UNIWERSYTET OPOLSKI. Pracownia Hydrologii i Gospodarki Wodnej

Transkrypt

1 Możliwości współpracy Uniwersytetu Opolskiego, Katedry Ochrony Powierzchni Ziemi z Partnerami - Aglomeracją Opolską - w zakresie badań na rzecz gospodarki wodnej Opole r.

2 UNIWERSYTET OPOLSKI STRUKTURA Wydział Chemii Wydział Ekonomiczny Wydział Filologiczny Wydział Przyrodniczo-Techniczny Wydział Historyczno-Pedagogiczny Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki Wydział Prawa i Administracji Wydział Teologiczny Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej Katedra Biosystematyki Katedra Inżynierii Procesowej Katedra Technologii Katedra Ochrony Powierzchni Ziemi Pracownia Hydrologii i Gospodarki Wodnej

3 POTRZEBA BADAŃ HYDROLOGICZNYCH Potrzeby gospodarcze kraju powodują, że woda jako podstawowy komponent środowiska przyrodniczego nabiera dużego znaczenia w związku z małymi zasobami wodnymi kraju, jak i z dużym zanieczyszczeniem rzek. Z takiego stanu rzeczy wynika zainteresowanie badaniami hydrologicznymi, zarówno pod względem ilości, jak i jakości, ponieważ hydrologia jako nauka przyrodnicza nie może zadowolić się jedynie badaniami teoretycznymi.

4 CELE BADAŃ Ze względu na duże zapotrzebowanie na informację hydrologiczną ze zlewni rzecznych realizujemy badania hydrologiczne na ich terenie. Do głównych celów badań hydrologicznych na terenie zlewni należy zaliczyć: poznawanie procesów obiegu wody i ich wzajemnych uwarunkowań, opisywanie tych procesów za pomocą modeli matematycznych oraz ich identyfikacja i weryfikacja, szacowanie zasobów wodnych, przenoszenie uzyskanych wyników badań na obszary nie objęte pomiarami hydrologicznymi (zlewnie niekontrolowane), badania wpływu antropopresji na zmiany elementów obiegu wody w zlewni, a przede wszystkim na zasoby wodne w aspekcie ilościowym i jakościowym, poznawanie wybranych zagadnień dotyczących wpływu obiegu wody na kształtowanie środowiska naturalnego.

5 Badania w zakresie środowiska wodnego w 2013 r rok realizacja 10 kluczowych projektów takich jak: Pomiary hydrologiczne i hydrauliczne cieków w gminie Dobrzeń Wielki. Inwentaryzacja urządzeń melioracji podstawowych i szczegółowych na terenie gminy Dobrzeń Wielki. Analiza jakości wody cieków w gminie Dobrzeń Wielki. Analiza gospodarki wodnej i jakości wody w zbiorniku Turawa. Pomiary hydrometryczne i analiza jakości wody zbiorników wodnych Kluczbork i Brzózki. Badania z zakresu małej retencji na obszarze Nadleśnictwa Kluczbork i Nadleśnictwa Brzeg. Charakterystyka działania Małych Elektrowni Wodnych na rzece Białej Głuchołaskiej. Analiza jakości wody w rzece Białej Głuchołaskiej. Badania hydrologiczne i jakości wody w zbiorniku Wójcice, zlokalizowanym na terenie gminy Otmuchów, będącym w użytkowaniu Kopalni Surowców Mineralnych Wójcice. Edukacja hydrologiczna dzieci i młodzieży w ramach światowego dnia wody 2013r. (prelekcje, pokazy, warsztaty w szkołach).

6 DZIAŁALNOŚĆ NA RZECZ ŚRODOWISKA REGIONU PROJEKT FUNDACJI We współpracy z Akademickim Klubem Biznesu Uniwersytetu Opolskiego KOPZ UO, SKN Hydrologów, przygotowało projekt pod nazwą Badania hydrologiczne i jakości wody w zbiorniku Wójcice zlokalizowanym na terenie gminy Otmuchów, będącym w użytkowaniu Kopalni Surowców Mineralnych Wójcie. Projekt ten w październiku 2013 r. uzyskał dofinansowanie od Fundacji Aktywni w Regionie - Grupy Górażdże i jest realizowany. Na realizację projektu SKN Hydrologów UO przy wsparciu Akademickiego Klubu Biznesu, reprezentowanego przez Pana Adama GOŻDŻONA uzyskał dofinansowanie od Fundacji Aktywni w Regionie - Grupy Górażdże. Dzięki któremu, możliwy był zakup sprzętu pływającego w postaci pontonu, który jest niezbędny do realizacji założonych celów.

7 Szczególne zainteresowania naukowo-badawcze charakterystyka rzek, inwentaryzacja i pomiary koryt cieków wodnych, inwentaryzacja i pomiary budowli wodnych, pomiary prędkości i przepływu wody, hydrologiczne obliczenia dopływu wód powierzchniowych ze zlewni, hydrauliczne obliczenia przepustowości koryta rzek i budowli, symulacje numeryczne położenia i zasięgu zwierciadła wody, analiza wyników pomiarów hydrologicznych, hydraulicznych obliczeń i symulacji numerycznych oddziaływania wód na grunty przyległe do cieków, określenie zasięgu cofki w korycie rzek i na terenach przyległych.

8 MAŁA RETENCJA Charakterystyka aspektów retencji leśnej na obszarze leśnictw, poprzez obserwację i analizę istniejących stanów stosunków wodnych. - Pomiary stanów wód gruntowych, - Analiza danych z terenów zmeliorowanych (także leśnictw), - Pomiary meteorologiczne, - Przedstawienie wniosków dotyczących potrzeb regulacji stosunków wodnych z uwzględnieniem nawodnień, odwodnień, podniesienia retencyjności zlewni, ochrony środowiska, turystyki i wypoczynku, ochrony przeciwpożarowej i łowiectwa. - inwentaryzacja rozmiaru i stanu istniejących urządzeń melioracji wodnych.

9 MAŁA RETENCJA Lasy regulują obieg wody retencjonując w okresach opadowych i zwiększając zasilanie rzek w okresach bezopadowych.

10 Zjawiska ekstremalne, Powódź, susze Woj. opolskie Zagrożenie powodziowe w woj. opolskim

11 Zjawiska ekstremalne, Powódź, susze Powodzie to duże szkody przede wszystkim w infrastrukturze, środowisku. Podtopionych zostaje b. dużo upraw, młodników i starszych drzewostanów. Zniszczone zostają mosty, przepusty, budynki, szkółki leśne, drogi gminne, powiatowe, drogi leśne, zamuleniu ulegają rowy, występują osuwiska.

12 SPRZĘT do badań Elektromagnetyczny młynek hydrometryczny - najnowocześniejszy tego typu sprzęt w Polsce. Umożliwia wykonywanie dokładnych pomiarów hydrometrycznych oraz ułatwia nabycie umiejętności przeprowadzania dokładnych pomiarów oceny ilościowej wód rzecznych.

13 Młynek hydrometryczny przepływ - termin ten określa ilość wody przepływającej przez dany przekrój poprzeczny koryta cieku w danej jednostce czasu. Dokonując regularnych pomiarów przepływu danego cieku określamy zależności pomiędzy stanem wody i przepływem co bardzo ułatwia prognozowanie wystąpień zjawisk ekstremalnych. 14

14 Mirosław Wiatkowski Uniwersytet Opolski Monitoring hydrologiczny i prognozowanie zjawisk ekstremalnych - pomiary stanów i natężenia przepływu wody

15 Badania na ciekach wodnych i zbiornikach

16 SPRZĘT I LABORATORIUM KOPZ UO do badań Dwa mierniki do pomiaru wskaźników fizycznych wody, krążek Secchiego do pomiaru widzialności w wodach powierzchniowych i próbnik Ruttnera do poboru próbek wody retencjonowanej w zbiornikach retencyjnych.

17 Pobór osadu dennego Osad denny jest to materia zalegająca na dnie zbiorników wodnych, która dostała się tam w wyniku sedymentacji. Składa się on zarówno z części mineralnej (iły, muły, piaski, żwiry) jak i organicznej (Obumarłe fragmenty organizmów żywych). Urządzenia służące do czerpania osadu dennego: chwytacz osadu Ekmana-Birge'a; Czapla; SPRZĘT I LABORATORIUM KOPZ UO do badań 15

18 Pomiary ruchu rumowiska w ciekach wodnych i zamulenia zbiorników Rys. Łapaczka do rumowiska unoszonego

19 Zbiornik Turawa

20 Analizy laboratoryjne

21 Wyniki wykonanych analiz

22 Szczególne zainteresowania naukowo-badawcze Inwentaryzacja terenowa urządzeń melioracji podstawowych i szczegółowych na obszarze gminy Dobrzeń Wielki we współpracy z Panem Henrykiem Wróblem - Wójtem Gminy Dobrzeń Wielki

23 Projekt I. Inwentaryzacja terenowa urządzeń melioracji podstawowych i szczegółowych na obszarze gminy Dobrzeń Wielki. Zgodnie z zamierzeniami wykonano: skorygowano i zlokalizowano trasę rzek, kanałów, rowów; ujście Małej Panwi do Odry, obręb Czarnowąsy starorzecze Jemielnicy, obręb Czarnowąsy rów melioracyjny z zastawką, obręb Czarnowąsy

24 Inwentaryzacja terenowa urządzeń melioracji podstawowych i szczegółowych na obszarze gminy Dobrzeń Wielki. zlokalizowano budowle hydrotechniczne i komunikacyjne; próg rów melioracyjny, m. Krzanowice most Mała Panew, m. Czarnowąsy -węzły hydrograficzne, starorzecza, rozdzielenia koryta, -okresowe lub stałe zjawiska cofki naturalnej, meandrów most Jemielnica, m. Krzanowice

25 podczas inwentaryzacji szczególną uwagę zwrócono na: - sprawdzono, czy nie nastąpiło naturalne lub sztuczne wyprostowanie cieków oraz czy występuje odcinkowe ubezpieczenie skarp cieków, głębokość zamulenia i zarośnięcie dna i skarp.

26 Br b Br Za-3-1a R-A2 Kanał Stacji Pomp KB-1-1 Za-3-3 Za-3a Za-3b Brzeziczanka KB-2-2 KB-1-8 KB-143 R-A (Br-1-2) Br-1 (Br-1-2-1) (Br-1-2-1) Br Br Br (Br-1-1) Br-1-1-2a-1 Br-1-1-2a Br Br Br Br-2-1 Br-3-1 Br-2-1 Br-3-2 (Br-3) Br Br Br-2-1 Br-1-2 Br-1-3 Br-1-2-1a Br-1-2 Br Br Bu-3 Bu-3-17 na podkładzie mapy topograficznej R-A1 R-B R-B2 R-B1 R-B4 R-B R-B2 R-B1 R-A Brynica Pr-3 Pr-3-2 Bu Bu-3 Żydówka R-B3 R-B5 R-B6 R-B6 R-B2 R-B R-B R-B R-A Pr-3-3 Prądzielnica Brynica I wykorzystano mapy topograficzne w skali 1: Br-3a Br-3 Br-3-1 Br-5a Br Br-5 Br-5-1 Odra Żydówka I Żydówka R-K Za-3-1 Za-3-1 Brzeziczanka Za-3-4 Za-3-4 Za Za Za-3-3 Za-3-3a KB-2a Brzeziczanka Żydówka Za-3-2 KB-2 Odra KB-2-1 KB-3 KB-4 Żydówka I Mw-9 Kanał Borkowski KB KB Kanał Stacji Pomp KB-1 KB-1-2 KB-1 KB KB KB-1-6 KB KB-1-7 KB-1 KB-1-4 KB-1-5 KB-1 KB-141 KB-142 KB-14 KB-1b Odra Mała Panew Mała Panew I Mała Panew Jemielnica Jemielnica (Imielnica, Chrząstawa) Teren Gminy Dobrzeń Wielki W skali 1: Jemielnica I Swornica

27 Autorzy: Prof. UO dr hab. inż. Mirosław Wiatkowski kierownik projektu Zespół naukowców i praktyków Uniwersytet Opolski Wydział Przyrodniczo-Techniczny, Katedra Ochrony Powierzchni Ziemi wiatkowski@uni.opole.pl; tel. 77/ Projekt II. Hydrologiczna i hydrauliczna ocena wybranych Tytuł zlewni projektu: cząstkowych rzek Odry i Małej Panwi na obszarze Gminy Dobrzeń Wielki. Część I. Zlewnie cząstkowe cieków dopływających do rzeki Mała Panew na odcinku i lewostronnego dopływu R-A do rzeki Odry Wystąpienie Stowarzyszenie Czarnowąsy, 10 maja 2013 r.

28 Obiekty melioracyjne na terenie Gminy Dobrzeń Wielki W jaki sposób je uaktualniliśmy? 1. PRACE TERENOWE NA TERENIE OBSZARU CAŁEJ GMINY KARTOWANIE CIEKÓW, WAŁÓW, ZBIORNIKÓW WODNYCH, URZĄDZEŃ WODNYCH W OPARCIU O MAPY TOPOGRAFICZNE W SKALI 1: I MAPY DOKŁADNIEJSZE Wykonano pomiary parametrów hydraulicznych koryt cieków takich jak: szerokość w dnie (b), głębokość cieku (T) nachylenie skarp (1:n), napełnienie cieku wodą w danym dniu (t). Budowle znajdujące się na ciekach również zostały pomierzone przepusty i mosty: pomiar długości, rodzaj przyczółka, typ, średnica lub światło; zastawki, jazy wymiary światła i rodzaj zamknięć, stopnie, progi wysokość nad twardym dnem cieku i szerokość.

29 Hydrologiczna i hydrauliczna ocena wybranych zlewni cząstkowych rzek Odry i Małej Panwi na obszarze Gminy Dobrzeń Wielki. Część I. Zlewnie cząstkowe cieków dopływających do rzeki Mała Panew na odcinku i lewostronnego dopływu R-A do rzeki Odry Wyznaczanie granic zlewni Granice zlewni cieków naturalnych (rzeki) oraz cieków sztucznych (rowy melioracyjne, przydrożne, kanały, młynówki), a także obszarów bezodpływowych wyznaczono na podkładach map topograficznych w układzie 1992 w skali 1: z naniesionymi ciekami. Granice wododziałów wrysowywano zaczynając od cieków niższego rzędu (rzek i kanałów) a kończąc na wyznaczaniu granic zlewni cieków wyższego rzędu (rowy melioracyjne). Zastosowano następujące oznaczenia dla działów wodnych: Tab.1. Oznaczenia wyznaczonych w opracowaniu działów wodnych Rząd działu wodnego Dział wodny II rzędu Dział wodny III rzędu Dział wodny IV rzędu Dział wodny V rzędu Dział wodny VI rzędu Dział wodny VII rzędu Dział wodny VIII rzędu Kolor kolor brązowy kolor ciemnoczerwony kolor oliwkowy kolor żółty kolor jasnobrązowy kolor pomarańczowy kolor fioletowy

30 Zestawienie zlewni cząstkowych cieków uchodzących do Małej Panwi na odc L.p. Nazwa obiektu mel. Nazwa cieku Długość cieku Długość ciek u na tere nie gmi ny Rząd zlewni Powierzchnia zlewni Powierzchnia zlewni [-] [-] [m] [m] [-] [km 2 ] [ha] 1 Mała Panew II 2131, R III 0,290 29,000 3 R-A III 0,133 13,300 4 R-A IV 0,012 1,200 5 R-B III 2, ,800 6 R-B IV 0,024 2,400 7 R-B IV 1, ,800 8 R-B V 0,314 31,400 9 R-B IV 0,091 9,1 10 Mała Panew I R-B V 0,051 5,1 11 D IV 0,002 0,2 12 D IV 0,032 3,2 13 D IV 0,102 10,2 14 R-C III 1, ,7 15 R-C IV 0,153 15,3 16 R-D III 2, ,3

31 Obiekty melioracyjne na terenie Gminy Dobrzeń Wielki W jaki sposób je uaktualniliśmy? 3. OBLICZENIA HYDROLOGICZNE, HYDRAULICZNE CIEKÓW, KTÓRE STANOWIĄ DANE WYJŚCIOWE DO DALSZYCH PRAC Wyniki obliczeń przepustowości Q i retencji korytowej V R cieków i rowów wchodzących w skład obiektu melioracyjnego Mała Panew I Wyniki pomiaru przepływu, rzeka Jemielnica, most drogowy maksymalnej retencji kanałowej cieków i rowów dla trzech wariantów stanu ich użytkowania, tj. aktualnego stanu (wariant 1) oraz ich stanu po oczyszczeniu, odmuleniu i pogłębieniu cm (wariant 2 i 3), przepustowości rowów i cieków dla trzech w/w wariantów stanu ich zagospodarowania. L.p. Nazwa cieku rowu Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 Q V R Q V R Q V R m 3 /s m 3 m 3 /s m 3 m 3 /s m 3 1 Mała Panew R R-A R-A R-B R-B R-B R-B R-B R-B D D D R-C R-C R-D R-D Razem

32

33 Powódź w zlewni rzeki Małej Panwi maj 2010 r. Czarnowąsy

34 Wyniki obliczeń przepustowości Q i retencji korytowej VR cieków i rowów wchodzących w skład obiektu melioracyjnego Jemielnica I Dotyczą one: maksymalnej retencji kanałowej cieków i rowów dla trzech wariantów stanu ich użytkowania, tj. aktualnego stanu (wariant 1) oraz ich stanu po oczyszczeniu, odmuleniu i pogłębieniu cm (wariant 2), przepustowości rowów i cieków dla 2 w/w wariantów stanu ich zagospodarowania. L.p. Nazwa cieku rowu Wariant 1 Wariant 2 Q V R Q V R m 3 /s m 3 m 3 /s m 3 1 Mała Panew 0 2 R R-A R-A R-B R-B R-B R-B R-B R-B D D D R-C R-C R-D R-D Razem

35 Ważne zainteresowania naukowo-badawcze Zbiorniki retencyjne w woj. opolskim Zbiornik Turawa Zbiornik Kozielno Zbiornik Nysa Stary Paczków Zbiornik Topola Zbiornik Otmuchów

36 RETENCJA ZBIORNIKOWA

37 Badania i pomiary hydrologiczne w aspekcie ochrony dorzecza Odry przed powodzią zbiornik Racibórz Badania prowadzone w Katedrze Ochrony Powierzchni Ziemi Uniwersytetu Opolskiego Cel badań: Wpływ powstającego zbiornika Racibórz na otaczające środowisko przyrodnicze. W badaniach uwzględniono charakterystykę zbiornika Racibórz, jego rolę w ochronie przeciwpowodziowej doliny Odry oraz następstwa i skutki wynikające z jego budowy. Zakres badań obejmował: - analizę stanów i przepływów wody w przekroju wodowskazowym Racibórz Miedonia dla wybranych lat z okresu , - analizę fal powodziowych dla wybranych lat z okresu , - określenie rzędnych zalewu, czas trwania zalewu zbiornika i jego wpływ na tereny przyległe.

38 BADANIA HYDROLOGICZNE Zlewnia projektowanego zbiornika Racibórz rzeka Odra

39 ZBIORNIK WŁODZIENIN Rys. Budowa zbiornika Włodzienin na Troi

40 Pomiary hydrologiczne w zlewni projektowanego i budowanego zbiornika Włodzienin

41 BADANIA HYDROLOGICZNE Zlewnia projektowanego zbiornika Kluczbork rzeka Stobrawa (przekrój Olesno)

42 WSPÓŁPRACA Z ZEWNĘTRZNYMI PODMIOTAMI Współpraca z Gminą Dobrzeń Wielki, Współpraca z Komendą Miejską Straży Pożarnej w Opolu, Współpraca z Wydziałem Zarządzania Kryzysowego Urzędu Miasta Opola, Współpraca z Międzynarodową Komisją Ochrony Odry przed Zanieczyszczeniem we Wrocławiu, Współpraca z Opolskim Ośrodkiem Doradztwa Rolniczego w Łosiowie, Współpraca z Regionalnym Centrum Ekoenergetyki w Łosiowie, Współpraca z Akademickim Klubem Biznesu przy Uniwersytecie Opolskim.

43 UO KOPZ DLA NAUKI I REGIONU Most na Małej Panwi w Jedlicach

44 Dziękuję za uwagę ;) Zapraszamy do współpracy! -- dr hab. inż. Mirosław Wiatkowski, prof. nadzw. Uniwersytet Opolski Samodzielna Katedra Ochrony Powierzchni Ziemi Pracownia Hydrologii i Gospodarki Wodnej ul. Oleska 22, Opole Tel wiatkowski@uni.opole.pl