Próba kalibracji modelu RUSLE/SDR dla oceny ładunku zawiesiny wprowadzanego do Zbiornika Dobczyckiego ze zlewni bezpośredniej

Prognozowanie wielkości ładunku zawiesiny wprowadzanego do zbiornika retencyjnego wraz z zasilającymi je wodami posiada istotne znaczenie, zarówno w kontekście jakości wody zbiornika jak i jego pojemności dyspozycyjnej. Znaczącym wsparciem dla opracowania tego rodzaju prognoz może być realizowane w środowisku Systemów Informacji Geograficznej modelowanie efektów erozji wodnej gleb w obszarze zlewni zbiornika. W artykule przedstawiono rezultaty kalibracji modelu RUSLE/SDR (Revised Universal Soil Loss Equation / Sediment Delivery Ratio) uzyskane w oparciu o wyniki pomiarów przeprowadzonych w czterech ciekach zasilających Zbiornik Dobczycki: Wolnicy, Trzemeśniance, Brzezówce i Bulince. W trakcie przeprowadzonych badań podjęto próby kalibracji modelu w oparciu o wyniki pomiarów ładunków zawiesin Nie udało się uzyskać pozytywnych efektów kalibracji stosując te same parametry modelu dla wszystkich zlewni. Powodzeniem zakończyły się natomiast próby kalibracji w wariantach, w których nie uwzględniono wyników uzyskanych w zlewni Wolnicy. Spośród testowanych wariantów obliczeniowych najlepsze rezultaty dawało zastosowanie do obliczeń wskaźnika topograficznego wzorów McCool’a et al. (1987, 1989) przy użyciu do określenia sieci erozyjno-drenażowej algorytmu D8. Uzyskane rezultaty kalibracji, pomimo iż nie w pełni satysfakcjonujące, pozwalają przypuszczać, że model RUSLE/SDR będzie mógł być wykorzystany do prognozowania zmian ładunków zawiesiny docierającej do zbiornika. Hipoteza ta poddana zostanie weryfikacji w trakcie dalszych badań, w oparciu o pomiary ładunków zawiesiny przeprowadzone w latach 2007/2008.

Synoptic information on suspended matter supply to reservoirs is important because of a potential storage capacity reduction and water contamination. Such prediction is difficult to obtain from in situ measurement only. The suspended matter load can be estimated by modelling water soil erosion effect in GIS environment, using Digital Elevation Model, climate data, soil type parameters, and land-use/land-cover data obtained from remote sensing multitemporal imageries. To predict sediment yields from watersheds, a calibrated model is needed. The paper presents a study on the Dobczyce Reservoir in southern Poland. In the 1980s, detailed measurements of sediment yields in rovers of the Reservoir's immediate catchment were taken. We tried to calibrate the RUSLE/SDR (Revised Universal Soil Loss Equation / Sediment Delivery Ratio) erosion model to predict sediment loads. Different topographical factor equations and runoff routing algorithms were tested. The RUSLE/SDR model calibration was based on sediment loads measured in four streams (Wolnica, Trzemeśnianka, Brzezówka, Bulinka) during three years (1982-84). First, we tried to use one model for all four catchments modelled. The calibration attempts were based on the yearly sediment loads and on average sediment yields for 1982-1984, measured in every catchment. Both attempts failed. Successful calibration was achieved in both approaches when the Wolnica catchment was excluded. Sediment yields measured in the remaining three catchments showed little year-to-year variation. In the Wolnica catchment, the sediment yield in 1982 was thirteen times greater than that in 1984. The differences in the measured sediment yields occurred mainly in winter months. The Wolnica catchment differs from the remaining ones in its location: it is located on the south slopes (at the north side of the existing reservoir). This can bring about differences in climatic conditions. It is possible that the calculated rainfall erosivity factor used was not appropriate for that watershed. The best result was obtained with the use of D8 runoff routing algorithm and the LS-equations proposed by McCool et al. (1987, 1989). The results obtained show the potential of this simple approach in prediction of sediment supply to the Dobczyce Reservoir from its immediate catchment. An improved version of the model (with rainfall erosivity factor calculated in a diferent way or with different parameter values for different catchments) will be tested in the future along with other soil erosion models capable of prediction sediment yields. These models will be validated based on measurements taken last year.