Program pomiarowy H1: wody powierzchniowe - rzeki

Znaczenie programu pomiarowego: rzeki jest niezmiernie istotne dla rozpoznania charakteru funkcjonowania procesów hydrologicznych, geomorficznych, geochemicznych i biologicznych w zlewni. Program pomiarowy monitorujący wody rzeczne realizowany jest we wszystkich Stacjach Bazowych.

Badania wód powierzchniowych w ramach ZMŚP prowadzone są w zlewniach należących do różnych makro i mezoregionów fizycznogeograficznych (Tab. 2), położonych w regionach: pojeziernym, nizinnym i podgórskim. Zróżnicowany zakres realizacji tego programu związany jest między innymi z odmiennym wykształceniem i rozwojem sieci rzecznej w badanych geoekosystemach.

Tabela 2. Sieć monitoringu wód powierzchniowych w ramach ZMŚP (wg J. Ostrowskiego 1998, z uzupełnieniami)
Zlewnia Pow. zlewni [km2] Zlewnia/Dorzecze Mezoregion fizycznogeograficzny Makroregion fizycznogeograficzny
Parsęta
Młyński Potok
74,0
3,9
Morze Bałtyckie
Parsęta
Pojezierze Drawskie Pojezierze Zachodniopomorskie
jezioro Łękuk 13,3 Węgorapa/Pregoła Kraina Wielkich Jezior Pojezierze Mazurskie
Czarna Hańcza 7,4 Niemen Równina Augustowska Pojezierze Litewskie
Struga Toruńska 35,2 Wisła Pojezierze Chełmińskie Pojezierze Chełmińsko-Dobrzyńskie
Kanał Olszowiecki 20,2 Łasica/Wisła Kotlina Warszawska Nizina Środkowo-Mazowiecka
zlewnia I rzędu 1,3 Kamienna/Wisła Góry Świętokrzyskie Wyżyna Kielecko-Sandomierska
Bystrzanka 13,0 Ropa/Wisła Beskid Niski/Pogórze Ciężkowickie, Doły Jasielsko-Sanockie Beskidy Środkowe/Pogórze Środkowobeskidzkie

Z dotychczasowych badań wynika, że Czarna Hańcza ma ustrój hydrologiczny umiarkowany, z głównym wezbraniem wiosennym i słabo zaznaczonym wezbraniem zimowym oraz gruntowo-deszczowo-śnieżnym typem zasilania. Przebieg średnich dobowych stanów i przepływów w roku hydrologicznym 2001 był odmienny od warunków z poprzedniego roku, zwłaszcza w pierwszej jego części. Najwyższe średnie stany i przepływy dobowe zarejestrowano w pierwszej połowie listopada i w lipcu co było efektem dużego zasilania opadowego. Współczynnik odpływu w roku hydrologicznym 2001 wyniósł 0,33.

Cieki zasilające jezioro Łękuk na Pojezierzu Mazurskim wykazywały zróżnicowanie natężenia przepływu, silnie uzależnione od zasilania opadowego i charakteru roztopów. Względnie wysokie przepływy zaobserwowano w okresie luty-marzec (roztopy) i wrzesień-październik. Wysokie opady w okresie lipiec-wrzesień nie wpłynęły znacząco na stany jeziora i odpływu ze względu na wysokie parowanie i dużą transpirację.

W roku hydrologicznym 2001 w górnej Parsęcie i Młyńskim Potoku zaobserwowano występowanie dwóch głównych okresów o zasilaniu opadowym (luty-maj i wrzesień-październik) oraz dwóch okresów o zasilaniu gruntowym (listopad-styczeń oraz czerwiec-sierpień). Odmiennie niż w poprzednich latach przepływy w półroczu letnim były znacznie wyższe niż w półroczu zimowym, na co wpłynęła dwukrotnie wyższa suma opadów w półroczu letnim. W roku hydrologicznym 2001 wartości średnie roczne odpływu rzecznego Parsęty i Młyńskiego Potoku były znacznie niższe niż suma opadów. Odpływ rzeczny dla górnej Parsęty kształtował się w skali roku na wysokości 152,5 mm przy średniej z wielolecia 1986-2001 wynoszącej 259,96 mm. Różnica między roczną sumą opadów a odpływem rzecznym, przy uwzględnieniu rocznego parowania wynoszącego około 450 mm, świadczy o uzupełnianiu zasobów wodnych na obszarze zlewni górnej Parsęty. Roczny współczynnik odpływu dla górnej Parsęty wynosił 0,21. Niskie współczynniki odpływu świadczą o wyczerpywaniu się zasobów wodnych w zlewni, wskutek czego znaczna część wody opadowej zostaje w zlewni retencjonowana.

W Kanale Olszowieckim, w Puszczy Kampinoskiej zanotowano przepływy o bardzo małym natężeniu we wszystkich miesiącach, a odpływ rzeczny w roku hydrologicznym 2001 wyniósł 21,6 mm przy sumie opadów 603,6 mm, co wynika z dużego udziału zasilania deszczowo-roztopowego.

Największe odpływy w Strudze Toruńskiej wystąpiły latem i były spowodowane wysokimi opadami atmosferycznymi jakie zanotowano latem 2001 r. Drugorzędne maksimum odpływów wystąpiło wiosną. Notowano również bardzo wysokie odpływy ze zlewni drenarskich, które funkcjonowały praktycznie przez cały rok hydrologiczny.

Odpływ rzeczny na północnym stoku głównego masywu Łysogór, na którym jest zlokalizowana Stacja Bazowa Św. Krzyż, jest typu niwalnego ze znaczną przewagą zasilania powierzchniowego. Typ krążenia wody w obrębie badanej zlewni jest szybki, co wynika z dużego nachylenia stoku, częstych opadów, słabej przepuszczalności pokryw soliflukcyjnych oraz dobrej przepuszczalności pokryw gołoborzy. Najwyższe wartości przepływu zanotowano w kwietniu - 66,06 ls-1 i sierpniu 17,88 ls-1, najniższe zaś w listopadzie 1,36 ls-1 i grudniu 1,46 ls-1. Maksimum wiosenne związane jest z roztopami, natomiast letnie z wysokimi opadami jakie wystąpiły na terenie zlewni pod koniec lipca 2001 r.

Średni roczny współczynnik odpływu z podgórskiej zlewni Bystrzanki, o szybkim krążeniu wody wyniósł 0,51 i w porównaniu z poprzednimi latami był stosunkowo niski (Ryc. 15). Analiza miesięcznych wskaźników odpływu wykazuje bardzo niewielki wpływ wezbrań roztopowych, których znaczenie w latach ubiegłych było większe. Duża częstotliwość burz i towarzyszących im ulewnych opadów, szczególnie w lipcu i sierpniu, spowodowała szybkie uformowanie się kilku wysokich wezbrań o krótkim czasie przyboru wody.


Ryc. 15. Odpływ rzeczny i współczynnik odpływu
ze zlewni Bystrzanki w latach hydrologicznych 1994 - 2001 (Bochenek 2002)

Obserwacje hydrologiczne potwierdzają odmienny reżim zasilania i odpływu oraz bilans wodny w badanych małych zlewniach rzecznych. Mały udział zasilania gruntowego, silnie uzależnione od zasilania opadowego i topnienia pokrywy śnieżnej wpływa na znaczne zróżnicowanie natężenia przepływu, aż do zaniku odpływu, w małych ciekach zasilających jezioro Łękuk na Pojezierzu Mazurskim i w Kanale Olszowieckim w Puszczy Kampinoskiej. Zlewnie górskie Stacji Bazowej Św. Krzyż i Bystrzanki w Szymbarku charakteryzują się o szybkim krążeniem wody i gwałtowną reakcję przepływu na wystąpienie opadów co wynika z zróżnicowania rzeźby terenu i dużego nachylenia stoków, litologii zlewni i warunków opadowych.

Wskaźnikiem zawartości związków rozpuszczonych w wodzie, które mogą pochodzić z dostawy atmosferycznej, obiegu biologicznego, z procesów wietrzenia chemicznego i dostawy antropogenicznej, może być wartość przewodności właściwej wody. Przewodność właściwa badanych wód płynących waha się w granicach od ok. 10 - 101,5 mSm-1. Monitoring wód rzecznych wskazuje, że wody Czarnej Hańczy, Parsęty, zlewni jeziora Łękuk, Kanału Olszowieckiego i Bystrzanki należą do wód o średniej mineralizacji (Ryc. 16). Najniższe wartości mineralizacji zanotowano w wodach dwóch zlewni na Św. Krzyżu - średnie roczne wartości przewodności wnosiły od 10,2 do 24,1 mSm-1.

Odczyn większości badanych wód rzecznych mieścił się w przedziale 6,92-8,2 jednostek pH, jedynie dla wód badanych na Św. Krzyżu średnie roczne wartości pH wynosiły 4,48 i 5,37.


Ryc. 16. Średnia roczna przewodność elektrolityczna właściwa SEC oraz pH wód rzecznych
badanych w Stacjach Bazowych ZMŚP w roku hydrologicznym 2001
Objaśnienia: Storkowo: Storkowo P - Parsęta, Storkowo MP - Młyński Potok,
Puszcza Borecka: Puszcza Borecka 1 - dopływy odwadniające Puszczę Borecką, Puszcza Borecka 2 - dopływy odwadniające nieużytki,
Czarna Hańcza: Czarna Hańcza S - wodowskaz Sobolewo, Czarna Hańcza U - ujście Czarnej Hańczy do jeziora Wigry,
Św. Krzyż: Św. Krzyż 1 i Św. Krzyż 2 - cieki,
Koniczynka: Struga Toruńska K - wodowskaz Koniczynka, Struga Toruńska L - wodowskaz Lipowiec

Badania wód rzecznych w roku hydrologicznym 2001 nie wykazały istotnych zmian wartości parametrów fizykochemicznych w wodach zlewni Łękuk, Kanału Olszowieckiego, Bystrzanki i górnej Parsęty, a ich skład chemiczny charakterystyczny jest dla wód powierzchniowych Polski (Mazurek 2001).

W Czarnej Hańczy w ciągu całego roku wartości stężeń chlorków, sodu, wapnia, potasu były niskie i charakterystyczne dla wód I klasy czystości. Woda odpływająca ze zlewni Bystrzanki zachowywała swój naturalny charakter wynikający z rozpuszczania utworów występujących w podłożu.

Ocena jakości wód Strugi Toruńskiej na stanowisku w Koniczynce w latach hydrologicznych 1994-2001 (Kejna 2002)
Wskaźnik 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Odczyn pH 7,6-8,0 7,7-8,1 7,3-7,9 7,8-8,2 7,8-8,2 7,7-8,1 7,7-8,2 7,6-8,1
Przewodnictwo
uScm-1
1134 944 860 895 990 955 1005 1015
Tlen rozpuszczalny
mg 02 dm-3
6,7 6,4 2,7 6,0 4,5 6,0 5,4 4,3
BZT5
mg 02 dm-3
4,6 6,2 6,0 5,7 6,1 3,0 4,2 5,8
Utlenialność
mg 02 dm-3
20,9 19,9 24,5 21,3 23,8 23,8 20,0 18,6
Azot azotynowy
mg dm-3
0,052 0,153 0,105 0,044 0,085 0,116 0,049 0,132
Azot azotanowy
mg dm-3
6,37 7,64 2,70 1,80 4,40 9,50 6,70 9,5
Azot ogólny
mg N dm-3
8,38 10,09 5,94 5,31 6,77 11,53 9,18 11,7
Fosforany
mg dm-3
0,55 0,35 0,39 0,44 0,37 0,48 0,38 0,53
Fosfor ogólny
mg P dm-3
1,49 0,64 0,27 0,55 0,34 0,23 0,16 0,18
Miano coli 0,04 0,02 0,2 0,2 0,04 0,02 0,04 0,11
klasa czystości I klasa II klasa III klasa klasa n.o.n.

Wyniki badań w zlewni reprezentatywnej na Św. Krzyżu wskazują na duży wpływ zagospodarowania terenu na wielkość mierzonych parametrów fizyko-chemicznych. W roku hydrologicznym 2001 zmniejszyło się stężenie większości oznaczanych pierwiastków zakwaszających, a szczególnie siarki siarczanowej co jest związane ze zmniejszeniem wielkości stężenia SO2 w powietrzu atmosferycznym.

Za główne źródło zanieczyszczeń wód powierzchniowych należy uznać zanieczyszczenia rolnicze (Koniczynka i Św. Krzyż) i zanieczyszczenia bytowe na obszarach wiejskich pozbawionych sieci kanalizacyjnej (Storkowo, Szymbark i Wigry). W większości stanowisk nie zanotowano w roku hydrologicznym 2001 znacznych przekroczeń dopuszczalnych norm zanieczyszczeń wód powierzchniowych, a nieliczne przekroczenia dotyczyły najczęściej stężeń związków fosforu i BZT5. Jedynie badania Strugi Toruńskiej w latach 1993-2001 wykazywały stałe utrzymywanie się pozaklasowej jakości. Wskaźnik decydujący o tej klasyfikacji w latach dziewięćdziesiątych to przede wszystkim fosfor ogólny. W latach 1998/99 jego zawartość obniżyła się do wartości II-klasowych. Wzrosło jednak, zwłaszcza w Koniczynce, stężenie azotu azotynowego. Po wyraźnej poprawie czystości wód w 2000 r., rok 2001 przyniósł niewielkie pogorszenie czystości wód Strugi. Podwyższony (w stosunku do innych rzek regionu) poziom stężenia siarczanów, potasu, azotanów i związków rozpuszczonych, prawdopodobnie należy kojarzyć z intensywną działalnością rolniczą i związanym z tym nawożeniem mineralnym, choć i tutaj w analizowanym okresie nastąpiło obniżenie stężeń. Podstawowym czynnikiem oddziaływującym na stan czystości wód Strugi Toruńskiej w sąsiedztwie zlewni eksperymentalnej jest Jezioro Mlewieckie, a dokładniej wysoki stopień eutrofizacji jego wód. Efektem tego jest, utrzymujący się niemal przez cały rok bardzo wysoki poziom chlorofilu. Duży ładunek zanieczyszczeń spływający do jeziora z rolniczej zlewni spowodował degradację akwenu, deficyty tlenowe w okresie letnim oraz wysoki poziom substancji biogennych.

Porównując wyniki analiz fizykochemicznych uzyskane w roku hydrologicznym 2001 ze średnimi wynikami z wcześniejszych lat badań widać pewną poprawę jakości wód Czarnej Hańczy. Według przeprowadzonej oceny wody Czarnej Hańczy w punkcie kontrolno-pomiarowym w Sobolewie mają III klasę czystości, a przy ujściu do jeziora II klasę. Na podstawie danych WIOŚ, należy jednak uznać wody Czarnej Hańczy w punkcie Sobolewo za mające charakter pozaklasowy, ponieważ miano Coli przekroczyło wartość 0,01.

W roku hydrologicznym 2001 średnie roczne stężenia manganu i żelaza w wodach górnej Parsęty pozwalają zaliczyć tą rzekę do II klasy czystości pod względem zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Natomiast Młyński Potok należy zakwalifikować do rzek o I klasie czystości. Należy zaznaczyć, że znaczny wpływ na wzrost koncentracji żelaza i manganu w obu ciekach miały wezbrania wrześniowe powodujące zakwalifikowanie wód Parsęty w tym okresie do III klasy czystości.

Właściwości fizykochemiczne badanych wód rzecznych (Ryc. 16) w porównaniu ze składem chemicznym opadów atmosferycznych (Ryc. 9) i wód gruntowych wskazują, że w zasilaniu koryt rzecznych na obszarach o niewielkich wpływach antropogenicznych, ważne znaczenie mają wody gruntowe, o charakterze których decyduje środowisko przyrodnicze zlewni. Większość wód badanych zlewni pod względem składu jonowego należy do wód wodorowęglanowo-wapniowych, wykazuje średnią mineralizację i odczyn obojętny. Jedynie w przypadku koryt rzecznych zasilanych płytkimi wodami śródpokrywowymi, o krótkim czasie krążenia zaznacza się bezpośredni wpływ na jakość wód rzecznych zanieczyszczonych wód opadowych, tak jak na Stacji Bazowej Św. Krzyż.

poprzedni   |   następny