Wpływ ewentualnych zmian użytkowania terenu na odpływy wezbraniowe z reprezentatywnej zlewni leśnej Pojezierza Krajeńskiego

• Autorzy: Miler A. T.

Warianty tytułu

EN

Influence of possible land use changes to flood outflows from representative forest catchment of the Krajenskie Lakeland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ocenę wpływu zmian użytkowania terenu na odpływy wezbraniowe z terenów leśnych Pojezierza Krajeńskiego wykonano bazując na metodzie 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 metody - CN jest funkcją m.in. sposobu użytkowania terenu. Wartość empiryczną parametru CNemp obliczono bazując na pomiarach hydrometeorologicznych wezbrań deszczowych, w reprezentatywnej dla Pojezierza Krajeńskiego, zlewni leśnej w Nadleśnictwie Lipka, Leśnictwie Biskupice. Relacja pomiędzy wartością parametru empirycznego CNemp oraz wartością jego odpowiednika z metody oryginalnej stanowi podstawę idei adaptacji metody do warunków badanej zlewni. W konsekwencji można pro-gnozować jak zmiany użytkowania terenu, np. przebudowa drzewostanów, zale-sienia lub wylesienia, zmiana upraw polowych, znaczące zmiany w infrastrukturze etc., będą wpływać na odpływy wezbraniowe (zmiany retencyjności) na reprezentatywnych terenach (quasi-jednorodnych w stosunku do badanej zlewni). Analizo-wana zlewnia położona jest w III-ciej Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej, 2-giej Dzielnicy Pojezierza Krajeńskiego, należy do mezoregionu Wysoczyzny Krajeńskiej. Powierzchnia zlewni wynosi 182,26ha, z czego 174,02ha (95%) to tereny leśne, pozostałe 8,24ha - 5% stanowią grunty orne i łąki. Dominującym rodzajem gleby są gleby rdzawe (ok. 86% powierzchni zlewni). Głównymi typami siedliskowymi w lasach są bory świeże (Bśw) i bory mieszane świeże (BMśw) (ok. 90% powierzchni leśnej zlewni). Głównym gatunkiem lasotwórczym jest sosna zwyczajna (93% powierzchni leśnej). Długość cieku nr 17-86-1 odprowadzającego wodę ze zlewni wynosi 1540 m. Średni dobowy odpływ jednostkowy (w okresie badań 2004-2006) wynosił 6,4 [l•s-1•km-2], a minimalny i maksymalny odpowiednio 2,5 i 25,5 [l•s-1•km-2]. Obliczenia przeprowadzono na podstawie 14-tu pomierzonych wezbrań deszczowych. Bazując na wartościach CNemp przed-stawiono 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 Krajeńskie Lakeland 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 [Okoński 2006; Okoński, 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 hydrometeorological data of flood outflows at representative catchment of river no. 17-86-1 in the Krajeńskie Lakeland, in the area of the Lipka Forest District, the Biskupice 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 is located in the III Wielkopolsko-Pomorska Land, the Two Krajeńskie Lakeland District, the Wysoczyzna Krajeńska mesoregion (Poland). The investigated catchment cover the area of 182.26ha; 174.02ha – 95% covered by forests, and 8.24ha – 5% arable land and meadows. The dominant soils are rusty soils (about 86% of catchment area) and similar. The dominant forest habitat types are: fresh coniferous forest (sign Bśw – in Polish standards) and fresh mixed coniferous forest (BMśw) – about 90% of catchment afforestetion area. Main species at afforestation area is ordinary pine (Pinus sylvestris L.) (93% of forest area). The length of the watercourse no. 17-86-1 channelling the water from the catchment is 1540m. Average daily specific discharge (in investigation period 2004- 2006) was on level 6.4 [l·s-1·km-2], and minimum to maximum suitably 2.5 to 25.5 [l·s-1·km-2]. The calculation was conducted using data of 14 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

Pojezierze Krajenskie; zlewnie lesne; uzytkowanie terenu; zmiany uzytkowania; odplyw wody; odplywy wezbraniowe; modelowanie; metoda SCS-CN

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2012
• Numer: 3/III
• Opis fizyczny: s.145-154,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., Drobiewska E. Modification of direct runoff in small forest catchment of the Krajeńskie Lakeland as a result of the watercourse development. Infrastructure and Ecology of Rural Areas, PAN Oddz. W Krakowie, Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi. Nr 3,2007, 87-97.
• Miler A.T., Kamiński B., Czerniak A., Grajewski S., Okoński B., Stasik R., Drobiewska E., Krysztofiak A., Poszyler-Adamska A., Korżak M. Ochrona obszarów mokradłowych na terenachleśnych. Monografia (ISBN 978-83-7160-507-9), Wyd. Uniwersytetu Przyrodniczegow Poznaniu 2008.
• 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, Hydrologiaw inżynierii i gospodarce wodnej (pod red. B. Więzika), 2010, 143-152.
• Opis taksacyjny dla Nadleśnictwa Lipka – szczegółowe dane inwentaryzacji lasu wg stanu na dzień 01.01.2002, (2002), Urządzanie Lasu Usługi T. Pędziwiatr, Toruń (maszynopis).
• Plan urządzenia gospodarstwa leśnego dla Nadleśnictwa Lipka – opis ogólny. Urządzanie Lasu Usługi T. Pędziwiatr, Toruń (maszynopis), 2002.
• 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.