hodnoty snehu. Výsledky simulácie priestorového rozdelenia vodnej hodnoty poukazujú na výrazný pokles najmä v južnej časti povodia. Zmeny vodnej hodnoty v najvyšších častiach povodia v jeho severnej oblasti neboli také dramatické. Analýza časových a najmä priestorových zmien vodnej hodnoty snehu za posledné dekády je prvým krokom pri odhade dopadu možnej zmeny klímy na budúce zmeny snehovej pokrývky.