Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Melioracji i Kształtowania Środowiska Edyta Kruk OZNACZANIE PRAWDOPODOBIEŃSTWA WYSTĄPIENIA EROZJI WĄWOZOWEJ Z WYKORZYSTANIEM WYBRANYCH PARAMETRÓW TOPOGRAFICZNYCH ZLEWNI GÓRSKIEJ W OPROGRAMOWANIU ARCGIS WPROWADZENIE: Etapy generowania warstw wejściowych oceny prawdopodobieństwa wystąpienia erozji wąwozowej wraz z jego rozkładem Ocenę prawdopodobieństwa wystąpienia erozji wąwozowej przeprowadzono na obszarze rolniczej zlewni potoku Mątny, o powierzchni 147 ha, położonej na pograniczu Beskidu Wyspowego i Gorców. Badania przeprowadzono metodą Pike’a i in. [2009]. Model ten oparty na trzech parametrach topograficznych: krzywizny, wskaźniku zdolności transportowania osadu oraz topograficznego indeksu wilgotności opracowano w programie ArcGIS. Wynik badań stanowiło opracowanie mapy rozkładu przestrzennego prawdopodobieństwa wystąpienia erozji wąwozowej na obszarze badanej zlewni. OBIEKT BADAŃ: Badany obszar obejmuje zlewnię potoku Mątny, położoną w południowym rejonie województwa małopolskiego, w powiecie Limanowskim, w obrębie gminy Mszana Dolna i Niedźwiedź. Prawdopodobieństwo wystąpienia erozji wąwozowej w przedziałach wartości Lp. Prawdopodobieństwo [%] Powierzchnia [km2] Udział w zlewni [%] 1 < 10 0,75 51,02 2 10 - 20 0,32 21,77 3 21 - 30 0,01 0,68 4 31 - 40 5 41 – 50 6 51 - 60 0,04 2,72 7 61 - 70 0,10 6,80 8 71 - 80 0,09 6,12 9 81 - 90 0,12 8,17 10 > 90 0,02 1,36 Zlewnia potoku Mątny METODA BADAŃ: Prawdopodobieństwo wystąpienia erozji wąwozowej opracowano według Pike’a i in. [2009]: 𝑝= 1 1+ 𝑒 −3,63+1,11∙𝐿𝑆+0,217∙𝑊𝐸𝑇−12,1∙𝑃𝐿𝐴𝑁 (1) gdzie: p - prawdopodobieństwo wystąpienia erozji wąwozowej, 𝐿𝑆 – współczynnik zdolności transportowania osadu wyznaczony ze wzorów nr 2, 3 i 4 [McCool i in. 1989, Renard i in. 1997], 𝑊𝐸𝑇 – topograficzny indeks wilgotności, obliczony na podstawie wzoru nr 5: 𝐿= 𝜆 22,13 𝑚 (2) 𝑆=10,8∙𝑠𝑖𝑛𝜃+0,03 dla S<9% (3) 𝑆=16,8∙𝑠𝑖𝑛𝜃−0,5 dla S9% (4) gdzie: – długość liniowa stoku [m]; 𝑚 – wykładnik wskaźnika długości stoku: 𝑚= 𝛽 𝛽+1 , 𝛽=[ 𝑠𝑖𝑛𝜃 0,0896 3,0 𝑠𝑖𝑛𝜃 0,8 +0,56 ; ϴ - spadek [°], 𝑆 – nachylenie stoku [%]; 𝑊𝐸𝑇= 𝑙𝑛 𝐴 𝑠 𝑡𝑎𝑛𝛽 (5) gdzie: 𝐴𝑠 – powierzchnia obszaru zasilającego daną komórkę podzielona przez bok komórki, 𝛽 – kąt nachylenia stoku, 𝑃𝑙𝑎𝑛 – krzywizna, określająca kształt stoków wyznaczona na podstawie Numerycznego Modelu Terenu, w programie ArcGIS. PODSUMOWANIE I WNIOSKI: Metoda Pike’a i in. [2009] określania prawdopodobieństwa wystąpienia erozji wąwozowej może znaleźć bardzo duże zastosowanie przy projektowaniu zabiegów przeciwerozyjnych, chroniących glebę przed erozją żłobinową i wąwozową, gdyż dzięki przyjętym parametrom pozwala na oszacowanie miejsc najbardziej podatnych na erozję. Jest metodą stosunkową prostą i mało czasochłonną, w której parametry modelu mogą być w pełni zidentyfikowane w oparciu o metody i bazy danych wchodzących w zakres szeroko rozumianych metod GIS. W analizowanej zlewni przeważały obszary o prawdopodobieństwie wystąpienia <10 i 10-20%, które łącznie stanowiły ponad 70% powierzchni zlewni. Stosunkowo dużą powierzchnię zajęły obszary o prawdopodobieństwie wystąpienia 61-90% - ponad 20%. LITERATURA: Pike A. C., Mueller T. G., Schörgendorfer, Shearer S. A., Karathanasis A. D. 2009. Erosion Index Derived from Terrain Attributes using Logistic Regression and Neural Net-works, Agronomy Journal, 101(5):1068–1079 McCool D.K., Foster G.R., Mutchler C.K., Meyer L.D. 1989. Revised slope length factor for the Universal Soil Loss Equation. TRANSACTIONS of the ASAE 32(5):1571-1576 Renard K.G., Foster G.R., Weesies G.A, McCool D.K., Yoder D.C. 1997. Predicting Soil Erosion by Water: A Guide to Conservation Planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Agriculture Handbook, US Department of Agriculture, Washington, DC, 73:1-251