Analiza numeryczna wpływu antropopresji na bilans wód podziemnych w rejonie rezerwatu torfowiskowego Żurawiniec w Poznaniu

• Autorzy: Hermanowski P. , Popiel D. , Kukulski W.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.4888

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of human pressure on groundwater budget in the area of the Zurawiniec peat bog nature reserve in Poznań

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Postępujący przez dziesiątki lat rozwój przestrzeni miejskich, połączony z intensywną zabudową powierzchni terenu, systematycznie przyczynia się do redukcji infiltracji wód opadowych. Zjawisko to powoduje zmiany zasobów wód podziemnych w danej jednostce hydrostrukturalnej, często pociągając za sobą negatywne skutki przyrodnicze, których odwrócenie jest bardzo trudne lub niemożliwe do osiągnięcia. W ramach tego opracowania wykonano analizy wpływu rozwoju urbanistycznego na bilans wodny i w konsekwencji na ekosystem zależny od wód. W roku 1959 ustanowiono w północnej części Poznania rezerwat torfowiskowy Żurawiniec, którego powierzchnia wynosi ok. 1,5 ha. Przez dziesięciolecia obszar ten tracił swój pierwotny charakter, aż doszło do jego osuszenia i całkowitego zaniku roślinności, dla której ustanowiono obszar ochronny. Analizę zmian zachodzących na terenie rezerwatu dokonano przez zintegrowanie modeli odnoszących się do powierzchniowego oraz podziemnego bilansu wód. Dla tych modeli przeprowadzono symulacje numeryczne na podstawie danych zgromadzonych dla lat: 1952, 2001 i 2014. Wyniki przeprowadzonych symulacji uwidaczniają znaczący wpływ antropopresji na bilans wód podziemnych, skutkujący ciągłym obniżaniem się zwierciadła tych wód, które w 2001 r. znajdowało się ponad 2 m niżej niż w 1952 r. Główną przyczyną zmniejszenia się zasobów wód podziemnych była postępująca przez lata redukcja infiltracji wód opadowych w wyniku urbanizacji obszaru.

EN

Growth of a city, which is linked with intensive urban development, systematically affects groundwater recharge by diminishing its rate. Thus, the phenomenon influences groundwater resources in a hydrogeological unit and, in turn, it causes negative environmental consequences which are difficult or even impossible to reverse. This study analyses the effect of urban development on water budget and its impact on the water-dependent ecosystem. In 1959, a peat bog nature reserve – the Żurawiniec Nature Reserve - was established in the north of Poznań, covering an area of ca. 1.5 ha. During many years the area was losing its original character, which resulted in desiccation and complete deterioration of peatland plants. The analysis of water budget reduction was done through the integration of a spatially distributed water balance model and a numerical hydrogeological model. The simulations were based on data collected for the years 1952, 2001 and 2014. The results of simulations emphasize the significant human impact on groundwater budget leading to a continuous groundwater level dropdown, resulting in over 2 m lower groundwater level in year 2001 in relation to year 1952. The main reason for negative repercussion was a constant decrease of groundwater recharge due to urbanization.

Słowa kluczowe

PL

numeryczny model hydrogeologiczny; antropopresja; ekosystem zależny od wód; rezerwat Żurawiniec; Poznań

EN

hydrogeological numerical model; human pressure; wetlands; Żurawiniec Nature Reserve; Poznań

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 471, Hydrogeologia, z. 15
• Strony: 41--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys.

Twórcy

autor

Hermanowski P.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych, ul. Krygowskiego 12, 61-680 Poznań

autor

Popiel D.

• PANGEA S.R.L., Via Pinturicchio 5, 20133 Mediolan, Włochy

autor

Kukulski W.

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych, ul. Krygowskiego 12, 61-680 Poznań

Bibliografia

• [1] APPLEYARD S.J., 1995 – The impact of urban development on the utilization of groundwater resources in Perth, Western Australia. Hydrogeol. J., 3: 65–75.
• [2] BATELAAN O., DE SMEDT F., 2001 – WetSpass: a flexible, GIS based, distributed recharge methodology for regional groundwater modelling. IAHS Publ., 269: 11–17.
• [3] CENIN K., 2003 – Raport z odwiertu przeprowadzonego w rezerwacie „Żurawiniec”. Arch. Regionalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska w Poznaniu.
• [4] CHEN Z., GRASBY S.E., OSADETZ K.G., 2002 – Predicting average annual groundwater levels from climatic variables: an empirical model. J. Hydrol., 260: 102–117.
• [5] CHEN Z., GRASBY S.E., OSADETZ K.G., 2004 – Relation between climate variability and groundwater levels in the upper carbonate aquifer, southern Manitoba, Canada. J. Hydrol., 290, 1/2: 43–62.
• [6] CHLOST I., CIEŚLIŃSKI R., 2018 – Effects of environmental and anthropogenic determinants on changes in groundwater levels in selected peat bogs of Slowinski National Park, northern Poland. Geologos, 24, 1: 13–28.
• [7] CHMAL R., 1990 – Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski 1 : 50 000, ark. Poznań (471). Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• [8] CHMAL R., 1997 – Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1 : 50 000, ark. Poznań (471). Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• [9] DAMS J., WOLDEAMLAK S.T., BATELAAN O., 2008 – Predicting land-use change and its impact on the groundwater system of the Kleine Nete catchment, Belgium. Hydrol. Earth Syst. Sc., 12: 1369–1385.
• [10] DIERSCH H-J.G., 2014 – FEFLOW: Finite Element Modeling of Flow, Mass and Heat Transport in Porous and Fractured Media. Springer, Heidelberg.
• [11] EASTOE C.J., GU A., 2016 – Groundwater Depletion Beneath Downtown Tucson, Arizona: A 240-Year Record. JCWRE, 159: 62–77.
• [12] FOSTER S.S.D., 1990 – Impact of urbanization on groundwater. IAHS Publ.,198: 187–207.
• [13] GRAF R., KAJEWSKI I., 2013 – Kształtowanie się elementów bilansu wodnego w zlewni Mogilnicy na podstawie badań symulacyjnych. Nauka Przyroda Technologie, 7, 1: 1–11.
• [14] HARDING M., 1993 – Redgrave and Lopham Fens, East Anglia, England: a case study of change in flora and fauna due to groundwater abstraction. Biol. Conserv., 66: 35–45.
• [15] HERMANOWSKI P., GÓRSKI J., 2013 – Dokumentacja geologiczno określająca warunki hydrogeologiczne w rejonie Rezerwatu „Żurawiniec” w Poznaniu. Zakład Lasów Poznańskich, Poznań.
• [16] HERMANSEN S., WYNN G., 2005 – Reflection on the Nature of Urban Bog. Urban History Rev., 34, 1: 9–27.
• [17] HERRERA-PANTOJA M., HISCOCK K.M., BOAR R.R., 2012 – The potential impact of climate change on groundwater wetlands in Eastern England. Ecohydrol., 5: 401–413.
• [18] HOWARD K.W.F., LLOYD J.W., 1979 – The sensitivity of parameters in the Penman evaporation equations and direct recharge balance. J. Hydrol., 41, 3/4: 329–344.
• [19] JACOBSON C.R., 2011 – Identification and quantification of the hydrological impact of imperviousness in urban catchments: A review. J. Environ. Manage., 92: 1438–1448.
• [20] KUNKEL A., 1975 – Osady iłowe neogenu młodszego Wielkopolski środkowej w świetle bibułowej chromatografii rozdzielczej. Pr. Kom. Geogr.-Geol., 14.
• [21] LERNER D.N., 2002 – Identifying and quantifying urban recharge: A review. Hydrogeol. J., 10: 143–152.
• [22] MAYS L.W., 2011 – Water Resources Engineering. Second Edition. John Wiley & Sons.
• [23] MUSIATEWICZ M. (red.), 2007 – Baza danych geologiczno-inżynierskich wraz z opracowaniem Atlasu geologiczno-inżynierskiego Poznania. Ministerstwo Środowiska, Warszawa.
• [24] NIEĆKO M., FOLWARCZNY M., CISZEWSKI D., 2001 – Mapa hydrograficzna w skali 1:50 000, ark. Poznań. GUGiK, Warszawa.
• [25] PORRETTA-BRANDYK L., CHORMAŃSKI J., IGNAR S., OKRUSZKO T., BRANDYK A., SZYMCZAK T., KRĘŻAŁEK K., 2010 – Evaluation and verification of the WetSpa model based on selected rural catchment in Poland. J. Water Land Develop., 14: 115–133.
• [26] ROUSE W.R., 2002 – The Energy and water balance of high-latitude wetlands: control and extrapolation. Global Change Biol., 6: 59–68.
• [27] SIEPAK J., STANIEWSKA-ZĄTEK W., 1995 – Wpływ antropopresji na degradację wód, torfu i roślinności w rezerwacie „Żurawiniec” w Poznaniu. Ekologia i Technika, 3, 15: 13–17.
• [28] STANIEWSKA-ZĄTEK W., 1992 – O żurawinie i Żurawińcu – rezerwacie przyrody w Poznaniu. Ten Świat, 13.
• [29] SZAFRAN H., 1957 – Żurawiniec rezerwat dydaktyczny w Poznaniu. Przyroda Polski Zachodniej, 1: 100–104.
• [30] WANG Z-M., BATELAAN O., DE SMEDT F., 1996 – A distributed model for water and energy transfer between soil, plants and atmosphere (WetSpa). Phys. Chem. Earth, 21, 3: 189–193.
• [31] YANG Y., LERNER D.N., BARRETT M.H., TELLAM J.H., 1999 – Quantification of groundwater recharge in the city of Nottingham, UK. Environmen. Geol., 38: 183–198.
• [32] ZARZĄDZENIE nr 345 Ministra Leśnictwa i Przemysłu Drzewnego z dnia 20.10.1959 r. w sprawie uznania za rezerwat przyrody – znak: O.P.-244/87.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).