Sezonowe zmiany składu chemicznego wód rzecznych w zlewni rolniczej

• Autorzy: Krasowska M.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/69378

Warianty tytułu

EN

Seasonal changes of the chemical composition of river waters in agricultural catchment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jakość wód powierzchniowych kształtowana jest przez szereg procesów zachodzących na obszarze całej zlewni. Dominującą rolę w kształtowaniu zmian właściwości fizyko-chemicznych wód odgrywają warunki hydrometeorologiczne, których zmienność podyktowana jest sezonowością. Szczegółowa charakterystyka środowiska wodnego jest ważnym aspektem przy ocenie zmienności czasowej jakości wód powierzchniowych, a informacje te są niezbędne do prowadzenia zrównoważonej gospodarki wodnej. W związku z tym celem pracy było zbadanie sezonowej zmienności składu chemicznego wód niewielkiego cieku w krajobrazie rolniczym w warunkach Polski Północno-Wschodniej. Badania obejmowały analizę wybranych właściwości fizyko-chemicznych wody w ciągu roku, wykonanie analizy czynnikowej, w celu identyfikacji procesów kształtujących zmiany sezonowe oraz obliczenie wskaźników Markhama (indeksu sezonowości i pory koncentracji). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że właściwości fizyko-chemiczne wód badanego cieku podlegały wahaniom sezonowym. Wskazano zależność pomiędzy zawartością poszczególnych składników rozpuszczonych a wielkością przepływu. Stwierdzono, że w warunkach hydroklimatycznych Polski Północno-Wschodniej intensywne wymywanie oraz podwyższone stężenia głównie biogenów obserwuje się podczas wezbrań wywołanych topnieniem pokrywy śnieżnej i opadami deszczu zimą i wczesną wiosną. W związku z tym okres ten może być krytyczny dla jakości wód powierzchniowych w krajobrazie rolniczym.

EN

The quality of surface water is shaped by a number of processes taking place across the catchment. The dominant role in shaping changes in physico-chemical properties of water play hydrochemical conditions. Detailed characteristics of the aquatic environment is an important aspect in assessing the variability of temporary surface water quality, and the information is necessary for sustainable water management. Therefore, the aim of this study was to investigate the seasonal variability of the chemical composition of water of a small stream in the agricultural landscape in north-eastern Poland. The study included analysis of selected physico-chemical properties of water per year, performing factor analysis in order to identify the processes that shape seasonal changes and the calculation of indicators Markham (index of seasonality and time of concentration). The results found that the physicochemical properties of water examined watercourse been subject seasonal fluctuations. It indicates the relationship between the content of the individual components dissolved and the size of flow. It was found that in conditions of Polish north-eastern intensive washing and increased levels of nutrients were observed during high water caused by melting snow and rainfall in winter and early spring. Therefore, this period can be critical for the quality of surface water in the agricultural landscape.

Słowa kluczowe

PL

sezonowość; chemizm wody; zlewnia rolnicza; indeksy Markhama

EN

seasonality; water chemistry; agricultural catchment; Markham indexes

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 3
• Strony: 175--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krasowska M.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Ochrony i Kształtowania Środowiska, ul. Wiejska 45A, 15-351 Białystok

Bibliografia

• 1. Banaszuk P., 2004. Identyfikacja procesów kształtujących skład chemiczny małego cieku w krajobrazie rolniczym na podstawie analizy czynnikowej. Woda-Środ.-Obsz. Wiej., 4, 1(10), 103–116.
• 2. Bhangu I., Whitfeld P.H., 1997. Seasonal and long-term variations in water quality of the Skeena River at Usk, British Columbia. Water Res., 31(9), 2187–2194.
• 3. Chomicz K., 1951. Ulewy i deszcze nawalne w Polsce. Wiadomości Służby Hydrologicznej, PIHM Warszawa, 2, 3.
• 4. Clark M.J., Cresser M.S., Smart R., Chapman P.J., Edwards A.C., 2004. The influence of catchment characteristics on the seasonality of carbon and nitrogen species concentrations in upland rivers of Northern Scotland, Biogeochemistry, 68, 1–19.
• 5. Dąbkowski S.L., Pawłat-Zawrzykraj A., 2003. Jakość wód Raszynki i jej dopływów. Woda-Środ. - Obsz. Wiej., 3 (6), 111–123.
• 6. Evans C.D., Davis T.D., Wigington Jr, P.J., Tranter M., Kretscher W.A., 1996. Use of factor analysis to investigate processes controlling the chemical composition of four streams in Adirondack Mountains. New York. J. Hydrol. 185, 297–316.
• 7. Górniak A., 2000. Klimat województwa podlaskiego. Wyd. IMGW Białystok.
• 8. Gugała M., Sikorska A., Kapela K., Zarzecka K., 2016. Seasonal changes in selected indicators of water quality of the Łydynia river. Journal of Ecological Engineering. Vol. 17 Iss.1, 149–153.
• 9. Jokiel P., Tomalski P., 2015. Sezony hydrologiczne w rzekach środkowej Polski. Wyd. IGiPZ PAN Warszawa Przegląd Geograficzny 87, 1, 71–93.
• 10. Kostrzewski A., Mazurek M., Zwoliński Z., 1994. Dynamika transportu fluwialnego górnej Parsęty. Poznań, Stow. Geomorfologów Pol.
• 11. Krasowska M., Banaszuk P., 2011. Zastosowanie analizy czynnikowej w badaniach hydrochemicznych w zlewni niewielkiego cieku w krajobrazie rolniczym. Inżynieria Ekologiczna 26, 147–155.
• 12. Krasowska M., Banaszuk P., 2015. Drogi migracji biogenów w zlewni rolniczej. Inżynieria Ekologiczna 43, 35–41.
• 13. Kupczyk E., Suligowski R., 1997. Statystyczny opis opadów atmosferycznych jako elementu wejścia do modeli hydrologicznych. w: Soczyńska U. (red.) Predykcja opadów i wezbrań o zadanym czasie powtarzalności Wyd. UW, Warszawa, 21–86.
• 14. Lin H.S., 2010. Linking principles of soil formation and flow regimes. J. Hydrol. 393, 3–19.
• 15. Markham C.G., 1970. Seasonality of Precipitation in the United States. Annals of the Association of American Geographers, 60 (3), 593–597.
• 16. Melcer B., Olejnik M., 2006. Wpływ wybranych czynników na zanieczyszczenie związkami biogennymi powierzchniowych wód płynących w zlewni Baryczy. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 5 (2) 2. 59–71.
• 17. Mitchell M.J., Piatek K.B., Christopher S., Mayer B., Kendall C., Mchale P., 2006. Solute sources in stream water during consecutive fall storms in a northern hardwood forest watershed: a combined hydrological, chemical and isotopic approach. Biogeochemistry, 78, 217–246.
• 18. Moniewski P., 2014. Sezonowe zmiany wybranych cech fizyczno-chemicznych wód małej rzeki podmiejskiej na przykładzie Dzierżąznej. Monografia KGW-PAN, XX, 2, 407–416.
• 19. Oenema O., Roest C.W.J., 1998. Nitrogen and pfospforus losses from agriculture into surface waters, the effects of policies and measures in the Netherlands. Water Scien Technical, 2, 19–30.
• 20. Pazdro Z., 1977. Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geologiczne Warszawa.
• 21. Petry J., Soulsby C., Malcolm I.A., Youngson A.F., 2002. Hydrological controls on nutrient concentrations and fluxes in agricultural catchments. Sci. Total Environ., 294, 95–110.
• 22. Piñol J, Ávila A., Rodà F., 1992. The seasonal variation of streamwater chemistry in three forested Mediterranean catchments. Journal of Hydrology, 140, 1–4, 119–141
• 23. Racine J.B., Reymond H., 1977. Analiza ilościowa w geografii. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• 24. Siwek J.P., 2012. Zmienność składu chemicznego wód w małych zlewniach na progu Pogórza Karpackiego. Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ, Kraków.
• 25. Skorbiłowicz M., Ofman P., 2014. Seasonal changes of nitrogen and phosphorus concentration in Supraśl river. Journal of Ecological Engineering, 15, 1, 26–31.
• 26. Stolarska M., 2008. Sezonowe zmiany zasobów i podstawowych właściwości fizykochemicznych wód w małej zlewni nizinnej. Acta Geographica Lodziensia, 94.
• 27. Sullivan A.B., Drever J.I., 2001. Spatiotemporal variability in stream chemistry in a high-elevation catchment affected by mine drainage, J. Hydrol., 252, 240–253.
• 28. Tomalski P., 2016. Sezonowa zmienność stanów wód podziemnych w dolinie Sokołówki (Łódź). Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 39, 49–61.
• 29. Wysocka-Czubaszek A., Wojno W., 2014. Sezonowa zmienność chemizmu wody w małej rzece w zlewni zurbanizowanej. Prz. Nauk. Inż. i Kszt. Środ. 63, 64–76.
• 30. Żelazny M., Siwek J.P., 2012. Determinants of seasonal changes in streamwater chemistry in small catchments with different land use: case study from Poland’s Carpathian Foothills, Polish Journal of Environmental Studies, 21 (3), 791–804.

Uwagi

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