Long-term trends in runoff from small lowland catchments

• Autorzy: Szymczak T.

Warianty tytułu

PL

Wieloletnie tendencje zmian odpływu rzecznego w małych zlewniach nizinnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Results of the long-term analyses of river runoff from small lowland catchments are presented in this paper. Two rivers with 35-year long data sets from the years 1966-2000 were selected for this study: Pniewniczanka (Strachówka profile) in the Liwiec catchment and Sona Zachodnia in the Wkra catchment (Nasierowo Dolne profile). Statistically significant (p < 0.05) decreasing trends were found for the annual maximum runoff and winter half-year (November - April). Changes in the reclaimed catchment of Sona Zachodnia with heavy soils amounted 24% of the mean value of annual maximum runoff (SWq) during 10 years. In the Pniewniczanka catchment with no reclamation measures and covered with light soils the trends equalled 27.4% of the SWq in 10 years. Mean annual runoff also tended to decrease during the study period. The rate of changes in the Pniewniczanka catchment was 14.4% of the SSq (mean annual runoff for the whole study period) per 10 years. Observed changes in runoff should be associated with global warming, particularly in the winter period, and with decreasing totals of annual precipitation. Statistically significant increasing trends were found for January and for the whole winter period and also significant increasing trends for mean monthly temperatures in January and April. Decreasing totals of precipitation and an increasing contribution of storms to the total precipitation were also found. In view of these results one should expect further decreasing of surface water resources in lowland areas of the country.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny zmian odpływu rzecznego w małych zlewniach nizinnych w skali wieloletniej. Do badań wybrano dwie rzeki dla których dysponowano 35-letnimi ciągami obserwacyjnymi z okresu 1966-2000: Pniewniczankę (profil Strachówka) w dorzeczu Liwca oraz Sonę Zachodnią w dorzeczu Wkry (profil Nasierowo Dolne). Stwierdzono udowodnione statystycznie (na poziomie prawdopodobieństwa p < 0,05) malejące trendy maksymalnych odpływów jednostkowych rocznych oraz w półroczach zimowych. Tendencja zmian w zmeliorowanej zlewni Sony Zachodniej na ciężkich glebach wynosi 24,0% wartości średniego wielkiego odpływu SWq w ciągu 10 lat. W przypadku zlewni Pniewniczanki, gdzie nie prowadzono zabiegów melioracyjnych i gdzie dominują gleby lekkie, tendencja ta wynosi nieco więcej - 27,4% wartości SWq na 10 lat. Stwierdzono również zmniejszanie się w badanym okresie średniego rocznego odpływu. Tempo tych zmian w zlewni Pniewniczanki wynosiło 14,4% wartości SSq (średniego rocznego odpływu dla całego wielolecia) na 10 lat. Zaobserwowane zmiany w odpływie należy wiązać ze zmianami warunków meteorologicznych - ocieplaniem klimatu, zwłaszcza w półroczu zimowym oraz zmniejszaniem się sum rocznych opadów atmosferycznych. Wykryto bowiem istotne statystycznie rosnące trendy w odniesieniu do parowania terenowego w styczniu i całym półroczu zimowym oraz równie istotne trendy rosnące temperatur średnich miesięcznych stycznia i kwietnia. Stwierdzono także malejące tendencje zmian sum opadów atmosferycznych i jednocześnie zwiększanie się udziału opadów ulewnych w ogólnej sumie opadów. W świetle uzyskanych wyników badań należy spodziewać się dalszego zmniejszania się zasobów wód powierzchniowych na obszarach nizinnych kraju.

Słowa kluczowe

EN

river runoff; linear trend; climate changes; water resources

PL

odpływ rzeczny; trend liniowy; zmiany klimatu; zasoby wodne

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2005
• Tom: no. 9
• Strony: 35--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szymczak T.

• Institute for Land Reclamation and Grasslands Farming in Falenty, Poland

Bibliografia

• 1. BERGSTROM S., CARLSSON B., 1993. Hydrology of the Baltic Basin. Swedish Meteorol. Hydrol. Inst. Reports. Hydrology 7, 21.
• 2. CIEPIELOWSKI A., 1999. Podstawy gospodarowania wodą. (Principles of water management). Warszawa, Wydaw. SGGW.
• 3. Climate change, 2001. Impacts, adaptation, and vulnerability, 2001. Pr. zbior. Red. JJ. McCarthy, O.F. Canziani, N.A. Leary, D.J. Dokken, K.S. White. Cambridge: University Press: 1009.
• 4. CZARNECKA H., 1986. Parametry fizyczno-geograficzne stosowane w obliczeniach maksymalnych przepływów prawdopodobnych. (Physical and geographic parameters used in calculating maximum probable flows). Pr. Inst. Bad. Dróg Mostów 3/4: 151-166.
• 5. DETTINGER M.D., CAYAN D.R., 1995. Large-scale forcing of recent trends toward early smowmelt runoff in California. J. Clim. 8: 606-623.
• 6. DĘBSKI K., 1963. Przystosowanie nomogramu Konstantinovwa do obliczen parowania terenowego w Polsce. (Adaptation of Konstantinov's nomograph to calculations of field evaporation in Poland). Pr. St. Kom. Inż. Gosp. Wod. 6: 59-96.
• 7. Fisz M., 1969. Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna. (Probability and mathematical statistics). Warszawa, PWN.
• 8. GENTA J.L., PEREZ-IRIBARREN G., MECHOSO C.R., 1998. A recent increasing trend in the streamflow of rivers in southeastern South America. J. Clim. 11: 2858—2862.
• 9. GEORGIYEVSKY V.Yu., YEZHOV A.V., SHALYGIN A.L., SHIKLOMANOV A.I., SHIKLOMANOV I.A., 1996. Evaluation of possible climate change impact on hydrological regime and water resources of the former USSR rivers. Russian Meteor. Hydrol. 11: 89-99.
• 10. GEORGIYEVSKY V.Yu., ZHURAVIN S.A., EZHOV A.V., 1995. Assessment of trends in hydrometeorological situation on the Great Russian Plain under the effect of climate variations. Proc. Am. Geophys. Union 15th Ann. Hydrol. Days: 47-58.
• 11. GLEICK P.M., CHALECKI E.L., 1999. The impacts of climatic changes for water resources of the Colorado and Sacramento-San Jaoqutn River Basins. J. Am. Water Res. Assoc. 35: 1429-1441.
• 12. GUTRY-KORYCKA M., 1996. Studia nad wpływem globalnych zmian klimatu na obieg wody w zlewni. (Studies on the global climate change impact on water cycling in a catchment). Warszawa, Wydaw. WGSR UW.
• 13. GUTRY-KORYCKA M., 1998. Długookresowe tendencje obiegu wody w zlewni Utraty. W: Przemiany krajobrazu naturalnego Polski. (Long term trends in water cycling in the Utrata River catchment. In: Transformation of natural landscapes in Poland). Acta Geogr. Lodz. 74.
• 14. GUTRY-KORYCKA M., 2002. Długookresowe tendencje obiegu wody w Kampinoskim Parku Narodowym. (Long term trends in water cycling in the Kampinos National Park). Prz. Geof. 47, 3—4: 203-210.
• 15. KACZMAREK Z., 1994. Wpływ globalnych procesów geofizycznych na zasoby wodne Polski. (The effect of global geophysical processes on water resources in Poland). Prz. Geofiz. 39, 1: 3-16.
• 16. KACZMAREK Z., 1996. Wpływ niestacjonarności globalnych procesów geofizycznych na zasoby wodne Polski. (The effect of non-stationary character of global geophysical processes on water resources in Poland). Monogr. Kom. Gosp. Wod. PAN 12: 96.
• 17. KOWALCZYK S., UIDA K., 1987. Pomiary porównawcze opadów atmosferycznych. (Comparative measurements of atmospheric precipitation). Mater. Bad. IMGW Meteorol. 14.
• 18. LINS H.F., SLACK J.R., 1999. Streamflow trends in the United States. Geophys. Res. Letters 26: 227-230.
• 19. LORENC H., 2003. Warunki klimatyczne. W: Rzeka Bug - zasoby wodne i przyrodnicze. (Climatic conditions. In: The Bug River - water and natural resources). Pr. zbior. Red. J. Dojlido, W. Kowalczewski, R. Milaszewski, J. Ostrowski. Ser. Atlasy monogr. Warszawa, Wydaw. IMGW: 25-35.
• 20. MANN H.B., 1945. Nonparametric test against trend. Econometrica 13.
• 21. MARENGO J.A., TOMASELLA J., Uvo C.R., 1998. Trends in streamflow and rainfall in tropical South America: Amazonia, eastern Brazil and northwestern Peru. J. Geophys. Res. Atmosph. 103: 1775-1783.
• 22. MARENGO J.A., 1995. Variations and change in South American streamflow. Clim. Change 31: 99-117.
• 23. McCuEN R.H., 2003. Modelling hydrologic change. Statistical methods. Lewis Publishers, CRC Press Company.
• 24. MITOSEK H., 1992. Odzwierciedlenie wahań klimatu w rocznych seriach czasowych - podejście statystyczne. (Climate variability reflected in annual time series - a statistical approach). Prz. Geofiz. 37, 1-2: 17-28.
• 25. MITOSEK H.T., 1994. Odzwierciedlenie wahań klimatu w miesięcznych ciągach przepływów. (Climate variability reflected in monthly flow series). Prz. Geofiz. 39, 1: 17-28.
• 26. MITOSEK H.T., 1995. Test Manna - program komputerowy. (Mann's test - computer software). Inst. Geofiz. PAN.
• 27. OLSEN J.R., STEDINGER J.R., MAT ALAS N.C., STAKHIV E.Z., 1999. Climate variability and flood frequency estimation for the Upper Mississippi and Lower Missouri Rivers. J. Am. Water Res. Assoc. 35: 1509-1523.
• 28. Podział hydrograflczny Polski, 1980. (Hydrographic division of Poland). Cz. 2. Warszawa, IMGW, Wydaw. Geol.
• 29. ROBSON A.J., JONES T.K., REED D.W., BAYLISS A.C., 1998. A study of national trend and variation in UK floods. Intern. J. Climatol. 18: 165-182.
• 30. SHIKLOMANOV A.I., 1994. The influence of anthropogenic changes in global climate on the Yenisey River runoff. Russ. Meteorol. Hydrol. 2: 84-93.
• 31. SHIKLOMANOV I.A., GEORGIYEVSKY V.Yu., 2001. Anthropogenic global climate change and water resources. In: World water resources at the beginning of the 21st century. Paris, UNESCO. http://webworld.unesco.org./water/ihp/db/shiklomanov/summary/html/summary.html#6.%20Anthropoge.
• 32. SHIKLOMANOV I.A., SHIKLOMANOV A.I., LAMMERS R.B., PETERSON B.J., VOROSMARTY C.J., 2000. The dynamics of river water inflow to the Arctic Ocean. In: The freshwater budget of the Arctic Ocean. Ed. E.L. Lewis. Dordrecht, Kluwer Academic: 281-296.
• 33. SIRCOULON J., 1990. Impact possible des changements climatiques a Venir sur les ressources en eau des regions arides et semi-arides. Comportement des cours d'eau tropicaux, des rivieres et des Lacs en zone Sahelienne. World Climate Action Programme 12, WMO Technical Document 380. Geneva, World Meteorol. Org.
• 34. SZYMCZAK T., SZELENBAUM C., 2003. Identifying runoff source areas in a small lowland catchment using the topographic wetness index. J. Water Land Dev. 7: 49-63.
• 35. TAREND D.D., 1998. Changing flow regimes in the Baltic States. In: Proc. Second Intern. Conf. Clim. Water. Espoo, Finland, August 1998. Helsinki, Helsinki University of Technology.
• 36. THOMAS I.F., BATES B.C., 1997. Responses to the variability and increasing uncertainty of climate in Australia. The third IHP/IAHS G. Covach Colloquium: risk, reliability, uncertainty and robustness of water resources systems. 19-21 September, 1996. Paris, UNESCO.
• 37. WAYLEN P., COMPAGNUCCI R.H., CAFFERA M, 2001. Inter-annual and inter-decadal variability in stream flow from the Argentine Andes. Phys. Geogr. 23, 3: 452-465.
• 38. WESTMACOTT J.R., BURN D.H., 1997. Climate change effects on the hydrologic regime within the Churchill-Nelson River basin. J. Hydrol. 202: 263-279.
• 39. YE B., DING Y., KANG E., Li G., HAN T., 1999. Response of the snowmelt and glacier runoff to the climate warming up in the last 40 years in the Xinjiang Autonomous Region, China. Sci. China 42.
• 40. YOSHINO F., 1999. Studies on the characteristics of variation and spatial correlation of the long-term annual runoff in the world rivers. J. Japan. Soc. Hydrol. Water Res. 12: 109—120.