Modelowanie wpływu zmian głębokości orki na ładunek azotu w wodach powierzchniowych

• Autorzy: Śmietanka M. , Szeptycki A.

Warianty tytułu

EN

Modeling the impact of changes in the depth of plowing on nitrogen load in surface waters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wobec niewielkich zasobów wód w Polsce ochrona ich jakości jest ważnym zagadnieniem. Do zwiększenia ilości azotu w wodach w największym stopniu przyczynia się działalność rolnicza. Wpływ poszczególnych działań na ilość uwalnianego do wód powierzchniowych azotu można badać, wykorzystując modele komputerowe. W badaniach wykorzystano model SWAT (Soil and Water Assessment Tool), do oceny wpływu zmian głębokości orki na ładunek azotu w cieku. Badania przeprowadzono na zlewni górnej Zgłowiączki w centralnej Polsce. Model zasilono danymi o glebach, pogodzie, użytkowaniu ziemi, ukształtowaniu terenu oraz rodzaju i terminach zabiegów agrotechnicznych. Następnie został on skalibrowany i zwalidowany. W uzyskanym modelu przetestowano trzy scenariusze ze spłyconą orką (22, 20 oraz 17 cm). W wyniku badań stwierdzono brak lub bardzo niewielki wpływ głębokości orki na ilość azotu w punkcie zamykającym zlewnię testową.

EN

Poland has small water resources, so it is important to protect them. Agriculture is one of the biggest contributors increasing the amount of nitrogen in water. The impact of different management practices on the amount of nitrogen released to surface water can be studied using computer models. The study used the SWAT model to assess the impact of changes in the depth of plowing on nitrogen load in the stream. The study was conducted on the upper catchment Zgłowiączka in central Poland. After feeding the model with necessary data (land use, soil, weather, DEM) it was calibrated and validated. In the obtained model three scenarios with shallower plowing (22, 20 and 17 cm) were tested. The results showed no or very little effect of the depth of plowing on the amount of nitrogen at the point of closing the test basin.

Słowa kluczowe

PL

głębokość orki; modelowanie; azot; SWAT; jakość wód

EN

plowing depth; modeling; nitrogen; SWAT; water quality

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Problemy Inżynierii Rolniczej
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 22, nr 1
• Strony: 43--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Śmietanka M.

• Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, Oddział w Warszawie, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa, tel. [phone]

autor

Szeptycki A.

• Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, Oddział w Warszawie, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa, tel. [phone]

Bibliografia

• ABBASPOUR K.C. 2012. User Manual for SWAT-CUP, SWAT Calibration and Uncertainty Analysis Programs. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology. Eawag, Duebendorf ss. 93.
• ALABRUDZIŃSKA E., CZERBIEJ Z., GOSZCZYŃSKI J., SOLARCZYK A., WOJTCZAK H. 2009. Ocena jakości wód w latach 2004–2007 na obszarach szczególnie narażonych na zanieczyszczenia azotem pochodzenia rolniczego na terenie województwa kujawsko-pomorskiego. Inspekcja Ochrony Środowiska, Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Bydgoszczy ss. 65.
• CHAPLOT V., SALEH A., JAYNES D., ARNOLD J. 2004. Predicting water, sediment and NO-n loads under scenarios of land-use and management practices in a flat watershed. Water, Air and Soil Pollution. Vol. 154 s. 271–293.
• DOMAGAŁA-ŚWIĄTKIEWICZ I. 2005. Wpływ działalności rolniczej na środowisko naturalne. W: Ochrona środowiska naturalnego w XXI wieku – nowe wyzwania i zagrożenia. Pr. zbior. Red. K. Wiech, H. Kołoczko, P. Kaszycki. Kraków. Wydaw. AR s. 57–71.
• DRZEWIECKI W., MULARZ S., TWARDY S., KOPACZ M. 2008. Próba kalibracji modelu RUSLE/SDR dla oceny ładunku zawiesiny wprowadzanego do Zbiornika Dobczyckiego ze zlewni bezpośredniej. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji. Vol. 18 s. 83–98.
• DUER I., FOTYMA M., MADEJ A. 2004. Kodeks dobrej praktyki rolniczej. Warszawa. Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Ministerstwo Środowiska, FAPA. ISBN 83-88010-58-1 ss. 92.
• DURKOWSKI T. 1997. Zasoby wodne a jakość wody w rolnictwie. Zeszyty Edukacyjne. Nr 3. Falenty. IMUZ. s. 17–38.
• FĄFARA R. 1984. Energooszczędne, zmechanizowane technologie w produkcji rolniczej. Materiały na konferencję SITR-IBMER. IBMER. Warszawa.
• FORSBERG C. 1991. Eutrophication of the Baltic Sea. The Baltic Sea Environment. Uppsala University s. 1–32.
• JHA M., ZAITAO P., TAKLE E., ROY G. 2004. Impacts of climate change on stream flow in the upper Mississippi river basin: A regional climate model perspective. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. Vol. 109 s. 87–99.
• KOWALEWSKI Z. 2003. Wpływ retencjonowania wód powierzchniowych na bilans wodny małych zlewni rolniczych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Rozprawy naukowe i monografie. Nr 6. Falenty. Wydaw. IMUZ. ISBN 83-88763-31-8 ss.128.
• LAURENT F., RUELLAND D. 2011. Assessing impacts of alternative land use and agricultural practices on nitrate pollution at the catchment scale. Journal of Hydrology. Vol. 409 s. 440–450.
• LEE M., PARK G., PARK M., PARK J., LEE J., KIM S. 2010. Evaluation of non-point source pollution reduction by applying best management practices using a SWAT model and Quick Bird high resolution satellite imagery. Journal of Environmental Sciences China. Vol. 22(6) s. 826–833.
• LEGATES D., McCABE G.J. 1999. Evaluating the use of “goodness-of-fit” measures in hydro-logic and hydroclimatic model validation. Water Resources Research. Vol. 35(1) s. 233–241.
• MIATKOWSKI Z., LEWIŃSKI S., KOWALIK W., SOŁTYSIK A., TURBIAK J. 2006. Przydatność zdjęć satelitarnych Landsat TM do identyfikacji intensywnie odwodnionych siedlisk hydrogenicznych w rejonie KWB Bełchatów. Woda- Środowisko-Obszary Wiejskie. Rozprawy naukowe i monografie. Nr 16. Falenty. Wydaw. IMUZ. ISBN 83-88763-58-X ss. 80.
• MORIASI D.N., ARNOLD J.G., van LIEW M.W., BINGNER R.L., HARMEL R.D., VEITH T.L. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE. Vol. 50(3) s. 885–900.
• MOSTAGHIMI S., PARK S., COOKE R., WANG S. 1997. Assessment of management alternatives on a small agricultural watershed. Water Research. Vol. 31(8) s. 1867–1878.
• NASH J. E., SUTCLIFFE J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models. Part I – A discussion of principles. Journal of Hydrology. Vol. 10(3) s. 282–290.
• NEITSCH S., ARNOLD J.G., KINIRY J.R., WILLIAMS J.R., KING K.W. 2005. Soil and water assesment tool theoretical documentation. Texas Water Resources Institute. College Station ss. 494.
• PIETRZAK S., SAPEK A., MICHALSKI W., PERKA J., RYBKA U. 1997. Bilans azotu w gospodarstwie rolnym jako przedmiot edukacji rolniczej. Zeszyty Edukacyjne. Falenty. IMUZ. Nr 4/97 s. 57–61.
• SAPEK A. 1999. Nitrogen balance and cycling in Polish agriculture. W: Nitrogen cycle and balance in Polish agriculture. Conference proceedings. Falenty. Wydaw. IMUZ s. 7–24.
• SKORBIŁOWICZ M. 2010. Czynniki i procesy kształtujące obieg składników mineralnych w wodach rzecznych zlewni górnej Narwi. Białystok. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej ss. 150.
• SOCHACKI A., PŁONKA L., MIKSCH K. 2009. Kilka refleksji o wykorzystaniu modeli matematycznych w symulacji procesów oczyszczania ścieków metoda osadu czynnego. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska. Warszawa. PAN s. 289–298.
• ŚMIETANKA M., BRZOZOWSKI J., ŚLIWIŃSKI D., SMARZYŃSKA K, MIATKOWSKI Z., KALARUS M. 2009. Pilot implementation of WFD and creation of a tool for catchment management using SWAT: River Zglowiaczka catchment, Poland. Frontiers of Earth Science in China. Vol. 3(2) s. 175–181.
• ULLRICH A., VOLK M. 2009. Application of the soil and water assessment tool (SWAT) to predict the impact of alternative management practices on water quality and quantity. Agricultural Water Management. Vol. 96(8) s. 1207–1217.
• VANHOOREN H., MEIRLAEN J., AMERLINCK Y., CLAEYS F., VANGHELUWE H., VANROLLE-GHEM P. 2003. WEST: modelling biological wastewater treatment. Journal of Hydroinformatics. Vol. 5 s. 27–50.
• WANG X. KANNAN N., SANTHI C., POTTER S.R., WILLIAMS J.R., ARNOLD J.G. 2011. Integrating APEX output for cultivated cropland with SWAT simulation for regional modeling. Transactions of the ASABE. Vol. 54(4) s. 281–1298.
• WHITE K.L., CHAUBEY I. 2005. Sensitivity analysis, calibration, and validations for a multisite and multivariable SWAT model. Journal of the American Water Resources Association. Vol. 41(5) s. 1077–1089.