Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie wpływu zmian głębokości orki na ładunek azotu w wodach powierzchniowych

Śmietanka M., Szeptycki A.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2014

|

R. 22, nr 1

43--56

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.

2

The influence of permanent grasslands on nitrate nitrogen loads in modelling approach

Śmietanka M.

Journal of Water and Land Development

|

2014

|

no. 21

63--70

EN

The water pollution in areas with intensive agriculture is growing rapidly. Computer model is a tool which can help in finding solutions for water pollution reduction and help in creation of catchment management plans. In this research the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was used to test the influence of introduction of permanent grasslands into the catchment on nitrate nitrogen load in surface water. Small catchment of upper Zgłowiączka River in central Poland with intensive agriculture was chosen as a test site. Model was fed with data about land use, soils, weather, elevation and management practices and calibrated and validated using flow data and nitrate nitrogen loads data. Then 2 scenarios with land use change were tested. A part of arable land was changed into permanent grasslands. The results show that permanent grasslands are effective in reducing nitrate nitrogen load. The load was reduced by 19% when permanent grasslands constituted 10% of arable land and by 38% with permanent grasslands taking up 20% of arable land.

PL

Zanieczyszczenie wody substancjami biogennymi pochodzenia rolniczego zwiększa się na obszarach intensywnie rolniczo użytkowanych. Wykorzystując model komputerowy, można wskazać skuteczne sposoby zmniejszenia ilości biogenów spływających do wód. W niniejszych badaniach wykorzystano model SWAT do oceny wpływu wprowadzenia trwałych użytków zielonych do zlewni na ładunek azotu w cieku. Badania przeprowadzono w małej zlewni rolniczej na Kujawach – górnej Zgłowiączki. W ramach badań symulowano wprowadzenie na obszar zlewni trwałych użytków zielonych zajmujących 10 i 20% powierzchni gruntów ornych. W wyniku modelowania stwierdzono, że znacząco zmniejszył się ładunek azotu w cieku w punkcie zamykającym zlewnię. W warunkach 10-procentowego udziału trwałych użytków zielonych odnotowano zmniejszenie ładunku od kilku procent do ponad 20. Gdy udział ten wynosił 20%, zmniejszenie to wyniosło od kilku procent do ponad 40% ładunku wyjściowego.

3

Możliwości wykorzystania teledetekcji bliskiego zasięgu do tworzenia map upraw na potrzeby rolnictwa precyzyjnego

Śliwiński D., Śmietanka M., Szeptycki A.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2013

|

R. 21, nr 3

63--70

PL

Rolnictwo precyzyjne jest intensywnie rozwijającym się systemem upraw w Polsce i na świecie. Dzieje się tak dlatego, że w porównaniu z tradycyjnym pozwala ono na osiąganie różnorodnych korzyści: ograniczenie kosztów produkcji, poprawę jakości i wielkości plonów oraz zmniejszenie szkodliwego oddziaływania rolnictwa na środowisko. W niniejszej pracy podjęto próbę rozwoju narzędzi rolnictwa precyzyjnego, mających za zadanie rozpoznawanie potrzeb i stanu upraw. Wykorzystana zostanie do tego celu teledetekcyjna metoda badań. Na podstawie zdjęć lotniczych wykonanych w zakresie światła widzialnego i bliskiej podczerwieni określany będzie stan roślin. Obecny poziom rozwoju techniki uniemożliwia jednak zdalne, szczegółowe rozpoznanie, jakie czynniki są odpowiedzialne za ograniczenie rozwoju roślin i za ich zniszczenia. Dlatego wykonywane będą uzupełniające badania naziemne umożliwiające określenie potrzeb nawozowych roślin lub ewentualnie rozpoznanie rodzaju choroby czy szkodnika występującego w uprawie. Do wykonywania zdjęć pól uprawnych opracowano i wykonano platformę wyposażoną w aparat fotograficzny. Ma ona niewielkie rozmiary i masę, co umożliwia jej przenoszenie na paralotni lub innym, małym statku powietrznym. Wyposażona jest w GPS umożliwiający rejestrację miejsca wykonania zdjęć oraz aparat fotograficzny, zamocowany w niej za pomocą dwóch wahliwych ramek, służących do ustawiania jego osi optycznej w pionie, dzięki silnikom krokowym podłączonym do ramek. Pion natomiast wyznaczany jest za pomocą czujnika AHRS (ang. „attitude and heading reference system”).

EN

Precision agriculture is an intensively developing farming system, either in Poland and over the world. In comparison to traditional agriculture, it enables to achieve a variety of benefits: reducing costs, improving the quality and increasing yields, reducing the harmful influence of agriculture on the environment. This paper presents an attempt to developing a tool for precision farming, designed to identify the needs of particular crops and potential risk of yield reduction. The method used in this research was the remote sensing. The state of plants will be estimated on the basis of aerial photographs taken in visible light and in near-infrared. However, at the current state of knowledge, it is not possible to get a detailed diagnosis of factors responsible for inhibition of plant growth and for their destruction. Therefore, additional field studies will be carried out to determine fertilization needs of plants or to diagnose specific diseases or pests present in the field. To capture images a platform equipped with a camera was designed and constructed. It has a small size and weight, what allows to be carried on by a paraglider or other small aircraft. It is equipped with GPS to record location of shots. Moreover, the camera is mounted on the tilting frame, so it is possible to adjust the optical axis vertically. This accomplished by step motors connected to the frame, and AHRS (Attitude and Heading Reference System) sensor.

4

Application of SWAT model to small agricultural catchment in Poland

Brzozowski J., Miatkowski Z., Śliwiński D., Smarzyńska K., Śmietanka M.

Journal of Water and Land Development

|

2011

|

no. 15

157-166

EN

Poland is obliged, like the other EU countries, to implement the Water Framework Directive - WFD (2000/60/WE) by the end of 2015. The main objective of WFD is to provide normative quality of all water resources. To reach this goal reduction of water polluter emission to the environment is needed. Our project focuses on pollution from agricultural sources which share in global pollution is high and growing still. As a pilot area, where the WFD is going to be implemented, small agricultural Zgłowiączka catchment was chosen. The state monitoring of surface water quality for the catchment is conducted in three points along the Zgłowiaczka River. In each of these three points, nitrates concentration periodically significantly exceeds the allowable value of 50 mg NO3·dm-3. The highest average monthly values of nitrates concentration in years 1990-2007 occur in February, March and April, which indicates on agriculture as a source of pollution. The Zgłowiaczka catchment is an area where reduction of nitrogen run-off from agricultural lands to water resources is especially needed. The main topic of the research carried out in the Polish-Norwegian project is to propose different means for reduction of migration of nitrate to surface water based on modeling approach. In the paper a conception of creating buffer zones using SWAT model is presented. We considered fitting the buffer zone width, depending on the flow rate of water flowing from the fields to the stream. Using SWAT model interface a map of potential flow under the conditions of the intensive precipitation was generated. The next step was distribution over the whole Zgłowiączka catchment, places with high density of the temporal streams network. It was done using GRASS program. The map of stream "density" was done by assigning the raster number which is the sum of raster in the neighbourhood (radius of neighbourhood smaller or equal 25 raster). The choice of the most endangered subbasins was done on base of visual evaluation of the surface flow density map. It is visible in the results that filter strips on endangered areas are far more effective and therefore more required. If the width of the vegetated buffer strips is not sufficient, it will not attain the desired effectiveness. Conversely, if the width is too great, it will cause agricultural land waste, preventing farmers' interest in cooperating with environmental preservation efforts. For the above reasons, it is important to set a reasonable width range. According to the results we are suggesting wider buffer zones in endangered subbasins and narrow in other subbasins.

PL

Polska, podobnie jak pozostałe kraje członkowskie Unii Europejskiej, jest zobowiązana do wdrożenia Ramowej Dyrektywy Wodnej - RDW (2000/60/WE) do końca 2015 r. Głównym celem RDW jest osiągnięcie dobrego stanu ekologicznego wszystkich wód. Niezbędne jest więc ograniczenie emisji zanieczyszczeń zarówno do wód powierzchniowych jak i gruntowych. W polsko-norweskim projekcie pt. "Pilotażowe wdrożenie Ramowej Dyrektywy Wodnej i stworzenie narzędzia do zarządzania zlewnią" skupiono się na zanieczyszczeniach pochodzących ze źródeł rolniczych, których udział w ogólnym ładunku zanieczyszczeń jest bardzo znaczący i stale rośnie. W ramach projektu do wdrożenia RDW wybrano typowo rolniczą zlewnię górnej Zgłowiączki, zlokalizowaną na obszarze Kujaw. Na terenie zlewni od 1990 r. prowadzony jest państwowy monitoring jakości wód powierzchniowych przy ujściu cieku do Jeziora Głuszyńskiego, a od 2000 r. w dwóch monitoring uzupełniono o dwa dodatkowe punkty pomiarowo-kontrolne na długości cieku. W każdym z tych punktów stężenie azotanów okresowo kilkakrotnie przekraczało dopuszczalną wartość 50 mg·dm-3. Największe miesięczne wartości stężenia w latach 1990-2007 notowano w lutym, marcu i kwietniu, co wskazuje na pochodzenie zanieczyszczeń z rozproszonych źródeł rolniczych. W związku z tym obszar zlewni górnej Zgłowiączki to teren, na którym ograniczenie rozpraszania azotanów z rolnictwa do środowiska jest szczególnie potrzebne. Głównym celem projektu jest zaproponowanie działań prowadzących do ograniczenia rozpraszania azotanów do wód i przeanalizowanie ich skuteczności z wykorzystaniem modelowania. Do tego celu zastosowano hydrologiczny model SWAT, stworzony w celu przewidywania wpływu użytkowania terenu zlewni na jakość wód w długim czasie. W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania modelu SWAT do optymalnego określenia rozmieszczenia i szerokości stref buforowych na obszarze zlewni jako jednej z metod, prowadzących do ograniczenia procesu rozpraszania azotanów do wód.

5

Komputerowe wspomaganie tworzenia pasów buforowych i wyznaczania ich efektywności

Śmietanka M., Śliwiński D., Brzozowski J.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2009

|

R. 17, nr 1

61-72

PL

Intensywnie rolniczy obszar zlewni Zgłowiączki na Kujawach jest określony przez RZGW jako wrażliwy, o szczególnie dużych przekroczeniach wartości normatywnych azotanów i fosforanów w wodach powierzchniowych. Dlatego istnieje potrzeba szybkich działań zmierzających do poprawy sytuacji. W niniejszym projekcie wykorzystywany jest model SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Pozwala on przewidywać wpływ praktyk rolniczych na wody, osady, plony w długich okresach czasu na obszarach o zróżnicowanych warunkach przyrodniczych. Model wykorzystano między innymi do stworzenia mapy potencjalnego spływu powierzchniowego. Na tej podstawie wybrano obszary szczególnie zagrożone spływem zanieczyszczeń. Zaproponowano stworzenie tam stref buforowych i testowano ich efektywność. Strefy buforowe w obszarach zagrożonych większym spływem zanieczyszczeń wykazują większe pochłanianie zanieczyszczeń na jednostkę powierzchni. Końcowym efektem jest propozycja ustanowienia tam stref buforowych o zmiennej szerokości, dostosowanych do lokalnych warunków. Strefy szersze powinny się znaleźć na obszarach szczególnie zagrożonych, a węższe na pozostałych. Pozwoli to chronić jakość wód, a jednocześnie zachować maksymalnie dużą powierzchnię pod uprawy rolnicze.

EN

Zgłowiączki catchment area of intensive agriculture in Kujawy region, is determined by the local experts as a sensitive terrain, highly exceeding the standard nitrates and phosphates contents in surface waters. Thus, there exists an urgent need of effective activities improving the situation. In this study the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) computer model was applied to foresee the impact of agricultural practices on the waters, deposits and yields within the long periods, on terrains of differentiated natural circumstances. The model was used, among the others, to create a map of potential surface water runoff. On such a basis the areas particularly threatened by pollution down flow were selected. Formation of the buffer zones were proposed and their effectiveness was tested. Buffer zones on the areas threatened by increased pollution down flow showed more intensive pollution absorption per surface unit. The final effect is a proposal of arranging there the buffer zones of differentiated width, adapted to local conditions. Wider zones should be arranged on the areas particularly threatened, while on the rest - the narrower ones. That will protect the water quality at retaining the maximum acreage under agricultural crops.