HYDROLOGICZNA ROLA

ZALEWU ZEMBORZYCKIEGO

prof. dr hab. Zdzisław Michalczyk

dr Stanisław Chmiel, mgr Sławomir Głowacki

Zakład Hydrologii UMCS

Położenie Zalewu Zemborzyckiego

w dorzeczu Bystrzycy

W południowej części miasta, gdzie

szerokość doliny, o płaskim zatorfionym

dnie dochodzi do 2 km, wybudowano

Zalew Zemborzycki.

Zlewnia powyżej Zalewu jest

użytkowana rolniczo, a wzdłuż

wszystkich dolin istnieją zwarte ciągi

osadnicze – z dwoma miastami Bełżyce

i Bychawa

Zalew Zemborzycki

- rok budowy – 1974

- powierzchnia – 282 ha

- średnie głębokość – 2 m

- maksymalna głębokość - 5 m

- pojemność – 6,3 mln m3

- czas wymiany wody - 25 dni

Bystrzyca do zalewu:

- powierzchnia – 726 km2 ,

w tym grunty orne – 78 %

(ok. 90% stanowią gleby wyt. z utworów pyłowych)

łąki - 5 %

lasy = 12 %

zabudowa = 6 %

- przepływ średni – 3,2 m3/s

- przepływ max ~100 m3/s

- zasilanie – Qc/Qp 70-90%

Badania prowadzone przez pracowników Zakładu Hydrologii

UMCS w rejonie Zalewu Zemborzyckiego:

- pomiary hydrometryczne:

• stany wód

• przepływ

• batymetria zbiornika

- analizy hydrochemiczne:

• temperatura, pH, PEW, mętność, tlen, chlorofil, widzialność

• zawiesina

• aniony i kationy

• TN, TIN (ogólny i mineralny)

• TP, PO4 (ogólny i mineralny)

opr. wstępne dr W. Sobolewski

plan batymetryczny zbiornika – maj 2013

Sieć rzeczna

i rozmieszczenie

wodowskazów

1. wodowskazy Zakładu

Hydrologii UMCS,

2. wodowskaz IMGW

Średnie wartości z pomiarów przepływu wykonanych w letnich miesiącach lat 1990-2014 w rejonie Lublina.

Lp

.

Rzeka Miejscowość A Średnia

1990-1998

Średnia

1999-2006

Średnia

2007-2014

Średnia

1990-2014

Km2 Q q Q q Q q Q q

1 Bystrzyca Nowiny 461 1196 2,59 2123 4,61 1818 3,94 1692 3,87

2 Krężniczanka Krężnica 219 470 2,14 790 3,61 645 2,95 628 2,87

3 Bystrzyca Wrotków 725 1357 1,87 3019 4,16 2608 3,60 2290 3,16

Zlewnia różnicowa 1 = 3-1-2 45 -309 -6,86 106 2,36 146 3,24 -30 -0,66

A - powierzchnia zlewni, Q – przepływ w m3 s-1, q - odpływ jednostkowy w dm3 s-1km2

Ukształtowanie zwierciadła wody w rejonie Zalewu Zemborzyckiego w trzech latach:

A. 1955, B. 1995, C. 2013 (Michalczyk i in. 2014).

Hydroizohipsy, 2. Strefy nieciągłości pierwszego zwierciadła wody

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X

m3 s

-1

Krężniczanka - Krężnica

Bystrzyca - Nowiny

Bystrzyca - Zapora

Miesięczne przepływy rzek w rejonie Zalewu Zemborzyckiego w latach 2010-2014

,

Średnie i maksymalne miesięczne przepływy Bystrzycy

w profilu wodowskazowym Lublin w latach 1961-2010 (dane IMGW)

0

20

40

60

80

100

120

XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X

m3 s

-1

Średni

Najwyższy

Maksymalne roczne przepływy Bystrzycy w profilu wodowskazowym Lublin

(dane IMGW),

0

20

40

60

80

100

120

19

61

19

62

19

63

19

64

19

65

19

66

19

67

19

68

19

69

19

70

19

71

19

72

19

73

19

74

19

75

19

76

19

77

19

78

19

79

19

80

19

81

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

m3 s

-1

Kosarzewka Bychawa - wiosna 2012

Zemborzyce - wiosna 2012

Bystrzyca - k/mostu przy ul. Cienistej - wiosna 2012

Bystrzyca Nowiny - wiosna 2012

Wskaźnik Opad

(106 pr.)

Spływ pow.

(54 pr.)

Wody

gruntowe

(9 źródeł)

Bystrzyca

powyżej zalewu

(dane WIOŚ +

mat. własne)

Bystrzyca

poniżej zalewu

(dane WIOŚ +

mat. własne)

N – Total

mg·dm-3 0,1-6,1/1,4 0,3-14,6/2,31 0,5-5,4/1,75 2,33-5,11/2,91 0,84–3,41/2,09

NO3

mg·dm-3 0,5-16/2,4 0,1-25/3,3 4,5-17,8/7,6 3.1–12.7/6.6 <0.1–6.2/0.4

P - total

mg·dm-3 <0,01-0,58/0,02

<0,01-7,08/

0,28

0,05-0,15/

0,32

0,1–0,49/

0,23

0,01–0,40

/0,16

Chlorofil

„a” mg·dm-3 Nie badano Nie badano. Nie badano. <25 19-236/110

Zawartość azotu, fosforu i chlorofilu w wodach zlewni Bystrzycy,

wartość minimalna-maksymalna/średnia (2009-2012)

Rola hydrochemiczna Zalewu Zemborzyckiego

• Wody rzeki Bystrzycy oraz Zalewu Zemborzyckiego pod względem

hydrochemicznym charakteryzują się dominacją pary jonów HCO3-Ca.

Mineralizacja tych wód kształtuje się na poziomie 200-500 mg·dm-3, co

klasyfikuje je w przedziale wód słodkich. Odczyn wód zmienia się w zakresie

od 7 do 9 jednostek pH i ma charakter sezonowy; wyższe odczyny

notowane były zazwyczaj w półroczu letnim, a podczas bujnego rozwoju

fitoplanktonu odczyn wody przekraczał nawet pH 9.

• Wody rzeki Bystrzycy powyżej zbiornika charakteryzowały się znacznym

zasobem pierwiastków o dużym potencjale eutroficznym (N i P).

• Azot mineralny w profilu Bystrzyca powyżej zbiornika stanowił około ¾

azotu ogólnego. Poniżej zbiornika stężenie azotu mineralnego miało

znacznie niższe wartości i stanowiło ~40% azotu ogólnego.

• Fosfor mineralny powyżej zbiornika stanowił ponad 70% fosforu ogólnego,

natomiast poniżej zbiornika udział fosforu mineralnego spada

zazwyczaj poniżej 40%. Taki układ form azotu i fosforu w wodach na

dopływie i odpływie ze zbiornika, wskazuje na intensywny rozwój życia

biologicznego co w konsekwencji prowadzi do obniżenia jakości wód.

• W Zalewie Zemborzyckim następuje spadek zawartości rozpuszczonych

węglanów w wodach rzeki Bystrzycy. Pomiary wykonywane w latach 2010-2014,

wykazały że w okresie letnim ich redukcja w zbiorniku dochodziła do 50 mg·dm-3

CaCO3, a w okresie zimowym była o połowę niższa (co jest przejawem

znacznego wzrostu poziomu trofii wód).

• Wyniki badan hydrochemicznych i hydrometrycznych wskazują, że w

przeciętnym roku hydrologicznym deponowane było w zbiorniku około 100 ton

azotu, 6 ton fosforu, 2000 ton węgla mineralnego oraz ok. 1000 t zawiesiny.

• Zawiesina ma istotny wpływ na stan troficzny zbiornika, bowiem spływy

powierzchniowe, głównie z pól uprawnych zawierają wysokie stężenia azotu i

fosforu. Na dopływie do zbiornika koncentracja zawiesiny w okresie zasilania

podziemnego rzeki wynosiła około 10 mg·dm-3. Natomiast w okresach

wezbraniowych przeciętna koncentracja wynosiła około 30 mg·dm-3. Notowane

maksymalne wartości w okresie 2010-2014 przekraczały 100 mg·dm-3.

• Zmiana charakteru rzeki z typu fluwialnego na limniczny wpływa na akumulację

większości badanych pierwiastków w zbiorniku (również metali ciężkich

toksycznych dla środowiska), co ogranicza możliwość rekultywacji wód. Dalsze

wypłycanie zbiornika będzie wzmagało procesy resuspensji pierwiastków

(w tym o charakterze biogennym N, P i C), zdeponowanych w osadach;

zwłaszcza w okresach intensywnego mieszania wód z osadami np. podczas

wezbrań czy silnych wiatrów.

Bystrzyca poniżej zalewu - lato 2013

Bystrzyca poniżej zalewu - lato 2013

Podsumowanie

• Hydrologiczna rola Zalewu Zemborzyckiego zmienia się w zależności od: ilości

prowadzonej wody, stanów wody podziemnej oraz od wielkości wytwarzanych depresji

w studniach ujęć komunalnych.

• W czasie bardzo wysokich przepływów Zalew w niewielkim stopniu wpływa na

transformację fali wezbraniowej, z uwagi na małą pojemność retencyjną. W okresie

przeciętnych przepływów i przy średnich lub wysokich stanach wody podziemnej

następuje niewielki przyrost ilości płynącej wody w obrębie Zalewu. Przy niskich

stanach następuje ucieczka wody powierzchniowej do zasobów podziemnych,

szczególnie przy dużych depresjach wytwarzanych w ujęciach wody.

• Poprawa stanu ekologicznego zbiornika Zemborzyckiego, możliwa będzie dopiero po

ograniczeniu dopływu biogenów z górnej części zlewni rzeki Bystrzycy oraz ich

resuspensji z osadów; co przy obecnym sposobie zagospodarowania zlewni jest trudne

do osiągnięcia.

• Dla funkcjonowania Zalewu Zemborzyckiego niezwykle istotne jest utrzymanie

odpowiedniej jakości dopływającej wody. Konieczne jest uporządkowanie gospodarki

wodno-ściekowej, doprowadzenie do sytuacji, w której wody Bystrzycy i jej dopływów w

górnych biegach będą charakteryzowały się dobrymi parametrami jakościowymi.

• Konieczna jest przebudowa zbiornika wraz z jego pogłębieniem (w tym wybranie

osadów i torfów) oraz zmiana sposobu zasilania z typu zbiornika przepływowego na typ

stawowy. Przebudowany zbiornik powinien być stale lub okresowo zasilany wodami z

małego zbiornika wstępnego o zredukowanym poziomie pierwiastków biogennych

zarówno w formie rozpuszczonej jak i zawieszonej.

ot. Michał Nawrocki www.gagarin.org.pl Dziękujemy za uwagę