Evapotranspiration Calculation on the Basis of the Riparian Zone Water Balance

Riparian forests have a strong influence on groundwater levels and groundwater sustainedstream baseflow. An empirical and a hydraulic version of a new method were developed to calculateevapotranspiration values from riparian zone groundwater levels. The new technique was tested on thehydrometeorological data set of the Hidegvíz Valley (located in Sopron Hills at the eastern foothills ofthe Alps) experimental catchment. Evapotranspiration values of this new method were compared tothe Penman-Monteith evapotranspiration values on a half hourly scale and to the White methodevapotranspiration values on a daily scale. Sensitivity analysis showed that the more reliable hydraulicversion of our ET estimation technique is most sensitive (i.e., linearly) to the values of the saturatedhydraulic conductivity and specific yield taken from the riparian zone

Numerical Validation of a Diurnal Streamflow-Pattern-Based Evapotranspiration Estimation Method

The evapotranspiration (ET) estimation method by Gr ibovszki et al. (2010b) has so far been validated only at one catchment because good q uality discharge time series with the required high enough temporal resolution can probably be fou nd at only a handful of watersheds worldwide. To fill in the gap of measured data, synthetic groundw ater discharge values were produced by a 2D finite element model representing a small catchment. Geome trical and soil physical parameters of the numerical model were changed systematically and it was checked how well the model reproduced the prescribed ET time series. The tests corroborated t hat the ET-estimation method is applicable for catchments underlain by a shallow aquifer. The slop e of the riparian zone has a strong impact on the accuracy of the ET results when the slope is steep, however, the method proved to be reliable for gentle or horizontal riparian zone surfaces, which are more typical in reality. Likewise, errors sligh tly increase with the decrease of riparian zone width, and unless this width is comparable to the width of the stream (the case of a narrow riparian zone), th e ET estimates stay fairly accurate. The steepness of the valley slope had no significant effect on the r esults but the increase of the stream width (over 4 m) strongly influences the ET estimation results, so t his method can only be used for small headwater catchments. Finally, even a magnitude change in the prescribed ET rates had only a small effect on the estimation accuracy. The soil physical parameters, however, strongly influence the accuracy of the method. The model-prescribed ET values are recovere d exactly only for the sandy-loam aquifer, because only in this case was the model groundwater flow system similar to the assumed, theoretical one. For a low hydraulic conductivity aquifer (e.g. clay, silt), root water uptake creates a considera bly depressed water table under the riparian zone, ther efore the method underestimates the ET. In a sandy, coarser aquifer the flow lines never become vertica l even bellow the root zone, so the method overestimates the ET rate, thus the estimated ET va lues need to be corrected. Luckily the prescribed and estimated ET rates express a very high linear c orrelation, so the correction can be obtained by th e application of a constant, the value of which solel y depends on soil type

Forest Litter Interception Model for a Sessile Oak Forest

Abstract Models that describe hydrological processes in forests may help to estimate the consequences of forestry interventions or of climate change. The authors employed a hydrologic model for estimation of forest litter interception of a middle-aged sessile oak (Quercus petraea) stand. Antecedent water content and the storage capacity of the forest litter were the main parameters of the model. The antecedent water content of the litter was estimated by the daily precipitation and temperature data, collected in Hidegviz Valley research catchment in a three year measurement period (2006-2008). The measurements were done by an instrument we developed ourselves, where the undisturbed forest litter samples were enclosed in frames and measured in daily time steps.</jats:p

Hydrological impacts of various land cover types in the context of climate change for Zala County

The water balance of Zala County was analyzed using remote-sensing based actual evapotranspiration (ETA) and runoff (R) in the context of land cover types. The highest mean ETA rates were determined for water bodies (658 mm/year) and wetlands (622 mm/year). Forests have higher values than agricultural areas, and the lowest rates belong to artificial surfaces. Mean annual runoff is the largest on artificial surfaces (89 mm/year). For climate change impact analysis a Budykomodel was used in spatially distributed mode. The parameter of the Budyko model (α) was calculated for pixels without surplus water. For the extra water affected pixels a linear model with β parameter (actual evapotranspiration / pan evapotranspiration) was used. These parameters (α and β) can be used for evaluating future ETA and R in spatially distributed mode. According to the predictions, the mean annual evapotranspiration may increase about 27 mm while the runoff may decrease to one third of the present amount by end of the century

Erdősült kisvízgyűjtők hidrológiai és vízminőségi jellemzői = Hydrological and water quality charasteristics of forest covered catchments

A projekt a közel 20 éve folyamatosan működő erdőállományok vízháztartásával kapcsolatos kutatásokat támogatta a Sopron melletti Hidegvíz-völgyben. A projekt keretében a hidegvíz-völgyi kísérleti vízgyűjtő folyamatos működtetése mellett egyes meglévő mérések térbeli és időbeli kiterjesztése történt meg, ill. új jellemzők mérését is beállítottuk. Az eddigi állományklíma, intercepció és lefolyásmérések mellett vizsgáltuk az avarintercepciót, a patakmenti talajvíz és talajnedvesség változását, a növényállományok folyamatos fenológiai és növekedésvizsgálatával kiegészítve. Az eddigi mennyiségi mérések mellett egyes fiziko-kémiai alapméréseket rendszeresítettünk 1-2 automata adatgyűjtővel időben is kiterjesztve a méréseket. A projekt egyik legnagyobb eredménye az erdészeti hidrológia és az erdészeti vízgazdálkodás terén az erdők evapotranszspirációjának számítására kidolgozott új módszer. A projektben résztvevő fiatal kutatók a terepi, benti laboratóriumi és modellezési munkák során értékes gyakorlati tapasztalatokat szereztek és képessé váltak a tudományterületen komoly tudományos eredmények elérésére és nemzetközi projektekben való részvételre. | This project contributed to the operation of the long term forest hydrological research in Hidegvíz Valley in the neighbourhood of Sopron. In the frame of this project in addition to the regular continuous working of earlier settled research activities (stand climate and interception measuring, runoff measurements) new attributes of forest hydrological cycle (forest litter interception, groundwater level and soil moisture, phenological state) has been started to measure. The earlier examined attributes measurements extended in spatial and in temporal scale also. In addition to the quantitative measurements, some basic water quality parameter has been started to measure with settling of some automatic sensors. New method is elaborated in the frame of this project, which will presumably widely used (because of its low cost demands and easy to use features). Moreover vegetation water use can be calculated with help of this novelty method more accurate than before. Young scientists, who took part of this project, gained a lot of experiences in field work, laboratory analysis and modelling. They became qualified experts in the theme of eco-hydrology and got ability to take part in international projects

A klimatikus jellemzők hatásai az útpályaszerkezetre

A környezeti jellemzők (elsősorban a hőmérséklet, a csapadék, a légnedvesség, a fagyás-olvadás ciklusok és a talajvíz mélysége) jelentős hatást gyakorolnak az útburkolatok állapotára és élettartamára tehát a pályaszerkezetek méretezésénél is fontos tényezőként vehetők figyelembe. Az aszfaltburkolatú pályaszerkezetek tartósságának számításánál, az egyszerűen meghatározható és általában könnyen elérhető meteorológiai paraméterek közül, a hőmérséklet, ennek ingadozása és a csapadék a figyelembe vehető. Bár a hőmérséklettől függő aszfalt merevségi modulust a tényleges, reálisan várható aszfalthőmérséklet alapján célszerű felvenni. Viszont ezen mérések csak korlátozott számban állnak rendelkezésre, a léghőmérséklet mérések viszont igen jól lefedik az országot ezért felhasználhatóak az aszfalthőmérsékletek becslésére (elsősorban szezonálisan, havi gyakorisággal). Jelen cikk a léghőmérséklet és a csapadék általános változási tendenciáit mutatja be és hasonlítja össze Magyarországon három vizsgálati időszakra: 1951-1980; 1981-2010; 2016-2045

NDVI-based Downscaling of the CREMAP Actual Evapotranspiration Maps

The increasingly used remote sensing-based evapotranspiration estimation techniques provide information about the spatial and temporal variability of evapotranspiration on the field and regional scales. For Hungary, the most reliable evapotranspiration mapping model is the CREMAP (Calibration-Free Evapotranspiration Mapping), which uses MODIS surface temperature data. The CREMAP evapotranspiration with its 1000×1000 m (1 km2) resolution can be used for examinations with larger scales, for example the comparison of the water balance of forests with different land cover types (agricultural areas, artificial surfaces, etc.). However, the 1 km2 spatial resolution is too coarse to be used for smaller scales like precision forest management or agroforestry systems. Therefore, a vegetation index-based (MODIS NDVI) downscaling process of the CREMAP evapotranspiration was developed, to a resolution of 250×250 m (6.25 hectares). The downscaling experiment was done for Hungary, for a drier (2003 May-October) and for a wetter (2005 May-October) period. The products were analyzed, according to forest stand types. The vegetation index-based evapotranspiration downscaling process can be used for getting hydrological data for forest resource management, climate change impact studies on smaller scales or agroforestry system research

A klimatikus jellemzők hatásai az útpályaszerkezetre: A pályaszerkezet hőmérsékletek számítása

A környezeti jellemzők (elsősorban a hőmérséklet, a csapadék, a légnedvesség, a fagyás-olvadás ciklusok és a talajvíz mélysége) jelentős hatást gyakorolnak az útburkolatok állapotára és élettartamára, tehát a pályaszerkezetek méretezésénél is fontos tényezőként vehetők figyelembe. Az aszfaltburkolatú pályaszerkezetek tartósságának számításánál, az egyszerűen meghatározható és általában könnyen elérhető meteorológiai paraméterek közül, a hőmérséklet, ennek ingadozása és a csapadék figyelembe vehető. Bár a hőmérséklettől függő aszfalt merevségi modulust a tényleges, reálisan várható aszfalthőmérséklet alapján célszerű felvenni, ezen mérések csak korlátozott számban állnak rendelkezésre. Ellenben a léghőmérséklet mérésekkel, melyek igen jól lefedik az országot, és felhasználhatóak az aszfalthőmérsékletek - elsősorban szezonális, havi gyakoriságú - becslésére. Jelen cikk a léghőmérsékletnek, az aszfalthőmérsékletekkel való összefüggését, és a levonható következtetéseket dolgozza fel