Retention of afforestation areas as part of flood protection - research site and methodology for headwater watershad in Poland

Land use is considered as a non-structural, ecologically beneficial flood protection measure. Forest as one of the land use types has many useful applications which can be observed in detail on www.nwrm.eu website project. It is scientifically proved that afforestation influences flood events with high probability of occurrence. However, it is still to be argued how to measure land use impact on the hydrological response of watershed and how it should be measured in an efficient and quantifiable way. Having the tool for such an impact measurement, we can build efficient land management strategies. It is difficult to observe the impact of land use on flood events in the field. Therefore, one of the possible solutions is to observe this impact indirectly by means of hydrological rainfall-runoff models as a proxy for the reality. Such experiments were conducted in the past. Our study aims to work on the viability assessment, methodology and tools that allow to observe this impact with use of selected hydrological models and readily available data in Poland. Our first reaserch site is located within headwaters of the Kamienna river watershed. This watershed has been affected by ecological disaster, which resulted in loss of 65% of forest coverage. Our proposed methodology is to observe this transformation and its effect on the watershed response to heavy precipitation and therefore change in the flood risk.

Użytkowanie terenu jest uważane za nietechniczny, przyjazny środowisku środek ochrony przeciwpowodziowej. Tereny zalesione jako jeden z typów użytkowania terenu mają kilka zastosowań w ochronie przeciwpowodziowej. Poszczególnym sposobom jego wykorzystania można bliżej się przyjrzeć na stronie projektu Unii Eurpoejskiej, www.nwrm.eu. Jest dowiedzione naukowo, że zalesienie wpływa na hydrologiczną odpowiedź zlewni wywołaną opadem. Jednak nie zostało w pełni określone w jaki dokładnie sposób zalesienie wpływa na tą odpowiedź, a także w jaki sposób można mierzyć efektywność zmiany użytkowania terenu w ochronie przeciwpowodziowej. Pomiary tych charakterystyk w przyrodzie nie są łatwe do wykonania, dlatego autorzy proponują wykorzystanie hydrologicznych modeli opad-odpływ jako narzędzia pomiarowego. Takie podejście było już realizowane w przeszłości, w różnych regionach świata. Nasze badania mają na celu ocenę wykonalności oraz przydatności wyników, wybór odpowiednich modeli matematycznych oraz wypracowanie metody umożliwiającą kwantyfikację wpływu użytkowania terenu do ochrony przeciwpowodziowej za pomocą dostępnych w Polsce danych. Nasz obszar badawczy jest zlokalizowany w górnej części zlewni rzeki Kamiennej w Sudetach Zachodnich. Ta zlewnia została dotknięta klęską ekologiczną w latach 80-tych XX wieku, która skutkowała wymarciem 65% powierzchni lasu w badanym obszarze. W pracy proponujemy obserwację wpływu tej transformacji na hydrologiczną odpowiedź zlewni, a przez to na ryzyko powodziowe.