Sztuczne i silnie zmodyfikowane śródlądowe wody stojące:

Transkrypt

1 Sztuczne i silnie zmodyfikowane śródlądowe wody stojące: problemy klasyfikacji, monitoringu i określenia potencjału ekologicznego Wojciech Puchalski wp1102@wp.pl

2 Ramowa Dyrektywa Wodna Podstawowe dokumenty Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2000/60/EC). Guidance document no. 4: Identification and Designation of Heavily Modified and Artificial Water Bodies. European Communities, 2003 Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive. Working Group 2 A, Ecological Status (ECOSTAT). Overall Approach to the Classification of Ecological Status and Ecological Potential. European Communities, 2003

3 Definicje Sztuczne zbiorniki wodne - Wody powierzchniowe utworzone poprzez działanie człowieka w miejscu, gdzie uprzednio nie było zbiorników wodnych i które nie powstały w wyniku bezpośrednich zmian fizycznych lub przemieszczenia istniejącego zbiornika. Silnie zmodyfikowane zbiorniki wodne - Zbiorniki wodne, których charakter został zasadniczo zmieniony w wyniku przekształceń fizycznych poprzez działalność człowieka. Przekształcenia fizyczne istotne zmiany morfologii i hydrologii, a nie parametrów chemicznych. Konsekwencje: zbiorniki są klasyfikowane w oparciu o potencjał ekologiczny, a nie stan ekologiczny. WyróŜnienie powyŝszych kategorii wód przez kraje członkowskie na swoim terytorium nie jest obowiązkowe.

4 Zasadność wyróŝnienia kategorii zbiorników sztucznych i silnie zmodyfikowanych Nie tworzy okazji uniknięcia konieczności osiągnięcia dobrego stanu chemicznego i ekologicznego pomocne, jeŝeli korzyści osiągane przez istnienie zbiornika silnie zmodyfikowanego nie mogą być osiągnięte w inny sposób, stanowiący znacząco lepszą opcję środowiskową przywrócenie stanu naturalnego jest technicznie niemoŝliwe lub nieproporcjonalnie kosztowne MoŜe pomóc w ochronie szerszych walorów środowiskowych i kulturowych

5 MoŜliwość klasyfikacji regionalnej?? Czy koryto Wisły jest właściwą granicą ekoregionów 14 i 16? Czy granica państwa moŝe być uznana za granicę ekoregionów 16 i 15? Istnieją przesłanki za przesunięciem jej na południe. Czy powinniśmy rozdzielać zbiorniki karpackie i sudeckie?

6 Alternatywna klasyfikacja wód silnie zmodyfikowanych i sztucznych Czynniki obowiązkowe: wysokość n.p.m., współrzędne geograf., geologia, wielkość, głębokość (jez.) Czynniki fakultatywne - wspólne: średnia głębokość wody forma i kształt koryta rzeki / jeziora średni skład podłoŝa alkaliczność zakres temperatur powietrza średnia temperatura powietrza rzeki: odległość od źródeł rzeki średnia szerokość wody średni spadek koryta kształt doliny energia przepływu (f(q,dh)) kategoria przepływu transport materiału stałego chlorki opady jeziora: czas retencji typ mieszania wód zmiany poziomu wody stęŝ. tła subst. biogennych

7 Potencjał ekologiczny Maksymalny potencjał ekologiczny: Określany przez porównanie do sytuacji referencyjnych dla najbardziej zbliŝonych typów wód naturalnych JeŜeli w danym ekoregionie brak jest porównywalnych zbiorników naturalnych, to: MPE moŝe być określony przez odniesienie do innego silnie zmodyfikowanego zbiornika, w którym podjęto wszelkie działania zmierzające do poprawy charakterystyki hydromorfologicznej, nie wpływające znacząco negatywnie na specyfikę wykorzystania zbiornika Sytuacja podjęcia wszelkich działań moŝe być przyjęta jako wynik modelowania i ekstrapolacji istniejących parametrów fizyczno-chemicznych i stanu ekologicznego. Ten warunek wymaga szczególnie dobrej znajomości ekologii funkcjonalnej ekosystemów, a nie tylko statystycznej interpretacji wyników monitoringu Dobry potencjał ekologiczny osiągamy, gdy występują nie więcej niŝ nieznaczne: Zmiany składu i liczebności Zaburzenia stosunku gatunków wraŝliwych do niewraŝliwych Oznaki przebudowy poziomu róŝnorodności Osiągnięcie dobrego potencjału ekologicznego przy niewłaściwie zdefiniowanym potencjale maksymalnym moŝe okazać się trudnym do spełnienia wyzwaniem

8 Fizyczno-chemiczne parametry jakości Zakresy określonych przez państwa członkowskie fizyczno-chemicznych parametrów jakości powinny być ekologicznie uzasadnione na tyle, na ile pozwala aktualna wiedza specjalistyczna. Powinny zapewnić funkcjonowanie ekosystemów specyficznego typu i osiągnięcie dobrego stanu / potencjału ekologicznego. JeŜeli jeden lub więcej z ogólnych fizyczno-chemicznych wskaźników jakości lub zanieczyszczeń specyficznych nie spełnia warunków wymaganych dla osiągnięcia dobrego stanu / potencjału, podczas gdy biologiczne wskaźniki jakości spełniają te warunki, to stan / potencjał ekologiczny zbiornika zostanie określony jako umiarkowany. MoŜliwość przyjęcia innych kryteriów fizycznych i stanu chemicznego w zbiornikach silnie zmodyfikowanych dotyczy czynników powiązanych z zaburzeniami hydromorfologicznymi, jak temperatura, natlenienie, przezroczystość, i nie dotyczy powszechnych zanieczyszczeń wody.

9 Relacje rzeki i zbiornika zaporowe dolinowe autonomiczne silnie zmodyfik. odcinek rzeki ekologiczne efekty modyfikacji zaleŝne od ekoregionu i typu rzeki

10 Krajowa Konferencja "ZBIORNIKI ZAPOROWE..." Bydgoszcz Zacisze 2000 SYSTEM MONITORINGU ZBIORNIKÓW ZAPOROWYCH (PROJEKT) 1. Opis zbiornika na tle doliny rzeki i zlewni zlewnia: geologia, hydrologia, uŝytkowanie, zanieczyszczenia; morfologia zbiornika, gospodarka rybacka, produkcja energii, wykorzystanie wody i in. Opis jest podstawą typologii i oczekiwanych parametrów jakościowych zbiornika 2. Wyznaczenie stanowisk 4. Pobór prób: opis war. klimat. i hydrolog. (przepływy, stany wód) stratyfikacja termiczno - tlenowa, SDV wybór 1 5. Analizy chemiczne N-NH4 N-NO2 N-NO3 N org. przewodnictwo ph alkaliczność P-PO4 SiO3= C org. 1 2 P tot. N og. zawiesina: mineralna organiczna chlorofil a / feofityny 2 1 zanieczyszczenia specyficzne okres niŝówka wezbranie zakwit planktonu 3. Terminy: wiosna X X V lato 6. Biologiczna analiza planktonu Struktura i biomasa fitoplanktonu jak próby chemiczne Zooplankton próby zintegrowane ze zbiornika 7. Ocena aktywności mikrobiologicznej (BZT5, aktywność enzymatyczna) 8. Ocena sanit. wody i inne analizy wymagane przez uŝytkown. (np. w zbiornikach wody pitnej m.in.: miano Coli, w przyszłości toksyny sinicowe) 9. Osady denne warstwa powierzchn. (wiosna, lato w okresie niŝówek): opis osadu charakter., skład granulometr.; mat. miner. i organ., Ca, Fe, Norg., formy P, chlorofil X X V

11 10. Dane uzyskiwane w zleconych kampaniach przez specjalistyczne zespoły (co 5 lat lub po wystąpieniu większych perturbacji środowiskowych) procesy erozji i sedymentacji, interakcje z wodami podziemnymi roślinność brzegowa i wodna struktura i rozmieszczenie ichtiofauna ornitofauna w połączeniu z badaniami mikrobiologiczno - sanitarnymi 11. SYNTEZA weryfikacja danych i hipotez klasyfikacja zbiornika, jakości wody i oddziaływań środowiskowych projekty badań szczegółowych i monitoringu funkcjonalnego programy optymalizacyjne: uŝytkowania i rekultywacji zbiornika i zlewni

12 Przykłady z doliny Wisły poniŝej Włocławka

13 Zbiorniki w wyrobiskach granitu (Dolny Śląsk) Sztuczne autonomiczne (izolowane) Skład i struktura fitoplanktonu odmienne niŝ w jeziorach i stawach środkowej Europy, podobieństwa do jezior skandynawskich i subtropikalnych Wiele rzadkich i wraŝliwych gatunków glonów Brak lub ubóstwo gatunków makrofitów i ryb Dobra sytuacja tlenowa i chemiczna w warunkach zdegradowanego otoczenia Przywrócenie naturalnej roślinności lądowej prowadzi do deficytów tlenu i pogorszenia stanu chemicznego wody, przy wzroście róŝnorodności planktonu Geologia, głębokość i stan trofii głównymi kryteriami klasyfikacyjnymi

14 Nieharmoniczne zbiorniki poeksploatacyjne Acidotroficzne Siderotroficzne Dystroficzne Argillotroficzne Kalcitroficzne

15 Sztuczne zbiorniki jako ostoje flory / fauny Współczynnik oryginalności W o = ( w g )/n Zbiorniki / stanowiska Gatunki A B C 0,5 0,5 D E F G H 0,33 0,33 0,33 I J 0,5 0, ,

16 Efekty zmienności poziomu wody

17 Modyfikacje hydromorfologiczne: jez. Kwiecko

18 Metabolizm P-PO 4 i N-NH 4 w dekompozycji trzciny wczesną wiosną niska trofia wysoka trofia high water level reed stem prisms wet leaf zone high water level reed stem prisms wet leaf zone below reed belt below reed belt stems ref.: ref.: P-PO leaves P-PO 4 4 reed stem prisms reed stem prisms stems leaves wet reed floor wet reed floor µg.g -1.d µg.g -1.d high water level reed stem prisms wet leaf zone high water level reed stem prisms wet leaf zone below reed belt below reed belt N-NH 4 N-NH 4 ref.: stems ref.: leaves reed stem prisms reed stem prisms stems leaves wet reed floor wet reed floor µg.g -1.d µg.g -1.d

19 150 April µgp g d.w.-1 d-1 Rosn. bay Jez. Rosnowskie Hajka: zbiorniki zaporowe ze stabilnym poziomem wody Hajka May June uptake P-PO 4 release low initial P concentr. 20 µg dm April µgp g d.w.-1 d-1 Rosn. bay Hajka May June P-PO4 uptake high initial P concentr. 120 µg dm -3 Tempo pochłaniania / uwalniania P-PO4 przez osady zbiorników w niskich i wysokich stęŝ. Stratyfikacja tlenowa zbiorników [mgo 2.l -1 ] March May June March May June 8 8

20 Procesy ekologiczne w zbiornikach zaporowych

21 Oczekiwane procesy ekologiczne w zrekultywowanych zbiornikach zaporowych

22 Proponowane kryteria klasyfikacji Harmoniczne nieharmoniczne (geologia) Czas retencji: przepływowe retencyjne - izolowane Głębokość stratyfikowane i niestratyfikowane Wahania poziomu wody: stabilny zmienny stawy osuszane (zb. wysychające) Górskie / wyŝynne - nizinne Wielkość zlewni Stan trofii Otoczenie: skalne - śródleśne śródpolne - miejskie UWZGLĘDNIĆ STADIUM SUKCESJI

23 Podsumowanie WyróŜnienie i klasyfikacja sztucznych i silnie zmodyfikowanych zbiorników wodnych jest waŝnym zadaniem związanym ze wdraŝaniem RDW, wymagającym współpracy administracji państwowej i ekspertów. Dla wód stojących zaleca się wprowadzenie klasyfikacji alternatywnej na zasadach zdefiniowanych przez RDW. Zdefiniowanie maksymalnego potencjału ekologicznego w wielu sytuacjach będzie trudnym zadaniem związanym ze znajomością ekosystemów, modelowaniem i monitoringiem badawczym. Nie zawsze proste prawidłowości ekologiczne, uznane jako wpływające na jakość wód i stan biologiczny ekosystemów wodnych, będą miały podobne znaczenie w omawianych kategoriach wód. Monitoring i ocenę stanu omawianych wód naleŝy powiązać z podobnymi działaniami dla rzek i wód podziemnych, powiązanych z omawianymi zbiornikami. W poszczególnych wyróŝnionych typach zbiorników ekologiczne znaczenie tych samych czynników i przekształceń środowiska moŝe być odmienne.