Wyznaczanie zlewni – zlewnia dowolnego punktu jednym kliknięciem

Żeby zwymiarować przepust, rów, zbiornik retencyjny wód opadowych albo mały most, czy też rozwiązać zadanie z hydrologii, najpierw potrzebna jest zlewnia: cały teren, z którego deszcz spływa do Twojego punktu. Programy GIS potrafią ją wyznaczyć, ale trzeba znaleźć numeryczny model terenu, wypełnić bezodpływowe zagłębienia, obliczyć kierunki i akumulację spływu i dociągnąć przekrój zamykający do cieku, co za pierwszym razem zajmuje całe popołudnie. To narzędzie wykonuje te same kroki w przeglądarce. Kliknij ciek w miejscu, w którym ma być przekrój zamykający, a wysokości wokół punktu zostaną odczytane z Terrain Tiles, darmowego światowego zbioru danych, który łączy krajowe modele lidarowe, EU-DEM, SRTM i inne źródła. Zagłębienia w danych są wypełniane, żeby woda zawsze mogła płynąć dalej, każde oczko dostaje kierunek do najniżej położonego sąsiada (metoda D8 używana w ArcGIS, QGIS i GRASS), a oczka powyżej Twojego punktu tworzą zlewnię. Granica zlewni jest rysowana na mapie razem z najdłuższą drogą spływu i siecią cieków, a panel podaje liczby, których wymagają metody obliczeniowe i zadania. Pobierz zlewnię jako GeoJSON, KML albo shapefile do QGIS, ArcGIS lub CAD, albo skopiuj link, który otworzy ten sam wynik.

Jak korzystać

1. Wyszukaj miejscowość albo kod pocztowy lub przesuń mapę i przybliż ją tak, by widać było potrzebny ciek lub przejście drogi nad ciekiem.
2. Kliknij dokładnie ciek, most, przepust albo odpływ z jeziora; punkt zostanie przesunięty na najbliższe oczko cieku w promieniu 60 m.
3. Poczekaj kilka sekund na odczyt danych wysokościowych; okno rośnie od 4 × 4 km do najwyżej 20 × 20 km, aż zmieści się cała zlewnia.
4. Odczytaj w panelu powierzchnię zlewni, obwód, najdłuższą drogę spływu, wysokości, średni spadek i wskaźniki kształtu.
5. Wybierz gęstość sieci cieków, a potem pobierz GeoJSON, KML lub shapefile albo skopiuj link do udostępnienia.

Jaka jest dokładność?

Skąd są wysokości

Terrain Tiles łączy dla każdego miejsca najlepszy otwarty model wysokości: EU-DEM o oczku 25 m w Polsce i większości Europy, krajowe modele 10 m w Austrii i Norwegii, lidar Environment Agency o oczku 2 m w Anglii, USGS 3DEP o oczku około 10 m w Stanach Zjednoczonych i SRTM o oczku około 30 m w dużej części świata. Narzędzie odczytuje je na kwadratowej siatce w strefie UTM przekroju zamykającego, z najwyżej 500 oczkami na bok: oczka 8 m w pierwszym oknie 4 × 4 km, 40 m w największym oknie 20 × 20 km, nigdy drobniej niż jeden piksel kafli. Zlewnia jest tak dobra, jak działy wodne między dolinami w tych danych; na wyżynach i w górach grzbiety są wyraźne, a granica zwykle trzyma się rzeczywistego działu wodnego z dokładnością do jednego–dwóch oczek.

Jak prowadzony jest spływ

Najpierw każde zagłębienie siatki jest wypełniane algorytmem Priority-Flood Barnesa, Lehmana i Mulli (2014), od krawędzi okna do środka, a płaskie fragmenty dostają minimalny spadek, żeby woda z nich odpływała; potem każde oczko odprowadza wodę do tego z ośmiu sąsiadów, do którego spadek jest największy (D8), a oczka, których droga przechodzi przez przekrój zamykający, tworzą zlewnię. To standardowa metoda w ArcGIS (Fill, Flow Direction, Watershed), QGIS i GRASS r.watershed. D8 kieruje całą wodę w jedną stronę, więc na łagodnych, wypukłych stokach dział wodny może się przesunąć o jedno oczko. Powierzchnia i obwód są mierzone geodezyjnie na elipsoidzie WGS84 z granicy, której schodki krawędzi oczek wygładza się najwyżej o trzy czwarte oczka, żeby obwód nie był zawyżony.

Teren płaski, miasta i melioracje

Tam, gdzie teren jest płaski, jak na Niżu Polskim, w Danii, Holandii, na bagnach i w dolinach dużych rzek, o kierunku spływu decydują różnice wysokości rzędu decymetrów, których model 10–30 m nie widzi. Rowy, drenaż, kanalizacja, przepusty pod drogami i przepompownie przenoszą też wodę przez działy, których nie widać w rzeźbie terenu. W takich miejscach granica może być mocno błędna i lepiej użyć modelu lidarowego 1–2 m (NMT z GUGiK w Geoportalu, duński DHM z Dataforsyningen, francuski RGE ALTI, niemieckie DGM1 krajów związkowych, hiszpański MDT z CNIG) albo oficjalnych zlewni z MPHP Wód Polskich, a do pozwolenia wodnoprawnego czy obliczeń projektowych zlewni wskazanej przez zarządcę wód.

Duże zlewnie

Okno rośnie od 4 × 4 km przez 8 i 14 do 20 × 20 km, przesuwając się w stronę dotychczas znalezionej zlewni. Jeśli zlewnia wciąż dochodzi do krawędzi największego okna, narzędzie o tym informuje i pokazuje tylko znalezioną część: powierzchnia, długość spływu i wskaźniki są wtedy zaniżone. Dla dużej rzeki skorzystaj z MPHP lub innej krajowej mapy podziału hydrograficznego albo ze światowego zbioru danych, takiego jak HydroSHEDS.

Warto wiedzieć

Kliknięcie obok cieku

Kliknięcie na stoku obok cieku daje małą zlewnię tego stoku. Narzędzie przesuwa punkt na najbliższe oczko o dużej akumulacji w promieniu 60 m i podaje, o ile go przesunęło; jeśli wynik jest bardzo mały, kliknij sam ciek albo nieco niżej, w dół biegu.

Jeziora i zbiorniki

Powierzchnie wody są w danych płaskie. Narzędzie pozwala jezioru odpływać tam, gdzie brzeg jest najniższy, czyli zwykle w miejscu rzeczywistego odpływu, ale zapora albo jaz, których nie ma w modelu wysokości, mogą skierować wodę inaczej. Kliknij poniżej odpływu z jeziora, żeby objąć wszystko, co do niego spływa.

Sieć cieków to model

Niebieskie linie to oczka, do których spływa woda z obszaru większego niż wybrany, a nie skartowane cieki. Tam, gdzie odbiegają od rzeczywistych cieków na podkładzie mapy, dane wysokościowe są w tym miejscu zbyt zgrubne, co jest też ostrzeżeniem co do granicy zlewni.