Evaluating the HYPE model for estimating groundwater recharge in a groundwater dominated catchment in Poland

• Autorzy: Bar-Michalczyk D. , Michalczyk T. , Witczak S. , Żurek A.

Identyfikatory

DOI

10.7494/geol.2017.43.3.171

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hydrological models can be useful tools simulating climate and land use changes and their impact on nutrients outflows from a catchment area. One of them is the HYPE (Hydrological Predictions for the Environment) water quality model applicable to different spatial scales. Groundwater recharge via infiltrating precipitation is a significant water budget component. The rate of groundwater recharge in the HYPE model is estimated from the water balance in soils. The Kocinka river catchment is one of the test areas in the BONUS-Soils2Sea project where HYPE model modelling was carried out. A hydrograph, among others, is one of the modelling results and, based on it, the recharge rate of groundwater was determined. This value was compared with groundwater recharge rates estimated by the infiltration method used for the Groundwater Vulnerability Map of Poland.

Słowa kluczowe

EN

groundwater recharge; effective infiltration rate; HYPE; catchment scale

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geology, Geophysics and Environment
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 43, no. 3
• Strony: 171--180
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bar-Michalczyk D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
• AGH University of Science and Technology, Faculty of Physics and Applied Computer Science; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Michalczyk T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
• AGH University of Science and Technology, Faculty of Physics and Applied Computer Science; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Witczak S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Żurek A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• Abbaspour K.C., Rouholahnejada E.S., Vaghefia S., Srinivasanb R., Yanga H. & Kløve B., 2015. A continental-scale hydrology and water quality model for Europe: Calibration and uncertainty of a high-resolution large-scale SWAT model. Journal of Hydrology, 524, 733–752.
• Arnold J.G., Allen P.M., Muttiah R. & Bernhardt G., 1995. Automated base-flow separation and recession analysis techniques. Ground Water, 33(6), 1010 –1018.
• Beven K.J., Kirkby M.J., Schofield N. & Tagg A.F., 1984. Testing a physically based flood forecasting model (TOP - MODEL) for three UK catchments. Journal of Hydrology, 69, 119–143.
• CLC 2006 – CORINE Land Cover. EEA Reports about Europe’s environment. European Environment Agency, Committee of the European Communities, Copenhagen. Database for Poland. GIOŚ, Warszawa.
• Duda R., Witczak S. & Żurek A., 2011, Mapa wrażliwości wód podziemnych na zanieczyszczenie. Akademia Górniczo -Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Kraków.
• Donnelly C., Yang W. & Dahnč J., 2014. River discharge to the Baltic Sea in a future climate. Climatic Change, 122, 157–170.
• Donnelly C., Andersson J.C.M. & Arheimer B. 2016. Using flow signatures and catchment similarities to evaluate the E-HYPE multi-basin model across Europe. Hydrological Sciences Journal, 61, 2, 255–273. DOI: 10.1080/02626667.2015.1027710, [on-line:] http://hy - peweb.smhi.se/europehype [access: 25.02.2017].
• Ewen J., Parkin G. & O’Connell P.E., 2000. SHETRAN: distributed river basin flow and transport modeling system. Journal of Hydrologic Engineering, 5, 250–258.
• Flügel W., 1995. Delineating hydrological response units by geographical information-system analyses for regional modeling using PRMS/MMS in drainage-basin of the River Brol, Germany. Hydrological Processes, 9, 423–436.
• Devia G.D., Ganasri B.P. & Dwarakish G.S., 2015. A Review on Hydrological Models. Aquatic Procedia, 4, 1001–1007.
• Healy R.W., 2010. Estimating Groundwater Recharge. Cambridge University Press, Cambridge.
• Herbich P., Kapuściński J., Nowicki K. & Rodzoch A., 2013. Metodyka określania zasobów dyspozycyjnych wód podziemnych w obszarach bilansowych z uwzględnieniem potrzeb jednolitych bilansów wodnogospodarczych. Poradnik metodyczny. Ministerstwo Środowiska, Warszawa.
• Herbich P. & Przytuła E., 2012. Bilans wodnogospodarczy wód podziemnych z uwzględnieniem oddziaływań z wodami powierzchniowymi w dorzeczu Wisły. Informator Państwowej Służby Hydrogeologicznej. Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
• Højberg A.L., Hansen A.L., Wachniew P., Żurek A.J., Virtanen S., Arustiene J., Strömqvist J., Rankinen K. & Refsgaard J.C., 2017. Review and assessment of nitrate reduction in groundwater in the Baltic Sea Basin. Journal of Hydrology: Regional Studies, 12, 2017, 50–68.
• IMGW, 2010. Przeglądowa mapa rocznej sumy opadów atmosferycznych dla Polski [ General map of average annual precipitation in Poland ]. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków [unpublished].
• Jokiel P.,1994. Zasoby, odnawialność i odpływ wód podziemnych strefy aktywnej wymiany w Polsce. Acta Geographica Lodziensia, 66/67, ŁTN, Łódź.
• Kaziuk H. & Nowak B., 1999. Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1:50 000 wraz z objaśnieniami. Arkusz Ostrowy (809). PIG-PIB, Warszawa.
• Kleczkowski A.S. (red.) 1990. Mapa obszarów głównych zbiorników wód podziemnych (GZWP) w Polsce wymagających szczególnej ochrony : 1:500 000 = The map of the critical protection areas (CPA) of the major groundwater basins (MGWB) in Poland. Instytut Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków.
• Kleczkowski A.S., 2001. Ochrona hydrosfery i zasobów wód. [in:] Kotarba M.J. (red.), Przemiany środowiska naturalnego a ekorozwój, TBPŚ GEOSFERA, Kraków, 29–47.
• Lindström G., Pers CH., Rosberg J., Stömqvist J. & Arheimer B., 2010. Development and testing of the HYPE (Hydrological Predictions for the Environment) water quality model for different spatial scales. Hydrology Research, 41 (3–4), 295–319.
• Lindström G., Johansson B., Persson M., Gardelin M. & Bergström S., 1997. Development and test of the distributed HBV-96 hydrological model. Journal of Hydrology, 201, 272–288.
• Marcinkowski P., Piniewski M., Kardel I., Srinivasan R. & Okruszko T., 2016. Challenges in modelling of water quantity and quality in two contrasting meso-scale catchments in Poland. Journal of Water and Land Development, 31, 97–111. DOI: 10.1515/jwld-2016-0040.
• Michalczyk T. & Bar-Michalczyk D., 2015. Wyznaczenie punktów monitoringu badawczego wód podziemnych na podstawie czasu wymiany wód w zlewniach objętych badaniami modelowymi. Przegląd Geologiczny, 63 (10/2), 931–931.
• Michalczyk T., Bar-Michalczyk D., Kania J., Malina G., Szklarczyk T., Witczak S., Żurek A., Różański K., Wachniew P. & Zięba D., 2016. Ocena migracji azotanów w obszarze zasilania ujęcia wód podziemnych Wierzchowisko w świetle badań projektu BONUS - -Soils2Sea. [in:] Malina G (red.), Aktualne rozwiązania ujmowania i eksploatacji wód podziemnych: monografia, Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział w Częstochowie, Częstochowa, 75–81.
• Neitsch S.L., Arnold J.G., Kiniry J.R., Williams J.R. & King K.W., 2002. Soil and Water Assessment Tool: Theoretical Documentation, Version 2000. TWRI Report TR-191. Water Resources Institute, College Station.
• Paczyński B. & Sadurski A. (red.), 2007. Hydrogeologia regionalna Polski. T. 1. Wody słodkie. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• Paniconi C. & Putti M., 2015. Physically based modeling in catchment hydrology at 50: Survey and outlook. Water Resources Research, 51, 7090 –7129.
• Pazdro Z. & Kozerski B., 1991. Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geologiczne, Warszawa.
• Piniewski M., 2016. Natural streamflow simulation for two largest river basins in Poland: a baseline for identification of flow alterations. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 373, 101–107.
• Przytuła E., Filar S. & Mordzonek G., 2013. Bilans wodno - gospodarczy wód podziemnych z uwzględnieniem oddziaływań z wodami powierzchniowymi w polskiej części dorzecza Odry. Informator Państwowej Służby Hydrogeologicznej. PIG-PIB, Warszawa.
• Refsgaard J.C. & Storm B., 1995. MIKE SHE. [in:] Singh V.P (ed.), Computer Models of Watershed Hydrology, Water Resources Publications, Colorado, USA, 809–846.
• Refsgaard J.C., Jakobsen R., Hansen A.L., Højberg A.L., Żurek A.J., Różański K., Witczak S., Wachniew P., Donnelly C., Capell R., Bartosova A., Strömqvist J., Wörman A. & Morén I., 2016 Up-scaling methodologies. BONUS Soils2Sea Deliverable 3.2. Geological Survey of Denmark and Greenland, Copenhagen, November, [on-line:] http://www.Soils2Sea.eu Access: [access: 25.02.2017].
• Sadurski A. & Przytuła E., 2016. Zasoby dyspozycyjne wód podziemnych dorzeczy w Polsce w świetle zrównoważonego gospodarowania wodami. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 466, 261–270.
• Sadurski A. & Śmietański L., 2015. Problem zasobów wód podziemnych. Przegląd Geologiczny, 63 (10/2), 1047–1052.
• Sitek S. & Ulańczyk R., 2016. Ocena zasilania wód podziemnych w zlewni rzeki Drama na podstawie modelu SWAT i metody infiltracyjnej. [in:] Witczak S. & Żurek A. (red.), Praktyczne metody modelowania przepływu wód podziemnych, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Kraków, 231–238.
• Staśko S., Tarka R. & Olichwer T., 2012. Groundwater recharge evaluation based on the infiltration method. [in:] Groundwater Quality and Sustainability, IAH Selected Papers on Hydrogeology, 17, Taylor & Francis Group, London, UK, 189–198.
• Todini E., 2007. Hydrological catchment modeling: past, present and future. Hydrology and Earth System Sciences, 11, 468–482.
• Wachniew P., Zięba D., Różański K., Michalczyk T., Bar-Michalczyk D., Kania J., Żurek A., Malina G. & Witczak S., 2016. Wykorzystanie cieków powierzchniowych w monitorowaniu jakości eksploatowanych zbiorników wód podziemnych. [in:] Malina G. (red.), Aktualne rozwiązania ujmowania i eksploatacji wód podziemnych: Monografia, Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych w Częstochowie, Oddział w Częstochowie, Częstochowa, 41–47.
• Witczak S. (red.), 2011. Groundwater Vulnerability Map of Poland 1:500 000. Ministerstwo Środowiska., Warszawa.
• Zięba D., Michalczyk T., Bar-Michalczyk D., Jaszczur M., Żurek A. & Wachniew P., 2015. Rozpoznanie udziału wód podziemnych w odpływie ze zlewni rzecznej średniej wielkości. Przegląd Geologiczny, 63 (10/2), 1161–1165.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).