Variability of the water availability in a river lake system – A case study of Lake Symsar

• Autorzy: Kuriata-Potasznik A. B. , Szymczyk S.

Identyfikatory

DOI

10.1515/jwld-2016-0039

Warianty tytułu

PL

Zmienność dostępności wody w systemie rzeczno-jeziornym – jezioro Symsar

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

It is predicted that climate change will result in the diminution of water resources available both on global and regional scales. Local climate change is harder to observe and therefore, while counteracting its effects, it seems advisable to undertake studies on pertinent regional and local conditions. In this research, our aim was to assess the impact of a river and its catchment on fluctuations in the water availability in a natural lake which belongs to a post-glacial river and lake system. River and lake systems behave most often like a single interacting hydrological unit, and the intensity of water exchange in these systems is quite high, which may cause temporary water losses. This study showed that water in the analyzed river and lake system was exchanged approx. every 66 days, which resulted from the total (horizontal and vertical) water exchange. Also, the management of a catchment area seems to play a crucial role in the local water availability, as demonstrated by this research, where water retention was favoured by wooded and marshy areas. More intensive water retention was observed in a catchment dominated by forests, pastures and wetlands. Wasteland and large differences in the land elevation in the tested catchment are unfavourable to water retention because they intensify soil evaporation and accelerate the water run-off outside of the catchment. Among the actions which should be undertaken in order to counteract water deficiencies in catchment areas, rational use and management of the land resources in the catchment are most often mentioned.

PL

Przewiduje się, że zmiany klimatyczne doprowadzą do zmniejszenia zasobów wodnych zarówno w skali globalnej, jak i regionalnej. Lokalne zmiany klimatu są trudniejsze do zaobserwowania i dlatego, aby przeciwdziałać ich skutkom, wskazane wydaje się podjęcie wszelkich badań nad warunkami regionalnymi oraz lokalnymi. Celem prezentowanych badań była ocena wpływu rzeki oraz jej zlewni na zmienność dostępności wody w naturalnym jeziorze należącym do polodowcowego systemu rzeczno-jeziornego. Systemy rzeczno-jeziorne zachowują się najczęściej jak jedna, interakcyjna jednostka hydrologiczna, a intensywność wymiany wody w tych systemach jest dość duża, co może powodować chwilowe ubytki wody. W wyniku badań stwierdzono, że woda w analizowanym systemie była wymieniana co ok. 66 dni, co wynikało z całkowitej (poziomej i pionowej) wymiany wody. Również zarządzanie zlewnią wydaje się odgrywać kluczową rolę w lokalnej dostępności wody; w niniejszych badaniach obszary leśne i bagienne sprzyjały zatrzymywaniu wody. W zlewni, w której dominowały lasy, pastwiska i tereny podmokłe, obserwowana była intensywniejsza retencja wody. Występowanie nieużytków i dużych deniwelacji terenu w badanej zlewni nie sprzyjało retencji wody, ponieważ intensyfikowało parowanie gleby i przyspieszało odpływ wody poza zlewnię. Wśród działań, które powinny zostać podjęte w celu przeciwdziałania stratom wody w zlewniach, najczęściej wymienia się racjonalne wykorzystanie i zarządzanie zasobami gruntów w zlewni.

Słowa kluczowe

EN

evapotranspiration; hydrological condition; meteorological condition; precipitation; river-lake system

PL

opad atmosferyczny; parowanie terenowe; system rzeczno-jeziorny; warunki hydrologiczne; warunki meteorologiczne

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2016
• Tom: no. 31
• Strony: 87--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kuriata-Potasznik A. B.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Department of Water Resources, Climatology and Environmental Management, ul. Michała Oczapowskiego 2, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Szymczyk S.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Department of Water Resources, Climatology and Environmental Management, ul. Michała Oczapowskiego 2, 10-719 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• ALLEN R.G. 2000. Using the FAO-56 dual crop coefficient method over an irrigated region as part of an evapotranspiration intercomparison study. Journal of Hydrology. Vol. 229. Iss. 1–2 p. 27–41.
• ALLEN R.G., PEREIRA L.S., RAES D., SMITH M. 1998. Crop evapotranspiration – Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56. Rome. FAO. ISBN 92-5-104219-5 pp. 328.
• BAC S. 1989. Współzależność miesięcznych i dekadowych wielkości ewapotranspiracji według Penmana z parowaniem z wolnej powierzchni wody w świetle dwudziestoletnich badań [Interrelationships of monthly and decade values of evapotranspiration acc. to Penman with evaporation from free water surface based on twenty years’ research]. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu. Ser. Melioracje. Z. 191 p. 99–109.
• BAJKIEWICZ-GRABOWSKA E., MIKULSKI Z. 1996. Hydrologia ogólna [General hydrology]. Warszawa. ISBN 978-83-01-14579-8 pp. 297.
• BORSUK S. 2014. Ekologiczno-geochemiczny system oceny jakości wód jeziornych. Problemy. Metodologia. Modelowanie [Ecological-geochemical assessment system of lake water quality]. Bydgoszcz. Wydaw. Uczelniane UTP pp. 198.
• CARDILLE J., COE M.T., VANO J.A. 2004. Impacts of climate variation and catchment area on water balance and lake hydrologic type in groundwater-dominated systems: a generic lake model. Earth Interaction. Vol. 8. Iss. 13 p. 1–22.
• CHODAK T., KASZUBKIEWICZ J., TASZ W. 2005. Skład granulometryczny i zawartość makroskładników w materiale glebowym zmywanym w wyniku erozji powierzchniowej [Grain size distribution and macronutrients content in soils washed away during surface erosion]. Acta Agrophysica. Vol. 5. Iss. 3 p. 577–587.
• DAMIANO E., GRECO R., GUIDA A., OLIVARES L., PICERELLI L. 2016. An investigation of infiltration and deformation processes in layered small-scale slopes in pyroclastic soils. In: Volcanic rocks and soils. Eds T. Rotonda, M. Cecconi, F. Silvestri, P. Tommasi. London. Taylor and Francis Group p. 163–166.
• D’ARCY P., CARIGNAN R. 1997. Influence of catchment topography on water chemistry in southeastern Québec Shield lakes. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. Vol. 54. Iss. 10 p. 2215–2227.
• DUPONT S., PIVATO D., BRUNET Y. 2015. Wind damage propagation in forests. Agricultural and Forest Meteorology. Vol. 214. DOI: 10.1016./j.agrformet.2015.07.010 p. 243–251.
• FARMANI R., BUTLER D., HUNT D.V., MEMON F.A., ABDELMEGUID H., WARD S., ROGERS C.D. 2012. Scenariobased sustainable water management and urban regeneration. Proceedings of the ICE-Engineering Sustainability. Vol. 165. Iss. 1 p. 89–98.
• Geoportal undated. Kataster [online]. [Access: 08.12.2016]. Available at: http://mapy.geoportal. gov.pl/imap/?gpmap=gp0&actions=acShowServices_KATASTER
• HADDELAND I., HEINKE J., BIEMANS M., EISNER S., FLÖRKE M., HANASAKI N., KONZMANN M., LUDWIG L., MASAKI Y., SCHEWE J., STACKE T., TESSLER Z.D., WADA Y., WISSER D. 2014. Global water resources affected by human interventions and climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.1222475110. p. 3251–3256.
• HERBST M., KAPPEN L. 1999. The ratio of transpiration versus evaporation in a reed belt as influenced by weather conditions. Aquatic Botany. Vol. 63 p. 113–125.
• HILLBRICHT-ILKOWSKA A., WIŚNIEWSKI R.J. (eds) 1996. Funkcjonowanie systemów rzeczno-jeziornych w krajobrazie pojeziernym: rzeka Krutynia (Pojezierze Mazurskie) [The functioning of river-lake system in a lakeland landscape: river Krutynia (Mazurian Lakeland, Poland)]. Zeszyty Naukowe PAN „Człowiek i Środowisko”. Z. 13. Dziekanów Leśny. Ofic. Wydaw. Instytutu Ekologii PAN. ISBN 8387089028 pp. 342.
• KONDRACKI J. 2000. Geografia regionalna Polski [Regional geography of Poland]. Warszawa. Wydaw. Nauk. PWN ISBN 83-01-12479-2 pp. 440.
• LECHNIO J. 2005. Hydrologiczne warunki obiegu substancji w obrębie wariantów krajobrazu. W: Z problematyki funkcjonowania krajobrazów nizinnych [Hydrological conditions of the circulation of substances within the landscape variants. In: On the issue of the functioning of lowland landscapes]. Eds A. Richling, J. Lechnio. Warszawa. UW p. 95–126.
• MICHALCZYK Z., BARTOSZEWSKI S., TURCZYŃSKI M. 2002. Water conditions of Polesie region. Acta Agrophysica. Vol. 66 p. 49–76.
• OKOŃSKI B., MILER A.T., PANFIL M. 2009. The dynamic of climate elements and land drainage impact on hydrological conditions in lakeland blind drainage area. Journal of Water and Land Development. No. 13a p. 225–238. DOI: 10.2478/110025.010.0030.9.
• POTASZNIK A., SZYMCZYK S., SIDORUK M., ŚWITAJSKA I. 2014. Role of Lake Symsar in the reduction of phosphorus concentration in surface runoff from agricultural lands. Journal of Water and land Development. No. 20 p. 39–44. DOI: 10.2478/jwld-2014-0006.
• PRZĄDKA Z. 2009. Porównanie wyników oceny parowania jeziora Łękuk uzyskanych metodą obliczeniową i pomiarową [Comparison of evaporation estimation results for Łękuk Lake obtained by calculation and measurement methods]. Monitoring Środowiska Przyrodniczego. Nr 10 p. 73–78.
• RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ M., GREEN A.J., LÓPEZ R., MARTOS-ROSILLO S. 2012. Changes in water level, land use, and hydrological budget in a semi-permanent playa lake, Southwest Spain. Environmental Monitoring Assessment. Vol. 184. Iss. 2 p. 797–810. DOI: 10.1007/s10661-011-2002-1.
• SCHEWE J., HEINKE J., GERTEN D., HADDELAND I., ARNELL N.W., CLARK D.B. et al. 2014. Multimodel assessment of water scarcity under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol. 111. No. 9 p. 3245–3250. DOI: 10.1073/pnas.1222460110.
• SIDORUK M., POTASZNIK A. 2011. Stan trofii jeziora Symsar i możliwości jego poprawy [The trophic status of Symsar Lake and possibilities of its improvement]. Inżynieria Ekologiczna. Z. 26 p. 221–229.
• SIŁUCH M., BARTOSZEK K. 2012. Możliwości wykorzystania danych satelitarnych do wyznaczania początku i końca okresu wegetacyjnego [The use of satellite data for determining the onset and the end of a plant growing season]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 12. Z. 2 (38) p. 245–255.
• SOJA G., ZÜGER J., KNOFLACHER M., KINNER P., SOJA A.M. 2013. Climate impacts on water balance of a shallow steppe lake in Eastern Austria (Lake Neusiedl). Journal of Hydrology. Vol. 480 p. 115–124. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2012.12.013.
• STACHY J., BIELUK J., CZARNECKA H., BARANOWSKI L. 1987. Atlas hydrologiczny Polski [Hydrological atlas of Poland]. Warszawa. IMGW, Wydaw. Geol.
• SUN R., CHEN L. 2012. How can urban water bodies be designed for climate adaptation? Landscape and Urban Planning. Vol. 105. Iss. 1–2 p. 27–33. DOI: 10.1016/j.landurbplan.2011.11.018.
• ŚLĄZEK M. 2014. Analysis of evapotranspiration in the catchment of the Nurzec River, Poland using MODIS data. Miscellanea Geographica – Regional Studies On Development. Vol. 18. Iss. 1 p. 44–51. DOI: 10.2478/mgrsd-2014-0008.
• WACNIK A., KUPRYJANOWICZ M., MUELLER-BIENIEK A., KARCZEWSKI M., CYWA K. 2014. The environmental and cultural contexts of the late Iron Age and medieval settlement in the Mazurian Lake District, NE Poland: combined palaeobotanical and archaeological data. Vegetation History And Archaeobotany. Vol. 23. Iss. 4 p. 439–459. DOI 10.1007/s00334-014-0458-y.
• WANG S., FU B.J., HE C.S., SUN G., GAO G.Y. 2011. A comparative analysis of forest cover and catchment water yield relationships in northern China. Forest Ecology and Management. Vol. 262. Iss. 7 p. 1189–1198. DOI: 10.1016/j.foreco.2011.06.013.
• WASSENAAR L.I., ATHANASOPOULOS P., HENDRY M.J. 2011. Isotope hydrology of precipitation, surface and ground waters in the Okanagan Valley, British Columbia, Canada. Journal of Hydrology. Vol. 411. Iss. 1–2 p. 37–48. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2011.09.032.
• WIOŚ Olsztyn, IOŚ 2012. Raport o stanie środowiska województwa warmińsko-mazurskiego w 2011 roku [Report on the state of the environment of Warmia and Mazury in 2011]. Biblioteka Monitoringu Środowiska Olsztyn pp. 121.
• WIŚNIEWSKI M., WOLSKI T., BUCHHOLZ W., KREFT A. 2007. Bilans wód jeziora Dąbie [The water balance of Lake Dąbie]. Infrastructure and Ecology of Rural Areas. Z. 4/2 p. 211–221.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).