Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of climate change and associated impact on selected sectors in Poland

Kundzewicz Z. W., Piniewski M., Mezghani A., Okruszko T., Pińskwar I., Kardel I., Hov Ø., Szcześniak M., Szwed M., Benestad R. E, Marcinkowski P., Graczyk D., Dobler A., Førland E. J., O’Keefe J., Choryński A., Parding K. M., Haugen J. E.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 6

1509--1523

EN

The present paper offers a brief assessment of climate change and associated impact in Poland, based on selected results of the Polish–Norwegian CHASE-PL project. Impacts are examined in selected sectors, such as water resources, natural hazard risk reduction, environment, agriculture and health. Results of change detection in long time series of observed climate and climate impact variables in Poland are presented. Also, projections of climate variability and change are provided for time horizons of 2021–2050 and 2071–2100 for two emission scenarios, RCP4.5 and RCP8.5 in comparison with control period, 1971–2000. Based on climate projections, examination of future impacts on sectors is also carried out. Selected uncertainty issues relevant to observations, understanding and projections are tackled as well.

2

What can we learn from the projections of changes of flow patterns? Results from Polish case studies

Piniewski M., Meresa H. K., Romanowicz R., Osuch M, Szcześniak M., Kardel I., Okruszko T., Mezghani A., Kundzewicz Z. W.

Acta Geophysica

|

2017

|

Vol. 65, no. 4

809--827

EN

River flow projections for two future time horizons and RCP 8.5 scenario, generated by two projects (CHASE-PL and CHIHE) in the Polish-Norwegian Research Programme, were compared. The projects employed different hydrological models over different spatial domains. The semi-distributed, process-based, SWAT model was used in the CHASE-PL project for the entire Vistula and Odra basins area, whilst the lumped, conceptual, HBV model was used in the CHIHE project for eight Polish catchments, for which the comparison study was made. Climate projections in both studies originated from the common EURO-CORDEX dataset, but they were different, e.g. due to different bias correction approaches. Increases in mean annual and seasonal flows were projected in both studies, yet the magnitudes of changes were largely different, in particular for the lowland catchments in the far future. The HBV-based increases were significantly higher in the latter case than the SWAT-based increases in all seasons except winter. Uncertainty in projections is high and creates a problem for practitioners.

3

Challenges in modelling of water quantity and quality in two contrasting meso-scale catchments in Poland

Marcinkowski P., Piniewski M., Kardel I., Srinivasan R., Okruszko T.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 31

97--111

EN

This study presents an application of the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) in two meso- -scale catchments in Poland (Upper Narew and Barycz), contrasting in terms of human pressures on water quantity and quality. The main objective was multi-variable and multi-site calibration and validation of the model against daily discharge, sediment and nutrient loads as well as discussion of challenges encountered in calibration phase. Multi-site calibration and validation gave varied results ranging from very good (daily discharge) to acceptable (sediment, nitrogen and phosphorus loads in most of gauges) and rather poor (individual gauges for all variables) in both catchments. The calibrated models enabled spatial quantification of water yield, sediment and nutrient loads, indicating areas of special concern in terms of pollution, as well as estimation of contribution of pollution from different sources, indicating agriculture as the most important source in both catchments. During the calibration process a number of significant issues were encountered: (i) global vs. local parametrization, (ii) simulation of different pools of water quality parameters in reservoirs and streams and (iii) underestimation of NO3-N loads in winter due to farmers practices. Discussion of these issues is hoped to aid SWAT model users in Poland in a deeper understanding of mechanisms of multi-variable and multi-site calibration.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono zastosowanie modelu SWAT (Soil and Water Assessment Tool) w dwóch zlewniach w Polsce (Górnej Narwi i Baryczy), kontrastowych pod względem antropopresji w odniesieniu do ilości i jakości wód. Głównym celem była przestrzenna kalibracja i weryfikacja modelu w zakresie przepływów dobowych, ładunków zawiesiny i biogenów oraz dyskusja nad wyzwaniami napotkanymi w trakcie procesu kalibracji. Wyniki przestrzennej (wielopunktowej) kalibracji i weryfikacji są zróżnicowane – od dobrych (przepływ dobowy), poprzez akceptowalne (zawiesina, azot i fosfor w większości punktów monitoringu), do złych (pojedyncze punkty monitoringu dla każdej ze zmiennych). Skalibrowany model umożliwił przestrzenną kwantyfikację warstwy odpływu, ładunków zawiesiny i biogenów oraz wskazanie obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenia z różnych źródeł, jednocześnie wskazując rolnictwo jako główne źródło. Podczas kalibracji modelu napotkano następujące problemy: (1) identyfikacja parametrów globalnych w odniesieniu do lokalnych, (2) symulacja różnych form parametrów jakościowych w zbiornikach wodnych i ciekach oraz (3) niedoszacowanie ładunków azotanów w okresie zimowym spowodowane praktykami rolniczymi. Dyskusja nad poruszonymi aspektami umożliwi innym użytkownikom modelu SWAT lepsze zrozumienie mechanizmu wielopunktowej i wieloparametrycznej kalibracji.

4

Model zlewni o parametrach przestrzennych dyskretnie rozłożonych w obszarze zurbanizowanym

Chormański J., Kardel I., Mirosław-Świątek D., Okruszko T., Pusłowska-Tyszewska D.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2012

|

Vol. 21, No. 1

3--17

PL

Artykuł dotyczy kalibracji i weryfikacji modelu hydrologicznego WetSpa w wersji o parametrach dyskretnie rozłożonych w zlewni zurbanizowanej. Analiza została przeprowadzona dla obszaru zlewni Białej, która jest zurbanizowana w ok. 60%. Wykorzystany model wykazał dobre dopasowanie hydrogramu obliczonego do obserwowanego. Miary jakości modelu również wykazywały poprawne wartości. Jednakże przyjęcie w modelowaniu pewnych uproszczeń oraz niedostateczna jakość danych hydrometeorologicznych wymaga dalszych prac analitycznych.

EN

Paper treats on calibration and verification of the WetSpa hydrological semi-distributed model, for an urbanized catchment. Analysis was conducted for the area of Biała River catchment, which is with 60% urbanized. The model used shows good fit of calculated and observed hydrograph as well as statistical model quality measures. Therefore due to assumed simplifications and lack in hydro-meteorological data, it is a need to continue analytical work.

5

Protection of natural wetlands - the examples of conflicts

Mioduszewski W., Okruszko T.

Journal of Water and Land Development

|

2012

|

no. 16 [I-VI]

35-42

EN

Wetlands as one of the most valuable ecosystems are subjects of legal protection. Except ecological value they play important role in water management. Wetlands slow down the outflow of water from river basins and protect the water quality in the agricultural area. Therefore many artificial wetlands are constructed in some countries. The most valuable natural wetlands are protected as National Parks - the highest form of protection. Maintaining high degree of moisture of soil that is a condition that must be fulfilled to preserve the value of these areas can cause conflicts in using the adjacent areas. The paper presents an analysis of conflict situations that occurred in the Biebrza, Narew and Kampinos National Parks. Drainage of the excess water from the built-up area or from the areas used for agricultural purposes interferes with the natural flow regime in the protected areas. The analysis allowed identifying the possible compromise solutions.

PL

Konieczność ochrony terenów mokradłowych nie budzi wątpliwości. Są to zazwyczaj obszary o dużych walorach przyrodniczych, tworzące siedlisko o dużej różnorodności biologicznej. Zachowanie takich obszarów wynika nie tylko z ich dużych walorów przyrodniczych, ale są one bardzo ważnym czynnikiem, wpływającym na jakość i ilość zasobów wody. Powodując spowolnienie odpływu wody ze zlewni, ograniczają transport związków biogennych, a tym samym przyczyniają się do ochrony jakości wód powierzchniowych i podziemnych na terenach rolniczych. Zachowanie mokradeł, mimo powszechnej akceptacji stwarza wiele sytuacji konfliktowych. Zachowanie cennych walorów przyrodniczych wymaga utrzymania dużego uwilgotnienia gleb i wysokiego poziomu wód podziemnych. W przypadku, gdy chronione tereny lub przyległe do nich są użytkowane przez rolników lub znajdują się tam zabudowania, występuje wyraźny konflikt interesów. W artykule przedstawiono analizę konfliktów, które wystąpiły za granicą trzech parków narodowych: Kampinoskiego, Narwiańskiego i Biebrzańskiego. Opisano źródło tych konfliktów i ewentualne możliwości pogodzenia interesów przyrody z interesami gospodarczymi (użytkowanie łąk i pastwisk, zabudowa mieszkaniowa). Dotyczyły one głównie potrzeb i ograniczeń utrzymania rzek, poprzez okresowe usuwanie roślinności z koryta rzeki oraz jego odmulania. Zarastające koryta rzeki powodują podwyższenie poziomów wody w ciekach i zwiększenie uwilgotnienia gleby, co skutkuje niekorzystnymi warunkami wodnymi dla roślin uprawnych lub powoduje zalania dróg i terenów zabudowanych.

6

Szacowanie ewapotranspiracji rzeczywistej zakrzaczeń brzozowych na torfowisku niskim na podstawie dobowych zmian stanów wód podziemnych

Grygoruk M., Mirosław-Świątek D., Okruszko T., Batelaan O., Szatyłowicz J.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2011

|

T. 11, z. 4

121-136

PL

W pracy oszacowano ewapotranspirację rzeczywistą zakrzaczeń brzozowych na torfowisku niskim, na podstawie dobowej dynamiki stanów wód podziemnych mierzonych co godzinę, w trzech wybranych okresach bezopadowych (17-21.08.2008, 1-7.09.2008, 5-9.08.2009). Wyniki obliczeń zweryfikowano na podstawie ewapotranspiracji rzeczywistej, obliczonej metodą ewapotranspiracji wskaźnikowej skorygowanej za pomocą współczynników roślinnych. Ewapotranspiracja rzeczywista zakrzaczeń brzozowych wynosiła od 19,2 (1-7.09.2008) do 25,1 mm (5-9.08. 2009). W okresach 17- 21.08.2008 i 5-9.08.2009 wykazano dobrą zgodność wyników otrzymanych obydwiema metodami, odpowiednio 11 i 19% różnicy, natomiast w okresie 1-7.09.2008 różnica między obliczonymi wartościami wynosiła 27%. Wartości współczynników roślinno-glebowo-wodnych zakrzaczeń brzozowych, obliczone jako stosunek ewapotranspiracji rzeczywistej wyznaczonej metodą analizy hydrogramu wód podziemnych i ewapotranspiracji wskaźnikowej obliczonej metodą Penmana-Monteitha, wynosiły 1,59 w okresie 17-21.08.2008 w warunkach średniej głębokości położenia zwierciadła wód podziemnych wynoszącej 0,35 m; 1,31 w okresie 1-7.09.2008 w warunkach średniej głębokości położenia zwierciadła wód podziemnych wynoszącej 0,45 m oraz 1,49 w okresie 5-9.08.2009 w warunkach średniej głębokości położenia zwierciadła wód podziemnych wynoszącej 0,1 m. Dostrzeżono możliwość zastosowania przedstawionej metody do weryfikacji i uszczegółowienia dotychczas stosowanych współczynników roślinno-glebowo-wodnych różnych typów roślinności bagiennej w okresach hydrologicznego niedoboru wody w profilu glebowym i niskich stanów wód podziemnych w okresach bezopadowych. Metoda może również być zastosowana do kalibracji modeli hydrologicznych opisujących relacje między dynamiką płytkich wód podziemnych a ewapotranspiracją w warunkach zróżnicowanej szaty roślinnej.

EN

In this paper the actual evapotranspiration of birch thicket on a fen meadow was calculated from the analysis of diurnal groundwater level fluctuations measured in shallow piezometer with a 1-h temporal resolution. Calculations were done for three selected rain-free periods (17-21.08.2008, 1-7.09.2008, 5-9.08.2009). Results of calculations were compared with the evapotranspiration esti mated with the reference evapotranspiration method corrected with vegetation coefficients. Actual evapotranspiration of birch thickets ranged from 19.2 mm (1-7.09.2008) to 25.1 mm (5-9.08.2009). A reasonable correspondence was observed for the two applied methods which differed by 11%, 19% and 27% for the periods 17-21.08.2008, 5-9.08.2009 and 1-7.09.2008, respectively. Plant-soil-water coefficients for the evaluation of actual evapotranspiration based on potential evapotranspiration for birch thickets were calculated as a ratio of actual evapotranspiration calculated with applied method and reference evapotranspiration calculated with the Penman-Monteith algorithm. The values of coefficients ranged from 1.59 for the period of 17-21.08.2008 at a mean groundwater depth of 0.35 m to 1.31 for the period 1-7.09.2008 at a mean groundwater depth of 0.45 m and to 1.49 for the period 5- 9.08.2009 at a mean groundwater depth of 0.1 m. Presented method of estimating actual evapotranspiration based on groundwater hydrograph analysis provides opportunities for the verification and assessment of plant-soil-water coefficients in periods of hydrological stress and low groundwater level. It can also be applied in the calibration of hydrological models designed to quantify groundwater level dynamics induced by evapotranspiration.

7

Możliwości wykorzystania istniejących i projektowanych budowli na Kanale Łasica do kształtowania warunków uwilgotnienia gleb w Kampinoskim Parku Narodowym

Kubrak J., Mioduszewski W., Kowalewski Z., Okruszko T.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2011

|

T. 11, z. 3

123-135

PL

Kanał Łasica jest głównym ciekiem odwadniającym w obszarze Kampinoskiego Parku Narodowego. Analizowano możliwość wykorzystania istniejących i projektowanych budowli na kanale Łasica do utworzenia zalewów i zwiększenia retencji wodnej przyległego do niego obszaru i poprawy warunków uwilgotnienia gleb. Rozważano spłycenie i zmniejszenie przekroju poprzecznego kanału Łasica, w celu ograniczenia jego drenującej roli w warunkach ograniczonych zasobów wody, połączone ze wznoszeniem progów stałych do podwyższenia poziomu wód w kanale.

EN

The Łasica Canal is the main draining watercourse in the area of the Kampinoski National Park. Chances of using the existing and planned buildings on the channel were analyzed in the light of creating water reservoirs and increasing water retention in the adjacent areas as well as improving soil humidity. Actions aiming towards shallowing the channel and reducing its cross-section dimensions were considered to limit its role in the drainage conditions in the areas with limited water resources, combined with installing the thresholds that can cause increase of water level in the channel.

8

Evaluation and verification of the WetSpa model based on selected rural catchments in Poland

Porretta-Brandyk L., Chormański J., Ignar S., Okruszko T., Brandyk A., Szymczak T., Krężałek K.

Journal of Water and Land Development

|

2010

|

no. 14

115-133

EN

The paper presents results of calibration and verification of the WetSpa model, which enables the modelling of rainfall-runoff process based on mass and energy balance in the soil-plantatmosphere system in the catchment. It is a model with distributed parameters, using the structure of raster GIS model to determine the spatial diversity of the catchment environment. This enables simulation of runoff from the catchment, including: precipitation, evapotranspiration, interception of plant surface and soil cover, infiltration and capillary rise in soil and groundwater runoff. Simulated processes depend on the required non-distributed parameters, which were calibrated based on hydrometeorological data from the three rural catchments with different physical and geographical characteristics: Mławka, located in the Wkra basin in Central Poland and the rivers Kamienna and Sidra, which are tributaries of the upper Biebrza in north-eastern part of the country. Distributed catchment parameters were specified on the basis of digital soil maps, land use maps and digital elevation model using GIS techniques. Non-distributed model parameters were calibrated for the three catchments using automatic techniques based on the PEST algorithm. The obtained values of these parameters were scrutinized in order to analyse differences resulting from various characteristics of the study areas. The quality of the model was verified upon dependent and independent data. Appropriate quality measures, including Nash-Sutcliffe efficiency measure, were used to assess model quality. For two catchments (the Sidra and Kamienna) the model showed a satisfactory quality for modelling high flows, it was, however, not satisfactory for low flows. The values for the Mławka catchment justified the assessment of the model quality measurements as very good and good. The factors most affecting the process of river outflow formation were determined using the analysis of model sensitivity to relative changes in parameter values. It was found that the evaluation of the model quality depended largely on the quality of meteorological data and proper parameterization of the soil cover.

PL

W pracy przedstawiono wyniki kalibracji i weryfikacji modelu WetSpa, który umożliwia modelowanie typu opad-odpływ na podstawie bilansu masy i energii w systemie gleba-roślina-atmosfera w obszarze zlewni rzecznej. Jest to model o parametrach rozłożonych, wykorzystujący strukturę rastrowego modelu GIS do określenia przestrzennego zróżnicowania środowiska zlewni. Umożliwia symulację procesu odpływu ze zlewni z uwzględnieniem: opadu, ewapotranspiracji, intercepcji szaty roślinnej i pokrywy glebowej, infiltracji i podsiąku kapilarnego w glebie oraz odpływu wód podziemnych. Symulowane przebiegi tych procesów zależnione od odpowiednich parametrów skupionych, które były kalibrowane na podstawie danych hydrometeorologicznych, pochodzących z trzech zlewni rolniczych o zróżnicowanych charakterystykach fizyczno-geograficznych: rzeki Mławka, znajdującej się w dorzeczu Wkry w Polsce Centralnej oraz rzek Kamienna i Sidra, które są dopływami górnej Biebrzy i są zlokalizowane w północno-wschodniej części kraju. Parametry rozłożone zlewni określono na podstawie cyfrowych map gleb, map użytkowania terenu i numerycznego modelu terenu z wykorzystaniem technik GIS. Parametry skupione modelu zostały skalibrowane dla tych trzech zlewni za pomocą zautomatyzowanych technik, opartych na algorytmie PEST. Uzyskane wartości tych parametrów były przedmiotem analizy różnic wynikających z odmiennych charakterystyk zlewni badawczych. Jakość modelu zweryfikowano na materiale zależnym i danych niezależnych. Do oceny jakości modelu wykorzystano odpowiednie miary jakości, między innymi współczynnik sprawności Nasha-Sutcliffe'a. W przypadku dwóch zlewni (Sidry i Kamiennej) uzyskano zadowalającą jakość modelu w zakresie odtwarzania wartości przepływów wysokich, natomiast dla przepływów niskich jakość modelu była niezadowalająca. W przypadku zlewni Mławki odpowiednie wartości miar uzasadniały ocenę jakości modelu jako bardzo dobrą i dobrą. Metodą analizy czułości modelu względem zmian wartości parametrów określono czynniki mające największy wpływ na proces formowania się odpływu rzecznego. Stwierdzono, że ocena jakości modelu w dużym stopniu zależy od jakości danych meteorologicznych i właściwej parametryzacji pokrywy glebowej.

9

Water management decision support system for Biebrza National Park

Kardel I., Mirosła-Świątek D., Chormański J., Okruszko T., Wassen M.

Environment Protection Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 2

173-180

EN

The environmental changes occurring in the Biebrza River Valley (NE Poland) during the last two centuries have enforced a number of conservation activities in Biebrza National Park (BNP). In order to optimise planning processes, a Decision Support System (DSS) was developed. The DSS consists of a Data Catalogue and Geographic Information System (GIS), as well as a Hydrological and an Ecological Modules. In this paper, we present the use of the DSS in a scenario study, in which the changes of water conditions on the floodplain were estimated after different vegetation management scenarios leading to different vegetation successions.

PL

Przeobrażenia środowiskowe zachodzące w ciągu ostatnich dwóch wieków w otoczeniu doliny Biebrzy wymuszają czynną ochronę dużej części Biebrzańskiego Parku Narodowego. W celu optymalizacji działań ochronnych opracowano System Wspomagania Decyzji (DSS). W skład DSS wchodzą następujące elementy: Katalog danych z Geograficznym Systemem Informacyjnym (GIS) oraz moduły hydrologiczny i ekologiczny. Jako przykład wykorzystania DSS podano analizę zmian warunków wodnych w dolinie zalewowej wywołanych sukcesją roślinności.

10

Analiza zmienności parametrów klimatycznych i hydrologicznych w dolinie rzeki Biebrzy

Maksymiuk A., Furmańczyk K., Ignar S., Krupa J., Okruszko T.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2008

|

Vol. 17, No. 3

59--68

EN

Wetlands are endangered ecosystems. The main, most observe and forecast risk for the wetlands is global climate change. The paper presents the analysis of multiyear tendencies of changes of climatic and hydrologic characteristics in the Biebrza River basin in 1966-2003 with the use of Mann-Kendall test. The analysis of climatic characteristics let to state, that climate warming is noticeable in Poland and in the Biebrza River too. In case of the analysis of hydrologic characteristics the changes are less noticeable. Nevertheless we can talk about the initial phase of lowering of maximum water levels and of maximum discharges which in decisive way influence the wetlands.

11

Zagospodarowanie obszaru Bagien Przemkowsko-Przecławskich na tle uwarunkowań hydrologicznych oraz wymogów ochrony środowiska

Brandyk A., Szporak S., Okruszko T., Giełczewski M.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2006

|

Vol. 15, No. 2

51--60

EN

Przemkowsko-Przecławskie swamps located in the South-Western Poland form a unique complex of wetlands. Natural environment of those swamps has suffered from major transformation on account of building land reclamation systems and due to lack of proper management for over 50 years. Nowadays Przemkowsko-Przecławskie swamps are under protection in the form of landscape park. Since the landscape park was established, particular measures have been taken in order to restore the natural values of the swamps to a realistic degree. The recovery of the original system turned out not to be possible, basing on the studies of changes in hydrological system and advanced plant succession. At present it is evaluated how management practices such as reed cutting, shrub removal and extensive grazing, all of them coupled with rising water ground water levels at particular parts of the swamps, may help altogether to preserve still existing natural heritage of the area.

12

Zagospodarowanie obszaru bagien Przemkowsko-Przecławskich na tle przekształceń w ich sieci hydrograficznej.

Brandyk A., Szporak S., Giełczewski M., Okruszko T.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2006

|

Vol. 82, nr 22

40-47

PL

Bagna Przemkowsko-Przecławskie, położone w południowo-zachodniej Polsce, stanowią unikatowy i cenny przyrodniczo kompleks mokradeł. Obecnie środowisko naturalne tych mokradeł jest znacznie przekształcone na skutek przeprowadzonych w przeszłości prac melioracyjnych oraz braku odpowiedniej gospodarki łąkowo-pastwiskowej a także gospodarki wodnej. Prowadzone współcześnie badania naukowe obiektu Bagna Przemkowsko-Przecławskie mają na celu opracowanie kierunków renaturyzacji tego obszaru mokradłowego. Autorzy niniejszej pracy przeprowadzili analizę przekształceń w sieci rzecznej obiektu badań z wykorzystaniem archiwalnych oraz aktualnych materiałów kartograficznych. Przeprowadzenie wyżej wymienionej analizy wykazało istnienie ograniczeń w całkowitej regeneracji systemu wód powierzchniowych w granicach obiektu badań. W związku z brakiem możliwości pełnego odtworzenia historycznego kształtu sieci rzecznej na obszarze Bagien Przemkowsko- Przecławskich, autorzy zaproponowali etapy działań z zakresu gospodarki wodnej, umożliwiające częściowe odtworzenie pierwotnych warunków hydrologicznych przy wykorzystaniu istniejących urządzeń wodnych oraz budowie nowych urządzeń piętrzących w niezbędnym zakresie.

13

Towards natural flood reduction strategies: introduction to Ecoflood special feature

Kotowski W., Okruszko T.

Journal of Water and Land Development

|

2004

|

no. 8

5-9

EN

Stimulated by disastrous floods that occurred in Europe over the last decade, the idea of developing non-structural systems of flood control as an alternative no the conventional methods is quickly acquiring new advocates, drawing from various scientific and professional disciplines. The Ecoflood project aims at a further promotion and stimulation of creating natural flood defences, contributing to the joint benefits of increased safety standards and restoration of vanishing wetland ecosystems. Being one of the project's milestones, the Warsaw conference "Towards natural flood reduction strategies" was an occasion to highlight and discuss opportunities and constraints of this approach. Based on the conference contributions, special feature papers are published in three international journals: Journal of Water and Land Development, Ecohydrology and Hydrobiology, and International Journal of River Basin Management.

PL

W obliczu tragicznych w skutkach powodzi, które wystąpiły w Europie w ciągu ostatniej dekady, idea ekologicznych metod kontrolowania powodzi zyskuje coraz więcej zwolenników wśród reprezentantów różnych dziedzin nauki. Projekt Ecoflood ma na celu promocję tworzenia ekologicznych systemów ochrony przeciwpowodziowej, alternatywnych wobec metod konwencjonalnych, mając na względzie zarówno wzrost bezpieczeństwa życia na obszarach nadrzecznych, jak i renaturyzację zagrożonych ekosystemów mokradłowych. Będąca częścią projektu, warszawska konferencja "Towards natura flood reduction strategies" była okazją do naświetlenia i przedyskutowania możliwości i ograniczeń stosowania przyjaznych przyrodzie metod ochrony przeciwpowodziowej. Powstałe na podstawie referatów konferencyjnych artykuły są publikowane w specjalnych sekcjach trzech międzynarodowych czasopism naukowych: Journal of Water and Land Development, Ecohydrology and Hydrobiology and International Journal of River Basin Management.

14

Natural floodplain storage capacity - modelling approach

Mirosław-Świątek D., Okruszko T., Chormański J.

Journal of Water and Land Development

|

2004

|

no. 8

75-86

EN

The aim of this paper is to estimate the storage capacity of the natural river floodplain and to compare it with the condition of river valley, which has undergone changes in its structure. This study was done using the morphological and hydrological data of the Biebrza River lower basin, GIS ArcView and ArcInfo for their processing and UNET of HEC-RAS for simulation of unsteady river flow. The Biebrza River valley has been chosen due to its natural character. The flood phenomenon occurs regularly in this river system and is not constrained by any man-made structures. The DTM of the Lower Basin of the Biebrza River was generated by ArcInfo TOPOGRID method. Topographic maps and a land survey were a source of the dataset. Additional field measurements were processed to assess the hydraulic model: river channel cross-sections, valley cross-sections. The numerical model of flood flow through the floodplain was calibrated for the spring flood event in 2000 and verified by measurements of flood extent performed in the period from 17-19 March of 1999. During this period the data on water levels in different parts of the valley and the flood border localizations by GPS were collected and compared with the Landsat TM satellite image captured on 19th March 1999. As a result, the digital map of the flood was created. This map has been compared with the results of river flow numerical model. The drawn up model was verified for the flood-wave that lasted from March to June 1999. During the verification process the observed stages and discharges at Burzyn gauging station, closing the analyzed river stretch, were used. Moreover, the flood extent, generated by GIS and DTM for the calculated ordinates of water surface, was compared with the extent obtained by the analysis of satellite images. As regards the flood in 1999, for the obtained flood extents from the model, floodplain storage capacities have been calculated and their changes in time analyzed. Both the drawn up model and GIS techniques, estimating floodplain storage capacity, were used for the analysis of the influence that channel improvement (shortening of a river course) and its levees exert on the changes of discharge volume, rate field as well as discharge hydrograph. Simulations of these variants were also performed for the flood in 1999. The achieved results allow quantification of a natural river valley retaining capacity.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie pojemności retencyjnej naturalnej doliny zalewowej i porównanie jej z warunkami doliny rzecznej, którą poddano strukturalnym zmianom. W pracy wykorzystano morfologiczne i hydrologiczne dane z dolnego basenu Biebrzy, przetwarzając je za pomocą GIS, ArcView i Arc-Info i stosując model UNET programu HEC-RAS do symulacji niestabilnego przepływu rzecznego. Dolinę Biebrzy wybrano ze względu na jej naturalny charakter. W systemie rzeki powodzie występują regularnie i nie są ograniczane żadnymi budowlami technicznymi. Cyfrowy model terenu wytworzono metodą Arc-Info TOPOGRID. Dane pochodziły z map topograficznych i obserwacji terenowych. Dodatkowe pomiary terenowe niezbędne do modelu hydrologicznego obejmowały przekroje koryta rzecznego i doliny. Cyfrowy model przepływu powodzi przez terasę zalewową kalibrowano na podstawie powodzi z 2000 r. i weryfikowano pomiarami zasięgu powodzi z 17-19 marca 1999 r. Dane o poziomach wody w różnych częściach doliny i granicy zasięgu powodzi pozyskano ze zdjęć satelitarnych wykonanych przez Landsat TM 19 marca 1999 r. Cyfrowa mapa powodzi była wynikiem tych prac. Mapę porównano następnie z wynikami cyfrowego modelu przepływu w rzece. Opracowany model weryfikowano za pomocą parametrów fali powodziowej, która trwała od marca do czerwca 1999 r. W procesie weryfikacji zastosowano poziomy wody i przepływy w przekroju Burzyn, który zamyka analizowany odcinek rzeki. Ponadto, zasięg powodzi określony przez GIS i DTM dla obliczonych rzędnych zwierciadła wody porównano z zasięgiem ustalonym na podstawie zdjęć satelitarnych. Na podstawie zasięgu powodzi uzyskanego na podstawie modelu obliczono pojemność retencyjną terenów zalewowych i przeanalizowano jej zmiany w czasie. Opracowany model i techniki GIS ustalające pojemność retencyjną użyto do analizy wpływu, jaki wywierają zmiany (skrócenie) koryta rzeki i obwałowań na wielkość i hydrogramy odpływu. Przeprowadzono także symulację tych wariantów dla powodzi z 1999 r. Uzyskane wyniki pozwalają na ilościowe przedstawienie zdolności retencyjnych naturalnej doliny rzecznej.

15

Analiza zmian warunków wodnych, szaty roślinnej i gleb bagna ławki w dolinie Biebrzy

Okruszko T., Wasilewicz M., Dembek W., Rycharski M., Matuszkiewicz A.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2003

|

T. 3, z. 1

107-128

PL

Celem pracy jest określenie warunków siedliskowych panujących w basenie dolnym doliny Biebrzy metodą transektów dolinowych, na podstawie szczegółowego rozpoznania stosunków wodnych, glebowych i fitosocjologicznych. W pracy zawarto charakterystykę siedliskową zabagnionej doliny rzeki, na przykładzie dolnego odcinka Biebrzy. Szczególną uwagę poświęcono warunkom hydrologicznym, które w decydującej mierze wpływają na siedlisko i zachodzące w nim procesy. Na podstawie rozpoznania stratygrafii złoża torfowego na przeważającej części przekroju dolinowego odtworzono prawdopodobny, historyczny przebieg procesu zabagnienia doliny. Na podstawie wierzchniej warstwy torfowiska można ocenić obecnie zachodzące procesy glebowe. Informacje o występujących zbiorowiskach roślinnych były podstawą do wyznaczenia pięciu stref ekologicznych różniących się rodzajem roślinności, sposobem zasilania hydrologicznego, dynamiką procesów sukcesji roślinnej. Na podstawie ponad pięćdziesięcioletnich obserwacji stanów wody w rzece ustalono dla każdej ze stref: długość trwania zalewu, częstość trwania zalewu o określonej intensywności, liczbę wystąpień zalewu w poszczególnych latach oraz czas trwania zalewu podczas okresu wegetacyjnego. Wyznaczono w ten sposób zasięg oddziaływania wód rzecznych na przyległe tereny zalewowe. W wyniku analizy danych hydrologicznych nie stwierdzono zmniejszenia się wielkości, częstości lub czasu trwania zalewów rzecznych. Przeciwnie, od lat 70. XX w. obserwuje się pewne wydłużenie trwania zalewów. Może mieć to związek ze zmniejszeniem retencji basenów środkowego i górnego na skutek przeprowadzonych prac melioracyjnych. W celu wytłumaczenia zmian w części zbiorowisk roślinnych i korzeniowej warstwie gleby, wskazujących na okresowe przesychanie siedlisk, należy przeprowadzić badania dynamiki zmian retencji śniegowej i zmian w zasilaniu Bagna Ławki wodą z tych zasobów.

EN

The paper presents results of the study along the transect through Bagno Ławki, part of the floodplain of the Biebrza River in its lower basin. The study involved organic soil analysis, sampling of plant communities and hydrological studies on flood phenomena. The main focus of the work was on identification of water conditions using surface hydrology analysis of fifty years data set, on peat soil characteristics describing in a qualitative way the historical water conditions and on vegetation in the late sixties and now which enabled description of ecological changes in the site. Stratigraphic data showed the way the valley had been inundated and colonised by wetland plant communities. The surface soil cover, which reflects current status of soil-water conditions, showed by a slight moorsh layer the decrease of water saturation in the soil profile. Changes of plant communities during the last thirty years proved the increase of water dynamics in some areas which allowed for the expansion of communities tolerant to water changes. In the meantime, however, significant changes of agricultural practices took place there i.e. part of the area was abandoned by farmers and only seldom mowed or (close to the river) grazed by cattle. So, the vegetation response is not only due to the hydrology. Analysis of hydrological data for the closest gauge station in Burzyn allowed to compare zonal location of plant communities with flood extension. Contrary to the general expectation, water heights, frequency and duration of waterlogged periods did not prove a decrease in flood magnitude. Flooding phenomena seem to occur longer since the seventies than before. Changes in the duration of snow cover might be responsible for the general decrease of water saturation. These phenomena will be analysed in details during further studies.