Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Derinkuyu dry bean irrigation planning in semi-arid climate by utilising crop water stress index values

Uçak Ali B., Atılgan Atılgan, Korytowski Mariusz, Kocięcka Joanna, Liberacki Daniel, Stachowski Piotr, Saltuk Burak, Rolbiecki Roman

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 59

145--152

EN

This study was conducted to determine crop water stress index (CWSI) values and irrigation timing in the case of Derinkuyu dry bean (Phaseolus vulgaris L.). In 2017, dry beans were grown as the main crop according to the field design consisting of plots divided into randomised blocks. Irrigation treatment comprised full irrigation (I100) and irrigation issues with three different levels of water stress (I66, I33, I0). This study applied 602 mm of water under the I100 irrigation. The yield of Derinkuyu dry beans was equal to 3576.6 kg∙ha-1 in I100 irrigation. The lower limit (LL) value, which is not necessary for the determination of CWSI, was obtained as the canopy-air temperature difference (Tc - Ta) versus the air vapour pressure deficit (VPD). The upper limit (UL) value, at which the dry beans were wholly exposed to water stress, was obtained at a constant temperature. The threshold CWSI value at which the grain yield of dry beans started to decrease was determined as 0.33 from the measurements made with an infrared thermometer before irrigation in I66 irrigation treatment. As a result, it can be suggested that irrigation should be applied when the CWSI value is 0.33 in dry beans. Furthermore, the correlation analysis revealed a negative correlation between grain yield and crop water stress index and a positive correlation between yield and chlorophyll content. According to variance analysis, significant relationships were found between the analysed parameters at p ≤ 0.01 and p ≤ 0.05.

2

Impact of the projected climate change on soybean water needs in the Kuyavia region in Poland

Kasperska-Wołowicz Wiesława, Rolbiecki Stanisław, Sadan Hicran A., Rolbiecki Roman, Jagosz Barbara, Stachowski Piotr, Liberacki Daniel, Bolewski Tymoteusz, Prus Piotr, Pal-Fam Ferenc

Journal of Water and Land Development

|

2021

|

no. 51

199--207

EN

According to the SRES A1B climate change scenario, by the end of the 21st century temperature in Poland will increase by 2-4°C, no increase in precipitation totals is predicted. This will rise crop irrigation needs and necessity to develop irrigation systems. Due to increase in temperature and needs of sustainable agriculture development some changes in crop growing structure will occur. An increase interest in high protein crops cultivation has been noted last years and further extension of these acreage is foreseen. Identifying the future water needs of these plants is crucial for planning and implementing sustainable agricultural production. In the study, the impact of projected air temperaturę changes on soybean water needs, one of the most valuable high-protein crops, in 2021-2050 in the Kuyavia region in Poland was analysed. The calculations based on meteorological data collected in 1981-2010 were considered as the reference period. Potential evapotranspiration was adopted as a measure of crop water requirements. The potential evapotranspiration was estimated using the Penman-Monteith method and crop coefficient. Based on these estimations, it was found that in the forecast years the soybean water needs will increase by 5% in the growing period (from 21 April to 10 September), and by 8% in June-August. The highest monthly soybean water needs increase (by 15%) may occur in August. The predicted climate changes and the increase in the arable crops water requirements, may contribute to an increase in the irrigated area in the Kuyavia region and necessity of rational management of water resources.

3

The Water Balance in a Dam Reservoir - a Case Study of the Przebędowo Reservoir

Waligórski Błażej, Korytowski Mariusz, Zydroń Adam, Liberacki Daniel, Fiedler Michał, Stasik Rafał

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 1

324--346

EN

This study presents the results of investigations conducted in the hydrological years of 2017 and 2018 in the immediate catchment of the Przebędowo reservoir, located in the Wielkopolskie province 25 km north of Poznań in the Murowana Goślina commune. The immediate catchment of the reservoir is approx. 95 km2 in area, while the direct recharge area of the lake (immediate catchment) covers 1.31 km2. The areas adjacent to the reservoir are arable lands composed of fluvial Quaternary (Pleistocene) deposits, while the analysis of layers covered by piezometers showed a predominance of medium sands deposited to a depth of approx. 3 m. The analysed reservoir was constructed in the valley of the Trojanki river (from 6+915 km to 8+371 km of its course) by the Wielkopolska Land Reclamation and Hydraulic Structure Authority in Poznan and it was commissioned in November 2014. The embankment dam of the reservoir is class IV, it is 334 m in length and 3.30 m in height. The reservoir of 1450 m in length and maximum width of 120 m, at the normal pool elevation of 72.50 m a.s.l. has a mean depth of 0.94 m and the pool area of 12.03 ha. The shoreline length of the reservoir is 2980 m, shoreline density is 248 m·ha-1 and the elongation index is 12. In turn, the flood control capacity derived from the difference between normal and maximum pool level is around 67 000 m3. The conducted analyses confirmed that apart from the weather conditions such as precipitation, air temperatures and evaporation from the reservoir a considerable role for the fluctuations in water levels in the reservoir was played by the anthropogenic factor. It was particularly related with the manner of reservoir operation frequently characteristic to dammed reservoirs and with the artificial control of water circulation. Analysis of the water balance for the Przebędowo reservoir showed that in the winter half-years of the analysed hydrological years of 2017 and 2018 the dominant factor in the case of increments was connected with inflow to the reservoir in the Trojanka watercourse, amounting to 12.9 hm3 and 5.16 hm3, respectively. To a much lesser extent the increments of water in those half-years were determined by the inflow to the reservoir from adjacent areas and by precipitation. In the case of losses the greatest share in the water balance was observed in the discussed half-years for outflow from the reservoir through the watercourse, which amounted to 10.0 hm3 and 3.75 hm3. To a lesser extent losses were determined by the uncontrolled underground outflow and subsurface inflow to the reservoir from adjacent areas. In turn, evaporation from the reservoir surface and water storage losses determined losses only slightly. Whereas in the summer half-years the increments in the water balance to the greatest extent were determined by inflows to the reservoir through the watercourse, which amounted to 10.7 hm3 (2017) and 3.59 hm3 (2018), while in the case of losses it was outflows from the reservoir amounting to 9.06 hm3 and 2.7 hm3. In turn, a lesser role was played in the case of losses by outflow from the reservoir to adjacent areas, which in the discussed half-years was comparable and amounted to a mean 0.66 hm3. Throughout the entire period of the analysed hydrological years of 2017 and 2018 the greatest share in the water balance for the Przebędowo reservoir was recorded for the components related with the horizontal water exchange. Inflows to the reservoir through the Trojanka watercourse and outflows constituted mean 49% and 38%, respectively. In the dry hydrological year of 2018 a significant share, in comparison to the other components, in the water balance was also found for the subsurface outflows from the reservoir to adjacent areas, accounting for 9%. In contrast, no major share in the water balance was found for the factors related with the vertical water exchange, characteristic of reservoirs having no outlets, such as precipitation and evaporation from the reservoir surface.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w latach hydrologicznych 2017 i 2018 w zlewni bezpośredniej zbiornika Przebędowo, zlokalizowanego w województwie wielkopolskim, 25 km na północ od Poznania w gminie Murowana Goślina. Powierzchnia zlewni całkowitej zbiornika wynosi około 95 km2, natomiast obszar bezpośredniej alimentacji jeziora (zlewnia bezpośrednia) zajmuje powierzchnię 1,31 km2. Tereny przyległe do zbiornika to grunty orne zbudowane z osadów czwartorzędowych (plejstocen) fluwialnych, a analiza warstw objętych piezometrami wykazała przewagę piasków średnich zalegających do głębokości około 3 m. Analizowany zbiornik został wykonany w dolinie rzeki Trojanki (od km 6+915 do km 8+371 jej biegu), przez Wielkopolski Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych w Poznaniu i został oddany do eksploatacji w listopadzie 2014 roku. Ziemna zapora czołowa na zbiorniku jest klasy IV, jej długość wynosi 334 m, przy wysokości 3,30 m. Zbiornik o długości 1450 m i szerokości maksymalnej 120 m, przy normalnym poziomie piętrzenia (NPP) wynoszącym 72,50 m n.p.m. ma średnią głębokość 0,94 m i powierzchnię zalewu 12,03 ha. Długość linii brzegowej omawianego zbiornika wynosi 2980 m, jej rozwinięcie kształtuje się na poziomie 248 m·ha-1 a wskaźnik wydłużenia wynosi 12. Natomiast rezerwa powodziowa stanowiąca różnicę pomiędzy NPP, a Max. PP osiąga wartość na poziomie około 67000 m3. Przeprowadzone badania potwierdziły, że poza czynnikami meteorologicznymi takimi jak opady atmosferyczne, temperatury powietrza oraz parowanie z powierzchni zbiornika duży wpływ na kształtowanie się stanów wody w zbiorniku miał również czynnik antropogeniczny. W szczególności związany z, często charakterystycznym dla zbiorników zaporowych, sposobem eksploatacji zbiornika i sztucznym sterowaniem obiegiem wody. Analiza bilansu wodnego zbiornika Przebędowo wykazała, że w półroczach zimowych analizowanych lat hydrologicznych 2017 i 2018 czynnikami wiodącymi po stronie przychodów były dopływy do zbiornika ciekiem Trojanka wynoszące odpowiednio 12,9 hm3 i 5,16 hm3. W znacznie mniejszym stopniu o przychodach wody w tych półroczach decydowały dopływ do zbiornika z terenów przyległych oraz opad atmosferyczny. Po stronie rozchodów największy udział w równaniu bilansowym miał, w omawianych półroczach odpływ ze zbiornika ciekiem, który wyniósł 10,0 hm3 i 3,75 hm3. W mniejszym stopniu o rozchodach decydował niekontrolowany odpływ wgłębny oraz dopływ podpowierzchniowy do zbiornika z terenów przyległych. Parowanie z powierzchni zbiornika oraz ubytki retencji decydowały o rozchodach w sposób nieznaczny. Natomiast w półroczach letnich o przychodach w równaniu bilansowym w największym stopniu również decydowały dopływy do zbiornika ciekiem, które wyniosły 10,7 hm3 (2017) oraz 3,59 hm3 (2018), a postronnie ubytków odpływy ze zbiornika kształtujące się na poziomie odpowiednio 9,06 hm3 oraz 2,7 hm3. Natomiast w mniejszym stopniu o rozchodach decydował odpływ ze zbiornika do przyległych terenów, który w omawianych półroczach był zbliżony i kształtował się na średnim poziomie 0,66 hm3. W skali całych analizowanych lat hydrologicznych największy udział w bilansie wodnym zbiornika Przebędowo miały składowe związane z poziomą wymianą wody. Dopływy do zbiornika ciekiem Trojanka oraz odpływy stanowiły średnio około 49% i 38%. W suchym pod względem opadów roku hydrologicznym 2018 istotny, w porównaniu do pozostałych składowych, udział w bilansie miał również odpływ podpowierzchniowy ze zbiornika do przyległych terenów stanowiąc 9%. Natomiast nie stwierdzono w bilansie wodnym znacznego udziału czynników związanych z wymianą pionową wody, charakterystycznego dla zbiorników bezodpływowych, takich jak opady atmosferyczne oraz parowanie z powierzchni zbiornika.

4

Analysis of the Possibilities of Rainwater Harvesting Based on the AHP Method

Hämmerling Mateusz, Kocięcka Joanna, Liberacki Daniel

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 1

294--307

EN

In the face of the current climate change, the increasing incidence of extreme weather events, prolonged periods of drought and water scarcity, attention should be paid to rational water management with particular emphasis on rainwater. Excessive development and sealing of urban catchments result in a faster outflow of water to the sewage system, which prevents it from reaching the soil and plants. This situation intensifies the drought effect and contributes to the occurrence of urban floods. In order to mitigate the negative impact of this process, solutions allowing for rainwater harvesting should be implemented. A wide variety of systems are currently available on the market to harvest and reuse rainwater. In the publication, the authors analysed four solutions: a green roof, drainage boxes, an underground storage tank, and an infiltration basin. The AHP (Analytic Hierarchy Process) method was used to select the best rainwater harvesting system, which is one of the methods of Multi-Criteria Decision Making. The analyses considered two different variants in terms of land use: a detached house located in the suburbs of a large agglomeration and a block of flats placed in the city center. According to the analysis and the assumed factors, in both cases, the best solution was to use an underground storage tank. This system proved to be the most advantageous due to the possibility of reuse of water, low construction costs, and ease of exploitation.

PL

W obliczu zachodzących obecnie zmian klimatycznych, występowania coraz częstszych ekstremalnych zjawisk pogodowych, długotrwałych okresów suszy oraz deficytu wody należy nacisk zwrócić uwagę na prowadzenie racjonalnej gospodarki wodnej ze szczególnym uwzględnieniem wód opadowych. Nadmierna zabudowa i uszczelnienie zlewni miejskich powoduje szybszy odpływu wody do kanalizacji, przez co nie trafia ona do gleby i roślin. Sytuacja ta potęguje zjawisko suszy, a także przyczynia się do występowania miejskich powodzi. Aby złagodzić negatywny wpływ tego procesu, należy wdrażać rozwiązania pozwalające na zagospodarowania wód opadowych. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele różnorodnych systemów umożliwiających gromadzenie deszczówki oraz jej ponowne wykorzystanie. W publikacji autorzy przeanalizowali cztery rozwiązania: zielony dach, skrzynki rozsączające, podziemny zbiornik bezodpływowy oraz zbiornik infiltracyjny. Do wyboru najlepszego wariantu zagospodarowania wody deszczowej zastosowano metodę AHP (Analytic Hierarchy Process), która jest jedną z metod wielkokryterialnego wspomagania decyzji. W analizach rozważono dwa różne warianty pod względem zagospodarowania terenu: dom jednorodzinny znajdujący się na przedmieściach dużej aglomeracji oraz blok zlokalizowany w centrum miasta. Według przeprowadzonej analizy oraz założonych czynników, w obu przypadkach najlepszym według rozwiązaniem było zastosowanie podziemnego zbiornika bezodpływowego. System ten okazał się najkorzystniejszy z uwagi na możliwość ponownego wykorzystania wody, niskie koszty budowy oraz łatwość eksploatacji.

5

Assessment of the Ecological Status and the Need for Renovation of Drainage Ditches in the Strumień Junikowski Catchment

Kocięcka Joanna, Liberacki Daniel, Stachowski Piotr, Korytowski Mariusz, Kupiec Jerzy Mirosław

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1473--1488

EN

Drainage systems are responsible for maintaining adequate soil moisture levels and alleviating negative consequences of excess water coming from the spring thaw as well as torrential rains. In the face of the climate change and pervasive extreme weather conditions, the importance of these ameliorative measures will be increasing. It is imperative to ensure appropriate functioning of these drainage systems. To be effective they need to be adequately operated and maintained, with maintenance measures performed appropriately and with required frequency. Basic ditch conservation procedures include mowing to remove vegetation overgrowth and cleanout to remove sediment. A significant problem in Poland results from an insufficient number of renovation and conservation operations performed on drainage systems, their gradual deterioration and depreciation. As a result, it is crucial to assess the need for renovation and modernisation of drainage ditches. It needs to be remembered that these operations interfere with the environment and may cause some unfavourable ecological changes. In view of the above, the authors of this publication conducted a thorough evaluation of both the required renovation of the investigated drainage ditch system and its current ecological status. The study area comprised the Strumień Junikowski catchment with the main outlet, i.e. Strumień Junikowski, its tributaries (the Skórzynka, Ławica, Plewianka, Ceglanka) as the main collection ditches and field ditches. During the field inspection the existing drainage structures were inventoried, with their technical condition assessed according to Kaca and Interewicz (1991). In this paper the characteristics of habitats found in the drainage area of the watercourse are presented along with the bioindicator analysis performed using the Macrophyte River Assessment Method. Based on the MIR index the ecological status of the stream was assessed and classified in accordance with the Water Framework Directive. The results demonstrate a significant variation of the ecological state of Strumień Junikowski over its entire course. The condition of the drainage structures in the drainage area varies. In the main watercourse of Strumień Junikowski the inspected culverts are in a good condition in contrast to the ones located on the tributaries. Vegetation overgrowth and sediment deposition in the ditches are major problems of the drainage area. This is caused by a lack of effective and systematic maintenance and renovation of the watercourses. The Strumień Junikowski drainage area is further being developed, which is associated with a rapid and increased discharge of rainwater and snowmelt. Thus it is necessary to maintain drainage ditches to ensure their optimal condition, which is essential to decrease the risk of flooding in the urban areas adjacent to the watercourse.

PL

Systemy melioracyjne odpowiadają za zapewnienie prawidłowego uwilgotnienia gleb oraz niwelowanie negatywnych skutków nadmiaru wód pochodzących z roztopów oraz deszczy nawalnych. W obliczu zmian klimatycznych oraz coraz częstszego występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych rola urządzeń melioracyjnych będzie wzrastać. Niezwykle ważne jest zatem zapewnienie prawidłowego funkcjonowania tych systemów. Warunkiem skutecznego działania urządzeń wodnomelioracyjnych jest ich właściwa eksploatacja, a także konserwacja, prowadzona w odpowiednim zakresie oraz z określoną częstością robót. W Polsce dużym problemem jest niewystarczająca ilość przeprowadzanych renowacji i konserwacji urządzeń melioracyjnych oraz ich stopniowe starzenie się i dekapitalizacja. Dlatego też niezwykle ważne jest dokonanie oceny potrzeb renowacji i modernizacji rowów melioracyjnych. Należy pamiętać przy tym, że zabiegi te istotnie ingerują w środowisko i mogą przyczynić się do niekorzystnych zmian ekologicznych. Autorzy niniejszej publikacji przeprowadzili kompleksową ocenę zarówno potrzeb renowacji systemu rowów odwadniających jak i jego aktualnego stanu ekologicznego.Obiekt badań stanowiła zlewnia Strumienia Junikowskiego z rowem pierwszego rzędu – Strumieniem Junikowskim (główny odbiornik), rowami drugiego rzędu – dopływy Strumienia Junikowskiego (Skórzynka, Ławica, Plewianka, Ceglanka) oraz rowami trzeciego rzędu. Podczas wizji terenowej zinwentaryzowano istniejące budowle wodnomelioracyjne oraz oceniono ich stan techniczny według metody Kacy i Interewicza (1991). W pracy przedstawiono również charakterystykę siedlisk występujących w obrębie cieku oraz wykonano badania bioindykacyjne z wykorzystaniem Makrofitowej Metody Oceny Rzek (MMOR). Na podstawie otrzymanego wskaźnika MIR (Makrofitowego Indeksu Rzecznego) sklasyfikowano stan ekologiczny wód strumienia wg wytycznych Ramowej Dyrektywy Wodnej. Otrzymane wyniki badań wskazują na duże zróżnicowanie stanu ekologicznego Strumienia Junikowskiego na całej jego długości. Stan budowli melioracyjnych w zlewni również nie jest jednolity. W obrębie głównego cieku – Strumienia Junikowskiego, zinwentaryzowane przepusty są w dobrym stanie w przeciwieństwie do tych znajdujących się na jego dopływach. Dużym problemem zlewni jest też wzrastające zarastanie oraz zamulenie rowów. Przyczyną tego stanu jest brak wystarczającej i systematycznej konserwacji i renowacji cieków. Zlewnia Strumienia Junikowskiego cały czas jest poddawana dalszej zabudowie, co wiąże się nagłym i zwiększonym odpływem wód opadowych i roztopowych. Z tego powodu zachowanie rowów odwadniających w optymalnym stanie jest bardzo ważne i ma ogromny wpływ na zmniejszenie ryzyka podtapiania terenów zurbanizowanych przyległych do cieku.