1. Wstęp. Wojciech Szwajgier, Marek Turczyński. 2. Obszar i metody badań. VII Zjazd Geomorfologów Polskich

Transkrypt

1 VII Zjazd Geomorfologów Polskich kraków 2005 Geneza jezior dolinnych środkowego bugu 1. Wstęp Zainteresowanie geomorfologów genezą, istnieniem i ewolucją zbiorników wodnych w starorzeczach w dolinach rzecznych jest w literaturze przedmiotu relatywnie małe. Na ogół badania obejmują obszary o dużej koncentracji starorzeczy oraz pojedyncze obiekty o interesujących cechach i specyficznych warunkach funkcjonowania. Środowisko dolin rzecznych cechuje duża dynamika procesów erozji, transportu i depozycji osadów co sprzyja tworzeniu i przekształceniom naturalnych zbiorników wodnych. Z tego punktu widzenia starorzecza ulegają deformacjom (naturalnym i sztucznym) o wiele szybciej. Jest to ważny czynnik skłaniający do podejmowania i intensyfikacji badań. 2. Obszar i metody badań Dolina Bugu jako jedna z nielicznych w Europie o zachowanym naturalnym charakterze stanowi interesujący obszar do badań starorzeczy, których powstanie i funkcjonowanie związane jest z działalnością rzeki. W środkowym odcinku doliny Bugu znajduje się 238 starorzeczy (o pow. > 0,25 ha) o różnej genezie, eutrofizacji wód i zasilaniu. Szczegółowej analizie poddano odcinek między przełomem dorohuskim a przełomem włodawskim (ryc. 1). Na odcinku o długości ok. 50 km znajduje się 199 naturalnych zbiorników wodnych, których większość powstała w wyniku zmian korytowych. Większość z badanych obiektów miała powierzchnię mniejszą od 1 ha. Zdecydowano jednak przeanalizować wszystkie starorzecza ze względu na ich znaczenie morfologiczne oraz przedstawioną typologię. Określenie warunków powstawania i przekształceń starorzeczy doliny środkowego Bugu oparto na terenowej inwentaryzacji wybranych fragmentów doliny oraz szczegółowej inwentaryzacji kartograficznej map topograficznych w podziałce 1: Lokalizację

2 452 Ryc. 1. Dno doliny Bugu między Dorohuskiem a Włodawą 3. Wyniki badań przestrzenną, powierzchnię i plany batymetryczne wybranych starorzeczy wykonano wykorzystując również satelitarne pomiary GPS oraz aplikacje GIS (Didger-3, Arc-info) Ponadto przeprowadzono analizy występowania poszczególnych typów starorzeczy w zależności od charakteru doliny. Przy analizie rozrządu wód, oprócz publikacji archiwalnych (Słownik Królestwa Polskiego) wykorzystano także informacje miejscowej ludności. W obszarach o wyjątkowych walorach morfologicznych i złożonych warunkach zasilania wykonano kartowanie hydrologiczne (mapa hydroizohips), geomorfologiczne i hydrochemiczne. Analizę wybranych właściwości fizykochemicznych wód wykonano w oparciu o metody powszechnie stosowane i akceptowane w hydrochemii: elektrometryczne, miareczkowe i spektrofotometryczne. Do badań wykorzystano ph/cond WTW ino- Lab 1, spektrofotometr firmy Hach DR 2000 oraz firmy Secoman Pastel UV (materiały w przygotowaniu do publikacji). Podstawowym problemem dotyczącym badania starorzeczy w dolinach rzecznych jest kwestia terminologii. Funkcjonują bowiem różne określenia takich samych obiektów w zależności od specjalności badającego. W badaniach limnologicznych jezioro (starorzecze) jest w swej formie traktowane jako obiekt finalny ścierania się procesów geomorfologicznych, fluwialnych i biologicznych. Dlatego też nazewnictwo starorzeczy jest pochodną istniejących klasyfikacji. Według autorów jeziora dolin rzecznych to jeziora dolinne, wśród których w większości przypadków to starorzecza, oraz obiekty wodne nie związane genetycznie z korytem rzecznym np. jeziora podkrawędziowe, jeziora międzyodsypowe (Chmiel i in. 2003) w klasyfikacji nie uwzględniono zbiorników sztucznych. Z geomorfologicznego punktu widzenia istnienie starorzeczy w dnach dolin należy wiązać z charakterem funkcjonującej rzeki.

3 Geneza jezior dolinnych środkowego Bugu 453 Bug jest rzeką krętą, meandrującą, a na niektórych odcinkach wykazuje tendencję do anastomozowania (Szwajgier 1998, 2002, 2004). Przyjmując za podstawę obowiązującą klasyfikację rzek w świetle systemu fluwialnego (Teisseyre 1990), oraz na podstawie rejestracji i analizy akwenów autorzy wyodrębnili dla dna doliny środkowego Bugu starorzecza: zakolowe, awulsyjne, rzeki anastomozującej i paleomeandrów wielkopromiennych Starorzeczaa zakolowe występują przede wszystkim w obrębie współczesnego pasa meandrowego i są efektem odcinania meandrów (ryc. 2A). W wyniku erozji bocznej następuje rozwój pętli meandru, aż do jego odcięcia. W odciętym meandrze (w części wlotowej i wylotowej) następuje szybka akumulacja materiału mineralnego, co powoduje oddzielenie zakola od aktywnego koryta. Utworzony zbiornik ma kształt (najczęściej rogala) nawiązujący do wcześniejszego przebiegu rzeki. W analizowanym fragmencie doliny Bugu stanowią one najliczniejszą grupę, są przy tym jeziorami najmłodszymi. Powierzchnia waha się od kilkudziesięciu m 2 do kilku ha, szerokość nie przekracza 100 m natomiast głębokość maksymalna wynosi od 3,5 do 4 m. starorzecza zakolowe podlegają szybkiemu zasypywaniu materiałem mineralnym (w czasie powodzi) oraz zarastaniu w wyniku rozwoju roślinności. W rezultacie osady wypełniające starorzecza zakolowe mają charakter namułów mineralno-organicznych. Starorzecza powstałe w wyniku awulsji. Powstają poprzez porzucenie dłuższych odcinków koryta (nawet do kilku kilometrów) w trakcie dynamicznych zmian w dnie doliny podczas wysokich przepływów (ryc. 2D). Dno doliny środkowego Bugu składa się z szeregu rozszerzeń i zwężeń. W odcinkach przełomowych (zwężeniach) wzrastają spadki, co w konsekwencji prowadzi do zmiany typu koryta z meandrującego w koryto o bardziej wyprostowanym przebiegu. Starorzecza powstałe w wyniku awulsji mają zróżnicowaną głębokość i są to starorzecza o największej powierzchni. Starorzecza rzeki anastomozującej. Proces anastomozowania najwyraźniej występuje w rozszerzeniach dna doliny np. w okolicy Dorohuska (ryc. 2B). Pozornie płaskie i szerokie dno doliny wykazuje intensywny mikrorelief nie związany bezpośrednio ze współczesnym korytem Bugu. Jest to złożony system obniżeń i płytkich, różnej szerokości koryt o przebiegu krętym lub meandrującym. Cechą charakterystyczną tego odcinka jest to, że przy stanach od średnich do pełnokorytowych tendencja do anastomozowania jest umiarkowana- rzeka w tych warunkach funkcjonuje w miarę sprawnie. Natomiast w warunkach powodziowych uwidacznia się niesprawność transportowa koryta rzecznego i dopiero wykształcenie się wielokorytowego systemu przepływu wód powodziowych zapewnia sprawniejszy ich spływ (Harasimiuk i in. 1993). Przez znaczną część roku w większość koryt anastomozujących nie ma przepływów, co czyni je zbiornikami wody stojącej. Starorzecza meandrów wielopromiennych. W zgodnej opinii autorów zajmujących się problematyka fluwialną, rzeki Europy pod koniec vistulianu i na początku holocenu przeszły w swoim rozwoju fazę meandrów wielkopromiennych. Ślady funkcjonowania takiej rzeki są bardzo wyraźne w dolinie Bugu, co przejawia się występowaniem starorzeczy paleomeandrów wielopromiennych, ich odsypów meandrowych oraz zagłębień międzyodsypowych (Harasimiuk i in. 1995, 1997; Szwajgier 1997, 1998). W dzisiejszej rzeźbie dna doliny starorzecza te stanowi rozległe, płytkie zagłębienia,

4 454 Ryc. 2. Przykłady typów starorzeczy z doliny środkowego Bugu w większości przypadków zabagnione, zatorfione i są zasilane przede wszystkim wodami rzecznymi podczas wysokich stanów (ryc. 2C). Szczególnie wyraźne formy starorzeczy meandrów wielopromiennych występują w okolicach Stulna w podcięciach krawędzi terasy nadzalewowej, tworząc charakterystyczne nisze (Szwajgier 1997, 1998).

5 Geneza jezior dolinnych środkowego Bugu Podsumowanie Dolina Bugu pod względem przyrodniczym uznawana jest za unikatową w skali europejskiej. Zachowała ona na znacznych odcinkach specyficzne elementy mało zmienionej przyrody. Starorzecza dna doliny środkowego Bugu ulegają przekształceniom głównie pod wpływem czynników naturalnych i są przykładem form powstających, rozwijających się i zanikających bez ingerencji człowieka. Zespół procesów kształtujących dno doliny, traktowany jako przestrzeń o wysokiej dynamice zmian zależy nie tylko od rozmiarów, typu rzeki, warunków hydrodynamicznych, ich okresowych zmian, rodzaju niesionego materiału, ale także od budowy geologicznej podłoża, różnic w rzeźbie terenu, ruchów pionowych, warunków klimatycznych oraz obecności i rodzaju szaty roślinnej (Harasimiuk i in. 1995). Starorzecze jest specyficznym systemem akumulacji masy i energii, który sprawia, że w jego obrębie kształtują się swoiste właściwości morfometryczne, fizykochemiczne, hydrobiologiczne i inne. Wykształcony stan dynamicznej równowagi funkcjonuje pod wpływem określonych warunków zlewni. W przypadku zbiorników dolin rzecznych decydującym czynnikiem jest hydrologiczny i strukturalny charakter rzeki, której działalność tworzy i modyfikuje poszczególne typy starorzeczy. Duża ilość starorzeczy, ich wyraźne zróżnicowanie morfogenetyczne oraz wyjątkowa podatność na przekształcenia wpływają na konieczność prowadzenia szczegółowych badań w dolinach rzecznych. Dolina środkowego Bugu jest pod tym względem wyjątkowo atrakcyjna, bowiem na jeden kilometr doliny przypada średnio jedno starorzecze o powierzchni powyżej 0,25 ha. Przy uwzględnieniu wszystkich wartości ta wyraźnie wzrasta. Istnieje także duża różnorodność genetyczna. Wszystkie starorzecza cechuje wyraźny indywidualizm, a ważnym elementem łączącym jest ich relatywnie mała trwałość. Literatura Chmiel S, Dawidek J., Szwajgier W., Turczyński M., 2003, Genetic types and transformations of lakes in the Midlle Bug valley- floor, Limnological Review 3, Kielce, Harasimiuk M., Rzechowski J., Szwajgier W., 1995, Wpływ ruchów neotektonicznych na warunki rozwoju równi zalewowej i koryta Bugu w Obniżeniu Dubienki (Polesie Zachodnie), Annales UMCS, B, 1993, 48, 10. Harasimiuk M., Rzechowski J., Szwajgier W., 1997, Conditions of the development of the Bug valley in the Dubienka Depression in the final phase of Vistulian and Holocene, [w:] J. Satkunas (red.), The Late Pleistocene in Eastern Europe: stratigraphy, paleoenvironment and climate. Abstract volume and excursion guide of the INQUA-SEQS Symposium, September 14-19, 1997, Lithuania, Vilnus. Szwajgier W., 1997, The application of the program Surfer to reconstruction of development of great-radius meander from the slope of Vistulian in the Bug valley near Dorohusk, [w:] J. Satkunas (red.), The Late Pleistocene in Eastern Europe: stratigraphy, paleoenvironment and climate. Abstract volume and excursion guide of the INQUA-SEQS Symposium, September 14-19, 1997, Lithuania, Vilnus.

6 456 Szwajgier W., 1998, Współczesne warunki rozwoju doliny Bugu między Horodłem a Włodawą, UMCS, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi, Lublin (maszynopis). Szwajgier W., 2002, Warunki rozwoju doliny Bugu na odcinku Horodło-Włodawa w czasie późnego vistulianu i w holocenie, Annales UMCS, 54, 6, B, 1999, Szwajgier W., 2004, Wpływ struktur starszego podłoża na rzeźbę i osady czwartorzędowe między Wałem Uhruskim a Garbem Włodawskim, [w:] Rzeźba i osady czwartorzędowe na tle struktur starszego podłoża obszaru Polski, III Świętokrzyskie spotkania geologiczno-geomorfologiczne, Jodłowy Dwór., , Tiesseyre A.K., 1990, Klasyfikacja rzek w świetle systemu fluwialnego i geometrii hydraulicznej, Acta.Univ.Vraisl., Prace Geol-Mineral., 22. Wojciech Szwajgier Instytut Nauk o Ziemi Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej al. Kraśnicka 2c, d Lublin Marek Turczyński Instytut Nauk o Ziemi Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej al. Kraśnicka 2c, d Lublin