Odpływ rzeczny w Bieszczadach Wysokich w latach 1961–2015

Karolina Mostowik

Abstrakt

Streamflow in the High Bieszczady Mountains (1961–2015)

Water circulation in flysch mountains is characterized by a substantial role of runoff due to the mountain topography and thin slope covers, which result in low retention rates. Climatic conditions determine streamflow and runoff regime, thus changes in precipitation and temperature could affect water circulation patterns. Stream runoff analysis in the  upper San catchment up to Solina Lake is interesting due to semi-natural features of the catchment (minimum human impact) and potential climate changes affecting streamflow. However, the investigation of stream runoff in the High Bieszczady Mountains has not yet been studied extensively with the use of the longest data series. The research objectives were to (1) characterize stream runoff in the High Bieszczady Mountains; and to (2) identify and assess changes in stream runoff for two periods: 1961–2015 and 1986–2015 on the example of the San river (Dwernik stream gauge) and the Solinka river (Terka stream gauge). Runoff variability was assessed using monthly flow coefficients and coefficients of multi-year variability of monthly flows. Minimum, mean and maximum streamflow records were analysed for trends with the nonparametric Mann-Kendall test in different time intervals: months, half-years and years. Streamflow regime of the San and Solinka rivers is characterized by the highest runoff values with low variability over a long period in spring months (March, April) due to snowmelt, whereas the lowest runoff occurres in August. Mean streamflow trends in the period 1961–2015 were not significant and indicated runoff fluctuations. However, the second period (1986–2015) revealed significant increase in mean and minimum runoff in the winter half-year (mainly January–March) and slight decrease in runoff in the summer half-year (particularly September). These changes are similar to trends observed in other mountain catchments in Europe, which have been explained by recent changes especially in Prace Geograficzne temperature but also in the type and sum of precipitation. Trends identified in the selected catchments as well as more frequent water deficits indicate a high demand for streamflow trends assessment in the other parts of the Polish Carpathians in the context of potential changes in groundwater resources.

Słowa kluczowe: przepływ rzeczny, zmiany odpływu, zlewnie górskie, Karpaty Wschodnie
References

Bates B., Kundzewicz Z.W., Wu S., Palutikof J., 2008, Climate Change and Water – IPCC Technical Paper VI, Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC Secretariat Geneva.

Bawden A.J., Burn D.H., Prowse T.D., 2015, Recent changes in patterns of western Canadian river flow and association with climatic drivers, Hydrology Research, 46 (4), 551–565.

Bičárowá S., Holko L., 2013, Changes of characteristics of daily precipitation and runoff in the High Tatra Mountains, Slovakia over the last fifty years, Contributions to Geophysics and Geodesy, 43 (2), 157–177.

Birsan M.V., Molnar P., Burlando P., Pfaundler M., 2005, Streamflow trends in Switzerland, Journal of Hydrology, 314, 312–329.

Birsan M.V., Zaharia L., Chendes V., Branescu E., 2014, Seasonal trends in Romanian streamflow, Hydrological Processes, 28, 4496–4505.

Bokwa A., Wypych A., Ustrnul Z., 2013, Climate Changes in the Vertical Zones of the Polish Carpathians in the Last 50 Years, [w:] J. Kozak, K. Ostapowicz, A. Bytnerowicz, B. Wyżga (red.), The Carpathians: Integrating Nature and Society Towards Sustainability, Environmental Science and Engineering, Springer, Berlin–Heidelberg, 89–109.

Cebulak E., Limanówka D., Malota A., Niedbała J., Pyrc R., Starkel L., 2008, Przebieg i skutki ulewy w dorzeczu górnego Sanu w dniu 26 lipca 2005 r., Materiały Badawcze IMiGW, Seria: Meteorologia, 40, 1–56.

Chełmicki W., Skąpski R., Soja R., 1998–1999, Reżim hydrologiczny rzek karpackich w Polsce, Folia Geographica, Series: Geographica Physica, 29–30, 67–80.

Chowaniec J., 2011, The Groundwater of south–eastern Poland and Problems of its Protection, [w:] T. Nałęcz (red.), Groundwater Management in the East of the European Union, NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security, Springer, Dordrecht, 71–89.

Chowaniec J., Oszczypko N., Witek K., 1983, Hydrogeologiczne cechy warstw krośnieńskich centralnej depresji karpackiej, Kwartalnik Geologiczny, 27, 797–810.

Czarnecka M., Nidzgorska-Lencewicz J., 2012, Wieloletnia zmienność sezonowych opadów w Polsce, Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie, 12 (2), 45–60.

Danneberg J., 2012, Changes in runoff time series in Thuringia, Germany – Mann-Kendall trend test and extreme value analysis, Advances in Geosciences, 31, 49–56.

Degrimendžić J., Kożuchowski K., Żmudzka E., 2004, Changes of air temperature and precipitation in Poland in the period 1951–2000 and their relationship to atmospheric circulation, International Journal of Climatology, 24, 291–310.

Dobija A., 1981, Sezonowa zmienność odpływu w zlewni górnej Wisły (po Zawichost), Prace Geograficzne, 53, 51–112.

Dynowska I., 1971, Typy reżimów rzecznych w Polsce, Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne, 28, 1–150.

Freiwald P., Patorski R., Witek K., 2014, Cykle hydrogeologiczne w świetle badań monitoringowych w Karpatach, Acta Scientiarum Polonorum Formatio Circumiectus, 13, 3, 11–19.

Griffiths P., Kuemmerle T., Baumann M., Radeloff V., Abrudan I.V., Lieskovsky J., Munteanu C., Ostapowicz K., Hostert P., 2014, Forest disturbances, forest recovery, and changes in forest types across the Carpathian ecoregion from 1985 to 2010 based on Landsat image composites, Remote Sensing of Environment, 151, 72–88.

Gutry-Korycka M., Sadurski A., Kundzewicz Z.W., Pociask-Karteczka J., Skrzypczyk L., 2014,

Zasoby wodne a ich wykorzystanie, Nauka, 1, 77–98.

Haczewski G., Kukulak J., Bąk K., 2007, Budowa geologiczna i rzeźba Bieszczadzkiego Parku Narodowego, Wydawnictwo Naukowe Akademii Pedagogicznej, Kraków.

Haines A.T., Finlayson B.L., McMahon T.A., 1988, A global classification of river regimes, Applied Geography, 8, 255–272.

Jokiel P., Tomalski P., 2017, Sezonowość odpływu z wybranych zlewni karpackich, Przegląd Geograficzny, 89 (1), 29–44.

Kaźmierczak B., Kotowski A., Wdowikowski M., 2014, Analiza tendencji rocznych i sezonowych zmian wysokości opadów atmosferycznych w dorzeczu Górnej Odry, Ochrona Środowiska, 36 (3), 49–54.

Kendall M.G., 1975, Rank Correlation Methods, Charles Griffin, London.

Kleczkowski A.S. (red.), 1990, Mapa głównych zbiorników wód podziemnych (GZWP) w Polsce wymagających szczególnej ochrony, 1: 500 000. AGH, Kraków.

Kostuch M., 2003, Odpływy podziemne i niskie w potokach górskich, Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie, 3 (1), 193–203.

López-Moreno J.I., Vicente-Serrano S.M., Moran-Tejeda E., Zabalza J., Lorenzo-Lacruz J., García-Ruiz J.M., 2011, Impact of climate evolution and land use changes on water yield in the Ebro basin, Hydrology and Earth System Sciences, 15, 311–322.

Łajczak A., 1996, Hydrologia, [w:] S. Skiba (red.), Plan ochrony Bieszczadzkiego Parku Narodowego. Operat ochrony zasobów przyrody nieożywionej i gleb, Tom I (maszynopis), Arch. Bieszczadzkiego Parku Narodowego, Ustrzyki Dolne, 12–38.

Mann H.B., 1945, Nonparametric tests against trend, Econometrica, 13, 245–259.

Mapa głównych zbiorników wód podziemnych, 2016, PIG–PIB.

Michalczyk Z., 2009, Średnie i skrajne odpływy z obszaru Polski, [w:] R. Bogdanowicz, J. Fac-Beneda (red.), Zasoby i ochrona wód. Obieg wody i materii w zlewniach rzecznych, Fundacja Rozwoju Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk, 37–46.

Milly P.C.D., Dunne K.A., Vecchia A.V., 2005, Global pattern of trends in streamflow and water availability in a changing climate, Nature, 438, 347–350.

Mocior E., Rzonca B., Siwek J., Plenzler J., Płaczkowska E., Dąbek N., Jaśkowiec B., Potoniec P., Roman S., Ździebko D., 2015, Determinants of the distribution of springs in the upper part of flysch ridge in the Bieszczady Mountains in southeastern Poland, Episodes, 38 (1), 21–30.

Mostowik K., Górnik M., Jaśkowiec B., Maciejczyk K., Murawska M., Płaczkowska E., Rzonca B., Siwek J., 2016, High discharge springs in the Outer Flysch Carpathians on the example of the High Bieszczady Mountains (Poland), Carpathian Journal of Earth and Environmental Science Research, 11 (2), 395–404.

Niedźwiedź T., Twardosz R., Walanus A., 2009, Long-term variability of precipitation series in east central Europe in relation to circulation patterns, Theoretical and Applied Climatology, 98 (337).

Parajka J., Kohnová S., Bálint G., Barbuc M., Borga M., Claps P., Cheval S., Dumitrescu A., Gaume E., Hlavčová K., Merz R., Pfaundler M., Stancalie G., Szolgay J., Blöschl G., 2010, Seasonal characteristics of flood regimes across the Alpine-Carpathian range, Journal of Hydrology, 394 (1–2), 78–89.

Piniewski M., Szcześniak M., Mezghani A., Kundzewicz Z.W., 2016, Hydroclimatic Projections for the Upper Vistula Basin, [w:] Z.W. Kundzewicz (red.), Flood risk in the Upper Vistula Basin, GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences, 331–340.

Płaczkowska E., Górnik M., Mocior E., Peek B., Potoniec P., Rzonca B., Siwek J., 2015, Spatial distribution of channel heads in the Polish Flysch Carpathians, Catena, 127, 240–249.

Pociask-Karteczka J., 2011, River runoff response to climate changes in Poland (East–Central Europe), Hydro-climatology: Variability and Change, IAHS Publ., 344, 182–187.

Pociask-Karteczka J., Choiński A., 2012, Recent trends in ice cover duration for Lake Morskie Oko (Tatra Mountains, East-Central Europe), Hydrology Research, 43 (4), 500–506.

Punzet J., 1983. Zasoby wodne dorzecza górnej Wisły. Przepływy średnie, Rocznik Nauk Rolniczych, Seria D, 192, 1–84.

Renard B., Lang M., Bois P., Dupeyrat A., Mestre O., Niel H., Sauquet E., Prudhomme C., Parey S., Paquet E., Neppel L., Gailhard J., 2008, Regional methods for trend detection: Assessing field significance and regional consistency, Water Resources Research, 44, W08419.

Salmoral G., Willaarts B.A., Troch P.A., Garrido A., 2015, Drivers influencing streamflow changes in the Upper Turia basin, Spain, Science of the Total Environment, 503–504, 258–268.

Singh A., Singh A.K., 2013, ProUCL Version 5.0.00 Technical Guide: Statistical software for environmental applications for data sets with and without nondetect observations, U.S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, Washington.

Soja R., 2002, Hydrologiczne aspekty antropopresji w polskich Karpatach, Prace Geograficzne IGiPZ PAN, 186, 1–130.

Spinoni J., Szalai S., Szentimrey T., Lakatos M., Bihari Z., Nagy A., Németh A., Kovács T., Mihic D., Dacic M., Petrovic P., Kržič A., Hiebl J., Auer I., Milkovic J., Štepánek P., Zahradnícek P., Kilar P., Limanowka D., Pyrc R., Cheval S., Birsan M.V., Dumitrescu A., Deak G., Matei M., Antolovic I., Nejedlík P., Štastný S., Kajaba P., Bochnícek O., Galo D.,
Mikulová K., Nabyvanets Y., Skrynyk O., Krakovska S., Gnatiuk N., Tolasz R., Antofie T., Vogt J., 2015, Climate of the Carpathian Region in the period 1961–2010: Climatologies and trends of 10 variables, International Journal of Climatology, 35, 1322–1341.

Stachý J. (red.), 1987, Atlas hydrologiczny Polski, T. 2, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa. Odpływ rzeczny w bieszczadach wysokich w latach 1961–2015 91

Stachý J., 2010, Średnie roczne przepływy Odry i Wisły w latach 1901–2008, Gospodarka Wodna, 6, 233–238.

Stachý J., 2011, Występowanie lat mokrych i posusznych w Polsce (1951–2008), Gospodarka Wodna, 8, 313–321.

Stahl K., Hisdal H., Hannaford J., Tallaksen L., Van Lanen H., Sauquet E., Demuth S., Fendekova M., Jordar J., 2010, Streamow trends in Europe: Evidence from a dataset of near-natural catchments, Hydrology and Earth System Sciences, 14, 2367–2382.

Szczepański W. (red.), 1995–1996, Atlas posterunków wodowskazowych dla potrzeb Państwowego Monitoringu Środowiska, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa–Katowice.

Viviroli D., Dürr H.H., Messerli B., Meybeck M., Weingartner R., 2007, Mountains of the world, water towers for humanity: Typology, mapping, and global significance, Water Resources Research, 43, W07447.

Vliet M.T.H. van, Franssen W.H.P., Yearsley J.R., Ludwig F., Haddeland I., Lettenmaier D.P., Kabat P., 2013, Global river discharge and water temperature under climate change, Global Environmental Change, 23, 450–464.

Wilson D., Hisdal H., Lawrence D., 2010, Has streamflow changed in the Nordic countries? – Recent trends and comparisons to hydrological projections, Journal of Hydrology, 394, 334–346.

Wójcik R., Miętus M., 2014, Niektóre cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce (1951–2010), Przegląd Geograficzny, 86 (3), 339–364.

Wrzesiński D., 2016, Zmiany reżimu odpływu rzecznego w Polsce, Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 39, 63–75.

Yue S., Pilon P., Phinney B., Cavadias G., 2002, The influence of autocorrelation on the ability to detect trend in hydrological series, Hydrological Processes, 16, 1807–1829.

Żmudzka E., 2010, Współczesne zmiany wielkości i charakteru opadów w Tatrach, [w:] A. Kotarba (red.), Nauka a zarządzanie obszarem Tatr i ich otoczenie, T. 1: Nauki o Ziemi, Tatrzański Park Narodowy, Zakopane, 157–164.

Czasopismo ukazuje się w sposób ciągły on-line

Pierwotną wersją czasopisma jest wersja elektroniczna publikowana w internecie