WPŁYW ANTROPOPRESJI NA PRZEBIEG ZMIAN HYDROMORFOLOGICZNYCH W RZEKACH I POTOKACH GÓRSKICH

Transkrypt

1 XXXIII OGÓLNOPOLSKA SZKOŁA HYDRAULIKI Problemy przyrodnicze i ich wpływ na hydraulikę koryt otwartych maj 2014 r., Zakopane WPŁYW ANTROPOPRESJI NA PRZEBIEG ZMIAN HYDROMORFOLOGICZNYCH W RZEKACH I POTOKACH GÓRSKICH Andrzej STRUŻYŃSKI Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Katedra Inżynierii Wodnej I Geotechniki rmstruzy@cyf-kr.edu.pl

2 Plan prezentacji: 1. wstęp, wytyczne RDW 2. równowaga hydrodynamiczna koryt rzek górskich 3. stan obecny rzek Karpackich 4. zmiany przepustowości koryt rzek (przyczyny i skutki) 5. zmiany stabilności den rzek górskich 6. podsumowanie

3 1. Prawne uwarunkowania i cele współczesnej polityki wodnej zgodnej z Ramową Dyrektywą Wodną Cel 1 Osiągnięcie i utrzymanie dobrego stanu wód, a w szczególności ekosystemów wodnych i od wód zależnych Cel 2 zaspokojenie uzasadnionych potrzeb ludności i gospodarki przy poszanowaniu zasad zrównoważonego użytkowania wód Cel 3 podniesienie skuteczności ochrony w sytuacjach nadzwyczajnych, powodzie i susze Jednym z najważniejszych zadań gospodarki wodnej zgodnie z wymogami Ramowej Dyrektywy Wodnej jest przeciwdziałanie pogarszaniu się stanu części wód i osiągnięcia dobrego stanu wszystkich wód do końca roku Dla wód powierzchniowych dobry stan jest wyznaczony przez dobry stan ekologiczny. Stan ekologiczny zgodnie z Ramową Dyrektywą Wodną (RDW) wyznaczają biologiczne elementy jakości, wspomagane przez hydromorfologiczne i fizyko-chemiczne elementy jakości. Aby w pełni sprostać wymogom RDW do oceny jakości wód powierzchniowych należy wprowadzić ocenę hydromorfologiczną. Wody płynące osiągające ze względu na elementy hydromorfologiczne stan ekologiczny poniżej umiarkowanego będą klasyfikowane jako wody złej jakości. 3 / 26

4 2. równowaga Zanim zastanowimy się jak wyglądają rzeki przekształcone... rzeki nieuregulowane wykształcają koryta dopasowane do ich reżimu. Church / 26

5 2. Od czego zależy więc typ koryta rzecznego? źródło: Lane / 26

6 2. Nadmiar energii przepływającej wody musi zostać spożytkowana na jedną z form erozji wodnej: - transport (jak najczęściej), - erozję (okresowo), - akumulację (okresowo). W przypadku zachwiania równowagi hydrodynamicznej możemy spodziewać się zmian intensywności procesów fluwialnych. W Polsce na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat zaobserwowano pogłębianie koryt rzek, m.in. Raby, Skawy, Dunajca, Wisłoki od 2 do 4 m. Od roku 1989 można zauważyć pojawienie się impulsu erozji wgłębnej w wyniku zmian użytkowania. 6 / 26

7 2. Transport rumowiska w rzekach jest zjawiskiem naturalnym. Zwykle najistotniejszy jest transport rumowiska: - wleczonego, - unosznego. Rzeki pobierają materiał w dna i brzegów lub dostarczany jest on do jej koryta bezpośrednio ze stoków, np. na skutek występowania erozji liniowej. W przypadku nieprzemyślanych działań człowieka należy spodziewać się zachwiania równowagi hydrodynamicznej i zmian w układzie poziomym, pionowym i poprzecznym rzeki. 7 / 26

8 3. stab obecny Biały Dunajec w Szaflarach układ poziomy źródło: KIWiG 8 / 26

9 3. źródło: KIWiG Przełom Białki pod Krempachami układ poziomy 9 / 26

10 3. układ poprzeczny rzeki bliskiej naturze Białka ujście Potoku Jaworowego fot: A. Strużyński 10 / 26

11 3. Białka Frydman, widok z mostu w górę rzeki fot: A. Strużyński układ poprzeczny rzeki bliskiej naturze 11 / 26

12 3. układ poprzeczny rzeki przekształconej Biały Dunajec fot: A. Strużyński 12 / 26

13 3. układ poprzeczny rzeki wciętej Czarny Dunajec fot: A. Strużyński 13 / 26

14 3. Białka przełom fot: A. Strużyński działania prowadzące do degradacji rzeki 14 / 26

15 3. Porębianka poniżej ujścia Koninki fot: A. Strużyński działania prowadzące do degradacji rzeki odcinek skalny 15 / 26

16 4. przepustowość Biały Dunajec rzędna [m n.p.m.] h Qt1 611 h Qb odległość [m] charakterystyka przekroju poprzecznego 16 / 26

17 4. Skawa terasa 0.7 Rh Riley BI 0.6 d) a - Q10% c) brzegowy b) 1200 a) 1000 b - Q25% c - Q50% 0.5 d - Q75% Riley BI [ - ] Rh [m] napełnienie [m] charakterystyka przekroju poprzecznego 17 / 26

18 4. Czarny Dunajec Q75% Q25% Q50% Q10% Rh BI terasa Riley BI [-] Rh [m] stan brzegowy napełnienie [m] charakterystyka przekroju poprzecznego 18 / 26

19 4. rz. dna rzeka [m n.p.m.] Q brzeg Q Q H korytotw. terasa brzeg H terasa h brzeg h [m3/s] [m3/s] [m3/s] [m n.p.m.] [m n.p.m.] [m] [m] terasa Biały Dunajec Czarny Dunajec Skawa / 26

20 5. stabilność Biały Dunajec fot: A. Strużyński uziarnienie denne 20 / 26

21 5. Skawa 100 measured h Qb = 1.7 h Q50% = 1.75 h Q25% = 1.91 h t 1 = 1.99 h Q10% = 2.06 h Q5% = 2.15 h Q1% = d [m] prognoza stabilności dna 21 / 26

22 5. Czarny Dunajec measured h 0.8 [m] h Q50% h 2/3Qb 1.29 h Q25% h Qb 1.6 h Q10% h Q5% h Q1% h Qt d [m] prognoza stabilności dna 22 / 26

23 6. ZESTAWIENIE NEGATYWNYCH EFEKTÓW ANTROPOPRESJI (ZACHWIANIE RÓWNOWAGI HYDRODYNAMICZNEJ): ZWIĘKSZENIE DYNAMIKI PRZEPŁYWÓW POWODZIE SZYBKIE I BŁYSKAWICZNE POGŁĘBIENIE NIŻÓWEK PRZYSPIESZONA EROZJA KORYT RZECZNYCH PRZEKSZTAŁCANIE KORYT ALUWIALNYCH W SKALNE UTRATA WARTOŚCI EKOLOGICZNYCH POZBAWIANIE RZEK MATERIAŁU STANOWIĄCEGO OBRUKOWANIE DNA TRANSPORT POTENCJALNY ZNACZNIE WIĘKSZY OD RZECZYWISTEGO PODSUMOWANIE 23 / 26

24 6. 24 / 26

25 6. Dobry stan wód w ujęciu hydromorfologicznym można osiągnąć poprzez: ZWIĘKSZENIE RETENCJI ZMNIEJSZENIE USZCZELNIENIA ZLEWNI (spowolnienie odpływu) ZAGOSPODAROWANIE WÓD OPADOWYCH ( mała retencja ) POSZERZENIE PASA MIGRACJI RZEK UMOŻLIWIENIE EROZJI BRZEGÓW I DNA OGRANICZENIE UMOCNIEŃ DO PRZYPADKÓW KONIECZNYCH REZYGNACJA Z POBORU RUMOWISKA W OBRĘBIE PASA MIGRACJI PODSUMOWANIE 25 / 26

26 Dziękuję za uwagę 26 / 26