Ocena procesu infiltracji oraz pionowej migracji jonów w zlewni bagiennej z wykorzystaniem modelu matematycznego

• Autorzy: Lenartowicz M.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of infiltration and ions vertical migration processes in swampy basin applying mathematical model

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pionowa składowa obiegu wody przeważa w bilansach wodnych nizinnych zlewni bagiennych. Głównym celem badań było zastosowanie, adaptacja i weryfikacja zintegrowanego, fizycznie uzasadnionego modelu matematycznego przemieszczania się wody i rozpuszczonych w niej substancji chemicznych w kolumnie roślinno-glebowej w okresie wegetacyjnym. Ważnym zadaniem była specyfikacja modelu, polegająca na doborze równań fizyki matematycznej do opisu pojedynczych procesów, ściśle powiązana z identyfikacją parametrów oraz weryfikacją i zastosowaniem przy ograniczonej dostępności danych. Zastosowany model jednowymiarowy uwzględniał następujące procesy: parowanie terenowe, intercepcję szaty roślinnej, infiltrację i zmiany uwilgotnienia gleby w obrębie strefy aeracji. Stanowiły one tło do opisu migracji substancji rozpuszczonych w wodzie do zwierciadła wód podziemnych. Jako przykładową przyjęto migrację chlorków i siarczanów. Identyfikacji parametrów i weryfikacja modelu została przeprowadzona w dorzeczu Łasicy, w reprezentatywnych kolumnach roślinno-glebowych w nizinnej zlewni bagiennej "Pożary" (zlewnia źródłowego odcinka Kanału Olszowieckiego), położonej w Kampinoskim Parku Narodowym. Po weryfikacji statystycznej wyniki modelowania ekstrapolowano z kolumn roślinno-glebowych, reprezentujących poszczególne typy geokompleksów, na cały obszar zlewni i przedstawiono w postaci kartograficznej.

EN

Vertical component predominates in the water balance of lowland swampy catchments. The main aim of the research was implementation, adaptation and verification of integrated, physically based mathematical model for vertical migration of water and solutes in plant-soil column over the vegetation season. Important task was the model specification. It consisted in selection of mathematical equations for description of individual processes and was strictly related to identification of parameters as well as model verification and implementation in conditions of limited availability of data. The one-dimensional mathematical model applied here coupled a description of land evaporation, interception on plant canopy, infiltration and soil moisture changes in the unsaturated zone. These processes were treated as a background for the description of solutes migration to the groundwater table. As exemplary chloride and sulphate ions migration was taken. The identification of model parameters and verification were performed in representative plant-soil columns in the Pożary lowland swampy basin located in central Poland within the Kampinos National Park. Results of modelling were extrapolated after statistical verification from unit plant-soil columns, representing individual types of geocomplexes, to the whole basin area and presented in cartographic form.

Słowa kluczowe

PL

bagno; infiltracja; pozioma migracja jonów; kolumna roślinno-glebowe; modelowanie matematyczne; obszar chroniony

EN

swamp; infiltration; vertical ions migration; plant-soil column; mathematical modeling; protected area

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2006
• Tom: Z. 3-4
• Strony: 199--217
• Opis fizyczny: bibliogr. 31 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lenartowicz M.

• Zakład Hydrologii WGSR UW

Bibliografia

• Amleto A., Pucci J., 1999, Sulfate transport in a Coastal Plain confining unit, New jersey, USA. Hydrogeology Journal, nr 7.
• Cetnarowicz M., 1962, Zastosowanie nomogramu Konstantinowa do rozwiązań równań bilansu wodnego rzek górskich na przykładach zlewni Bobra po Pilchowice oraz zlewni Dunajca po Czorsztyn i Cołkowice. Prace i Studia Komitetu Inżynierii i Gospodarki Wodnej PAN, t.5, Warszawa, PWN.
• Chmielewski T.J. (red.), 1996, Operat generalny planu ochrony Kampinoskiego Parku Narodowego, [w:] Plan Ochrony Kampinoskiego Parku Narodowego, maszynopis, NFOS, Warszawa.
• De Smedt R, Wierenga RJ., Van der Beken A., 1981, Theoretical and experimental study of solute movement through porous media with mobile and immobile water. Vrije Universiteit Brussel, Laboratory of Hydrology and the Centre for Statistics and Operational Research, Brussel.
• Dębski K., 1963, Przystosowanie nomogramu Konstantinowa do obliczeń parowania terenowego w Polsce. Prace i Studia Komitetu Inżynierii i Gospodarki Wodnej PAN, t.6, Warszawa, PWN.
• Fic M., Wierzbicki A., 1994, Organizacja sieci monitoringu wód podziemnych na terenie rezerwatu Pożary w Kampinoskim Parku Narodowym. Prz. Geol., t. 42, nr 12.
• Fleming G., 1975, Computer simulation techniques in hydrology. New York-Oxford-Amsterdam, Elsevier.
• Gutry-Korycka M., 1989, Intercepcja pokrywy roślinnej, [w:] Soczyńska U. (red.) Procesy hydrologiczne, Warszawa, PWN.
• Gutry-Korycka M., 2003, Long-term tendencies of water circulation in the protected lowland Łasica river catchment. Ecohydrology & Hydrobiology, t. 3, nr 3.
• Kędziora A., 1995, Podstawy agrometeorologii. Poznań, PWRiL.
• Kondracki J., 1976, Podstawy regionalizacjifizycznogeograficznej. Warszawa, PWN.
• Konstantinow A.R., 1968, Isparenije w prirodje. Leningrad, Gidromet. Izdat.
• Kowalczyk S., Ujda K., 1987, Pomiary porównawcze opadów atmosferycznych. Materiały Badawcze IMGW, Seria Meteorologia, 14.
• Kowalik R, 1995, Obieg wody w ekosystemach lądowych. Monografie KGW PAN, nr 9, Warszawa, Ofic. Wydaw. PW.
• Kruk A., 1998, Ocena obiegu wody w zlewni Łasicy w strefie bio- i pedosfery, Praca magisterska, Zakład Hydrologii WGSR UW, Warszawa.
• Lenartowicz M., 2005, Modelowanie procesów hydrologicznych i geochemicznych w bagiennej zlewni nizinnej (na przykładzie zlewni Pożary). Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, nr 25.
• Lenartowicz M., Andrzejewska A., Ferchmin M., Owadowska E., Wierzbicki A., 2006, "Stacja Pożary", [w.] KostrzewskiA.,KruszykR. (red.) Funkcjonowanie geoekosystemów Polski w latach 1994-2004 na podstawie ZMŚP. Warszawa, IOŚ (w druku).
• Maciejewski S., 1998, Procesy przepływu rozpuszczonych w wodzie substancji w gruncie nienasyconym. Biblioteka Naukowa Hydrotechnika, nr 26, Instytut Budownictwa Wodnego PAN, Gdańsk.
• Macioszczyk T., 2002, Taras zalewowy Wisły w rejonie Puszczy Kampinoskiej i występujące na nim przekształcenia warunków hydrogeologicznych. Prace Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, nr 22.
• Operat glebowo-siedliskowy, Kampinoski Park Narodowy, obręb Kampinos. 1980, Biuro Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej Oddział Białystok, Pracownia Glebowo-Siedliskowa, Białystok.
• Operat glebowy Kampinoskiego Parku Narodowego, Nadles'nictwo Kampinos. 1964, Ministerstwo Leśnictwa i Przemysłu Drzewnego, Biuro Urządzania Lasu i Projektów Leśnictwa, Wydział Regulacji Stanu Posiadania, Warszawa.
• Rawls W.J., Brakensiek D. L., 1982, Estimating Soil Water Retention from Soil Properties. J. Irrig. Drain. Eng., t. 108, nr IR2.
• Šimunek J., Suarez D. L., Sejna M., 1996, Unsatchem package for simulating one-dimensional variably saturated water flow... Research report no. 141. US Salinity Laboratory, Agricultural Research Service, US Department of Agriculture, Riverside, California.
• Soczyńska U., 1989, System hydrologiczny zlewni i modelowanie procesów obiegu wody. [w:] Soczyńska U. (red.) Procesy hydrologiczne. Warszawa, PWN.
• Solon J. i in., 1995, Mapa ros'linnos'ci rzeczywistej Kampinoskiego Parku Narodowego, [w:] Plan Ochrony Kampinoskiego Parku Narodowego, maszynopis, NFOS, Warszawa.
• Solon J., 1995, Operat ochrony ekosystemów lądowych oraz wybranych elementów flory, Diagnoza stanu roślinności Kampinoskiego Parku Narodowego i jego otuliny, [w:] Plan Ochrony Kampinoskiego Parku Narodowego, maszynopis, NFOS, Warszawa.
• Szulczewski W., 2003, Modelowanie migracji zanieczyszczeń w nienasyconych gruntach i glebach. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Rozprawy CCI, nr 466.
• Ślusarczyk E., 1979, Określenie retencji użytecznej gleb mineralnych dla prognozowania i projektowania nawodnień. Melioracje Rolne, Biuletyn Informacyjny nr 3.
• Tylk o M., 1950, Stan i potrzeby melioracji w Puszczy Kampinoskiej. Gospodarka Wodna, nr 7-8.
• Van Genuchten M.Th., 1980, A Closed-Form Equation for Predicting the Hydraulic Conductivity of Unsaturated Soil. Soil Sci. Soc. Am. J., t. 44.
• Wicik B., 1995, Operat ochrony przyrody nieożywionej i gleb, Gleby i geochemia krajobrazu, [w:] Plan Ochrony Kampinoskiego Parku Narodowego, maszynopis, NFOS, Warszawa