Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessing the impact of climate change on water resources of upper Awash River sub-basin, Ethiopia

Heyi Eshetu Ararso, Dinka Megersa Olumana, Mamo Girma

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 52

232--244

EN

This study tried to assess the impact of climate change on water resources of the upper Awash River sub-basin (Ethiopia) using a statistical downscaling model (SDSM). The future climatic parameters (rainfall, maximum and minimum temperatures) were generated by downscaling outputs of HadCM3 (Hadley Centre Coupled Model, version 3) general circulation model to watershed level for A2a (medium-high) and B2a (medium-low) emission scenarios at representative stations (Addis Ababa, Ginchi and Bishoftu). These SDSM generated climatic data were used to develop current/baseline period (1971-2010) and future climate change scenarios: 2020s (2011-2040), 2050s (2041-2070) and 2080s (2071-2099). The projected future rainfall and mean monthly potential evapotranspiration at these stations were weighted and fed to HBV hydrological model (Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning model) for future stream flow simulation. These simulated future daily flow time series were processed to monthly, seasonal and annual time scales and the values were compared with that of base period for impact assessment. The simulation result revealed the possibility for significant mean flow reductions in the future during Summer or “Kiremt” (main rainy season) and apparent increase during “Belg” or winter (dry season). Autumn flow volume showed decreasing trend (2020s), but demonstrated increasing trend at 2050s and 2080s. A mean annual flow reduction (ranging from 13.0 to 29.4%) is also expected in the future for the three studied benchmark periods under both emission scenarios. Generally, the result signals that the water resources of upper Awash River basin will be expected to be severely affected by the changing climate. Therefore, different adaptation options should be carried out in order to reduce the likely impact and ensure water security in the sub-basin.

2

A scenario analysis of climate change and adaptation measures to inform Dutch policy in The Netherlands

Querner Erik, den Besten Jan, van Veen Rinke, Jager Harry

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 54

177--183

EN

The Drentsche Aa catchment in The Netherlands, which has nearly untouched natural river valleys, is a designated Natura 2000 area. Agriculture is practiced on the adjacent higher-lying ground. A set of measures was drafted to achieve climate-proof solutions in the short term by reducing the effects of a drier climate on nature and agriculture. These measures must have no adverse effects. In order to check this, the Hunze and Aa’s Water Board investigated the feasibility of using groundwater for sprinkler irrigation in parts of the catchment. In the study, the SIMulation of GROundwater and surface water levels (SIMGRO) hydrological model was used in order to model future scenarios with different water level strategies and climate scenarios. The modelling examined various measures in the nature and agricultural areas to optimise the hydrological situation for both land use functions. In addition, the effect on the nature areas of abstracting groundwater for irrigation was determined for buffer zones of different widths. The findings have indicated the policy direction to be taken by both the water board and the province, as well as offer them opportunities to deal with the requests for withdrawals in the near future by the means of future-proof general rules.

3

Wpływ zmiany klimatu na zasoby wodne Polski

Piniewski Mikołaj, Okruszko Tomasz, Kundzewicz Zbigniew W.

Gospodarka Wodna

|

2020

|

Nr 3

19--25

PL

W pracy omówiono projekcje zmiany klimatu na obszarze Polski oraz jej oddziaływania na stan ilościowy zasobów wodnych w dorzeczach Wisły i Odry. Modele klimatyczne przewidują ocieplenie klimatu i wzrost sumy opadów atmosferycznych, zwłaszcza w okresie zimy i wiosny. Do oceny stanu ilościowego zasobów wodnych w horyzontach czasowych 2021-2050 oraz 2071-2100 wykorzystano model hydrologiczny SWAT. W świetle uzyskanych wyników, spodziewany jest wzrost wielkości średniego odpływu rocznego (zwłaszcza w miesiącach zimowych) jak i przepływów wysokich i niskich. Jednocześnie przewidywany jest wzrost zagrożenia suszą glebową. Przedstawione wyniki stanowią istotny wkład do dyskusji nad adaptacją gospodarki wodnej do zmiany klimatu.

EN

The article discusses the climate change forecast for the territory of Poland and its impact on the quantity of water resources in the Vistula and Oder river basins. Climate models predict climate warming and an increase in total precipitation, in particular in the winter and spring seasons. In order to assess the amount of water resources in the years 2021-2050 and 2071-2100, the researchers used the SWAT hydrological model. The results of modelling indicate an increase in the annual average outflow volume (in particular in winter months), as well as in high and low water flows. At the same time, they predict and increased risk of soil drought. The presented results constitute a significant contribution to the debate on water management adaptation to climate change.

4

The added value of spatially distributed meteorological data for simulating hydrological processes in a small Mediterranean catchment

Gara Ahlem, Gader Khouloud, Khlifi Slaheddine, Vanclooster Marnik, Jendoubi Donia, Bouvier Christophe

Acta Geophysica

|

2020

|

Vol. 68, no. 1

133--153

EN

The purpose of this paper was to demonstrate the added value of the spatial distribution of rainfall and potential evapotranspiration (PE) in the prediction of the discharge for a small Mediterranean catchment located in the Medjerda basin in Tunisia, i.e. the Raghay. We compare therefore the performance of a conceptual hydrological model available in the ATHYS platform, using global and spatial distributed input data. The model was implemented in two diferent ways. The frst implementation was in a spatially distributed mode, and the second one was in a non-distributed lumped mode by using spatially averaged data weighed with a Thiessen-interpolated factor. The performance of the model was analysed for the distributed mode and for the lumped mode with a cross-validation test and through several modelling evaluation criteria. Simultaneously, the impact of the spatial distribution of meteorological data was assessed for the two cases when estimating the model parameters, the fow and water amounts, and the fow duration curves. The cross-validation of the split-sample test shows a preference for the spatially distributed model based on accuracy criteria and graphical comparison. The distributed mode required, however, more simulation time. Finally, the results reported for the Raghay indicated that the added value of the spatial distribution of rainfall and PE is not constant for the whole series of data, depending on the spatial and temporal variability of climate data over the catchment that should be assessed prior to the modelling implementations.

5

Modelling rainfall runoff relations using HEC-HMS in a semi-arid region: Case study in Ain Sefra watershed, Ksour Mountains (SW Algeria)

Derdour A., Bouanani A., Babahamed K.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

no. 36

45--55

EN

Ain Sefra is one of the Algerian cities that had been experienced several devastating floods during the past 100 years. The purpose of this study is to simulate runoff in the semi-arid region of Ain Sefra watershed through the employing of the Hydrologic Engineering Center – Hydrologic Modelling System (HEC-HMS). In this paper, the frequency storm is used for the meteorological model, the Soil Conservation Service – curve number (SCS-CN) is selected to calculate the loss rate and Soil Conservation Service unit hydrograph method have been applied to simulate the runoff rate. After calibration and validation, the simulated peak discharges were very close with observed values. The Nash–Sutcliffe efficiency coefficient was 0.95, indicates that the hydrological modeling results are satisfactory and accepted for simulation of rainfall-runoff. The peak discharges obtained for the 10, 50, 100 and 1000 year storms are respectively 425.8, 750.5, 904.3 and 1328.3 m3∙s–1.

PL

Ain Sefra jest jednym z algierskich miast, które doświadczyły kilku niszczących powodzi w ciągu minionych 100 lat. Celem badań prezentowanych w pracy było symulowanie odpływu w regionie o klimacie półsuchym w zlewni Ain Sefra z wykorzystaniem systemu modelowania hydrologicznego HEC-HMS. W pracy użyto częstotliwości opadów nawalnych do konstruowania modelu meteorologicznego, liczbę krzywych Służby Ochrony Gleb USA – ang. Soil Consevation Service (SCS-CN) wybrano do obliczenia tempa strat, a metodę jednostkowego hydrogramu Służby Ochrony Gleb USA użyto do symulowania szybkości odpływu. Po przeprowadzeniu kalibracji i walidacji modelu symulowane maksymalne odpływy były bardzo bliskie wartościom obserwowanym. Współczynnik wydajności Nasha–Sutcliffa równy 0,95 wskazuje, że wyniki modelowania hydrologicznego są zadowalające i mogą być przyjęte do symulowania relacji opad–odpływ. Uzyskane maksymalne odpływy dla 10-, 50-, 100- i 1000-letnich opadów nawalnych wynoszą odpowiednio 425,8, 750,5, 904,3 i 1328,3 m3∙s–1.

6

Improved vegetation parameterization for hydrological model and assessment of land cover change impacts on flow regime of the Upper Bhima basin, India

Mohaideen M. M. D., Varija K.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 4

697--715

EN

This study investigates the potential and applicability of variable infiltration capacity (VIC) hydrological model to simulate different hydrological components of the Upper Bhima basin under two different Land Use Land Cover (LULC) (the year 2000 and 2010) conditions. The total drainage area of the basin was discretized into 1694 grids of about 5.5 km by 5.5 km: accordingly the model parameters were calibrated at each grid level. Vegetation parameters for the model were prepared using temporal profile of Leaf Area Index (LAI) from Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer and LULC. This practice provides a methodological framework for the improved vegetation parameterization along with region-specific condition for the model simulation. The calibrated and validated model was run using the two LULC conditions separately with the same observed meteorological forcing (1996–2001) and soil data. The change in LULC has resulted to an increase in the average annual evapotranspiration over the basin by 7.8%, while the average annual surface runoff and baseflow decreased by 18.86 and 5.83%, respectively. The variability in hydrological components and the spatial variation of each component attributed to LULC were assessed at the basin grid level. It was observed that 80% of the basin grids showed an increase in evapotranspiration (ET) (maximum of 292 mm). While the majority of the grids showed a decrease in surface runoff and baseflow, some of the grids showed an increase (i.e. 21 and 15% of total grids— surface runoff and baseflow, respectively).

7

Wykorzystanie polskich doświadczeń do wdrażania Dyrektywy Powodziowej UE na terenie Gruzji

Radecka A., Marczyński D., Janowczyk B., Drężek A.

Gospodarka Wodna

|

2017

|

Nr 4

123--124

PL

Gruzja przeżywa od paru lat prawdziwy najazd turystów, zachwycając ich piękną przyrodą, gościnnością i tradycjami. Mało kto wie, że w ostatnich latach polscy specjaliści zajmujący się tematyką analizy zagrożeń powodziowych pomagają specjalistom gruzińskim w tym zakresie.

8

Wpływ jakości danych przestrzennych na wyniki modelowania obiegu wody w dorzeczu Parsęty

Gudowicz J.

Roczniki Geomatyki

|

2016

|

T. 14, z. 4(74)

437--446

PL

Numeryczne modele hydrologiczne i jakości wody bazujące na systemach informacji geograficznej wykorzystują różnorodne dane przestrzenne. Celem prac była ocena w jakim stopniu wyniki symulacji obiegu wody wykonane za pomocą modelu SWAT (Soil and Water Assessment Tool) są zależne od jakości danych wejściowych. Badaniami objęta została zlewnia Parsęty, która ze względu na jej wewnętrzną strukturę uważana jest za reprezentatywną dla obszarów młodoglacjalnych umiarkowanej strefy klimatycznej. W badaniach wykorzystano trzy różne źródła danych wysokościowych (DEM) oraz danych glebowych. W symulacjach uwzględniono dane meteorologiczne z wielolecia 1966-2010 pochodzące z 4 stacji meteorologicznych i 10 posterunków opadowych. Uwzględniono także zmiany pokrycia terenu i użytkowania ziemi jakie zaszły w analizowanym okresie przez wykorzystanie map z czterech horyzontów czasowych (1975, 1990, 2000, 2006). Kalibrację i walidację modelu przeprowadzono wykorzystując dane pomiarowe IMGW z trzech posterunków hydrometrycznych na Parsęcie. Uzyskane wyniki pozwoliły na analizę zróżnicowania przestrzennego elementów bilansu wodnego oraz analizę serii czasowych odpływu wody. Wyniki poddane zostały ocenie przy zastosowaniu współczynników statystycznych: determinacji R2, efektywności modelu Nasha-Sutcliffa (NSE) oraz współczynnika odchylenia procentowego (PBIAS). Otrzymane rezultaty modelowania były zróżnicowane w zależności od wykorzystanych danych wejściowych. Największą zgodność danych symulowanych z pomiarowymi uzyskano wykorzystując dane charakteryzujące się wysoką dokładnością przestrzenną i tematyczną.

EN

GIS-based hydrological and water quality models are based on the use of a variety of spatial data. The aim of this study was to assess whether the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) simulation results are dependent on the quality of input data. The subject of the research covered the Parsęta drainage basin which in view of its internal structure is considered representative for the last glacial lowlands within the temperate climatic zone. Three different sources of DEM and soil data were used in the study. The simulations included meteorological data for the years 1966-2010 from 4 meteorological stations and 10 precipitation stations. Land cover and land use changes that took place in the analyzed period were included owing to application of maps originating from four time periods (1975, 1990, 2000, 2006). Calibration and validation was performed on the basis of the data collected by the Institute of Meteorology and Water Management at three water gauging stations on the Parsęta river. The results allowed the analysis of the spatial diversity of water balance elements and variability analysis of time series of water outflow. The results were subject to assessment by statistical methods: R2 determination coefficient, Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NSE), percent bias coefficient (PBIAS). The obtained results varied depending on the applied input data. The best consistency of the simulated data with the measurement data was obtained using data with the high spatial and thematic accuracy.

9

Retention of afforestation areas as part of flood protection - research site and methodology for headwater watershad in Poland

Orczykowski T., Tiukało A.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2016

|

No. 20(1)

59--70

EN

Land use is considered as a non-structural, ecologically beneficial flood protection measure. Forest as one of the land use types has many useful applications which can be observed in detail on www.nwrm.eu website project. It is scientifically proved that afforestation influences flood events with high probability of occurrence. However, it is still to be argued how to measure land use impact on the hydrological response of watershed and how it should be measured in an efficient and quantifiable way. Having the tool for such an impact measurement, we can build efficient land management strategies. It is difficult to observe the impact of land use on flood events in the field. Therefore, one of the possible solutions is to observe this impact indirectly by means of hydrological rainfall-runoff models as a proxy for the reality. Such experiments were conducted in the past. Our study aims to work on the viability assessment, methodology and tools that allow to observe this impact with use of selected hydrological models and readily available data in Poland. Our first reaserch site is located within headwaters of the Kamienna river watershed. This watershed has been affected by ecological disaster, which resulted in loss of 65% of forest coverage. Our proposed methodology is to observe this transformation and its effect on the watershed response to heavy precipitation and therefore change in the flood risk.

PL

Użytkowanie terenu jest uważane za nietechniczny, przyjazny środowisku środek ochrony przeciwpowodziowej. Tereny zalesione jako jeden z typów użytkowania terenu mają kilka zastosowań w ochronie przeciwpowodziowej. Poszczególnym sposobom jego wykorzystania można bliżej się przyjrzeć na stronie projektu Unii Eurpoejskiej, www.nwrm.eu. Jest dowiedzione naukowo, że zalesienie wpływa na hydrologiczną odpowiedź zlewni wywołaną opadem. Jednak nie zostało w pełni określone w jaki dokładnie sposób zalesienie wpływa na tą odpowiedź, a także w jaki sposób można mierzyć efektywność zmiany użytkowania terenu w ochronie przeciwpowodziowej. Pomiary tych charakterystyk w przyrodzie nie są łatwe do wykonania, dlatego autorzy proponują wykorzystanie hydrologicznych modeli opad-odpływ jako narzędzia pomiarowego. Takie podejście było już realizowane w przeszłości, w różnych regionach świata. Nasze badania mają na celu ocenę wykonalności oraz przydatności wyników, wybór odpowiednich modeli matematycznych oraz wypracowanie metody umożliwiającą kwantyfikację wpływu użytkowania terenu do ochrony przeciwpowodziowej za pomocą dostępnych w Polsce danych. Nasz obszar badawczy jest zlokalizowany w górnej części zlewni rzeki Kamiennej w Sudetach Zachodnich. Ta zlewnia została dotknięta klęską ekologiczną w latach 80-tych XX wieku, która skutkowała wymarciem 65% powierzchni lasu w badanym obszarze. W pracy proponujemy obserwację wpływu tej transformacji na hydrologiczną odpowiedź zlewni, a przez to na ryzyko powodziowe.

10

Dziesięć lat po wielkiej powodzi : etapy rozwoju modelowania hydrologicznego w służbie prognoz Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej

Niedbała J.

Gospodarka Wodna

|

2007

|

Nr 7

293-294

11

Wpływ stopni piętrzących na stosunki wodne w dolinie dolnej Biebrzy w świetle badań modelowych

Bielecka J.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2005

|

T. 5, z. 1

23-40

PL

W dolinie rzeki na obszarze Biebrzańskiego Parku Narodowego wybudowano sieć kanałów i rowów odwadniających, co spowodowało obniżenie poziomu wody gruntowej. Obserwuje się zatrzymanie procesów torfotwórczych i uruchomienie procesu mineralizacji gleb organicznych. Degradację tych gleb można ograniczyć przez przywrócenie wysokiego poziomu wody gruntowej oraz utrzymanie wiosennych zalewów. Celem badań modelowych było sprawdzenie wpływu budowli piętrzących wodę na poziom lustra wody gruntowej oraz wielkość wiosennych zalewów. Przeanalizowano kilka wariantów rozwiązań różniących się lokalizacją budowli piętrzących, ich wielkością oraz przepustowością. Założono budowę urządzeń piętrzących na kanałach i rowach odwadniających oraz w głównym korycie Biebrzy. Stwierdzono, że pojedyncze, lokalne urządzenia piętrzące na kanałach poprawiają wilgotność gleby tylko na obszarach w bezpośrednim sąsiedztwie. Teren oddziaływania jest znacznie większy w przypadku zespołu takich budowli. Rozwiązanie takie daje oczekiwane efekty w postaci podwyższenia poziomu wody gruntowej na dużym obszarze. Istotnym parametrem jest również przepustowość budowli. Im jest ona mniejsza, tym większe jest hamowanie odpływu wody i większy teren oddziaływania na wody gruntowe. Badania wykazały, że zastosowana metoda modelowania może być stosowana w procesach decyzyjnych dotyczących zarządzania wodą na obszarze BPN lub zlewni rzeki.

EN

Hydraulic network of the Biebrza River valley within the Biebrza National Park was modified in the past. Canals and drainage ditches were constructed. This alteration led to lowering of the groundwater table which restrained peat-forming processes and enabled mineralization of hydrogenic soils. In order to inhibit the degradation of peat soils it is necessary to rise groundwater level and to maintain spring inundations. The modelling study focused on estimating the influence of weirs on groundwater level and on the extent of spring floods. Some scenarios, which set up weirs of different localization, dimensions and capacity, were simulated. Weirs were assumed to be built in canals, draining ditches and the bed of the Biebrza River . The study showed, that some local weirs situated in canals improved soil moisture only in the close neighbourhood while the effect of a group of weirs was noticed on a larger area. The latter case showed expected effect of rising groundwater level. Capacity of weirs was also an important feature for rising groundwater level in neighbouring area. The effect on groundwater level increased with the capacity of weirs. To sum up, the modelling method used in the study might be helpful in decision making and water management in the BNP and the river catchment.

12

Rozwój i degradacja mokradeł zasilanych wodami podziemnymi na terenie Drawieńskiego Parku Narodowego

Wołejko L., Grootjans Ab., Veeman I., Verschoor A., Stańko R.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2001

|

T. 1, z. 1

105--122

PL

Zaprezentowano wyniki badań związku przekształcenia sandrowego krajobrazu na terenie Drawieńskiego Parku Narodowego (DPN) z genezą, rozwojem i procesem degradacji mokradeł. Przeanalizowano dwa kompleksy mokradeł usytuowane w ciągach zagłębień wytopiskowych wzdłuż doliny rzeki Płociczna. Wydłużone, głębokie rynny są obecnie zajęte przez mokradła różnych typów, jeziora i rzekę. Razem tworzą jednolity system hydrologiczny zasilany przez wody podziemne z obszaru wysoczyzny sandrowej i odwadniany przez rzekę Płociczna (dopływ Drawy – Noteci). Kompleks mokradłowy Miradz rozwinął się z zespołu kilku oddzielnych jezior jako jednolite torfowisko przepływowe. Zmiany systemu hydrologicznego doprowadziły do wtórnej fragmentacji tego torfowiska i rozwoju mokradeł innych typów: niewielkiego torfowiska wysokiego, erozyjnego kompleksu źródliskowego i aluwialnego mokradła przy Płocicznej. Kompleks mokradłowy Cieszynka powstał po częściowym spłynięciu jeziora, prawdopodobnie w wyniku zmiany biegu rzeki Cieszynka. Obecnie w skład kompleksu wchodzi zdegradowane torfowisko źródliskowe, pływająca mata trzęsawiskowa, zarastająca pozostałość dawnego jeziora oraz regenerujące się torfowisko przepływowe na obrzeżach zbiornika. Świadectwem dawnego stanu jeziora są odsłonięte, przesuszone pokłady kredy jeziornej, której powierzchnia wyniesiona jest do 1,5 m nad poziom obecnego pła. Badania wykazały, że dynamiczne przemiany typologiczne mokradeł w czasie były uzależnione zarówno od naturalnych procesów geomorfologicznych, jak i od pośredniego i bezpośredniego wpływu człowieka. Istotnym sposobem przywrócenia pierwotnych warunków rozwoju torfowisk na terenie DPN mogłaby być rekonstrukcja systemu hydrologicznego w skali krajobrazu. Wymagałoby to manipulowania poziomem wód w jeziorach i odtworzenia pierwotnego przebiegu cieków. Takie warunki sprzyjałyby w mniejszym stopniu rozwojowi źródliskowych kompleksów erozyjnych, a stymulowały regenerację mezotroficznych torfowisk przepływowych. Dodatkowym celem byłoby gromadzenie dużej ilości czystej wody do wykorzystania jako zasoby wody pitnej.

EN

The paper presents the results of the study of the relationship between the post-glacial landscape transformation and the genesis, development and degeneration of wetlands in the sandur (outwash plain) area of the Drawa National Park. Two wetland complexes have been selected as case-study sites. Both are situated within a chain depression belt, created by the fluvioglacial stream-flow and a melt-out of dead-ice blocks within a large outwash plain. In some depressions lakes are still present, while in others mires have developed. The entire system is drained by the Płociczna River, a tributary of the Drawa and Noteć Rivers. The „Miradz” study site represents a wetland complex which developed from the chain of separated lakes into one large percolating mire. Due to the transformation of the topographic features and the surface hydrologic system the mires have deteriorated and new wetland types evolved, including a small raised bog, an extensive complex of eroding springs and an alluvial fen close to the river. The „Cieszynka” study area is a complex of wetlands developed after a sudden lowering of a previous lake level. The possible cause of this process was a creation of a new course of the Cieszynka River. The resulting wetland system consists of a deteriorating spring mire, a floating mire developed over a recently terrestrialized remainder of lake and a regenerating percolating mire surrounding the latter. Exposed lake chalk deposits, elevated up to 1.5 m above the floating mire surface, are present at the margins of the system. The study shows the dynamic changes in wetland characteristics over time, related both to natural geomorphologic processes as well as to the human impact inside and outside the wetlands. Detailed investigations in a particular mire can supply clues for interpreting past landscape transformation. A possible way to restore the past conditions for mire formation in the Drawa National Park could be the reconstruction of the original hydrological system on the landscape scale. This could be done by manipulating the level of lakes as well as reconstructing original river courses. Such conditions would be less favourable for existence of erosie spring complexes, but would stimulate re-development of mesotrophic mires. A secondary goal would be an increased storage of large quantities of pure natural water for use as drinking water.