2. Obliczenie liczby mieszkańców w przyjętej perspektywie lat.

$$\mathbf{\text{Mn}}\mathbf{=}\mathbf{M}\mathbf{\ }\mathbf{\times}\mathbf{\ }\left( \mathbf{1 + \ }\frac{\mathbf{p}}{\mathbf{100}} \right)^{\mathbf{n}}$$

$$\mathbf{\alpha}\mathbf{\ = \ }\left( \mathbf{1 + \ }\frac{\mathbf{p}}{\mathbf{100}} \right)^{\mathbf{n}}$$

Mn =M × α

Przyjęto: p = 0, 5

n = 10

α = 1, 05

Mn = 842 × 1,05 = 884

Mn - liczba mieszkańców w przyjętej perspektywie lat

M - liczba ludności aktualna

p - procent przyrostu rocznego

n - liczba lat w perspektywie

7. Obliczenie zapotrzebowania na wodę dla użytków zielonych.

Metoda nr 1: Metoda optymalnych opadów - Hohendorfa

Opad optymalny to opad najbardziej korzystny przy danym rodzaju upraw i gleby.

Opady rzeczywiste (z wielolecia) w zestawieniu z opadem optymalnym pozwalają na ocenę poziomu potrzeb wodnych produkcji roślinnej.

Dla Polski ilość opadów optymalnych opracował Hohendorf i przyjął podział roślin na 4 grupy:

• zboża

• buraki

• ziemniaki

• użytki zielone

Normy te nie uwzględniają:

• zróżnicowania wilgotności gleby

• wilgotności powietrza

• temperatury powietrza

• wysokości

E_1p = P_IV + P_V + 0,5 P_VI

E_2p = 0,5 P_VI + P_VII + P_VIII

E_1p = 65 + 120 + 57,5 = 242,5 [mm/okres]

E_2p = 57,5 + 100 + 80 = 237,5 [mm/okres]

Tabela nr 3: Opady optymalne w milimetrach dla roślin uprawnych w Polsce w okresie wegetatywnym (gleby średnio zwięzłe).

Uprawy	IV	V	VI	VII	VIII
Zboża	30	90	60	50	40
Buraki	30	60	50	120	90
ziemniaki	40	60	70	80	90
użytki zielone	65	120	115	100	80

Metoda nr 2: Metoda higrometrycznego współczynnika parowania terenowego - Ostromęckiego.

E = β × Σ d [mm/okres]

Σ d - suma średnich dobowych niedosytów wilgotności powietrza względem notowań stacji

meteorologicznej wyrażona w hPa

β - współczynnik zależny od rodzaju gleby, uwilgotnienia gleby, rodzaju roślin, plonów

wyrażony w mm/DOB/hPa

E_1p = β_1p × Σ d_1p E_2p = β_2p × Σ d_2p

Σ d₁ = d_IV + d_V + 0,5 d_VI Σ d₂ = 0,5 d_VI + d_VII + d_VIII

β_1p = 0,62 β_2p = 0,53

Σ d₁ = 102 + 133 + 80 = 315 Σ d₂ = 80 + 173 + 142 = 395

E_1p = 0,62 × 315 = 195,3 [mm/okres] E_2p = 0,53 × 395 = 209,4 [mm/okres]

Metoda nr 3: Metoda termicznego współczynnika parowania - Szarowa.

W tej metodzie parowanie terenowe określa się na podstawie sum temperatury powietrza.

E = α × Σ _t [mm/okres]

α - współczynnik zależny od stanu powierzchni parującej i mieszczący się w granicach

od 0,14 do 0,30 mm/DOBĘ/1^oC.

E = β × Σ _d i E = α × Σ _t

β × Σ _d = α × Σ _t

$\mathbf{\alpha = \ \beta\ \times}\frac{\mathbf{\text{Σ\ d}}}{\mathbf{\text{Σ\ t}}}$

$\frac{\mathbf{\text{Σ\ d}}}{\mathbf{\text{Σ\ t}}}$ = Z

α = β × Z

E_1p = α_1p × Σt_1p = β_1p × Σd_1p E_2p = α_2p × Σt_2p = β_2p × Σd_2p

α_1p = β_1p × $\frac{\mathbf{\ }\mathbf{\text{Σd}}_{\mathbf{1p}}\mathbf{\ }}{\mathbf{\text{Σt}}_{\mathbf{1p}}}$ α_2p = β_2p × $\frac{\mathbf{\ }\mathbf{\text{Σd}}_{\mathbf{2p}}\mathbf{\ }}{\mathbf{\text{Σt}}_{\mathbf{2p}}}$

α_1p = 0,62 × $\frac{\ 315}{29,1}$ α_2p = 0,53 × $\frac{\ 395}{44,1}$

α_1p = 6,7 α_2p = 4,75

E_1p = 6,7 × 29,1 = 195,0 [mm] E_2p = 4,75 × 44,1 = 209,5 [mm]

Tabela nr 4 : Zestawienie potrzeb wodnych dla użytków zielonych.

metoda pokos	Według HOHENDORFA	według OSTROMĘCKIEGO	według SZAROWA	wartość średnia
I	242,5	195,3	195,0	211
II	237,5	209,4	209,5	219

Niedoborem opadu nazywa się różnice między parowaniem terenowym E a rzeczywistym opadem atmosferycznym P.

Rzeczywistymi opadami przyjmowanymi...

1. opad średni normalny z wielolecia P

2. opad z lat suchych lub posusznych - to jest średnia wartość opadu z lat o opadach mniejszych od opadów średnich normalnych z wielolecia

3. opad prawdopodobny, czyli opad o pewnym procencie prawdopodobieństwa wystąpienia, oznaczonym Pp%.

W zależności od przyjętego opadu rzeczywistego wyróżnia się niedobory:

• średnie (normalne)

• niedobory dla lat suchych lub posusznych

• niedobory prawdopodobne

Przyjęte do dalszych obliczeń odpowiednich niedoborów opadów uzależnione jest od urodzaju upraw i poziomu intensyfikacji.

Przy intensywnej produkcji rolnej (warzywa, rośliny pastewne i przemysłowe, użytki zielone) przyjmowane są niedobory o mniejszym prawdopodobieństwie wystąpienia, najczęściej N_10%.

Przyjęcie tych niedoborów do dalszych obliczeń gwarantuje w 90% lat możliwość uzupełnienia wody.

Dla upraw polowych nie intensywnych (zboże, łąki) przyjmowane są niedobory 20 lub 25% , albo niedobory z lat suchych lub posusznych.

N_P10% = A_P10% × E - B_P10% × P [mm]

N_1p = E_1p - P_1p [mm]

10. Obliczenie niedoboru wody dla użytków zielonych dla lat normalnych.

N = E - P

P_1p = P_IV + P_V + 0,5 P_VI P_2p = 0,5 P_VI + P_VII + P_VIII

P_1p = 38 + 59 + 0,5 × 71 = 133 mm P_2p = 0,5 × 71 + 93 +59 =187,5 mm

N_1p = E_1p - P_1p = 211 - 133 = 78 mm N_2p = E_2p - P_2p = 219 - 187,5 = 31,5mm

11. Obliczenie niedoborów wodnych dla użytków zielonych dla lat suchych lub posusznych.

N_P10% = A_P10% × E - B_P10% × P [mm]

N_P10% - prawdopodobieństwo wystąpienia niedoboru 10%

E - parowanie terenowe

P - suma średniego rocznego opadu normalnego z wielolecia w mm

B_P10% i A_P10% - współczynniki regionalne uwzględniające zmienność rozkładu opadów i niedosytu wilgotności powietrza

dla I pokosu: dla II pokosu:

A_P10% = 1,18 A_P10% = 1,19

B_P10% = 0,72 B_P10% = 0,62

I pokos:

N_P10% = 1,18 × 211 - 0,72 × 133 = 248,98 - 95,76 = 153,22 mm

II pokos

N_P10% = 1,19 × 219 - 0,62 ×187,5 = 260,61 - 116,25 = 144,36 mm

Tabela nr 5: Optymalne opady dla grup.

	IV	V	VI	VII	VIII	IX
zboże: owies	50	65	75	60	-	-
buraki pastewne	50	50	70	90	85	55
ziemniaki wczesne	-	60	80	60	-	-

13. Obliczenie niedoborów opadów

N = P_OPTYMALNE - P_RZECZYWISTE [mm]

dla:

• owsa - miesiąc IV

• owsa - miesiąc V

• owsa - miesiąc VI

• owsa - miesiąc VII

• buraków pastewnych - miesiąc IV

• buraków pastewnych - miesiąc V

• buraków pastewnych - miesiąc VI

• buraków pastewnych - miesiąc VII

• buraków pastewnych - miesiąc VIII

• buraków pastewnych - miesiąc IX

• ziemniaków wczesnych - miesiąc V

• ziemniaków wczesnych - miesiąc VI

• ziemniaków wczesnych - miesiąc VII

Tabela nr 6: Sumaryczne zestawienie niedoborów wodnych w milimetrach.

	Miesiące
Lp.	Rodzaj użytku
1.	użytki zielone I pokos
2.	użytki zielone II pokos
3.	zboże: owies
4.	buraki pastewne
5.	ziemniaki wczesne

Tabela nr 7: Zbiorcze zapotrzebowanie na wodę dla użytków zielonych, owsa buraków pastewnych i ziemniaków wczesnych.

	Miesiące
Lp.	Nazwa użytku i powierzchnia
1.	użytki zielone I pokos pow. 13244ha
2.	użytki zielone II pokos pow. 13244ha
3.	owies pow. 4620ha
4.	buraki pastewne pow. 3080ha
5.	ziemniaki wczesne pow. 5544ha
6.	Σ m^3 / m-c
7.	Σ m^3 /doba
8.	Σ m^3 / sek.

V = Pow. zasiewu × wielkość niedoboru [m³ / m-c]

17. Obliczenie przepływu dyspozycyjnego.

Przepływ nienaruszalny jest to ta część przepływu pozostawiana w danym przekroju poprzecznym cieku ze względów biologicznych (nie bierze udziału w pokrywaniu zapotrzebowania na wodę i bilansie wodnym).

Q_b = α × SNQ [m³/s]

α - współczynnik redukcyjny (każdorazowo uzgadniany z administracją wodną)

SNQ - średni niski przepływ z wielolecia

W praktyce wielkość przepływu nienaruszalnego przyjmuje się najczęściej od 0,3 do 1,00.

Miarodajne przepływy przyjmowane do określenia potrzeb wolnych zlewni to przepływy najdłużej trwające w ciągu okresu wegetacyjnego nazywane przepływem średnim normalnym. Określamy go z krzywej częstotliwości a w razie braku danych pomiarowych przepływ ten określa się z wzorów empirycznych.

Wzór Iszkowskiego na średnią wodę roczną :

Q_śr.= 0,03171 × C_s × P × A [m³/s]

C_s - regionalny współczynnik odpływu dla rzek Polski, wartość od 0,10 do 0,70.

C_s = 0,55

P - suma roczna opadów z lat normalnych wyrażona w metrach

A - powierzchnia zlewni wyrażona w km²

A = 308

Q_śr.= 0,03171 × 0,55 × 0,57 × 308 [m³/s]

Q_śr.= 3,062 [m³/s]

Przepływ dyspozycyjny określa się jako różnicę ilości wód dopływających do danego przekroju poprzecznego cieku i ilości wód jaka musi pozostać w rzece poniżej tego przekroju (przepływ nienaruszalny).

Q_DYSPOZYCYJNY = Q_ŚR - Q_{NIENARUSZALNY} [m³/s]

Q_{NIENARUSZALNY} = 15% × Q_ŚR [m³/s]

Q_{NIENARUSZALNY} = 15% × 3,062 = 0,459278 [m³/s]

Q_DYSPOZYCYJNY = 3,062 - 0,459278 = 2,603 [m³/s]