Wpływ zmian użytkowania terenu na odpływy wezbraniowe z obszarów o znacznym zalesieniu Roztocza Środkowego

• Autorzy: Miler A. T.

Warianty tytułu

EN

Influence of land use changes to flood outflows from areas with large afforestation of the Roztocze Srodkowe

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ocenę wpływu zmian użytkowania terenu na odpływy wezbraniowe z ob-szarów o znacznym zalesieniu Roztocza Środkowego wykonano bazując na meto-dzie SCS-CN. Metoda ta pozwala wyliczyć z opadu całkowitego opad efektywny odpowiadający za odpływ bezpośredni. Oryginalna metoda SCS-CN opracowana została w zasadzie dla zlewni użytkowanych rolniczo [National Engineering Handbook 1956, 1985]. W niniejszej pracy zastosowano ideę adaptacji metody dla warunków leśnych [Okoński 2006; Okoński, Miler 2010]. Główny parametr meto-dy - CN jest funkcją m.in. sposobu użytkowania terenu. Wartość empiryczną pa-rametru CNemp obliczono bazując na pomiarach hydrometeorologicznych wezbrań deszczowych, w reprezentatywnej dla Roztocza Środkowego, zlewni w Nadleśnic-twie Tomaszów Lubelski, Leśnictwa Bełżec. Relacja pomiędzy wartością parametru empirycznego CNemp oraz wartością jego odpowiednika z metody oryginalnej stanowi podstawę idei adaptacji metody do warunków badanej zlewni. W konse-kwencji można prognozować jak zmiany użytkowania terenu, np. przebudowa drzewostanów, zalesienia lub wylesienia, zmiana upraw polowych, znaczące zmiany w infrastrukturze etc., będą wpływać na odpływy wezbraniowe (zmiany reten-cyjności) na reprezentatywnych terenach (quasi-jednorodnych w stosunku do ba danej zlewni). Analizowana zlewnia rzeki Krynica (powierzchnia 19,1 km2, lesistość 49,3%) jest reprezentatywna dla Nadleśnictwa Tomaszów Lubelski. Jest również quasi-reprezentatywna dla Roztocza Środkowego. Obszar Nadleśnictwa Tomaszów Lubelski leży w południowo-wschodniej części województwa lubel-skiego i północno-wschodniej części województwa podkarpackiego. Badana zlewnia rzeki Krynicy położona jest w makroregionie Roztocza, mezoregionie Roztocza Środkowego. Obszar ten zaliczany jest do IV Krainy Mazowiecko-Podlaskiej. Na terenie Nadleśnictwa Tomaszów Lubelski dominują gleby rdzawe (42,65%) oraz gleby brunatne (26,51%). Dominują zespoły lasów bukowych i grądów. Gatunkiem panującym jest sosna, która zajmuje 55,37% powierzchni leśnej, buk 19,70%, dąb 11,07%, olsza 3,49%, jodła 3,24%, grab 1,73%, brzoza 2,14%, modrzew 1,19%, zaś inne gatunki stanowią bardzo cenną domieszkę biocenotyczną. Na terenie badanej zlewni skład granulometryczny gleb jest następujący: piasek luźny 70%, piasek gliniasty 15% i piasek gliniasty na utworze gliniasto-żwirowym 15%. W okresie badań (2009-2010) średni odpływ jednostkowy wynosił 3,4 l•s-1•km-2, natomiast maksymalny i minimalny odpowiednio 17,2 i 1,0 l•s-1•km-2. Obliczenia przeprowadzono na podstawie pomierzonych wezbrań deszczowych. Bazując na wartościach CNemp przedstawiono scenariusze zmian odpływów wezbraniowych (zmian retencyjności) wynikających ze zmian użytkowania terenu badanej zlewni.

EN

Estimation of influence of land use changes to flood outflows from afforestation areas of the Roztocze 􀄝rodkowe was worked out basing on SCS-CN method. This method permits calculation from total rainfall a direct runoff as equivalent to effective rainfall. The original SCS-CN method in principle was worked out for catchments of cultivated areas [National Engineering Handbook 1956, 1985]. Present paper is focused on the idea of adaptation original method to forest conditions [Oko􀄔ski 2006; Oko􀄔ski, Miler 2010]. The main parameter of this method – CN is a function e.g. of land use. The empirical values of parameter CNemp were calculated basing on hydro-meteorological data of flood outflows at representative catchment of the Krynica River in the Roztocze 􀄝rodkowe, in the area of the Tomaszów Lubelski Forest District, the Be􀃡􀄪ec Forest Range. The dependence between empirical value of parameter CNemp and his equivalent’s value from original method is a basis idea of adaptation method SCS-CN to characteristics of investigated catchment. In consequence it gives then possibility to prognoses how the change of land use, e.g. forest stand reconstruction, afforestation, deforestation, change of field culture, significant change in infrastructure etc., will influence to flood outflows (change to water retention) at a representative areas (a quasi-homogeneous in relation to investigated catchment). The analyzed catchment of the Krynica River (area 19.1km2, afforestation 49.3%) is representative for the Tomaszów Lubelski Forest Division and quasi-representative to the Roztocze 􀄝rodkowe (Poland). The Tomaszów Lubelski Forest Division is located in south-east part of lubelskie province and north-east part of podkarpackie province. The area of investigated catchment is situated within the following units: macroregion – Roztocze, mesoregion – Roztocze 􀄝rodkowe; this area belong to IV Mazowiecko-Podlaska Land. On area of the Tomaszów Lubelski Forest Division predominate the rusty soils (42.65%) as well as the brown soils (26.51%). Associations of beech forests and oak-hornbeam forests predominate. Pine is the dominant species, covering 55.37% forested area, beech is found at 19.70%, oak at 11.07%, alder at 3.49%, fir at 3.24%, hornbeam at 1.73%, birch at 2.14% and larch at 1.19%, while other species constitute a highly valuable admixture in the biocenosis. On area of investigated catchment granulometric composition is following: loose sand 70%, loamy sand 15% and loamy sand on loamy gravel 15%. Average daily specific discharge (in investigation period 2009-2010) was on level 3.4 [l·s-1·km-2], and maximum to minimum suitably 17.2 to 1.0 [l·s-1·km-2]. The calculation was conducted using data of measuring rainy flood waves. The values of CNemp ware a base for introducing scenarios how changes of land use at investigation catchment are influencing to flood outflows (changing water retention).

Słowa kluczowe

PL

Roztocze Srodkowe [geogr.]; zlewnie lesne; tereny lesne; uzytkowanie terenu; zmiany uzytkowania; odplyw wody; odplywy wezbraniowe; modelowanie; metoda SCS-CN

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2012
• Numer: 2/I
• Opis fizyczny: s.173-182,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Miler A. T.

• Katedra Inżynierii Leśnej, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Mazowiecka 41, 60-623 Poznań

Bibliografia

• Ciepielowski A., Wójcik J., Banasik K. Adaptation of the SCS unit hydrograph method to the conditions in Polish forests. Proceedings of the 5th International Conference on Hydro-Science and Engineering (ICHE), Warsaw 2002, 1-10.
• Chow V.T. Handbook of Applied Hydrology. McGrow-Hill, New York 1964.
• Hawkins R.H. Runoff curve numbers from partial area watersheds, Proc. American Society of Civil Engineering, 105(IR4), 1979.
• Ignar S. Określanie opadu efektywnego metodą SCS. Maszyn. Kat. Bud. Wod. SGGW. Warszawa 1986.
• Ignar S. Metodyka obliczania przepływów wezbraniowych w zlewniach nieobserwowanych, Wyd. SGGW, Rozpr. Nauk. i Monogr., Warszawa 1993.
• Kondracki J. Geografia regionalna Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.
• Miler A.T., Bronikowski A. Water relations in forested areas in the Tomaszów Lubelski Forest
• Division. Infrastructure and Ecology of Rural Areas. Commission of Technical Rural Infrastructure, Polish Academy of Sciences, Cracow Branch, No. 11, 2010, 23-30.
• Mishra S.K., Singh V.P. Soil Conservation Service Curve Number (SCS-CN) Methodology, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 2003.
• Mishra S.K., Singh V.P. SCS-CN Method. Part I: Derivation of SCS-CN-Based Models. Acta Geophys. Pol. 51, 2003a, 1:107-123.
• National Engineering Handbook. Hydrology, Section 4, US Dept. of Agriculture, Soil Conservation Service, Washington D.C. 1956.
• National Engineering Handbook. Hydrology, Section 4, US Dept. of Agriculture, National Resources Conservation Service, Washington D.C. 1985.
• Okoński B. Modelowanie odpływu bezpośredniego w zależności od stanów pokrycia zlewni leśnej. Seria Rozpr. Nauk. Zesz., 374, Wyd. AR, Poznań 2006.
• Okoński B., Miler A.T. Adaptacja metody SCS-CN dla obliczania opadu efektywnego w zlewniach leśnych. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, vol. 68, tom 1, Hydrologia winżynierii i gospodarce wodnej (pod red. B. Więzika), 2010 , 143-152.
• Operat Urządzenia Gospodarstwa Leśnego dla Nadleśnictwa Tomaszów Lubelski opracowany na okres 01.01.2010 – 31.12.2019, 2010.
• Trampler T., Kliczkowska A., Dmyterko E., Sierpińska A. Regionalizacja przyrodniczo-leśna na podstawach ekologiczno-fizjograficznych. PWRiL Warszawa 1990.
• Woodward D.E., Hawkins R.H., Jiang R., Hjelmfelt A.T., Van Mullem J.A., Quan D.Q. Runoff Curve Number Method: Examination of the Initial Abstraction Ratio [w:] (P.Bizier, A.DeBarry eds.) World Water and Environmental Resources Congress Proceedings, Philadelphia 24-26.06.2003, (2003) A.S.C.E./ E.W.R. I.