Zasoby wodne na Opolszczyźnie

dr hab. inż. Tamara Tokarczyk, prof. IMGW PIB

Opole, 01. 10.2015 r.

I Opolskie Forum Mikroretencji

PLAN PREZENTACJI

1. Cykl hydrologiczny, bilans wodny

2. Zasoby wodne – definicje

3. Charakterystyka fizyczno-geograficzna, klimatyczna, hydrologiczna

Opolszczyzny

4. Monitoring meteorologiczny i hydrologiczny

5. Metodyka oceny zasobów wodnych zlewni

6. Zasoby wód powierzchniowych na Opolszczyźnie

7. Mikroretencja

8. Podsumowanie

ELEMENTY CYKLU HYDROLOGICZNEGO

• woda w oceanach• parowanie• woda w atmosferze• kondensacja• opad• woda w lodzie i śniegu• odpływ wód

roztopowych• odpływ powierzchniowy• przepływ w rzekach• zasoby słodkiej wody• infiltracja• odpływ gruntowy• źródła• transpiracja• wody podziemne

BILANS WODNY

Równanie bilansu wodnego fazy lądowej cyklu hydrologicznego:

P = E + R + G + U + ΔS

P – opad całkowity P=Ps+Ph+Pr+Pc (opad ze śniegu, gradu, deszczu, kondensacji)

E – parowanie E=Ein+Ews+Esm+Egw (intercepcja, pow. wody, gleba, wody gruntowe)

R – całkowity odpływ powierzchniowy R=Ri+Rs+Ro (z opadów deszczu po pow.nieprzepuszczalnych, topnienia śniegu po pow. nieprzepuszczalnych, po stokach)

G – całkowity odpływ podpowierzchniowy G=Gi+Gg (odpływ hypodermiczny, gruntowy)

U – odpływ wgłębny U=Ud+Ug (perkolacja wgłębna, odpływ wgłębny)

ΔS – całkowite zmiany retencji ΔS=ΔSi+ΔSd+ΔSs+ΔSsm+ΔSgw+ΔSigw (retencja: intercepcji,powierzchniowa, akumulacji śniegu, wilgotności gleby, aktywna retencja wód gruntowych,nieaktywna retencja wód gruntowych

BILANS WODNY W POLSCE

I. ZASILANIE:1. Opady 187, 2km3 (97,3%)2. Dopływ rzekami spoza granic Polski 5,2 km3 (2,7%)

Razem 192,4 km3 (100%)II. ROZCHÓD:1. Odpływ rzekami do morzaa) powierzchniowy bezpośredni 24,6 km3 (12,9%)b) powierzchniowy pośredni 34,0 km3 (17,7%)

Razem odpływ rzekami 58,6 km3 (30,6%)2. Parowanie terenowe i transpiracja 133,8 km3 (69,4%)

Razem 192,4 km3 (100%)

Objętości wody zmagazynowane na obszarze Polski:

• jeziora naturalne 33,0 km3

• zbiorniki wodne 3,07 km3

• stawy rybne 0,60 km3

• rzeki (przy stanie średnim) 1,30 km3

Razem 37,97 km3

ZASOBY WODNE

• Zasoby wodne – zasoby dostępne, lub te, które mogą być dostępne dowykorzystania w regionie, w oznaczonej ilości i jakości, w ciągu danego okresu,przy określonych potrzebach wg International Glossary of Hydrology 1992;

• Wody będące w obiegu na Ziemi wg Baumagartner, Liebscher 1996;

• Zapasy wody (w lodach, lodowcach, wierzchniej warstwie litosfery, wielkichjeziorach świata) oraz zasoby wodne (corocznie odnawialne) wg Mirowoj wodnyjbalans i widmyje resursy Ziemi 1974;

• Water reserves – ilość wód na Ziemi oraz water resources – obieg wody na Ziemi,lit. ang.

• Naturalne zasoby wodne – ogół wód powierzchniowych i podziemnych, czyliodpływ rzeczny; średni odpływ całkowity z wielolecia stanowi zasoby wodnebrutto, wg Mikulskiego 1995;

ZASOBY WODNE

Cechy szczególne zasobów wód powierzchniowych:• ciągłe przemieszczanie się;• okresowa odnawialność;• podatność na zanieczyszczenia;• w okresowych warunkach zdolność do samooczyszczenia.

Rodzaje wód, składowe zasobów wodnych (roczny cykl hydrologiczny):

• opady i osady atmosferyczne – dostarczają wody bezpośrednio do odbiorcy

• wody powierzchniowe – roczna wielkość odpływu rzecznego (wody podziemnepłytkie, czwartorzędowe, zasilające wody powierzchniowe) a także z jezior.

• wody podziemne głębokie – przeznaczone do zaopatrzenia ludności w celachkonsumpcyjnych. Ich pobór nie może naruszyć równowagi hydrodynamicznej(obniżanie poziomu wodonośnego)

Gospodarowanie wodami jest prowadzone z zachowaniem zasady racjonalnego i całościowego traktowania zasobów wód powierzchniowych i podziemnych,

z uwzględnieniem ich ilości i jakości.

POKRYCIE TERENU

12 powiatów

71 gmin

35 miast

POKRYCIE TERENU

SIEĆ HYDROGRAFICZNARząd

Ilość obiektów

(szt.)

Łączna długość

(km)

1 1 128

2 54 842

3 196 1805

4 267 1742

5 136 743

6 20 116

7 3 12

Suma 5388

Rzeki wg MPHP 2013 (1:10000)

Cieki, rowy wg MPHP 2013 (1:10000)

TypIlość

obiektów (szt.)

Łączna długość

(km)

ciek stałyszer. < 1,5 m

29680 8427

ciek okresowy szer. < 1,5 m

310 70

ciek stałyszer. 1,5- 5 m

7596 2925

Suma 11422

Gęstość sieci rzecznej 0,6 km/km2

Gęstość cieków i rowów 1,2 km/km2

WODY STOJĄCE

Pow. lusta wodyha

Liczba obiektów

Suma pow.ha

do 0,1 3127 141,5

0,1 – 0,5 2084 472,6

0,5 - 1 474 334,5

1 - 5 634 1404,1

5 - 10 125 849,7

10 - 20 65 868,3

20 - 30 20 502,1

30 - 40 14 481,3

40 - 50 5 204,1

50 - 60 5 271,7

60 - 250 4 564,1

pow. 1000 3 4360,9

Suma 10455

Powierzchnia województwa: 9410 km2

Powierzchnia wód stojących: 104,5 km2

* Wg danych BDOT10K

GÓWNE ZBIORNIKI WÓD PODZIEMNYCH

MONITORING HYDRO I METEO

CHARAKTERYSTYKA KLIMATYCZNA

Rozkład średniego rocznego opadu

w woj. opolskim

PRZEPŁYWY CHARAKTERYSTYCZNE

L.p. RzekaStacja

wodowskazowaOkres

SNQ

m3/s

SSQ

m3/s

SWQ

m3/s

1 Osobłoga Racławice Śląskie 1957 - 2010 0,66 3,07 45,8

2 Prudnik Prudnik 1957 - 2010 0,32 1,29 36,4

3 Złoty Potok Jarnołtówek 1979 - 2010 0,26 0,63 7,75

4 Biała Dobra 1951 - 2010 0,35 1,11 10,1

5Mała Panew

Staniszcze Wielkie 1951 - 2010 2,55 7,27 56,5

7 Turawa 1956 - 2010 0,75 8,97 39,6

8

Nysa Kłodzka

Nysa 1951 - 2010 5,99 29,6 174

9 Kopice 1951 - 2010 8,79 30,8 201

10 Skorogoszcz 1951 - 2010 9,41 37,2 221

11 Ścinawa Niemodlińska Niemodlin 1971 - 2010 0,16 1,00 10,9

12 Biała Głuchołaska Głuchołazy 1953 - 2010 1,43 5,00 72,6

13 Stobrawa Karłowice 2000 - 2010 0,66 3,20 18,9

14 Budkowiczanka Krzywa Góra 1956 - 2010 0,29 1,08 7,56

METODYKA OCENY ZASOBÓW WODNYCH

Podział zasobów wodnych:

• podstawowe – reprezentowane przez przepływ średni z wielolecia

• w okresach niedoborów wody – reprezentowane przez przepływy niżówkowe

• w okresach nadmiaru wody – reprezentowane przez przepływy maksymalne

Podstawa hydrologiczna oceny zasobów wodnych:

• okresy normalne – zaopatrzenie w wodę – na podstawie średnich dobowychprzepływów

• okresy niżówkowe – mała retencja – na podstawie wyznaczonych niedoborówprzepływów oraz sczerpywania dynamicznych zasobów wód podziemnych

• okresy wezbraniowe – ochrona przeciwpowodziowa – na podstawieprzepływów maksymalnych rocznych i sezonowych

PRZEPŁYWY ŚREDNIE

L.p. Rzeka Stacja wodowskazowa

Wskaźnik

odpływu

mm

Współczynnikodpływu

-

1 Osobłoga Racławice Śląskie 197 0,30

2 Prudnik Prudnik 303 0,45

3 Złoty Potok Jarnołtówek 547 0,72

4 Biała Dobra 99 0,18

5Mała Panew

Staniszcze Wielkie 207 0,30

7 Turawa 199 0,29

8

Nysa Kłodzka

Nysa 285 0,36

9 Kopice 258 0,33

10 Skorogoszcz 260 0,34

11 Ścinawa Niemodlińska Niemodlin 117 0,15

12 Biała Głuchołaska Głuchołazy 557 0,76

13 Stobrawa Karłowice 104 0,16

14 Budkowiczanka Krzywa Góra 144 0,26

PRZEPŁYWY PRAWDOPODOBNE

Lp. RzekaStacja

wodowskazowaOkres WQ Rozkład

Przepływ maksymalny o zadanym

prawdopodobieństwie przewyższenia

Qmaxp% [m3/s]

Q1% Q0,2%

1 Odra Koźle 1956-2010 GEV 1864 2767

2 Opawa Branice1969-2010

( brak 1978-1980)LN 314 503

3 Psina Bojanów 1970-2010 P III 77,0 105

4 Kłodnica Lenartowice 1963-2010 P III 57,7 69,7

5 Prudnik Prudnik 1957-2010 LN 225 387

6 Złoty Potok Jarnołtówek 1975-2010 LN 52,6 96,5

7 Biała Dobra 1951-2010 P III 41,0 54,1

8 Mała Panew Krupski Młyn 1951-2010 GEV 139 208

9 Mała Panew Staniszcze Wlk. 1951-2010 GEV 193 290

10 Mała Panew Turawa 1956-2010 LN 105 140

11 Stoła Wesoła 1967-2010 P III 36,0 45,4

12 Nysa Kłodzka Nysa 1951-2010 LN 850 1415

13 Nysa Kłodzka Skorogoszcz 1951-2010 LN 1128 1863

14 Ścinawa Niemodlińska Niemodlin 1957-2010 P III 35,8 45,4

15 Biała Głuchołaska Głuchołazy 1951-2010 P III 342 466

16 Stobrawa Karłowice 1951-2010 P III 61,7 74,5

17 Bogacica Domaradz 1959-2010 P III 13,5 16,1

18 Budkowiczanka Krzywa Góra 1956-2010 G 20,2 25,2

OBSZARY ZAGROŻENIA POWODZIOWEGO (wg ISOK)

PRZEPŁYWY NIŻÓWKOWE

Rzeka WodowskazQ10%

m3/s

Objętość

deficytuCzas trwania niżówki pp Dv>0

%mln m3 liczba dni data początku data końca

Osobłoga Racławice Śl. 0,79 4, 39 134 1992-07-25 1992-12-05 38

Prudnik Prudnik 0,36 1,12 97 1994-06-07 1994-09-13 44

Mała PanewKrupski Młyn 1,62 5,65 101 1990-06-14 1990-09-24 44

Staniszcze W. 2,8 10,3 137 1992-07-12 1992-11-25 58

Stobrawa Wapienniki 1,6 11,8 146 1992-05-19 1992-10-11 31

Nysa Kłodzka

Nysa 9,25 64,1 192 1983-09-02 1984-03-13 35

Kopice 11,8 76,3 192 1983-09-03 1984-03-13 36

Skorogoszcz 11,6 22,15 42 1984-08-01 1984-09-11 48

Biała Głuchołaska Głuchołazy 2,00 4,58 138 1992-07-18 1992-12-03 36

Objętość deficytu maksymalnego niżówki rocznej i czas jego trwania dla poziomu granicznego niżówki Q10%

PRZEPŁYWY NIŻÓWKOWE

Czas trwania niżówek dla przepływu granicznego niżówki Q10%

Rzeka WodowskazQ10%

m3

/s

liczba dni niżówek

Nl/Nz

Czas trwania

Tn dni

niżówki roczne

Czas trwania

Tn dni

niżówki letnie

Czas trwania

Tn dni

nizówki

zimowerok lato zima

max. średni max. średni max. średni

OsobłogaRacławice

Śląskie0,79 992 728 264 2,76 134 24 134 27 60 17

Prudnik Prudnik 0,36 957 604 353 1,71 97 23 97 24 60 21

Mała Panew

Krupski Młyn 1,62 999 811 188 4,31 101 25 101 27 35 17

Staniszcze

Wielkie2,8 1104 910 194 4,69 137 31 137 36 37 18

Stobrawa Wapienniki 1,6 949 887 62 14,31 146 22 146 22 21 16

Nysa Kłodzka

Nysa 9,25 891 344 547 0,63 192 20 192 16 171 23

Kopice 11,8 957 391 566 0,69 192 20 200 15 172 24

Skorogoszcz 11,6 919 496 423 1,17 42 24 193 18 172 28

Biała

GłuchołaskaGłuchołazy 2 963 574 389 1,48 138 23 137 25 38 19

RETENCJA

Retencja jest to wydłużenie czasu i drogi obiegu wody i jej zanieczyszczeń w zlewni, mające na celu poprawę stosunków wodnych

w zlewni, oczyszczenie wód przy wykorzystaniu właściwości zlewni (naturalnych i sztucznych)

MIKRORETENCJA - DEFINICJA

Mikroretencja - działania o pozytywnym wpływie na stan wód w rozumieniu Ramowej Dyrektywy Wodnej, poprzez: - ograniczenie i spowolnienie spływu wód z ciągów drenarskich

(odtwarzanie lub odbudowa mikro zbiorników na wylotach rur drenarskich);

- renaturyzację mokradeł i obszarów wodno błotnych, tj. odtwarzanie naturalnych warunków dla funkcjonowania wilgotnych łąk;

- zwiększanie retencji glebowej użytków rolnych i leśnych.

MIKRORETENCJA - ZAŁOŻENIA

Istotnym działaniem programu mikroretencji będzie odtwarzanie dawnych systemów melioracji szczegółowych, oraz innych małych urządzeń wodnych,

zdegradowanych w ostatnich dziesięcioleciach , wraz z ich całym otoczeniem ,np. systemów łąk wilgotnych w dolinach rzecznych oraz odbudowa i budowa mikro

zbiorników na wylotach rur drenarskich

Urządzenia mikroretencji będą wykonywane na użytek:a. gromadzenia do nawodnień wody traconej poprzez spływ powierzchniowy,b. utrzymania i rozwoju bioróżnorodności i poprawienia dobrego stanu

środowiska,c. kształtowania przestrzeni publicznej i jej nowych funkcji, (np. turystyka

pobytowa na wsi, wędkarstwo),d. ochrony przeciwpowodziowej i przeciwpożarowej,e. wykorzystania wód opadowych odprowadzanych do systemów kanalizacji

deszczowej oraz „odciążania” tych systemów w warunkach deszczy nawalnych poprzez kierowanie ich na obszary biologicznie czynne co uruchomi procesy jej samooczyszczania i pozwoli na poprawę jakości tej wody

MIKRORETENCJA - INWENTARYZACJA

1) Wstępna Ocena Ryzyka Powodziowego (WORP), opracowana w projekcie ISOK, 2) Mapy zagrożenia powodziowego, opracowana w projekcie ISOK, 3) Mapy ryzyka powodziowego, opracowana w projekcie ISOK, 4) Modele hydrauliczne opracowane w ramach projektu ISOK w celu wykonania map zagrożenia powodziowego dla przepływów o p=10%; 1% i 0,2% oraz dla przerwań wałów przy przepływie p=1%; 5) Komputerowa mapa podziału hydrograficznego Polski w skali 1:50 000 (MPHP 2010), 6) Komputerowa mapa podziału hydrograficznego Polski w skali 1:10 000 (MPHP 2013) pozyskana w ramach projektu ISOK, 7) Numeryczny model terenu w skali 1:10 000, pozyskany w ramach projektu ISOK, 8) Baza danych obiektów topograficznych pozyskana w ramach projektu ISOK, 9) Przekroje korytowe rzek pozyskane w ramach projektu ISOK, 10) Inne dane geodezyjne w posiadaniu CODGK, 11) „Analiza obecnego systemu ochrony przeciwpowodziowej na potrzeby opracowania planów zarządzania ryzykiem powodziowym dla obszarów dorzeczy i regionów wodnych” - opracowanie w dyspozycji KZGW, 12) Powszechny elektroniczny system ewidencji ludności (PESEL) pozyskany z Ministerstwa Spraw Wewnętrznych, 13) Krajowy rejestr urzędowy podziału terytorialnego kraju (TERYT) pozyskany z Głównego Urzędu Statystycznego, 14) MasterPlany dla obszarów dorzeczy Wisły i Odry – opracowane na zlecenie KZGW, 15) Gminne ewidencje zabytków pozyskane od właściwych wójtów, burmistrzów lub prezydentów miast, 16) Mapa obszarów Natura 2000 pozyskana z Generalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska, 17) Krajowy system obszarów chronionych pozyskany z Generalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska, 18) Baza danych Bank HYDRO pozyskana z Państwowego Instytutu Geologicznego PIB 19) Mapa glebowo-rolnicza w skali 1: 5 000 lub 1: 25 000 pozyskana z Instytutu Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowego Instytutu Badawczego 20) Lista zarejestrowanych w Ministerstwie Środowiska wniosków i pozwoleń zintegrowanych 21) Rejestr zakładów o dużym i zwiększonym ryzyku wystąpienia poważnej awarii, innych, niż wskazane na liście, prowadzony w Głównym Inspektoracie Ochrony Środowiska 22) Lista światowego dziedzictwa kulturowego i przyrodniczego UNESCO, 23) Dane na temat strat i szkód powodziowych w Polsce zbierane przez GUS, MAiC i byłe MSWiA, 24) Rejestry zabytków pozyskane od właściwych wojewódzkich konserwatorów zabytków.

OBIEKTY MELIORACJI WODNEJ

MAPY ZAGROZENIA SUSZĄ - ANALIZA CZĘSTOŚCI SUSZY

Klasy surowości suszy określone na podstawie SPI-1: 1. brak (N), 2. umiarkowana (1),3. silna (2)4. ekstremalna (3).

• prawdopodobieństwo wystąpienia określonej klasy surowości suszy;• czas pozostania w określonej klasie surowości suszy;• czas powrotu do określonej klasy surowości suszy.

OCENA ZAGROŻENIA SUSZĄ (łańcuchy Markowa)

Podstawa:• częstotliwość suszy• klasy surowości suszyMapy zagrożenia susza przedstawiają rozkład przestrzenny prawdopdobieństwa wystąpienia suszy dla założonych klas surowości

MAPY ZAGROŻENIA SUSZĄ

WSKAŹNIK PODATNOŚCI NA WYSTĄPIENIE SUSZY (DP)

DP = PNN + P1N + P2N + P3N (wyższa wartość wskazuje na niższą podatność na suszę)

Klasy surowości suszy na podstawie SPI-1: brak (N), umiarkowana (1),silna (2), ekstremalna (3).

MAPY ZAGROŻENIA SUSZĄ

Przewidywany czas pozostania w danej klasie surowości suszy (miesiąc)

SILNA EKSTREMALNA

MAPY ZAGROŻENIA SUSZĄ

Przewidywany czas powrotu (miesiące) do danej klasy surowości suszy

SILNA EKSTREMALNA

ANALIZY GIS

ANALIZY GIS

ANALIZY GIS

PODSUMOWANIE

1. Podstawę oceny zasobów wodnych stanowi odpływ rzeczny w ciągu roku, którego losowość decyduje o jego dyspozycyjności.

2. Odpływ rzeczny przyjmuje się powszechnie za zasoby brutto dla potrzeb gospodarki wodnej.

3. Wielkość odpływu wyrażana za pomocą różnych charakterystyk hydrologicznych może stanowić zintegrowaną miarę zasobów wodnych.

Dziękuję za uwagę

Instytut Meteorologii i Gospodarki WodnejPaństwowy Instytut Badawczy

51-616 Wrocław, ul. Parkowa 30Tel. (71) 32-00-220

www.imgw.plwww.pogodynka.pl

ROZKŁAD PRZESTRZENNY SPI (Standaryzowany wskaźnik opadu)

CHARAKTERYSTYKA KLIMATYCZNA – OPADY 2015

PRZEPŁYWY NIŻÓWKOWE - 2015

RzekaStacja

wodowskazowa

Qmin[m3/s]2015

SNQ[m3/s]

1966-2010

Osobłoga Racławice Śląskie 1,12 0,66Prudnik Prudnik 0,09 0,32

Złoty Potok Jarnołtówek 0,11 0,26Biała Dobra 0,31 0,35Mała Panew Turawa 1,11 0,75

Nysa KłodzkaNysa 7,51 5,99

Skorogoszcz 12,6 9,41Biała Głuchołaska Głuchołazy 2,01 1,43Budkowiczanka Krzywa Góra 0,12 0,29

DZIAŁANIA OCHRONY PRZED POWODZIĄ

ROZKŁAD PRZESTRZENNY SPI (Standaryzowany wskaźnik opadu)

ROZKŁAD PRZESTRZENNY SPI (Standaryzowany wskaźnik opadu)