The fact that flash floods initiated in arable catchments are often accompanied by massive sediment and nutrient loads often leads to the assumption that surface runoff is the principle pathway by which runoff reaches watercourses. On the basis of an evaluation of several rainfall-runoff events in a representative agricultural catchment, we show that runoff from cultivated land may be generated in a way similar to that seen on forested slopes, where shallow subsurface runoff is the predominant pathway by which runoff makes its way to watercourses in most runoff events. To identify the predominant runoff pathway, we employed a combination of turbidity measurements and stream discharge data. Suspended sediment flux, a newly introduced index representing the ratio between precipitation duration and total sediment yield, and direction of the discharge-turbidity hysteresis loops were proposed as reflective indicators of the frequency of runoff via different pathways. In our study, most of the events initiated by rainstorms of various intensities and durations resulted in rapid increases in stream discharge. Although we observed temporal variability of topsoil properties attributable to seasonal weather changes and agricultural activities, e.g. bulk density and porosity, runoff generation was mainly driven by precipitation characteristics and the initial catchment saturation.
Growing occurrence of extreme floods in the Czech Republic has attracted attention to the security of protective earthfill embankments along the rivers. A suddenly increased amount of water on the waterside slope of the embankment may have destroying or even catastrophic consequences. Predictions of seepage patterns through the earth body are usually done considering the saturated flow beneath the free water level only, neglecting the saturated-unsaturated character of the soil water dynamics within earthfill dams. The importance of water dynamics within an earth dam is known and may be addressed using numerical simulation models. In this study the solution based on transient simulation of seepage through protection levee using saturated-unsaturated theory is presented. Simulations were carried out by a two-dimensional numerical model based on Richards’ equation for water flow in porous medium. It has been shown that proposed approach is, with certain limitations, suitable for large scale engineering applications. and Vyšší pravděpodobnost výskytu extrémních klimatických jevů obrací pozornost k ochraně před následky, které tyto jevy způsobují. Zájem se soustředí na protipovodňové ochranné zemní hráze a jejich bezpečnost při povodních. Výpočet průsaku zemními hrázemi se často omezuje pouze na tu část hráze, která byla plně nasycená vodou, to znamená na plně nasycené proudění. Tento způsob modelování průsaku je dodnes považován za standardní, přestože je velmi limitující. Bez zahrnutí nenasycené části tělesa hráze je zanedbán vliv časově i prostorově proměnlivého pole vlhkostí (např. při infiltraci vody ze srážky) na polohu hladiny. V naší studii je simulováno proudění v tělese hráze s použitím numerického modelu, který umožňuje řešit proudění vody v proměnlivě nasyceném heterogenním pórovitém prostředí, s obecnými okrajovými podmínkami. Výsledky potvrdily, že přístup, který uvažuje proudění i v nenasycené části hráze, lze k řešení průsaků zemními tělesy úspěšně využít.