Drobirske poplave lahko povzročijo veliko gospodarsko škodo in ogrozijo človeška življenja. V prispevku smo predstavili ekstremno drobirsko poplavo, ki se je maja 2018 zgodila v severni Sloveniji v bližini smučišča Krvavec in je povzročila veliko gospodarsko škodo. Drobirsko poplavo je sprožil ekstremni padavinski dogodek s povratno dobo večjo kot 50 let. Pri meritvah količine padavin je prišlo ob uporabi različne opreme do velikih razlik. Za Brezovški graben je bila količina drobirja, sproženega med dogodkom, ocenjena na 4000 m3/km2. Da bi ublažili tveganja zaradi prihodnjih drobirskih poplav in drobirskih tokov, smo načrtovali prebiralno hudourniško pregrado. V prispevku smo predstavili del postopka dimenzioniranja tega hudourniškega objekta. Poleg tega smo uporabili simulacijski model za gibanje drobirskih tokov in drobirskih poplav RAMMS in z njim potrdili empirične enačbe, ki so bile uporabljene v procesu preverjanja stabilnosti pregradnega objekta. Model smo umerjali s podatki o območju odlaganja drobirja. Modelirali smo dva sosednja hudournika in pri tem nismo uspeli najti takega nabora modelnih parametrov v modelu RAMMS, ki bi za oba hudournika dal enako kakovost simulacijskih napovedi.
COBISS.SI-ID: 9010529
Drobirski tokovi različnih magnitud (skupne prostornine) lahko močno vplivajo na značilnosti drobirskega vršaja, kot sta njegova višina ali naklon. Znanje o vplivu naključnih zaporedij drobirskih tokov različnih magnitud na lastnosti drobirskih vršajev je v strokovni literaturi omejeno in ga je mogoče izboljšati z numeričnimi simulacijami nastanka (oblikovanja) drobirskih vršajev. V prispevku predstavljamo rezultate numeričnih simulacij, v katerih smo raziskali vpliv naključnega zaporedja drobirskih tokov na nastanek hudourniškega vršaja, pri čemer je bila celotna količina premeščenega drobirja konstantna, reološke lastnosti posameznih tokov pa različne. Izbrali smo 62 drobirskih tokov z različnimi magnitudami od 100 m3 do 20.000 m3, njihova skupna prostornina je bila približno 225.000 m3. Zaporedje drobirskih tokov je bilo ustvarjeno kot naključni niz dogodkov in nato smo primerjali izbrane značilnosti drobirskega vršaja po koncu simulacij 62 dogodkov. Za modeliranje gibanja in odlaganja drobirskih tokov na vršaju smo uporabili programsko orodje Rapid Mass Movement Simulations (RAMMS) in njegov modul za drobirske tokove (RAMMS-DF). Modeliranje smo izvedli z uporabo: (a) prave topografije vršajev iz alpskega okolja (tj. dejanskega drobirskega vršaja v severozahodni Sloveniji, ki ga je oblikoval hudournik Suhelj) in (b) umetne ravne površine s konstantnim naklonom. Preizkušenih je bilo več modelnih parametrov modela RAMMS. Rezultati simulacij potrjujejo, da ima naključno zaporedje drobirskih tokov le nekatere manjše vplive na oblikovanje vršaja (npr. naklon, največja višina), tudi če spreminjamo reološke lastnosti drobirskega toka v širokem razponu. Po 62 dogodkih, neodvisno od izbranega zaporedja drobirskih tokov, se končne značilnosti vršaja med seboj niso bistveno razlikovale. V ta namen smo uporabili Mann-Whitnejev test in t-test, izbrana stopnja signifikantnosti je bila 0,05. Zapisana trditev velja za umetne in realne terene ter za različne preizkušene reološke parametre modela RAMMS. Predlagali smo nadaljnje preizkušanje modela RAMMS-DF v realnih razmerah, da bi bolje razumeli njegovo uporabnost in omejitve v realnih pogojih, ko želimo oceniti nevarnost zaradi delovanja drobirskih tokov ali ko načrtujemo omilitvene ukrepe.
COBISS.SI-ID: 8679265
Koncept "modeliranja površin" v splošnem opisuje postopek predstavitve dejanske ali umetne površine z geometrijskim modelom, in sicer v obliki matematičnega izraza. Med obstoječimi tehnikami, ki se uporabljajo za karakterizacijo površin, se modeliranje terena nanaša na predstavitev naravne površine Zemlje. Kartografski modeli terena ali reliefa kot tridimenzijski prikazi dela zemeljske površine dajejo takojšen in neposreden vtis o pokrajini in jih je veliko lažje razumeti kot dvodimenzijske modele. V prispevku smo obravnavali glavni problem pri kompleksnem modeliranju in ocenjevanju površin, ki zajema karakterizacijo njihove topografije in primerjavo različnih tekstur - kar je lahko pomembno na različnih področjih raziskav. Predstavljen je nov algoritem, ki omogoča izračun fraktalne dimenzije slik kompleksnih površin. Metoda se uporablja za karakterizacijo različnih površin in primerjavo njihovih značilnosti. Predlagana nova matematična metoda izračuna fraktalno dimenzijo 3D prostora s povprečno prostorsko komponento Hurstovega eksponenta H, medtem ko se ocenjena fraktalna dimenzija uporablja za vrednotenje, primerjavo in karakterizacijo kompleksnih površin, ki so pomembne na različnih področjih raziskav. Z obema metodama smo analizirali različne površine in nato primerjali rezultate. Študija potrjuje, da je z znanimi koordinatami površine mogoče opisati njeno zapleteno zgradbo. Izkazalo se je, da je ocenjena fraktalna dimenzija idealno orodje za merjenje kompleksnosti različnih obravnavanih površin.
COBISS.SI-ID: 9010785
Pri nekaterih zemeljskih plazovih, ki jih sprožijo padavine, lahko le omejeno napovedujemo njihovo proženje s pomočjo odvisnosti med intenzitetami in trajanjem padavin (mejne krivulje). Zato je bila nujna raziskava alternativnih pristopov, ki bi jih bilo možno uporabiti za časovno napoved zemeljskih plazov, ki jih povzročajo padavine. V članku je predstavljena metodologija za napovedovanje plitvih zemeljskih plazov, ki jih povzročajo padavine, in sicer na podlagi enovitega konceptualnega hidrološkega modela. Za napoved plazenja se uporabita količina vode v podzemnem konceptualnem rezervoarju v času padavin in vsota padavin med padavinskim dogodkom. Na podlagi teh dveh hidrometeoroloških spremenljivk je določen prag, ki bi ga lahko uporabili kot del sistema za zgodnje opozarjanje na zemeljske plazove, sprožene zaradi padavin. Predstavljena metodologija je bila preizkušena v okviru študije primera na srednje velikem porečju Selške Sore v zahodni Sloveniji, kjer smo za kalibracijo in oceno učinkovitosti metodologije uporabili 20 zemeljskih plazov, zabeleženih v slovenski bazi zemeljskih plazovih. Rezultate smo primerjali s tremi različnimi (tj. lokalnimi, regionalnimi in globalnimi) pragovi intenzitete in trajanja padavin. Rezultati predstavljenega pristopa so v primerjavi s preizkušenimi lokalnimi in globalnimi pragovi razmerij med intenziteto in trajanjem padavin boljši in to glede na več meril ustreznosti. Ker so za umerjanje izbranega hidrološkega modela potrebni le podatki o dnevnih padavinah, evapotranspiraciji in pretokih, za modeliranje pa le dnevne padavine in evapotranspiracija, je lahko predstavljeni pristop uporaben tudi na porečjih z omejeno količino podatkov, kjer zaradi pomanjkanja podatkov ne moremo oblikovati podrobnih fizikalno utemeljenih hidroloških modelov za napovedovanje zemeljskih plazov. Poleg tega smo z uporabo funkcij kopule razvili tudi verjetnostno različico predlaganega praga za razmerja med intenziteto in trajanjem padavin, uporabnega za sprožitev plitvih plazov.
COBISS.SI-ID: 8770401
Aluvialni (hudourniški) vršaji, zlasti tisti, ki nastanejo zaradi delovanja drobirskih tokov, pogosto ogrožajo grajeno okolje in človeška življenja. Dobro je znano, da je za tovrstne terene, ki so primerni za človekove dejavnosti, značilna vse večja nestabilnost in s tem povezana hidrološka tveganja. Zato postaja obravnavanje in upravljanje hidrološkega tveganja zelo pomembno. Cilj te študije je bil za namene njihovega razvrščanja in napovedovanja aktivnosti analizirati in modelirati geomorfološke vidike in fizikalne procese aluvialnih vršajev glede na okoljske značilnosti ozemlja. Za geomorfometrične značilnosti vršajev smo privzeli digitalni model višin (DMV) in za analizo geomorfoloških parametrov in fizikalnih lastnosti aluvialnih vršajev razvili novo hibridno Eulerovo grafično metoda strojnega učenja. Rezultati, pridobljeni na 14 študijah primerov slovenskih hudourniških vršajev, so v primerjavi s podatki empiričnega modela, ki so ga predlagali Bertrand in sod. (2013), da bi razvrstili hudourniške vršaje, potrdili veljavnost razvite metode in možnost identifikacije aluvialnih vršajev, ki jih lahko obravnavamo kot podvržene delovanju drobirskih tokov.
COBISS.SI-ID: 61449731