Correlating soil and urban planning for sustainable water cycle

• Autorzy: Sharma Sheetal

Identyfikatory

DOI

10.2478/jwld-2019-0015

Warianty tytułu

PL

Powiązanie gleb i planowania urbanistycznego w aspekcie zrównoważonego obiegu wody

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hydrological modelling and processes using modern hydrological models like SCS Curve Number, HCS, HSPF (Hydrologic Simulation Package-Fortran) and kinematic wave models are widely used nowadays in various researches. But using these modelling in drawing the attention of urban planners for challenges and multiple interactions in heterogeneous urban catchments and water systems is still a shortcoming in water sensitive, planning principle. The art of urban planning and technical implementation using behavioural changes in water responses to urban catchments is the need of present urban planning. The complexities of effects and behavioural changes in the water system or urban catchments and incomplete knowledge of these interactions result in failures of sustainable urban developments. Urban planning needs water sensitive methodology to synchronize soil, water and land cover operational with the population over it. The paper reviews the water sensitive urban planning considering the role of soil in urban planning for water and lands correlations, with the purpose of identifying current limitations and opportunities for future urban planning. Data availability and simplified methods are still a strong limitation for urban planners. Therefore, urban hydrology is often simplified either as a study of surface runoff over impervious surfaces or hydraulics of piped systems. Hence the paper provides approach and universal solution to forecast the behaviour of urban catchment for urbanization in terms of natural land-water cycles and its application in planning existing or new urban catchments. The methodology consists of observing Urban watershed catchment areas with different soil groups and built-up induction over them. A detailed study of water levels in hydrological wells and runoff pattern for the period of 40 years have provided a linear correlation of soil, roughness, land cover, infiltration, ground water and built upon the basis of soil behaviours. These correlations conclude to make regression equations as the blueprint for future urban planning norms to be followed by the planners, engineers, and hydrologists for planning.

PL

Modelowanie hydrologiczne za pomocą takich modeli, jak SCS Curve Number, HCS czy Pakiet Hydrologicznych Symulacji Fortran (HSPF) oraz kinematyczne modele falowe są obecnie powszechnie stosowane w różnych badaniach. Nadal jednak brak takiego modelowania w pracy urbanistów stojących wobec wyzwań, stawianych przez wielorakie oddziaływania heterogennych zlewni miejskich z systemami wodnymi. Sztuka planowania urbanistycznego i wdrożeń technicznych korzystających ze zmian reakcji wody na zlewnie miejskie jest potrzebą obecnego planowania miast. Złożoność efektów i zmiany w systemach wodnych lub miejskich zlewniach oraz niepełna znajomość tych interakcji skutkuje niepowodzeniami w zrównoważonym rozwoju miast. Planowanie miast wymaga metodologii wrażliwej na kwestie wodne, aby operacyjnie powiązać glebę, wodę i pokrycie gruntów z populacją ludzką. W pracy dokonano przeglądu planowania urbanistycznego wrażliwego na kwestie wodne z uwzględnieniem roli gleby w planowaniu relacji wody z lądem celem zidentyfikowania bieżących ograniczeń i możliwości przyszłego planowania. Dostępność danych i uproszczone metody to nadal silne ograniczenie urbanistów. Dlatego hydrologia miasta bywa często upraszczana do badania spływów po nieprzepuszczalnych powierzchniach lub do hydrauliki systemów wodociągowych. Niniejsza praca prezentuje sposób podejścia i uniwersalne rozwiązanie służące prognozowaniu zachowania zlewni miejskiej w reakcji na urbanizację w odniesieniu do naturalnej relacji ląd–woda i ich zastosowanie w planowaniu istniejących bądź nowych zlewni miejskich. Metodologia polega na obserwacji 19 zlewni miejskich o różnych typach gleb i zabudowy. Szczegółowe analizy poziomów wody w studzienkach hydrologicznych i schematu spływów wody w okresie 40 lat dostarczyły danych do wyprowadzenia liniowej korelacji między rodzajem gleby, szorstkością podłoża, pokryciem powierzchni ziemi, infiltracją, wodami podziemnymi, wszystkie powiązane z właściwościami gleb. Te korelacje umożliwiły ustalenie równań regresji stanowiących schemat dla przyszłych norm planowania urbanistycznego do wykorzystania przez planistów, inżynierów i hydrologów.

Słowa kluczowe

EN

geology; land use-land cover; runoff; sustainable water cycle; urban planning

PL

geologia; obieg wody; planowanie urbanistyczne; pokrycie gruntu; spływ; użytkowanie ziemi

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 40
• Strony: 137--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sharma Sheetal

• Laxmi Narayan College of Technology University, School of Architecture, Sarvadharma C Sector, Kolar Road, 462016 Bhopal, Madhya Pradesh, India

Bibliografia

• Agvise Laboratories 2001. Water holding capacity [online]. Agvise.com, soil testing and laboratory services. [Access 15.07.2009]. Available at: https://www.agvise.com/educational-articles/water-holding-capacity/
• BĄK B., KUBIAK-WÓJCICKA K. 2017. Impact of meteorological drought on hydrological drought in Toruń (central Poland) in the period of 1971–2015. Journal of Water and Land Development. No. 32 p. 3–12. DOI 10.1515/jwld-2017-0001.
• BELLO A.-A.D., HASHIM N.B., HANIFFAH R.M. 2017. Impact of urbanization on the sediment yield in tropical watershed using temporal land-use changes and a GIS-based model. Journal of Water and Land Development. No. 34 p. 33–45. DOI 10.1515/jwld-2017-0036.
• CGWB 2010. Ground water scenario of India 2009–10. Faridabad. Central Ground Water Board pp. 45.
• CGWB 2014. Bhopal water prospects [online]. Madhya Pradesh, Bhopal. Bhopal Centre Ground Water Board. [Access 10.01.2017]. Available at: http://cgwb.gov.in/Regions/NCR/Reports/Status%20of%20Ground%20Water%20Level%20in%20Mdhya%20Pradesh%20State%20During%20May-2015.pdf
• CWC 1988. Flood estimate report for Chambal Subzone-1(b). A method based on unit hydrograph principle. Design Office Report. No. C/16/1988. New Delhi. Directorate Hydrology (Small Catchment), Central Water Commission pp. 32 + Append.
• Environment, Heritage and Local Government 2009. Guidelines for planning authorities on sustainable residential development in urban areas (Cities, towns & villages) [online]. Dublin pp. 79. [Access 10.01.2017]. Available at: https://www.housing.gov.ie/sites/default/files/migratedfiles/en/Publications/DevelopmentandHousing/Planning/FileDownLoad%2C19164%2Cen.pdf
• FLETCHER T.D, ANDRIEU H., HAMEL P. 2013. Understanding, management and modelling of urban hydrology and its consequences for receiving waters: A state of the art. Advances in Water Resources. Vol. 51 p. 261–79. DOI 10.1016/j.advwatres.2012.09.001.
• GLEICK P. (ed.). 2011. The world’s water. Vol. 7. The biennial report on freshwater resources. Island Press/Center for Resource Economics. ISBN 978-1-61091-048-4 pp. 424.
• GRZYWNA A., SENDER J. 2017. Land cover changes in catchment areas of lakes situated in headwaters of the Tyśmienica River. Journal of Water and Land Development. No. 33 p. 65–71. DOI 10.1515/jwld-2017-0020.
• HAMDI R., TERMONIA P., BAGUIS P. 2011. Effects of urbanization and climate change on surface runoff of the Brussels Capital Region: A case study using an urban Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer Model. International Journal of Climatology. Vol. 31. Iss. 13 p. 1959–1974.
• IPCC 2007. Climate change 2007. The physical science basis: contribution of working group I to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Eds. S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor, H.L. Miller. Cambridge, United Kingdom. Cambridge University Press. New York, NY, USA pp. 996.
• KARMAKAR S. undated. Hydrologic simulation models [online]. Module 9. 5 Lectures. [Access 15.04.2017]. Available at: https://pl.scribd.com/document/170759014/Lecture-1
• Marsbug 2007. Natural drainage systems as simple inorganic life [online]. [Access 26.07.2011]. Available at: https://forum.cosmoquest.org/showthread.php?90734-Natural-Drainage-Systems-as-simple-inorganic-life&s=291554cb50f0dbab5814b1cf9de2d4d2
• MONK E., CHALMERS L. 2006. Mimic natural drainage processes a practical approach for stormwater management in Western Australia [online]. 1st National Hydropolis Conference 2006 Burswood Convention Centre Perth, Western Australia. Department of Water Government of Western Australia p. 1–16. [Access 10.01.2017]. Available at: https://www.water.wa.gov.au/__data/assets/pdf_file/0018/5148/89891.pdf
• RADECKI-PAWLIK A., WAŁĘGA A., WOJKOWSKI J., PIJANOWSKI J. 2014. Runoff formation in terms of changes in land use – Msciwojów water reservoir area. Journal of Water and Land Development. No. 23 p. 3–10. DOI 10.1515/jwld-2014-0024.
• SALVADORE E., BRONDERS J., BATELAAN O. 2015. Hydrological modelling of urbanized catchments: A review and future directions. Journal of Hydrology. Vol. 529. P. 1 p. 62–81.
• SHARMA S. 2015. Correlating urban system and hydrological system in the context of physical planning. International Journal of Scientific & Engineering Research. Vol. 6. Iss. 4 p. 1334–1348.
• SHARMA S., BHARAT A., DAS V.M. 2011. Quantitative analysis for change detection in water cycle working due to increasing built-up area induction in urbanization and guide lines for water. Innovations for Sustainable Management (March) p. 53–69.
• SHARMA S., BHARAT A., DAS V.M. 2013. Statistical change detection in water cycle over two decades and assessment of impact of urbanization. Open Journal of Modern Hydrology, Scientific Research. Vol. 3 p. 165–171. DOI 10.4236/ojmh.2013.34020.
• UNESCO 2006. Water, a shared responsibility. The United Nations World Water Development Report 2 (WWDR 2) [online]. United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization. ISBN 978-92-3-104006-1 pp. 584. [Access 10.01.2017]. Available at: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000145405

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).