The paper treats on hydrological distributed model adaptation for a catchment with significant contribution of wetland. The WetSpa model was applied to analyzing the effects of topography, soil type, and land use cover on the runoff characteristics for upper Biebrza catchment. The derivation of parameter maps and analysis of the daily runoff as reaction of the catchment on rainfall was performed. The semi-automated calibration of the model was executed using PEST module. Then, the assessment of that crucial processes was done by calculating errors of mathematical models performance as well as hydrograph comparison. Error values, have shown that the model efficiency was estimated to be good for high flows, but unsatisfactory for low flows. This initial modeling approach gives possibility to ask question about limitation and needs of wetland catchment for rainfall-runoff modeling.
PL
Artykuł dotyczy adaptacji modelu hydrologicznego o parametrach rozłożonych w zlewni o znaczącym udziale gleb organicznych. Zastosowany model WetSpa umożliwił dokonanie analizy wpływu topografii, rodzaju gleb i użytkowania terenu na charakterystyki odpływu w zlewni górnej Biebrzy. W pierwszym etapie określono parametry przestrzenne w postaci map a następnie obliczano dobowy odpływ jako reakcje zlewni na opad. Do kalibracji wykorzystano procedurę półautomatyczną stosując program PEST. Następnie przeprowadzono ocenę najważniejszych procesów obliczając błędy modelowania matematycznego oraz porównując hydrogramy odpływu. Wielkości błędów pokazały wysoka skuteczność modelu w przypadku symulacji przepływów wysokich lecz niesatysfakcjonujące wyniki w obliczaniu przepływów niskich. Ta wstępna analiza dała możliwość zadania pytań o granice i potrzeby w modelowaniu opad- odpływ na obszarach mokradłowych.
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.
The military domain of Houthalen is a shooting area and also a protected Natura 2000 site, with an alternation of dunes, fens and heathlands. Already years ago, it was determined that the groundwater table is lowered by digging deep canals. Intensive consultation and study work (ecohydrological modeling) has shown that recovery is possible, taking into account the military use. Specific attention was paid to the accessibility through the fire roads and the water level in the fens. Recovery is started up, as well as a monitoring programme.