Ocena zagrożenia gleb erozją wodną w rejonie Zbiornika Dobczyckiego w oparciu o wyniki numerycznego modelowania

• Autorzy: Mularz S. , Drzewiecki W.

Warianty tytułu

EN

Risk assessment for soil water erosion within the Dobczyce Reservoir area based on numerical modeling results

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono rezultaty modelowania rozkładu przestrzennego nasilenia procesów erozji (i depozycji) materiału glebowego w obszarze północnej części bezpośredniej zlewni Zbiornika Dobczyckiego, otrzymane z wykorzystaniem modeli RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) (Renard i in., 1991) i USPED (Unite Stream Power-based Erosion/Deposition) (Mitasova i in., 1998). Szczególną uwagę poświęcono ocenie wpływu, jaki na wynik modelowania wywiera rozdzielczość przestrzenna zastosowanego Numerycznego Modelu Rzeźby Terenu. Wykorzystano w tym celu modele wysokościowe o rozdzielczości przestrzennej 30, 10 oraz 5 metrów wygenerowane przy zastosowaniu tej samej metody z danych źródłowych w postaci modeli TIN otrzymanych w trakcie realizacji projektu LPIS żaden z dwu testowanych modeli (RUSLE, USPED) nie daje w pełni wiarygodnego obrazu zagrożenia erozyjnego. RUSLE prognozuje występowanie erozji (i to nawet o znacznym stopniu nasilenia) na obszarach, na których w rzeczywistości zachodzić może depozycja materiału glebowego. USPED daje możliwość identyfikacji obszarów depozycji, ale prognozowane przez ten model wielkości erozji obarczone są znaczną niepewnością (por. np. Mitasova i in. 1998). Rozwiązanie stanowić może łączną analiza wyników uzyskanych z wykorzystaniem obu modeli. Rozdzielczość użytego NMT w znacznym stopniu determinuje możliwość geometryzacji obszarów zagrożonych. Szczególnie wyraźna różnica widoczna jest pomiędzy wynikami uzyskanymi dla modelu o rozdzielczości 30 metrów, a dwoma pozostałymi testowanymi rozmiarami oczek siatki NMT. Za wystarczający do przeprowadzenia modelowania uznać można model o rozdzielczości 10 metrów. Rozpatrywany obszar (północna część bezpośredniej zlewni Zbiornika Dobczyckiego) jest narażony na procesy erozji wodnej gleb w niewielkim stopniu. W wyniku przeprowadzonego modelowania jedynie dla ok. 2 procent powierzchni analizowanego obszaru stopień zagrożenia określono jako wysoki.

EN

The paper presents results of spatial modelling of soil erosion and deposition in the north part of the Dobczyce Reservoir direct watershed. The Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) and Unite Stream Power-based Erosion/Deposition (USPED) model were applied. The influence of Digital Terrain Model (DTM) on modelling results was given particular attention. Three DTMs with different grid size (30, 10 and 5 meters) were generated from the same source data – TIN models from LPIS project. No reliable spatial distribution of water soil erosion was achieved with any of tested models used alone. In case of RUSLE, high soil erosion rates were predicted in areas where deposition should occur. The USPED model shows deposition areas, but predicted erosion rates are of high degree of uncertainty. For that reason, the results of both models should be taken into account.

Słowa kluczowe

PL

erozja wodna gleb; modelowanie przestrzenne; GIS; RUSLE

EN

soil erosion; spatial modelling; GIS; RUSLE; USPED

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 17b
• Strony: 535--548
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Mularz S.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

autor

Drzewiecki W.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Bibliografia

• 1.Arnoldus H.M.J., 1977. Methodology used to determine the maximum potential average annual soil loss due to sheet and rill erosion in Morocco [w:] Assessing Soil Degradation. FAO Soils Bulletin 34, Rome.
• 2.Desmet P.J., Govers G., 1996a. A GIS procedure for automatically calculating the USLE LS factor on topographically complex landscape units. Journal of Soil and Water Conservation, 51 (5).
• 3.Desmet P. J., Govers G., 1996b. Comparison of routing algorithsm for digital elevation models and their implications for predicting ephemeral gullies. International Journal of Geographical Information Systems, 10.
• 4.Desmet P.J., Govers G., 1997. Comment on ‘Modelling topographic potential for erosion and deposition using GIS‘. International Journal of Geographical Information Systems, 11.
• 5.Drzewiecki W., Mularz S, 2001. Modelowanie erozji wodnej gleb z wykorzystaniem GIS. Materiały Konferencji Naukowej nt. „Nowoczesne technologie w geodezji i inżynierii środowiska”, 22 września 2001, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska AGH w Krakowie.
• 5.Foster G.R., Wischmeier W.H., 1974. Evaluating irregular slopes for soil loss prediction. Transactions of ASAE, 12.
• 6.Józefaciuk A., Józefaciuk Cz., 1996. Mechanizm i wskazówki metodyczne badania procesów erozji. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.
• 7.Kandrika S, Dwivedi R.S., 2003. Assessment of the Impact of Mining on Agricultural Land Using Erosion-Deposition Model and Space Borne Multispectral Data. Journal of Spatial Hydrology, Vol.3, No. 2.
• 8.Koreleski K., 1992a. Próby oceny natężenia erozji wodnej. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczje im. H. Kołłataja w Krakowie, Sesja Naukowa , z. 35.
• 9.Marks R., Müller M.J., Leser H., Klink H.-J. (red.), 1989. Anleitung zur Bewertung des Leistungsvermögens des Landschaftshaushaltes (BA LVL). Forschungen zur Deutschen Landeskunde Band 229, Zentralaussu für deutsche Landeskunde, Selbstverlag, Trier McCool D.K., Foster G.R., Mutchler C.K., Meyer L.D., 1989. Revised sloope lenght factor for the Universal Soil Loss Equation. Transactions of ASAE, 32.
• 10.Merritt W.S., Letcher R.A., Jakeman A.J., 2003. A review of erosion and sediment transport models. Environmental Modelling and Software, 18.
• 11.Mitasova H., Hofierka J., Zlocha M., Iverson R. L., 1996. Modeling topographic potential for erosion and deposition using GIS. International Journal of Geographic Information Science, 10 (5).
• 12.Mitasova H., Mitas L., Brown W.M., Johnston D.M., 1998. Multidimensional soil erosion/deposition modeling and visualization using GIS. Final report for USA CERL. University of Illinois, Urbana-Champaign, IL.
• 13.Mitasova H., Mitas L., Brown W.M., Johnston D.M., 1999. Terrain modeling and Soil erosion simulations for Fort Hood and Fort Polk test areas. Annual report for USA CERL. University of Illinois, Urbana-Champaign, IL.
• 14.Mitasova H., Brown W.M., Johnston D.M., 2003. Terrain Modeling and Soil Erosion Simulation. Final Report. University of Illinois, Urbana-Champaign, IL
• 15.Moore I.D., Burch G.J., 1986a. Physical basis of the length-slope factor in the Universal Soil Loss Equation. Soil Science Society Journal, 50 (5).
• 16.Moore I.D., Burch G.J., 1986b. Sediment transport capacity of sheet and rill flow: Application of unit stream power theory. Water Resources Research, 22.
• 17.Moore I.D., Wilson J.P., 1992. Length-slope factors for the Revised Universal Soil Loss Equation: Simplified method of estimation. Journal of Soil and Water Conservation, 47.
• 18.Pistocchi A., Cassoni G., Zanio O., 2002. Use of the USPED model for mapping soil erosion and managing best land conservation practices. IEMSs 2002, Congress Proceedings, Lugano.
• 19.Renard K.G., Foster G.R., Weesies G.A., Porter J.P., 1991. RUSLE: Revised Universal Soil Loss Equation. Journal of Soil and Water Conservation, 46(1).
• 20.Renard K. G., Foster G. R., Weesies G. A., McCool D. K., Yoder D. C., 1997. Predicting Soil Erosion by Water: A Guide to Conservation Planning With the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). U.S. Department of Agriculture, Agriculture Handbook No. 703.
• 21.Saavedra C., Mannaerts C.M., 2005. Estimating erosion in an Andean catchment combining coarse and fine spatial resolution satellite imagery. Proceedings of 31st International Symposium on Remote Sensing of Environment, June 20-24, 2005, Saint Petersburg, Russian Federation.
• 22.Šúri M., Cebecauer T., Hofierka J., 2003. Digitálne modely reliéfu a ich aplikácie v životnom prostedí. Zivotne prostredie, Vol. 37, 1.
• 23.Warren S.D., Senseman G.M., Block P.R., Ruzycki T.S., Wilcox D.D., 2000. Soil Erosion Survey for Camp Guernsey, Wyoming Using New-Generation Multi-Dimensional Soil Erosion Modeling. Center for Ecological Management of Military Lands Technical Publication Series TPS 00-14, Colorado State University, Ft. Collins.
• 24.Wischmeier W. H., Smith D.D., 1978. Predicting Rainfall Erosion Losses – A Guide to
• Conservation Planning. USDA Handbook 537, Washington, D. C.