Procesy hydrologiczne, straty składników pokarmowych i erozja gleby w małych zlewniach rolniczych, modele i RDW

Transkrypt

1 Procesy hydrologiczne, straty składników pokarmowych i erozja gleby w małych zlewniach rolniczych, modele i RDW Johannes Deelstra Bioforsk, Norway.

2 Co robimy i dlaczego Co jest specjalnego w hydrologii małych zlewni w porównaniu do zlewni dużych? Czy hydrologia krajów Europy Północnej i Zachodniej różni się od hydrologii krajów Południa Europy? Czy małe zlewnie różnią się hydrologicznie glebowo i stratą składników odżywczych od zlewni dużych?

3 Lokalizacja zlewni Program monitoringu i ochrony terenów rolniczych (JOVA), podobne programy na Łotwie i w Estonii. Quantifying runoff, nutrient and soil loss Zlewnie różnią się zabiegami technologicznymi i klimatem.

4 Charakterystyka zlewni Rozmiar Średnia temp. Nawożenie(N/P) Catchment Średni opad (mm) Main crops (ha) (ºC) Høgfoss Cereals 157/25 Hotran Cereals, ley 131/21 Mørdre Cereals 127/24 Skuterud Cereals 157/25 Kolstad Cereals 159/28 Volbu Ley 130/23 Naurstad Ley 134/23 Vandsemb 6, Cereals 127/24 Bye (subs. dr.) Cer., pot 159/28 Vinningland 2, Ley 415/50 Räpu (Est.) Cereals, ley 60/9 Rägina (Est.) Cereals, ley 30/4 Mellupite (Lat.) Cereals 55/16 Mellupite_d (Lat.) Cereals 55/16

5 Odpływ i straty składników pokarmowych Straty fosforu w zlewni kg/ha

6 Sezonowość przepływów W sezonie wegetacyjnym odpływ bardzo mały. Zlewnia Zima Wiosna Lato Jesień Gru - Luty Mar - Kwi Maj - Sie Wrz- Lis Høgfoss Skuterud, Vandsemb Vinningland Räpu (Est.) Mellupite drainage (Lat.)

7 Roczny odpływ i straty są generowane w niewielkiej liczbie dni. odpływ Zawi. Stała Cał.P Cał.N % dni Przykładowa zlewnia Skuterud, Norway

8 Wpływ drenażu podziemnego na straty N, P i erozję Vinningland, N-loss (kg/ha) 35 P-loss (kg/ha) 0.3 SS(kg/ha) 56 Runoff (mm) 664 Bye, sur subs Kolstad N-loss (kg/ha) P-loss (kg/ha) SS(kg/ha) Runoff (mm) Vandsemb, sur subs Mørdre N-loss (kg/ha) P-loss (kg/ha) SS(kg/ha) Runoff (mm) Podziemny drenaż znacząco podnosi straty

9 Dla wielu zlewni typowa jest duża zmienność dzienna.

10 Ta zmienność może być wyrażona poprzez współczynnik spłaszczenia, wskazujący prędkość zmian. -bazujący na wartościach średnich dla dnia -bazujący na wartościach godzinowych day hour (in- day variation) FI day n q i i= 1 = n i= 1 q q i i 1 n i= = n FI 1 hr i Δq q i hr

11 Jakie czynniki wpływają na odpływ Rozmiar zlewni, Typ gleby, Użytkowanie gruntu, Uważa się że drenaż podziemny ma duży wpływ na odpływ.

12 Modelowanie odpływu ze zlewni, skala zlewni i drenaż podziemny. Subs dr. Subs dr. Subs dr. Scale effect Czy drenaż ma wpływ na odpływ.? Skuterud, N_strata (kg/ha) 45 P_strata (kg/ha) 0.2 SS(kg/ha) 1190 Avrenning (mm) 504

13 Proces tworzenia odpływu. W wilgotnym klimacie umiarkowanym spływ powierzchniowy jest często generowany na skutek nasycenia warstw podziemnych. Jednym z powodów drenażu podziemnego w wielu europejskich krajach jest odprowadzenie nadmiaru wody z strefy korzeniowej, pośrednio zapobiegając spływowi powierzchniowemu. W takich warunkach również procesy erozji wymagają szczególnej uwagi. W małych zlewniach duża zmienność odpływu w krótkim czasie ma prawdopodobnie duży wpływ na erozję i straty składników pokarmowych. W klimacie chłodniejszym, specjalnej uwagi wymagają procesy zamarzania i rozmarzania gleby, opadów śniegu i deszczu oraz wiosennych roztopów. Aby prawidłowo planować uprawy i zabiegi technologiczne ważne jest używanie modeli które są w stanie uwzględniać ww zjawiska.

14 Czy mamy modele odpowiednie do sytuacji Wiele modeli jest obecnie testowanych w zlewniach norweskich SWAT(Bilans wodny, straty składników pokarmowych i erozyjne.) SWAT był testowany w Dwu projektach europejskich EUROHARP i STRIVER.m Obecnie jest testowany e Skuterud. DRAINMOD, symulujący drenaż podziemny/ spływ powierzchniowy/dynamikę azotu. HBV model (hydrolologiczny) INCA model (hydrologia, dynamika składników pokarmowych) SOIL/SOIL_NO and COUP (hydrologia,dynamika azotu); (stworzony przez SLU) WEPP (model do symulowania erozji wodnej) testowamy na małych poletkach

15 Procesy Hydrologiczne, straty składników pokarmowych i gleby, modele i RDW Tylko model który dobrze symuluje przepływy w zlewni w lokalnych warunkach klimatycznych, można z sukcesem stosować przy wdrożeniu RDW.