Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 13 (4) 2014, 141–153

Adres do korespondencji – Corresponding author: dr inż. Rafał Kokoszka, Wydział Planowania w Gospodarce Wodnej, Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Krakowie, ul. Marszałka J. Piłsudskiego 22, 31-109 Kraków, e-mail: rkokoszka@krakow.rzgw.gov.pl.

Obliczenia hydrOlOgiczne w warunkach kOrzystania z wód regiOnów wOdnych Górnej Wisły, Czarnej OraWy i Dniestru

hydrOlOgical calculatiOns in water-use COnDitiOns Of Górna Wisła, Czarna OraWa and dniestr water regiOns

Rafał KokoszkaRZGW Kraków

streszczenie. Ustalane w drodze aktu prawa miejscowego warunki korzystania z wód re-gionów wodnych to dokumenty, które służą uszczegółowieniu zapisów zatwierdzonych przez Radę Ministrów w dniu 22 lutego 2011 r. planów gospodarowania wodami na obsza-rach dorzeczy Wisły, Dunaju oraz Dniestru. Głównym celem opracowania warunków ko-rzystania z wód regionów wodnych jest stworzenie narzędzi wspomagających osiągnięcie wyznaczonych w planie gospodarowania wodami (zgodnie z Ramową Dyrektywą Wodną) celów środowiskowych związanych z ochroną wód oraz uszczegółowienie wytycznych służących do wydawania decyzji administracyjnych, ustalających zakres i formę korzysta-nia z wód. Warunki korzystania z wód regionu wodnego, zgodnie z zakresem wskazanym w art. 115 ust. 1 ustawy Prawo wodne, określają m.in. ograniczenia w korzystaniu z wód w zakresie poboru wód powierzchniowych, wprowadzania ścieków do wód oraz wykony-wania nowych urządzeń wodnych. Istotnym zagadnieniem związanym z wyżej wymienio-nymi ograniczeniami są obliczenia hydrologiczne wykonywane na potrzeby korzystania z wód, służące określeniu wielkości przepływu nienaruszalnego, przepływów głównych oraz przepływów prawdopodobnych. W artykule zostały omówione ustalone wytyczne w zakresie obliczeń hydrologicznych, które należy stosować w przypadku ubiegania się o pozwolenie wodnoprawne na szczególne korzystanie z wód.

abstract. Established by an act of the local law water–use conditions of water regions that are documents which aim to detail the arrangements approved by the Council of Ministers on 22 February 2011, the Water Management Plans within the Wisła, the Dunaj and the Dniester river basins. The main objective of the development of the water–use conditions of water regions is to create tools to support the achievement of designated in the water

DOI: http://dx.doi.org/10.15576/ASP.FC/2014.13.4.141

Acta Sci. Pol.

R. Kokoszka142

management plan (in accordance with the Water Framework Directive) environmental objectives related to water protection and detailing guidelines to issue administrative decisions, setting the scope and form of water use. Water–use conditions of water region, according to the scope specified in Art. 115, Paragraph 1 of The Water Act, define inter alia restrictions on the use of water in the surface water abstraction, discharge sewage into the water and making new water facilities. An important issue related to the above mentioned restrictions are hydrological calculations performed for the purposes of water use, to determine the amount of the instream flow, main flows and probable flows. This article discusses the established guidelines for the hydrological calculations, to be used when applying for a water permit for special use of water.

słowa kluczowe: warunki korzystania z wód, hydrologia, przepływ nienaruszalny, prze-pływy główne, przepływy prawdopodobne

Key words: water-use conditions, hydrology, instream flow, main flows, probable flows

WstĘP

Ustalane w drodze aktu prawa miejscowego warunki korzystania z wód regionu wodnego są dokumentem służącym uszczegółowieniu zapisów planów gospodarowa-nia wodami. Plany gospodarowania wodami na obszarze dorzecza Wisły, Dunaju oraz Dniestru zatwierdzone zostały przez Radę Ministrów w dniu 22 lutego 2011 r. i stanowią podstawę do sporządzenia warunków korzystania z wód regionów wodnych.

Zgodnie z zakresem warunków korzystania z wód regionu wodnego wskazanym w art. 115 ust. 1 ustawy Prawo wodne, rozporządzenia składają się z trzech zasadniczych części, w których zostały określone: 1) w rozdziale drugim rozporządzeń – szczegółowe wymagania w zakresie stanu wód

wynikające z ustalonych celów środowiskowych,2) w rozdziale trzecim rozporządzeń – priorytety w zaspokajaniu potrzeb wodnych,3) w rozdziale czwartym rozporządzeń – ograniczenia w korzystaniu z wód na obsza-

rze regionu wodnego lub jego części albo dla wskazanych jednolitych części wód, niezbędne dla osiągnięcia ustalonych celów środowiskowych, w szczególności w zakresie:a) poboru wód powierzchniowych lub podziemnych,b) wprowadzania ścieków do wód lub do ziemi,c) wprowadzania substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego do

wód, do ziemi lub do urządzeń kanalizacyjnych,d) wykonywania nowych urządzeń wodnych.Zasadniczym celem opracowania warunków korzystania z wód regionu wodnego

jest stworzenie narzędzi wspomagających osiągnięcie wyznaczonych w planach gospodarowania wodami (zgodnie z Ramową Dyrektywą Wodną) celów środowisko-wych związanych z ochroną wód oraz uszczegółowienie wytycznych służących do wydawania decyzji administracyjnych ustalających zakres i formę korzystania z wód. Zgodnie z art. 125 ustawy Prawo wodne wydawane przez uprawnione organy pozwo-lenia wodnoprawne nie mogą bowiem naruszać ustaleń warunków korzystania z wód regionu wodnego.

Formatio Circumiectus 13 (4) 2014

Obliczenia hydrologiczne w warunkach korzystania z wód regionów wodnych Górnej Wisły... 143

Ryc.

1. M

apa

regi

onu

wod

nego

Gór

nej W

isły

, zał

ączn

ik n

r 1 d

o ro

zpor

ządz

enia

4/2

014

Fig.

1.

Map

of t

he U

pper

Vis

tula

wat

er re

gion

, atta

ched

as A

nnex

1 to

Ord

inan

ce 4

/201

4

Acta Sci. Pol.

R. Kokoszka144

W dniu 16 stycznia 2014 r. Dyrektor Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w Krakowie na podstawie art. 120 ust. 1 ustawy Prawo wodne ustanowił:• Warunki korzystania z wód regionu wodnego Górnej Wisły – Rozporządzenie 4/2014,• Warunki korzystania z wód regionu wodnego Czarnej Orawy – Rozporządzenie

3/2014,• Warunki korzystania z wód regionu wodnego Dniestru – Rozporządzenie 2/2014.

Rozporządzenia zostały opublikowane we właściwych terytorialnie Dziennikach Urzędowych Województw i weszły w życie z dniem 1 lutego 2014 r. Składają się one z części tekstowej oraz siedmiu załączników, przedstawiających:1) mapę regionu wodnego (przykładowa mapa regionu wodnego Górnej Wisły, stano-

wiąca załącznik nr 1 do Rozporządzenia 4/2014, na której zobrazowano główne rzeki regionu na tle podziału administracyjnego – granic województw oraz powiatów zo-stała zaprezentowana na ryc. 1),

2) mapę podziału regionu wodnego na jednolite części wód powierzchniowych (JCWP) oraz jednolite części podziemnych (JCWPd),

3) wykaz celów środowiskowych dla poszczególnych JCWP i JCWPd,4) wytyczne w zakresie obliczeń hydrologicznych,5) wykaz czynnych posterunków wodowskazowych wraz z ich charakterystyką hydrolo-

giczną,6) wykaz cieków dla których konieczne jest zachowanie możliwości migracji ryb dwu-

środowiskowych wraz z przypisaniem im charakterystycznych gatunków ryb,7) wykaz JCWP zagrożonych nieosiągnięciem wyznaczonych celów środowiskowych

do 2015 r.

Obliczenia hydrOlOgiczne

Bardzo istotnym zagadnieniem związanym z zakresem warunków, a w szczególno-ści z formułowaniem ograniczeń, są obliczenia hydrologiczne wykonywane na potrzeby korzystania z wód. Zapisy dotyczące obliczeń hydrologicznych znajdują się rozdziale 2 (szczegółowe wymagania w zakresie stanu wód, wynikające z ustalonych celów środo-wiskowych) w § 5, natomiast szczegółowe wytyczne do obliczeń znajdują się w załącz-nikach nr 4 do rozporządzeń.

Zapisy warunków w zakresie obliczeń hydrologicznych dotyczą wszystkich ogra-niczeń w korzystaniu z wód, sprecyzowanych w art. 115 ust. 1 pkt. 3 ustawy Prawo wodne. Mają one zatem zastosowanie do określania wartości przepływów głównych (np. ograniczenia w zakresie poboru wód powierzchniowych), przepływu konwencjonalnego jakim jest przepływ nienaruszalny (Qn) oraz przepływów prawdopodobnych (ogranicze-nia w zakresie wykonywania nowych urządzeń wodnych). W ostatnim przypadku jest to związane z wyznaczaniem m.in. przepływów miarodajnych oraz kontrolnych, określo-nych Rozporządzeniem w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie [Rozporządzenie... 2007].

W warunkach ustalono jednolite, obowiązujące w skali całego regionu wodnego metody obliczeń hydrologicznych wykonywanych na potrzeby korzystania z wód. Przy-jęto, że w zlewniach kontrolowanych obliczenia hydrologiczne muszą być oparte na

Formatio Circumiectus 13 (4) 2014

Obliczenia hydrologiczne w warunkach korzystania z wód regionów wodnych Górnej Wisły... 145

aktualnych ciągach obserwacyjnych przepływów dobowych z obserwacji zwyczajnych oraz przepływów maksymalnych rocznych z obserwacji nadzwyczajnych, pochodzą-cych z czynnych posterunków wodowskazowych. W tabeli stanowiącej załącznik nr 5 do rozporządzeń zamieszczono wykaz takich posterunków wraz z ich charakterystykami hydrologicznymi (tab. 1). Zawartość ww. tabeli została omówiona w dalszej części niniejszego artykułu.

Zapisy warunków ustalają poszczególne etapy, przez które trzeba przejść w celu wykonania poprawnych obliczeń hydrologicznych. W pierwszej kolejności należy przeanalizować możliwość skorzystania z istniejącej sieci obserwacyjnej i zastosowa-nia metod analogii hydrologicznej (metod pośrednich). Dopiero w przypadku, gdy taka analiza wykaże brak możliwości zastosowania metod analogii, należy korzystać z metod empirycznych.

Dla przekrojów niekontrolowanych wskazano (w załączniku nr 4 do rozporządzeń) następujące metody wykonania obliczeń hydrologicznych:• wzorami empirycznymi Punzeta – przepływy SSQ oraz SNQ (z pewnymi ograni-

czeniami wynikającymi z zakresu stosowalności tych wzorów, które omówiono poniżej),

• obszarowym równaniem regresji – przepływy maksymalne roczne o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla cieków o powierzchni zlewni powyżej 50 km2,

• za pomocą formuły opadowej – przepływy maksymalne roczne o określonym praw-dopodobieństwie przewyższenia dla cieków o powierzchni zlewni poniżej 50 km2.W załączniku nr 4 do rozporządzeń w sprawie warunków korzystania z wód przed-

stawiono szczegółowe wytyczne do obliczeń w postaci wzorów, map oraz tabel. W przy-padku wzorów empirycznych Punzeta wprowadzono pewne ograniczenia, które zostały określone przez autora [Punzet 1981]. Wzory na SSQ i SNQ mogą być stosowane jedynie w przypadku rzek o naturalnych warunkach przepływu, nie mogą natomiast być stosowane w zlewniach o specyficznych warunkach hydrogeologicznych, krasowych czy zakłóca-nych gospodarczą działalnością człowieka. Dodatkowo, w przypadku wzoru na przepływ SNQ może on być stosowany w karpackim dorzeczu Wisły dla zlewni o powierzchni od 10 km2 do 500 km2. Wzór dla zlewni górskich pokrywa się z obszarem Tatr, Podhala i Beskidów. Wzór dla zlewni wyżynno-nizinnych można stosować dla obszaru Pogórza Karpackiego oraz Podkarpacia (Niziny Sandomierskiej) [Punzet 1981]. Dla pozostałych zlewni niezbędny do obliczenia SNQ średni niski odpływ jednostkowy należy odczytać z załączonej mapy pochodzącej z Atlasu hydrologicznego Polski [Atlas... 1986]. Ponieważ regiony wodne Czarnej Orawy i Dniestru znajdują się poza zakresem stosowalności wzoru Punzeta na SNQ, dla zlewni niekontrolowanych o powierzchni powyżej 10 km2 wykorzy-stuje się jedynie informacje pochodzące z Atlasu hydrologicznego Polski [Atlas... 1986]. Dla zlewni o powierzchni poniżej 10 km2 we wszystkich regionach wodnych przyjęto, że podstawą miarodajnych wyników powinny być bezpośrednie obserwacje i pomiary wyko-nywane przez okres co najmniej jednego roku.

Acta Sci. Pol.

R. Kokoszka146

Lp.

Wod

owsk

azR

zeka

Okr

es

obse

rwac

ji

Pow

. zl

ewni

km

2

Kilo

met

r w

g M

PHP

kmSC

WP

SSQ

m

3 · s–1

SNQ

m

3 · s–1

NN

Q

m3 · s–1

Qgw

90%

m3 · s–1

W90

–

Ant

ropo

- pr

esja

1U

jsoł

yW

oda

Ujs

olsk

a19

81–2

010

102,

86 2

,57

GW

0101

2,3

430,

308

0,13

00,

470

1,52

60N

2K

ames

znic

a (*

)B

ystra

1981

–201

048

,18

1,2

8G

W01

02 1

,136

0,10

40,

007

0,17

01,

6346

N

3R

ajcz

aSo

ła19

81–2

010

253,

8174

,44

GW

0102

5,3

840,

686

0,40

00,

990

1,44

31N

4C

ięci

na (*

)So

ła19

81–2

010

406,

7157

,92

GW

0102

8,5

791,

091

0,60

01,

620

1,48

49N

5Ży

wie

cSo

ła19

81–2

010

782,

8149

,28

GW

0102

16,0

392,

194

1,20

03,

120

1,42

21N

6Ża

bnic

aŻa

bnic

zank

a19

81–2

010

23,9

6 7

,82

GW

0102

0,6

810,

092

0,05

00,

140

1,52

17N

7Pe

wel

Mał

a (*

)K

osza

raw

a19

81–2

010

204,

96 9

,61

GW

0103

4,3

620,

583

0,35

00,

920

1,57

80N

8Łę

kaw

ica

Koc

ierz

anka

1981

–201

036

,54

1,7

6G

W01

04 0

,719

0,06

20,

030

0,10

01,

6129

N

9Łę

kaw

ica

(*)

Łęka

wka

1981

–199

794

,38

3,0

4G

W01

04 1

,520

0,15

80,

060

0,28

01,

7722

N

10Ło

dygo

wic

e (*

)Ży

lica

1981

–201

055

,21

3,8

7G

W01

04 1

,294

0,16

40,

080

0,29

01,

7683

S

11O

świę

cim

Soła

1981

–201

01

357,

01 2

,95

GW

0105

19,6

442,

906

1,20

03,

500

1,20

44W

Tabe

la 1

. Wyk

az c

zynn

ych

post

erun

ków

wod

owsk

azow

ych,

stan

owią

cy z

ałąc

znik

nr 5

do

Roz

porz

ądze

nia

4/20

14 (f

ragm

ent)

Tabl

e 1.

Li

st o

f act

ive

wat

er g

auge

stat

ions

, atta

ched

as A

nnex

5 to

Ord

inan

ce 4

/201

4 (d

etai

l)

Formatio Circumiectus 13 (4) 2014

Obliczenia hydrologiczne w warunkach korzystania z wód regionów wodnych Górnej Wisły... 147

PrzePłyW nienaruszaLny

Celem ochrony zasobów wód powierzchniowych pobór tych wód uwarunkowany został w rozporządzeniach (§ 5, ust. 1) obowiązkiem zachowania przepływu nienaruszal-nego w cieku poniżej ujęcia i koniecznością stosowania takich rozwiązań konstrukcyj-nych projektowanych ujęć wody, które umożliwiają zachowanie tego przepływu w sposób samoczynny. Równocześnie ustalono, że pobór wód nie może powodować istotnych zmian reżimu hydrologicznego (uwzględniającego przyrost przepływu w obrębie zlewni) oraz nie może negatywnie wpływać na sposób użytkowania jakiejkolwiek jednolitej części wód powierzchniowych. Poprzez wskazanie w załączniku nr 4 do rozporządzeń jednolitej metody obliczenia minimalnej wartości przypływu nienaruszalnego uszczegó-łowiono zapis znajdujący się w art. 128 ustawy Prawo wodne. Artykuł ten stanowi, że w pozwoleniu wodnoprawnym ustala się m.in. ograniczenia wynikające z konieczności zachowania przepływu nienaruszalnego. Przyjęta metoda obliczeń jest adaptacją uprosz-czonej metody wyznaczania przepływu nienaruszalnego na podstawie kryterium hydro-biologicznego (tzw. metody parametrycznej) [Kostrzewa 1977, Witkowski i in. 2008]. Pozwala ona na szybkie oszacowanie Qn, zwłaszcza w przekrojach niekontrolowanych, i wyznacza jedną, stałą wartość przepływu. Do metody tej w trakcie prowadzonych konsultacji społecznych zgłaszano pewne zastrzeżenia, jednak ostatecznie zdecydowano o jej przyjęciu z uwagi na następujące argumenty.

Wśród metod obliczania przepływu nienaruszalnego zaprezentowanych w poradniku Obliczanie przepływu nienaruszalnego [Witkowski i in. 2008] jedynie uproszczona metoda na podstawie kryterium hydrobiologicznego może być stosowana w oparciu o charakterystyki średnie II stopnia (SSQ i SNQ). Aby zastosować pozostałe metody, konieczna jest analiza przepływów takich jak: średnie niskie w poszczególnych miesią-cach (kryterium rybacko-wędkarskie), minimalne miesięczne z wielolecia (kryterium ochrony przyrody), średnie niskie oraz najniższe w poszczególnych miesiącach (metoda małopolska), a także wartości średnich dekadowych (metoda minimalnych przepływów dekadowych) aż po wartości średnich z przepływów codziennych z siedmiu kolejnych dni danego roku niżówkowego (Metoda EPA Q7,10). Wszystkie powyższe metody wymagają zatem analizy wieloletnich ciągów pomiarowych pochodzących z posterunków wodo-wskazowych. Ponieważ znaczna część operatów wodnoprawnych opracowywanych na potrzeby korzystania z wód dotyczy cieków o małych zlewniach niezamkniętych prze-krojami wodowskazowymi (a co za tym idzie, charakteryzujących się brakiem ciągów obserwacji przepływów), nie ma dla nich możliwości przeprowadzania tak dokładnych analiz oraz wyliczania przepływów nienaruszalnych opartych na wartościach miesięcz-nych czy dekadowych. Dla takich zlewni można obliczyć wzorami empirycznymi prze-pływy średnie z wielolecia, które są danymi wejściowymi do metody parametrycznej.

Ostatecznym argumentem, przemawiającym za przyjętą metodą wyznaczenia Qn była publikacja pobrana ze strony European Small Hydropower Association (ESHA) Jak zbudować małą elektrownię wodną? Przewodnik inwestora [Steller 2010]. Publikacja ta jest zaktualizowaną, poprawioną i uzupełnioną wersją Przewodnika opracowanego po raz pierwszy przez inż. Celso Penche w 1998 r. Aktualizacji i gruntownego przere-dagowania wersji angielskojęzycznej dokonano w 2004 r. w ramach projektu Komisji Europejskiej pn. Sieć Tematyczna Małej Energetyki Wodnej (Thematic Network on

Acta Sci. Pol.

R. Kokoszka148

Small Hydropower – TNSHP). W publikacji tej, w rozdziale omawiającym szereg metod służących wyliczeniu przepływu nienaruszalnego, znajduje się również takie stwier-dzenie: „W Polsce za podstawę do obliczeń przepływu nienaruszalnego przyjmuje się często przepływ średni niski SNQ, zdefiniowany Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 17 sierpnia 2006 r. w sprawie zakresu instrukcji gospodarowania wodą (Dz.U. Nr 150 poz 1087) jako średnia arytmetyczna wartość obliczona z minimalnych rocz-nych przepływów w określonych latach. Autorzy obliczeń przepływu nienaruszalnego wykorzystują najczęściej wytyczne zawarte w dwóch publikacjach Haliny Kostrzewy wydanych przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie w 1972 roku. Są to publikacje nieco już archaiczne, jednak pomimo zmian klimatycznych wytrzymują próbę czasu, dając wyniki zapewniające ilość wody w cieku wystarczającą organizmom żywym [Steller J. 2010].

jeDnOrODnOŚĆ CiĄGóW POMiarOWyCH

W celu zapewnienia poprawności wyników obliczeń hydrologicznych, w § 5 ust. 4 rozporządzeń zapisano również konieczność weryfikacji ciągów obserwacyjnych wyko-rzystywanych do obliczeń statystycznych. Literatura hydrologiczna [Ozga-Zielińska i Brzeziński 1997, Pociask-Karteczka 2006] zaleca badanie ciągów pomiarowych wyko-rzystywanych do obliczeń hydrologicznych pod kątem ich jednorodności, traktując to jako warunek pozwalający na otrzymanie poprawnych wyników. Przed przystąpieniem do obliczeń statystycznych należy przeanalizować niejednorodność genetyczną (aprio-ryczną, czasową i eksperymentu) jak również niejednorodność statystyczną. Tę ostatnią, odzwierciedlającą wpływ czynników, których nie potrafimy wyodrębnić przy badaniu niejednorodności genetycznej, można zweryfikować stosując opisane w literaturze hydro-logicznej testy statystyczne (np. test sumy rang, test współczynnika korelacji rangowej Spearmana na trend [Ozga-Zielińska i Brzeziński 1997, Pociask-Karteczka 2006] lub test Manna–Kendalla–Sneyersa [Banasik i in. 2009]).

W praktyce hydrologicznej przyjmuje się, że warunkiem stosowania metod staty-stycznych jest posiadanie serii obserwacyjnej z okresu co najmniej 30 lat. Krótsze okresy obserwacyjne mogą odbiegać charakterem od przeciętnych, grupując w sobie lata mokre i suche [Byczkowski 1999]. Również zgodnie z wytycznymi Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO), jako tzw. wartości normalne definiuje się śred-nią arytmetyczną wartość charakterystyki z okresu co najmniej 30 lat [Climate Data...]. Powyższe przesłanki były podstawą wprowadzenia zapisów o konieczności uwzględnie-nia w obliczeniach hydrologicznych danych z okresu co najmniej 30-letniego, w przy-padku korzystania z danych o przepływach dobowych z obserwacji zwyczajnych. Jako okres miarodajny dla obecnie ustanowionych warunków korzystania z wód (przepływy charakterystyczne przedstawione w załączniku nr 5 do rozporządzeń w sprawie warun-ków korzystania z wód) wybrano wielolecie 1981–2010. Są to dane obejmujące aktu-alne wielolecie, które przez ponad 60% czasu charakteryzowało się występowaniem lat przeciętnych oraz praktycznie równą liczbą lat mokrych (5) i suchych (6). Wyniki analizy hydrologicznej wielolecia wykonanej na podstawie odpływu całkowitego rzek Polski w latach 1951–2012 i klasyfikacji zasobności w wodę przedstawiono w tabeli 2.

Formatio Circumiectus 13 (4) 2014

Obliczenia hydrologiczne w warunkach korzystania z wód regionów wodnych Górnej Wisły... 149

Tabela 2. Analiza hydrologiczna wielolecia 1981–2010 (opracowano na podstawie Biuletynu Pań-stwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej za rok 2012)

Table 2. Hydrological analysis of multi–annual 1981–2010 (elaboration based on the Bulletin of the National Hydrological and Meteorological Service for the year 2012)

Lata suche Lata przeciętne Lata mokre

198419901991199219932003

19831985–19891994–19972000–20022004–2009

19811982199819992010

Σ = 6 Σ = 19 Σ = 5

20% 63% 17%

W przypadku danych pochodzących z obserwacji nadzwyczajnych, należy wziąć po uwagę cały okres z którego pochodzą obserwacje.

PrzePłyWy CHaraKterystyCzne

Na potrzeby warunków korzystania z wód wykonano obliczenia dla czynnych poste-runków wodowskazowych zlokalizowanych w poszczególnych regionach wodnych. W załączniku nr 5 do rozporządzeń zestawiono dane o 144 posterunkach wodowskazo-wych w regionie wodnym Górnej Wisły, 2 wodowskazach w regionie wodnym Czarnej Orawy oraz 1 wodowskazie w regionie wodnym Dniestru wraz z ich charakterystykami hydrologicznymi. Dane o przepływach dobowych zostały udostępnione przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB. W ramach prac własnych obliczono przepływy SSQ, SNQ, odczytano wartość NNQ w wieloleciu oraz obliczono przepływy o gwarancji wystąpienia 90% (Qgw90%). Obliczenia wykonano przy użyciu opracowanej w RZGW w Krakowie aplikacji wykorzystującej pozyskane ciągi przepływów dobowych, która umożliwia m.in. • wykonanie statystyki posterunku wodowskazowego w zakresie ciągłości obserwacji

(występujących przerw) lub danych wątpliwych,• wygenerowanie wykresu zmienności przepływów dobowych (ryc. 2), • obliczenie przepływów głównych II stopnia takich jak SSQ czy SNQ, • obliczenie przepływów gwarantowanych (ryc. 3),• wybór danych terminowych (przepływów występujących w zadanym dniu).

Dane wykorzystane do obliczeń zostały poddane weryfikacji pod kątem ich jedno-rodności. Wyniki tej weryfikacji oraz dane z zakresu użytkowania wód w regionach wodnych [pochodzące z opracowania Identyfikacja... 2012] posłużyły do dokonania oceny antropopresji w poszczególnych zlewniach. Wydzielono zlewnie o antropopre-sji wysokiej (silne oddziaływanie zbiorników zaporowych i stopni wodnych), średniej (będące pod wpływem zabudowy hydrotechnicznej oraz użytkowania wód) oraz niskiej (zlewnie o reżimie naturalnym lub quasi naturalnym).

Acta Sci. Pol.

R. Kokoszka150

Dodatkowo w wykazie posterunków wodowskazowych zamieszczono takie informa-cje jak: okres obserwacji, z którego pochodziły dane do obliczeń, powierzchnia zlewni zamkniętej wodowskazem, lokalizacja wodowskazu w km rzeki wg MPHP oraz przyna-leżność do zlewni scalonej części wód powierzchniowych.

W załączniku nr 5 do rozporządzeń wskazano również metodę przeliczania przepływu SNQ obliczonego wzorami empirycznymi na przepływ Qgw90% dla zlewni zamkniętych profilem wodowskazowym, który to przepływ jest konieczny do obliczeń związanych z wprowadzeniem ścieków do wód (§ 16 ust. 1 rozporządzeń):

Qgw90% = SNQ · W90

Wyznaczona wartość W90 jest współczynnikiem przeliczeniowym, będącym ilora-zem przepływu Qgw90% (dzielna) i SNQ (dzielnik) obliczonym dla każdego przekroju wodowskazowego. Przyjęto założenie, że tak wyliczony współczynnik charakteryzuje warunki panujące w poszczególnych zlewniach zamkniętych przekrojem wodowskazo-wym (oczywiście w dopuszczalnych granicach stosowania metod analogii). W zlewniach będących pod wpływem wysokiej antropopresji (np. z uwagi na oddziaływanie zbiorni-ków wodnych) przy przenoszeniu informacji hydrologicznej na dopływy boczne należy

Ryc. 2. Przykładowy wykres zmienności przepływów dobowych na wodowskazie Jordanów, rzeka Skawa

Fig. 2. Sample graph of daily streamflow on the Jordanów water gauge, Skawa river

Formatio Circumiectus 13 (4) 2014

Obliczenia hydrologiczne w warunkach korzystania z wód regionów wodnych Górnej Wisły... 151

Ryc. 3. Przykładowy wykres przepływów gwarantowanych na wodowskazie Zatwarnica, rzeka San

Fig. 3. Sample graph of guaranteed flows on the Zatwarnica water gauge, San river

stosować profile-analogi będące pod wpływem niskiej antropopresji (lub metodę zlewni różnicowej, jeżeli jest możliwa do zastosowania).

Projekty rozporządzeń w sprawie warunków korzystania z wód wraz z załącznikami były poddane konsultacjom społecznym w 2013 r., podczas których m.in. odbyło się spotkanie tematyczne, na które zaproszono grono ekspertów w dziedzinie hydrologii. Celem usprawnienia prac związanych z wdrażaniem warunków korzystania z wód, na stronie internetowej RZGW w Krakowie (www.krakow.rzgw.gov.pl) w zakładce „Warunki korzystania z wód” zamieszczane są na bieżąco interpretacje zapisów oraz odpowiedzi na pytania dotyczące treści rozporządzeń (zakładka „Najczęściej zadawane pytania” − ryc. 4). Dodatkowo został uruchomiony internetowy serwis informacyjny (portal internetowy: warunki.krakow.rzgw.gov.pl), który umożliwia wszystkim zaintere-sowanym stronom dostęp do informacji o wydanych warunkach.

Acta Sci. Pol.

R. Kokoszka152

PODsuMOWanie

Reasumując powyższe rozważania, można stwierdzić, że w zakresie hydrologii warunki korzystania z wód usystematyzowały sposób prowadzenia obliczeń na potrzeby sporządzania operatów wodnoprawnych. Dodatkowo, zdaniem RZGW w Krakowie, wprowadzone warunki przyczyniły się również do rozwiązania wielokrotnie sygnalizo-wanych w tym temacie problemów, poprzez:• uporządkowanie obliczeń – przyjęcie jednolitych metod w skali regionów wod-

nych,• wprowadzenie podstawy prawnej do wyeliminowania błędnie stosowanych oraz nie-

zalecanych wzorów do obliczeń,• zaakcentowanie konieczności stosowania w obliczeniach hydrologicznych danych

pochodzących z obserwacji hydrometrycznych, poprzez stosowanie metod interpola-cji, ekstrapolacji oraz zlewni różnicowej,

• wprowadzenie konieczności wykonywania pomiarów terenowych dla małych zlewni,

Ryc. 4. Widok strony internetowej RZGW w Krakowie – zakładka „Najczęściej zadawane pytania”Fig. 4. View of the RZGW in Krakow website – bookmark of „Frequently Asked Questions”

Formatio Circumiectus 13 (4) 2014

Obliczenia hydrologiczne w warunkach korzystania z wód regionów wodnych Górnej Wisły... 153

• opublikowanie bazy danych o przepływach charakterystycznych dla posterunków wodowskazowych w regionach wodnych – pomoc w analizie i obliczeniach (dla au-torów operatów wodnoprawnych) oraz ocenie wykonanych obliczeń (dla urzędów odpowiedzialnych za wydawanie pozwoleń wodnoprawnych),

• przyjęcie jednego okresu, dla którego obliczono charakterystyki (wielolecie 1981– –2010) – opublikowanie aktualnych danych, co pozwala na wyeliminowanie posłu-giwania się w obliczeniach danymi nieaktualnymi oraz pochodzącymi z dowolnych okresów czasowych.

PiŚMienniCtWO

Atlas hydrologiczny Polski. 1986. IMGW, Wydawnictwa Geologiczne Warszawa.Banasik K., Bodziony M., Bogdanowicz E., Chormański J., Górski D., Jaworski W., Madzia

M., Marcinkowski M., Niedbała J., Olearczyk D., Śliwa A., Węglarczyk S., Więzik B., 2009. Metodyka obliczania przepływów i opadów maksymalnych o określonym prawdopo-dobieństwie przewyższenia dla zlewni kontrolowanych i niekontrolowanych oraz identyfi-kacji modeli transformacji opadu w odpływ. Raport końcowy. Stowarzyszenie Hydrologów PolskichWarszawa.

Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej. Rok 2012. IMGW – PIB, 13(124).Byczkowski A., 1999. Hydrologia. T. II. Wydawnictwo SGGW Warszawa.Climate Data and Data Related Products, http://www.wmo.int/pages/themes/climate/climate_data_

and_products.php [luty 2014].Identyfikacja znaczących oddziaływań antropogenicznych w obszarze działania RZGW w Kra kowie

(regiony wodne: Górna Wisła, Czarna Orawa i Dniestr). 2012. Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej Kraków.

Kostrzewa H., 1977. Weryfikacja kryteriów i wielkości przepływu nienaruszalnego dla rzek Polski. Mat. Bad., ser. Gospodarka Wodna i Ochrona Wód, IMGW Warszawa.

Ozga-Zielińska M., Brzeziński J., 1997. Hydrologia stosowana. Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa.

Pociask-Karteczka J. (red.), 2006. Zlewnia. Właściwości i procesy. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego Kraków.

Punzet J., 1981. Empiryczny system ocen charakterystycznych przepływów rzek i potoków w karpackiej części dorzecza Wisły. Wiad. IMGW VII(XXVIII), 1–2, 31–39.

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007 r. w sprawie warunków technicz-nych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie. Dz.U. z 2007 r. Nr 86, poz. 589.

Steller J. (red.), 2010. Jak zbudować małą elektrownie wodną? Przewodnik Inwestora. European Small Hydropower Association – Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Bruksela – Gdańsk.

Witkowski K., Filipkowski A., Gromiec M.J., 2008. Obliczanie przepływu nienaruszalnego. Poradnik. IMGW Warszawa.

Zaakceptowano do druku – Accepted for print: 4.12.2014