Przeobrażenia stosunków wodnych w warunkach zmieniającego się ...

318
Przeobrażenia stosunków wodnych w warunkach zmieniającego się środowiska Przeobrażenia stosunków wodnych w warunkach zmieniającego się środowiska ISBN 978-83-61644-05-7

Transcript of Przeobrażenia stosunków wodnych w warunkach zmieniającego się ...

  • Przeobraenia stosunkwwodnych w warunkach

    zmieniajcego si rodowiska

    Prz

    eo

    bra

    e

    nia

    sto

    sun

    k

    w w

    od

    ny

    ch

    w w

    aru

    nk

    ac

    h z

    mie

    nia

    jc

    eg

    o s

    i

    rod

    ow

    isk

    a

    ISBN 978-83-61644-05-7

  • Przeobraenia stosunkw wodnych w warunkach zmieniajcego si rodowiska

  • Przeobraenia stosunkw wodnych

    w warunkach zmieniajcego si rodowiska

    Redakcja naukowa Andrzej T. Jankowski, Damian Absalon, Robert Machowski, Marek Ruman

    UNIWERSYTET LSKI Wydzia Nauk o Ziemi

    POLSKIE TOWARZYSTWO GEOGRAFICZNE Oddzia Katowicki

    REGIONALNY ZARZD GOSPODARKI WODNEJ Gliwice

    Sosnowiec 2009

  • REDAKTORZY Andrzej T. JANKOWSKI, Damian ABSALON, Robert MACHOWSKI, Marek RUMAN RECENZENCI Damian ABSALON, Stanisaw CZAJA, Andrzej T. JANKOWSKI, Andrzej KAMISKI, Robert KRZYSZTOFIK, Mariusz RZTAA PRZYGOTOWANIE DO DRUKU Robert MACHOWSKI PROJEKT OKADKI Marek RUMAN, Stanisaw HEYDA FOTOGRAFIE NA OKADCE Wyspa Olchon na Bajkale (fot. M. Ruman) Zbiornik Turawski (fot. M. Ruman) WYDAWCA Wydzia Nauk o Ziemi Uniwersytetu lskiego Polskie Towarzystwo Geograficzne Oddzia Katowicki Regionalny Zarzd Gospodarki Wodnej, Gliwice Copyright 2009 by Wydzia Nauk o Ziemi U Wszelkie prawa zastrzeone All Rights Reserved ISBN 978-83-61644-05-7 Druk: Pracownia Komputerowa Jacka Skalmierskiego, Gliwice

  • SPIS TRECI

    Damian ABSALON Przedmowa .................................................................................................................................

    7

    Andrzej T. JANKOWSKI Sowo wstpne ............................................................................................................................

    9

    Damian ABSALON Dynamika zmian jakoci wody w grnym odcinku Wisy w okresie 1973-2005 ..............

    11

    Damian ABSALON, Magdalena MATYSIK Antropogeniczne zagroenia wd podziemnych na obszarach grniczych na przykadzie miasta Jaworzno ..............................................................................................

    23

    Zygmunt BABISKI, Micha HABEL Dynamika strefy akumulacyjnej poniej czoa odcinka o wymuszonej erozji wgbnej Zbiornika Wocawskiego .........................................................................................................

    35

    Tadeusz BIERNAT, Tadeusz CIUPA, Roman SULIGOWSKI Przyrodnicze i antropogeniczne uwarunkowania lokalizacji zbiornikw maej retencji w Grach witokrzyskich .......................................................................................................

    45

    Dariusz BOROWIAK, Magdalena BOROWIAK, Wodzimierz GOLUS Przyrodnicze uwarunkowania wystpowania substancji optycznie aktywnych w jeziorach pomorskich ............................................................................................................

    59

    Adam CHOISKI, Leszek KOLENDOWICZ, Joanna POCIASK-KARTECZKA Zjawiska lodowe na Morskim Oku jako wskanik zmian klimatu w Tatrach ..................

    71

    Roman CIELISKI Zmiany ste i adunkw zwizkw biogenicznych w wodach dopywajcych do jeziora Gardno .......................................................................................................................

    79

    Tadeusz CIUPA Wpyw uszczelnienia zlewni na sezonowe zrnicowanie odpywu rzecznego na przykadzie Silnicy i Sufragaca ........................................................................................

    93

    Stanisaw CZAJA Walory turystyczne rodowiska wodnego w dolinie Grajcarka (przykad opisu na potrzeby turystyki) ..................................................................................

    105

    Renata DONDAJEWSKA, Ryszard GODYN, Danuta BARAKIEWICZ, Barbara SZPAKOWSKA The quality of rainwater runoff from urban area to a lowland river ..................................

    117

    Katarzyna FAGIEWICZ Grnictwo odkrywkowe jako czynnik ksztatowania stosunkw wodnych (na przykadzie kopalni wgla brunatnego Adamw) .....................................................

    129

  • Renata GRAF Znaczenie bazy danych hydrograficznych w zakresie implementacji ramowej dyrektywy wodnej .....................................................................................................

    141

    Agnieszka JANUS, Damian ABSALON, Andrzej T. JANKOWSKI, Marek RUMAN Charakterystyka hydrologiczna i ocena stopnia antropogenicznego przeksztacenia zlewni ylicy ..............................................................................................................................

    155

    Krystyna KOZIO, Wiesawa Ewa KRAWCZYK Charakterystyka chemiczna ekstremalnych epizodw opadowych w Hornsundzie (Spitsbergen) ...................................................................................................

    165

    Zuzanna KRAJEWSKA, Robert BOGDANOWICZ Zrnicowanie wielkoci eksportu substancji biogenicznych w zlewisku Zatoki Puckiej ...

    177

    Robert MACHOWSKI, Marek RUMAN Przebieg zjawisk lodowych zbiornika Czechowice ...............................................................

    187

    Wodzimierz MARSZELEWSKI, Inka STRZYEWSKA-PIETRUCIE Temperatura wody dolnej Wisy i jej wieloletnie zmiany ....................................................

    197

    Zdzisaw MICHALCZYK, Wojciech SOBOLEWSKI Zmienno przepyww rzek midzyrzecza Wisy i Bugu oraz prawdopodobiestwo pojawienia si wartoci skrajnych ...........................................

    211

    Anna NITKIEWICZ-JANKOWSKA, Grzegorz JANKOWSKI Jeziora w Polsce jako produkt turystyczny ............................................................................

    223

    Anna POWAKA, Marek RUMAN, Andrzej SOCZWKA Wpyw budowy zbiornika wodnego w winnej Porbie na sie kolejow wojewdztwa maopolskiego ...................................................................................................

    233

    Mariusz RZTAA, Andrzej JAGU, Martyna A. RZTAA Zlodzenie zbiornikw wodnych w warunkach antropopresji miejsko-przemysowej (na przykadzie regionu grnolskiego) ...............................................................................

    245

    Rajmund SKOWRON Temperatura wody w jeziorach w Polsce Pnocnej jako wskanik zmian klimatu ........

    255

    Danuta SZUMISKA Wpyw dziewitnastowiecznych systemw irygacyjnych na stosunki wodne w wybranych rejonach Borw Tucholskich ...........................................................................

    269

    Jurij B. TRZCINSKIJ, Elena A. KOZYRIEWA, Tadeusz SZCZYPEK Wahania poziomu Bajkau a proces zabagniania jego wybrzey (na przykadzie przesmyku Cziwyrkujskiego Miagkaja Karga i jego okolic) ...............

    279

    Artur R. WJCIK, Franciszek PISTELOK Zarzdzanie gospodark wodn w warunkach zmieniajcego si rodowiska ................

    293

    Dariusz WRZESISKI Stabilno reimu odpywu rzek w Polsce .............................................................................

    307

  • Przedmowa

    Szanowni Czytelnicy tomu pt.: Przeobraenia stosunkw wodnych w warunkach zmieniajcego si rodowiska

    Ksika, ktr trzymacie Pastwo w doniach jest efektem wysiku intelek-tualnego i organizacyjnego kilkudziesiciu osb. Chcielibymy ni uhonorowa Na-szego Szefa, wieloletniego Kierownika Katedry Geografii Fizycznej Wydziau Na-uk o Ziemi Uniwersytetu lskiego Profesora Andrzeja T. Jankowskiego. Okazj ku temu jest zamknicie pewnego etapu Jego dziaalnoci przejcie na zasuon emerytur. Znajc Naszego Profesora, nie wierzymy jednak, e bdzie to emerytura bezczynna i spokojna. Liczymy, e swoj niespoyt energi bdzie nadal suy na-szej Katedrze, Wydziaowi Nauk o Ziemi, Uniwersytetowi lskiemu, w kocu ca-ej polskiej geografii i hydrologii.

    Nie miejsce tu na przedstawienie caego dorobku Pana Profesora, ale dla osb mniej go znajcych, pragniemy przedstawi kilka najwaniejszych faktw z Jego bogatego ycia naukowego i organizacyjnego.

    Profesor zw. dr hab. Andrzej T. Jankowski geograf, hydrolog, specjalista z zakresu gospodarki wodnej, sozologii i kartografii tematycznej. Autor ponad 180 prac naukowych, autor i wspautor 17 wydawnictw ksikowych, ponad 100 ar-tykuw i rozpraw oraz wielu recenzji i prac popularnonaukowych. Ceniony specja-lista zajmujcy si caoksztatem warunkw wystpowania i obiegu wody na obsza-rze grnolskim oraz antropogenicznych przeksztace rodowiska na obszarach poddanych silnej antropopresji. Czonek Komitetu Nauk Geograficznych, Komitetu Gospodarki Wodnej PAN i Czonek Gdaskiego Towarzystwa Naukowego.

    Profesor Andrzej T. Jankowski jest pracownikiem Wydziau Nauk o Ziemi Uniwersytetu lskiego od 1975 roku. W latach 1976-1978 kierowa Zakadem Geografii Regionalnej. Od 1983 roku do chwili obecnej jest pracownikiem Katedry Geografii Fizycznej, a od 1992 roku jej dugoletnim kierownikiem. Ponadto od 1989 roku jest kierownikiem utworzonego Zakadu Hydrologii i Gospodarki Wodnej Obszarw Urbanizowanych. W 1991 roku Senat U powoa go na stanowisko pro-fesora nadzwyczajnego, w 1998 roku uzyska tytu profesora, od 2002 roku jest profesorem zwyczajnym nauk o Ziemi. Profesor Andrzej T. Jankowski peni wiele odpowiedzialnych funkcji na Wydziale Nauk o Ziemi i w Uniwersytecie lskim: w latach 1990-1993 i 1996-2002 by Dziekanem WNoZ, za w czasie kadencji 1993-1996 peni funkcj Prorektora U ds. Nauczania. Profesor Andrzej T. Jankowski jest take

  • redaktorem serii: Nauki o Ziemi w Wydawnictwie Uniwersytetu lskiego. Peni i peni take wiele funkcji zarwno w Uniwersytecie lskim, jak i innych gremiach naukowych i spoecznych m. in. w latach 2002-2006 by przewodniczcym Zarzdu Gwnego Polskiego Towarzystwa Geograficznego. Za ponad 40-letni prac na rzecz PTG zosta uhonorowany Zota Odznak, Medalem PTG oraz honorowym czonkostwem Towarzystwa.

    Od pocztku pracy w Uniwersytecie lskim Profesor Andrzej T. Jankowski zajmowa si problematyk wpywu czynnikw antropogenicznych na stosunki wodne tej tematyce powici swoj rozpraw habilitacyjn i wiele publikacji.

    Za dziaalno naukow, dydaktyczn i spoeczn A. T. Jankowski zosta od-znaczony m. in.: Zotym Krzyem Zasugi, Zotym Medalem Za zasugi w zwalcza-niu powodzi, Medalem Komisji Edukacji Narodowej, odznakami: Zasuonemu w rozwoju wojewdztwa katowickiego, Za zasugi dla Uniwersytetu lskiego i Za zasugi w ochronie rodowiska i gospodarce wodnej.

    Profesor Andrzej T. Jankowski jest rwnie cenionym wychowawc kilku ju pokole naukowcw: promotorem kilkuset prac magisterskich oraz licznych prac doktorskich.

    Niech dedykacja tego tomu, powiconego Jego ulubionej tematyce, bdzie naszym skromnym podzikowaniem za trud woony w rozwj polskiej geografii i hydrologii.

    W imieniu przyjaci, kolegw i wsppracownikw

    Damian Absalon

  • Sowo wstpne

    Przekazane do rk Pastwa opracowanie monograficzne Przeobraenia sto-sunkw wodnych w warunkach zmieniajcego si rodowiska zawiera prace in-formujce o jakociowo-ilociowych zmianach obiegu wody w warunkach zrni-cowanej antropopresji, a take ksztatowania si stosunkw wodnych pod wpy-wem zmian warunkw klimatycznych. Opublikowane prace nie odnosz si do cile okrelonego obszaru, bowiem informuj o dynamice obiegu wody w obiek-tach hydrograficznych usytuowanych w rnych jednostkach i warunkach fizycz-nogeograficznych, zarwno na obszarze Polski Pnocnej (jeziora pomorskie, ma-zurskie, Zatoka Pucka, Dolina Dolnej Wisy, Bory Tucholskie), Polski rodkowej (Zbiornik Wocawski, Kopalnia Wgla Brunatnego Adamw, Gry witokrzy-skie, geosystem miejski Kielc, Midzyrzecze Wisy i Bugu), jak rwnie Polski Po-udniowej (region grnolski, zlewnia Soy, Tatry), a take w nielicznych przy-padkach dotycz obszarw lecych poza naszym krajem a mianowicie: Spitsber-genu oraz terenu nadbajkalskiego. Merytorycznie prace te poruszaj szeroki wa-chlarz zagadnie badawczych od dynamiki zmian jakoci wd rzecznych, kszta-towania si odpywu rzecznego z terenw zurbanizowanych i stabilnoci reimu, wystpowania ekstremalnych zjawisk hydrometeorologicznych, poprzez analiz zmian termicznych wd rzecznych i jeziornych, ocen przebiegu zjawisk lodowych na wybranych obiektach hydrograficznych, omwienie wybranych parametrw fi- zycznych wd jeziornych oraz jakoci wd wskutek dopywu substancji biogennych i ich dopyw do Zatoki Puckiej, a po zagadnienia wpywu grnictwa podziemnego i odkrywkowego na ksztatowanie stosunkw wodnych, oceny walorw turystycz-nych rodowiska wodnego oraz wskazanie oglnych zasad zarzdzania gospodark wodn na obszarach silnie przeobraonych.

    Andrzej T. Jankowski

  • Przeobraenia stosunkw wodnych w warunkach zmieniajcego si rodowiska Red. A.T. Jankowski, D. Absalon, R. Machowski, M. Ruman

    11

    DYNAMIKA ZMIAN JAKOCI WODY W GRNYM ODCINKU WISY W OKRESIE 1973-2005

    Damian ABSALON

    Wydzia Nauk o Ziemi, Uniwersytet lski, Sosnowiec

    Abstrakt: W artykule przedstawiono zmiany jakoci wody w grnym odcinku Wisy, zamknitym pro-filem pomiarowo-kontrolnym w Bieruniu Nowym, w okresie 1973-2005. Zagadnienie jakoci wd ma szczeglne znaczenie, poniewa zapewnienie staego dostpu do dobrych jakociowo zasobw jest warun-kiem niezbdnym do utrzymania ycia organizmw ywych, jak rwnie organizmu gospodarki. Jako wd na tym odcinku Wisy jest syntez bardzo wielu czynnikw przyrodniczych, na ktre nakadaj si silne skutki antropopresji. Przedzia czasowy jest rwnie interesujcy, poniewa obejmuje on okres zmiany systemu politycznego, ktra w zasadniczy sposb zmienia sposb funkcjonowania gospodarki i podejcie do zagadnie ochrony rodowiska. Jako wd jest kwesti bardzo wan dla Polski, ktra po-siada stosunkowo skpe zasoby wodne na tle innych pastw europejskich. Ponadto due adunki zanie-czyszcze na tym odcinku Wisy stwarzaj ogromne problemy dla uytkownikw i konsumentw wody, powoduj rwnie zanieczyszczenie Morza Batyckiego. W analizowanym okresie wskaniki podstawo-wych zanieczyszcze organicznych i biogennych znacznie si zmniejszyy. W miar upywu czasu naley spodziewa si dalszego uporzdkowania gospodarki wodno-ciekowej na obszarze zlewni, co z pew-noci przyczyni si do dalszej poprawy jakoci wd Wisy. Natomiast kolejny problem to rozwizanie kwestii sonych wd kopalnianych, zanieczyszcze obszarowych, a take zwrcenie uwagi na zanieczysz-czenia liniowe. Naley skupi si take nad badaniami wpywu na jako wd wielu niebezpiecznych sub-stancji zgromadzonych przez lata w osadach dennych.

    Sowa kluczowe: jako wody, zanieczyszczenie wd, dorzecze grnej Wisy, antropopresja.

    WPROWADZENIE. OBSZAR I METODY BADA

    Celem opracowania jest analiza dynamiki zmian jakoci wody w grnym od-cinku Wisy, zamknitym profilem kontrolno-pomiarowym w Bieruniu Nowym w okresie 1973-2005. Zagadnienie jakoci wody ma szczeglne znaczenie, poniewa zapewnienie staego dostpu do dobrych jakociowo wd jest warunkiem niezbd-nym do utrzymania ycia organizmw ywych, jak rwnie organizmu gospodar-ki. Jako wd na tym odcinku Wisy jest syntez wielu czynnikw naturalnych, na ktre nakadaj si bardzo silne skutki antropopresji. Ponadto due adunki zanie-czyszcze na tym odcinku Wisy stwarzaj ogromne problemy dla uytkownikw i konsumentw wody, powoduj rwnie zanieczyszczenie Morza Batyckiego (Ma-kinia i in., 1996; ysiak-Pastuszak i in., 2004).

    Do analiz wykorzystano dane monitoringowe Wojewdzkiego Inspektoratu Ochrony rodowiska (WIO) w Katowicach (wczeniej Orodek Bada i Kontroli

  • Damian Absalon

    12

    rodowiska w Katowicach i Bielsku-Biaej) pobierane najczciej 24 w cigu roku (2 razy w miesicu). Zmiany jakoci wd porwnano w 4 punktach pomiarowo-kontrolnych (tab. 1, rys. 1). Oceniono dynamik 7 wskanikw zanieczyszczenia: syntetycznych BZT5 i CHZT (okrelonego metod nadmanganianow), substancji mineralnych chlorkw (metod argentometryczn) i siarczanw (metod grawime-tryczn), substancji rozpuszczonych (metod grawimetryczn) oraz substancji bioge- nicznych (metod spektrofotometryczn). W opracowaniu przyjto wartoci wska-nikw w postaci rednich arytmetycznych, ktre charakteryzuj wartoci ste dla konkretnego roku, co w opracowaniu majcym na celu uchwycenie zmian jakoci wody, w tak dugim okresie jest wystarczajce. Tabela 1. Charakterystyka analizowanych profili kontrolno-pomiarowych.

    Table 1. Characteristics of the analysed measurement points.

    Nr* Nazwa punktu Powierzchnia zlewni w km2 Dodatkowe informacje

    1. Ustro-Obaziec 108,2 Profil zlokalizowany w grskim odcinku rzeki; niewielkie an-tropogeniczne oddziaywanie miejscowoci turystycznych i uzdrowiskowych: Wisa i Ustro

    2. Skoczw 296,7

    Profil zlokalizowany powyej zbiornika wodnego Goczako-wice, zamykajcy grski odcinek Wisy w miejscu jej wpyni-cia na obszar podgrski; w zlewni rnicowej niewielkie od-dziaywanie antropogeniczne Skoczowa; najwikszy dopyw Brennica, odwadniajcy teren grski o charakterze turystyczno-wypoczynkowym

    3. Jawiszowice 970,6

    Profil zamykajcy pogrski odcinek Wisy, zlokalizowany po-niej zbiornika Goczakowice; w zlewni rnicowej prawo-stronne dopywy odwadniajce obszary podgrskie najwik-szy dopyw Biaa z silniejszym antropogenicznym oddziay-waniem miasta Bielsko-Biaa

    4. Bieru Nowy 1747,7 Profil zamykajcy zlewni rnicow z silnym oddziaywaniem antropogenicznym, zwizanym z urbanizacj i grnictwem w-gla kamiennego najwiksze dopywy: Pszczynka i Gostynia

    *odpowiada numeracji punktw na mapie

    Przyjte wskaniki s rwnie wymuszone przez ilo i jako dostpnych danych w tym przypadku liczb oznacze wykonywanych w badanym wielole-ciu. Liczba oznaczanych wskanikw maleje w miar cofania si w czasie, std nie-pene w wielu przypadkach szeregi czasowe.

    Analiz dynamiki zmian jakoci wd rzecznych Wisy rozpatrywano w dwch aspektach: zmienno przestrzenna (zmienno wartoci wskanikw w miar przy-rostu dorzecza) oraz zmienno w czasie.

    Badany obszar zosta zamknity profilem w Bieruniu Nowym ze wzgldu na dostpno danych pomiarowych i zrnicowanie warunkw fizycznogeograficznych i antropopresji na obszarze zlewni. Wybrano jedynie te profile pomiarowe, w ktrych jednoczenie s zlokalizowane posterunki wodowskazowe, co pozwolio na oblicze-nie adunkw substancji odprowadzanych z poszczeglnych zlewni rnicowych.

  • Dynamika zmian jakoci wody w grnym odcinku Wisy w okresie 1973-2005

    13

    Rys. 1. Lokalizacja obszaru bada: 1 rzeki, 2 zbiorniki wodne, 3 obszary zurbanizowane, 4 punkty monitoringowe.

    Fig. 1. Location of study area: 1 rivers, 2 water reservoirs, 3 urbanized areas, 4 monitoring sites.

  • Damian Absalon

    14

    Czynniki oddziaywujce na jako wody w analizowanych zlewniach, to: ekstensywna i intensywna urbanizacja, podziemna eksploatacja wgla kamiennego i dziaalno przemysowa (Jankowski, 1997; Czaja, 1999). Miasta pooone na terenie zlewni peni czsto rwnie funkcje orodkw przemysowych (np. Bielsko-Biaa, Tychy). Problemem do niedawna by take brak lub niska sprawno oczyszczalni ciekw. Podobne czynniki ksztatuj jako wody w innych duych europejskich rzekach, np. w Renie (Van der Weijden, Middleburg, 1989), Rodanie (Santiago i in., 1994), Dunaju (Weilguni, Humpesch, 1999), abie (Vink i in., 1999), Sekwanie (Mey-beck, 1998, 2002; Billen i in., 2001) oraz innych duych rzekach na caym wiecie (Berner, Berner, 1987, 1996). DYNAMIKA ZMIAN JAKOCI WODY W OKRESIE 1973-2005

    Ogln ocen zanieczyszczenia wd charakteryzuj wartoci wskanikw: BZT5 i ChZT (Mn). Do oceny iloci zanieczyszcze mineralnych przyjto wartoci ste jonw chlorkowych, siarczanowych oraz zawarto substancji rozpuszczo-nych. Na wielko zanieczyszczenia biogenami wskazuj wartoci azotu amono-wego i azotanowego oraz fosforanw. Nie dokonano natomiast oceny skaenia bakteriologicznego ze wzgldu na fragmentaryczne dane.

    Na wykresach przedstawiono wartoci wskanikw w interwaach 5-letnich, jednak zdarzaj si liczne odstpstwa od tej reguy, wymuszone brakiem danych w poszczeglnych punktach. Uwzgldniono take dane z roku suchego (1990) i wil-gotnego (1997).

    Wartoci rocznych adunkw obliczono mnoc rednie roczne stenie przez redni roczny przepyw (Cun, Vilagines, 1997) zaprezentowano jedynie wyniki dla 2 lat charakterystycznych: suchego i mokrego.

    Klasyfikacja jakoci wody zostaa przeprowadzona wedug wytycznych za-wartych w Rozporzdzeniu Ministra rodowiska (2008), zgodnie z ktrym dla anali-zowanych wskanikw okrela si jedynie dwie klasy czystoci, odpowiadajce bardzo dobrej (I klasa) i dobrej (II klasa) jakoci. Zmiany wartoci wskanikw zanieczyszczenia BZT5 i ChZT (Mn)

    Przebieg zmian wartoci BZT5 wskazuje na wyran popraw jakoci wd badanego odcinka Wisy. Stan czystoci wd Wisy w latach 1970. by fatalny. Dane z profili w Jawiszowicach i Bieruniu Nowym wskazuj na bardzo wysokie wartoci BZT5 i ChZT (Mn), co uzasadnia przypuszczenie, i w wczesnych wodach Wisy znajdoway si due iloci substancji toksycznych i soli, hamujcych przemiany bio-chemiczne. W latach 1980. wartoci ChZT malay (aczkolwiek nierwnomiernie), jed- nak rednie utrzymyway si na granicy wody dobrej jakoci (II klasa). Wody spy-wajce Wis z terenu Beskidw nie wykazuj a tak wielkich waha ze wzgldu na

  • Dynamika zmian jakoci wody w grnym odcinku Wisy w okresie 1973-2005

    15

    brak duych orodkw miejskich i przemysu na tym obszarze. Wikszo zanie-czyszcze do Wisy spywa dopywami: Bia, Pszczynk i Gostyni.

    W latach 1990. oraz na pocztku XXI w. wartoci nadal malej, poza wyra-nym wahniciem na plus w profilu Bieru Nowy w roku 2000 (rys. 2), co byo spo- wodowane modernizacjami oczyszczalni ciekw w zlewni rnicowej. W trakcie modernizacji oczyszczalnie te nie pracoway z pen wydajnoci.

    Rys. 2. Zmiany wartoci wskanikw BZT5 i CHZT (Mn): 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

    Fig. 2. Changes in the values of BOD5 and COD indices: 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

  • Damian Absalon

    16

    Wartoci adunkw BZT5 i ChZT nie wykazuj odchyle od prawidowoci rosn wraz z biegiem rzeki, najwysze wartoci wykazujc w profilu Bieru Nowy (rys. 3).

    Rys. 3. Wartoci rocznych adunkw BZT5 i CHZT (Mn) w roku suchym (1990) i mokrym (1997): 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

    Fig. 3. Values of BOD5 and COD loads in a dry year (1990) and a wet year (1997): 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy. Zmiany wartoci substancji mineralnych

    Najwysze stenia siarczanw obserwujemy w profilu Bieru Nowy (92 214 mgdm-3). Tak znaczne iloci jonw siarczanowych, to niewtpliwie wpyw od-prowadzanych do rzek wd kopalnianych, ktre docieraj do Wisy wraz z woda-mi jej dopywu Gostyni (Czaja, Jankowski, 1992). Stenia siarczanw w profilu Bieru Nowy rosy a do roku 1990, po czym zaczy bardzo nieznacznie spada, cay czas jednak utrzymujc si powyej 150 mgdm-3 (rys. 4). adunki siarczanw rosn wraz z biegiem Wisy (rys. 5).

    Wartoci ste chlorkw rosn bardzo wyranie w profilu Bieru Nowy od 1985 roku (rys. 4). Podobnie jak w przypadku siarczanw jest to zwizane z wodami Gostyni, ktra odprowadza sone wody pochodzce z odwadniania podziemnych wyrobisk grniczych kopalni wgla kamiennego Piast. Stenia chlorkw s bar-dzo wysokie i zawieraj si w przedziale od 183 do 3110 mgdm-3. Dynamika zmian ste chlorkw od lat 80. XX wieku w poszczeglnych punktach jest podobna do dynamiki zmian ste siarczanw. adunki chlorkw rosn wraz z biegiem rzeki, jednak w profilu Bieru Nowy wzrost jest bardzo znaczcy (rys. 5).

  • Dynamika zmian jakoci wody w grnym odcinku Wisy w okresie 1973-2005

    17

    Rys. 4. Zmiany ste: siarczanw, chlorkw i substancji rozpuszczonych: 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

    Fig. 4. Changes in concentrations: sulphates, chlorides and dissolved matter: 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

  • Damian Absalon

    18

    Rys. 5. Wartoci rocznych adunkw chlorkw, siarczanw i substancji rozpuszczonych w roku suchym (1990) i mokrym (1997): 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

    Fig. 5. Values of mineral substances loads in a dry year (1990) and a wet year (1997): 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

    Najwysze wartoci ste substancji rozpuszczonych s notowane od 1985

    roku w profilu Bieru Nowy, a wpyw na to ma gwnie ten sam czynnik, ktry od- powiada za wysok warto ste siarczanw i chlorkw w tym profilu doprowa- dzanie wraz z wodami Gostyni zasolonych wd z kopal wgla kamiennego (rys. 4). Zmiany wartoci substancji biogenicznych

    Najwysze wartoci ste N-NH4+ w analizowanym okresie zanotowano w Jawiszowicach i Bieruniu Nowym w roku 1990 (rys. 6). Jedynie w tych profilach notuje si przekroczenia wartoci dopuszczalnych dla II klasy czystoci. Najwysze adunki N-NH4+ zanotowano zarwno w roku suchym, jak i mokrym w profilu Bie-ru Nowy (rys. 7).

    rednie stenia N-NO3- w caym okresie kwalifikoway wody do I klasy czy-stoci, za wyjtkiem profilu Skoczw, w ktrym okresowo notowano nieznaczne pod- wyszenie wartoci, kwalifikujce wody do II klasy czystoci (rys. 6).

    Najwysze stenia fosforanw wystpiy w latach 1990. (rys. 6). Wartoci a-dunkw fosforanw rosn wraz z biegiem rzeki i najwysze wartoci notowane s w profilu Bieru Nowy (rys. 7).

  • Dynamika zmian jakoci wody w grnym odcinku Wisy w okresie 1973-2005

    19

    Rys. 6. Zmiany ste: azotu amonowego, azotu azotanowego i fosforanw:

    osphates: 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

    Fig. 6. Changes in concentrations: ammonia nitrogen, nitrate nitrogen and ph 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

  • Damian Absalon

    20

    Wartoci rocznych adunkw azotu amonowego, azotu azotanowego i fosforanw w roku suchym

    koczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy. ear (1997):

    Zawartoci nutrientw w okresie 2000-2005 wyranie si zmniejszyy. Stenia biogen

    PODSUMOWANIE

    ody grnej Wisy s szczeglnie naraone na zanieczyszczenie przez due orodk

    arki caego regio-nu, za

    ntropogeniczne w grnym odcinku Wisy maj decydujcy wpyw na jako wd. Take due wahania w przepywie mog w znacznym stopniu wpy-n na jako wody.

    Rys. 7. (1990) i mokrym (1997): 1 Ustro Obaziec, 2 S

    Fig. 7. Values of loads of biogenic substances in a dry year (1990) and a wet y 1 Ustro Obaziec, 2 Skoczw, 3 Jawiszowice, 4 Bieru Nowy.

    w w wodzie uzalenione s od dopywu ciekw. Nie bez znaczenia jest rw- nie dostawa atwo rozpuszczalnych azotanw, wypukiwanych z pl uprawnych, a niesionych przez rzeki odwadniajce obszary uytkowane rolniczo. Na spadek st-e biogenw duy wpyw ma rwnie zmniejszenie zuycia nawozw sztucznych oraz zmniejszenie areaw uytkowanych rolniczo, a take budowa nowych i mo-dernizacja istniejcych oczyszczalni ciekw.

    Wi miejsko-przemysowe pooone w pnocnej i wschodniej czci zlewni oraz

    przez uytkowane rolniczo tereny czci zachodniej i rodkowej. Odpowiednia jako wd Wisy jest niezbdna dla gospodopatrzenia w wod ludnoci oraz zapewnienia trwaoci zasobw biologicz-

    nych. Zrzut ogromnych adunkw zanieczyszcze powoduje powane problemy dla uytkownikw i konsumentw wody, jak rwnie wpywa na zanieczyszczenie Mo-rza Batyckiego.

    Czynniki a

  • Dynamika zmian jakoci wody w grnym odcinku Wisy w okresie 1973-2005

    21

    e XX i XXI wieku, na co wpyw miay nastpujce czynniki: up

    -

    h, w naj-

    zanie kwestii zabezpiecze-nia w

    Niniejsze opracowanie wskazuje, e najgorsza jako wd Wisy bya obser-wowana u schyku okresu gospodarki socjalistycznej, a jako wd poprawia si znacznie na przeomi

    adek wielu bran i zakadw przemysowych przyczyniajcych si do zanie-czyszczenia wd, zwizany z transformacj ustrojow i ekonomiczn;

    dziaania proekologiczne majce na celu popraw jakoci wd ilociowy i jakociowy wzrost w zakresie oczyszczania ciekw.

    W zwizku z realizacj planw gospodarowania wodami w dorzeczacbliszej przyszoci naley spodziewa si dalszego uporzdkowania gospodarki wodno-ciekowej, natomiast kolejny problem to rozwi

    d przed zanieczyszczeniami obszarowymi. Naley skupi si take nad ba-daniami wpywu na jako wd wielu niebezpiecznych substancji zgromadzonych przez lata w osadach dennych. Nierozwizanym problemem pozostaje w dorzeczu Wisy odprowadzanie do wd powierzchniowych silnie zasolonych wd doowych, pochodzcych z odwadniania podziemnych wyrobisk grniczych w kopalniach w-gla kamiennego. Warto w tym przypadku skorzysta z dowiadcze realizowanych w dorzeczu grnej Odry (Absalon, Matysik, 2007), w ktrym dziaa system ochrony hydrotechnicznej, tzw. Kolektor Olza, zapewniajcy utrzymanie w wodach Odry sumarycznego stenia jonw siarczanowych i chlorkowych nieprzekraczajcego 500 mg dm-3.

    SUMMARY

    THE DYNAMICS OF THE CHANGES IN WATER QUALITY IN THE UPPER SECTION OF THE WISA (VISTULA) RIVER IN THE PERIOD 1973-2005

    The paper presents the changes in water quality in the upper section of the Wisa (Vistula)

    river, closed with a gauging station in Bieru Nowy, in the period of between 1973 and 2005. water quality is particularly important because ensuring a continuoThe issue of us access to

    good quality water supplies is a prerequisite for maintaining the existence of living organisms as well as of the organism of the economy. Water quality in this section of the Wisa (Vistula) river is a synthesis of a number of natural factors, combined with the strong effects of human pressure. The time span is also interesting in this case because in this period there occurred the system transformation in Poland, which significantly influenced the way the economy func-tions and environmental protection. The issue of water quality is vital for Poland, where the water supplies are rather scarce when compared with other European countries. Moreover, big pollutant load in this section of Wisa river is a huge problem for water users and consum-ers, and it is also the source of the Baltic Sea pollution. In the analysed period the indexes of the basic organic and biogenic pollutants decreased significantly. In the course of time we must expect a significant progress in the water and sewage management in the catchment, what will definitely contribute to further improvement in the quality of water in the Wisa river. How-ever, there still remains the problem of saline mine waters, surface washings, as well as draw-ing the attention to linear pollution sources. Some emphasis should also be put on studying how the numerous hazardous substances that for years have accumulated in bottom sediments may influence the water quality.

  • Damian Absalon

    lsevier. s. 106-118. NER, E.K., 1987: The Global Water Cycle. Prentice-Hall, New Jersey.

    ERNER R.A., BERNER, E.K., 1996: Global Environment. Prentice-Hall, New Jersey.

    the last 50 years. Estuaries 24. s. 977-993. xygen

    . s. 59-69.

    685. s. 51-64.

    s. 186-195.

    008.

    , VERNET J.P., 1994: Nutrient, heavy metal and organic pol-

    VAN iver Rhine: long term

    VINK

    WEIL

    WIOa lskiego w 2000 i 2005 roku wydruki z wartociami

    r Damian Absalon [email protected] niwersytet lski

    LITERATURA ABSALON D., MATYSIK M., 2007: Changes in water quality and runoff in the Upper Oder River

    Basin rphology, 92. E. GeomoBERNER R.A., BERBBILLEN G., GARNIER J., FICHT A., CUN C., 2001: Modeling the response of water quality in the Seine

    River Estuary to human activity in its watershed over CUN C., VILAGINES R., 1997: Time series analysis on chlorides, nitrates, ammonium and dissolved o

    concentrations in the Seine river near Paris. The Science of the Total Environment 208CZAJA S., 1999: Zmiany stosunkw wodnych w warunkach silnej antropopresji (na przykadzie ko-

    nurbacji katowickiej). Wyd. Uniwersytetu lskiego, Katowice. CZAJA S., JANKOWSKI A.T., 1992: The contribution of mine waters to the discharge and sainity

    of rivers in Katowice Province. Archiwum Ochrony rodowiska 2. s. 181-194. JANKOWSKI A.T., 1997: The influence of waters from hard-coal mines on the hydrochemical rela-

    tions of Upper Silesian Coal Basin (USCB) rivers. Geogr. PolonicaYSIAK-PASTUSZAK E., DRGAS N., PITKOWSKA Z., 2004: Eutrophication in the Polish coastal

    zone: the past, present status and future scenarios. Marine Pollution Bulletin 49.MAKINIA J., DUNNETTE D., KOWALIK P., 1996: Water pollution in Poland. European Wa-

    ter Pollution Control vol. 6, 2. s. 26-33. MEYBECK M., 2002: Riverine quality at the Anthropocene: Propositions for global space and time

    analysis, illustrated by the Seine River. Aquat. Sci. 64. s. 376393. OBIK KATOWICE: Monitoring powierzchniowych wd pyncych w wojewdztwie katowickim i

    lskim dane z lat 1973-1995. Rozporzdzenie Ministra rodowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu

    jednolitych czci wd powierzchniowych. Dz. Ustaw nr 162, poz. 1SANTIAGO S., THOMAS R.L., LARBAIGT G., CORVI C., ROSSEL D., TARADELLAS J.,

    GREGOR D.J., MCCARTHY L.lutant composition of suspended and bed sediments in the Rhone river. Aquat. Sci. 56. s. 220-242. DER WEIJDEN C.H., MIDDLEBURG J.J., 1989: Hydrogeochemistry of the Rand seasonal variability, elemental budgets, base levels and pollution. Water Research 23. s. 1247-1266. R.J., BEHRENDT H., SALOMONS W., 1999: Point and diffuse source analysis of heavy met-als in the Elbe drainage area: comparing heavy metal emissions with transported river loads. Hydrobiologia 410. s. 307-314. GUNI H., HUMPESCH U.H., 1999: Long-term trends of physical, chemical and biological variables in the River Danube 19571995: A statistical approach. Aquat. Sci. 61. s. 234259. W KATOWICACH: Oceny jakoci wd powierzchniowych wd pyncych w punktach po-miarowo-kontrolnych wojewdztwekstremalnymi.

    _________________________ D

    dUul. Bdziska 60 41-200 Sosnowiec

  • Przeobraenia stosunkw wodnych w warunkach zmieniajcego si rodowiska Red. A.T. Jankowski, D. Absalon, R. Machowski, M. Ruman

    23

    ANTROPOGENICZNE ZAGROENIA WD PODZIEMNYCH NA OBSZARACH GRNICZYCH

    NA PRZYKADZIE MIASTA JAWORZNO Damian ABSALON, Magdalena MATYSIK

    Wydzia Nauk o Ziemi, Uniwersytet lski, Sosnowiec

    Abstrakt: W artykule przedstawiono niektre zagroenia wd podziemnych na obszarach bdcych pod wpywem silnej antropopresji zwizanej z dziaalnoci grnicz. Grnictwo gbinowe (eksploatacja w-gla kamiennego oraz rud cynku i oowiu) i odkrywkowe (eksploatacja piasku) doprowadzia do znacz-nych przeksztace w rodowisku wd podziemnych. Zaprzestanie bd zmniejszenie aktywnoci grni-czej rodzi nowe problemy dla obszarw zurbanizowanych w miejscach objtych lejami depresji zwi-zanych z odwodnieniami po kilkudziesiciu latach ponownie pojawiaj si pytkie wody gruntowe. Szcze-gowe rozwaania przedstawiono na przykadzie jednej z dzielnic Jaworzna miasta w znacznym stopniu dotknitego przez intensywn dziaalno grnicz i przemysow.

    Sowa kluczowe: wody podziemne, zagroenia antropogeniczne, obszary grnicze, antropopresja.

    WSTP

    Jaworzno zajmuje powierzchni 152,7 km2. Jest miastem na prawach powiatu (powiatem grodzkim), pooonym we wschodniej czci wojewdztwa lskiego, na pograniczu historycznych regionw: Grnego lska i Maopolski (rys. 1).

    Obszar miasta pooony jest na terenie 2 mezoregionw wchodzcych w skad Wyyny lskiej (Kondracki, 1994): Wyyny Katowickiej (341.13) oraz Pagrw Ja-worznickich (341.14). Natomiast wedug podziau dokonanego przez M. Klimaszew-skiego (1972) Jaworzno pooone jest w obrbie nastpujcych jednostek geomorfolo-gicznych: Kotlina Biskupiego Boru, Kotlina Mysowicka, Rw Chrzanowski, Zrbo-we Pagry Imieliskie, Niecka Wilkoszyska, Garb Jaworznicki, Garb Cikowicki.

    Wyyna Katowicka jest rodkow czci Wyyny lskiej, zbudowan ze ska wieku karboskiego, zawierajcych bogate zoa wgla kamiennego. Na nich zalega-j dolomity i wapienie rodkowego triasu, ktre od pnocy i wschodu tworz zwar-te wzniesienia Garbu Tarnogrskiego. Pagry Jaworznickie pooone s na pou-dniowy-wschd od Wyyny Katowickiej, stanowic cig zrbw tektonicznych zbu-dowanych z wapieni triasowych. W ich obrbie mona wyrni mniejsze jednostki, m. in.: Pagry Jeleniewskie i Pagry Cikowickie, osigajce wysokoci ponad 300 m n.p.m. Rozdzielaj je kotliny wypenione piaskami czwartorzdowymi. Naj-wiksza z nich to Kotlina Chrzanowska, stanowica przeduenie tektonicznego Ro- wu Krzeszowickiego. Pagry Jaworznickie zamykaj od poudnia Nieck Mysowic-

  • Damian Absalon, Magdalena Matysik

    24

    k i Pustyni Bdowsk, od wschodu ssiaduj z Garbem Tenczyskim, Rowem Krzeszowickim i Wyyn Olkusk, natomiast od poudnia z Kotlin Owicimsk.

    Rys. 1. Jaworzno na tle Grnolskiego Zwizku Metropolitalnego (podkad stanowi numeryczny model terenu NMT opracowany na podstawie danych DTED).

    Fig. 1. Jaworzno against the background of the Metropolitan Association of Upper Silesia (the underlay is the digital terrain model DTM based on DTED data).

    rdo (Source): Absalon D, 2008: Rzeki na obszarze GZM (zmienione). Z zalegajcych w podou ska karboskich wydobywany jest wgiel kamien-

    ny. Dlatego te region ten uleg podobnym przeksztaceniom antropogenicznym jak Wyyna Katowicka (Absalon i in., 1995).

    W artykule przedstawiono niektre zagroenia wd podziemnych na obszarach bdcych pod wpywem silnej antropopresji zwizanej z dziaalnoci grnicz. Gr- nictwo gbinowe (eksploatacja wgla kamiennego oraz rud cynku i oowiu) i od-krywkowe (eksploatacja piasku) doprowadzia do znacznych przeksztace w rodo- wisku wd podziemnych. Zaprzestanie bd zmniejszenie aktywnoci grniczej rodzi nowe problemy dla obszarw zurbanizowanych w miejscach objtych lejami depresji po kilkudziesiciu latach ponownie pojawiaj si pytkie wody gruntowe.

    Do szczegowych rozwaa wybrano Cikowice, dzielnic Jaworzna, w kt- rej zjawisko zawodnie powierzchni terenu dotyka obszarw zabudowy mieszka-niowej. W celu oceny warunkw wystpowania pierwszego poziomu wd podziem- nych na terenie Cikowic w czerwcu i lipcu 2007 r. przeprowadzono badania tere-nowe: pomiary gbokoci wystpowania wd podziemnych w studniach kopanych i pytkie sondowania na terenach pozbawionych studni oraz wywiady hydrologicz-

  • Antropogeniczne zagroenia wd podziemnych na obszarach grniczych na przykadzie miasta Jaworzno

    25

    ne na temat waha zwierciada wd podziemnych. W efekcie uzyskano dane o gbo- koci wystpowania wd podziemnych w 90 obiektach. W trakcie prac terenowych zinwentaryzowano rwnie naturalne i sztuczne cieki oraz zbiorniki wodne. WODY POWIERZCHNIOWE

    Obszar Cikowic naley do systemu Wisy (tzw. Maej Wisy) i obejmuje frag- ment dorzecza Przemszy. Sie rzeczn stanowi niewielkie cieki, z ktrych najwa-niejszy, przepywajcy w pnocno-wschodniej czci obszaru, Kozi Brd prowadzi swoje wody do Biaej Przemszy. Dopywem Koziego Brodu jest lewobrzeny unik, odwadniajcy z kolei poudniowo-zachodni cz terenu. Sie rzeczn uzupeniaj niewielkie bezimienne cieki naturalne oraz sztuczne (rowy). Najwiksza gsto sieci hydrograficznej wystpuje w pnocnym fragmencie analizowanego terenu. Z kolei caa poudniowa, wyniesiona cz obszaru jest praktycznie pozbawiona powierzch-niowej sieci hydrograficznej, gwnie ze wzgldu na litologi terenu, zbudowanego w przewadze z silnie uszczelinionych ska wglanowych. Sie hydrograficzn uzu-penia jeden niewielki zbiornik wodny (1,7 ha) o charakterze rekreacyjnym, utworzo- ny na prawym brzegu Koziego Brodu, w pnocno-wschodnim fragmencie obszaru.

    Sie hydrograficzna rejonu Cikowic nie jest objta staymi obserwacjami hy-drometrycznymi, lecz analiza mapy hydrograficznej (Absalon i in., 2003) oraz bada-nia terenowe przeprowadzone w czerwcu i lipcu 2007, pozwalaj na stwierdzenie, e Kozi Brd prowadzi przecitnie okoo 0,1 m3s-1, za unik okoo 0,025 m3s-1.

    Z kolei analiza danych dotyczcych caego dorzecza Biaej Przemszy pozwala na stwierdzenie, e na terenie tym nieznacznie przewaa odpyw procza zimowego (listopad-kwiecie). W przebiegu odpywu w cigu roku zaznacza si jedno wezbra-nie wiosenne z maksimum w marcu, za minimum odpywu przypada na wrzesie.

    Stosunkowo wyrwnany przebieg odpywu w cigu roku, wyranie podwy-szone przepywy minimalne oraz niewielka warto wspczynnika nieregularno-ci wiadcz o duym udziale zasilania podziemnego, a take o wpywie czynnikw antropogenicznych. WODY PODZIEMNE Poziom wodonony wapienia muszlowego

    Jest to kompleks dolomitw kruszcononych i diploporowych. Warstw pod-

    cielajc tworz wapienno-margliste utwory warstw gogoliskich. Miszo po-ziomu siga okoo 100 m, a gboko zalegania wd podziemnych od kilku do 30 m. Na terenie Jaworzna poziom jest eksploatowany poprzez ujcia: Galmany i Bielany. Poziom ten by odwadniany przez kopalni dolomitu Grdek za pomoc bariery studzien. Ilo pompowanych wd wynosia rednio okoo 310 m3h-1.

  • Damian Absalon, Magdalena Matysik

    26

    Poziom wodonony retu

    Poziom ten wystpuje w spkanych i jamistych dolomitach warstw botnic-kich oraz porowatych dolomitach grnej czci retu. W Niecce Wilkoszyskiej ma on wiksze rozprzestrzenienie ni poziom wapienia muszlowego, ale gorsze parametry hydrogeologiczne. Wspczynnik filtracji wynosi od 4,7 do 5,110-2 mmin-1. Miszo tej warstwy siga 20-30 m. Wody poziomu s eksploatowane przez ujcie Dobra.

    Margliste utwory warstw gogoliskich na znacznych przestrzeniach ulegy dolomityzacji, redukcji lub zdyslokowaniu, w wyniku czego brak penej izolacji po-midzy poziomami wapienia muszlowego i retu, co wraz z wystpowaniem pocze tych poziomw wyrobiskami grniczymi i le zlikwidowanymi otworami wiertni-czymi spowodowao, e poziomy wapienia muszlowego i retu traktuje si jako jeden system krenia wd podziemnych.

    Zwierciado wody podziemnej w czci pnocnej i na skrzydach niecki ma cha- rakter swobodny, a w czci centralnej i poudniowej, gdzie poziom jest izolowany od powierzchni, ma ono charakter napity. Zasilanie zachodzi na drodze infiltracji opa-dw w obrbie wychodni, przesikania z nadlegych utworw czwartorzdu, do-pyww z pitra wodononego karbonu oraz w wyniku infiltracji wd z ciekw po-wierzchniowych i dopyww bocznych. Spyw wd nastpuje w kierunku osi niecki.

    Kompleks ten jest rwnie drenowany przez dziaalno kopalni rud cynku i oowiu Trzebionka, zlokalizowanej poza granicami Jaworzna. Wpyw ten uwi-dacznia si do niedawna w ksztacie hydroizohips i kierunkach przepywu wd podziemnych, ale obecnie przebieg hydroizohips nie odzwierciedla tego drenau w granicach miasta (Razowska-Jaworek i in., 2006). Pitro wodonone karbonu

    Pitro wodonone karbonu wystpuje na caym obszarze Jaworzna. General-nie zawodnione s kompleksy piaskowcowe, ktre tworz odrbne poziomy wodo-none rozdzielone pokadami wgla oraz warstwami iowcw i muowcw. Izolacja ta nie wykazuje cigoci w rejonach wyklinowa tych ska oraz w strefach uskokw i spka, ktre s miejscami kontaktw hydraulicznych pomidzy poziomami wo-dononymi. Obszar Jaworzna znajduje si w odkrytym regionie hydrogeologicz-nym, gdzie strefy zasilania i drenau karboskich kompleksw wodononych wy-stpuj na powierzchni terenu. Jest to strefa aktywnej wymiany wd opadowych, w ktrej bior udzia przepuszczalne utwory czwartorzdu, triasu i stropowe ogniwa karbonu. W strefie tej najwiksze zasilanie poziomw karboskich nastpuje przez wodonone utwory czwartorzdowe wypeniajce dolin Przemszy i Biaej Przemszy. Natomiast mniej intensywne jest zasilanie poprzez utwory triasowe ze wzgldu na ich wyksztacenie litologiczne. Podstaw drenau jest dolina Przemszy. Generalnie system ten charakteryzuje si znacznymi szybkociami przepywu wd i odnawial-noci ich zasobw.

  • Antropogeniczne zagroenia wd podziemnych na obszarach grniczych na przykadzie miasta Jaworzno

    27

    Opisany system wodonony uleg zmianie wskutek prowadzonej na terenie Jaworzna dziaalnoci grnictwa podziemnego. Tak jak w przypadku innych obsza-rw grniczych (Kowalczyk, 2005a,b) nastpi aktywny drena wd wyrobiskami grniczymi kopal wgla kamiennego, wskutek czego: wzrosy prdkoci przepy-wu wody, a ich kierunek zosta wymuszony ku najgbszym rozciciom zoa; obni- ya si gboko aktywnej wymiany wd opadowych. Aktualnie podstaw drena-u karboskiego systemu wodononego stanowi gwne wyrobiska grnicze czyn-nych i nieczynnych zakadw grniczych, do ktrych nale rozcite wyrobiskami zoa wgla kamiennego znajdujce si pod powierzchni obszaru administracyj-nego Jaworzna. Utworami, ktre gromadz i przewodz wod s piaskowce i wi-rowce wystpujce w profilu geologicznym pitra wodononego karbonu. Tworz one poziomy wodonone nalece w opisywanym rejonie do dwch serii litostra-tygraficznych: krakowskiej serii piaskowcowej i serii muowcowej.

    Krakowska seria piaskowcowa obejmuje warstwy aziskie, ktre zalegaj na przewaajcej czci charakteryzowanego obszaru. Wyksztacone s w postaci gru-bych kompleksw piaskowcowo-zlepiecowych, ktrych udzia w profilu litologicz-nym stanowi ponad 90% oglnej miszoci (Razowska-Jaworek i in., 2006).

    Seria muowcowa obejmuje warstwy orzeskie, w ktrych wystpuj liczne piaskowce o miszoci najczciej nieprzekraczajcej kilkunastu metrw. Piaskowce rednioziarniste, miejscami spkane, stanowi 30% oglnej miszoci serii. Osady te posiadaj swe wychodnie w skrajnie pnocnej czci miasta. Generalnie nale do utworw mniej przepuszczalnych i wodononych.

    Do caej otwartej przestrzeni dopywaj wody z utworw nadkadu i karbo-nu. Woda dopywajca do wyrobisk spywa grawitacyjnie do punktw zbiorczych w gwnych chodnikach, skd dalej rurocigami jest odprowadzana do zbiornikw gwnego odwadniania i wypompowywana na powierzchni szybami. Zakady gr- nicze opisywanego rejonu nale do najwyszej klasy zawodnienia kopal, a Zakad Grniczy Sobieski posiada obecnie najwyszy dopyw z kopal wgla kamiennego w Polsce, wynoszcy 57 m3min-1 (3420 m3h-1). Charakterystyka pierwszego poziomu wodononego

    Na terenie Jaworzna przecitne wartoci rzdnych pierwszego poziomu zwier- ciada wd podziemnych wynosz 250-280 m n.p.m. Kierunki przepywu wd w pytkim poziomie wodononym s uzalenione od lokalnego spadku terenu, generalnie ze wschodu na zachd i pnoc do dolin rzecznych i kopalni piasku.

    Obszary zasilania pierwszego poziomu wodononego wystpuj na caym terenie jego wystpowania, natomiast orodkami drenau s rzeki: Przemsza i Bia-a Przemsza oraz ujcia wd podziemnych oraz kopalnie wgla kamiennego i pia-sku podsadzkowego (Razowska-Jaworek i in., 2006).

    Pnocno-wschodnia oraz pnocna cz Jaworzna (Kotlina Biskupiego Boru) objta jest lejem depresyjnym zwizanym z eksploatacj piaskw podsadzkowych w kopalni Szczakowa. Lej ten wytworzony jest w obrbie utworw czwartorzdowych.

  • Damian Absalon, Magdalena Matysik

    28

    Poudniowo-wschodnia cz miasta (gwnie centralna cz Niecki Wilko-szyskiej) objta bya lejem zwizanym z odwodnieniem kopalni rud cynku i oowiu Trzebionka (lej w utworach triasowych). Obecnie na terenie miasta nie uwidacznia si obnienie zwierciada wody spowodowane drenujc dziaalnoci kopalni Trze- bionka (Razowska-Jaworek i in., 2006).

    Lej depresyjny zwizany z drenaem karboskiego pitra wodononego obej- muje cay obszar Jaworzna. Aktualnie, w wyniku ograniczenia lub zaprzestania od- wadniania frontw eksploatacyjnych kopal obserwuje si proces napywu wd podziemnych, w miejsce wytworzonego wczeniej leja depresyjnego. Skutkuje to sta-ym lub okresowym podtapianiem terenw, np. w lasach Poda oraz na terenach zabudowanych w Cikowicach, Byczynie i Jeleniu (Razowska-Jaworek i in., 2006).

    WYNIKI BADA Naturalne cechy budowy geologicznej oraz rzeby terenu sprzyjay powsta-

    niu w przeszoci na rozlegych, paskich obnieniach dolin Koziego Brodu i u-nika licznych mokrade oraz terenw charakteryzujcych si pytkim zaleganiem wd gruntowych. Obszary te wpyway bardzo korzystnie na stabilizacj przepy-ww w rzekach. Przeprowadzone nastpnie melioracje oraz drena technologiczny (odwadnianie wyrobisk) w kopalniach gbinowych i odkrywkowych, dziaalno uj wd podziemnych, a take rozwj zabudowy doprowadziy do znaczcego ograniczenia retencji gruntowej. Szybszy, przy ograniczeniu infiltracji do gruntu, odpyw wd opadowych, a take silny drena grniczy wpywaj bardzo nieko-rzystnie na reim hydrologiczny rzek, powodujc znaczne ograniczenie zasilania gruntowego. Prowadzi to do pojawiania si gbokich niwek, a nawet okresowego wysychania koryt. Z kolei w warunkach intensywnych opadw (deszcze rozlewne i nawalne) wystpuj zagroenia powodziowe ze strony przepenionych koryt rzecz- nych oraz powstawanie podtopie w wyniku spywu powierzchniowego wd opa-dowych. W zwizku z czciowym ograniczeniem dziaalnoci grniczej zagroe-nia zwizane z podtopieniami mog take powstawa w zwizku z wypenianiem si funkcjonujcych od kilkudziesiciu lat lejw depresji.

    Pomiary terenowe wykonywane na przeomie czerwca i lipca 2007 przypa-day na okres bardziej suchy w stosunku do redniej wieloletniej, co miao wpyw na gboko wystpowania wd podziemnych, szczeglnie tych pytkich o charakterze wierzchwkowym. Pierwszy poziom wd podziemnych na terenie Cikowic za-prezentowano za pomoc mapy hydroizobat, ktre powstay w wyniku interpolacji i interpretacji danych z pomiarw i prac terenowych. Model zwierciada wd pod-ziemnych zosta wykonany w oparciu o sporzdzony wstpnie numeryczny model terenu o wysokiej rozdzielczoci. Wszystkie punkty terenowe byy precyzyjnie lo-kalizowane za pomoc odbiornika GPS, nastpnie sporzdzono baz danych po-miarowych z wykorzystaniem narzdzi GIS. Numeryczny model terenu oraz dane pomiarowe pozwoliy na wykonanie interpolacji i ostateczne opracowanie modelu zwierciada wd podziemnych (wykorzystano oprogramowanie Vertical Mapper).

  • Antropogeniczne zagroenia wd podziemnych na obszarach grniczych na przykadzie miasta Jaworzno

    29

    Warunki wystpowania pierwszego poziomu wodononego na terenie Ci-kowic s zrnicowane ze wzgldu na skomplikowan budow geologiczn, morfo-logi terenu i przeobraenia antropogeniczne (leje depresyjne, rowy melioracyjne).

    Gboko do pierwszego poziomu zwierciada wody od powierzchni terenu przedstawiono za pomoc hydroizobat o wartociach: 1, 1,5, 2, 3, 5 i 10 m (rys. 2). Z danych pomiarowych wynika, e w zdecydowanej wikszoci obiektw wody wy-stpuj na gbokoci do 3 m zwierciado na tej gbokoci wystpowao w 69 obiek- tach, co stanowi prawie 77% wszystkich zmierzonych studni i odwiertw. Zaledwie 8 obiektw cechowao bardzo pytkie wystpowanie wd (

  • Damian Absalon, Magdalena Matysik

    30

    wglanowych zwierciado wd podziemnych zalega niej. W rejonach, gdzie poziom czwartorzdowy jest izolowany od poziomu triasowego mog wystpowa zawie-szone poziomy wodonone ze stosunkowo wysokimi rzdnymi zwierciada wody, z tendencjami do podtopie w okresie wzmoonych opadw atmosferycznych czy topnienia niegu. Dotyczy to szczeglnie terenw o zwierciadle wd podziemnych pooonym na gbokoci do 1,5 m. Kierunki przepywu wd w pytkim poziomie wodononym s uzalenione od lokalnych spadkw terenu, generalnie jednak w kie- runku dolin rzecznych. Tabela 1. Frekwencja gbokoci zalegania zwierciada wd podziemnych na terenie Ciekowic.

    Table 1. Frequency of groundwater depth in the Cikowice area.

    Gboko zwierciada wody w m Liczba obiektw Frekwencja 0-1,0 8 9,2

    1,1-1,5 20 23,0 1,6-2,0 20 23,0

    2,1 3,0 21 24,1 3,1 5,0 8 9,2

    5,1 10,0 8 9,2 powyej 10,0 2 2,3

    Razem 87 100,0 Reasumujc, wody podziemne na terenie Cikowic wystpuj w pitrach wodo-

    nonych czwartorzdu, triasu i karbonu. Prawidowe zaklasyfikowanie wd podziem-nych jest trudne ze wzgldu na du liczb rodzajw i zoono hydrogeologiczn, wyraajc si w ukadzie wzajemnych powiza hydrodynamicznych wodonocw.

    Wody wierzchwkowe (hipodermiczne) wystpuj pytko pod powierzchni terenu. Na og nie tworz cigego horyzontu wodononego, zasilajc cieki okresowe i mokrada. Wahania ich zwierciada s znaczne, uzalenione od opadw; w okre-sach posusznych studnie zasilane z tego poziomu mog wysycha. Warstwa wo-donona jest zbudowana z reguy ze ska lunych i pozbawiona izolacji od po-wierzchni. Wody o tym charakterze wystpuj w pnocnej i poudniowo-zachodniej czci terenu Cikowic. Brak studni na znacznych poaciach nie pozwala na pre-cyzyjne rozpoznanie, jednak wykonane pomiary i sondowania wiadcz o duej zmiennoci i zrnicowaniu gbokoci wystpowania wd tego poziomu. Jest to spowodowane m. in. lokalnym podesaniem iem lub glin i tworzeniem si pozio-mw wodononych o charakterze zawieszonym.

    Wody gruntowe z kolei tworz z reguy cige horyzonty wodonone. Zwier-ciado wody ukada si przewanie wspksztatnie z rzeb terenu. Wody gruntowe na rozpatrywanym terenie wystpuj przede wszystkim w miszych czwartorz-dowych osadach piaszczystych, zwizanych z plejstocesk rwnin denudacyjn rozlokowan midzy pnocno-wschodnim a poudniowo-zachodnim pasmem Pa-grw Jaworznickich. Wody te wystpuj take w utworach piaszczystych den dolin rzecznych: unika i Koziego Brodu, oraz w strefie martwego przeomu unika, ktry jest ladem starego spywu z okresu, kiedy rzeka ta nie przeamaa si jeszcze przez Pagry Jaworznickie w rejonie Szczakowej. Wody podziemne poziomu czwar-

  • Antropogeniczne zagroenia wd podziemnych na obszarach grniczych na przykadzie miasta Jaworzno

    31

    torzdowego s zasilane na drodze bezporedniej infiltracji opadw atmosferycznych, std znaczna jego wraliwo na zmiany wielkoci opadw.

    W wyej pooonych partiach Cikowic wody pierwszego poziomu wyst-puj w utworach triasu, zarwno w poziomie wapienia muszlowego, jak i retu, ktre z racji licznych pocze hydraulicznych spowodowanych dziaalnoci antropoge-niczn, czsto jest traktowany jako jeden poziom. Poziom ten ma charakter szcze-linowo-krasowy. Charakteryzuj go zrnicowane wartoci wspczynnika filtra-cji, ktre wynosz od 2,5 do 2,010-2 mmin-1 (Kotlicka, Mynarczyk, 1995).

    Obszary zasilania pierwszego poziomu wodononego wystpuj na caym terenie jego wystpowania, natomiast orodkami drenau s: unik i Kozi Brd oraz leje depresji zwizane z kopalniami (piasku podsadzkowego Szczakowa, nie-czynnej kopalni wgla kamiennego Siersza, kopalni rud cynku oowiu Trzebion-ka) oraz uj wd podziemnych.

    Analiza trendw zmian poziomw lustra wody zostaa przeprowadzona na podstawie interpretacji informacji archiwalnych i publikowanych (posterunek IMGW Cikowice). W latach 1957-2000, rednia amplituda roczna waha zwierciada wo-dy w studni obserwowanej przez IMGW w Cikowicach wynosia 1,40 m (rys. 3). Widoczny jest lekki trend spadkowy. Gbokoci zwierciada wody wynosiy od 1,30 m (1975 i 1997 r.) do 2,70 m (1990 i 1991 r.).

    Rys. 3. Dynamika zwierciada wody w studni posterunku IMGW w Cikowicach w latach 1957-200.

    Fig. 3. Changes of groundwater table in a well (IMGW station Cikowice) in the years 1957-2000.

    Z informacji uzyskanych w trakcie prac terenowych wynika, e generalnie naj-wysze stany wd podziemnych obserwowano podczas powodzi lipcowej w 1997 roku nie zostay one jednak udokumentowane pomiarami. Z kolei najwiksze gbokoci zwierciada wd podziemnych byy zwizane ze zjawiskiem gbokiej suszy hydrologicznej pierwszej poowy lat 90. ubiegego wieku.

    Trendu wzrostowego poziomu zwierciada wody naley si spodziewa na tere- nach, w ktrych poziom wodonony podlega drenaowi grniczemu KWK Siersza, ktra zaprzestaa eksploatacji (wypenienie leja depresji jest szacowane na rok 2011).

  • Damian Absalon, Magdalena Matysik

    32

    Tabela 2. Rnice wynikw pomiarw gbokoci zwierciada wody podziemnej w studniach (czerwiec- lipiec 2007/padziernik 2006).

    Table 2. Differences in measurements of groundwater depth in wells (June-July 2007/October 2006).

    Nr Gboko do wody w m (czerwiec-lipiec 2007) Gboko do wody w m

    (padziernik 2006)* Rnica w m (2006-2007)

    1. 1,2 1,2 0,0 2. 1,1 1,2 +0,1 3. 1,5 1,6 +0,1 4. 2,4 2,4 0,0 5. 2,1 1,9 -0,2 6. 5,1 1,7 -3,4 7. 2,2 2,4 +0,2 8. 2,0 3,0 +1,0 9. 4,2 4,7 +0,5

    10. 3,8 4,4 +0,6 11. 3,0 3,0 0,0 12. 2,0 2,0 0,0 13. 4,5 4,8 +0,3 14. 9,5 9,4 -0,1 15. 4,2 3,3 -0,9 16. 11,4 12,4 +1,0 17. 11,2 11,7 +0,5 18. 1,6 1,4 -0,2 19. 2,0 1,9 -0,1 20. 2,9 2,9 0,0

    *wg L. Razowska-Jaworek i in., (2006).

    Badaniami terenowymi objto take 20 studni, w ktrych dokonano wcze-niejszych pomiarw w padzierniku 2006 roku (Razowska-Jaworek i in., 2006). W poowie porwnywanych obiektw stwierdzono brak rnic lub niewielkie rni-ce w poziomie wody, rzdu 0,1-0,2 m. W 9 studniach stwierdzono wyszy, a w 6 niszy poziom wd podziemnych w stosunku do padziernika 2006. W 4 studniach zmiany poziomu wody w obu okresach s znaczne (tab. 2). Dwukrotne pomiary nie pozwalaj niestety na wysnucie miarodajnych wnioskw, jednak najbardziej praw-dopodobne przyczyny najwikszych zmian maj podoe antropogeniczne. PODSUMOWANIE I WNIOSKI

    Na terenie Jaworzna nakadaj si na siebie wszystkie negatywne skutki dziaal-

    noci kopalnictwa, przemysu i rolnictwa. W wyniku eksploatacji grniczej wgla, rud cynku i oowiu oraz piasku podsadzkowego, powierzchnia miasta ulega dynamicznym zmianom. Wpyw czynnikw antropogenicznych, takich jak: powstanie lejw depresji zwizanych z odwadnianiem podziemnych i odkrywkowych wyrobisk kopalnianych, odprowadzanie znacznych iloci ciekw, pobory wd powierzchniowych i podziem-nych powoduj zaburzenia zarwno w naturalnym reimie ciekw powierzchniowych jak i w rodowisku wd podziemnych. Eksploatacja wyrobisk grniczych czsto powo-

  • Antropogeniczne zagroenia wd podziemnych na obszarach grniczych na przykadzie miasta Jaworzno

    33

    duje zmian charakteru rzek z drenujcego na infiltracyjny (abnik), obnienie zwier-ciada wd podziemnych, a nawet cakowity jego zanik wskutek zarwno odwodnie prowadzonych w rnych formacjach geologicznych, jak te uaktywnienia podziem-nych przepyww w kanaach i szczelinach krasowych. Zjawisko obniania si zwier-ciada wody w pytkich poziomach potguje susza hydrologiczna obserwowana w ostatnich latach na obszarze poudniowej Polski, ktrej skutkiem jest spadek zwierciada wody take w studniach zlokalizowanych poza zasigiem drenau kopalnianego.

    Wieloletnie dziaanie systemu odwadniania eksploatowanego zoa piaskw doprowadzio do powstania leja depresyjnego w utworach czwartorzdowych, w ktrego obrbie znajduj si czciowo istniejce cieki powierzchniowe. Powoduje to infiltracj wody do wyrobisk, a zmniejszenie przepyww uwidacznia si w nie-szczelnych korytach rzek, np.: Biaej Przemszy, Koziego Brodu, abnika. Rwnocze-nie maleje spyw powierzchniowy w tych czciach zlewni ciekw, ktre znajduj si w zasigu drenujcego oddziaywania kopal.

    Eksploatacja grnicza ZG Sobieski powoduje powstawanie na powierzchni te-renu deformacji niecigych w postaci rozlegych niecek osiada. Proces powstawania niecek osiada w sposb niekorzystny odbija si na stosunkach wodnych panujcych gwnie w czwartorzdowym pitrze wodononym. W czci poudniowo-wschodniej obszaru grniczego, maksymalne obnienia terenu wynosz w granicach 3-5 m. W cz-ci tego obszaru wystpuj liczne wyniesienia morfologiczne uksztatowane przez zale-gajce w podou utwory triasu, gdzie obserwuje si gbsze zaleganie zwierciada wd gruntowych. W ich rejonie nie jest spodziewane wystpienie niekorzystnych zmian hy-drogeologicznych, jak zalewiska bd podtopienia terenu. Natomiast na pozostaym ob-szarze miasta mona si spodziewa tego typu zjawisk lub ju one nastpiy.

    Szczeglnie niekorzystnie przedstawia si prognoza odbudowy zwierciada wody w lejach depresyjnych na obszarach zainwestowanych. Niestety opracowania planistyczne nie przewidyway ponownego zawodnienia obszarw bdcych pod wpywem drenau grniczego, std w wielu przypadkach tereny te zostay zabudo- wane, bd s przeznaczone pod zabudow rodzi to ju okrelone problemy tech- niczne, ekonomiczne i spoeczne. Niniejsze opracowanie ma na celu wskazanie na moliwo wystpowania tego typu problemw na obszarach grniczych i postuluje bardziej szczegowe analizy tych uwarunkowa w opracowaniach planistycznych. Zasadniczy proces planowania na takich obszarach powinien zosta poprzedzony sporzdzonym przez specjalistw opracowaniem ekofizjograficznym problemowym.

    SUMMARY

    ANTHROPOGENIC HAZARDS TO GROUNDWATER IN MINING AREAS (JAWORZNO CASE STUDY)

    The article presents some hazards to groundwater in areas under big anthropogenic im-

    pact due to mining. Underground mining (extracting hard coal and lead-zinc ore) and surface mining (extracting sand) has led to significant transformation of the groundwater environ-

  • Damian Absalon, Magdalena Matysik

    ment. Stopping or limiting mining activity causes new problems for urbanised areas after several dozen years shallow groundwater appears in places with depression holes connected with draining. The reflections are based on the example of one of the districts of Jaworzno a city where intensive industrial and mining activity has had a significant impact. LITERATURA ABSALON D., 2008: Rzeki na obszarze GZM. [w:] Dulias R., Hibszer A., (red.): Grnolski

    Zwizek Metropolitalny. Zarys geograficzny. Polskie Towarzystwo Geograficzne Od-dzia Katowicki, Sosnowiec.

    ABSALON D., JANKOWSKI A.T., LENIOK M., 2003: Mapa Hydrograficzna Polski w skali 1:50000. Arkusz M-34-63-B Jaworzno (mapa wraz z komentarzem). Gwny Geodeta Kraju, Warszawa.

    ABSALON D., JANKOWSKI A.T., LENIOK M., WIKA S., 1995: Mapa Sozologiczna Polski w skali 1:50000. Arkusz M-34-63-B Jaworzno (mapa wraz z komentarzem). Gwny Geodeta Kraju, Warszawa.

    KOWALCZYK A., 2005a: The impact of intense urban and mine abstraction of water on groundwa-ter resources of the regional triassic aquifer systems (southern Poland). [w:] Sehuquillo A., Capilla J., Martinez-Cortina L., Sanchez-Vila S., (red.): Groundwater intensive use. Brookfield: AA. Balkema, Rotterdam.

    KOWALCZYK A., 2005b: Zasilanie wd podziemnych w warunkach antropopresji na przykadzie triasu lsko-krakowskiego. [w:] Sadurski A., Krawiec A., (red.): Wspczesne problemy hydrogeologii. T. 12. Wydawnictwa Uniwersytetu Mikoaja Kopernika, Toru.

    KLIMASZEWSKI M., 1972: Podzia geomorfologiczny Polski Poudniowej. [w:] Geomorfologia Polski. T. I. Gry i Wyyny. Warszawa.

    KONDRACKI J., 1994: Geografia Polski. Mezoregiony fizycznogeograficzne. PWN, Warszawa. KOTLICKA G., MYNARCZYK S., 1995: Ocena lokalnych zasobw wd powierzchniowych i pod-

    ziemnych w celu ich wykorzystania dla miasta Jaworzna do celw pitnych i przemysowych. Archiwum PIG. Warszawa.

    RAZOWSKA-JAWOREK L., CHMURA A., WANTUCH A., ROLKA M., 2006: Wstpna anali-za warunkw hydrogeologicznych na potrzeby planowania przestrzennego miasta Jaworzna. PTPNoZ (maszynopis), Sosnowiec.

    _________________________ Dr Damian Absalon

    [email protected] Uniwersytet lski ul. Bdziska 60 41-200 Sosnowiec Dr Magdalena Matysik

    [email protected] Uniwersytet lski ul. Bdziska 60 41-200 Sosnowiec

  • Przeobraenia stosunkw wodnych w warunkach zmieniajcego si rodowiska Red. A.T. Jankowski, D. Absalon, R. Machowski, M. Ruman

    35

    DYNAMIKA STREFY AKUMULACYJNEJ PONIEJ CZOA ODCINKA O WYMUSZONEJ EROZJI

    WGBNEJ ZBIORNIKA WOCAWSKIEGO Zygmunt BABISKI, Micha HABEL

    Instytut Geografii, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz

    Abstrakt: Przegrodzenie koryta dolnej Wisy zapor powoduje drastyczne zmiany zarwno w zjawiskach hydrologicznych jak i w transporcie rumowiska klastycznego. Dochodzi do zmian morfologii dna doli-ny rzecznej powyej i poniej pitrzenia. Na dolnym stanowisku rzeki rozprzestrzenia si fala erozyjna, poniej ktrej tworzy si strefa agradacyjna z typowymi dla rzeki roztokowej centralnymi i rodkowy-mi achami. Strefa ta charakteryzuje si spyceniem przecitnego dna koryta od okoo 0,2 m do 0,4 m. Maksymalne wynurzenie ach znajduje si w czci kocowej, tu bezporednio w ssiedztwie fali ero-zyjnej, obniajc si sukcesywnie w d rzeki. Dugo strefy akumulacyjnej, w zalenoci od dynamiki strefy erozyjnej mieci si w granicach 7-11 km. Po 40-tu latach funkcjonowania stopnia wodnego we Wocawku, strefa akumulacyjna wkroczya ju w odcinek Wisy uregulowanej w XIX wieku (ok. 40 km poniej zapory), a na odcinek rzeki w Nieszawie wkroczya ju bezsprzecznie fala erozyjna.

    Sowa kluczowe: Wisa, Zbiornik Wocawski, erozja wgbna, czoo strefy erozyjnej, dynamika strefy akumulacyjnej.

    WPROWADZENIE

    Przegrodzenie koryta rzecznego zapor stanowi przejaw najsilniejszej inge-rencji w system fluwialny, powodujcy drastyczne zmiany zarwno w zjawiskach hydrologicznych jak i w transporcie rumowiska klastycznego. Dziki zaporze po-wstaje zbiornik (sztuczne jezioro), w ktrego cofce nastpuje spowolnienie ruchu wo- dy do wartoci krytycznej transportu rumowiska wleczonego, a nastpnie zrzut ma-teriau w postaci piaszczysto-wirowej formy deltowej, a w jego dolnej czaszy istnie-j warunki sprzyjajce do przynajmniej czciowej dekantacji transportowanej za-wiesiny. Powstay w ten sposb deficyt w transporcie rumowiska klastycznego jest uzupeniany poniej zapory w wyniku erozji wgbnej (rys. 1) (m.in.: Babiski, 1982, 1992; Galay, 1983; Veksler, Donenberg, 1983; Williams, Wolman, 1984; Andrews, 1986; Raynov i in., 1986; Belyj i in., 2000), czsto te bocznej. Proces erozji wgbnej poni-ej zapr, jak wynika z literatury wiatowej (Babiski, 2002), nie prowadzi do pene-go zaspokojenia mocy transportowej systemu fluwialnego, co sprawia, e adna z badanych rzek nie osigna wielkoci transportowanego rumowiska wleczonego do jej ujcia z okresu sprzed budowy zapory. Natomiast, tu poniej czoa strefy ero-

  • Zygmunt Babiski, Micha Habel

    36

    zyjnej tworzy si krtki odcinek o charakterze akumulacyjnym (rys. 1-1Aa), z ty-pem koryta roztokowego. Niestety, na temat dynamiki strefy akumulacyjnej poni-ej odcinka erozyjnego, literatury brak. Istniej jedynie przesanki dotyczce istnienia takich stref poniej zapr, ktre przede wszystkim utrudniaj eglug i dziki temu s zauwaalne. Przykadem tego jest m.in. odcinek Wogi poniej Zbiornika Nini Novgorodzki (d. Gorkowski), ktry mieci si aktualnie w poowie midzy zapor tego zbiornika a ujciem rzeki Oki (informacja wasna). Na odcinku tym, podczas niwek, praktycznie egluga nie istnieje, dlatego rozwaa si budow kolejnego Zbiornika Czeboksarskiego, ktry podparby Zbiornik Nini Novgorodzki, cze-go nie osignito przez niej usytuowany Zbiornik Samarski (d. Kujbyszewski) (Babiski, 2002). Czsto take, na rosyjskich rzekach w miejscach tych dokonuje si poboru aluwiw dla celw budowlanych, co w duym stopniu eliminuje ten nie-korzystny dla eglugi proces (Berkovich, 2005).

    Rys. 1. Wpyw stopni wodnych na procesy korytowe rzek aluwialnych schemat: 1 akumulacja rumowiska: Ad wleczonego w zbiorniku, Az unoszonego w zbiorniku, Aa wle-czonego, wyerodowanego z dna (brzegw) odcinka erozyjnego; 2 E strefa erozji wgbnej (bocznej); 3 poziom zwierciada wody rzeki przed wybudowaniem zapory; strzaki kierunki rozwoju procesu korytowego.

    Fig. 1. Influence of the reservoir on fluvial processes in alluvial rivers scheme: 1 accumulation: Ad bed-load in reservoir, Az suspended-load in reservoir, Aa bed-load material formation by bed erosion below the dam (downstream from the front of erosion zone); 2 E bed erosion zone; 3 water level before dam construction; arrows directions of fluvial processes development.

    Celem artykuu jest okrelenie strefy akumulacyjnej, jej parametrw i dynami-

    ki w okresie istnienia Zbiornika Wocawskiego (1968-2008), na tle rozwoju strefy erozyjnej poniej zapory. Dotyczy to przede wszystkim odcinka szczegowej ana-lizy pod Nieszaw (700-702 km biegu Wisy) (rys. 2), na ktrym badania prowa-dzono w latach 1981-1989 (Babiski, 1992), w poowie lat 90. XX wieku (Babiski, 2002), a nastpnie wznowiono po roku 2007 (Habel, 2007).

    Badania terenowe polegay na zastosowaniu specjalnie w tym celu opraco-wanej metody pomiarw geodezyjnych dynamiki cz ach (Babiski, 1992). Zasto-sowanie tej metody ma jednak ograniczenia - jest moliwe w przypadku pomiaru z wysokiej skarpy (brzegu koryta), a take musz by widoczne krawdzie ach (ni-skie i rednie stany wody).

  • Dynamika strefy akumulacyjnej poniej czoa odcinka o wymuszonej erozji wgbnej

    37

    Rys. 2. Lokalizacja odcinka szczegowej analizy dynamiki dna koryta Wisy pod Nieszaw w km 700-702.

    Fig. 2. Localization of the detail analyze of dynamics Vistula bed sector near Nieszawa (km 700-702). Tabela 1. Zmiany morfometryczne koryta Wisy w odcinku nieszawskim (700-702 km) w latach 1984-2008.

    Table 1. Morphometrical changes of the Vistula channel in Nieszawa segment (700-702 km) in years 1984-2008.

    Pojemno Powierzchnia rednia gboko Data [km3] [km2] [m]

    04.10.1984 0,0254 1,082 2,34 18.04.1985 0,0242 1,078 2,24 05.05.1987 0,0209 1,085 1,93 03.05.1988 0,0248 1,098 2,25 09.11.1988 0,0271 1,113 2,43 20.06.1995 0,0311 1,148 2,77 19.05.2008 0,0408 1,173 3,58

    Zastosowanie tej metody wraz z dokadnie wykrelonym planem batyme-

    trycznym dna badanego odcinka (przynajmniej jednorazowe w cigu roku sondo-wanie dna), umoliwio obliczenie transportu rumowiska wleczonego, wybranych elementw morfologii koryta, w tym redniej gbokoci koryta (tab. 1), odniesionej do tej samej wysokoci zwierciada wody na wodowskazie w Nieszawie 418 cm

  • Zygmunt Babiski, Micha Habel

    38

    (Babiski, 1992). W ostatnim przypadku, rednie wartoci gbokoci strefy dennej koryta, posuyy do scharakteryzowania ruchw erozyjno-akumulacyjnych dna koryta (tab. 1, rys. 3B) gwnego celu niniejszego opracowania. ODCINEK EROZYJNY

    Rozwj procesu erozji wgbnej poniej zapory jest charakteryzowany przez tempo obniania si dna koryta i przez przemieszczanie si czoa strefy erozyjnej w d rzeki (rys. 1). Uwaa si, e w obydwu przypadkach mamy do czynienia z ogln tendencj do ich powolnego wygasania w czasie, z pewnymi fluktuacjami zwizanymi gwnie z reimem hydrologicznym rzeki (lata suche lata wilgotne) i ze zrnicowan budow dna koryta (Babiski, 1992). Badania prowadzone w la-tach 1969-1995 wykazay, e dla rozpatrywanego okresu 27 lat dziaalnoci stopnia wodnego we Wocawku, dno koryta poniej zapory obniyo si ponad 3,5 m, przy rocznym tempie przemieszczania si czoa strefy erozyjnej 1,1 km (Babiski, 1992, 2002). Biorc pod uwag te tendencje, aktualnie po prawie 40 latach, czoo strefy erozyjnej znajduje si w odlegoci ponad 44 km od zapory, tj. poniej Nieszawy na szerokoci Niziny Ciechociskiej (719 km biegu Wisy pocztek koryta uregu-lowanego Wisy pod koniec XIX wieku posterunek wodowskazowy Silno), nato-miast sama strefa obnionego dna (w stosunku do okresu poprzedzajcego wpyw zbiornika) ma nastpujce parametry: w bliskim ssiedztwie zapory w granicach 3,5-4,0 m, w linii mostu drogowego we Wocawku okoo 2,8-3,0 m, za w badanym odcinku pod Nieszaw okoo 1,6 m. W zwizku z tym, e poniej zapory, na od-cinku o dugoci prawie 10 km, dno koryta buduj utwory trudno rozmywalne tj. glina czsto pokryta brukiem morenowym oraz i (brak aluwiw), tempo procesu erozji wgbnej jest tu ograniczone, co aktywizuje go w aluwialnym odcinku niej lecym. Dotyczy to przede wszystkim badanego odcinka pod Nieszaw, gdzie miszo piasku fluwialnego i fluwioglacjalnego dochodzi do 10 m (rys. 4II) (Wi-niewski, 1976). ROZWJ ODCINKA AGRADACYJNEGO

    Proces erozji wgbnej poniej zapory przyczynia si do odnowy rumowiska wleczonego (czciowo zawiesiny), zakumulowanego w grnej czaszy zbiornika (rys. 1). Po osigniciu przecitnej rocznej wartoci transportu rumowiska wleczo-nego, tj. okoo 0,7 mln m3, ktra jest wielkoci progow dla mocy transportowej dolnej Wisy (Babiski, 1992), zrzuca go, tworzc odcinek o wymuszonej akumu-lacji. W wyniku tego Wisa na tym odcinku ma charakter typowej rzeki roztokowej, z licznymi achami centralnymi i bocznymi. Powierzchnie tych ach zalegaj na wy-sokoci odpowiadajcej tym formom innych odcinkw koryta nieuregulowanego (roztokowego) Wisy, np. w okolicy Wyszogrodu lub nieznacznie je przewyszaj

  • Dynamika strefy akumulacyjnej poniej czoa odcinka o wymuszonej erozji wgbnej

    39

    (wynurzaj si do 0,2 m ponad redni stan wody, sporadycznie, po przejciu wy-sokiej fali wezbraniowej do 0,4 m). Staj si dziki temu wizualnym wskanikiem pojawienia si strefy akumulacyjnej poniej stopnia wodnego ju przy rednich sta-nach wody i niszych.

    Analiza zmiennoci wartoci redniej gboko koryta w czasie, nie dla po-jedynczego przekroju poprzecznego (dua przypadkowo pomiaru w plosie lub asze), lecz dla odcinka, co najmniej 2 km dugoci (Babiski, 1992), daje moliwo okrelenia tendencji erozyjno-akumulacyjnych rzeki. Z analizy planimetrycznej baty- metrii koryta odcinka nieszawskiego, wykrelonego dla roku 1951 wynika, e w tym okresie koryto o charakterze roztokowym miao redni gboko 2,2 m. Jest to gboko koryta Wisy, ktra mieci si w granicach rzeki nieuregulowanej (red-nia gboko koryta sprzed regulacji dla odcinka toruskiego i pod Solcem Ku-jawskim wynosia 1,95 m) (Babiski, 1992), nieznacznie j przewyszajc. Ta 0,25 m rnica redniej gbokoci koryta wynika niewtpliwie ze znacznego zwenia koryta w dolnym jego odcinku oraz z tego, e odcinek nieszawski znajdowa si ju w tym czasie w stadium pocztkowym regulacji.

    W kolejnych latach, tj. od drugiej poowy lat 70. XX w. do poowy lat 80. XX w., na odcinku nieszawskim Wisa przejawiaa sta tendencj zmian gbokoci kory-ta o charakterze oscylacyjnym, ktra miecia si w granicach 2,42-2,44 m (Babiski, 1992). Pod koniec 1984 roku rednia gboko analizowanego odcinka wynosia 2,34 m, by po p roku ulec spyceniu o dalsze 0,1 m (tab. 1). W 1987 r. zanotowano wyrane zmniejszenie si redniej gbokoci do 1,99 m (Babiski, 1992), a w wy-niku analizy komputerowej uzyskano warto 1,93 m (tab. 1, rys. 3B), ktra odpo-wiadaa parametrom koryta rzeki roztokowej. Jak si pniej okazao, byo to naj-wiksze spycenie koryta w tym odcinku, wskazujce o agradacyjnej dziaalnoci rzeki. By to jednoczenie moment, od ktrego nastpowa jednokierunkowy pro-ces erozji wgbnej (rys. 4I).

    Od 1987 roku na odcinku nieszawskim obserwuje si sta tendencj w ob-nianiu dna koryta Wisy. Ju na wiosn nastpnego roku koryto redniej wody obniyo si o 32 cm (tab. 1). Z wartoci rednich gbokoci koryta wynika jednak fakt, e jest to jeszcze w dalszym cigu odcinek o charakterze agradacyjnym. Do-piero w poowie lat 90. stwierdzono wyrane obnienie si dna koryta, dziki kt-remu na przeomie roku hydrologicznego 1994/95 osigno ono redni gboko 2,77 m. Moemy wic przypuszcza, e pojawienie si w odcinku nieszawskim strefy erozyjnej nastpio dopiero pod koniec roku 1995, natomiast poprzedzajcy je okres z obniajcym si dnem, odpowiada warunkom strefy przejciowej midzy proce-sem agradacji a erozji wgbnej. Oznacza to, e midzy odcinkiem o charakterze ero-zyjnym i agradacyjnym nie istnieje wyrana granica, lecz kilkukilometrowej dugoci strefa przejciowa, dlatego w czoowej czci strefy erozyjnej mog wystpowa formy akumulacyjne typu ach, za usytuowana w ssiedztwie kocowa cz strefy agradacyjnej moe si obnia.

    Kolejne badania dynamiki dna przeprowadzone 19 maja 2008 roku, prawie po 40 latach od chwili przegrodzenia koryta zapor we Wocawku (13.10.1968 r.),

  • Zygmunt Babiski, Micha Habel

    40

    wykazay e rednia gboko dna osigna maksymaln warto 3,58 cm (tab. 1). Porwnujc t warto do tych, ktre otrzymano t sam metod pomiarow dla od-cinkw uregulowanego koryta Wisy pod koniec XIX wieku pod Toruniem i Solcem Kujawskim (rednio dla obydwu odcinkw 3,06 m Babiski, 1992) naley stwier-dzi, e pogbienie dna koryta w odcinku nieszawskim przewyszyo efekty prac regulacyjnych o 52 cm, tj o 17%! Biorc pod uwag fakt staej tendencji obniania si dna koryta (wkraczania erozji wgbnej), co uatwia prawie 10 m miszo aluwiw w profilu Nieszawy (rys. 4II) (Winiewski, 1974), naley liczy si ze znacznym od-daleniem si koryta Wisy od tego miasta.

    Rys. 3. Plany batymetryczne (A) przykadowych sytuacji dna koryta i rednich gbokoci dna koryta (B tab. 1) Wisy pod Nieszaw (km 700-702): 1 zanurzone i wynurzone fragmenty ostrg rzecznych do SW, 2 gwny nurt.

    Fig. 3. Bathymetric plans (A) exemplify river-bed situations and average river-bed deep (B table 1), of Vistula river near Nieszawa (km 700-702): 1 emerged and submerged fragments of groynes, related to mean water level (SW), 2 direction of main water flowing (thalweg).

    Pooenie odcinka agradacyjnego jest cile zwizane z dynamik czoa fali erozyjnej. Jak wykazay badania terenowe, po czterech latach dziaalnoci zbiorni-ka odcinek akumulacyjny znajdowa si midzy 9 a 20 km poniej zapory. rednia

  • Dynamika strefy akumulacyjnej poniej czoa odcinka o wymuszonej erozji wgbnej

    41

    gboko koryta na tym odcinku podniosa si przecitnie o okoo 0,21 m (Babi-ski, 1982, 1992). Natomiast do poowy lat 80. odcinek ten przesun si o dalsze 7 km w d rzeki, by w roku 1987 rozprzestrzenia si na 698-718 kilometrze Wisy.

    Rys. 4. Wahania redniej gbokoci koryta Wisy w odcinku 700-702 km pod Nieszaw: I na tle bu-

    dowy geologicznej (wg E. Winiewski, 1974, zmienione), II wraz z prognoz: 1 utwory mioceskie, 2 utwory plioceskie, 3 glina morenowa, 4 i, 5 utwory piaszczyste i wirowe, 6 mada.

    Fig. 4. Fluctuations of the mean deep Vistula channel near Nieszawa (700-702 km): I in the background of the geological structure (after E. Wisniewski, 1974, changed), II together with their prognosis: 1 Miocene, 2 Pliocene, 3 clay, 4 loam, 5 sands and gravel, 6 mada.

    W ten sposb proces agradacji rzeki wkroczy ju w odcinek Wisy uregulo-

    wanej w XIX w. Naley przypuszcza, co czciowo potwierdzi zwiad lotniczy z lip- ca 2008 roku, e odcinek agradacyjny aktualnie mieci si w na pograniczu odcinka nieuregulowanego (nizina Ciechociska) i uregulowanego w XIX w. poniej Silna.

    Jak wynika z dotychczasowych bada, odcinek akumulacyjny charakteryzu-je si tym, e maksimum agradacji rumowiska dennego (w 1987 roku pod Niesza-w w 700-702 km, rys. 3B, tab. 1) znajduje si w jego czci grnej, tu w ssiedz-twie czoa fali erozyjnej a nie, jak wynikaoby to z bezporednich obserwacji tere-nowych ach (fotografie ze zwiadu lotniczego), na pocztku jego strefy (rys. 1 Aa). Ma to swe uzasadnienie w rozkadzie energii rzeki i jej mocy transportowej. Aku-mulacja materiau wleczonego na odcinku agradacyjnym koryta odbywa si, bowiem na podobnych zasadach jak m.in. podczas wezbrania w obrbie rwniny zalewowej czy kp, gdzie najintensywniej przebiega w bezporednim kontakcie z nurtem rzeki, wygasajc nastpnie wraz z oddalaniem si od tej strefy w d rzeki. Dlatego po-

  • Zygmunt Babiski, Micha Habel

    42

    wierzchnie ach najbardziej wynurzaj si w kocowej czci strefy akumulacyjnej obniajc si w d rzeki. WNIOSKI KOCOWE

    Wpyw zbiornikw wodnych na rodowisko fluwialne poniej zapr jest

    w przewaajcej czci charakteryzowany przez proces erozji wgbnej. Jest to za-razem proces przynoszcy straty zarwno w rodowisku przyrodniczym jak i w go-spodarce czowieka std jego wano. Z kolei towarzyszcy, poniej czoa strefy erozyjnej, odcinek agradacyjny w literaturze przedmiotu nie jest doceniany i w peni ignorowany, ze wzgldu na znikome znaczenie gospodarcze. Tymczasem w przy-padku badanego odcinka Wisy poniej Zbiornika Wocawskiego, w szczeglnoci lewobrzenej Niziny Ciechociskiej (706-718 km), moe on mie ogromne znaczenie w odniesieniu do faktu zwikszenia si prawdopodobiestwa wystpienia wezbra zatorowych oraz przerwania waw przeciwpowodziowych i zalania obszaru kurortu.

    Jak wynika z prawie 40. letniej dziaalnoci Zbiornika Wocawskiego strefa akumulacyjna charakteryzuje si spyceniem przecitnego dna koryta od okoo 0,2 m do 0,4 m po przejciu fali wezbraniowej. Dziki temu, ju podczas rednich stanw wody, achy s wynurzone nadajc rzece wygld typowy dla koryt roztokowych. Maksymalne wynurzenie ach znajduje si w czci kocowej, tu bezporednio w ssiedztwie fali erozyjnej, obniajc si sukcesywnie w d rzeki. Dugo strefy akumulacyjnej, w zalenoci od dynamiki strefy erozyjnej, warunkowanej take cha-rakterem wezbra, mieci si w granicach 7-11 km. Zgodnie z wieloletnimi badania-mi dynamiki czoa strefy erozyjnej, przecitne tempo przemieszczania si odcinka agradacyjnego wynosi 1,1 km w cigu roku.

    SUMMARY

    DYNAMIC OF THE ACCUMULATIVE ZONE BELOW THE INTENSE BED EROSION SECTION OF THE WOCAWEK RESERVOIR

    Bed erosion below the dam is responsible for the morphological transformations of the

    valley bottom. Downstream from the front of an erosion wave, where renew the bed-load accumulated in reservoir, created the aggrading zone with typical central and mid-channel bars of braided river. The river bottom in this segment is lowered about 0,2-0,4 m than in regulated (straight) stretch of channel. The accumulative zones in Nieszawa segment, oc-curred about 26 km below the Wocawek reservoir after 16 to 19 years of the dam closure, were observed. The maximal shallow of aggrading zone (bars emerged during mean water level) in the end of its, were stated. The stretch of accumulative zone limited to 7-11 km long. After 40-years of the Wocawek barrage existence, the aggrading zone occurring in regulated in XIX century part of Vistula channel (40 km below the dam), in Nieszawa seg-ment is going very intensive deep erosion.

  • Dynamika strefy akumulacyjnej poniej czoa odcinka o wymuszonej erozji wgbnej

    LITERATURA ANDREWS E. D., 1986: Downstream effects of Flaming Gorge Reservoir on the Green River. Colo-

    rado and Utah, Geol. Soc. Am. Bull., 1012-1023. BABISKI Z., 1982: Procesy korytowe Wisy poniej zapory wodnej we Wocawku. Dok. Geogr., 1-2. BABISKI Z., 1992: Wspczesne procesy korytowe dolnej Wisy. Prace Geogr., 157. BABINSKI, Z., 2002: Wpyw zapr na procesy korytowe rzek aluwialnych ze szczeglnym uwzgld-

    nieniem stopnia wodnego Wocawek. Wydawnictwo Akademii Bydgoskiej, Bydgoszcz. BELYJ B.V., VINOGRADOVA I.I., IVANOV V.V., NIKITINA .N., CHALOV R.S., CHERNOV

    A.V., 2000: Morfologia i deformacja rusla Verchnego Jeniseja, medu Sajano-Szuszenskoj GES i Krasnojarskim Vodochraniliszczem. [w:] Chalov R.S., (red.): Erozja poczv i ruslovyje processy, 12. Moskwa.

    BERKOVICH K.M. 2005: Ruslovye procesy i ruslovye karjery. Universitet im. M.V. Lomonosova, Moskwa.

    GALAY V.J., 1983: Causes of river bed degradation. Water Res. Research, 19, 5, 1057-1090. HABEL M., 2007: Fluvial processes below the Wloclawek dam. Proceedings of the 10th International

    Symposium on River Sedimentation, vol. 2. Moscow. s. 168-175. RAYNOV S., PECHINOV D., KOPALIANI Z., 1986: River response to hydraulic structures. [w:]

    Hey R.D., (red.): International Hydrological Programme, UNESCO, Paris. VEKSLER A.B., DONENBERG V.M., 1983: Pereformirovanie rusla v ninich befach krupnych gidro-

    elektrostancij. Energoatomizdat, Moskva. WILLIAMS G.P., WOLMAN M.G., 1984: Downstream effects of dams on alluvial rivers. Geol.

    Survey Profes. Paper, 1286, Washington. WINIEWSKI E., 1976: Rozwj geomorfologiczny doliny Wisy pomidzy Kotlin Pock a Kotlin

    Torusk. Prace Geogr., IG PAN, 119. _________________________ Prof. dr hab. Zygmunt Babiski,

    [email protected] Uniwersytet Kazimierza Wielkiego ul. Miska 15 85-428 Bydgoszcz Mgr Micha Habel

    [email protected] Uniwersytet Kazimierza Wielkiego ul. Miska 15 85-428 Bydgoszcz

  • Przeobraenia stosunkw wodnych w warunkach zmieniajcego si rodowiska Red. A.T. Jankowski, D. Absalon, R. Machowski, M. Ruman

    45

    PRZYRODNICZE I ANTROPOGENICZNE UWARUNKOWANIA LOKALIZACJI ZBIORNIKW MAEJ RETENCJI

    W GRACH WITOKRZYSKICH Tadeusz BIERNAT, Tadeusz CIUPA, Roman SULIGOWSKI

    Instytut Geografii, Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy Jana Kochanowskiego, Kielce

    Abstrakt: Celem opracowania jest ukazanie wybranych uwarunkowa naturalnych i antropogenicznych determinujcych lokalizacj zbiornikw maej retencji w Grach witokrzyskich. Gry te s mezoregio-nem fizycznogeograficznym o powierzchni 1680 km2 odwadnianym przez rzek Nid, Kamienn, Czarn Staszowsk, Koprzywiank. Analizowany obszar pooony jest w caoci w wojewdztwie witokrzyskim.

    W Grach witokrzyskich istnieje 31 zbiornikw maej retencji (>1 ha). Najwicej jest ich zlokali-zowanych w zlewni Nidy (17). Planowane jest tu utworzenie (do 2020 roku) 32 zbiornikw wodnych o powierzchni co najmniej 1 ha. Wikszo z omawianych obiektw ma przeznaczenie retencyjno-rekre- acyjne, cz przeciwpowodziowe, energetyczne i wdkarskie.

    O lokalizacji obiektw maej retencji w Grach witokrzyskich decyduj dwie grupy czynnikw: przyrodnicze i antropogeniczne. Do pierwszej zaliczono cechy litologiczne podoa, cechy morfologiczne i elementy klimatu. W drugiej grupie czynnikw uwarunkowanych dziaalnoci czowieka wystpuj: uytkowanie i elementy zagospodarowania terenu wpywajce na dynamik obiegu i jako wd.

    Sowa kluczowe: zbiornik wodny, maa retencja, Gry witokrzyskie.

    WPROWADZENIE

    Maa retencja obejmuje system zabiegw majcych na celu popraw stosun-kw wodnych w zlewni, polegajc na wydueniu czasu i drogi obiegu wody oraz zanieczyszcze (Kowalczak, 2002). W ich skad wchodz naturalne jak i techniczne formy retencjonowania wody. Do naturalnych nale: ksztatowanie krajobrazu zlewni (zmiany sposobu uytkowania terenu np. poprzez zalesianie, odpowiedni ukad przestrzenny i rodzaje form zagospodarowania), zwikszenie retencji gle-bowej i ograniczenie erozji (odpowiednie ksztatowanie stokw, zabiegi agrotech-niczne, wprowadzenie trwaej rolinnoci ochronnej, waciwe wykorzystanie urz-dze melioracyjnych), ochrona i rewitalizacja siedlisk hydrogennych (bagien, tor-fowisk i mokrade). Techniczne formy retencjonowania ograniczone s w zasadzie do dolin i koryt rzecznych. Zaliczamy do nich przede wszystkim zbiorniki wodne o rnej wielkoci i przeznaczeniu (stawy, rdpolne zbiorniki rolnicze, oczka wod-ne, zbiorniki przeciwpoarowe, starorzecza, fosy, glinianki) oraz urzdzenia umo-liwiajce regulacj poziomu wody (jazy, zastawki, stopnie pitrzce) a take poldery zalewowe, obszary midzywala, systemy kanaw i roww czcych rzek gwn ze starorzeczami, waciwie funkcjonujce systemy drenarskie.

  • Tadeusz Biernat, Tadeusz Ciupa, Roman Suligowski

    46

    Pod wzgldem dyspozycyjnych zasobw wodnych wojewdztwo wito-krzyskie naley do najuboszych w kraju (3,6%) (Suligowski i in., 2009). Konieczne jest zatem podjcie zada majcych na celu ich zwikszenie, co byoby korzystne z punktu widzenia przyrodniczego i gospodarczego. Efektem tego bdzie m.in. zwikszenie wilgotnoci obszaru, wzrost poziomu wd gruntowych, agodzenie ekstremalnych zdarze, w tym powodzi i susz, ewentualnie ograniczenie ich skut-kw. Sytuacja taka sprzyjaaby take poprawie czystoci wd powierzchniowych i moliwoci ich wykorzystania do nawodnie rolniczych. Niekwestionowanym efek- tem byby te znaczcy rozwj turystyki i rekreacji na analizowanym obszarze.

    Celem opracowania jest ukazanie wybranych uwarunkowa naturalnych i an-tropogenicznych determinujcych lokalizacj zbiornikw maej retencji w Grach witokrzyskich. ZBIORNIKI WODNE W GRACH WITOKRZYSKICH ISTNIEJCE I PLANOWANE

    Gry witokrzyskie s mezoregionem fizycznogeograficznym o powierzchni 1680 km2 (Kondracki, 2002) odwadnianym przez rzeki: Nid, Kamienn, Czarn Staszowsk, Koprzywiank i fragmentarycznie przez Opatwk (rys. 1). Analizo-wany obszar pooony jest w caoci w wojewdztwie witokrzyskim, w obrbie 29 gmin.

    rodowisko przyrodnicze Gr witokrzyskich nie sprzyjao powstaniu wik-szych, naturalnych akwenw (>1 ha), natomiast jest ono dogodne do lokalizacji sztucznych obiektw hydrograficznych. Wynika ono z korzystnych warunkw kli-matycznego bilansu wodnego oraz dogodnych uwarunkowa litologicznych i mor-fologicznych den dolin. Dodatkowym argumentem za budow zbiornikw wodnych, zwaszcza na granicy obszarw zalesionych, w tym chronionych, jest tu odrodkowy ukad sieci rzecznej, ktrej wody w grnych odcinkach charakteryzuj si du czy-stoci a ich stan pogarsza si z biegiem rzek. Ju obecnie Gry witokrzyskie wy-rniaj si na tle wojewdztwa wikszymi zasobami wd powierzchniowych zgro- madzonych w zbiornikach retencyjnych, a w najbliszych latach planowane jest dal-sze ich zwikszenie (Program maej..., 2006).

    Inwentaryzacja obiektw w zakresie retencji zbiornikowej i stawowej doko-nana na podstawie Programu maej retencji dla wojewdztwa witokrzyskiego (2006), w oparciu o analiz wydanych pozwole wodnoprawnych dla poszczegl-nych obiektw oraz informacje zebrane w poszczeglnych gminach wykazaa, e w obrbie Gr witokrzyskich istnieje 17 zbiornikw maej retencji (>1 ha) o cznej powierzchni 798 ha i pojemnoci 48 tys. m3 oraz 14 obiektw stawowych o cznej powierzchni 31 ha i pojemnoci 19 tys. m3. Najwicej istniejcych zbiornikw zlokali-zowane jest w zlewni Nidy (17) (rys. 1). Znajduj si tu take najwiksze powierzch-niowo obiekty (>10 ha): w Borkowie, Cedzynie, Sukowie-Piaskowni, Wilkowie, Ume- rze oraz w Kielcach (Zalew Kielecki). Kolejnych kilka posiada powierzchni od 2 do

  • Przyrodnicze i antropogeniczne uwarunkowania lokalizacji zbiornikw