Regional frequency analysis of heavy precipitation amounts based on the estimation of the parameters of a regional distribution function using L-moments is adopted for the specific geographical-climatological settings of Slovakia. The paper focuses on the first step of the regional L-moment algorithm (Hosking, Wallis, 1997), which is the delineation of homogeneous regions. Objective and process-based logical pooling techniques are used to form homogeneous pooling groups of rainfall gauging stations for regional frequency analysis of k-day precipitation amounts (k = 1 to 5 days). Even though the delineation of homogeneous regions by means of objective methods is generally accepted and recommended in the literature, it is concluded here that such a pooling of similar sites should not be carried out automatically in precipitation analysis. Instead, a combination of physical/geomorphological considerations and objective methods should be preferred. and Článok sa zaoberá regionálnou frekvenčnou analýzou mimoriadnych úhrnov zrážok, ktorá je založená na odhade parametrov regionálneho rozdelenia pravdepodobnosti pomocou L-momentov a ktorá sa aplikuje v špecifických geograficko-klimatických podmienkach Slovenska. Článok je užšie zameraný na prvý krok tzv. regionálneho L-momentového algoritmu (Hosking, Wallis, 1997), ktorým je vyčlenenie homogénnych regiónov pre k-denné úhrny zrážok (k = 1 až 5). Na formovanie homogénnych zoskupení klimatologických a zrážkomerných staníc sa použila objektívna aj subjektívna (logická) metodika. Napriek tomu, že odborná literatúra všeobecne uznáva a odporúča použiť objektívne postupy na vyčlenenie homogénnych regiónov, v štúdii sme usúdili, že by sa vo frekvenčnej analýze úhrnov zrážok navzájom podobné stanice nemali vyčleňovať automaticky. Namiesto toho odporúčame, aby sa k tomuto účelu použila kombinácia objektívnych postupov, resp. úvah založených na fyzicko-geografických charakteristikách krajiny
Climate change scenarios of high quantiles of 5-day precipitation amounts (proxies for flood-generating events) over the Czech Republic are evaluated in an ensemble of high-resolution Regional Climate Model (RCM) simulations from the ENSEMBLES project. The region-of-influence method of the regional frequency analysis is applied as a pooling scheme. This means that for any single gridbox, a homogeneous region (set of gridboxes) is identified and data from that region are used when fitting the Generalized Extreme Value distribution. The climate change scenarios for the late 21st century (2070-2099) show widespread increases in high quantiles of 5-day precipitation amounts in winter, consistent with projected changes in mean winter precipitation. In summer, increases in precipitation extremes occur despite an overall drying (prevailing declines in mean summer precipitation), which may have important hydrological implications. The results for summer suggest a possible substantial change in characteristics of warm-season precipitation over Central Europe, with more severe dry as well as wet extremes. The spatial pattern of projected changes in summer precipitation extremes, with larger increases in the western part of the area and smaller changes towards east, may also point to a declining role of Mediterranean cyclones in producing precipitation extremes in Central Europe in a future climate. However, uncertainties of the climate change scenarios remain large, which is partly due to biases in reproducing precipitation characteristics in climate models, partly due to large differences among the RCMs, and partly due to factors that are poorly or not at all represented in the examined ensemble. The latter are related also to uncertainties in future emission scenarios and socio-economic development in general. and Práca analyzuje scenáre klimatickej zmeny pre vysoké kvantily 5-denných úhrnov zrážok (ktoré predstavujú možné riziko z pohľadu tvorby povodňových udalostí) na území Českej republiky, a to na základe širšej množiny simulácií z regionálnych klimatických modelov (RCM) s vysokým priestorovým rozlíšením, dostupných z projektu ENSEMBLES. Kvantily zrážkových extrémov sa odhadujú na základe metódy vplyvného regiónu, ktorá je jedným z variantov regionálnej frekvenčnej analýzy. To znamená, že pre každý gridový bod sa identifikuje jedinečný homogénny región (t.j. množina ďalších gridových bodov) a zrážkové údaje dostupné zo všetkých gridových bodov v rámci daného regiónu sa zužitkujú v procese odhadovania kvantilov využitím zovšeobecneného extremálneho rozdelenia. Scenáre klimatickej zmeny pre obdobie posledných troch dekád 21. storočia (2070-2099) naznačujú rozsiahly nárast vysokých kvantilov 5-denných úhrnov zrážok počas zimy, čo je v súlade s predpokladanými zmenami v priemerných úhrnoch zrážok za zimu. V lete sa tiež očakáva zvýšenie extrémnych úhrnov zrážok, čo môže v súvislosti s predpokladaným všeobecným úbytkom zrážok v tomto období (t.j. napriek prevažujúcemu poklesu priemerných úhrnov zrážok v lete) viesť k vážnym hydrologickým následkom. Výsledky pre leto naznačujú zásadnú zmenu v režime úhrnov zrážok v strednej Európe v teplom období roka, spojenú s častejším výskytom nepriaznivých suchých aj vlhkých extrémov. Priestorové rozdelenie predpokladaných zmien v extrémnych úhrnoch zrážok za leto - s vyšším nárastom v západných častiach skúmanej oblasti a postupne menej výrazným nárastom smerom na východ - zrejme poukazuje na slabnúcu úlohu stredomorských cyklón pri tvorbe zrážkových extrémov v strednej Európe v nastávajúcich klimatických podmienkach. Treba však podotknúť, že neurčitosť scenárov klimatickej zmeny je stále veľká, a to jednak v dôsledku nepresností v reprodukcii charakteristík úhrnov zrážok v klimatických modeloch, ďalej kvôli významným rozdielom medzi jednotlivými RCM, a nakoniec aj v dôsledku klimatických faktorov, ktoré sú slabo reprezentované, prípadne nie sú vôbec zahrnuté v analyzovanej množine výstupov klimatických modelov. Spomínané klimatické faktory takisto závisia od emisných scenárov skleníkových plynov, resp. od socio-ekonomického vývoja ľudstva vo všeobecnosti.
Regional design flood computation formulae in Slovakia were traditionally based on the regionalisation of the 100-year flood discharge. Floods with shorter return periods have usually been computed by regional frequency factors from the 100-year flood discharge. Several previous studies have indicated that a rather high safety factor is included in some of the traditional regional formulae. In this paper therefore an alternative method for the determination of the flood frequency curve in ungauged catchments in the high core mountain region of Slovakia has been investigated. Floods from rainfall and snowmelt were treated separately; the study was focused on summer floods. For the division catchments into pooling groups subjective and objective methods e.g. cluster analysis were used. The methodology was based on the regional estimation of the index flood and its standard deviation from catchment characteristics. Flood quantiles were determined from a two-parameter distribution. The performance of several regional methods was compared and the applicability of the tested methods for various hydraulic and hydro-ecological design tasks was also discussed. and Odhad N-ročných maximálnych prietokov bol na Slovensku tradične založený na regionalizácii maximálnych storočných prietokov. V príspevku sme preto navrhli a testovali alternatívne regionálne metódy nepriameho odhadu štatistických charakteristík maximálnych prietokov v letnej sezóne v oblasti Tatier. Skúmali sme viaceré možnosti rozdeliť tento región na oblasti s rovnakým vzťahom medzi podmieňujúcimi činiteľmi tvorby odtoku a priemernou hodnotou a smerodajnou odchýlkou maximálnych letných prietokov. Subregióny boli konštruované použitím subjektívnych úvah, logickým delením, ako aj pomocou objektívnych metód využívajúc princípy zhlukovej analýzy. Regionálne vzťahy na určovanie charakteristík maximálnych letných prietokov boli odvodené použitím viacnásobnej regresie. V závere sme porovnali hodnoty N-ročných maximálnych letných prietokov určené použitím viacerých metód a diskutovali sme vhodnosť použitia aplikovaných postupov pre inžiniersku prax.
The main objective of the paper was to propose and evaluate the performance of a regional approach to estimate CN values and to test the impact of different initial abstraction ratios. The curve number (CN) was analyzed for five Slovak and five Polish catchments situated in the Carpathian Mountains. The L-moment based method of Hosking and Wallis and the ANOVA test were combined to delineate the area in two homogenous regions of catchments with similar CN values. The optimization condition enabled the choice of the initial abstraction ratio, which provided the smallest discrepancy between the tabulated and estimated CNs and the antecedent runoff conditions. The homogeneity in the CN within the regions of four Slovak and four Polish catchments was revealed. Finally, the regional CN was proposed to be at the 50% quantile of the regional theoretical distribution function estimated from all the CNs in the region. The approach is applied in a group of Slovak and Polish catchments with physiographic conditions representative for the Carpathian region. The main benefit of introducing a common regional CN is the opportunity to apply this procedure in catchments of similar soil-physiographic characteristics and to verify the existing tabulated CN. The paper could give rise to an alternative way of estimating the CN values in forested catchments and catchments with a lack of data or without observations.