Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of spatial variation of spoil material properties on slope displacements under rapid drawdown of pit lakes

Halder Koushik, Doan Nhat-Phi, Garala Thejesh Kumar, Cui Ge, Kantesaria Naman, Heron Charles M., Marshall Alec M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 4

33--39

EN

In many European countries, lignite or brown coal is used as a fuel source in steam-electric power generation. Upon completion of mining activities, a reclamation plan is imperative to ensure environmental and social prosperity of local areas. Abandoned mine pits are often reclaimed by creating a pit lake. Reclamation of large lignite open pit mine sites may use large amounts of previous overburden materials or “spoils” to create the slopes of the pit lake. Spoils are anthropogenic materials with large spatial variation in properties, hence, considering mean values of shear strength and hydraulic parameters to assess stability and seasonal displacements will not fully simulate actual field conditions. This paper considers the effect of spatial variation on slope stability and ground movements during rapid drawdown events (a critical case) using coupled flow-deformation 2D finite element analyses, incorporating unsaturated soil suctions above the phreatic surface. Effects of heterogeneity and randomness of spoils on the response of the slope are considered through random field modelling and the Monte-Carlo simulation technique. Four lognormally distributed random variables (spoil cohesion, friction angle, void ratio, and permeability coefficient) are examined. The effect of spatial variability of spoils is shown to be important; a significant number of the random field analyses resulted in larger displacements compared to a benchmark deterministic analysis adopting uniform mean parameter values.

PL

W wielu krajach europejskich węgiel brunatny jest wykorzystywany jako źródło paliwa w energetyce parowo-elektrycznej. Po zakończeniu działalności górniczej konieczne jest opracowanie planu rekultywacji w celu zapewnienia środowiskowego i społecznego dobrostanu okolicznych obszarów. Opuszczone wyrobiska górnicze są często rekultywowane poprzez utworzenie w nich zbiorników wodnych. W rekultywacji dużych kopalni odkrywkowych węgla brunatnego do tworzenia zboczy zbiornika można wykorzystać duże ilości wcześniejszych materiałów nadkładowych lub „odpadowych”. Materiał zwałowy jest materiałem antropogenicznym o dużej przestrzennej zmienności właściwości, dlatego też przyjęcie średnich wartości wytrzymałości na ścinanie i parametrów hydraulicznych w celu oceny stabilności i sezonowych przemieszczeń nie będzie w pełni odzwierciedlać rzeczywistych warunków terenowych. W niniejszej pracy rozważano wpływ zmienności przestrzennej na stabilność zboczy i przemieszczenia gruntu podczas gwałtownego obniżenia poziomu wody (przypadek krytyczny), stosując sprzężone analizy 2D metodą elementów skończonych typu przepływ-deformacja, z uwzględnieniem ssania gruntów nienasyconych powyżej powierzchni freatycznej. Wpływ heterogeniczności i losowości materiału na zachowanie zbocza rozważany jest poprzez modelowanie pola losowego i technikę symulacji Monte-Carlo. Badane są cztery zmienne losowe (kohezja materiału, kąt tarcia, wskaźnik porowatości i współczynnik przepuszczalności) w rozkładach log-normalnych. Wykazano, że wpływ przestrzennej zmienności materiału zwałowego jest istotny; znaczna liczba analiz z wykorzystaniem pola losowego skutkowała większymi przemieszczeniami w porównaniu z wzorcową analizą deterministyczną, w której przyjęto jednolite średnie wartości parametrów.

2

Temporal stability of soil apparent electrical conductivity (ECa) in managed podzols

Badewa Emmanuel, Unc Adrian, Cheema Mumtaz, Galagedara Lakshman

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 4

1107--1118

EN

The spatial variability in soil physical and hydraulic properties for a managed podzol was assessed using soil apparent electrical conductivity (ECa). Two EMI sensors, the multi-coil (MC) and multi-frequency (MF), were adopted for measurement of ECa on a silage- corn experimental plot in western Newfoundland, Canada. Results demonstrated a significant relationship between the ECa mean relative differences (MRD) and the soil moisture content MRD (R2=0.33 to 0.70) for both MC and MF sensors. The difference in depth sensitivity between MC and MF sensors accounted for the variation (0.015 to 0.09) in ECa standard deviation of the relative differences. A significant linear relationship was found between the ECa MRD and sand (R2=0.35 and 0.53) or silt (R2=0.43), but not with clay (R2=0.06 and 0.16). The spatial variability of the ECa-based predictions (CV=3.26 to 27.61) of soil properties was lower than the measured values (CV=5.56 to 41.77). These results inferred that the temporal stability of ECa might be a suitable proxy to understand the spatial variability of soil physical and hydraulic properties in agricultural podzols.

3

Geostatistical analysis of hydrochemical variations and nitrate pollution causes of groundwater in an alluvial fan plain

Yin Shiyang, Xiao Yong, Gu Xiaomin, Hao Qichen, Liu Honglu, Hao Zhongyong, Meng Geping, Pan Xingyao, Pei Qiuming

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 4

1191--1203

EN

Geostatistics was used in a typical alluvial fan to reveal its applicability to spatial distribution analysis and controlling mechanisms of groundwater chemistry. Normal distribution test and optimal geostatistical interpolation models for various groundwater quality indicators were discussed in this study. The optimal variogram model of each indicator was determined using prediction error analysis. The infuences of human activities and structural factors on the groundwater chemistry were also determined by variability intensity and the sill ratio. The results showed that nitrate content can be served as groundwater quality indicator, which was most sensitive to human activities. The nitrate concentration of both shallow and deep groundwater showed a decreasing trend from the northwest to the southeast. In addition, the spatial distribution of groundwater nitrate was associated with the land-use type and the lithological properties of aquifer. Rapid urbanization in the northwestern part intensifed groundwater extraction and aggravated the pollutant input. The central area showed little increase in nitrate content in the shallow and deep groundwater, and the efect of lateral recharge from the upstream water on the deep groundwater in the central area was greater than that of the vertical recharge from shallow groundwater. The present study suggests that geostatistics is helpful for analyzing the spatial distribution and distinguishing the infuences of anthropogenic and natural factors on groundwater chemistry.

4

Ocena przestrzennej zmienności występowania opadów atmosferycznych w Centralnej Polsce w latach 2013-2015

Wójcik K., Treder W., Zbudniewek A.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2016

|

nr I/1

73--87

PL

W warunkach klimatycznych Polski opady atmosferyczne są podstawowym źródłem wody dla roślin. Klimat Polski określany jest jako przejściowy, zmienny i kontrastowy. Zmienny jest także rozkład opadów w czasie sezonu wegetacyjnego, w tej samej porze roku mogą występować wielodniowe okresy bezopadowe lub długotrwałe nadmierne opady. Opady charakteryzują się różną wielkością i intensywnością. Celem podjętych badań była analiza przestrzennej zmienności opadów atmosferycznych w centralnej Polsce. Dane pomiarowe obejmowały okresy wegetacyjne od IV do X w latach 2013-2015. Analiza wyników potwierdza opinię o bardzo dużej zmienności sum opadów, ich maksymalnych wysokości i intensywności oraz długości ciągów dni z opadem i bez opadów. Różnice wykazano na stacjach położonych nawet bardzo blisko siebie. Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić, że opady powinny być mierzone bezpośrednio w miejscu, dla którego szacowany jest bilans wodny.

EN

In Polish climatic conditions rainfall constitutes the main source of water for vegetation. The climate of Poland is characterized by high temporal and spatial variation. The total amount and seasonal distribution of precipitation show significant variability. The aim of the study was to analyze spatial changeability of rainfall in Central Poland. Data concerning rainfall were collected during the vegetative seasons of April - October in years 2013 - 2015. Analysis of the results confirms the observation which states that there is a great spatial variability of sum of precipitation, its maximum amount and intensity as well as the length of dry and rainy periods. Significant differences were observed between the stations located very close to each other. On the basis of obtained results it is stated that the rainfall must be measured directly on the area for which the water balance is to be estimated.

5

Clutch size variation in agile frog Rana dalmatica on post-mining areas

Solský M., Smolová D., Doležalová J., Šebková K., Vojar J.

Polish Journal of Ecology

|

2014

|

Vol. 62, nr 4

789--799

EN

Clutch size is an important life history trait in amphibians, and it varies among and within species, populations and individuals. Within a population, its variation has been attributed to a positive relationship between females’ age or size and their fecundity as well as to spatio-temporal differences in environmental conditions. Therefore, clutch size has been shown to be both spatially and seasonally variable. We examined spatial and seasonal clutch size variation based upon two years of study involving 160 clutches of the Agile Frog Rana dalmatina Bonaparte, 1840 in 14 ponds within one spoil bank in the Czech Republic’s North Bohemian brown coal basin. The overall mean clutch size was 1295 (SD 596), which is one of the largest that has been reported. However, both clutch size and its variance differed considerably between the years. Clutch size also varied among the ponds. We found no relationship between clutch size and the distance of a breeding pond from alluvial forest, a typical wintering habitat. Despite existence at the site of many suitable reproduction habitats, the spoil bank does not offer the complex of all habitats needed for persistence of the R. dalmatina population. To protect that population, it is necessary to preserve not only breeding ponds on the spoil bank but also alluvial forest and, most importantly, the connectivity between these two crucial habitats.

6

Zróżnicowanie zawartości N-ogółem oraz aktywności enzymów przemian azotu w glebie płowej i czarnej ziemi regionu Pomorza i Kujaw

Piotrowska-Długosz A., Długosz J., Kobierski M., Wilczewski E.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 1

229--235

PL

Celem badań było określenie zróżnicowania zawartości N-ogółem (NOG) oraz aktywności ureazy (UR), nitroreduktazy (NR) i poziomu amonifikacji argininy (ADA) w poziomie powierzchniowym gleby płowej oraz czarnej ziemi regionu Pomorza i Kujaw. W tym celu w kwietniu 2007 roku z obu obszarów pobrano po 50 próbek glebowych z punktów zlokalizowanych w sztywnej siatce kwadratów (10m x 10m). Wyniki badań opracowano metodami statystycznymi, a zmienność przestrzenną wybranych parametrów określono za pomocą map rastrowych oraz korelogramów, przedstawiających korelacje przestrzenne badanych zmiennych. Średnia zawartość N-ogółem w glebie płowej wynosiła 0,80 g•kg–1, natomiast w czarnej ziemi 1,80 g•kg–1. Aktywność ureazy mieściła się w zakresie 7,30-19,3 mg NH4 +•kg–1•h–1 w czarnej ziemi oraz 0,16-0,68 mg NH4 +•kg–1•h–1 w glebie płowej, natomiast poziom amonifikacji argininy wynosił średnio 4,09 mg NH4 +•kg–1•h–1 w czarnej ziemi oraz 1,31 mg NH4 +•kg–1•h–1 w glebie płowej. Aktywność nitroreduktazy była zbliżona w obu typach badanych gleb. Wyniki aktywności NR cechowały się wysokim zróżnicowaniem, co potwierdziły współczynniki zmienności wynoszące CV = 41,9% w glebie płowej oraz CV = 106,2% w czarnej ziemi, natomiast aktywność UR i ADA oraz zawartość N-ogółem wykazywała średnie zróżnicowanie (CV od 16 do 35%). Większość badanych zmiennych miała skośność dodatnią, a jedynie wyniki zawartości NOG w czarnej ziemi oraz aktywności UR w glebie płowej wykazywały ujemne wartości skośności. Kurtoza mieściła się w zakresie od –1,369 do 8,909 i dla większość badanych cech była ona dodatnia, co świadczy o większej koncentracji wyników wokół średniej w porównaniu do rozkładu normalnego. W obu badanych glebach najwyższe współczynniki korelacji prostej uzyskano pomiędzy zawartością CORG i NOG. Korelogramy wykazały, że badane zmienne charakteryzowały się zróżnicowaną korelacją przestrzenną, a największą korelację wykazywała aktywność NR w próbkach czarnej ziemi. Mapy przestrzennego rozmieszczenia wyników badanych zmiennych wykazały, że rozmieszczenie wartości każdej z nich wykazywało inny kierunek. Ponadto wartości danej cechy były odmiennie rozmieszczone w obu typach gleb.

EN

The objective of this study was to evaluate and compare the spatial differentiation of total-N content and urease (UR), nitrate reductase (NR) and arginine deaminase (ADA) activities in the surface horizon of Luvisol and Phaeozem of the Pomorze and Kujawy region. 50 soil samples from both study areas were collected in April 2007 in a square sampling grid (90 m x 40 m). The results were evaluated with the use of classic statistical and modern geostatistical methods. Spatial variability of the investigated parameters was evaluated by using empirical semivariograms with adjusted theoretical mathematical model of variograms. Raster maps of the studied properties were drawn. Mean value of total-N content in Luvisol samples was 0.80 g•kg–1, while in case of Phaeozem it amounted to 1.80 g•kg–1. Urease activity ranged 7.30-19.3 mg NH4•kg–1•h–1, while arginine deaminase activity was 4.09 mg NH4•kg–1•h–1 in Phaeozem and 1.31 mg NH4•kg–1•h–1 in Luvisol. The nitrate reductase activity was similar in samples of both types of soils. Differentiation of NR activity was very high, what was confirmed by coefficients of variation values (CV%) amounting for 41.9% in Luvisol and 106.2% in Phaeozem, while UR, ADA activity and total-N content showed a moderate variability (CV = 16-35%). The kurtosis ranged from –1.369 to 8.909 and most of variables studied shown the positive values of this parameter, suggesting higher concentration of the data around the average value compared with the normal distribution. In both soil studied the highest positive correlation coefficients were found between CORG and NTOT content. Correlograms displayed various spatial correlation of properties determined and the highest spatial correlation was calculated for NR activity in Phaeozem. The raster maps showed that the distribution of each variable had the different direction in the area studied and the same variable was distributed diversely in both topsoils.

7

Determining the relation between soil properties and spatial variability of Nitraria schoberi Linn. using geostatistical analysis: a case study in Meighan Playa in Iran

Tilaki G. A. D., Kamarei R., Vafakhah M.

Polish Journal of Ecology

|

2013

|

Vol. 61, nr 1

93--104

EN

This study is an assessment of the relation of the spatial variability of Nitraria schoberi Linn. to the soil properties conducted by using geo-statistical analysis. In an area of 140 ha a regular network from a semi-arid region of Meighan Playa in central Iran was selected. The results showed that statistically most of the variables fit spherical, exponential and Gaussian models. The lowest and the highest coefficients of variation were found with the soil pH (27%) and the density (66%) of Nitraria schoberi, respectively. The semi-variogram analysis showed that the effective range fluctuated from 150 m for silt to 2563.43 m for the acidity of the soil. The electronic conductivity and soil texture showed more spatial dependency than the organic matter.

8

Spatial Differentiation of Total Nitrogen Content and the Activity of n-transforming Enzymes in a Soil

Piotrowska-Długosz A., Rybacki M., Długosz J., Kobierski M., Wilczewski E.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 6

663--674

EN

The objective of this study was to evaluate and compare the spatial differentiation of total N (NTOT) content and urease (UR), nitrate reductase (NR) and arginine deaminase (ADA) activities in the surface horizon of Luvisol and Phaeozem of the Pomerania and Cuiavia region. 50 soil samples from both study areas were collected in April 2007 in a square sampling grid (90 × 40 m). The results were evaluated with the use of geostatistical methods. Spatial variability of the investigated parameters was evaluated by using empirical semivariograms with adjusted theoretical mathematical model of variograms. Raster maps of the studied properties were drawn. The concentration of chemical properties (TN, TOC, pHKCl) and the activity of UR and ADA was significantly higher in Phaeozem compared to Luvisol. Only the nitrate reductase activity was similar in samples of both types of soils. To characterise the spatial variability of the properties studied, spherical or mixed (spherical/linear) models with or without the nugget effect (only NR activity in Luvisol), were fitted to the calculated semivariograms. Total N content, NR activity in Phaeozem and ADA activity in Luvisol were in the strong variability class (the nugget effect < 25 %), while UR activity in both soil types and ADA activity in Phaeozem were situated in the moderate variability class (the nugget effect between 25 and 75 %). The ranges of influence calculated for properties studied ranged from 9.0 to 17 m. The raster maps showed that the distribution of each variable had a different pattern on the area studied. A specific variable was distributed in both topsoils in a different way.

PL

Celem badań było określenie zmienności przestrzennej zawartości N-ogółem (TN) oraz aktywności ureazy (UR), nitroreduktazy (NR) i poziomu deaminacji argininy (ADA) w poziomie powierzchniowym gleby płowej oraz czarnej ziemi regionu Pomorza i Kujaw. W kwietniu 2007 r. z obu obszarów pobrano po 50 próbek glebowych z punktów zlokalizowanych w sztywnej siatce kwadratów (90 × 40 m). Wyniki zmienności przestrzennej badanych parametrów określono za pomocą empirycznych variogramów oraz map rastrowych. Zawartość parametrów chemicznych (TN, TOC, pHKCl) oraz aktywność UR i ADA były większe w czarnej ziemi w porównaniu do gleby płowej. Jedynie aktywność nitroreduktazy była zbliżona w obu typach badanych gleb. Zmienność przestrzenną badanych parametrów przedstawiono za pomocą sferycznych lub mieszanych (sferyczno-liniowych) modeli semivariogamów. Zawartość N ogółem, aktywność NR w czarnej ziemi oraz ADA w glebie płowej znajdowały się w niskiej klasie zmienności (wariancja samorodka < 25 %) natomiast aktywność UR w obu typach gleb oraz ADA w czarnej ziemi zaliczono do średniej klasy zmienności. Zakresy autokorelacji badanych zmiennych wynosiły od 9 do 17 m. Mapy przestrzennego rozmieszczenia wyników badanych zmiennych wykazały, że rozmieszczenie wartości każdej z nich wykazywało inny kierunek. Ponadto wartości danej cechy były odmiennie rozmieszczone w obu typach gleb.

9

Analiza przestrzennej zmienności wybranych cech budowy pionowej drzewostanu na podstawie danych lotniczego skanowania laserowego

Zarzecka M., Będkowski K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

501--507

PL

Jednym z ważniejszych elementów opisu aktualnego stanu drzewostanów jest informacja o ich budowie pionowej (układzie warstw). Informacje te gromadzone są w ramach okresowych inwentaryzacji zasobów leśnych. Z uwagi na dużą pracochłonność mają one jednak charakter bardzo ogólny, gdyż są odnoszone do stosunkowo dużych fragmentów lasu. Poszukuje się sposobów pozwalających na uzyskanie informacji o budowie niedużych fragmentów drzewostanów, o wielkości kilku- kilkunastu arów. Lotniczy skaning laserowy z powodzeniem jest wykorzystywany przez leśników do określania wysokości drzewostanów, liczby drzew w drzewostanie oraz wielkości jego biomasy. Dostrzeżono także możliwość rozpoznawania za pomocą skanowania laserowego pionowej budowy drzewostanów. Przeprowadzono badania w drzewostanie z sosną pospolitą w górnym piętrze, które miały na celu sprawdzenie możliwości detekcji dolnej warstwy podszytu składającego się z gatunków liściastych. Wykonano analizę histogramów rozkładów pionowych chmur punktów lotniczego skaningu laserowego. Histogramy przedstawiały liczbę impulsów zarejestrowanych w 0.5 m warstwach: 0÷0.5 m, 0.5÷1. 0, itd. Do opisania kształtu histogramów zaproponowano 7 cech. Stwierdzono, że dzięki ich zastosowaniu możliwe jest rozpoznanie obecności dolnej warstwy w drzewostanie.

EN

One of most important characteristics describing forest is their vertical structure (number of layers). This information is collected during periodical forest inventories. The inventory procedures are time-consuming and can provide only general information, describing relatively big parts of forests. There are still a lot of research activities on the search for methods providing more accurate information. In past aerial laser-scanning was successfully adopted by foresters to determine forest height, number of trees and biomass volume. There was suggested also to use ALS to detect forest vertical structures. This paper describes research made in an Scotch pine (Pinus silvestris) stand with some deciduous species in order to check whether it is possible to detect an forest understory with ALS data. An analysis of histograms describing vertical structure of laser-scanning clouds in half-meter layers was done. Histogram shapes were described with 7 special developed variables V1÷V7. It was found, that there is possible to detect the presence of forest understorey with one of variables.

10

Spatial Variability of Total Nitrogen in the Surface Horizon at the Production Field Scale

Spychaj-Fabisiak E., Długosz J., Piłat K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 4

629-635

EN

Soil total nitrogen does not come under so great temporal changes as its mineral forms, but it could be spatially differentiated. Spatial variability of total nitrogen could occur in the region scale as well as in the microscale that is to say within production field scale. For agricultural practice very important is to know spatial variability of its nitrogen form in the field scale since it could be very important to optimization of fertilization. That is why the objective of this study was to estimate total nitrogen spatial variability in the field scale. To this end 16.5 hectare field after winter wheat cultivation was chosen and soil samples from 47 individual points were collected in spring every 50 m. Total nitrogen was determined by Kjeldahl method. On the basis of total N content results empirical variograms were drawn with SURFER 8.0 software. On the ground of variograms, mathematical models and raster maps illustrating the distribution of investigated total nitrogen content in the field scale were drown. Basic statistic calculations were done with the use of STATISTICA 8.0 software. Results showed differentiated concentration of total nitrogen content in the humic horizon of investigated soil (0.78–1.11 g kg–1). Small differentiation of determined nitrogen could be confirmed by low standard deviation (0.078) and low correlation coefficients (8.44 %). Geostatistical analysis proved that surface layer nitrogen did not occur full dispersion what was confirmed by nugget effect amounting 0.001 (g/kg)2 with the sill variance accounted for 0.006 (g/kg)2. The large range of 212 m evidenced that the correlation between total nitrogen content is bigger than distances between samples points. Proper adjustment of models (spherical and nugget effect) was confirmed also by the variance calculated (0.006 [g/kg]2), similar to sill variance defined on the ground of those models.

PL

Azot ogółem w glebach nie podlega tak dużym zmianom w czasie jak jego formy mineralne, ale jego zawartość może być zróżnicowana przestrzennie. To zróżnicowanie może występować w makroskali np. regionu, jak i w mikroskali, czyli w obrębie pola produkcyjnego. Dla praktyki rolniczej szczególnie ważne jest poznanie zmienności tej formy azotu na obszarze pola, gdyż może to być pomocne przy optymalizacji nawożenia. Dlatego też celem niniejszej pracy było oszacowanie zmienności przestrzennej azotu ogółem w obrębie pola uprawnego. Do tego celu wytypowano pole po pszenicy ozimej o powierzchni 16,5 ha, z którego wiosną pobrano próbki z 47 punktów rozmieszczonych co 50 m. Azot ogółem oznaczono metodą Kjeldahla. Na podstawie otrzymanych wyników przy zastosowaniu programu SURFER 8.0 wykreślono wariogram empiryczny, który posłużył do stworzenia modelu i wykreślenia mapy rastrowej obrazującej rozkład badanej formy azotu w obrębie pola. Wykonano również obliczenia statystyczne przy użyciu programu STATISTIKA 8.0. Przeprowadzone badanie wykazały zróżnicowaną zawartość azotu ogółem w poziomie próchnicznym (0,78–1,11 g kg–1). O niewielkim zróżnicowaniu analizowanego parametru może świadczyć mała wartość odchylenia standardowego (0,078) oraz mały współczynnik zmienności (8,44 %). Przeprowadza analiza wykazała, że azot w poziomie powierzchniowym nie występuje w pełnym rozproszeniu, o czym świadczy występowanie efektu samorodka, który dla badanej cechy wynosił 0,001 (g/kg)2 przy wariancji progowej wynoszącej 0,006 (g/kg)2. Duży zasięg wynoszący 212 m świadczy o skorelowaniu zawartości azotu ogółem na odległości większe niż odległości między punktami pobierania próbek. Dobre dopasowanie modeli (sferycznego i efektu samorodka) potwierdza również wariancja obliczona 0,006 (g/kg)2, która jest zbliżona do wariancji progowej odczytanej na podstawie tych modeli.

11

Spatial Variability of Total Mercury Content in Surface Horizon of Soils of Gnieznienskie Lakeland Area

Malczyk P., Rydlewska M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 8

1087-1092

EN

The paper presents the results of total mercury content in terms of pollution of agricultural soils of Gniezno Lakeland by this element, as well as spatial characteristics of this metal. Statistical relationship between content of mercury in arable-humous horizon and active, exchangeable and hydrolytic acidity, organic carbon and total nitrogen was also demonstrated. For the analysis 213 bulk samples from surface horizons were collected. The total mercury content in selected soil samples were determined by mercury analyzer AMA 254. The precision of the method and obtained results was confirmed with reference material TILL-3 (Certificate of Analysis 1995) and S-VM (Certificate Czechoslovak Reference Material) for Hg determination. Physical and chemical properties of soil samples were determined following standard procedures. Statistical analysis of results was evaluated on the basis of computer programme “STATISTICA” 6.0 PL. Studies of the total mercury content showed relatively small differences in the concentrations of the element in analyzed area. The total mercury content ranged from 0.0081 to 0.1620 mg kg–1, and only in the one case exceeded the average natural concentration of this element. On the basis of statistical analysis between the total mercury content and selected physicochemical properties of soil such as pH in H2O, pH in KCl, hydrolytic acidity, organic carbon and total nitrogen was found that there are average correlations by Pearson (0.3 rxy < 0.5).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań całkowitej zawartości rtęci w aspekcie zanieczyszczenia gleb uprawnych Pojezierza Gnieźnieńskiego tym pierwiastkiem, a także specyfiki rozmieszczenia przestrzennego tego metalu. Oceniono również statystyczne zależności pomiędzy zawartością rtęci a kwasowością czynną, wymienną i hydrolityczną, zawartością węgla organicznego oraz ogólną zawartością azotu. Do analiz pobrano 213 zbiorczych próbek z powierzchniowych poziomów ornopróchnicznych. Całkowitą zawartość rtęci w wybranych do analiz próbkach glebowych oznaczono w analizatorze rtęci AMA 254. Dokładność zastosowanej procedury analitycznej oznaczania Hg potwierdzono na podstawie analizy certyfikowanego materiału odniesienia TILL-3 oraz S-VM. Właściwości fizykochemiczne próbek glebowych oznaczono metodami analitycznymi ogólnie przyjętymi w gleboznawstwie. Analizę statystyczną wyników badań przeprowadzono za pomocą programu komputerowego "STATISTICA" 6.0 PL. Badania całkowitej zawartości rtęci wykazały stosunkowo niewielkie zróżnicowanie stężenia tego pierwiastka na analizowanym obszarze. Całkowita zawartość rtęci wahała się w zakresie od 0,0081 do 0,1620 mg kg-1, i tylko w jednym przypadku przekroczyła naturalne średnie stężenie tego pierwiastka. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń zależności statystycznych pomiędzy całkowitą zawartością rtęci i wybranymi właściwościami fizykochemicznymi ornopróchniczych poziomów gleb uprawnych, tj. kwasowością czynną, wymienną i hydrolityczną, zawartością węgla organicznego oraz ogólną zawartością azotu stwierdzono, że pomiędzy badanymi zmiennymi występują przeciętne statystycznie korelacje wg Pearsona (0,3 rxy < 0,5).

12

Coefficient of Variation in Time and Spatial EMF Measurements Near Transmitting Stations

Lewicki R., Ługowski A.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2010

|

nr 11

1688-1690

EN

The coefficient of variation (CoV) has been examined for measurements of electromagnetic fields (EMF) near high and medium power transmitting base stations in Poland. The time and spatial variation of signals at points of investigation (POI) has been measured for different locations and for different radiocommunication systems. It has been found that the time variation of signals in the far field region has Iow value (CoV < 11%). The spatial variation, considered as the change within the cube of size of 0,6 m x 0,8 m x 0,8 m, is higher (CoV < 33%) but is still Iow. It means that the probability that the human exposure assessment will be incorrect because of improper choice of the measurement time or location of probe in each POI is relatively Iow.

PL

Przedstawiono wyniki analizy współczynnika zmienności (CoV) natężenia pola elektrycznego zmierzonego w otoczeniu stacji nadawczych dużej i średniej mocy w Polsce. Zmienność w czasie i przestrzeni została zmierzona w punktach obserwacji (POI) dla sygnałów emitowanych przez różne systemy radiodyfuzyjne i radiokomunikacyjne. Stwierdzono, że w obszarze pola dalekiego zmienność poziomu mierzonych sygnałów jest stosunkowo mata (CoV < 11%). Zmienność przestrzenna rozpatrywana w sześcianie o wymiarach 0,6 m x 0,8 m x 0,8 m jest większa (CoV < 33%), ale nadal stosunkowo mała. Oznacza to, że prawdopodobieństwo niewłaściwej oceny zagrożenia ludzi elektromagnetycznym promieniowaniem niejonizującym, ze względu na nieoptymalny wybór czasu i położenia sondy w punkcie pomiarowym, jest względnie małe.

13

Spatial Variability of Mineral Nitrogen Forms in Some Soils of Pomerania and Cuiavia Region

Piotrowska A., Długosz J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 7

817-825

EN

Results concerning spatial variability of mineral nitrogen forms content in the field scale are both of theoretical and practical significance and could be used to optimization of nitrogen fertilization. The objective of this study was to evaluate and compare the spatial Variability of mineral nitrogen forms (N-NO3- andN-NH4+) in the surface horizon (0-20 cm) of two different arable soils: Alfisols and Phaeozems of the Pomerania and Cuiavia region. For this purpose 50 soil samples were taken from each soil type from sampling sites located in a square sampling grid (10 m x 10 m). The results were evaluated with the use of classic statistical and geostatistical methods. Spatial variability of investigated nitrogen forms was evaluated with use of raster maps drawn after the approximation of source data by kriging method applied with the use of the SURFER 8.0 software. The amount of N-NH4+ was differentiated both within soil types and between them. Concentration of this nitrogen form in Pharoses ranged 10.0-28.4 mg o kg-1 and was lower than in Alfisols, ranging from 15.9 to 37.1 mg N-NH4+ o kg-1. The amount of nitrate nitrogen fluctuated significantly. A higher concentration of this form was noted in Phaeozems (10.6-44.3 mg N-NO3- o kg-1) than in Alfisols (6.2 to 51.8 mg N-NO3- o kg-1). As confirmed by range values the differentiation of the investigated nitrogen forms within the soil type was very high. It corroborated with coefficients of variations (CV%) for N-NH4+ and N-NO3- amounting 28.6 and 31.2 in Phaeozems and 22.0 and 48.9 in Alfisols.

PL

Wyniki badań dotyczących zmienności przestrzennej zawartości mineralnych form azotu w skali pola uprawnego mogą mieć znaczenie zarówno poznawcze, jak i praktyczne i mogą być wykorzytane do optymalizacji nawożenia roślin azotem. Celem badań było rozpoznanie i porównanie zmienności przestrzennej zawartości mineralnych form azotu (N-NO3- oraz N-NH4+) w poziomie powierzchniowym dwóch odmiennych typów gleb uprawnych obszaru Pomorza i Kujaw, a mianowicie gleba płowa oraz czarna ziemia. W rym celu z każdego typu gleby pobrano 50 próbek z punktów zlokalizowanych w sztywnej siatce kwadratów o boku 10 m. Otrzymane wyniki opracowano metodami statystycznymi i geostatystycznymi. Zmienność przestrzenną badanych form azotu określono na podstawie map rastrowych wykreślonych po aproksymacji danych źródłowych metodą krigingu. Zawartość N-NH4+ byta zróżnicowana zarówno w badanych typach gleb, jak i pomiędzy nimi. Zawartość tej formy azotu w czarnej ziemi mieściła się w zakresie 10.0-28.4 mg o kg-1 i była mniejsza niż w glebie płowej, która zawierała od 15.9 do 37.1 mg N-NH4+ o kg-1. Odmiennie kształtowała się natomiast zawartość formy azotanowej, której większe ilości stwierdzono w czarnej ziemi (10.6-44.3 mg N-NO3- o kg-1) niż w glebie płowej, która zawierała od 6.8 do 51.8 mg N-NO3- o kg-1. Jak wynika z przedstawionych zakresów, zróżnicowanie zawartości badanych form azotu w obrębie typu gleby było również bardzo duże. Potwierdzają to obliczone współczynniki zmienności (CV%) dla N-NH4+ i N-NO3- wynoszące odpowiednio: 28.6 i 31.2 w czarnej ziemi oraz 22.0 i 48.9 w glebie płowej.

14

Zmienność przestrzenna NDVI i wskaźników tekstury Zaborskiego Parku Krajobrazowego w zależności od gospodarczego oddziaływania człowieka

Kunz M., Nienartowicz A.

Teledetekcja Środowiska

|

2007

|

T. 37

51--60

EN

The landscape structure can be analysed in different ways while using different methods, research tools and initial data. One of the effective research methods is remote sensing together with satellite imageries obtained by this method. This technology used to be successfully applied in ecology, e.g. for evaluation of forest landscape structure modifi ed by economic activity of man. In the studies carried out by remote sensing methods, it was found that the current landscape structure results from its previous states and is shaped both by man and by natural processes. Having the above statements as a starting point, an analysis of forest landscape structure was performed in the territory of the Zaborski Landscape Park, based on Landsat satellite imageries from the period 1975-2003. The NDVI was calculated for the entire park as well as for three research plots situated within the park. Squares were set up as research plots, with a side of 5040 m long. Each square encompassed 28 224 pixels of dimensions 30 x 30 m. The squares were set up in areas of different intensity of forestry and different share of secondary forests on formerly arable soils. On the basis of generated images presenting the spatial diversifi cation of NDVI, the following texture parameters were defi ned for each research plot: diversity (H), fragmentation (F), fractal dimension (FD). In calculations of the diversity index and fragmentation, the size of the matrix window amounted to 5x5 pixels. The fractal dimension was calculated with the triangular prism method described by Altobelli et al. (2001). The NDVI was also calculated for three sets, each comprising 24 or 25 test areas distributed within each research plot. Test areas were squares with a side of 300x300 metre long representing all age classes of tree stands in the habitat of fresh and dry pine forest. The completed database on subdivisions of the surface area division as well as the course of the process of deforestation and afforestation of the region during the period 1796-2003, allowed the detailed analysis of the obtained results with reference to land use history in this area. In the comparative analysis of three research plots on the basis of structure indices, the graphic method of Jentys-Szaferowa (1948) was applied and methods of numerical taxonomy. On the basis of the performed analyses, it was concluded that together with the increased human pressure on the nature, the average value of NDVI decreased together with the simultaneous increase of indices expressing the diversity, fragmentation and fractal dimension of the landscape.

15

Próba zastosowania metody krigingu do wykonania map izolinii stężenia pyłu zawieszonego PM10 dla rejonu aglomeracji warszawskiej

Brandyk A., Majewski G., Porretta L.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2007

|

Vol. 16, No. 2

93--100

EN

In this paper an attempt was made to apply kriging method for the creation of isoline maps of particulate matter PM10 concentration for Warsaw agglomeration for the following days: 20.02.2005, 21.02.2006, 22.02.2006, either distinguished by the presence of different meteorological conditions. Obtained empirical variograms of PM10 concentration values were of irregular course on account of a low number of measurement points availability (15 monitoring stations of particulate matter concentration). Those irregular courses of empirical variograms caused the arbitrary selection of theoretical functions for their approximation. Applying the arbitrarily selected functions for particulate matter concentration interpolation done by kriging method resulted in creating approximate PM10 concentration isoline maps. It was stressed that obtaining reliable isoline maps of related concentrations would require the availability of a wide range of measurement points.

16

Modelowanie zmienności przestrzennej podatności magnetycznej gleb na obszarze Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego

Zawadzki J., Fabijańczyk P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr S3

379-391

PL

Pomiary zmiany podatności magnetycznej spowodowane depozycjami pyłowymi pochodzenia antropogennego są wykorzystywane do szybkiej oceny zanieczyszczenia gleb. W celu planowania sposobu wykonania pojedynczego pomiaru oraz całej kampanii pomiarowej, a także podczas opracowywania wyników są wykorzystane metody geostatystyczne. Niniejszy artykuł prezentuje analizę zmienności przestrzennej podatności magnetycznej górnej warstwy gleb Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego (GOP). W tym celu wykorzystano wartości podatności magnetycznej objętościowej (K) zmierzonej bezpośrednio w terenie, na kilku obszarach zlokalizowanych na terenie GOP, jak również podatności magnetycznej właściwej (x) zmierzonej w laboratorium, dla próbek zebranych z tych obszarów. Badane obszary zostały opróbkowane z różną gęstością, co pozwoliło na wyznaczenie różnych skal zmienności przestrzennej. Wyniki badań pokazują, że podatność magnetyczną gleb GOP cechuje kilka skal zmienności, poczynając od skali lokalnej aż do skali regionalnej. Na podstawie wyznaczonych miar zmienności przestrzennej określono cztery typowe zakresy zmienności równe: 35, 850 m oraz 5 i 12 km, z błędem średnim około 20%. Zasięg zmienności, wynoszący 12 m, można odnieść do warunków regionalnych (skali regionalnej), natomiast mniejsze zasięgi zmienności do warunków lokalnych (skali lokalnej).

EN

Measurements magnetic susceptibility changes caused by industrial airborne particulate deposition of anthropogenic origin, are used for the quick assessment of potential soil contamination with heavy metals. Geostatistical methods are useful to plan ways of individual measurement and the whole measuring campaign as well as to work out the results. This study presents the analysis of spatial variability of magnetic susceptibility of top soil layers of the Upper Silesia Industrial Area (USIA). For this purpose the values of magnetic susceptibility have been measured both in field, ie on a few sites located within USIA and in laboratories on soil samples taken from this region. The study areas have been sampled out with a varied density, which allowed for the designation of scales of spatial variability. The study shows that magnetic susceptibility of soils of USIA is characterized by a few scales of variability ranging from the local to the regional one. Four ranges of variability have been designated: 35, 850 m. 5 and 12 kin with the standard deviation of about 20%. The range of variability of 12 kilometers refers to the regional conditions (the regional scale), whereas the smaller ranges correspond to the local conditions (the local scale).

17

Wieloletnia zmienność występowania osadów atmosferycznych na Pomorzu

Kalbarczyk E.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2005

|

Vol. 14, No. 1

224--233

EN

The aim of the studies was to determine many year time and spatial variability of occurrence of main atmospheric deposits in the area of Pomerania. The studies were carried out on the basis of The IMGW (The Institute of Meteorology and Water Management) data including a monthly average number of days with dew, hoar frost, rime and glaze in 1971-2000, gathered in 16 meteorological stations in Pomerania. The most freąuent deposit in Pomerania was dew which was observed on average for 1/3 days during a year. The largest number of days with dew was noticed in August, hoar frost occurred most freąuently in December and rime and glaze in January. Statistically a significant decrease in annual number of days with dew was observed in Ponterania in 1971-2000, whereas no noteworthy trend as to the annual number of days with hoar frost, rime and glaze occurred. In the area of the Polish Coast and particularly in the vicinity of Zatoka Gdańska (Gdańsk Bay) and Zalew Szczeciński (Szczecin Lagoon) the atmospheric deposits were on average observed the least frequently as compared to the areas in central parts of Pomerania.

18

Struktura czasowo-przestrzenna zachmurzenia na Pomorzu

Kalbarczyk E.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2004

|

Vol. 13, No. 1

174--183

EN

The aim of the paper was to characterize the degree of the state of the sky in Pomerania and its time and spatial variability. The average yearly state of the cloudiness in the years 1971-2000 amounted to 5.2° in the scale 0-8°. May was the month of the least cloudiness amounting to 4.4° on average and December was the month of the largest cloudiness equalling 6.0°. There were about 40 clear days and 140 cloudy days in Pomerania during the year. Most of the clear days occurred in May - on average 5.5. The least number of clear days was observed in November - on average 1.3. The highest number of cloudy days was in December, on average about 18; the fewest cloudy days occurred in August, on average about 6. In the years 1971-2000 the number of cloudy days significantly increased in April, June, September and November.

19

Analiza wariogramu nieregularnie rozmieszczonych danych wysokościowych reprezentujących powierzchnie geologiczną

Goldsztejn P.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2004

|

Vol. 107, nr 39

115-122

PL

W niniejszym artykule przedstawiono procedurę wykorzystania wariogramu do analizy zmienności nieregularnie rozproszonych danych. Metodykę omówiono na przykładzie danych dotyczących położenia stropowej powierzchni glin glacjalnych w centrum Wrocławia. Przestrzenną zmienność danych analizowano przy użyciu funkcji wariogramu. Eksperyment wykazał, że przebieg eksperymentalnego wariogramu w najlepszy sposób przybliża funkcja liniowa. Parametry tej funkcji, wykorzystane w algorytmie obliczeniowym metody interpolacji (krigingu), posłużyły do otrzymania wiarygodnej mapy badanej powierzchni.

EN

The article describes how to use variogram for spatial diversity analysis of irregularly spaced data. The procedure bases on the data of the top surface of glacial tills in the center of Wroclaw City Spatial diversity of data was analyzed by the variogram function. Among all available mathematics approximation of data diversity, the linear function fitted the experimental variogram in a best way-Parameters of that function were afterwards used for optimizing gridding (kriging) algorithm, which was then used for creating trustful and realistic map.

20

Przestrzenna zmienność właściwości fizyczno-mechanicznych w złożach serpentynitu Nasławice oraz granitu i gnejsu Strzelin (Dolny Śląsk).

Figarska-Warchoł B., Stańczak G.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 104, nr 37

17-35

PL

Na podstawie danych z otworów wiertniczych badano zmienność gęstości pozornej, nasiąkliwości wagowej, ścieralności w bębnie Devala oraz wytrzymałości na ściskanie. Przedstawiono statystyczny opis zróżnicowania tych właściwości. Przestrzenny obraz zmienności uzyskano przez rozcięcie bryły złoża na poziome plastry. Dla każdego plastra sporządzono mapy badanych właściwości w oparciu o kriging blokowy. Następnie zastosowano analizę wieloczynnikowa, która pozwoliła wyróżnić w obrębie plastrów obszary o najbardziej korzystnych właściwościach.

EN

Variability of mechanical properties of two deposits "Nasławice" (serpentinite) and "Strzelin" (granite and gneiss) located in Lower Silesia (SW Poland) are analysed in the paper. The following parameters tested on the log samples were considered: apparent density, water absorptivity, grindability in Deval drum and compressive strength. Deposits were sliced into horizontal layers, to find out spatial (2.5 D) variability of the parametres. Block kriging allowed obtaining contour maps of the properties. They revealed cosiderable improvement of technical properties of the stones with the depth in the "Strzelin" granite and less pronounced spatial changes in the "Nasławice" serpentinite. MCE analysis (Multi-Criteria Evaluation) applied nextly allowed for the selection of the best parts of both deposits.