Hydrological response to land use changes in central European lowland forest catchments

Abstract

The influence of forest environment characteristics especially forest vegetation and soil are the main causative, non‐climatic agents shaping water processes in forest ecosystems. The impact of land cover changes on direct runoff from a forest catchment was examined. Hydrological modeling was employed. The runoff module of the model was cascade of linear reservoir solution. The rainfall separation module is based on the SCS‐CN method altered by means of a unique methodology. Thus, the main investigation effort was applied to work out a methodological solution. The model was tested in a lowland forest catchment located in the Polish part of Central European Plain. Calibration was performed for the current cover state along with simulation for 9 hypothetical cases and a case based on reconstruction of the historic state of land cover. The cases of land cover state were developed on the basis of qualitative and/or quantitative vegetation property changes.

Žemės panaudos kaitos įtaka hidrologiniams procesams Europos lygumos miškų baseinuose

Santrauka. Miško aplinka apibūdinančios savybes, ypač mišku augalija ir mišku dirvožemis, yra pagrindines ne klimatines priežastys, turinčios itakos hidrologiniams procesams mišku ekosistemose. Buvo tirta žemes panaudos kaitos itaka tiesioginiam nuotekiui mišku baseinuose ir tam buvo taikytas hidrologinis modeliavimas. Nuotekio modelis buvo suformuotas kaip linijiniu rezervuaru kaskada. Krituliu atskyrimo modelis paremtas SCS‐CNmetodu, šiek tiek pakeistu remiantis unikalia metodika. Taigi daugiausia pastangu buvo skirta metodiniam sprendiniui gauti. Modelis buvo patikrintas žemumu miško baseine, plytinčiame Centrines Europos lygumos Lenkijos dalyje. Jis buvo kalibruojamas, atsižvelgiant i dabartine žemes dangos būkle remiantis 9 spejamais atvejais ir tokiu atveju, jei būtu atkurta istorine žemes danga. Žemes dangos būkle buvo aprašoma remiantis kiekybiniais ar (arba) kokybiniais augalijos savybiu pakitimais.

Reikšminiai žodžiai: lietaus nuotėkio modeliavimas, tiesioginis nuotėkis, SCS-CN metodas, miško baseinas, žemės dangos kaita.

Влияние изменения пользования землей на гидрологические процессы в лесных бассейнах европейской равнины

Резюме. Окружающую среду леса характеризуют лесные растения и лесная почва. Они являются основными неклиматическими факторами, влияющими на водные процессы в лесных экосистемах. Было исследовано влияние изменения пользования землей на прямой сток в лесных бассейнах. Для этого было применено гидрологическое моделирование. Модель стока была сформирована как каскад линейных резервуаров. Модель отделения осадков основывалась на методе SCS-CN, немного измененном в зависимости от уникальной методики. Самые большие усилия были сконцентрированы на получении методического решения. Модель была проверена в бассейне низменного леса, который простирается в польской части Центрально-европейской равнины. Модель была откалибрирована с учетом современного состояния покрова земли на основании девяти предполагаемых сценариев, а также случая, если бы был восстановлен исторический покров земли. Состояние покрова земли было описано в соответствии с количественными и/или качественными изменениями свойств растительности.

Ключевые слова: моделирование дождя-стока, прямой сток, метод SCS-CN, лесной бассейн, изменение покрова земли.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : rainfall-runoff modeling, direct runoff, SCS-CN method, forest catchment, land cover changes