Zmiana odpływu wezbraniowego w małej zlewni leśnej Pojezierza Krajeńskiego po zabudowie cieku Modification of direct runoff in a small forest catchment of the Krajenskie Lakeland as a result of the watercourse development
Badania terenowe prowadzono w małej zlewni leśnej znajdującej się na Pojezierzu
Krajeńskim, na terenie Nadleśnictwa Lipka w leśnictwie Biskupice. Powierzchnia
zlewni wynosi 182 ha, z czego 95% to tereny leśne, pozostałe 5% stanowią
grunty orne i łąki. Pomiary terenowe obejmowały ciągłą rejestrację stanów
wody w cieku na przelewie Thomsona i cotygodniowe pomiary stanów wody gruntowej
w dziesięciu studzienkach. W trakcie badań dokonano zabudowy cieku poprzez
wybudowanie na nim sześciu urządzeń piętrzących – zastawek stałych. Zestawione
sumy opadów oraz wskaźniki odpływów obliczono na podstawie
bezpośrednich pomiarów. Ewapotranspirację dobową obliczono według metody
Konstantinowa, a następnie obliczono jej sumy miesięczne i roczne. Zmianę retencji
obliczono na podstawie pomiarów stanów wód gruntowych, zakładając 34% porowatość
gleby w strefie wahania sie wód gruntowych.
Rok hydrologiczny 2004/2005 należy do lat przeciętnych pod względem sumy
rocznej opadów atmosferycznych oraz średniej rocznej temperatury powietrza,
które to wartości znajdują się w odpowiednich przedziałach 90–110% wartości
średnich dla wielolecia. Współczynnik odpływu rocznego z badanej zlewni wynosi
0,330. Potwierdza to zasadność zabudowy badanego cieku w celu utworzenia tzw.
małej retencji. Nie stwierdzono jednak wyraźnego wpływu zabudowy cieku na
składniki bilansu wodnego zlewni. Nie stwierdzono wyraźnego wpływu zabudowy
cieku na wahania się lustra wody gruntowej w najpłytszych studzienkach położonych
najbliżej cieku. Wahania stanów wód gruntowych we wszystkich dziesięciu
obserwowanych studzienkach przebiegają prawie synchronicznie. Najwyraźniej wpływ zabudowy cieku można wykazać analizując odpływy wezbraniowe.
Poddano więc analizie 14 zaobserwowanych fal wezbraniowych, 6 „przed”
i 8 „po” zabudowie cieku. Każdą falę wezbraniową opisano konceptualnym modelem
Nasha. Opady efektywne dla poszczególnych wezbrań obliczono na podstawie
współczynników odpływów wezbraniowych, tzn. ilorazów wskaźników odpływu
wezbraniowego i sum opadów powodujących wezbrania. Przyjęto stałą liczbę zbiorników
w kaskadzie równa 2. Przyjecie stałej liczby zbiorników N=2 podyktowane
jest dwoma faktami: parametr ten powinien być stały dla danej zlewni, obliczenia
dla N=1 i N=3 dawały mniejsza zgodność odpływów wezbraniowych pomierzonych
i symulowanych. Średnie wartości stałych czasowych dla fal wezbraniowych „po”
zabudowie cieku były o około 50% większe niż dla fal „przed” zabudowa cieku.
W konsekwencji można postawić hipotezę, iż czas przebywania wód wezbraniowych
w zlewni na skutek zabudowy cieku zastawkami został istotnie wydłużony.
Wydaje się zatem zasadne zastosowanie w programach tzw. małej retencji w lasach
wykonywania zabudowy cieków systemami małych, prostych zastawek.
The field investigations were carried out in a small forest catchment situated
in the area of the Krajeńskie Lakeland, in the Lipka Forest District, the Biskupice
Forest Range. The catchment covers the area of 182ha; 95% is covered by forests
and 5% by arable land and meadows. The field measurements comprised
a continuous recording of the course water levels at the Thompson’s overflow and
weekly measurements of groundwater levels in ten wells. Construction development
was introduced on the area of the watercourse during the conducted research: six
damming devices (installations) constant weirs-were constructed there. The sums of
precipitation and indices of high water stages were calculated on the basis of direct
measurements. Daily evapotranspiration was calculated according to Konstantinow
method, and next its monthly and annual sums were calculated. Changes in storage
levels were calculated on the basis of the groundwater levels measurements. The
hydrological year 2004/2005 is an average one considering the annual atmospheric
precipitation sum, as well as mean annual air temperature; the values are in the
adequate intervals of 90–100% of the multi-annual mean values. The annual outflow
coefficient from the catchment in focus equals to 0.330. It confirms the necessity
of developing the discussed watercourse in order to create the so-called small
retention. However, no significant influence was found of the development on the
water balance components of the catchment. No clear influence of the watercourse
development was found on the fluctuations of groundwater table in the shallowest
wells situated in the closest neighbourhood of the course. Groundwater level fluctuations
run almost simultaneously in all the ten wells. The influence of the watercourse
bank development can be clearly described conducting an analysis of direct
runoffs. 14 recorded high water waves were subject to analysis; 6 prior to the development
and 8 following it. Each of the waves was described applying Nash’s
conceptual model. Effective rainfall for the successive high water stages were calculated
on the basis of the direct runoffs coefficients i.e. quotients of indices of the direct
runoff and sums of precipitation bringing about the runoffs. A constant number
of 2 reservoirs in a cascade was assumed. Assuming a constant number of reservoirs N=2 is conditioned by two factors: – the parameter should be constant for a
given catchment, – calculations for N=1 and N=3 presented a lower coincidence of
measured and simulated direct runoffs. Means of time-constants for high water
waves after the development were higher by approx. 50% than for the waves prior
to the construction. Resulting from it a hypothesis can be constructed here stating
that the time of runoff water deposition in the catchment as a result of the weirs development
was significantly prolonged. It can be thus assumed that systems of small
and basic weirs should be applied in forest small retention programmes.
Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies
Informacja
SZANOWNI CZYTELNICY!
UPRZEJMIE INFORMUJEMY, ŻE BIBLIOTEKA FUNKCJONUJE W NASTĘPUJĄCYCH GODZINACH:
Wypożyczalnia i Czytelnia Główna: poniedziałek – piątek od 9.00 do 19.00