Introduction of the occurrence of high groundwater levels and surface water storage in computer program SWATRE

In the previous version of the computer program SWATRE calculations of the soil motsture distrihution and the waterbalsnee stoppad when the water table was rising close to the soil surface. This restrietion was caused by the way of computation of the height of the groundwater level. In practice, situalfons may occur in which the groundwater table is rlsing up to or even beyond the soil surface. This paper presents an extension of SWATRE, which is capable to deal with this type of situation, including the ponding phenomenum

Influence of vegetation maintenance on flow and mixing: case study comparing fully cut with high-coverage conditions

In temperate climates, agricultural ditches are generally bounded by seasonal vegetation, which affects the hydrodynamics and mixing processes within the channel and acts as a buffer strip to reduce a load of pollutants coming from the surrounding cultivated fields. However, even if the control of such vegetation represents a key strategy to support sediment and nutrient management, the studies that investigated the effect of different vegetation maintenance scenarios or vegetation coverage on the flow and mixing dynamics at the reach scale are very limited. To overcome these limitations and provide additional insights into the involved processes, tracer tests were conducted in an agricultural ditch roughly 500 m long close to Warsaw in Poland, focusing on two different vegetation scenarios: highly vegetated and fully cut. Under the highly vegetated scenario, sub-reaches differing in surficial vegetation coverage are analysed separately to better understand the influence of the vegetation conditions on the flow and mixing parameters. Special attention has been paid to the longitudinal dispersion coefficient in complex natural conditions and its dependency on vegetation coverage (V). The vegetation maintenance decreased the travel and residence times of the solute by 3–5 times, moderately increasing the peak concentrations. We found that the dispersion coefficient decreased approximately linearly with the increase of vegetation coverage at V&gt;68 %. Further research is needed at lower vegetation coverage values and different spatial plant distributions. The obtained longitudinal dispersion coefficient values complement dispersion value datasets previously published in the literature, which are barely available for small natural streams. The new process understanding supports the design of future investigations with more environmentally sound vegetation maintenance scenarios.</p

Renaturyzacja systemu mokradeł zasilanych podziemnie na obszarze Bagien Przemkowsko-Przecławskich

The aim of the paper is the estimation of hydrological conditions occurring on the area of Przemkowsko- Przecławskie Wetlands in the proposed water management scenarios, which are implemented to restore natural values of the wetland environment .In each of the scenarios, the operation parameters of hydraulic structures were changed, causing the potential increase of ground water alimentation to the wetland area. Common and recognized ground water flow model MODFLOW was used to calculate ground water levels for each scenario and to study the long –term effect of restoration measures on Przemkowsko – Przecławskie Wetlands. Following hydrological characteristics were analysed: mean of the mean ground water levels, inundation frequency, mean ground water amplitude and mean low ground water levels. These characteristics were modeled for the long-term period 1964-1985 for unsteady flow conditions and were compared with the values adopted from intact, reference wetlands. It was proved, that slowing down the outflow of ground water (scenario 1) didn’t provide hydrological conditions desired for the maintenance of swampy habitats. The combination of outflow slow down and restriction of ground water abstraction by existing pumping stations (scenario 2) didn’t guarantee the maintenance of desired values of hydrological characteristics for a swampy habitat as well. The realization of the proposed scenarios enables to keep proper conditions for wet and moist habitats. The management policy for Przemkowsko - Przeclawskie Wetlands should then be directed at the development of those habitats, providing broad realization of environmental protection goals.W pracy wykorzystano modelowanie przepływu wód podziemnych do obliczenia charakterystyk hydrologicznych wód podziemnych na renaturyzowanym obszarze Bagien Przemkowsko Przecławskich dla różnych wariantów gospodarowania wodą. Analizowane charakterystyki hydrologiczne obejmowały: średnie stany wody, średnie amplitudy zwierciadła wody, częstotliwości zalewu oraz średnie stany niskie. Ich wartości uzyskano dla wieloletniego okresu 1964- 1985 droga modelowania nieustalonego przepływu wód podziemnych, a następnie porównano je z wartościami charakterystyk dla mokradeł referencyjnych Na podstawie tego porównania stwierdzono, że w granicach obiektu badań odtwarzane siedliska odznaczały się warunkami wodnymi korzystnymi dla podmokłych łąk z dominacją ziołorośli i zbiorowisk kaczeńcowych. Warunki takie uzyskano w wariantach gospodarowania wodą zakładających kombinacje spowolnienia odpływu przez urządzenia piętrzące z ograniczeniem ujmowania wód istniejącymi przepompowniami. W wyniku kombinacji takich działań zasilanie podziemne obiektu zwiększa się, stwarzając warunki wodne korzystne dla siedlisk podmokłych i wilgotnych, nie gwarantuje natomiast odtworzenia procesów bagiennych na obszarach chronionych

In Search of a Soil Moisture Content Simulation Model: Mechanistic and Data Mining Approach Based on TDR Method Results

Soil moisture content simulation models have continuously been an important research objective. In particular, the comparisons of the performance of different model types deserve proper attention. Therefore, the quality of selected physically-based and statistical models was analyzed utilizing the data from the Time Domain Reflectometry technique. An E-Test measurement system was applied with the reflectogram interpreted into soil volumetric moisture content by proper calibration equations. The gathered data facilitated to calibrate the physical model of Deardorff and establish parameters of: support vector machines, multivariate adaptive regression spline, and boosted trees model. The general likelihood uncertainty estimation revealed the sensitivity of individual model parameters. As it was assumed, a simple structure of statistical models was achieved but no direct physical interpretation of their parameters, contrary to a physically-based method. The TDR technique proved useful for the calibration of different soil moisture models and a satisfactory quality for their future exploitation

Zastosowanie modelu SWAP do prognozowania elementow bilansu wodnego zdrenowanej gleby pylowej

W artykule przedstawiono wyniki symulacji komputerowej przy zastosowaniu modelu SWAP. Do celów obliczeniowych przyjęto, że powierzchnia terenu pokryta jest kukurydzą (Zea mays L.), a rozpatrywaną glebą jest gleba pyłowa. Symulację przeprowadzono dla okresu czterdziestu lat (1954-1993). Celem tej symulacji było prognozowanie warunków wilgotnościowych w glebie pyłowej, w zależności od rozstawy drenowania i zróżnicowanych warunków meteorologicznych. Na podstawie średniego rocznego opadu wyznaczono przedziały wielkości opadów, według których dany rok sklasyfikowano jako rok: przeciętny, suchy, bardzo suchy, skrajnie suchy, wilgotny, bardzo wilgotny lub skrajnie wilgotny. Jako kryterium wystąpienia nadmiernego uwilgotnienia, uwilgotnienia optymalnego oraz niedoboru uwilgotnienia przyjęto graniczne wartości ciśnienia ssącego gleby na głębokości 30 cm. Na podstawie wyników symulacji bilansu wodnego modelem SWAP w okresie wielolecia stwierdzono, że niskie wartości odpływów drenarskich wystąpiły w latach określanych jako bardzo suche, suche i przeciętne, ponieważ znaczna ilość wody pochodzącej z opadów została zmagazynowana w glebie. Średnie obliczone dla wielolecia 1954-1993 wartości ciśnień ssących na głębokości 30 cm dla wszystkich czterech rozpatrywanych wariantów, utrzymywały się w granicach wartości ciśnienia ssącego odpowiadającego uwilgotnieniu optymalnemu. Prawdopodobieństwo wystąpienia nadmiernego uwilgotnienia w przypadku gleby drenowanej dla wszystkich rozstaw nie przekraczało 21%, podczas gdy w glebie nie drenowanej wynosiło blisko 80%.The paper presents the results of computer simulation using SWAP model. It was assumed that the considered plant was corn (Zea mays L.) and the considered soil was silt-loam soil. The simulation was performed for the period of forty years period (1954-1993). The aim of this simulation was the prediction of silt-loam soil water content conditions, depended on drainage spacing and diversified meteorological conditions. Average annual precipitation value was used as a base for the classification of the considered particular year into: average, dry, very dry, extremely dry, wet, very wet and extremely wet. Pressure head values at 30 cm depth below the soil surface were used as a criterion of moisture surplus, deficits and optimal contents. The results of soil water balance computer using SWAP model for period 1954-1993 showed that low values of drainage outflow were present in very dry, dry and average years because the significant amount of precipitation was stored in the soil. The average values of pressure head at 30 cm depth, for period 1954-1993, were in the range of optimal moisture conditions for all considered cases. Probability of moisture surplus appearance does not exceed 21% for all drain spaces, and about 80% for non-drainage case

Ksztaltowanie srodowiska jako dyscyplina naukowa

W pracy przedstawiono kompleksową charakterystykę dyscypliny naukowej „Kształtowanie środowiska", która obejmuje podstawowe pojęcia i definicje, rozwój historyczny, przedmiot, cel, zakres i metody, główne kierunki badań naukowych oraz korzyści, potrzeby i zagrożenia jej dalszego rozwoju.The paper presented complex characteristics of the „Environment development" as a scientific discipline. The following problems of the discipline were discussed: basic definitions, historical development, the aim, the range and methods, major areas of scientific research as well as the advantages, requirements and limitations of its future development