Measuring and modelling of runoff from two forested watersheds in Pohorje
Meritve in modeliranje odtoka z dveh gozdnatih porečij na Pohorju
- Avtorji: Urša Vilhar, Klemen Kestnar, Andrej Vidmar, Mojca Šraj
- Citat: Acta hydrotechnica, vol. 28, no. 48, pp. 49-64, 2015.
- Povzetek: Gozdovi pomembno vplivajo na površinski odtok, saj struktura gozda vpliva na delež prepuščenih padavin, skladiščno zmogljivost krošenj, odtok po deblu, evapotranspiracijo in infiltracijsko sposobnost tal za vodo. Odtok iz gozdnatega porečja je tudi pomemben kazalnik hidrološke funkcije gozdov. V prispevku obravnavamo vpliv prestrezanja padavin v gozdu na odtoke z dveh eksperimentalnih porečij zgornje Oplotnice na Pohorju. Na Pohorju se zaradi velikih površin antropogenih smrekovih monokultur že od zgodnjih 50-ih let prejšnjega stoletja izvaja načrtna premena gozdov v bolj naravne mešane gozdove iglavcev in listavcev. Primerjali smo merjene prepuščene padavine in odtoke z obeh porečij ter izdelali modela površinskega odtoka s programom HEC-HMS 4.0. Modela smo umerili in validirali s pomočjo merjenih padavin in pretokov. Povprečne prepuščene padavine v porečju Javorskega potoka so znašale 92- 94 % padavin na prostem in v porečju Lukanjskega potoka 78-89 % padavin na prostem. Tudi povprečni pretok je bil višji na Javorskem potoku (9,7 ls-1) kot na Lukanjskem potoku (7,1 ls-1), pri čemer sta prispevni površini obeh potokov podobne velikosti (0,21 km2 za Lukanjski potok in 0,22 km2 za Javorski potok). Modela površinskega odtoka sta dala sprejemljive rezultate za vegetacijsko obdobje. Celotne padavinske izgube so znašale v porečju Javorskega potoka 92 % in v porečju Lukanjskega potoka 95 %.
- Ključne besede: odtok, prepuščene padavine, odtok po deblu, eksperimentalno porečje, gozd, program HEC-HMS, Picea abies, Fagus sylvatica
- Polno besedilo: a48uv.pdf
- Viri:
- Arhiv Zavoda za gozdove Slovenije (ZGS).
- ARSO (2010). Hidrološko poročilo o povodnji v dneh od 17. do 21. septembra 2010. Ljubljana, MOP ARSO, 18 p. (in Slovenian).
- Berger, T.W., Inselsbacher, E., Mutsch, F., Pfeffer, M. (2009). Nutrient cycling and soil leaching in eighteen pure and mixed stands of beech (Fagus sylvatica) and spruce (Picea abies), Forest Ecology and Management 258, 2578–2592.
- Bezak, N., Šraj, M., Rusjan, S., Kogoj, M., Vidmar, A., Sečnik, M., Brilly, M., Mikoš, M. (2013). Comparison between two adjacent experimental torrential watersheds: Kuzlovec and Mačkov graben, Acta hydrotechnica 26, 85–97 (in Slovenian).
- Breznikar, A., Mlinšek, G., Cehner, M., Grecs, Z., Čater, M. (2006). "Strategije sanacije antropogenih smrekovih sestojev na Pohorju". In Simončič P. et al., Eds., Splošne ekološke in gozdnogojitvene osnove za podsadnjo bukve (Fagus sylvatica L.) v antropogenih smrekovih sestojih (General ecological and silvicultural basis of the planting of beech (Fagus sylvatica L.) in anthropogenic spruce stands, Ljubljana, Silva Slovenica, Gozdarski Inštitut Slovenije, 143–153 (in Slovenian).
- Brilly, M., Šraj M. (2006). Modeliranje površinskega odtoka in navodila za program HEC- HMS, Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, 172 p. (in Slovenian).
- Brouwer, C., Goffeau, A., Heibloem, M. (1985). Irrigation Water Management: Training Manual No. 1 – Introduction to Irrigation. Rome, Food and Agriculture Organization of the United Nations, 152 p.
- Clarke, N., Žlindra, D., Ulrich, E., Mosello, R., Derome J. et al. (2010). "Sampling and Analysis of Deposition. Manual Part XIV". In Eds., Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Hamburg, United Nations Economic Commission for Europe Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, ICP Forests, 66.
- Cehner, M. (2002). Gozdnogospodarski podatki o raziskovalni ploskvi Brička - projekt SUSTMAN. Mislinja, Zavod za gozdove Slovenije, Območna enota Slovenj Gradec, Krajevna Enota Mislinja: 1 p. (in Slovenian).
- Diaci, J. (2006). "Ekološke osnove in gozdnogojitveni ukrepi pri vnosu bukve v antropogene smrekove sestoje na Pohorju". In Simončič P. et al., Eds., Splošne ekološke in gozdnogojitvene osnove za podsadnjo bukve (Fagus sylvatica L.) v antropogenih smrekovih sestojih. Ljubljana, Silva Slovenica, Gozdarski Inštitut Slovenije, 56–67 (in Slovenian).
- Direktiva EC Evropskega parlamenta in Sveta o določitvi okvirja za ukrepanje Skupnosti na področju politike do voda (2000). 2000 / 60 / EC.
- Frantar, P. (2008). Vodna bilanca Slovenije 1971–2000. Ljubljana, MOP ARSO, 119 p.
- Gamfeldt, L., Snall, T., Bagchi, R., Jonsson, M., Gustafsson, L. et al. (2013). Higher levels of multiple ecosystem services are found in forests with more tree species, Nat Commun 4, 1340.
- Gaofeng, Z., Ling, L., Yonghong, S., Xufeng, W., Xia, C. et al. (2014). Energy flux partitioning and evapotranspiration in a sub-alpine spruce forest ecosystem, Hydrological Processes 28, 5093–5104.
- Kermavnar, J. (2015). Sestojne padavine v izbranih urbanih gozdovih Ljubljane (Stand precipitation in selected urban forests in the city of Ljubljana). Magistrsko delo (Master of science thesis), Univerza v Ljubljani, 103 p. (in Slovenian)
- Kestnar, K. (2012). Določanje največjih pretokov na nemerjenih porečjih. Diplomsko delo, Univerza v Ljubljani, 63 p. (in Slovenian)
- Kestnar, K. (2015). Vpliv gozda na odtoke z dveh eksperimentalnih porečij na Pohorju (The influence of forest on the runoff from two experimental basins on Pohorje), Magistrsko delo (Master of science thesis), Univerza v Ljubljani, 81 p. (in Slovenian)
- Kutnar, L., Vilhar, U., Urbančič, M., Cojzer, M., Kobal, M. et al. (2013). Vegetacijske, talne in hidrološke razmere ter spremljanje stanja gozdov v GGE Osankarica na Pohorju. Pohorje, Zavod za gozdove, Območna enota Maribor, Gozdarski inštitut Slovenije, 65. (in Slovenian)
- Kutnar, L., Zupančič, M., Robič, D., Zupančič, N., Žitnik, S. et al. (2002). Razmejitev provenienčnih območij gozdnih drevesnih vrst v Sloveniji na osnovi ekoloških regij. Zbornik gozdarstva in lesarstva 67, 73–117 (in Slovenian).
- Máliš, F., Vladovič, J., Čaboun, V., Vodálová, A. (2010). The influence of Picea abies on herb vegetation in forest plant communities of the Veporské vrchy Mts. Journal of Forest Science 56, 58–67.
- Nakai, T., Kim, Y., Busey, R.C., Suzuki, R., Nagai, S. et al. (2013). Characteristics of evapotranspiration from a permafrost black spruce forest in interior Alaska, Polar Science 7, 136–148.
- Ovington, J.D. (1954): A comparation of rainfall in different woodlands, Forestry London 27, 41–53.
- Perko, D. (1998). Slovenija - pokrajine in ljudje. Ljubljana, Mladinska knjiga, 735 p. (in Slovenian)
- Pravilnik o gozdnogospodarskih in gozdnogojitvenih načrtih. (1998). Uradni list RS, št. 5/1998 (in Slovenian).
- Rothe, A., Huber, C., Kreutzer, K., Weis, W. (2002). Deposition and soil leaching in stands of Norway spruce and European Beech: Results from the Höglwald research in comparison with other European case studies, Plant and Soil 240, 33–45.
- Siegert, C.M., Levia, D.F., Hudson, S.A., Dowtin, A.L., Zhang, F. et al. (2016). Small-scale topographic variability influences tree species distribution and canopy throughfall partitioning in a temperate deciduous forest, Forest Ecology and Management 359, 109–117.
- Simončič, P., Čater, M., Breznikar, A., Zupanič, M. (2005). Ekološke in gozdnogojitvene osnove za podsadnjo bukve v antropogenih smrekovih sestojih: zgoščena informacija o rezultatih raziskovalne naloge "Vnašanje listavcev za trajnostno gospodarjenje z gozdovi - SUSTMAN", Gozdarski vestnik 63, 365–372 (in Slovenian).
- Sinjur, I., Ferlan, M., Simončič, P., Vilhar, U. (2010). Mreža meteoroloških postaj Gozdarskega inštituta Slovenije (The Meteorological Stations Net of the Forestry Institute of Slovenia), Gozdarski vestnik 68, 41–46 (in Slovenian).
- Šraj, M. (2003). Modeliranje in merjenje prestreženih padavin. Unpublished Doctoral Thesis, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, 142 p. (in Slovenian).
- Šraj, M. (2009). Prestrežene padavine: Meritve in analiza, Geografski vestnik 81, 99–111 (in Slovenian).
- Šraj, M., Brilly, M., Mikoš, M. (2008). Rainfall interception by two deciduous Mediterranean forests of contrasting stature in Slovenia. Agricultural and Forest Meteorology 148, 121–134.
- Thompson, S.A. (1999). Hydrology for water management. Rotterdam, Balkema, 476 p.
- USDI (2001). Water measurement manual. U. S. Department of the Interior Bureau of Reclamation. Washington, 317 p.
- Urbančič, M., Kutnar, L. (2006). "Site conditions of the Brička plot and comparison with other SUSTMAN plots". In Simončič P. et al. , Eds., Splošne ekološke in gozdnogojitvene osnove za podsadnjo bukve (Fagus sylvatica L.) v antropogenih smrekovih sestojih, Ljubljana, Silva Slovenica, Gozdarski inštitut Slovenije, 68–85.
- USACE (2000). HEC-HMS Hydrologic Modeling System. Technical reference manual. US Army Corps of Engineers, Davis, 155 p.
- Vilhar, U. (2009). Vpliv gospodarjenja na vodno bilanco jelovo-bukovih gozdov Dinarskega krasa (Influence of management on water balance of the silver fir-beech forests in the dinaric karst). Studia forestalia Slovenica 133. Gozdarski inštitut Slovenije, Ljubljana: 122 p.
- Vilhar, U. (2016). Sestojne padavine v mešanih sestojih smreke in bukve na Pohorju (Throughfall in mixed beech-spruce forest in the Pohorje mountains), Gozdarski vestnik 74, 28–45.
- Vilhar, U., Fajon, Š. (2007). "Vpliv gozda in gozdnogojitvenih ukrepov na hidrološki režim vodozbirnega območja". In Kovač M., Eds., Gozd in voda: rezultati projekta [Interreg III A]. Ljubljana, Gozdarski inštitut Slovenije, Zavod za gozdove Slovenije, 16–21 (in Slovenian).
- Vilhar, U., Kutnar, L., Urbančič, M., Simončič, P. (2016). Mikrorastiščne razmere kot pomemben dejavnik premene smrekovih monokultur na bukovih rastiščih (Microsite conditions as a major factor in the coversion of spruce monocultures on beech sites). Gozdarski vestnik (in print).
- Vilhar, U., Skudnik, M., Ferlan, M., Simončič, P. (2014). Influence of meteorological conditions and crown defoliation on tree phenology in intensive forest monitoring plots in Slovenia (Vpliv vremenskih spremenljivk in osutosti krošenj na fenološke faze dreves na ploskvah intenzivnega monitoringa gozdnih ekosistemov v Sloveniji), Acta Silvae et Ligni 105, 1–15.
- Vilhar, U., Skudnik, M., Simončič, P. (2013). Fenološke faze dreves na ploskvah Intenzivnega monitoringa gozdov v Sloveniji (Phenological phases of trees on the Intensive monitoring plots in Slovenia), Acta Silvae et Ligni 100, 5–17.
- Wahl, N.A., Wöllecke, B., Bens, O., Hüttl, R.F. (2005). Can forest transformation help reducing floods in forested watersheds? Certain aspects on soil hydraulics and organic matter properties, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 30, 611–621.
- Zabret, K. (2013). The influence of tree characteristics on rainfall interception, Acta hydrotechnica 26, 99–116 (in Slovenian).
- Zakon o gozdovih (1993, 1998, 2007, 2010). Uradni list RS, št. 30/1993, 13/1998, 67/2002, 115/2006, 110/2007, 106/2010.
- Zakon o vodah (2002, 2008, 2012). Uradni list RS, št. 67/2002, 57/2008, 57/2012.