Warunki lokalizacji PROGÓW PIĘTRZĄCYCH STABILIZUJĄCYCH DNO na przykładzie rzeki Dunajec Wojciech Bartnik

ZAKRES 1. Wprowadzenie 2. Zrównoważony stan środowiska cieku 3 ZAKRES 1.Wprowadzenie 2.Zrównoważony stan środowiska cieku 3.Negatywne skutki erozji wgłębnej 4. Przyczyny wcięcia się rzek i potoków Karpackich 5.System oceny zmian hydromorfologicznych 6.Warunki lokalizacji progów 7.Podsumowanie – wnioski

W Karpatach i na przedpolu ma miejsce przeobrażenie rzek i potoków. W obszarach antropopresji potoki i rzeki dopasowują strukturę systemów korytowych do zmienionych warunków w dolinach na skutek: regulacji rzek - wzrost zdolności transportowej cieków budowy zbiorników zaporowych – brak alimentacji rumowiska na dolnym odcinku eksploatacji rumowiska bezpośrednio z koryt, zmian w charakterze użytkowania zlewni.

Zmiany systemów kortowych polegają głownie na erozyjnym modelowaniu. Raba, Skawa, Dunajec Wisłoka są pogłębiane w ostatnim wieku od 2-4 m, a w wyniku erozji wstecznej pogłębiają się również koryta w dolinach bocznych. Od roku 1989 można zauważyć pojawienie się impulsu erozji wgłębnej w wyniku zmian użytkowania.

Współczesne pogłębianie mniej intensywne w obrębie gór, a bardziej na ich przedpolu jest falą regresyjnego odmładzania koryt: zmiana kształtu koryt na węższe i głębsze zaprzestania funkcjonowania równin zalewowych pojawienie się cokołów skalnych zmiana koryt aluwialnych na skalne

Obniżenie się minimalnych rocznych stanów wody głównych rzek polskich Karpat i przedgórza w ciągu XX wieku Lp. Rzeka Przekrój Maksymalne obniżenie dna w XXw. 1 Soła Oświęcim 1.9 2 Skawa Wadowice 2.8 3 Raba Gdów 3.3 4 Dunajec Żabno 2.0 5 Poprad Stary Sącz 1.8 6 Biała Koszyce 1.4 7 Wisłoka Brzeźnica 3.8 8 Wisłok Dąbrówki 3.2 9 San Jarosław 3.1 10 Wisła Strumień 2.7

Procesy erozji i akumulacji - Czchów

Procesy erozji i akumulacji - Żabno

Zrównoważony stan środowiska cieku: wytworzenie lub odbudowa warunków cieku, który będzie w stanie równowagi hydrodynamicznej, tzn. będzie odprowadzał w dół swego biegu taką samą ilość rumowiska wleczonego jaka jest dostarczana do danego przekroju doliny, a profil podłużny dna nie będzie podlegał procesowi akumulacji ani erozji.

Negatywne skutki wcięcia się cieków widoczne w skali lokalnej: Drenowanie wód gruntowych do koryt na skutek obniżenia się średnich i niskich stanów w ciekach, powoduje: podmywanie budowli regulacyjnych i filarów mostowych wynurzenie brzegowych ujęć obniżenie stanów wezbraniowych poniżej strefy korzeniowej

Negatywne skutki wcięcia się cieków widoczne w skali lokalnej nadmierne przesuszanie gruntów uprawnych w dnach dolin , wysychanie starorzeczy i ubożenie roślinnych i zwierzęcych zbiorowisk nadrzecznych ekosystemów, wzrost temperatury wody w okresach upałów, wywołany zanikiem bieżącej wymiany pomiędzy wodami rzecznymi i wodami krążącymi w aluwiach szkodliwy dla ryb łososiowatych.

Stan ekologiczny cieku podstawą zarządzanie wodami – Ramowa Dyrektywa Wodna cele i zadania Stan ekologiczny cieku podstawą zarządzanie wodami – ocena stanu ekologicznego wód płynących; hydromorfologia - elementy jakości monitoring biologiczny - bezkręgowce wodne

ocena spójnej - biologicznej, morfologicznej i hydrologicznej klasyfikacji wartości ekosystemu wodnego rz. Dunajec Hydromorfologiczne elementy jakości: Połączenie z częściami wód podziemnych Ciągłość rzeki (w funkcji korytarza ekologicznego) Zmienność głębokości i szerokości rzeki Struktura i skład podłoża rzeki Struktura strefy nadbrzeżnej Wielkość i dynamika przepływu wód

Przekrój hydrogeologiczny Dunajec-Żabno

Przekrój poprzeczny – schemat zbiorowisk

Przekrój poprzeczny – schemat zbiorowisk

Przekrój poprzeczny – schemat zbiorowisk

Trzcinnik piaskowy (Calamagrostis epigeios L.) Zbiorowiska roślinne Trzcinnik piaskowy (Calamagrostis epigeios L.) Siedlisko: Wyróżnia się bardzo małymi wymaganiami wobec siedliska. Pełnię rozwoju osiąga na glebach piaszczystych, kwaśnych, ubogich o bardzo niskim poziomie wód gruntowych.

Zbiorowiska roślinne Gatunki pionierskie! - Brzoza brodawkowata, brzoza zwisła (Betula pendula ROTH) - Olsza czarna (Alnus glutinosa L.GAERTN.) -Wierzba iwa (Salix Kaprea L.) Efekt oddziaływania koryta w nowych warunkach

Dane archiwalne Opracowanie Lwowskie – rok 1894

Dane archiwalne Analiza profilu podłużnego - 1903 rok Próba 27:620 Ilkowice

Atrybuty warunków posadowienia progów

Dunajec Aktualne badania - opracowanie dla Dunajca

Dunajec Odcinek górny

Dunajec 27:620 Odcinek dolny 15:300 23:800 15:300 25:650 Próba 15:300 Biskupice Radłowskie 27:620 Próba 27:620 Sanoka-Ilkowice

Modelowanie numeryczne oddziaływania progów piętrzących Reżim przepływu Średnia prędkości przepływu wody na odcinku rzeki Dunajec pomiędzy progami Żabno i Sanoka, Q=120 m3 s-1

Modelowanie numeryczne oddziaływania progów piętrzących Reżim przepływu Naprężenia styczne o na odcinku rzeki Dunajec powyżej progu Żabno przy przepływie Q=120 m3 s-1 i rzędnej piętrzenia wody 176,75 zasięg cofki będzie widoczny na długości ok. 2,1 km powyżej progu

Modelowanie numeryczne oddziaływania progów piętrzących Reżim przepływu Średnia prędkość przepływu wody na odcinku rzeki Dunajec, Q=940 m3 s-1

Średnia prędkość przepływu wody oraz wektory prędkości, Q=940 m3 s-1 Modelowani numeryczne pracy przepławki biologicznej Reżim przepływu Średnia prędkość przepływu wody oraz wektory prędkości, Q=940 m3 s-1

Reżim przepływu Modelowani numeryczne pracy przepławki biologicznej Średnia prędkość przepływu w rejonie ujęcia wody do elektrowni dla przepływu Q=940 m3 s-1

Modelowani numeryczne pracy przepławki biologicznej Intensywność transportu rumowiska wleczonego Intensywność transportu rumowiska w rozwidleniu kanału 135º, Q=940 m3s-1

PODSUMOWANIE 1. Poniżej zbiorników retencyjnych, będzie zachodził proces erozji wgłębnej, wywołany odcięciem dopływu rumowiska i zaburzeniem równowagi hydrodynamicznej 2. Koryta rzek na przedpolu Karpat ulegają na skutek procesów erozyjnych stałemu pogłębianiu się z intensywnością ok. 5 cm/rok. Obniżenie dna osiągnęło lokalnie od 2 m do 4 m. Zachodzi konieczność powstrzymania dalszych procesów erozyjnych przy pomocy budowy progów stabilizujących

3.Po zakończeniu procesu sedymentacji progi będą spełniały rolę stabilizującą położenie dna koryta, 4.Zwiększenie minimalnego przepływu wody będzie miało duże znaczenie przyrodnicze dla rzeki, a podniesienie zwierciadła wody będzie oddziaływać na wzrost poziomu wód gruntowych i zwiększenie retencji aluwialnych zbiorników wód podziemnych, 5.Przy ustalaniu lokalizacji progów oraz poziomów ich normalnych piętrzeń, należy unikać budowy progów pojedynczych bez wzajemnych powiązań lokalizacyjnych

dziękuję za uwagę

Roczne amplitudy wezbrań 1870-2000 (Wodowskaz Żabno)