Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku...

24
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Centrum Edukacji Hydrologiczno - Meteorologicznej Metody określania przepływu nienaruszalnego zalety i wady Beniamin Więzik SEMINARIUM Stowarzyszenia Hydrologów Polskich Warszawa 22.04.2009 r.

Transcript of Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku...

Page 1: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej

Centrum Edukacji Hydrologiczno - Meteorologicznej

Metody określania przepływu nienaruszalnego

zalety i wady

Beniamin Więzik

SEMINARIUM

Stowarzyszenia Hydrologów Polskich

Warszawa 22.04.2009 r.

Page 2: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Przepływ eksploatacyjny o określonej gwarancji czasowej

- definiowany jest jako przepływ dyspozycyjny pomniejszony

o przepływ nienaruszalny i oznacza ilość wody, jaka może

zostać pobrana do celów gospodarczych (zaopatrzenia w

wodę ludności, przemysłu i rolnictwa) z określonego prze-

kroju cieku.

Page 3: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Przepływ eksploatacyjny

gdzie:

Qe - przepływ eksploatacyjny w m3s-1,

Qd - przepływ dyspozycyjny w m3s-1,

Qnn - przepływ nienaruszalny w m3s-1.

nnde QQQ

Page 4: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Przepływem wymaganym

- jest przepływ, który powinien być pozostawiony w cie-

ku z uwagi na innych użytkowników, określany według

kryterium: eksploatacyjnego (istniejące niżej ujęcia wo-

dy), krajobrazowego, wędkarskiego, żeglugowego z

uwzględnieniem hierarchii użytkowników w systemie.

Page 5: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metody określania przepływu nienaruszalnego

- Metoda Kostrzewy

- Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

- Metoda ekologiczna

- Metoda Stochlińskiego

- Metoda hydrobiologiczna

Page 6: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metoda Kostrzewy

Przepływem nienaruszalnym jest to ilość wody wyrażona

w m3/s, która powinna być utrzymana jako minimum w

danym przekroju poprzecznym ze względów biologicz-

nych i społecznych, przy czym konieczność utrzymania

tego przepływu w zasadzie nie podlega kryteriom eko-

nomicznym.

Page 7: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metoda Kostrzewy

gdzie:

Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,

SNQ – przepływ średni niski (qasi-naturalny) w m3s-1,

k – parametr przyjmowany z odpowiedniej tabeli.

Przykładowo dla zlewni górskich o powierzchni mniejszej

od A = 300 km2 parametr k = 1,52

SNQkQnn

kryterium hydrobiologiczne

Page 8: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska

i Gospodarki Wodnej

Przepływem nienaruszalnym z uwagi na walory krajobra-

zowe jest przepływ równy przepływowi średniemu

niskiemu (SNQ)

Page 9: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska

i Gospodarki Wodnej

gdzie:

Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,

SNQ – przepływ średni niski (qasi-naturalny) w m3s-1,

SNQQnn

Dla zlewni o wysokich walorach krajobrazowych

Page 10: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metoda ekologiczna

gdzie:

Q – przepływ aktualny w m3s-1,

Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,

Q7,10 – przepływ minimalny siedmiodniowy o prawdopodo-

bieństwie 10% w m3s-1,

QNT – przepływ najdłużej trwający w m3s-1,

Qsr – przepływ średni roczny w m3s-1.

NT

7,10QNT

Q

7,10QsrQ

7,10sr

srNT7,10nn Q

QQ

QQ)Q(QQ

Page 11: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Przepływ nienaruszalny według kryterium ekologicznego

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

0,160

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800

Przepływ obserwowany Q [m3/s]

Prz

epły

w n

ien

aru

szal

ny

Q

nn [

m3/s

] .

Q NT = 0,135 m3

/s

Potok Leśnianka

Przekrój ujęcia wody

Q 7,10 = 0,072 m3

/s

Page 12: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metoda Stochlińskiego

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA

w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz warunków korzystania z wód regionu wodnego

z dnia 28 kwietnia 2004 r. (Dz. U. Nr 126 poz. 1318. z dnia 3 czerwca 2004 r.)

Przepływ nienaruszalny - przepływ nienaruszalny w danym

przekroju cieku i dla danego okresu roku, jest to umowny,

właściwy dla założonego ekologicznego stanu cieku, przepływ,

którego wielkość i jakość, ze względu na zachowanie tego stanu,

nie mogą być, a ze względu na instytucję powszechnego korzy-

stania z wód, nie powinny być, z wyjątkiem okresów zagrożeń

nadzwyczajnych, obniżane poprzez działalność człowieka.

Dla części przepływu nienaruszalnego związanej z koniecznością

zachowania założonego ekologicznego stanu cieku przyjęto

nazwę przepływ nienaruszalny hydrobiologiczny (przepływ

hydrobiologiczny). (ZAŁĄCZNIK Nr 1, pkt. IIB)

Page 13: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

9. Wielkością przepływu wód zabezpieczającą założony stan

ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny.

Wielkość tego przepływu jest wyznaczana wg metody

Kostrzewy, z uwzględnieniem kryterium hydrobiologicznego i

rybacko-wędkarskiego (przeżywalności ryb), lub wg metody

małopolskiej. Wielkości przepływów nienaruszalnych są

określane na podstawie wielkości przepływów wody.

2.5. Hydrograficzne charakterystyki obszaru dorzecza

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA

w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz warunków korzystania z wód regionu wodnego

z dnia 28 kwietnia 2004 r. (Dz. U. Nr 126 poz. 1318. z dnia 3 czerwca 2004 r.)

Page 14: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Metoda małopolska

gdzie:

Qnn mc – przepływ nienaruszalny (miesięczny)w m3s-1,

SNQmc – przepływ średni niski (miesięczny) w m3s-1,

QPmc – przepływ pomocowy (miesięczny) w m3s-1.

mcmcnn SNQQ

dobry stan ekologiczny

gorszy stan ekologiczny

2

mcmcmcnn

DQNNQQ

mcmcmc NNQSNQDQ

mcmc QD0,15QP

Page 15: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Przepływem nienaruszalnym jest przepływ o wartości

odpowiadającej granicznemu napełnieniu koryta

cieku, przy którym zachowane są podstawowe procesy

biologiczne ekosystemu wodnego.

Metoda hydrobiologiczna

Page 16: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Qnn = F vśr

gdzie:

Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,

F – pole przekroju poprzecznego koryta w m2, przy napełnieniu granicznym:

F = f (hgr)

vśr – prędkość średnia w przekroju w m∙s-1 , przy napełnieniu granicznym:

vśr = g(hgr)

Napełnienie graniczne hgr

Page 17: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

- posiadają wąski i specyficzny zakres wymagań ekologicznych,

- występują w środowisku licznie, są w nim pospolite,

- mają szeroki zasięg geograficzny,

- posiadają długi cykl życiowy (roczny lub kilkuletni),

- mają kilka generacji w ciągu roku,

- są łatwe do oznaczania,

- cechują się małym stopniem zmienności morfologicznej

i genetycznej.

Makrobezkręgowce bentosowe jako organizmy wskaźnikowe

Page 18: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

( J.I. Rybak – Bezkręgowce zwierzęta słodkowodne )

Plecoptera - widelnice

Trichoptera – chruściki

Odonata – ważki

Organizmy wskaźnikowe

Page 19: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

( J.I. Rybak – Bezkręgowce zwierzęta słodkowodne )

Diptera – muchówki

Ephemeroptera – jętki

Oligocheta - skąposzczety

Page 20: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Rozkład makrobezkrgowców bentosowych w przekroju I koryta potoku Leśnianka

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6 7

Nr sekcji poboru prób

Lic

zeb

no

ść o

sob

nik

ów

na

po

wie

rzch

ni

1 m

2

.

Plecoptera

Ephemeroptera

Diptera

Trichoptera

Hydracarina

Oligochaeta

Inne

LegendaPotok Leśnianka

Przekrój ujęcia wody

0,00

0,10

0,20

0,30

0 1 2 3 4 5 6 7

Odległość od brzegu lewego L [m]

Głe

bo

ko

ść h

[m

] .

Zwierciadło wody zaniwelowane dnia 10.09.2002 r.

Napełnienie graniczne

Page 21: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

-0,19

-0,14

-0,09

-0,04

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Standaryzowana liczebność organizmów

Głę

bo

ko

śc o

d z

wie

rcia

dła

wo

dy

h [

m]

Plecoptera

Ephemeroptera

Diptera

Trichoptera

Hydracarina

Oligochaeta

Inne

Potok Straconka

Przekrój ujęcia wody

Napełnienie graniczne

Legenda

-0,20

-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005

Wariancja

Ob

niż

enie

głę

bo

ko

ści

od

zw

ierc

iad

ła w

od

y h

[m

]

Napełnienie graniczne

Zmienność funkcji wariancji procesu stochastycznego

Page 22: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Krzywa konsumcyjna w przekroju ujęcia wody

0,00

0,10

0,20

0,30

0 1 2 3 4 5 6 7

Odległość od brzegu lewego L [m]

Głe

bo

ko

ść h

[m

] .

Zwierciadło wody zaniwelowane dnia 10.09.2002 r.

Napełnienie graniczne

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250

Przepływ Q [m3/s]

Nap

ełn

ien

ie h

[m

] .

Przepływ nienaruszalny

Q nn = 0,106 m3

/s

Napełnienie graniczne h = 0,24 m

Potok Leśnianka

Przekrój ujęcia wody

Page 23: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

0,000

0,100

0,200

0,300

0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00

Gwarancja czasowa

Prz

epły

w g

war

anto

wan

y i

dysp

ozy

cyjn

y Q

[m

3s-1

]

Kostrzewy

IMGW

NFOSiGW

Hydrobiologiczna

Przepływy dyspozycyjny

Przepływy eksploatacyjny

Q e = 0,070 m3s

-1

Przepływ nienaruszalny

metoda:

Gwarancja poboru wody w przekroju ujęcia na potoku Leśnianka

Page 24: Bez tytułu slajdu - shp.org.plshp.org.pl/Seminaria/2009_04_22/Qnn_Wiezik.pdf · ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana

Zamiast wniosków

Cokolwiek czynisz czyń rozważnie i przewiduj skutki

(Publius Oidius 43 r.p.n.e)