Zaopatrzenie ludności i przemysłu w wodę

w województwie śląskim

Prof. nzw. dr hab. inż. Beniamin Więzik

Globalne Partnerstwo dla Wody

Warsztaty

Warszawa - 24 lutego 2016 r.

Stowarzyszenie Hydrologów Polskich

Wyższa Szkoła Administracji w Bielsku-Białej

Woda, której dotykasz w rzece jest ostatkiem tej,

która przeszła i początkiem tej, która przyjdzie.

(Leonardo da Vinci)

Susza

Powódź

Beskid Żywiecki

Beskid Mały

Beskid Śląski

Pogórze Śląskie

Kotlina Oświęcimska

Wyżyna Śląska

Wyżyna

Krakowsko-Częstochowska Równina Opolska

Wyżyna

Woźnicko-Wieluńska

Wyżyna Przedborska

Kotlina Raciborska

Płaskowyż Głubczycki

Kotlina Ostrawska

Niecka Nidziańska

Kotlina Żywiecka

Krainy geograficzne województwa śląskiego

Środkowa Wisła

Warta

Mała Wisła

Górna Wisła

Górna Odra

Czadeczka

Środkowa Odra

Dorzecze

Z

l

e

w

n

i

a

Powierzchnia Powierzchnia

A A

[km2] [%] [%]

Wisły

M

a

ł

e

j

W

i

s

ł

y 3281

8,0

44,5

G

ó

r

n

e

j

W

i

s

ł

y 1221

Ś

r

o

d

k

o

w

e

j

W

i

s

ł

y 987

Odry

G

ó

r

n

e

j

O

d

r

y 2750

25,6

55,3

Ś

r

o

d

k

o

w

e

j

O

d

r

y 913

W

a

r

t

y 3157

Wagu (Dunaju)

C

z

a

d

e

c

z

k

i 25 0,2

R

a

z

e

m

1233

3 100

Hydrografia

województwa śląskiego

Dorzecze

Zlewnia Powierzchnia Powierzchnia

[km2] [%] [km2] [%]

Wisła

Małej Wisły 3281 26,6

5488

44,5 Górnej Wisły 1221 9,9

Środkowej Wisły 987 8,0

Odra

Górnej Odry 2750 22,3

6820

55,3 Środkowej Odry 913 7,4

Warty 3157 25,6

Wagu (Dunaju) Czadeczki 25 0,2

Zaopatrzenie w wodę

Rok

Pobór wody

ogółem

[hm3]

Pobór wody

[%]

Pobór wody

powierzchniowej

[%]

Woda przeznaczona do spożycia

przez ludzi 2009

2013

298,4

266,3

100

-10,9

63,6

59,4

Woda dla przemysłu 2009

2013

108,0

111,4

100

+3,1

51,2

48,5

Woda dla rolnictwa i leśnictwa

oraz uzupełniania stawów rybnych 2009

2013

75,9

80,6

100

+6,2

Razem 2009

2013

482,3

458,4

100

-5,0

Zaopatrzenie w wodę w województwa śląskiego w roku 2009 i 2013

(Rocznik GUS)

System zaopatrzenia w wodę aglomeracji górnośląskiej, bielskiej i częstochowskiej

Wodociągi Ziemi Cieszyńskiej

Zb. PRZECZYCE

Zb. WAPIENICA

Zb. KOZŁOW GÓRA

Zb. WISŁA-CZARNE

Cieszyn

Zb. ŁĄKA

70 000 m3∙d-1

223 000 m3∙d-1

Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji

Okręgu Częstochowskiego S.A. 145 300 m3·d-1

Zbiornik retencyjny

Rzeka Pojemność [hm3]

Maksymalna Użytkowa

Wisła Czarne

Wisła 5,06 2,11

Goczałkowice 161,25 88,22

Tresna

Soła

96,11 53,47

(61,85)

Porąbka 27,17 19,47

Czaniec 1,32 0,56

Kozłowa Góra Brynica 16,75 13,82

Przeczyce Przemsza 20,74 16,55

Łąka Pszczynka 11,20 7,90

Wapienica Wapienica 1,14 1,01

Dziećkowice 52,8

Razem

340,76 255.91

(264,29)

Zbiorniki retencyjne w systemie zaopatrzenia w wodę

województwa śląskiego

Ujęcia wody ze zbiornika retencyjnego Goczałkowice

Fot. A. Siudy

Gospodarka wodna na zbiorniku retencyjnym Goczałkowice

2 5 3 ,8

2 5 3 ,9

2 5 4 ,0

2 5 4 ,1

2 5 4 ,2

2 5 4 ,3

2 5 4 ,4

2 5 4 ,5

2 5 4 ,6

2 5 4 ,7

2 5 4 ,8

2 5 4 ,9

2 5 5 ,0

20

14

-12

-27

00

:00

20

15

-01

-16

00

:00

20

15

-02

-05

00

:00

20

15

-02

-25

00

:00

20

15

-03

-17

00

:00

20

15

-04

-06

00

:00

20

15

-04

-26

00

:00

20

15

-05

-16

00

:00

20

15

-06

-05

00

:00

20

15

-06

-25

00

:00

20

15

-07

-15

00

:00

20

15

-08

-04

00

:00

20

15

-08

-24

00

:00

20

15

-09

-13

00

:00

C za s t [d o b y]

Na

pe

łnie

nie

H [

m n

.p.m

.]

V = 1 2 ,7 8 h m3

N P P

2 5 .0 6 .2 0 1 5 r . 1 .0 9 .2 0 1 5 r .

V = 1 1 ,4 3 h m3

V = 7 6 ,4 4 h m3

Vuż = 88,22 hm3

(Zbionik Goczałkowice zapas wody → 355 dni)

Zbiornik retencyjny Tresna - 1.09.2015 r.

3,4 m

NPP

Fot. B. Więzik

Gospodarka wodna na zbiorniku retencyjnym Tresna

336,5

337,0

337,5

338,0

338,5

339,0

339,5

340,0

340,5

341,0

341,5

342,0

2014-1

2-2

7 0

0:0

0

2015-0

1-1

6 0

0:0

0

2015-0

2-0

5 0

0:0

0

2015-0

2-2

5 0

0:0

0

2015-0

3-1

7 0

0:0

0

2015-0

4-0

6 0

0:0

0

2015-0

4-2

6 0

0:0

0

2015-0

5-1

6 0

0:0

0

2015-0

6-0

5 0

0:0

0

2015-0

6-2

5 0

0:0

0

2015-0

7-1

5 0

0:0

0

2015-0

8-0

4 0

0:0

0

2015-0

8-2

4 0

0:0

0

2015-0

9-1

3 0

0:0

0

Czas t [doby]

Nap

ełnie

nie

H [

m n

.p.m

.] NPP

V = 19,85 hm3

V = 14,53 hm3

V = 34,62 hm3

25.06.2015 r. 1.09.2015 r.

V uż = 53,47 hm3

(Kaskada Soły zapas wody → 243 dni)

Bielsko-Biała

Gminy województwa śląskiego poza systemami zaopatrzenia w wodę

opartymi o retencje zbiornikową

≈ 250 000 mieszkańców

Potok Cięcinka

Potok Hrobaczy

Potok Zimny

Potok Kalonka

Wiejskie systemy zaopatrzenia w wodę

Ujęcie wody na potoku górskim - 31 sierpnia 2015 r.

Koryto powyżej ujęcie wody na potoku górskim - 31 sierpnia 2015 r.

Koryto poniżej ujęcie wody na potoku górskim - 31 sierpnia 2015 r.

APc0,03171Qsr

Przepływ średni roczny - wzór Iszkowskiego (1886)

gdzie:

Qsr – przepływ średni roczny w m3 s-1,

c – współczynnik odpływu (góry jak Beskidy, Wogezy c = 0,55),

P – wysokość opadu średniego rocznego (normalnego) w m,

A – powierzchnia zlewni w km2.

sr1Qν0,4Q

Przepływ średni niski Q1 (SNQ)

gdzie:

ν - współczynnik retencji,

Przepływ nienaruszalny metoda Kostrzewy (potoki górskie)

1nnQ1,52Q

Zasoby eksploatacyjne

nnsreQQQ

Errare humanum est sed modus in rebus est

Błądzić jest rzeczą ludzką, ale są granice, których nie można przekraczać

( Seneka Starszy)

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r.

w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody

(Dz.U. z 2002 r. Nr 8 poz. 70 )

Lp.

Wyposażenie mieszkań w instalacje

Przeciętne normy zużycia wody

dm3/mk ·dobę m3/mk ·mc

4 Wodociąg, ubikacja, łazienka, lokalne źródło

ciepłej wody (piecyk węglowy, gazowy –

gaz z butli, elektryczny bojler)

80 – 100 *

2,4 – 3,0 *

*) Wartości niższe odnoszą się do budynków podłączonych do zbiorników na terenach nieskanalizowanych, a wartości wyższe odnoszą się do budynków podłączonych do sieci kanalizacyjnych.

1 dm3∙s-1 = 85,4 m3∙d-1 → 854 mieszk.

Roczne krzywe sum czasów trwania przepływów wraz z wyższymi

Przekrój ujęcia wody na potoku Wilkówka

0 ,0 0

0 ,1 0

0 ,2 0

0 ,3 0

0 ,4 0

0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 1 8 0 2 1 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 3 3 0 3 6 0

C z a s t [d o b y ]

Prz

ep

ływ

Q [

m3s

-1]

2 0 0 3 2 0 0 2 2 0 0 1

2 0 0 0 1 9 9 9 1 9 9 8

1 9 9 7 1 9 9 6 1 9 9 5

1 9 9 4 1 9 9 3 1 9 9 2

1 9 9 1 1 9 9 0 1 9 8 9

1 9 8 8 1 9 8 7 1 9 8 6

1 9 8 5 1 9 8 4 1 9 8 3

1 9 8 2 1 9 8 1 1 9 8 0

1 9 7 9 1 9 7 8 1 9 7 7

1 9 7 6 1 9 7 5 1 9 7 4

1 9 7 3 1 9 7 2 1 9 7 1

Q e + Q n n = 0 ,0 1 7 m3

s-1Qe + Qnn = 10,7 dm3 s-1

Gwarancja przepływu eksploatacyjnego

Przekrój ujęcia wody na potoku Wilkówka

0 ,0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

1 ,0

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

P rz e p ły w Q [m3s

-1]

Dy

str

yb

ua

nta

ro

zk

ład

u

Gw

ara

nc

ja

0 ,8

0 ,7

1

0 ,9

0 ,6

0 ,5

0 ,42

1

3

4

5

C z a s y trw a n ia

1 - 3 6 5 d n i

2 - 3 4 0 d n i

3 - 3 1 0 d n i

4 -2 8 0 d n i

5 - 2 5 0 d n i

0 ,0 1 0 7

Problemy do rozwiązania w ramach

„Strategii zaopatrzenia w wodę województwa śląskiego”

1. Zmiana instrukcji gospodarowania wodą w systemie Mała Wisła – Soła.

2. Określenie zdolności przepustowych urządzeń przelewowo-spustowych

obiektów piętrzących wodę.

3. Aktualizacja poborów wody w pozwoleniach wodnoprawnych.

4. Rzetelna ocena zasobów eksploatacyjnych w przekrojach małych ujęć

wody.

5. Analiza wariantowa podniesienia gwarancji poboru wody (budowa małych

zbiorników retencyjnych, przerzuty międzyzlewniowe).