Funkcjonowanie wybranych geoekosystemów Polski
w świetle pomiarów monitoringowych w roku hydrologicznym 1999

Małgorzata Mazurek & Zbigniew Zwoliński
gmazurek@amu.edu.pl & zbzw@amu.edu.pl

 

Obieg wody w zlewniach reprezentatywnych ZMŚP w roku hydrologicznym 1999

 

Wody opadowe, docierające do podłoża, spływają powierzchniowo do zbiorników wodnych i cieków, zatrzymywane są przez roślinność i glebę, a część infiltruje w głąb i bierze udział w odpływie podziemnym. Obieg wody w zlewniach badawczych kontrolowany jest przez badania wielkości spływu śródglebowy, zmienności poziomu wód gruntowych i odpływu rzecznego. Spływ śródglebowy jest procesem towarzyszącym długotrwałym okresom dostawy wody: kilku-lub kilkunastodniowym opadom rozlewnym lub roztopom, szczególnie przy braku przemarznięcia gruntu. Dynamika procesów spływu śródpokrywowego badana w Stacji Bazowej w Szymbarku, uwarunkowana jest sumą opadów atmosferycznych, a jego natężenie zależy od cech morfometrycznych stoków. W roku hydrologicznym 1999 w Szymbarku spływ sródglebowy wystąpił w 160 dniach, z czego aż w 108 dniach półrocza zimowego. Na taką częstość wpłynęły długotrwałe roztopy na przełomie lutego i marca oraz opady w kwietniu. Roczny wskaźnik odpływu obliczony dla spływu śródglebowego wyniósł 54,8 mm, był zatem na poziomie średniej wieloletniej wartości z lat 1968-92 (56,3 mm), a jego wysokość stanowiła 6,9 % wysokości opadu.

Opady atmosferyczne stanowią główne źródło zasilania wód podziemnych, oddzielonych od powierzchni warstwą skał przepuszczalnych. Program pomiarowy dotyczący monitoringu wód gruntowych realizowany jest we wszystkich Stacjach Bazowych ZMŚP, choć w zróżnicowanym zakresie. Wyniki badań wód gruntowych w górnej części Kanału Olszowieckiego oparte są o sieć 21 stanowisk piezometrycznych, obejmujących strefę zasilania i lokalnego drenażu (Wierzbicki, 1998). Poziom wód gruntowych mierzony był tylko na jednym stanowisku w Koniczynce, Szymbarku i w Wigrach. W Stacji Bazowej w Storkowie pomiary realizowano w zlewni Chwalimskiego Potoku, na 3 stanowiskach obejmujących pierwszy poziom wodonośny oraz w źródle w zlewni Krętacza reprezentującym wody głębszego poziomu wodonośnego.

Stany wód gruntowych na obszarach badań w Puszczy Boreckiej, Koniczynce i Storkowie nie odbiegały zasadniczo od ich zmienności w latach poprzednich. W Wigrach i Pożarach odnotowano nieznaczny spadek poziomu wody w porównaniu z rokiem 1998. W Pożarach szczególnie wysokie były wahania dobowe, dochodzące do kilkudziesięciu centymetrów, co jest efektem szybkiej reakcji wód gruntowych na opady atmosferyczne (min. w lipcu, ryc. 3). Zmiany poziomu wód gruntowych mają ogromny wpływ w tej części Puszczy Kampinoskiej dla zachowania bagienno-torfowiskowego charakteru badanego geoekosystemu. Warto podkreślić, że w siedmiu stanowiskach notowano okresowo poziom wody gruntowej nad powierzchnią terenu. W rozkładzie rocznym (Ryc. 3) zwraca uwagę obniżenie stanów wód w sierpniu i wrześniu, a podobną tendencję wykazuje też poziom wód gruntowych w Puszczy Boreckiej (Ryc. 4).

 

Średnie miesięczne stany wód gruntowych (D) dla wybranych stanowisk pomiarowych w zlewni Kanału Olszowieckiego w roku hydrologicznym 1999

Ryc. 3. Średnie miesięczne stany wód gruntowych (D) dla wybranych stanowisk pomiarowych w zlewni Kanału Olszowieckiego w roku hydrologicznym 1999

 

Miesięczne sumy opadów, średnie miesięczne stany wód jeziora Łękuk, poziom wód gruntowych i odpływ jednostkowy w Stacji Bazowej Puszcza Borecka w roku hydrologicznym 1999

Ryc. 4. Miesięczne sumy opadów, średnie miesięczne stany wód jeziora Łękuk, poziom wód gruntowych i odpływ jednostkowy w Stacji Bazowej Puszcza Borecka w roku hydrologicznym 1999

 

Program pomiarowy monitorujący wody rzeczne realizowany jest we wszystkich Stacjach Bazowych. Zróżnicowany zakres realizacji tego programu związany jest między innymi z odmiennym wykształceniem i rozwojem sieci rzecznej w badanych geoekosystemach. Badania wód powierzchniowych w ramach ZMŚP prowadzone są w zlewniach należących do różnych makro i mezoregionów fizycznogeograficznych (Tab.1), położonych w regionach: pojeziernym, nizinnym i podgórskim.

 

Tabela 1. Sieć monitoringu wód powierzchniowych w ramach ZMŚP (wg J. Ostrowskiego, 1998)

Zlewnia

Powierzchnia zlewni [km2]

Dorzecze

Makroregion fizycznogeograficzny

Mezoregion fizycznogeograficzny

Jezioro Łękuk

13,30

Węgorapa

Pojezierze Mazurskie

Pojezierze Ełckie

Struga Toruńska

53,50

Wisła

Pojezierze Chełmińsko-Dobrzyńskie

Pojezierze Chełmińskie

Kanał Olszowiecki

 

Łasica

Nizina Mazowiecko-Podlaska

Puszcza Kampinoska

Parsęta,

Młyński Potok

74,00

3,94

Parsęta

Pojezierze Pomorskie

Pojezierze Drawskie

Bystrzanka

13,00

Ropa

Pogórze Karpackie

Beskid Niski

Czarna Hańcza

7,44

Niemen

Pojezierze Wschodniosuwalskie

Pojezierze Wigierskie

 

Średni stan wody w Czarnej Hańczy, reprezentującej zlewnie pojezierną, w roku hydrologicznym 1999 wyniósł 246 cm. Najniższe stany dobowe zarejestrowano na przełomie lipca i sierpnia (236 cm), a najwyższe w pierwszej połowie marca (272 cm). Znaczna zmienność stanów wody w krótkich okresach czasu wskazuje na duży udział zasilania powierzchniowego w kształtowaniu przepływów wezbraniowych. Czas wznoszenia fali wezbraniowej wynosi zaledwie 1-3 dni, a kulminacje trwają kilka godzin.

Cieki zasilające jezioro Łękuk na Pojezierzu Mazurskim, wykazywały również znaczne zróżnicowanie natężenia przepływu, silnie uzależnione od zasilania opadowego i topnienia pokrywy śnieżnej. Odzwierciedleniem szybkiej reakcji na opad deszczu i topnienie pokrywy śnieżnej są gwałtowne wezbrania roztopowe i przerwa w odpływie dwukrotnie zimą oraz w okresie letnim. Niskie stany wód gruntowych, brak wody w ciekach, a w konsekwencji niskie stany zwierciadła wody w jeziorze pod koniec lata są często obserwowanym zjawiskiem w zlewni jeziora Łękuk (Ryc. 4). Roczny odpływ ze zlewni stanowił ok. 26 % sumy opadów.

Woda w Kanale Olszowieckim w Puszczy Kampinoskiej płynęła w roku hydrologicznym 1999 tylko przez okres sześciu miesięcy. Niski całkowity odpływ ze zlewni o wysokości 159 mm (Ryc. 5), przy sumie opadów 562,2 mm, wynika z małego zasilania gruntowego zlewni i dużego udziału zasilania deszczowo-roztopowego.

 

Wielkość opadu i odpływu rzecznego w Kanale Olszowieckim w roku hydrologicznym 1999

Ryc. 5. Wielkość opadu i odpływu rzecznego w Kanale Olszowieckim w roku hydrologicznym 1999

 

Dla młodoglacjalnej zlewni górnej Parsęty, zamkniętej wodowskazem w Storkowie, zaznaczyła się stosunkowo duża regularność przepływów co jest rezultatem równomiernego zasilania opadowego w ciągu całego roku hydrologicznego, dużego udziału zasilania podziemnego oraz znacznej retencyjności zlewni. Sporadycznie i tylko w okresie miesięcy letnich dochodziło do przepływów niżówkowych. Przepływy graniczne dla wezbrań przekraczane były tylko w okresie zimy, a największe wezbranie o maksymalnym przepływie 3,1 m3s-1 zanotowano w połowie grudnia. W Młyńskim Potoku, prawobrzeżnym dopływie Parsęty, wystąpiły przepływy niżówkowe, zarówno podczas zimy, jak i dłuższe latem. Rzadko notowano wezbrania - największe w połowie grudnia.

Roczny wskaźnik odpływu wody z podgórskiej zlewni Bystrzanki o szybkim krążeniu wody, wyniósł 420,7 mm, przy przeciętnej wieloletniej sumie rocznej opadów. Średni roczny współczynnik odpływu wyniósł 0,53, przy szacowanym dla tego obszaru współczynniku w zakresie 0,4-0,5 (Gil i Bochenek, 1998). Deficyt opadów, utożsamiany z parowaniem, wyniósł 369,9 mm. Na wysoki współczynnik odpływu wiosną miały wpływ roztopy na początku marca, które wywołały szczególnie intensywny spływ powierzchniowy i dostawę wody do koryta rzecznego (Ryc. 6). W profilu wodowskazowym na Bystrzance stwierdzono wówczas wezbranie o maksymalnym przepływie 3,3 m3s-1, wg klasyfikacji wezbrań na Bystrzance, należące do grupy średnich. Na zwiększenie odpływu wpłynęły też małe lub średnie wezbrania po ulewach o dużym natężeniu oraz duże wezbranie towarzyszące opadom ulewnym, które zamieniły się w deszcz o charakterze rozlewnym (czerwiec 1999).

 

Odpływ rzeczny i współczynnik odpływu ze zlewni Bystrzanki w roku hydrologicznym 1999

Ryc. 6. Odpływ rzeczny i współczynnik odpływu ze zlewni Bystrzanki w roku hydrologicznym 1999

 

Obserwacje hydrologiczne w roku 1999 potwierdzają odmienny reżimem zasilania i odpływu oraz bilans wodny w badanych zlewniach rzecznych.


Wprowadzenie

Warunki meteorologiczne w roku hydrologicznym 1999

Obieg wody w zlewniach reprezentatywnych ZMŚP w roku hydrologicznym 1999

Jakość powietrza w roku hydrologicznym 1999

Chemizm opadów atmosferycznych w roku hydrologicznym 1999

Gleby i chemizm roztworów glebowych w zlewniach reprezentatywnych

Chemizm wód gruntowych w zlewniach reprezentatywnych

Chemizm wód powierzchniowych w zlewniach reprezentatywnych

Realizacja innych programów monitoringowych

Wnioski końcowe

Literatura


Cytowanie: Mazurek, M., Zwoliński, Zb., 2000. Funkcjonowanie wybranych geoekosystemów Polski w świetle pomiarów monitoringowych w roku hydrologicznym 1999. [Online] http://main.amu.edu.pl/~zmsp/stan99/stan99.html, Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii UAM, Poznań, [dd.mm.rrrr - data odwiedzenia strony]

e-mail: zmsp@amu.edu.pl, 30.11.2000