Recesja zasilania gruntowego rzek w klimacie tropikalnym

• Autorzy: Szkutnicki J. , Kadłubowski A.

Warianty tytułu

FR

Tarissement et epuisement de l’alimentation souterraine des cours d’eaux dans le climat tropical

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zjawisko zasilania gruntowego rzek w klimacie tropikalnym w ciągu długiego okresu (6-7 miesięcy) nie jest zakłócone zasilaniem powierzchniowym. W związku z tym następuje tzw. recesja zasilania gruntowego, która przebiega zgodnie z postępem geometrycznym malejącym. Proces ten jest opisany równaniem Mailleta-Bussinesqua. Na podstawie tego równania wyznaczono współczynniki recesji, które zostały przedstawione na przykładzie 4 rzek Senegalu. Stwierdzono, że recesja zasobów wód gruntowych w klimacie tropikalnym przebiega zawsze w dwóch fazach: opadania i wysychania. W fazie opadania spełnia się równanie w postaci powszechnie przyjmowanej, w fazie wysychania natomiast równanie to nie może być stosowane, co wymagało przyjęcia jego modyfikacji zaproponowanej przez Hortona. W dużych rzekach Senegal i Faleme, o płytko zalegającym podłożu krystalicznym, faza opadania jest intensywniejsza niż w dwóch pozostałych rzekach Casamance i Khorine, gdzie przeważają utwory sedymentacyjne. Faza wysychania w dużych rzekach przebiega znacznie wolniej. Może to świadczyć, że głębsze warstwy wodonośne dużych rzek są zasobniejsze w wodę niż rzek małych. Recesja fazy wysychania wszystkich rzek w klimacie tropikalnym jest bardzo intensywna. Świadczą o tym wykładniki potęgi n > 1 w rzekach dużych i n > 2 w rzekach małych. Ma to m.in. związek z wysoką temperaturą w okresie suchym, co sprzyja silnemu parowaniu terenowemu. Szczególnie szybkie wyczerpywanie zasobów wodnych w małych rzekach w fazie wysychania może być wynikiem nasilonej ewapotranspiracji, gdyż zlewnie Casamance i Khorine są pokryte bogatą roślinnością wiecznie zieloną. Współczynniki recesji zasilania gruntowego w strefie tropikalnej są obszarowo zróżnicowane. Natomiast ich zróżnicowanie w czasie jest mniej znaczące, co pozwoliło kiedyś zaproponować średnie współczynniki recesji dla rzek w klimacie tropikalnym w celu prognozowania zasobów wód gruntowych Senegalu. Uzyskane wyniki dotyczące recesji zasilania gruntowego w strefie klimatu tropikalnego mogą być informacją dla potrzeb modelowania i symulacji suszy w naszym klimacie.

FR

Le phenomène d’alimentation souterraine des rivières, dans le climat tropicale, pendant longue période (6-7 mois) n’est pas influencé par l’alimentation superficielle. Cecioffre une bonne possibilitée de prevision des débits de décrue selon la loi de vidanged’un réservoir, dans l’occurence, la nappe phréatique. Cette vidange se fait en conformité avec la progression géométrique décroissante. Ce processusse est exprimé par l’équation exponencielle de Maillete-Bussinesq Qt = Q0e–at Selon cette équation on a calculé les coefficients de décroissance pour 4 rivières du Sénégal (Sénégal, Falémé, Casamance, Khoriné). On a constaté que la décroissance de débit des cours d’eau, dans le climat tropical, se fait en deux phases tarrissement et épuisement. Dans la phase de tarrissement l’équation ci dessus est cohérante, mais dans la phase d épuisement cette équqtion n’est pas appropriée. Pour cela il fallait adapter sa modifi cation proposée par Horton qui a la forme exponentielle double : Qt = Q0e–atn Dans les grands fleuves (Sénégal, Falémé), dont les bassins versants schisteux et cristaliques ne sont pas trop perméable, la phase de tarrissement est plus intensive que dans les petits cours d’eau (Casamance, Khoriné) dont les bassins versant sédimentaitres accumulent des réserves d’eau dans la nappe phréatique hypodermique. Par contre la phase d’ épuisement dans les grands fleuves est beaucoup plus lante. Ce qui peut signifier que ses profondes nappes phréatique sont plus abondantes en eau. Néanemoins la phase d’épuisement, dans le climat tropical, est partout très intensive. En phase de tarrissement l’exposant n = 1, en phase d’épuisement dans les grands cours d’eau n > 1 et dans les petits cours d’eau n > 2 (dans le climat tempéré n >=1). On peut supposer que l’allure de la phase d’épuisement, c’est-ta-dire la chute caractéristique des débits, soit provoquée par une forte évaporation de l’eau libre des cours d’eau et l’évapotransporation de leurs alluvions saturées couvertes par une végétation assez développée. Ce phénomène est observé surtout dans les petits bassins versants (Casamance et Khoriné). Les coeficients de décroissance varient dans l’éspace en fonction des conditions géologiques et de dimention des superficie de bassin versants. Ils varient aussi dans le temps surtout en foction des perturbations climatiques. La variation temporelle est moins prononcée et pour certaines stations on a proposé les formules pour estimer des débits d’étiage et des réserves d’eau souterraines. Les résultats obtenus peuvent étre utiles dans le climat tempéré pour une simulation de sécheresse.

Słowa kluczowe

PL

zasilanie gruntowe; zasilanie powierzchniowe rzek; faza opadania; faza wysychania; przepływ początkowy; współczynnik recesji

EN

power ground; surface power of rivers; descent phase; drying phase; initial flow; recession coefficient

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2014
• Tom: Z. 1-2
• Strony: 39--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., mapka, tab., wykr.

Twórcy

autor

Szkutnicki J.

• IMGW–PIB (emeryt) – Warszawa

autor

Kadłubowski A.

• IMGW–PIB – Warszawa

Bibliografia

• 1. Annuaires hydrologiques 1951/52, 1952/53, 1968/69, Ministere de 1’Hydraulique, Dakar.
• 2. Humanicki W., 2012, Analiza recesji wydatku źródeł pienińskich w świetle obserwacji limnimetrycznych. Biuletyn PIG, 452, Warszawa.
• 3. Jokiel P., Maksymiuk Z., 1995, Zastosowanie analizy wydajności źródeł do oceny niektórych zbiorników wód podziemnych, Prz. Geol., 5, Warszawa.
• 4. Lambor J., 1971, Hydrologia inżynierska. Arkady, Warszawa.
• 5. Pietrygowa Z., 1975, Odpływ podziemny w ogólnym obiegu wody w Karpatach na przykładzie dorzecza Skawy. Materiały Badawcze seria specjalna, IMGW, Warszawa.
• 6. Roche M., 1963, Hydrologie de surface. ORSTOM, Gautier - Villars Editeur, Paris.
• 7. Rochette C., 1974, Le bassin dufleuve Senegal. ORSTOM, Paris.
• 8. Rodier J., 1964, Regimes hydrologiąues de l’Afrique noire a l’ouest du Congo. ORSTOM, Paris.
• 9. Tarissement et epuisement des cours d’ eau du Senegal, 1982, Projet SEN/82/030 OMM/WMO, Dakar.