Upload
kkotlarczuk
View
833
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
HYDROLOGICZNA ROLA
ZALEWU ZEMBORZYCKIEGO
prof. dr hab. Zdzisław Michalczyk
dr Stanisław Chmiel, mgr Sławomir Głowacki
Zakład Hydrologii UMCS
Położenie Zalewu Zemborzyckiego
w dorzeczu Bystrzycy
W południowej części miasta, gdzie
szerokość doliny, o płaskim zatorfionym
dnie dochodzi do 2 km, wybudowano
Zalew Zemborzycki.
Zlewnia powyżej Zalewu jest
użytkowana rolniczo, a wzdłuż
wszystkich dolin istnieją zwarte ciągi
osadnicze – z dwoma miastami Bełżyce
i Bychawa
Zalew Zemborzycki
- rok budowy – 1974
- powierzchnia – 282 ha
- średnie głębokość – 2 m
- maksymalna głębokość - 5 m
- pojemność – 6,3 mln m3
- czas wymiany wody - 25 dni
Bystrzyca do zalewu:
- powierzchnia – 726 km2 ,
w tym grunty orne – 78 %
(ok. 90% stanowią gleby wyt. z utworów pyłowych)
łąki - 5 %
lasy = 12 %
zabudowa = 6 %
- przepływ średni – 3,2 m3/s
- przepływ max ~100 m3/s
- zasilanie – Qc/Qp 70-90%
Badania prowadzone przez pracowników Zakładu Hydrologii
UMCS w rejonie Zalewu Zemborzyckiego:
- pomiary hydrometryczne:
• stany wód
• przepływ
• batymetria zbiornika
- analizy hydrochemiczne:
• temperatura, pH, PEW, mętność, tlen, chlorofil, widzialność
• zawiesina
• aniony i kationy
• TN, TIN (ogólny i mineralny)
• TP, PO4 (ogólny i mineralny)
opr. wstępne dr W. Sobolewski
plan batymetryczny zbiornika – maj 2013
Sieć rzeczna
i rozmieszczenie
wodowskazów
1. wodowskazy Zakładu
Hydrologii UMCS,
2. wodowskaz IMGW
Średnie wartości z pomiarów przepływu wykonanych w letnich miesiącach lat 1990-2014 w rejonie Lublina.
Lp
.
Rzeka Miejscowość A Średnia
1990-1998
Średnia
1999-2006
Średnia
2007-2014
Średnia
1990-2014
Km2 Q q Q q Q q Q q
1 Bystrzyca Nowiny 461 1196 2,59 2123 4,61 1818 3,94 1692 3,87
2 Krężniczanka Krężnica 219 470 2,14 790 3,61 645 2,95 628 2,87
3 Bystrzyca Wrotków 725 1357 1,87 3019 4,16 2608 3,60 2290 3,16
Zlewnia różnicowa 1 = 3-1-2 45 -309 -6,86 106 2,36 146 3,24 -30 -0,66
A - powierzchnia zlewni, Q – przepływ w m3 s-1, q - odpływ jednostkowy w dm3 s-1km2
Ukształtowanie zwierciadła wody w rejonie Zalewu Zemborzyckiego w trzech latach:
A. 1955, B. 1995, C. 2013 (Michalczyk i in. 2014).
Hydroizohipsy, 2. Strefy nieciągłości pierwszego zwierciadła wody
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X
m3 s
-1
Krężniczanka - Krężnica
Bystrzyca - Nowiny
Bystrzyca - Zapora
Miesięczne przepływy rzek w rejonie Zalewu Zemborzyckiego w latach 2010-2014
,
Średnie i maksymalne miesięczne przepływy Bystrzycy
w profilu wodowskazowym Lublin w latach 1961-2010 (dane IMGW)
0
20
40
60
80
100
120
XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X
m3 s
-1
Średni
Najwyższy
Maksymalne roczne przepływy Bystrzycy w profilu wodowskazowym Lublin
(dane IMGW),
0
20
40
60
80
100
120
19
61
19
62
19
63
19
64
19
65
19
66
19
67
19
68
19
69
19
70
19
71
19
72
19
73
19
74
19
75
19
76
19
77
19
78
19
79
19
80
19
81
19
82
19
83
19
84
19
85
19
86
19
87
19
88
19
89
19
90
19
91
19
92
19
93
19
94
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
m3 s
-1
Kosarzewka Bychawa - wiosna 2012
Zemborzyce - wiosna 2012
Bystrzyca - k/mostu przy ul. Cienistej - wiosna 2012
Bystrzyca Nowiny - wiosna 2012
Wskaźnik Opad
(106 pr.)
Spływ pow.
(54 pr.)
Wody
gruntowe
(9 źródeł)
Bystrzyca
powyżej zalewu
(dane WIOŚ +
mat. własne)
Bystrzyca
poniżej zalewu
(dane WIOŚ +
mat. własne)
N – Total
mg·dm-3 0,1-6,1/1,4 0,3-14,6/2,31 0,5-5,4/1,75 2,33-5,11/2,91 0,84–3,41/2,09
NO3
mg·dm-3 0,5-16/2,4 0,1-25/3,3 4,5-17,8/7,6 3.1–12.7/6.6 <0.1–6.2/0.4
P - total
mg·dm-3 <0,01-0,58/0,02
<0,01-7,08/
0,28
0,05-0,15/
0,32
0,1–0,49/
0,23
0,01–0,40
/0,16
Chlorofil
„a” mg·dm-3 Nie badano Nie badano. Nie badano. <25 19-236/110
Zawartość azotu, fosforu i chlorofilu w wodach zlewni Bystrzycy,
wartość minimalna-maksymalna/średnia (2009-2012)
Rola hydrochemiczna Zalewu Zemborzyckiego
• Wody rzeki Bystrzycy oraz Zalewu Zemborzyckiego pod względem
hydrochemicznym charakteryzują się dominacją pary jonów HCO3-Ca.
Mineralizacja tych wód kształtuje się na poziomie 200-500 mg·dm-3, co
klasyfikuje je w przedziale wód słodkich. Odczyn wód zmienia się w zakresie
od 7 do 9 jednostek pH i ma charakter sezonowy; wyższe odczyny
notowane były zazwyczaj w półroczu letnim, a podczas bujnego rozwoju
fitoplanktonu odczyn wody przekraczał nawet pH 9.
• Wody rzeki Bystrzycy powyżej zbiornika charakteryzowały się znacznym
zasobem pierwiastków o dużym potencjale eutroficznym (N i P).
• Azot mineralny w profilu Bystrzyca powyżej zbiornika stanowił około ¾
azotu ogólnego. Poniżej zbiornika stężenie azotu mineralnego miało
znacznie niższe wartości i stanowiło ~40% azotu ogólnego.
• Fosfor mineralny powyżej zbiornika stanowił ponad 70% fosforu ogólnego,
natomiast poniżej zbiornika udział fosforu mineralnego spada
zazwyczaj poniżej 40%. Taki układ form azotu i fosforu w wodach na
dopływie i odpływie ze zbiornika, wskazuje na intensywny rozwój życia
biologicznego co w konsekwencji prowadzi do obniżenia jakości wód.
• W Zalewie Zemborzyckim następuje spadek zawartości rozpuszczonych
węglanów w wodach rzeki Bystrzycy. Pomiary wykonywane w latach 2010-2014,
wykazały że w okresie letnim ich redukcja w zbiorniku dochodziła do 50 mg·dm-3
CaCO3, a w okresie zimowym była o połowę niższa (co jest przejawem
znacznego wzrostu poziomu trofii wód).
• Wyniki badan hydrochemicznych i hydrometrycznych wskazują, że w
przeciętnym roku hydrologicznym deponowane było w zbiorniku około 100 ton
azotu, 6 ton fosforu, 2000 ton węgla mineralnego oraz ok. 1000 t zawiesiny.
• Zawiesina ma istotny wpływ na stan troficzny zbiornika, bowiem spływy
powierzchniowe, głównie z pól uprawnych zawierają wysokie stężenia azotu i
fosforu. Na dopływie do zbiornika koncentracja zawiesiny w okresie zasilania
podziemnego rzeki wynosiła około 10 mg·dm-3. Natomiast w okresach
wezbraniowych przeciętna koncentracja wynosiła około 30 mg·dm-3. Notowane
maksymalne wartości w okresie 2010-2014 przekraczały 100 mg·dm-3.
• Zmiana charakteru rzeki z typu fluwialnego na limniczny wpływa na akumulację
większości badanych pierwiastków w zbiorniku (również metali ciężkich
toksycznych dla środowiska), co ogranicza możliwość rekultywacji wód. Dalsze
wypłycanie zbiornika będzie wzmagało procesy resuspensji pierwiastków
(w tym o charakterze biogennym N, P i C), zdeponowanych w osadach;
zwłaszcza w okresach intensywnego mieszania wód z osadami np. podczas
wezbrań czy silnych wiatrów.
Bystrzyca poniżej zalewu - lato 2013
Bystrzyca poniżej zalewu - lato 2013
Podsumowanie
• Hydrologiczna rola Zalewu Zemborzyckiego zmienia się w zależności od: ilości
prowadzonej wody, stanów wody podziemnej oraz od wielkości wytwarzanych depresji
w studniach ujęć komunalnych.
• W czasie bardzo wysokich przepływów Zalew w niewielkim stopniu wpływa na
transformację fali wezbraniowej, z uwagi na małą pojemność retencyjną. W okresie
przeciętnych przepływów i przy średnich lub wysokich stanach wody podziemnej
następuje niewielki przyrost ilości płynącej wody w obrębie Zalewu. Przy niskich
stanach następuje ucieczka wody powierzchniowej do zasobów podziemnych,
szczególnie przy dużych depresjach wytwarzanych w ujęciach wody.
• Poprawa stanu ekologicznego zbiornika Zemborzyckiego, możliwa będzie dopiero po
ograniczeniu dopływu biogenów z górnej części zlewni rzeki Bystrzycy oraz ich
resuspensji z osadów; co przy obecnym sposobie zagospodarowania zlewni jest trudne
do osiągnięcia.
• Dla funkcjonowania Zalewu Zemborzyckiego niezwykle istotne jest utrzymanie
odpowiedniej jakości dopływającej wody. Konieczne jest uporządkowanie gospodarki
wodno-ściekowej, doprowadzenie do sytuacji, w której wody Bystrzycy i jej dopływów w
górnych biegach będą charakteryzowały się dobrymi parametrami jakościowymi.
• Konieczna jest przebudowa zbiornika wraz z jego pogłębieniem (w tym wybranie
osadów i torfów) oraz zmiana sposobu zasilania z typu zbiornika przepływowego na typ
stawowy. Przebudowany zbiornik powinien być stale lub okresowo zasilany wodami z
małego zbiornika wstępnego o zredukowanym poziomie pierwiastków biogennych
zarówno w formie rozpuszczonej jak i zawieszonej.
ot. Michał Nawrocki www.gagarin.org.pl Dziękujemy za uwagę