The role and importance of irrigation system for increasing the water resources: the case of the Nida River Valley

• Autorzy: Borek L. , Drzmajlo K.

Warianty tytułu

PL

Rola i znaczenie systemu nawadniającego w zwiększaniu zasobów wodnych: przypadek doliny rzeki Nidy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the study This paper presents the role and importance of the gravity-fed irrigation system for increasing the soil water resources and surface retention in sandy alluvial soils. Material and methods The research was conducted on the Kopernia object (64.2 ha) within the Nida River Valley (Pińczów County, Świętokrzyskie Voivodeship) focused on the sub-irrigation systems formed in the second half of the 20th century. In order to identify the changes in soil water retention at the object, certain characteristics of soil profile were measured, such as gravitational water and volumetric water content in alluvial soil at different depths of groundwater table position. For determining surface retention the archival materials (technical project) as well as field tests e.g. ditch inventorisation, soil samples collection, were used. Additionally, in laboratory, the selected physical and water properties of alluvial soils were determined. Results and conclusions On the basis of both the inventorisation of ditches and hydrotechnical constructions as well as field and laboratory tests, it was shown that during the proper operation of the irrigation system, water can be stored in the soil profile in the amount from 42 115.2 m³ to 62 916 m³, with 10 821 m³ of water in the ditches as a result of surface retention. Some of irrigation systems could be used to expand wetlands, also to increase small water retention. However, such changes would require large financial contributions and time to carry out these adjustments to current water policy and climate change.

PL

Cel pracy W niniejszym artykule przedstawiono rolę i znaczenie systemu nawadniania grawitacyjnego w zwiększaniu zasobów wody glebowej i retencji powierzchniowej w piaszczystych glebach aluwialnych. Materiał i metody Badania przeprowadzone na obiekcie Kopernia (64,2 ha) w dolinie rzeki Nidy (powiat pińczowski, województwo świętokrzyskie) dotyczyły systemów nawodnień podsiąkowych powstałych w drugiej połowie XX wieku. Do określenia zmian retencji wodnej w glebie na obiekcie zastosowano charakterystyki wodne gleby, takie jak odciekalność i objętość rezerw przejściowych przy różnym położeniu zwierciadła wody gruntowej. W celu określenia retencji powierzchniowej zostały użyte materiały archiwalne (projekt techniczny) oraz wykonano badania terenowe (inwentaryzacja rowów, pobór próbek glebowych). Dodatkowo, w laboratorium określono wybrane właściwości fizyko-wodne gleb aluwialnych. Wyniki i wnioski Na podstawie przeprowadzonej inwentaryzacji rowów i budowli hydrotechnicznych oraz badań polowych i laboratoryjnych wykazano, że podczas prawidłowego funkcjonowania systemu nawadniania, w glebie mogłaby zostać zmagazynowana woda w ilości od 42 115,2 m³ do 62 916 m³ , a dodatkowo w rowach 10 821 m³ wody jako retencja powierzchniowa. Niektóre systemy irygacyjne mogłyby zostać wykorzystane do powiększenia terenów podmokłych, a także do zwiększenia małej retencji wodnej. Jednak takie zmiany wymagałyby znacznych wkładów finansowych i czasu na przeprowadzenie tych dostosowań do aktualnych wymogów polityki wodnej i zmian klimatu.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2019
• Tom: 18
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.19-30,fig.,ref.

Twórcy

autor

Borek L.

• Deparment of Land Reclamation and Environmental Development, Faculty of Environmental Engineering and Land Surveying, University of Agriculture in Krakow, Al.Mickiewicza 24/28, 30–059 Krakow, Poland

autor

Drzmajlo K.

• Teldraft Sp.y o.o., Jana Pawła II 86, 32-447 Siepraw, Poland

Bibliografia

• Abbasi, N., Bahramloo, R., Movahedan, M. (2015). Strategic Planning for Remediation and optimization of Irrigation and Drainage Networks: A case study for Iran. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 4, 211–221.
• Akkuzu, E., Unal, H.B., Karatas, B.S., Avci, M., Aşik, Ş. (2008). Evaluation of Irrigation Canal Maintenance according to Roughness and Active Canal Capacity Values. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 134, 1, 60–66.
• Alarcón, J., Garrido, A., Juana, L. (2016). Modernization of irrigation systems in Spain: review and analysis for decision ma king. International Journal of Water Resources Development, 32, 3, 442–458.
• Borek, Ł., Bogdał, A. (2018). Soil water retention of the Odra River alluvial soils (Poland): Estimating parameters by RETC model and laboratory measurements. Applied Ecology and Environmental Research, 16 (4), 4681–4699.
• Borek, Ł., Ostrowski, K. (2014). Rola i znaczenie infrastruktury wodno-melioracyjnej w kształtowaniu walorów krajobrazowych parku dworskiego w Brniu. Episteme, I, 4, 419–431.
• Bullinger-Weber, G., Le Bayon, R., Guenat, C., Gobat, J. M. (2007): Influence of some physicochemical and biological parameters on soil structure formation in alluvial soils. – European Journal of Soil Biology, 43(1), 57–70.
• Burczyk, P., Gamrat, R., Gałczyńska, M., Saran, E. (2018). Rola trwałych użytków zielonych w zapewnieniu stanu równowagi ekologicznej środowiska przyrodniczego. Water-Environment-Rural Areas, 18, 3(63), 21–37.
• Carlson, E.A., Cooper, D.J., Merritt, D.M., Kondratieff, B.C., Waskom, R.M. (2019). Irrigation canals are newly created streams of semi-arid agricultural regions. Science of The Total Environment, 646, 770–781.
• Chandran, K.M., Ambili, G.K. (2016). Evaluation of minor irrigation schemes using performance indicators: case studies from South India. Sustain. Water Resour. Manag, 2, 4, 431–437.
• Dwevedi, A., Kumar, P., Kumar, P., Kumar, Y., Sharma, Y.K., & Kayastha, A.M. (2017). 15 – Soil sensors: detailed insight into research updates, significance, and future prospects A2 - Grumezescu, Alexandru Mihai. Academic Press: New Pesticides and Soil Sensors, 561–594.
• DZ.U. z 2017 poz. 1566 Prawo Wodne (Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r.)
• Ertsen, M.W. (2010). Structuring properties of irrigation systems: understanding relations between humans and hydraulics through modeling. Water History, 2, 2, 165–183.
• Grzywna, A. (2012). Changes in groundwater table levelin the dreinage transect Uhnin. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 11(3), 13–20.
• GUS 2017. Ochrona środowiska. Informacje i opracowania statystyczne (Environmental protection. Statistical information and studies). Warszawa: Zakład Wydawnictw Statystycznych.
• Iqbal, J., Thomasson, J. A., Jenkins, J. N., Owens, P. R., Whisler, F. D. (2005): Spatial Variability Analysis of Soil Physical Properties of Alluvial Soils. – Soil Science Society of America Journal Abstract, Soil & Water Management & Conservation, 69(4), 1338–1350.
• Kondracki, J. (2011): Regional geography of Poland. Warszawa: PWN.
• Lecina, S., Isidoro, D., Playán, E., Aragüés, R. (2010). Irrigation Modernization in Spain: Effects on Water Quantity and Quality—A Conceptual Approach. International Journal of Water Resources Development, 26, 2, 265–282.
• Łapuszek, M. (2011). Studies on riverbed evolution on the Nida river at the Pińczów and Wiślica gauging station. Infrastructure And Ecology of Rural Areas, 12, 169–178.
• Leibundgut, Ch., Kohn, I. (2014a). European traditional irrigation in transition part I: irrigation in times past – a historic land use practice across Europe. Irrigation and Drainage, 63, 3, 273–293.
• Leibundgut, Ch., Kohn, I. (2014b). European traditional irrigation in transition part II: traditional irrigation in our time—decline, rediscovery and restoration perspectives. Irrigation and Drainage, 63, 3, 294–314.
• Lozano, D., Arranja, C., Rijo, M., Mateos, L. (2010). Simulation of automatic control of an irrigation canal. 97, 1, 91–100.
• Łabędzki, L. (2007). Irrigation in Poland – current status after reforms in agriculture and future development. J. Water Land Dev., 11, 3–16.
• Łabędzki, L. (2015). Controlled run-off as a method of grassland irrigation and peatland preservation in the Notec river Valley. Infrastructure And Ecology Of Rural Areas, III/2, 717–726.
• Łajczak, A. (2006). Regulacja rzeki a zagrożenie powodziowe, na przykładzie Nidy. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 4, 1, 217–233.
• Małecki, Z.J., Gołębiak, P. (2012). Zasoby wodne Polski i świata. Zeszyty Naukowe – Inzynieria Ladowa i Wodna w Kształtowaniu Środowiska, 7, 50–56.
• Masseroni, D., Ricart, S., Ramirez de Cartagena, F., Monserrat, J., Gonçalves, J. M., de Lima, I., Facchi, A., Sali, G.,
• Gandolfi, C. (2017). Prospects for improving gravity-fed surface irrigation systems in Mediterranean European contexts. Water, 9, 20.
• Mays, L.W. (2010). Ancient Water Technologies. London: Springer.
• Meijer K., Boelee E., Augustijn D. van der Molen I. (2006). Impacts of concrete lining of irrigation canals on availability of water for domestic use in southern Sri Lanka. Agricultural Water Management, 83(3), 243–251.
• Mioduszewski, W. (2014). Small (natural) water retention in rural areas. J. Water Land Dev., No. 20 (I–III), 19–29.
• Mocek, A., Drzymała, St. 2010. Geneza, analiza i klasyfikacja gleb. Poznań: Wyd. UP.
• Nyc, K., Pokładek, R. (2008). Current problems of land reclamation in grasslands. Water-Environment-Rural Areas, 8, 2b (24), 97–103.
• O’Geen, A. T. (2013) Soil Water Dynamics. Nature Education Knowledge, 4(5), 9.
• Ostromęcki, J. 1973. Podstawy melioracji nawadniających. Warszawa: PWN.
• PN–R–04032. (1998). Gleby i utwory mineralne. Pobieranie próbek i oznaczanie składu granulometrycznego. PKN.
• PTG (2011): Polish soil classification. Fifth edition. – Soil Science Annual, 62(3).
• Rawls, W.J., Pachepsky, Y.A., Ritchie, J.C., Sobecki, T.M., Bloodworth, H. (2003): Effect of soil organic carbon on soil water retention. Geoderma, 116 (1–2), 61–76.
• Pierzgalski, E. (1990). Melioracje użytków zielonych – nawodnienia podsiąkowe. Warszawa: Wydawnictwo SGGW.
• Roj-Rojewski, S., Walasek, M. (2013). Muddy-alluvial soils catena near Suraż in the Upper Narew Valley. Soil Science Annual, 64, 2, 34–40.
• Rubio, C. M., Poyatos, R. (2012). Applicability of Hydrus-1D in a Mediterranean Mountain Area Submitted to Land Use Changes. – International Scholarly Research Notice.
• Soil Survey Staff (1999): Soil Taxonomy: A Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Surveys. 2nd edition. – Natural Resources Conservation Service. U.S. Department of Agriculture Handbook, 436.
• Somorowski, Cz. (1971). Materiały do ćwiczeń z melioracji rolnych - stosunki wodne. Warszawa: Wyd. SGGW.
• Szpikowski J., Szpikowska G., Domańska M. (2015). Old melioration systems: the influence onto functioning of geoecosystems of river valleys in the Parsęta (NW Poland). Quaestiones Geographicae, 34(3): 129–140.
• Vassena, Ch., Rienzner M., Ponzini G., Giudici M., Gandolfi C., Durante C., Agostani D. (2012). Modeling water resources of a highly irrigated alluvial plain (Italy): calibrating soil and groundwater models. Hydrogeology Journal, 20, 3, 449–467.
• Wahlin, B., Zimbelman, D. (2017). Canal Automation for Irrigation Systems: American Society of Civil Engineers Manual of Practice Number 131. Irrigation and Drainage, 67, 1, 22–28.
• WRB. World Reference Base for Soil Resources 2006. World Soil Resources Reports No. 103. FAO: Rome.
• Zaghloul, E.A., Hassan, S.M., Bahy, El-Dein, A.M., Elbeih, S.F. (2013). Detection of ancient irrigation canals of Deir El-Hagar playa, Dakhla Oasis, Egypt, using Egyptsat-1 data. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 16, 2, 153–161.