Keywords
recharge
distributed water balance
WetSpass model
Poznan Plateau
How to Cite
Abstract
In the paper we present the results of shallow groundwater recharge estimation using the WetSpass GISbased distributed water balance model. By taking into account WetSpass, which stands for Water an Energy Transfer between Soil, Plants and Atmosphere under quasi-Steady State, for average conditions during the period 1961-2000, we assessed the spatial conditions of the groundwater infiltration recharge process of shallow circulation systems in the Poznan Plateau area (the Great Poland Lowland in western Poland), which is classified as a region with observed water deficits. For three temporal variants, i.e. year, winter and summer half-years, we determined using the geological infiltration method by about 5-10% on average, marginally by 20%.
References
Abu-Saleem A., Al-Zu’bi Y., Rimawi O., Al-Zu’bi J., Alouran N., 2010. Estimation of Water Balance Components in the Hasa Basin with GIS based WetSpass Model. Journal of Agronomy 9: 119-125.
Abu-Saleem A., Al-Zu’bi Y., Rimawi O., Al-Zu’bi J., Alouran N., 2010. Estimation of Water Balance Components in the Hasa Basin with GIS based WetSpass Model. Journal of Agronomy 9: 119-125.
Aish A.M., Batelaan O., De Smedt F., 2010. Distributed recharge estimation for groundwater modeling using Wetspass model, case study - Gaza Strip, Palestine. The Arabian Journal for Science and Engineering 35(1B): 155-163.
Aish A.M., Batelaan O., De Smedt F., 2010. Distributed recharge estimation for groundwater modeling using Wetspass model, case study - Gaza Strip, Palestine. The Arabian Journal for Science and Engineering 35(1B): 155-163.
Batelaan O., 2006. Phreatology. Characterizing groundwater recharge and discharge using emote sensing, GIS, ecology, hydrochemistry and groundwater modeling. Department of Hydrology and Hydraulic Engineering Faculty of Engineering Vrije Universiteit Brussels.
Batelaan O., 2006. Phreatology. Characterizing groundwater recharge and discharge using emote sensing, GIS, ecology, hydrochemistry and groundwater modeling. Department of Hydrology and Hydraulic Engineering Faculty of Engineering Vrije Universiteit Brussels.
Batelaan O., De Smedt F., 2001. WetSpass: a flexible, GIS based, distributed recharge methodology for regional groundwater modeling. In: Gehrels H., Peters J., Hoehn E., Jensen K., Leibundgut C., Griffioen J., Webb B., Zaadnoordijk W.J. (eds). Impact of Human Activity on Groundwater Dynamics, IAHS Publ. 269: 11-17.
Batelaan O., De Smedt F., 2001. WetSpass: a flexible, GIS based, distributed recharge methodology for regional groundwater modeling. In: Gehrels H., Peters J., Hoehn E., Jensen K., Leibundgut C., Griffioen J., Webb B., Zaadnoordijk W.J. (eds). Impact of Human Activity on Groundwater Dynamics, IAHS Publ. 269: 11-17.
Blöeschl G., 2001. Scaling in hydrology. Hydrological Processes 15(4): 709-711.
Blöeschl G., 2001. Scaling in hydrology. Hydrological Processes 15(4): 709-711.
Chełmicki W., 1991. Reżim płytkich wód podziemnych w Polsce (The shallow groundwater regime in Poland). Rozprawy Habilitacyjne UJ 218, Kraków.
Chełmicki W., 1991. Reżim płytkich wód podziemnych w Polsce (The shallow groundwater regime in Poland). Rozprawy Habilitacyjne UJ 218, Kraków.
Cherkauer D.S., Ansari S.A, 2005. Estimating Ground Water Recharge from Topography, Hydrogeology, and Land Cover. Ground Water 43(1): 102-112.
Cherkauer D.S., Ansari S.A, 2005. Estimating Ground Water Recharge from Topography, Hydrogeology, and Land Cover. Ground Water 43(1): 102-112.
Choromański J., Michałowski R., 2011. Model hydrologiczny zlewni WetSpa-SGGW zintegrowany z modułem obliczeniowym w środowisku ArcGIS (The hydrological catchment model of WetSpa-SGGW integrated with a calculation module in the ArcGIS environment). Przegląd Naukowy - Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 53: 196-206.
Choromański J., Michałowski R., 2011. Model hydrologiczny zlewni WetSpa-SGGW zintegrowany z modułem obliczeniowym w środowisku ArcGIS (The hydrological catchment model of WetSpa-SGGW integrated with a calculation module in the ArcGIS environment). Przegląd Naukowy - Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 53: 196-206.
Dąbrowski S., Kapuściński J., Nowicki K., Przybyłek J., Szczepański A., 2011. Metodyka modelowania matematycznego w badaniach i obliczeniach hydrogeologicznych (Mathematical modelling methodology in hydrogeological research and calculations). Poradnik metodyczny. Bogucki Wyd. Naukowe, Poznań.
Dąbrowski S., Kapuściński J., Nowicki K., Przybyłek J., Szczepański A., 2011. Metodyka modelowania matematycznego w badaniach i obliczeniach hydrogeologicznych (Mathematical modelling methodology in hydrogeological research and calculations). Poradnik metodyczny. Bogucki Wyd. Naukowe, Poznań.
Dripps W.R., Bradbury K. R., 2007. A simple daily soil-water balance model for estimating the spatial and temporal distribution of groundwater recharge in temperate humid areas. Hydrogeology Journal 15(3): 433-444.
Dripps W.R., Bradbury K. R., 2007. A simple daily soil-water balance model for estimating the spatial and temporal distribution of groundwater recharge in temperate humid areas. Hydrogeology Journal 15(3): 433-444.
Dynowska I., Pociask-Karteczka J., 1999. Obieg wody. (Water circulation). In: Starkel L. (ed.), Geografia Polski. Środowisko Przyrodnicze. PWN, Warszawa: 343-392.
Dynowska I., Pociask-Karteczka J., 1999. Obieg wody. (Water circulation). In: Starkel L. (ed.), Geografia Polski. Środowisko Przyrodnicze. PWN, Warszawa: 343-392.
Farat R., (ed.), 2004. Atlas klimatu województwa wielkopolskiego (A climatic atlas of the Great Poland Province). IMGW, Oddział w Poznaniu.
Farat R., (ed.), 2004. Atlas klimatu województwa wielkopolskiego (A climatic atlas of the Great Poland Province). IMGW, Oddział w Poznaniu.
Fiedler F.R., Ramirez J.A., 2000. A numerical method for simulating discontinuous shallow flow over an infiltrating surface. International Journal of Numerical Methods in Fluids 32(2): 219-240.
Fiedler F.R., Ramirez J.A., 2000. A numerical method for simulating discontinuous shallow flow over an infiltrating surface. International Journal of Numerical Methods in Fluids 32(2): 219-240.
FAOPenman-Monteith (FAO-PM), 1998. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and Drainage Paper, 56. Rome.
FAOPenman-Monteith (FAO-PM), 1998. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and Drainage Paper, 56. Rome.
Graf R., 2012. Struktura i funkcjonowanie lokalnych systemów krążenia wód podziemnych na obszarze Wysoczyzny Poznańskiej (The structure and functioning of local groundwater circulation systems within the Poznan Plateau).
Graf R., 2012. Struktura i funkcjonowanie lokalnych systemów krążenia wód podziemnych na obszarze Wysoczyzny Poznańskiej (The structure and functioning of local groundwater circulation systems within the Poznan Plateau).
Studia i Prace z Geografii i Geologii 26, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.
Studia i Prace z Geografii i Geologii 26, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.
Graf R., Kajewski I., 2013. Kształtowanie się elementów bilansu wodnego w zlewni Mogilnicy na podstawie badań symulacyjnych (The forming of the water balance elements in the Mogilnica catchment basis of simulating investigations). Nauka Przyroda Technologie 7(1): 1-11.
Graf R., Kajewski I., 2013. Kształtowanie się elementów bilansu wodnego w zlewni Mogilnicy na podstawie badań symulacyjnych (The forming of the water balance elements in the Mogilnica catchment basis of simulating investigations). Nauka Przyroda Technologie 7(1): 1-11.
Gutry-Korycka M., 2001. Rola skali w geoekosystemach (The role of scale in geoecosystems). In: Karczewski A., Zwoliński Z., (eds.), Funkcjonowanie geoekosystemów w zróżnicowanych warunkach morfoklimatycznych - monitoring, ochrona, edukacja. Stow. Geomorfologów Polskich, Poznań: 157-176.
Gutry-Korycka M., 2001. Rola skali w geoekosystemach (The role of scale in geoecosystems). In: Karczewski A., Zwoliński Z., (eds.), Funkcjonowanie geoekosystemów w zróżnicowanych warunkach morfoklimatycznych - monitoring, ochrona, edukacja. Stow. Geomorfologów Polskich, Poznań: 157-176.
Hart, D.J., Schoephoester, P.R., and Bradbury, K.R., 2012. Groundwater recharge in Dane County, Wisconsin: Estimating recharge using a GIS-based water-balance model. Wisconsin Geological and Natural History Survey Bulletin 107, 11 p.
Hart, D.J., Schoephoester, P.R., and Bradbury, K.R., 2012. Groundwater recharge in Dane County, Wisconsin: Estimating recharge using a GIS-based water-balance model. Wisconsin Geological and Natural History Survey Bulletin 107, 11 p.
Jankowiak J., Kędziora A., 2007. Pozytywne i negatywne skutki zmian klimatycznych dla rolnictwa (Positive and negative results of climate change for agriculture) Zmiany klimatu - szanse, zagrożenia i adaptacje, Fundacja UAM, Poznań: 28-46.
Jankowiak J., Kędziora A., 2007. Pozytywne i negatywne skutki zmian klimatycznych dla rolnictwa (Positive and negative results of climate change for agriculture) Zmiany klimatu - szanse, zagrożenia i adaptacje, Fundacja UAM, Poznań: 28-46.
Jokiel P., 1994. Zasoby, odnawialność i odpływ wód podziemnych strefy aktywnej wymiany w Polsce. (Resources, recharge and drainage of groundwater in the active exchange zone in Poland). Acta Geographica Lodziensia 66-67.
Jokiel P., 1994. Zasoby, odnawialność i odpływ wód podziemnych strefy aktywnej wymiany w Polsce. (Resources, recharge and drainage of groundwater in the active exchange zone in Poland). Acta Geographica Lodziensia 66-67.
Kajewski I., 2004. Ocena bilansu wodnego zlewni przy zastosowaniu modelu WetSpass (An assessment of water balance of catchments with the use of the WetSpass model) Modelowanie przepływu wód podziemnych Acta Universitatis Wratislaviensis 2729, Hydrogeologia: 69-80.
Kajewski I., 2004. Ocena bilansu wodnego zlewni przy zastosowaniu modelu WetSpass (An assessment of water balance of catchments with the use of the WetSpass model) Modelowanie przepływu wód podziemnych Acta Universitatis Wratislaviensis 2729, Hydrogeologia: 69-80.
Kowalczak P., Mager P., Kępińska-Kasprzak M., 2007. Ocena zasobów wodnych w kontekście przewidywanych zmian klimatu na obszarze województwa wielkopolskiego (An assessment of water resources in the context of projected climate change in the Great Poland Province). Zmiany klimatu - szanse, zagrożenia i adaptacje, Fundacja UAM, Poznań: 70-91.
Kowalczak P., Mager P., Kępińska-Kasprzak M., 2007. Ocena zasobów wodnych w kontekście przewidywanych zmian klimatu na obszarze województwa wielkopolskiego (An assessment of water resources in the context of projected climate change in the Great Poland Province). Zmiany klimatu - szanse, zagrożenia i adaptacje, Fundacja UAM, Poznań: 70-91.
Lin H., Rathbun S., 2003. Hierarchical frameworks for multiscale bridging in hydropedology. In: Pachepsky Y., Radcliffe D.E., Selim H.M., (eds.), Scaling Methods in Soil Physics. CRC Press, Baton Rouge, London, New York, Washington, D.C: 347-371.
Lin H., Rathbun S., 2003. Hierarchical frameworks for multiscale bridging in hydropedology. In: Pachepsky Y., Radcliffe D.E., Selim H.M., (eds.), Scaling Methods in Soil Physics. CRC Press, Baton Rouge, London, New York, Washington, D.C: 347-371.
Nawalany M., 1999. Zagadnienia skali w hydrogeologii (The problems of scale in hydrology). Biuletyn PIG 388: 179-190.
Nawalany M., 1999. Zagadnienia skali w hydrogeologii (The problems of scale in hydrology). Biuletyn PIG 388: 179-190.
Okoński B., Miler A.T., 2006. Klimatyczny bilans wodny terenów zalesionych Wielkopolski na przykładzie Puszczy Zielonka (The climatic water balance of forested areas of the Great Poland region exampled by the Zielonka Primaeval Forest) Acta Scientarum Polonorum, ser. Formatio Circumiectus 5(20).
Okoński B., Miler A.T., 2006. Klimatyczny bilans wodny terenów zalesionych Wielkopolski na przykładzie Puszczy Zielonka (The climatic water balance of forested areas of the Great Poland region exampled by the Zielonka Primaeval Forest) Acta Scientarum Polonorum, ser. Formatio Circumiectus 5(20).
Piniewski M., Okruszko T., 2011. Multi-site calibration and validation of the hydrological component of SWAT in a large lowland catchement. Modeling of Hydrological Processes in the Narew Catchement. Geoplanet: Earth and Planetary Sciences: 15-41. DOI 10.1007/978-3-642-19059-9_2
Piniewski M., Okruszko T., 2011. Multi-site calibration and validation of the hydrological component of SWAT in a large lowland catchement. Modeling of Hydrological Processes in the Narew Catchement. Geoplanet: Earth and Planetary Sciences: 15-41. DOI 10.1007/978-3-642-19059-9_2
Pleczyński J., 1981. Odnawialność zasobów wód podziemnych (The recharge potential of groundwater resources). Centr. Urząd Geologii, Wyd. Geol., Warszawa.
Pleczyński J., 1981. Odnawialność zasobów wód podziemnych (The recharge potential of groundwater resources). Centr. Urząd Geologii, Wyd. Geol., Warszawa.
Pokojska P., 2004. Aplication and verification of water balance model with distributed parameters (on the example of Rega River Basin). Miscellanea Geographica 11: 139-149.
Pokojska P., 2004. Aplication and verification of water balance model with distributed parameters (on the example of Rega River Basin). Miscellanea Geographica 11: 139-149.
Ponce M.V., Shetty A.V., 1995. A conceptual model of catchment water balance: formulation and calibration. Journal Hydrology 173: 27-40.
Ponce M.V., Shetty A.V., 1995. A conceptual model of catchment water balance: formulation and calibration. Journal Hydrology 173: 27-40.
Przybyłek J., Nowak B.; 2011. Wpływ niżówek hydrogeologicznych i odwodnień górniczych na systemy wodonośne Pojezierza Gnieźnieńskiego (The impact of hydrogeological low flows and groundwater drainage by lignite open cast mining on the aquifer systems of the Gniezno Lakeland). Biuletyn PIG 445; seria Hydrogeologia XII/2: 513-527.
Przybyłek J. , Nowak B.; 2011. Wpływ niżówek hydrogeologicznych i odwodnień górniczych na systemy wodonośne Pojezierza Gnieźnieńskiego (The impact of hydrogeological low flows and groundwater drainage by lignite open cast mining on the aquifer systems of the Gniezno Lakeland). Biuletyn PIG 445; seria Hydrogeologia XII/2: 513-527.
Scanlon B.R., Healy R.W., Cook P.G., 2002. Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater recharge. Hydrogeology Journal 10(1): 18-39.
Scanlon B.R., Healy R.W., Cook P.G., 2002. Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater recharge. Hydrogeology Journal 10(1): 18-39.
Soczyńska U., 1989, System hydrologiczny zlewni i modelowanie procesów obiegu wody (The hydrological catchment system and modelling of water circulation systems) In: Soczyńska U., (ed.). Procesy hydrologiczne. Fizycznogeograficzne podstawy modelowania, PWN, Warszawa: 9-19.
Soczyńska U., 1989, System hydrologiczny zlewni i modelowanie procesów obiegu wody (The hydrological catchment system and modelling of water circulation systems) In: Soczyńska U., (ed.). Procesy hydrologiczne. Fizycznogeograficzne podstawy modelowania, PWN, Warszawa: 9-19.
Sophocleous M.A., 2005. Groundwater recharge and sustainability in the High Plains aquifer in Kansas, USA. Hydrogeology Journal 13(2): 351-365.
Sophocleous M.A., 2005. Groundwater recharge and sustainability in the High Plains aquifer in Kansas, USA. Hydrogeology Journal 13(2): 351-365.
Sophocleous M.A., Perkins S.P., 2000, Methodology and application of combined watershed and ground-water models in Kansas, Journal of Hydrology 236: 185-201.
Sophocleous M.A., Perkins S.P., 2000, Methodology and application of combined watershed and ground-water models in Kansas, Journal of Hydrology 236: 185-201.
Sorooshian S., Hsu K.L., 2008. Hydrological Modelling and the Water Cycle, Springer-Verlag.
Sorooshian S., Hsu K.L., 2008. Hydrological Modelling and the Water Cycle, Springer-Verlag.
Sivapalan M., 2005. Pattern, Proces and Function: Elements of a Unified Theory of Hydrology at the Catchment Scale. Encyclopedia of Hydrological Sciences. P.1. Theory, Organization and Scale. John Wiley & Sons, London: 193-219.
Sivapalan M., 2005. Pattern, Proces and Function: Elements of a Unified Theory of Hydrology at the Catchment Scale. Encyclopedia of Hydrological Sciences. P.1. Theory, Organization and Scale. John Wiley & Sons, London: 193-219.
Teklebirhan A., Dessie N., Tesfamichael G., 2012. Groundwater Recharge, Evapotranspiration and Surface Runoff Estimation Using WetSpass Modeling Method in Illala Catchment, Northern Ethiopia, Momona Ethiopian Journal of Science (MEJS) 4(2): 96-110.
Teklebirhan A., Dessie N., Tesfamichael G., 2012. Groundwater Recharge, Evapotranspiration and Surface Runoff Estimation Using WetSpass Modeling Method in Illala Catchment, Northern Ethiopia, Momona Ethiopian Journal of Science (MEJS) 4(2): 96-110.
Toth J., 2009. Gravitational system of groundwater flow. Theory evaluation, utilization. Cambridge University Press.
Toth J., 2009. Gravitational system of groundwater flow. Theory evaluation, utilization. Cambridge University Press.
Urbański J., 2008. GIS w badaniach przyrodniczych (GIS in natural research), Wyd. Uniwer. Gdańskiego, Gdańsk..
Urbański J., 2008. GIS w badaniach przyrodniczych (GIS in natural research), Wyd. Uniwer. Gdańskiego, Gdańsk..
Woś A., 2010. Klimat Polski w drugiej połowie XX wieku (The climate of Poland in the second half of the 20th century). Wyd. Naukowe UAM, Poznań.
Woś A., 2010. Klimat Polski w drugiej połowie XX wieku (The climate of Poland in the second half of the 20th century). Wyd. Naukowe UAM, Poznań.
Yair A., Kossovsky A., 2002. Climate and surface properties: hydrological response of small and semi-arid watersheds. Geomorphology 42(1-2): 43-57.
Yair A., Kossovsky A., 2002. Climate and surface properties: hydrological response of small and semi-arid watersheds. Geomorphology 42(1-2): 43-57.
License
© Faculty of Geographical and Geological Sciences, Adam Mickiewicz University.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.