Filters
Less power when more is needed. Climate-related current and possible future problems of the wind energy sector in Poland
Zmiany składników bilansu wodnego śródleśnych małych zbiorników wodnych w zlewni Prosny (środkowa Polska)
Śródleśne małe zbiorniki wodne zarówno pochodzenia antropogenicznego, jak i te o charakterze wytopiskowym (glacigenicznym), odgrywają niezwykle istotną rolę w kształtowaniu gospodarki wodnej mikrozlewni leśnych. Zretencjonowana w tych zbiornikach woda pozytywnie wpływa na wody gruntowe przyległych siedlisk leśnych, zasilając je w okresach posuch. Poznanie składowych bilansu wodnego tych niewielkich najczęściej akwenów może przyczynić się do ich ochrony, w kontekście działań związanych np. z ich odtwarzaniem. Pozwala także poznać ich funkcjonowanie. Podstawowym celem prowadzonych badań była analiza składowych bilansu wodnego dwóch różniących się pod względem zasilania śródleśnych oczek wodnych zlokalizowanych w zlewniach Niesobu i Pomianki – lewobrzeżnych dopływów Prosny. Uzyskane w latach hydrologicznych 2013, 2015 i 2016 wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że w największym stopniu o przychodach w bilansie wodnym bezodpływowego oczka nr 1 decydował opad atmosferyczny na jego powierzchnię. W półroczach zimowych omawianych lat zasilanie oczka opadem kształtowało się na poziomie od 274 m3 (2015) do 432 m3 (2016), a w półroczach letnich osiągało wartości od 155 m3 (2016) do 684 m3 (2013). Natomiast czynnikiem, który w największym stopniu decydował o rozchodach w równaniu bilansowym tego oczka, było parowanie z jego powierzchni. W półroczach zimowych osiągało ono wartości od 177 m3 (2016) do 345 m3 (2013), a w półroczach letnich kształtowało się na poziomie od 385 m3 (2016) do 496 m3 (2015). W drugim analizowanym śródleśnym oczku wodnym nr 5 czynnikami decydującymi o kształtowaniu się bilansu były te związane z poziomą wymianą wody. Po stronie przychodów w największym stopniu o bilansie decydował dopływ źródliskowy, wynoszący średnio w analizowanych latach 46 873 m3 . Natomiast największy wpływ na ubytki wody miał odpływ z tego zbiornika do pobliskiego rowu, kształtujący się w omawianych latach średnio na poziomie 69 348 m3.
Controlled drainage effectiveness in reducing nutrient outflow in light of climate changes
This modeling study focused on the hydrological and water quality effects of controlled drainage (CD) when operated using a subsurface drainage system in an agricultural field in the Wielkopolska region. The DRAINMOD hydrologic model was well calibrated and validated in an experimental field. This model was used in the performance of CD and free drainage (FD) combinations (108 and 27, respectively) in a near-future climate change scenario. The objective was to understand the potential of CD on the groundwater table (GWT), drainage outflow, surface runoff, and nitrogen and phosphorus reduction under projected climate conditions in Poland during the 21st century with shared socioeconomic pathway SSP370. The results indicated that the earliest start of CD practice is the most effective in increasing GWT. Compared to current climatic conditions, when applying CD on 1 March in the near future, with an initial GWT of 60 and 80 cm b.s.l. in wet years, drainage outflows will increase by 33% and 80% for the GFDL model, by 30% and 40% for the MPI model, and by 17% and 23% for the UKESM model. Comparing the surface runoff values obtained to current climate conditions, the MPI, GFDL, and UKESM models predict a significant increase in surface runoff in the near future, which is due to the predicted increase in precipitation. The annual NO3–N reduction was by 22, 19, and 15 kg per hectare for wet, normal, and dry years, respectively, in the near future. Among the climate scenarios, the UKESM model predicted higher NO3–N and PO4 leaching values compared to the MPI and GFDL models.
Effectiveness of Controlled Tile Drainage in Reducing Outflow and Nitrogen at the Scale of the Drainage System
The impact of controlled drainage (CD) on the groundwater table (GWT), drainage outflow, surface runoff, and nitrogen reduction at the drainage system scale in the Wielkopolska region was analyzed in this study. Based on field research, mainly by monitoring of GWT changes in 2019–2020, the DRAINMOD model was calibrated and validated. Hydrological soil water balance simulations were carried out with 36 and 9 combinations for CD and free drainage (FD), respectively. The modelling period was March-September for 10 different dry, wet, and normal years from the period of 1961 to 2020. The next step was to use the results of drainage outflow modelling and chemical constituent analyses of drainage water samples to determine NO3-N concentrations and calculate NO3-N pollution loads. As a result of the simulations, the importance of the timing of the start of the outflow retention in the adopted model variants was determined, indicating the earliest assumed date of 1 March. The appropriate CD start date as well as the initial GWT has a significant impact on the effectiveness of CD application in reducing the volume of drainage outflow and reducing the amount of NO3-N entering open water with it. The application of CD under the conditions of the analyzed drainage facility makes it possible to retain up to 22 kg of NO3-N per hectare.
Is Controlled Drainage of Agricultural Land a Common Used Practice?—A Bibliographic Analysis
Controlled drainage (CD) is one of the basic techniques used to manage groundwater levels. Farmers can optimize water levels for crop growth at different stages of the growing season. Proper drainage water management can reduce the risk of soil erosion and surface water pollution. By controlling drainage, sediment and nutrient runoff can be minimized, leading to improved water quality in nearby streams and rivers. A mixed methods approach was used, which was based on the bibliometric analysis and content analysis of 462 articles using the bibliometrix R package and VOSviewer software. The article aimed to analyze the Author Keywords and KeyWords Plus to indicate the resulting clusters of complex interdependence that emerge from the main research areas. Continuous research continues to improve drainage techniques and systems to optimize agricultural water use. The results indicated the importance of researching the feasibility of CD for agriculture. The innovation of this study is that it points out the relevance of taking up the possibility of changing the use of unilateral subsurface drainage systems with another method of controlling drainage outflows as a current global challenge, contributing to filling this gap in the literature.