Surface water resources of small agricultural watershed in the Kujawy region, central Poland

The goal of the paper was to determine surface water resources of an agricultural watershed representative for the areas of intensive crop production in the Kujawy region. This area is characterised by the lowest average annual precipitation in Poland and high water demands related to the intensive crop production. Hydrological studies were carried out in 2007–2011 in the upper Zgłowiączka River watershed located in the eastern part of the analysed region. Over 90% of the study area is used as an arable land. Water velocity in the river bed and water level were measured at the outlet of the watershed in the river cross-section Samszyce. The upper Zgłowiączka River has a snow-rainfall hydrological regime, strongly modified by anthropogenic activities related to the intensive crop production and installation of subsurface drainage system. The study period was characterised by very large temporal variability of hydrological conditions. The mean annual outflow coefficient amounted to 18% and varied highly in time: from 3% in the average years to 62% in the abnormally wet 2011. Average discharge (SSQ) in the Samszyce river cross-section was equal to 0.25 m³·s^–1, and the mean unit outflow – to 3.2 dm³·s^–1·km^–2. The results of the study show that disposable surface water resources of the Kujawy region are very small, especially in the summer half-year. Thus, their utilization as a potential source of water for crop irrigation can be taken into account only, if water excesses will be retained within the watershed and used in conjunction with groundwater resources.

Celem artykułu jest określenie wielkości zasobów wód powierzchniowych zlewni rzecznej reprezentatywnej dla obszarów intensywnie użytkowanych rolniczo w regionie Kujaw. Teren ten charakteryzuje się najniższą średnią roczną sumą opadów w Polsce oraz dużymi potrzebami wodnymi wynikającymi z intensywnej produkcji rolniczej. Badania hydrologiczne były prowadzone w latach 2007–2011 w zlewni górnej Zgłowiączki zlokalizowanej we wschodniej części analizowanego regionu. Ponad 90% obszaru badań jest użytkowane jako grunty orne. Prędkość przepływu wody w korycie cieku oraz poziom wody były mierzone w przekroju hydrometrycznym zamykającym zlewnię w Samszycach. Górna Zgłowiączka charakteryzuje się śnieżno-deszczowym reżimem hydrologicznym, silnie przekształconym antropogenicznie (intensywna produkcja roślinna oraz instalacja systemu drenarskiego). W okresie badań odnotowano dużą zmienność czasową warunków hydrologicznych. Średni roczny współczynnik odpływu wyniósł 18%, zmieniając się znacznie w czasie – od 3 w latach przeciętnych do 62% w anormalnie mokrym 2011 r. Średni odpływ (SSQ) w przekroju hydrometrycznym w Samszycach wyniósł 0,25 m³·s^–1, a średni odpływ jednostkowy – 3,2 dm³·s^–1·km^–2. Wyniki badań wskazują, że zasoby wodne Kujaw są bardzo małe, szczególnie w półroczu letnim. W związku z tym wykorzystanie tych zasobów jako potencjalnego źródła wody do nawodnień może być rozważane pod warunkiem retencjonowania nadmiarów wody na obszarze zlewni i ich eksploatacji równocześnie z zasobami wód gruntowych.