Impact of soil properties on runoff conditions in a small low-mountain watershed
DOI:
https://doi.org/10.56617/tl.3737Keywords:
flashflood, HEC-HMS, soil moisture, soil thickness, modeling, predictionAbstract
Convective thunderstorms often results in catastrophic flash floods in Hungary frequently causing significant economic losses. Forecasting of these types of floods is extremely challenging due to the heterogeneous pattern of topography, land use and pedological properties. The objective of the current paper is the analysis of the impact of soil (loose sediment) depth and soil moisture content on the runoff conditions of the Pósa Valley experimental watershed in the Mecsek Hills, SW Hungary by employing the HEC-HMS rainfall-runoff model. To flood events have been reproduced by the model. The model was calibrated with field measured data, such as infiltration, soil depth, precipitation intensity, discharge and time of concentration. Model results indicate that soil depth had a moderate impact on runoff. According to our results, when soil storage was set to larger than 24 cm, soil depth had a negligible impact on runoff. However, soil moisture had a pronounced effect on both peak flow and cumulative runoff. Thus, to accurately estimate runoff, knowledge on the spatial distribution of antecedent soil moisture is indispensable. To monitor the spatiotemporal behavior of soil moisture, development of operational hydrometeorological networks is essential at watershed scales.
References
Cobby, D., Falconer, R., Forbes, G., Smyth, P. ,Widgery, N., Astle, G., Dent, J., Golding, B. 2008: Potential warning services for groundwater–pluvial flooding. In: Samuels, P., Huntington, S., Allsop, W., Harrop, J. (eds.): Flood Risk Management: Research–Practice. Taylor és Francis Group, London, pp. 1273–1280.
Collier, C. G. 2007: Flash flood forecasting: What are the limits of the predictability? Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 133, 3–23. https://doi.org/10.1002/qj.29
Czigány, S., Pirkhoffer, E., Geresdi, I. 2009: Environmental impacts of flash floods in Hungary. In (eds.): Samuels, P., Huntington, S., Allsop, W.–Harrop, J.: Flood Risk Management: Research–Practice. Taylor–Francis Group, London, pp. 1439–1447.
Czigány, S., E. Pirkhoffer, I. Geresdi 2010: Impact of extreme rainfall and soil moisture on flash flood generation. Időjárás 114 (1–2): 79–100.
EEA 2005: Éghajlatváltozás és árvizek Európában. Európai Környezetvédelmi Ügynökség jelentése. http://www.eea.europa.eu/hu/publications/briefing letöltés dátuma: 2010 június 1.
Eszéky O. 1987: A Bükkösdi-víz felső vízgyűjtőjén tervezhető árvízcsúcscsökkentő tározók hidrológiai tanulmányterve Pécs, kézirat
Eszéky O. 1992: A Bükkösdi-víz vízhozamnyílvántartó állomásainak felülvizsgálata. Pécs, kézirat
Flint, A.L, Flint, L.A. 2002: Particle density. In: (eds.): Dane, J.H.–G.C. Topp: Methods of Soil Analysis Part 4 Physical Methods, Soil Science Society of America Inc, Madison, WI
Georgakakos, K.P. 1986: On the design of national, real-time warning systems with capability for site specific flash flood forecasts. Bull. Amer. Meteor. Soc. 67(10): 1233–1239. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1986)067<1233:OTDONR>2.0.CO;2
Georgakakos, K.P. 1987: Real-time flash flood prediction. Journal of Geophysical Research 92(D8): 9615– 629. https://doi.org/10.1029/JD092iD08p09615
Gruntfest, E., RIPPS, A. 2000: Flash floods: Warning–mitigation efforts–prospects. In: Parker, D.J.: Floods. Vol. 1. Routledge, London, pp. 377–390.
Gyenizse P., Vass P. 1998: A természeti környezet szerepe a Nyugat-Mecsek településeinek kialakulásában és fejlődésében. Földr. Ért. 47(2): 131–148.
Gyenizse P. 2009: Geoinformatikai vizsgálatok Pécsett. Pécs településfejlődésére ható természeti és társadalmi hatások vizsgálata geoinformatikai módszerekkel (esettanulmány). Geographia Pannonica Nova sorozat, Pécsi Tudományegyetem Földrajzi Intézet, Pécs, 109 p.
Hillel, D. 1998: Environmental Soil Physics. Academic Press, San Diego
Hizsák I. 2005: A Kapos áradása. A Drávától a Balatonig. A Dél-Dunántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság, valamint a Dél-Dunántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség időszaki lapja 2: 6–8.
Horváth E. 1999: Szélsőséges hidrológiai események rekonstruálása feltáratlan kisvízgyűjtőkön. (Simulation of extreme hydrological events in unexplored small drainage basins) Vízügyi Közlemények 81: 486–497.
Horváth Á. 2005: A 2005. április 18-i mátrakeresztesi árvíz meteorológiai háttere. Légkör 50(2): 6–10.
Jury, W.A., Gardner, W.R., Gardner, W.H. 1991: Soil Physics. 5th edition, John Wiley-Sons Inc. New York
Koris K. 2002: A hazai hegy- és dombvidéki kisvízgyűjtők árvízhozamainak meghatározása. Vízügyi Közlemények 84(1): 64–77.
Kovács, Gy., Domokos M. 1984: Segédletek a dunántúli kisvízfolyások szélsőséges vízhozamainak becslésére. Vízügyi Közlemények 66(4): 573–585.
Miller R.W., Gardiner D.T. 1998: Soils in our environment. Prentice Hall Inc. Upper Saddle River, NJ 07458
Nováky B. 2003: Éghajlat és víz: bizonyosságok és bizonytalanságok. Vízügyi Közlemények 85(4): 536–542.
Pirkhoffer, E., CZIGÁNY, S., GERESDI, I. 2008: Modeling of flash flood events in a small low-mountain watershed in SW Hungary. In (eds.): Montani, A., Alberoni, P.P., Rossa, A., Rotach, M.W., Buzzi, A., Daviolo, S.: Proceedings of the joint MAP D-PHASE Scientific Meeting COST 731 mid-term seminar. Challenges in hydrometeorological forecasting in complex terrain. http://www.smr.arpa.emr.it/dphase-cost/master_proceeding_final.pdf
Pirkhoffer, E., CZIGÁNY, S., GERESDI, I. 2009: Impact of rainfall pattern on the occurrence of flash floods in Hungary. Zeitschrift für Geomorfologie 53: 139–157. https://doi.org/10.1127/0372-8854/2009/0053S3-0139
Szesztay K. 1991: Az éghajlatváltozás vízgazdálkodási és hidrológiai vonatkozásai. Vízügyi Közlemények 73(3–4): 245–278.
Szilágyi J. 1954: Az Átalér és a Váli-víz rendkívüli árvize 1953. jún. 9.-én. Vizügyi Közlemények 36: 169– 76.
Szlávik L. 2003: Az ezredforduló árvizeinek és belvizeinek hidrológiai jellemzése. Vízügyi Közlemények 85(4): 547–566.
Vass P. 1997: Árvizek a Bükkösdi-patak felső szakaszán. In: Tésits R., Tóth J. (eds.): Földrajzi tanulmányok a pécsi doktoriskolából I. Bornus Nyomda, Pécs. pp. 261–285.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2013 Pirkhoffer Ervin, Czigány Szabolcs, Hegedűs Péter, Balatonyi László , Lóczy Dénes
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
A folyóirat Open Access (Gold). Cikkeire a Creative Commons 4.0 standard licenc alábbi típusa vonatkozik: CC-BY-NC-ND-4.0. Ennek értelmében a mű szabadon másolható, terjeszthető, bemutatható és előadható, azonban nem használható fel kereskedelmi célokra (NC), továbbá nem módosítható és nem készíthető belőle átdolgozás, származékos mű (ND). A licenc alapján a szerző vagy a jogosult által meghatározott módon fel kell tüntetni a szerző nevét és a szerzői mű címét (BY).
