Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Suitable sites identifcation for potential rainwater harvesting (PRWH) using a multi criteria decision support system (MCDSS)

Radwan Farid, Alazba Abdulrahman Ali

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 1

449--468

EN

The world today faces water scarcity issues, especially in developing countries. This situation is further aggravated under arid and semiarid climates with the water demand increasing and limited rainfall events. The study was conducted in the Riyadh metropolitan area of Saudi Arabia. The study area has a hot arid desert climate. Therefore, there is an urgent need for harvesting rainwater to confront the increasing water demand. This research aims to identify the potential rainwater harvesting (PRWH) suitable sites based on the multi-criteria decision support system by the spatial analytic hierarchy process, with the aid of the integration of geographic information systems and remote sensing techniques. Mapping PRWH was carried out using the thematic layers of the slope, soil texture, land use and land cover (LULC), precipitation, and potential runoff coefficient (PRC). The study findings revealed that Riyadh has four hydrologic soil groups (HSGs), namely A, B, C, and D groups, and the percentage area is 2%, 26%, 3%, and 71%, respectively. The slope classes are fat (8–15%), moderately steep (>15–30%), and mountainous (>30%). The LULC layers are barren lands, agricultural lands, urban, and roads. The precipitation has been distributed into five classes namely very low (5.9%), low (10.1%), medium (13.2%), high (13.5%), and very high (57.3%) of the total investigated area. The PRC values were distributed in five levels namely very low (0.3–0.5), high (>0.5–0.7), and very high (>0.7–1), where about 83% of the capital faces high and very high PRC values. The percentage area of PRWH suitability sites is unsuitable (0.4%), poor (0.8%), moderate (13.3%), good (47.5%), and excellent (38%) of the total entire area. More than 85% of Riyadh has good and excellent suitability for PRWH. This study is tantamount to a powerful tool for identifying the PRWH suitability sites in arid and semiarid regions to confront the water demand increase.

2

Wykorzystanie wskaźników ryzyka ekologicznego do oceny stopnia zanieczyszczenia osadów dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże

Rozpondek Katarzyna, Rozpondek Rafał

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2019

|

T. 22, nr 1

53--62

EN

The aim of the study was to assess the quality of bottom sediments of the Dzierżno Duże water reservoir by applying a set of guidelines on sediment quality (SQG) and spatial analysis. These guidelines are widely used to study sediment pollution by comparing sediment pollution with relevant values determining the quality of sediments in aquatic ecosystems. The assessment of sediment contamination with trace elements was based on threshold effect concentration (TEC) and probable effect concentration (PEC) methods. To determine potential risk to the benthic fauna, values of trace elements were compared to corresponding TEC and PEC values. Another performed assessment was based on the potential ecological risk index (PERI) which consists of: potential ecological risk of the trace elements, contamination factor, measured background values of the trace elements in studied area. Bottom sediment samples were collected at 57 measuring points. The network of measurement points has been planned in the form of a regular grid of squares using the GIS system. The collected samples were analyzed for the content of selected trace elements. PECQ values ranged from 0.02 to 1.66 with an average of 0.55. PERI from 6.95 to 753.74 on average 194.06. High values of the coefficient of determination between PERI and PECQ and the analyzed trace elements (values above 0.7) were observed. Spatial analysis carried out in the geostatistical software allowed to determine the areas with the greatest ecological risk. The largest values of heavy metals and PERI and PECQ are found in the northern part of the reservoir, while the lower values are localized in the southern and south-eastern part. The Dzierżno Duże reservoir mainly has recreational functions. Due to the high ecological risk values and the constant threat due to nearby agricultural areas (runoff of plant protection products) and industrial plants, it should be constantly monitored.

PL

Celem przeprowadzonych badań była ocena osadów dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże przy zastosowaniu wytycznych dotyczących jakości osadów (ang. SQGs – Sediment Quality Guidelines) oraz analiz przestrzennych. Próbki osadów dennych pobrano z 52 stanowisk pomiarowych. Sieć punktów pomiarowych została zaplanowana w postaci regularnej siatki kwadratów z wykorzystaniem systemu GIS. Pozyskane próbki podano badaniom laboratoryjnym obejmującym oznaczenie całkowitej zawartości metali ciężkich, materii organicznej oraz azotu Kjeldahla w materiale badawczym. Wyznaczone wartości wskaźnika PECQ wahały się w zakresie od 0,02 do 1,66 (przy średniej wynoszącej 0,55). W przypadku wskaźnika PERI wartości znajdowały się w przedziale od 6,95 do 753,74 (średnia wartość to 194,06). Stwierdzono wysokie wartości współczynnika determinacji między PERI i PECQ a analizowanymi metalami ciężkimi (wartości powyżej 0,7). Analiza przestrzenna badanych elementów pozwoliła na wyznaczenie obszarów charakteryzujących się wysokim ryzykiem ekologicznym. Stwierdzono, że największa zawartość metali ciężkich w osadach dennych obiektu oraz wartości wskaźnika PERI i PECQ znajduje się w północnej części zbiornika, natomiast niższymi wartościami charakteryzuje się część południowa i południowo-wschodnia. Zbiornik Dzierżno Duże pełni przede wszystkim funkcję rekreacyjną. Ze względu na wysokie wartości ryzyka ekologicznego, związane między innymi z ciągłym transportem zanieczyszczeń z obszarów rolniczych i zakładów przemysłowych, jego stan powinien być stale monitorowany.

3

On the use of Global Urban Footprint to the Polish settlement vectordatabase development

Brzezińska-Klusek Małgorzata

Geodesy and Cartography

|

2019

|

Vol. 68, no. 2

245--260

EN

Urbanization has a far-reaching impact on the environment, economy, politi-cal and social processes. Therefore, understanding the spatial distribution and evolution ofhuman settlements is a key element in planning strategies that ensure the sustainable de-velopment of urban and rural settlements. Accordingly, it is very important to map humansettlements and to monitor the development of cities and villages. Therefore, the problem ofsettlements has found its reflection in the creation of global databases of urban areas. Globalsettlement data have extraordinary value. These data allow us to carry out the quantitativeand qualitative analyses as well as to compare the settlement network at a regional, nationaland global scale. However, the possibility of conducting both spatial and attribute analysesof these data would be even more valuable. The article describes how to prepare raster dataso that they can be implemented into a vector database. It answers the questions whetherit is possible to combine these data with databases available in Poland and what benefits itbrings. It presents the methods of data generalization and the optimization of time and diskspace. As a result of the study, two vector databases with GUF data were developed. Thefirst database resolution is similar to the original (~12 m resolution) database, the seconddatabase contains less detailed (~20 m resolution) data, generalized using mathematicalmorphology. Both databases have been enriched with descriptive data obtained from theNational Geodetic and Cartographic Resource.

4

Trace metal concentrations in Pleurozium schreberi and Taraxacum officinale along the road No. 7

Korzeniowska Joanna, Ewa Panek

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2019

|

Vol. 26, nr 4

651--663

EN

The aim of this study is to test two plant species, the common dandelion Taraxacum officinale and moss Pleurozium schreberi, as bio monitors of trace metal pollution emitted by motor vehicles. The samples of the moss Pleurozium schreberi (green segments) and the common dandelion Taraxacum officinale (leaves) were collected within 12 transects along the state road No. E77 near Chyzne, Sothern Poland. The transects were located on the eastern and western side of the road (downwind and upwind towards prevailing winds), at the following distances from the road: 5, 50, 100, 300 500 and 600 m. Total concentrations of Cr, Cu, Ni, Pb, Sb and Zn in the plant material were determined. The studied species accumulated trace metals in the similar amounts. Statistically significant differences in metal concentrations between two plant species were observed only in the case of Cu and Pb. Copper concentrations were higher in the common dandelion, while the moss Pleurozium schreberi accumulated considerably higher amounts of Pb. There is a statistically significant negative correlation between the trace metal concentrations in plants and the distance to the road. There are also statistically significant differences in concentrations of Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in the common dandelion between the samples collected from the opposite sides of the road: upwind/downwind towards the prevailing wind direction at the distance up to 300 meters. The concentrations are higher on the downwind side of the road.

5

Analysis of selected nutrient contents in bottom sediments of the Ostrowy water reservoir using the GIS system

Rozpondek K., Rozpondek R.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 4

437--446

EN

The aim of the study was to evaluate the contents of phosphorus and nitrogen in bottom sediments of the Ostrowy water reservoir. Furthermore, concentrations of aluminium, iron, organic matter were determined and the depth was measured. The evaluation was made using spatial modelling to obtain spatial distributions of the elements studied. Aluminium and nitrogen concentrations were classified according to the Persaud criteria. An attempt was also made to determine the possible relationships between nitrogen and phosphorus, and the content of organic matter, iron and aluminium in the material studied. Bottom sediment samples were collected based on a regular measurement grid from 31 points in the area of the Ostrowy water reservoir. The material was subjected to laboratory analysis, with the contents of elements tested ranging from 0.25 to 9.76 g/kg for total nitrogen, 0.04 to 4.50 g/kg for total phosphorus, 0.48 to 31.40% for organic matter, 0.57 to 12.64 g/kg for aluminium, and 1.70 to 30.70 g/kg for iron. Based on the Persaud classification, the major area of the reservoir is characterized by moderate and high risks resulting from the nitrogen content and low and moderate risk due to the presence of phosphorus. The correlations were also examined between organic matter and total nitrogen (R2 = 0.82), total nitrogen and Fe (R2 = 0.79), total nitrogen and Al (R2 = 0.74), organic matter and Fe (R2 = 0.82), organic matter and Al (R2 = 0.79), total phosphorus and Fe (R2 = 0.88), and total phosphorus and Al (R2 = 0.74). The GIS tools used to generate spatial distributions have proven to be extremely useful in environmental research. Using geoinformation, maps of spatial distributions of the elements studied were generated (the method of interpolation of inverse distance weighted was used). Bottom sediments of water reservoir in Ostrowy are characterized by higher contents of nitrogen and phosphorus in bottom part and lower in northern part. The distributions made it possible to accurately assess the studied area and can be effective in planning of monitoring and reclamation activities in the area of the Ostrowy water reservoir.

PL

Celem badań była ocena zawartości fosforu i azotu w osadach dennych zbiornika wodnego Ostrowy. W badanym materiale oznaczono również stężenie glinu i żelaza oraz zawartość materii organicznej. Przedstawiono także wyniki dotyczące pomiaru głębokości. Podjęto próbę wyznaczenia relacji między poziomem stężenia azotu i fosforu a zawartością substancji organicznej, żelaza i glinu w materiale badawczym. Próbki osadów dennych pobrano na podstawie regularnej siatki pomiarowej zlokalizowanej w obrębie zbiornika wodnego Ostrowy. Pozyskany materiał został poddany badaniom laboratoryjnym, zakres wartości poszczególnych elementów wynosił: azot całkowity 0,25÷9,76 g/kg, fosfor całkowity 0,04÷4,50 g/kg, zawartość materii organicznej 0,48÷31,40% suchej masy osadu dennego, glin 0,57÷12,64 g/kg, żelazo 1,70÷30,70 g/kg. Na podstawie klasyfikacji umożliwiającej ocenę potencjalnego wpływu zanieczyszczonych osadów na organizmy wodne stwierdzono, że przeważająca część zbiornika charakteryzowała się umiarkowanym oraz wysokim stopniem zagrożenia (ze względu na zawartość azotu) oraz niskim i umiarkowanym (ze względu na zawartość fosforu). Przy wykorzystaniu metody wagowanej odwrotnej odległości wyinterpolowano mapy przestrzennego rozkładu badanych elementów. Wykorzystane narzędzia GIS okazały się niezwykle przydatne w badaniach środowiskowych. Rozkłady przestrzenne umożliwiły dokładną analizę zawartości poszczególnych elementów oznaczonych w osadach dennych badanego obiektu oraz stanowiły podstawę do zaplanowania monitoringu oraz działań rekultywacyjnych na obszarze zbiornika Ostrowy.

6

Evaluation of quality of bottom sediments of water reservoir Poraj by applying sediment quality guidelines and spatial analysis

Rozpondek K., Rozpondek R.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2018

|

Vol. 11, no. 2

141--147

EN

The aim of this study was to evaluate the quality of bottom sediments of water reservoir Poraj by applying a set of sediment quality guidelines (SQGs) and a spatial analysis. Samples of bottom sediments were collected at 46 measuring points. Collected samples were analyzed in terms of total trace element content, toxicity and organic matter. Concentrations of three trace elementss were above PEC value: Zn (22% of samples), Pb (17%) and Cd (17%). Considering mean PECQ value, 17% of samples were predicted to be toxic. For TEC value, 76% of bottom sediments samples were predicted to be non-toxic. Values of PECQ ranged from 0.04 to 2.08 with mean of 0.38. PERI from 4.36 to 323.62 with mean of 55.35. PERI above 150 was observed in 17% of collected samples. The Coefficient of determination were determined between studied factors: PERI and PECQ (R2= 0.98), PECQ and TEC (R2= 0.99), PERI and TEC (R2= 0.98), PERI and PE (R2= 0.06), PECQ and PE (R2= 0.07). Low correlation between toxic effect and PERI or PECQ indicated that there are other factors that contribute to the toxicity of the sediments. Spatial analysis performed in geostatistical software allowed determining areas with the highest ecological risk.

PL

Celem badań była ocena jakości osadów dennych zbiornika wodnego Poraj z zastosowaniem wytycznych dotyczących jakości osadów (ang. SQGs - Sediment Quality Guidelines) oraz analiz przestrzennych. Próbki osadów dennych zostały pobrane na podstawie regularnej siatki kwadratów zawierającej 46 punktów pomiarowych. Pobrane próbki zostały poddane analizom laboratoryjnym pod kątem zawartości metali śladowych, toksyczności oraz materii organicznej. Zawartość trzech metali śladowych przekroczyła odpowiadającą wartość PEC: Zn (22% próbek), Pb (17%) i Cd (17%). Porównując wartość PECQ, 17% próbek określa się jako prawdopodobnie toksyczne. Dla TEC w 76% badanego materiału nie wykryto toksyczności. Wartości PECQ zawierały się w przedziale od 0.04 do 2.08 z wartością średnią 0.38, PERI od 4.36 do 323.62 z wartością średnią 55.35. Wartość PERI ponad 150 została zaobserwowana w 17% próbek. Wyznaczono współczynnik determinacji pomiędzy badanymi wskaźnikami: PERI i PECQ (R2= 0.98), PECQ i TEC (R2= 0.99), PERI i TEC (R2= 0.98), PERI i PE (R2= 0.06), PECQ i PE (R2= 0.07). Niska wartość korelacji pomiędzy procentowym efektem toksyczności a analizowanymi wskaźnikami wskazuję na udział innych czynników wpływających na toksyczność osadów dennych zbiornika wodnego Poraj. Na podstawie rozkładów przestrzennych wyznaczono obszary z największym ryzykiem ekologicznym.

7

Near-surface study of a hot spring site in Fiji

Lal A., Deo R. N., Kumar A.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 4

659--672

EN

A geophysical investigation of a hot spring system located in Rabulu, Fiji, was carried out from October 2014 to March 2015. The investigation covered a survey area of 6075 m2. Self-potential (SP), ground temperature and soil carbon dioxide (CO2) concentrations were measured and investigated for their distribution characteristics and inter-linkages. Results indicated obvious anomalous zone at the hot spring discharge site. The SP profile analysis highlighted thermal water upwelling zones and elevation-driven subsurface groundwater pathways. Measurement of subsurface temperatures up to 1 m depths revealed increasing temperatures, indicating potentially high thermal gradients in the area. Surface soil CO2 distributions also agreed with SP and ground temperature results. The overall result of the study demonstrated that synchronised measurements of SP, ground temperature and soil CO2 can be instrumental in identifying anomalous zones near the hot spring sites. Other parameters such as spring water temperature, discharge rate and energy flux estimates from the spring were calculated and analysed. The high-dense multi-parameter data coverage allowed interpretation of geothermal features at a scale never conducted in Fiji before. The near-surface investigations reported in this study corroborate previously suggested steady geothermal activity in the region, deserving further detailed investigation.

8

Selected problems of emission inventories – geostatistical perspective

Zasina D., Zawadzki J.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 7

296--309

EN

This paper presents approach that develops currently applied methodology for obtaining spatial surrogates for spatial disaggregation of air emission inventories. Considered sector was small residential combustion in the Katowice Urban Zone, situated in the southern part of Poland, due to its importance in emission budget, also potential health threatening of the ‘low emission’ sector. Results presented in this paper use geostatistical techniques: ordinary and indicator kriging to show dependence between spatial distribution of the urban density development (described by the built areas) and distribution of the district heating infrastructure. Obtained results should be useful for emission inventory compilers, for air quality modelers as well as policymakers.

PL

Niniejszy artykuł przedstawia wkład do rozwoju metodyki stosowanej do przestrzennego podziału inwentaryzacji emisji z udziałem tzw. surogatów. Zastosowanie krigingu zwykłego oraz wskaźnikowego jest zaprezentowane dla rozkładu przestrzennego obszarów zabudowanych, który jest surogatem emisji zanieczyszczeń do powietrza z gospodarstw domowych. Gospodarstwa domowe są ważnym źródłem sprzyjającym powstawaniu zjawiska tzw. „niskiej emisji” w Polsce. Wyniki przedstawiające zależność przestrzenną pomiędzy rozkładem przestrzennym obszarów zabudowanych, a rozkładem infrastruktury Śląskiego Systemu Ciepłowniczego. Mogą być wykorzystane do przygotowania lokalnych inwentaryzacji emisji na potrzeby modelowania jakości powietrza, a także dla rozwoju lokalnych polityk jakości powietrza.

9

Body Size Distribution of Spider Species in Various Forest Habitats

Stańska M., Stański T.

Polish Journal of Ecology

|

2017

|

Vol. 65, nr 4

359--370

EN

The body size is one of the main attributes of living organisms. The knowledge of body size patterns of co-occurring species and the related factors can contribute to the understanding of many ecological processes. The aim of the study was the analysis of the distribution of the spider species of different size in heterogeneous forest habitats: ground, herbaceous vegetation, tree trunks and leaves. The research was conducted in deciduous stands of the Białowieża Forest (eastern Poland). Spiders were collected by: a) pitfall traps and sieving the litter through an entomological sieve for the ground layer; b) sweep-netting for herbaceous vegetation; c) bark traps for tree trunks and d) shaking the branches of trees and shrubs for leaves. In total, 247 spider species belonging to 22 families were recorded: 195 species in the ground layer, 122 in herbaceous vegetation, 60 on trunks, and 48 on leaves. The analysis revealed that ground layer was inhabited by the small sized species (mean 5.2 ± 0.11 mm) while larger species inhabited herbaceous vegetation (mean 6.6 ± 0.26 mm), trunks (7.2 ± 0.20 mm) and leaves (6.8 ± 0.41 mm). Moreover, the mean species body size decreased with the increasing number of collected species. Several potential mechanisms are discussed as those determining the preference of various sized spider species in particular habitats like different microclimatic conditions, the nutritional quality of prey and predation. Moreover, the very likely reason of differences in the size of spider species between the ground layer and other habitats is the most complex structure of the former habitat.

10

Rozkład przestrzenny związków żelaza i manganu w osadach dennych Jeziora Goczałkowickiego

Czaplicka A., Ślusarczyk Z., Bazan S., Szarek-Gwiazda E.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 3

47--54

EN

Analysis of the bottom sediment composition in the shallow, polimictic Goczalkowice dam reservoir demonstrated that the amounts of Mn and Fe compounds determined did to a small extent only exceed the level of their geochemical background. Spatial distribution of iron and manganese content in the Goczalkowice dam reservoir was developed on the basis of the bottom sediment composition studies for the reservoir. There is an evidence of both natural and anthropogenic origin of the two elements. Correlations between their presence and the content of granulometric bottom sediment fractions, organic matter amount, depth of the measuring points as well as concentration of other trace elements (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) in the sediments were developed. Statistical testing allowed for identification of varying statistical strength between the content of Fe and Mn and fi ne bottom sediment fractions. Three groups of measuring points identified in the dam reservoir substantially differed from each other by Fe and Mn bottom sediment content. In addition, differentiation in their concentration along longitudinal transects of the dam reservoir was demonstrated.

PL

Przeprowadzone badania składu osadów dennych w płytkim, polimiktycznym Jeziorze Goczałkowickim wykazały, że oznaczone ilości związków żelaza i manganu tylko w niewielkim stopniu przekraczały poziom ich tła geochemicznego. Na podstawie badań składu osadów dennych Jeziora Goczałkowickiego opracowano rozkład przestrzenny zawartości związków żelaza i manganu w czaszy zbiornika. Stwierdzono zarówno naturalne, jak i antropogeniczne pochodzenie obu tych pierwiastków. Opracowano współzależności między ich obecnością a zawartością frakcji granulometrycznych osadów, ilością związków organicznych, głębokością punktów pomiarowych, a także zawartością innych metali śladowych (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) w osadach. Za pomocą testów statystycznych wskazano na różną siłę statystyczną współzależności między zawartością żelaza i manganu a zawartością drobnych frakcji osadów dennych. Wydzielono trzy grupy punktów pomiarowych w zbiorniku zaporowym, istotnie różniących się między sobą zawartością związków żelaza i manganu w osadach dennych. Wykazano także zróżnicowanie zawartości tych metali w osadach wzdłuż podłużnych transektów zbiornika zaporowego.

11

Zastosowanie modelowania przestrzennego do analizy zawartości substancji biogennych w osadach dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże

Rozpondek K., Rozpondek R.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2017

|

T. 20, nr 3

285--294

EN

The specific of water management in the urbanized ares (regulation of watercourses, discharges of municipal and industrial effluents etc.) have resulted in the transformation of the natural drainage system of the basin of Kłodnica, in which Dzierżno Duże water reservoir is located. The main goal of this study was to designate the content of total phosphorus and total nitrogen, and relations between these elements and organic matter, level of depth, aluminum and iron in the bottom sediments of the Dzierżno Duże water reservoir. Bottom sediments samplings consisted of grid measurement network planning, on which bottom sediments samples were collected. The collected samples were analyzed in laboratory in terms of content of chosen elements. Values of these elements are in range: total phosphorus 0.08÷6.02 g/kg, total nitrogen 0.15÷9.03 g/kg, organic matter 0.20÷50.90% of solid content, aluminum 0.48÷39.32 g/kg and iron 0.82÷25.42 g/kg. To improve quality of performed analysis, by using Geographic Information System the spatial distributions (the Inverse Distance Method was used) of studied elements were generated. Generated spatial distributions enabled to determine sites with highest and lowest values. Bottom sediments of Dzierżno Duże water reservoir have greater values of total phosphorus, total nitrogen and organic matter in central regions than in coastal zone. The study also included calculation of correlation between: organic matter and total nitrogen (R2 = 0.6), total nitrogen and Fe (R2 = 0.44), total nitrogen and Al (R2 = 0.5), organic matter and Fe (R2 = 0.39), organic matter and Al (R2 = 0.55), total phosphorus and Fe (R2 = 0.57), total phosphorus and Al (R2 = 0.56). The presented pilot studies may provide a basis for identifying harmful human activities and planning methods of counters measures. Dzierżno Duże water reservoir, among other functions, is a spot (mainly for local residents), therefore it should be monitored constantly.

PL

Przeprowadzone badania miały na celu ocenę zawartości fosforu i azotu w osadach dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże wraz z opracowaniem ich przestrzennego rozkładu przy wykorzystaniu modelowania przestrzennego. Podjęto również próbę wyznaczenia możliwej relacji między wymienionymi elementami a zawartością substancji organicznej, żelaza i glinu w materiale badawczym. Próbki osadów dennych pobrano na podstawie regularnej siatki pomiarowej z 53 stanowisk usytuowanych w obszarze zbiornika wodnego Dzierżno Duże. W pozyskanych próbkach wykonano następujące oznaczenia, których wartości mieściły się w przedziałach: fosfor całkowity 0,08÷6,02 g/kg, azot całkowity 0,15÷9,03 g/kg, zawartość materii organicznej 0,20÷50,90% suchej masy osadu dennego, glin 0,48÷39,32 g/kg, żelazo 0,82÷25,42 g/kg. W pracy wykorzystano system GIS, który pozwolił na usytuowanie przestrzenne miejsc poboru próbek do badań laboratoryjnych. Wykorzystując tę informację, wygenerowano mapy przestrzennego rozkładu badanych elementów (zastosowano metodę interpolacji wagowanej odwrotnej odległości). Przedstawione pilotażowe badania mogą stanowić podstawę do zidentyfikowania szkodliwych działań człowieka i określenia kierunków ich zapobiegania oraz do ustalenia odpowiednich zasad zarządzania wodami.

12

Ocena zanieczyszczeń terenów zdegradowanych z wykorzystaniem informacji przestrzennej na przykładzie przemysłu hutniczego

Rozpondek R., Rozpondek K., Kacprzak M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 3

106--113

PL

Celem badań była ocena stopnia zanieczyszczeń metalami ciężkimi fragmentu terenu zalesionego o powierzchni 147 ha (1050 x 1400 m) znajdującego się w okolicy Huty Cynku „Miasteczko Śląskie”, dla potrzeb procesów rekultywacji lub monitoringu. W badaniach zastosowano system GIS. W marcu 2016 roku zaplanowano regularną sieć 29 punktów pomiarowych. Na każdym z punktów pobrano dwie próbki gleb z wierzchniej warstwy gleby 0 – 20cm. Zostały one poddane analizom pod kątem pH, zawartości substancji organicznej i metali ciężkich (As, Ba, Cd, Cu, Ni, Pb i Zn). Wartości pH wahały się między 3,7 a 7,9, materii organicznej 0,8 – 47,1% suchej masy próbki, As 0 – 32,5 mg/kg, Ba 14 – 804 mg/kg, Cd 0 – 19 mg/kg, Cu 3 – 58 mg/kg, Pb 22 – 1893 mg/kg, Zn 36 – 1377 mg/kg. W badanych próbkach nie wykryto niklu. Wykonano rozkłady przestrzenne analizowanych elementów. Stwierdzono znaczną rozpiętość wartości i zróżnicowanie przestrzenne danych. Następnie na podstawie Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 1 września 2016 r. w sprawie sposobu prowadzenia oceny zanieczyszczenia powierzchni ziemi wytypowano tereny zanieczyszczone metalami ciężkimi. Przyjęto dwie różne dopuszczalne wartości stężeń: pierwsze zgodne z faktycznym sposobem użytkowania gruntu (dopuszczalne wartości dla grupy III – tereny zalesione) oraz drugie związane z ewentualnym podjęciem działań mających na celu zmianę sposobu zagospodarowania terenu (dopuszczalne wartości dla grupy I – tereny zabudowy mieszkaniowej, tereny rekreacyjne). Na podstawie wygenerowanych modeli wyznaczono i obliczono pole powierzchni obszarów, które zawierają wartości wyższe niż dopuszczone w przytoczonym rozporządzeniu. W przypadku grupy III wartości przekroczyły: Zn (obszar 0,9 ha), Pb (46,4 ha) i Cd (27,8 ha). Dla grupy I: As (0,3 ha), Ba (10,2 ha), Cd (53,9 ha), Pb (120,8 ha) i Zn (20,2 ha). Stężenia Ni i Cu były niższe niż wartości dopuszczalne. W pracy wyznaczono także strefy o najwyższych zawartościach metali ciężkich. Dodatkowo zaplanowano sieć monitoringu ze szczególnym uwzględnieniem zanieczyszczeń punktowych.

EN

The aim of this study was to evaluate soil contamination by heavy metals of selected area in the vicinity of the Zinc Smelter „Miasteczko Śląskie” (surface area: 147 ha, 1050 x 1400 meters) for purpose of future reclamation, remediation and monitoring. The study used GIS. Network of 29 measuring points was planned, with particular emphasis on the area with the least amount of pure vegetation. In March 2016, two samples of soil were taken from the top layer of soil 0 – 20cm. Samples were analyzed in terms of pH, soil organic matter and total heavy metal content (As, Ba, Cd, Cu, Ni, Pb and Zn). Values of pH maintained in range of 3,7 – 7,9, organic matter 0,8 – 47,1% of solid content, As 0 – 32,5 mg/kg, Ba 14 – 804 mg/kg, Cd 0 – 19 mg/kg, Cu 3 – 58 mg/kg, Pb 22 – 1893 mg/ kg, Zn 36 – 1377 mg/kg. In collected samples Ni was not detected. Spatial distributions of results were created. A significant data range and spatial diﬀerentiation was noted. On the base of the Regulation of the Minister of the Environment from September 1st, 2016 on the method of conducting the assessment of contamination of the surface of the earth, areas contaminated with heavy metals were selected. Two diﬀerent concentration limits were adopted: first in accordance with the actual method of land use (permissible values for group III – woodland) and second relating to the possible undertaking of measures targeted at changing the land use (limit values for Group I – residential areas, recreational areas). On the basis of the generated models, the area of the surface size that contains values higher than allowed in the quoted regulation were determined and calculated. In case of group III the values were exceeded for: Zn (surface area 0,9 ha), Pb (46,4 ha) and Cd (27,8 ha). For group I: As (0,3 ha), Ba (10,2 ha), Cd (53,9 ha), Pb (120,8 ha) and Zn (20,2 ha). The concentrations of Ni and Cu were lower than the limit value. The paper also determined zones with the highest contents of heavy metals. In addition, a monitoring network with a special focus of area pollution was advised.

13

Analiza rozkładu przestrzennego nakładów inwestycyjnych rekomendowanych w planach zarządzania ryzykiem powodziowym

Krzyżanowski M., Tiukało A.

Gospodarka Wodna

|

2017

|

Nr 4

104--109

PL

Aby zminimalizować skutki powodzi, Polska podjęła prace nad formułowaniem polityki racjonalnego kształtowania ryzyka powodziowego. Efektem tych prac są Plany Zarządzania Ryzykiem Powodziowym (PZRP) dla obszarów dorzeczy i regionów wodnych. PZRP obejmują wszystkie aspekty zarządzania ryzykiem powodziowym, wskazują cele zarządzania powodziowego oraz działania prowadzące do ich osiągnięcia. Ważnymi elementami PZRP są listy inwestycji strategicznych rekomendowanych do realizacji w danych regionach wodnych w latach 2016-2021; ich realizacja pozwoli na zmniejszenie negatywnych skutków powodzi oraz redukcję ryzyka powodziowego. W opracowaniu przedstawiono analizę porównawczą przestrzennego rozkładu nakładów inwestycyjnych rekomendowanych w PZRP oraz rozkładu przestrzennego potencjalnych strat powodziowych dla obszarów zagrożonych powodzią o średnim prawdopodobieństwie jej wystąpienia. Analiza ta może stanowić podstawę do oceny racjonalności i trafności lokalizacji przewidzianych do realizacji inwestycji w okresie pierwszego cyklu planistycznego.

EN

In order to minimize the effects of floods, Poland has begun works on elaboration of a policy of rational flood risk shaping. The result of these works are the Flood Risk Management Plans (FRMP) for river basins and water regions. FRMP cover all aspects of the flood risk management, indicate the flood management goals and actions leading to their achievement. Among the important FRMP elements are the lists of strategic investments recommended for implementation in water regions in the years 2016-2021, mitigating the negative results of floods and reducing the flood risk. The study presents a comparative analysis of the spatial distribution of investments recommended in FRMP and that of potential flood losses for the areas threatened with flood with the medium probability of occurrence. This analysis will allow to evaluate the rationality and accuracy of the planned investments locations in the first planning cycle.

14

Generate Real Total Radiation Spatial Distribution of Solar Radiation Using Cloud Mask Algorithm

Pietras-Szewczyk M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2017

|

Vol. 11, no. 2

41--48

PL

Niniejszy artykuł opisuje metodę analizy rozkładu przestrzennego promieniowana słonecznego przy wykorzystaniu oprogramowania z grupy GIS. Moduł r.sun będący częścią systemu GRASS umożliwia stworzenie przestrzennego rozkładu promieniowania słonecznego z uwzględnieniem tak istotnych elementów, jak ukształtowanie terenu, warunki atmosferyczne, zanieczyszczenia atmosferyczne, aerozol czy chmury. Wpływ zachmurzenia na wartość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi stanowi element, który trudno uwzględnić w analizie przestrzennej rozkładu promieniowana słonecznego. Jednak tylko uwzględniając element zachmurzenia, możemy otrzymać wartość promieniowana rzeczywistego.

EN

This paper describes a method for analysing the spatial distribution of solar energy potential based on calculated solar irradiation using GIS (Geographical Information System). GIS GRASS programme provides an opportunity to create a spatial distribution of solar radiation, taking into account such important elements as terrain, atmosphere, pollutants, water and aerosol in atmosphere, clouds. In this paper one of these elements are taken into account: the impact of the cloud cover on incoming value of solar radiation and the methods available for calculating this impact. The author considers how to calculate the incoming solar radiation under the real-sky conditions.

15

Spatial surrogate for air emissions from small residential combustion – analysis using scarce top-down estimates

Zasina D., Zawadzki J.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 3 (15)

135--143

EN

This paper presents methodology for obtaining 'first step' spatial surrogate for disaggregation of air pollutants' emissions determined using top-down approach. Considered sector was small residential combustion due to its importance in emission budget, also potential health threatening. However our analysis is not flawless due to partial loss of information connected with locations, can be effectively used as specific method for determining of spatial outliers. Simplified approach shown in this paper uses values derived from gridded population density as downs calling factor for air pollutants' emissions. We determined three potential regions that should be treated separately to obtain independent – ‘regional” emission surrogates.

PL

Celem przedstawionej analizy było otrzymanie wstępnego surogatu emisji zanieczyszczeń do powietrza ze spalania paliw w źródłach komunalno-bytowych (gospodarstwa domowe). Opisana w artykule metoda, nie jest pozbawiona wad (częściowa utrata informacji nt. lokalizacji), ale może służyć do otrzymywania wstępnych informacji nt. zmienności przestrzennej gęstości zaludnienia, co pociąga za sobą również zmiany w rozkładzie przestrzennym emisji. Przedstawiona metoda może służyć również do pośredniej detekcji przestrzennych wartości odstających.

16

Analiza rozkładu zanieczyszczeń w osadach dennych z zastosowaniem GIS w przybrzeżnej strefie zbiornika wodnego Ostrowy na rzece Biała Oksza

Rozpondek R., Wancisiewicz K.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 1

37--49

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zanieczyszczenia osadów dennych w strefie przybrzeżnej zbiornika wodnego Ostrowy na rzece Biała Oksza. Próbki zostały pobrane z wierzchniej warstwy osadów w okolicach linii brzegowej. Zostały one poddane analizom laboratoryjnym pod względem zawartości substancji organicznej, azotu Kjeldahla, węgla całkowitego, fosforu ogólnego i przyswajalnego oraz całkowitej zawartości pięciu metali ciężkich, tj. Cd, Cr, Ni, Pb, Zn. Na podstawie wyników badań, przy zastosowaniu oprogramowania GIS, utworzono mapy przestrzennego rozkładu badanych elementów. W tym celu wykorzystano interpolację, a dokładniej metodę wagowanej odwrotnej odległości. Analiza wyników pozwoliła stwierdzić, że osady denne są zróżnicowane pod względem rozmieszczenia zanieczyszczeń biogennych i metali ciężkich. Zauważono także, że materia organiczna deponowana jest na całej przestrzeni zbiornika. Analizując stężenia badanych elementów, ustalono, że w obecnym stanie zbiornik nie wymaga przeprowadzenia zabiegów rekultywacyjnych.

EN

Determination of physicochemical state of sediments in the coastal zone of water reservoirs is an important aspect of water management. This applies mainly to the protection of water against any kind of pollution. The paper presents the results of contamination in sediments in the coastal zone of Ostrowy water reservoir in Biała Oksza river. Nine samples were taken from the top layer of the sediments near the shoreline. Samples were subjected to laboratory analysis under the terms of the organic matter content, Kjeldahl nitrogen, total carbon, total and assimilable phosphorus, and the total content of five heavy metals: Cd, Cr, Ni, Pb, Zn. Concentrations of cadmium, chromium, nickel, lead and zinc in sediments were determined by means of ICP - MS method. On the basis of the results of studies, spatial distribution maps of the studied components were generated using GIS software. For this purpose, one of the interpolation methods (IDW - Inverse Distance Weighted) was used. Results show that sediments are diverse in regard to the location of biogenic pollutants and heavy metals. It is also noted that the organic material is deposited over the entire space of a water reservoir. The content of organic matter has a significant impact on the content of phosphorus in each studied sample. The share of organic matter does not exceed 2.5% in any sediment sample. The maximum values for total heavy metal content are as follows: Cd - 1.34 mg/kg, Cr - 17.64 mg/kg, Ni - 7.59 mg/kg, Pb - 11.64 mg/kg, Zn - 24.02 mg/kg. In contrast to the contents of Ni and Cr, whose peak values are located in the center area, Zn and Pb reached the highest values in the northern and southern area of Ostrowy water reservoir. The studies were preliminary, allowing for an initial assessment of pollution and undertaking comprehensive research to determine the recreational value of the water reservoir. Having analyzed the concentrations of the elements established in the present state, it can be concluded that Ostrowy water reservoir does not require reclamation treatments.

17

Spatial distribution and risk assessment of heavy metals in bottom sediments of two small dam reservoirs (south-east Poland)

Smal H., Ligęza S., Wójcikowska-Kapusta A., Baran S., Urban D., Obroślak R., Pawłowski A.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 4

67--80

EN

Sediments of two dam reservoirs in SE Poland, Zalew Zemborzycki (ZZ) and Brody Iłżeckie (BI) were studied. The sediments from both reservoirs were sampled in the transects perpendicular to the shoreline, at the river inflow and the frontal dam. The total concentration of Mn, Zn, Pb, Cd, Cu, Cr and Ni was determined by ICP-EAS method after the sample digestion in the mixture of concentrated HNO3 and HClO4 acids. The statistical analyses: value intervals, mean values, variation coefficient, the median and the skewed distribution were performed. To estimate differences between the means for transects, Tukey’s test was applied with least significant difference (LSD) determination. The maps of the metal spatial distribution were drawn and sediment quality according to the geochemical and ecotoxicological criteria evaluated. Differences between the reservoirs in terms of heavy metals concentration in bottom sediments, and regularities in their spatial distribution were found. In the ZZ sediments the concentration was at the level of geochemical background (Zn, Cr), slightly (Cd, Cu, Ni) or moderately (Pb) contaminated sediments. The metal concentration in the sediments of the BI was up to eight times higher as compared to the ZZ. Moreover, sediments from the BI reservoir showed a greater variability of metal concentration than those from ZZ, which resulted from the dredging operation performed in the part of the reservoir. Metal concentration in sediments of the dredged part was ca. 2–5 times lower than in the undredged one, which indicates that after the dredging operation, accumulation of these metals was slight. The concentrations of Zn, Pb and Cd from the undredged part of BI were at the level of contaminated sediments and exceeded the probable effects level (PEL). In the ZZ, the greatest accumulation of metals occurred in the upper part of the reservoir and at the frontal dam, and the lowest in the middle part of the reservoir. In BI, the lower outflow of water in this reservoir caused a lower metal concentration in the sediments at the frontal dam, as compared with the other sediments in the undredged part of the reservoir. The results indicate that in small and shallow reservoirs, areas of accumulation of heavy metals depend on such factors as a parent river current, reservoir depth, water waving, reservoir shape (narrowing, coves/bays), and type of water outflow.

PL

Badano osady dwóch zbiorników zaporowych w SE Polsce - Zalewu Zemborzyckiego (ZZ) i zbiornika Brody Iłżeckie (BI). W obydwu zbiornikach osady pobrano w transektach prostopadłych do linii brzegowej, w dopływie rzeki oraz przy zaporze czołowej. Oznaczono całkowitą zawartość Mn, Zn, Pb, Cd, Cu, Cr i Ni metodą ICP-EAS po zmineralizowaniu próbki w mieszaninie stężonego kwasu HNO3 i HClO4. Przeprowadzono analizę statystyczną wyników: zakresy, wartości średnie, współczynnik zmienności, mediana, skośność rozkładu. Do oceny różnic między średnimi dla transektów zastosowano test Tukey’a z wyznaczeniem najmniejszej istotnej różnicy (NIR). Opracowano mapy rozkładu przestrzennego metali oraz oceniono jakość osadów wg kryterium geochemicznego i ekotoksykologicznego. Stwierdzono różnice między zbiornikami pod względem zawartości metali ciężkich i ich rozmieszczenia przestrzennego w osadach. W osadach ZZ zawartość metali kształtowała się na poziomie tła geochemicznego (Zn, Cr), osadów słabo (Cd, Cu, Ni) lub miernie zanieczyszczonych (Pb). Zawartość metali w osadach BI była do ośmiu razy większa w porównaniu z osadami ZZ. Ponadto, osady zbiornika BI wykazały większą zmienność zawartości metali niż osady ZZ, co wynikało z zabiegu bagrowania, przeprowadzonego w jego części. Zawartość metali w osadach części bagrowanej była ok. 2–5 razy mniejsza niż w niebagrowanej, co wskazuje, że po zabiegu bagrowania ich akumulacja była niewielka. Zawartości Zn, Pb i Cd w części niebagrowanej BI były na poziomie osadów zanieczyszczonych i przekroczyły wartości PEL (ang. probable effects level). W ZZ największa akumulacja metali w osadach wystąpiła w górnej części zbiornika oraz przy zaporze czołowej, a najmniejsza w jego środkowej części. W BI dolny odpływ wody ze zbiornika spowodował zmniejszenie zawartości metali w osadach przy zaporze czołowej w porównaniu z innymi osadami części niebagrowanej. Wyniki badań wskazują, że w małych i płytkich zbiornikach zaporowych akumulacja metali ciężkich zależy od czynników takich jak: pierwotny nurt rzeki, głębokość zbiornika, falowanie wody, kształt zbiornika (przewężenia, zatoczki/zatoki), a także od typu odpływu wody.

18

Analysis of hot-wire measurements accuracy in turbulent boundary layer

Dróżdż A., Elsner W.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2014

|

nr 145

39--40

EN

The paper discusses the problem of measuring velocity fluctuations of turbulent boundary layer using hot-wire probes. The study highlighted the problem of spatial resolution, which is essential when measuring small-scale in wall-bounded flows. Additionally, the attention was paid to the inconsistency in streamwise fluctuation measurements using single and X-wire probes. To clarify this problem the energy spectra using wavelet transformation were calculated. The analysis was performed for turbulent boundary layer flow, which was characterized by the Reynolds number based on the friction velocity equal ReƮ≈1000.

19

Uzyskiwanie bezpłatnych danych z serwisu pogodowego www.ogimet.com

Przeździecki K, Zawadzki J., Sikorski W.

Roczniki Geomatyki

|

2014

|

T. 12, z. 3(65)

317--325

PL

W artykule autorzy zaprezentowali metodę pobierania, dekodowania oraz konwersji informacji meteorologicznych z raportów SYNOP. Praca pokazuje możliwość bezpłatnego zdobycia danych oraz ich przetworzenia do wybranego formatu, tak aby możliwe były dalsze analizy przestrzenne na zbiorze danych. Omawianą metodę zademonstrowano na przykładzie estymacji temperatury powietrza na wysokości pomiarowej 2m na terenie Polski. Dane zostały pozyskane z serwisu pogodowego www.OGIMET.com. Dekodowanie raportów SYNOP oraz konwersja została wykonana autorskim skryptem, natomiast do reprezentacji przestrzennej danych oraz ich analizy zostały wykorzystane bezpłatne programy SAGA GIS oraz Quantum GIS.

EN

In the paper, authors present a method for downloading, decoding and converting meteorological information from SYNOP reports. The paper shows the possibility of free acquisition of data and their processing to the convenient format, in order to enable further analysis of the spatial data set. Described method is demonstrated on the example of estimation of air temperature on 2m in Poland. The data were obtained from weather service www.OGIMET.com. The authors developed script for decoding and conversion of SYNOP reports. Visualization of spatial data and their analysis were performed in open-source programs SAGA GIS and Quantum GIS.

20

Analysis of the spatial distribution between successive earthquakes occurred in various regions in the world

Marekova E.

Acta Geophysica

|

2014

|

Vol. 62, no. 6

1262--1282

EN

The earthquake spatial distribution is being studied, using earthquake catalogs from different seismic regions (California, Canada, Central Asia, Greece, and Japan). The quality of the available catalogs, taking into account the completeness of the magnitude, is examined. Based on the analysis of the catalogs, it was determined that the probability densities of the inter-event distance distribution collapse into single distribution when the data is rescaled. The collapse of the data provides a clear illustration of earthquake-occurrence self-similarity in space.