Szacowanie ewapotranspiracji rzeczywistej zakrzaczeń brzozowych na torfowisku niskim na podstawie dobowych zmian stanów wód podziemnych

• Autorzy: Grygoruk M. , Mirosław-Świątek D. , Okruszko T. , Batelaan O. , Szatyłowicz J.

Warianty tytułu

EN

Estimation of actual evapotranspiration of birch thickets on a fen based on diurnal fluctuations of shallow groundwater level

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy oszacowano ewapotranspirację rzeczywistą zakrzaczeń brzozowych na torfowisku niskim, na podstawie dobowej dynamiki stanów wód podziemnych mierzonych co godzinę, w trzech wybranych okresach bezopadowych (17-21.08.2008, 1-7.09.2008, 5-9.08.2009). Wyniki obliczeń zweryfikowano na podstawie ewapotranspiracji rzeczywistej, obliczonej metodą ewapotranspiracji wskaźnikowej skorygowanej za pomocą współczynników roślinnych. Ewapotranspiracja rzeczywista zakrzaczeń brzozowych wynosiła od 19,2 (1-7.09.2008) do 25,1 mm (5-9.08. 2009). W okresach 17- 21.08.2008 i 5-9.08.2009 wykazano dobrą zgodność wyników otrzymanych obydwiema metodami, odpowiednio 11 i 19% różnicy, natomiast w okresie 1-7.09.2008 różnica między obliczonymi wartościami wynosiła 27%. Wartości współczynników roślinno-glebowo-wodnych zakrzaczeń brzozowych, obliczone jako stosunek ewapotranspiracji rzeczywistej wyznaczonej metodą analizy hydrogramu wód podziemnych i ewapotranspiracji wskaźnikowej obliczonej metodą Penmana-Monteitha, wynosiły 1,59 w okresie 17-21.08.2008 w warunkach średniej głębokości położenia zwierciadła wód podziemnych wynoszącej 0,35 m; 1,31 w okresie 1-7.09.2008 w warunkach średniej głębokości położenia zwierciadła wód podziemnych wynoszącej 0,45 m oraz 1,49 w okresie 5-9.08.2009 w warunkach średniej głębokości położenia zwierciadła wód podziemnych wynoszącej 0,1 m. Dostrzeżono możliwość zastosowania przedstawionej metody do weryfikacji i uszczegółowienia dotychczas stosowanych współczynników roślinno-glebowo-wodnych różnych typów roślinności bagiennej w okresach hydrologicznego niedoboru wody w profilu glebowym i niskich stanów wód podziemnych w okresach bezopadowych. Metoda może również być zastosowana do kalibracji modeli hydrologicznych opisujących relacje między dynamiką płytkich wód podziemnych a ewapotranspiracją w warunkach zróżnicowanej szaty roślinnej.

EN

In this paper the actual evapotranspiration of birch thicket on a fen meadow was calculated from the analysis of diurnal groundwater level fluctuations measured in shallow piezometer with a 1-h temporal resolution. Calculations were done for three selected rain-free periods (17-21.08.2008, 1-7.09.2008, 5-9.08.2009). Results of calculations were compared with the evapotranspiration esti mated with the reference evapotranspiration method corrected with vegetation coefficients. Actual evapotranspiration of birch thickets ranged from 19.2 mm (1-7.09.2008) to 25.1 mm (5-9.08.2009). A reasonable correspondence was observed for the two applied methods which differed by 11%, 19% and 27% for the periods 17-21.08.2008, 5-9.08.2009 and 1-7.09.2008, respectively. Plant-soil-water coefficients for the evaluation of actual evapotranspiration based on potential evapotranspiration for birch thickets were calculated as a ratio of actual evapotranspiration calculated with applied method and reference evapotranspiration calculated with the Penman-Monteith algorithm. The values of coefficients ranged from 1.59 for the period of 17-21.08.2008 at a mean groundwater depth of 0.35 m to 1.31 for the period 1-7.09.2008 at a mean groundwater depth of 0.45 m and to 1.49 for the period 5- 9.08.2009 at a mean groundwater depth of 0.1 m. Presented method of estimating actual evapotranspiration based on groundwater hydrograph analysis provides opportunities for the verification and assessment of plant-soil-water coefficients in periods of hydrological stress and low groundwater level. It can also be applied in the calibration of hydrological models designed to quantify groundwater level dynamics induced by evapotranspiration.

Słowa kluczowe

PL

Biebrza; ewapotranspiracja; mokradła; torfowisko; wody podziemne

EN

evapotranspiration; ground water; peatland; Biebrza; wetlands

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 11, z. 4
• Strony: 121--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., wykr.

Twórcy

autor

Grygoruk M.

autor

Mirosław-Świątek D.

autor

Okruszko T.

autor

Batelaan O.

autor

Szatyłowicz J.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Inżynierii Wodnej, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa; tel. [phone],

Bibliografia

• ALLEN R. G., PEREIRA L. S., RAES D., SMITH M. 1998. Crop evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements). Irrigation and Drainage Paper. No 56.
• BRANDYK T., SZATYŁOWICZ J. 2002. The influence of meadow abandonment on physical properties and water conditions of peat soils. W: Restoration of carbon sequestrating capacity and biodiversity in abandoned grassland on peatland in Poland, Global Peatland Initiative WGP119GPI-9a. Pr. zbior. Red. P. Ilnicki. Poznań. AR s. 77-93.
• BRANDYK T., SZUNIEWICZ J., SZATYŁOWICZ J., CHRZANOWSKI S. 1996. Potrzeby wodne roślinności obszarów hydrogenicznych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. T. 432 s. 91-104.
• CHRZANOWSKI S. 2002. Właściwości retencyjne gleb użytkowanych pod lasem i łąką na przykładzie torfowiska Łokieć. Woda Środowisko Obszary Wiejskie T. 2. z. 1. s. 101-114.
• CHURSKI T., SZUNIEWICZ J. 1991. Gleby hydrogeniczne i ich warunki fizyczno-wodne w Pradolinie Biebrzy. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 372 s. 272-293.
• GRIBOVSZKI Z., SZILÁGYI J., KALICZ P. 2010. Diurnal fluctuations in shallow groundwater levels and streamflow rates and their interpretation - A review. Journal of Hydrology. Vol. 385 s. 372-383.
• GRYGORUK M., BATELAAN O., MIROSŁAW-ŚWIĄTEK D., OKRUSZKO T. 2011a. Modelowanie ewapotranspiracji rzeczywistej torfowiska niskiego w okresie suszy z uwzględnieniem szaty roślinnej i kompozycji krajobrazu. W: Modelowanie procesów hydrologicznych. Mater. II Ogólnopol. Konf. Nauk. 19-20.10.2011 Wrocław. Wrocław. AR s. 17-18.
• GRYGORUK M., BATELAAN O., OKRUSZKO T., MIROSŁAW-ŚWIĄTEK D., CHORMAŃSKI J., RYCHARSKI M. 2011b. Groundwater modelling and hydrological system analysis of wetlands in the Middle Biebrza Basin. W: Modelling of Hydrological Processes in the Narew Catchment. Pr. zbior. Red. D. Mirosław-Świątek, T. Okruszko. Berlin-Heidelberg. Geoplanet: Earth and Planetary Sciences, Springer Verlag s. 89-109.
• HAYS K.B. 2003. Water use by saltcedar and associated vegetation on the Canadian, Colorado and Pecos Rivers in Texas. Master Thesis. Texas. Texas A&M University ss. 115.
• KACA E., KASPERSKA W. 2000. A method of calculating the value of crop-soil coefficient in a formula describing evapotranspiration of a 3-cut meadow. Journal of Water and Land Development. No 4 s. 137-150.
• LETTS M.G., ROULET N.T., COMER N.T., SKARUPA M.R., VERSEGHY D.S. 2000. Parameterization of peatland hydraulic properties for the Canadian Land Surface Scheme. Atmosphere-Ocean. 38 (1) s. 141-160.
• LOHEIDE S.P., BUTLER J.J., GORELICK S.M. 2005. Estimation of groundwater consumption by phreatophytes using diurnal water table fluctuations: A saturated-unsaturated flow assessment. Water Resources Research. Vol. 41 s. 1-14.
• ŁABĘDZKI L., SZAJDA J., SZUNIEWICZ J. 1996. Ewapotranspiracja upraw rolniczych - terminologia, definicje, metody obliczania. Przegląd stanu wiedzy. Materiały Informacyjne. Nr 33. Falenty. IMUZ ss. 15.
• MIODUSZEWSKI W., SZUNIEWICZ J., KOWALEWSKI Z., CHRZANOWSKI S., ŚLESICKA A., BOROWSKI J. 1996. Gospodarka wodna na torfowisku w Basenie Środkowym Biebrzy. Biblioteczka Wiadomości IMUZ. Nr 90 ss. 80.
• MOULD D.J., FRAHM E., SALZMANN Th., MIEGEL K., ACREMAN M.C. 2010. Evaluating the use of diurnal groundwater fluctuations for estimating evapotranspiration in wetland environments: case studies in southwest England and northeast Germany. Ecohydrology. 3 s. 294-305.
• NACHABE M., SHAH N., ROSS M., VOMACKA J. 2005. Evapotranspiration of two vegetation covers in a shallow water table environment. Soil Science Society of America Journal. Vol. 69 s. 492-499.
• NICHOLS W.D. 1993. Estimating discharge of shallow groundwater by transpiration from greasewood in the Northern Great Basin. Water Resources Research. Vol. 29 s. 2771-2778.
• OLSZTA W., SZAJDA J., ZAWADZKI S., 1990. Wpływ ciśnienia ssącego gleby na wielkość ewapotranspiracji. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 390 s. 151-163.
• ROGUSKI W., ŁABĘDZKI L., WEYNA A. 1990. Zależność ewapotranspiracji użytków zielonych od wskaźnika klimatycznego (ETp), poziomu wody gruntowej, opadu i plonowania. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Z. 191 s. 9-14.
• ROGUSKI W., ŁABĘDZKI L., KASPERSKA W. 2002. Analiza wybranych wzorów do obliczania parowania wskaźnikowego na potrzeby nawadniania użytków zielonych. Woda Środowisko Obszary Wiejskie. T. 2 z. 1. s. 197-209.
• RYCHARSKI M., PIÓRKOWSKI H., KLOSS M., KUPRYJANOWICZ M., FIŁOC M., PIOTROWSKA N. 2010. Rozwój i warunki siedliskowe torfowiska Czerwone Bagno. Operat końcowy projektu „Ochrona bioróżnorodności Czerwonego Bagna - reliktu wielkich torfowisk wysokich Europy Środkowej” (PL 0082) ss. 95.
• SZAJDA J. 1997. Roślinne i glebowo-wodne wskaźniki ewapotranspiracji łąki na glebie torfowo-murszowej. Rozprawy Habilitacyjne. Falenty. IMUZ ss. 62.
• SZUNIEWICZ J. 1994. Characteristic of prognostic soil-moisture complexes in terms of parameters of melioration system. W: Taxonomy of hydrogenic soils and sites used in Poland. Biblioteczka Wiadomości IMUZ. 84 s. 35-57.
• SZUNIEWICZ J., CHRZANOWSKI S. 1996. Współczynniki roślinne do obliczania ewapotranspiracji łąki trzykośnej na glebie torfowo-murszowej w Polsce północno-wschodniej. Wiadomości IMUZ. T. 18 z. 4. s. 109-118.
• WHITE W.N. 1932. A method of estimating groundwater supplies based on discharge by plants and evaporation from soil. USGS Water Supply Paper. Nr 659.