Newsletter 1/2011 (3)

Transkrypt

1 Zintegrowany system wspomagający zarządzaniem i ochroną zbiornika zaporowego POIG /09 Strategiczny projekt badawczy Newsletter 1/2011 (3)

2 2 OD KOORDYNATORÓW Rozpoczęliśmy drugi sezon badań zbiornika goczałkowickiego. Zimową przerwę wykorzystaliśmy na konserwację i niezbędne naprawy naszej łodzi badawczej. W kwietniu UŚka ponownie wypłynęła na wody zbiornika goczałkowickiego. Pierwszy rejs posłużył do ustawienia boi oznaczających punkty pomiarowe i weryfikacji lokalizacji punktów badawczych. Kapryśny kwiecień i początek maja były dla nas przyjazne, bo wprawdzie było chłodno, ale pogodnie. Rozpoczęły się warsztaty robocze podsumowujące Zadanie 2. Na kolejnych warsztatach zespoły badawcze prezentowały wyniki będące efektem monitoringu badawczego. Koordynatorzy projektu

3 3 SPIS TREŚCI 2 Od koordynatorów 4 Warsztaty robocze Projektu ZiZOZap 7 Badania roślinności zlewni zbiornika goczałkowickiego 11 Automatyczna stacja hydro-meteorologiczna 13 Zimowe zagrożenie czyli manewry z boją 14 Jak się promujemy 17 Więcej o Projekcie ZiZOZap REDAKCJA mgr inż. Wanda Jarosz, zizozap@ietu.katowice.pl prof. zw. dr. hab. Paweł Migula, Koordynator Projektu ZiZOZap, zizozap@us.edu.pl dr hab. Piotr Łaszczyca, Zastępca Koordynatora Projektu dr Andrzej Woźnica, Zastępca Koordynatora Projektu Zdjęcia: Marek Grucka, Marek Jarosz, Wanda Jarosz, Paweł Migula, Andrzej Pasierbiński, Andrzej Woźnica Oprawa graficzna i skład: Anna Kopaczewska Fundusze Europejskie dla rozwoju innowacyjnej gospodarki Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka POIG /09

4 4 WARSZTATY ROBOCZE PROJEKTU ZiZOZap Od marca do czerwca 2011 naukowcy realizujący Projekt ZiZOZap uczestniczyli w warsztatach roboczych podsumowujących prace wykonane w ramach Monitoring badawczy zbiornika zaporowego (Zadanie 2). Jego celami były: ocena stanu i właściwości dynamicznych zbiornika z uwzględnieniem gospodarki wodnej w oparciu o monitoring ilościowy oraz określenie powiązania zbiornika z wodami podziemnymi, stworzenie podstaw do budowy modelu dynamicznego i realizacja badawczego monitoringu jakościowego w wyznaczonych basenach. Przeprowadzone badania obejmowały: ocenę właściwości hydrodynamicznych z uwzględnieniem gospodarki wodnej w oparciu o badawczy monitoring ilościowy, jakościowy monitoring badawczy wskaźników stanu fizykochemicznego i biologicznego zbiornika. Jednostką odpowiedzialną za realizację Zadania 2. jest Uniwersytet Śląski w Katowicach. Zadanie koordynuje dr hab. Piotr Łaszczyca (UŚ, WBiOŚ).

5 5 Tematem pierwszych warsztatów, które odbyły się w styczniu br., były zagadnienia modelowania zjawisk hydrologicznych w zbiorniku. Głównymi uczestnikami dyskusji były zespoły specjalistów inżynierii wodnej z Politechniki Krakowskiej oraz hydrolodzy i meteorolodzy z Wydziału Nauk o Ziemi UŚ. Istotny koncepcyjny wkład wnieśli też partnerzy z NILU-Polska oraz współdziałające z projektem firmy, głównie EcoClima z Pszczyny. W trakcie drugich, marcowych warsztatów uzgadniano rozwiązania problemów dotyczących tworzenia i zarządzania bazami danych oraz zasadami współdziałania uczestników projektu z zespołem zarządzającym bazami danych. Prace te realizuje zespół mgr inż. Jacka Długosza (IETU), który równolegle walczy z uporządkowaniem systemu geograficznej lokalizacji stanowisk badawczych. Mimo, że satelitarne systemy pozycjonowania są tu bardzo użyteczne, zadanie to rodzi trudności wynikające z właściwości biologicznych opisywanego i mapowanego systemu nie zawsze badane organizmy chcą uzgodnić swoje aktualne położenie z dokładnymi mapami. W drugiej części warsztatów omawiano wyniki monitoringu badawczego zbiornika zaporowego w zakresie badań hydrobiologicznych i zoologicznych. W dyskusji uczestniczył też kierownik zespołu ornitologów, dr hab. Robert Gwiazda (IOP PAN, Kraków), który podjął współpracę z Projektem ZiZOZap w listopadzie ubiegłego roku. Limnolog, dr Maciej Kostecki (IPIŚ PAN, Zabrze) wniósł do dyskusji rzeczowy wkład, w postaci wyników monitoringu jakości wód zbiornika i oceny ich klasy. Wyniki te korespondują z wynikami monitoringu on-line prowadzonego przez zespoły hydrologów WNoZ. Będąca źródłem tych wyników żółta boja, ciągle dostarcza powodów do pracy, w związku z rwącą się zdalną transmisja danych. W serii kolejnych warsztatów w węższym gronie omawiane były problemy implementacji danych biologicznych do modelu zbiornika CAEDYM. Odpowiedzi na szereg trudnych pytań, zadawanych przez kierującego Zadaniem 5 dr Czesława Klisia z IETU, poszukiwali specjaliści z poszczególnych dyscyplin hydrobiologicznych: prof. dr hab. Elżbieta Wilk Woźniak fykolog z IOP PAN, prof. dr hab. Irena Bielańska-Grajner z UŚ specjalistka w zakresie zooplanktonu, z zespołu hydrobiologów pracujących pod kierunkiem prof. dr hab. Małgorzaty Strzelec, oraz

6 6 mikrobiolodzy i genetycy badający skomplikowane zespoły mikroorganizmów bytujących w zbiorniku. Warsztaty poświęcono omówieniu takich zagadnień jak: 1. ocena ilościowa i jakościowa mikroorganizmów w badanej wodzie na tle zmian sezonowych i chemicznych w zbiorniku, 2. analiza składu populacji za pomocą oznaczania profili komórkowych PLFA 3. możliwości metod metagenomicznych w analizie biologicznej jeziora goczałkowickiego 4. grupy bakterii zaangażowanych w obieg biogenów, 5. gatunki roślin szuwarowych i wodnych o największej przydatności do tworzenia strefy zaporowej przed dopływem nadmiernej ilości ksenobiotyków i biogenów do zbiornika, 6. gatunki roślin o największej przydatności do monitoringu zanieczyszczenia zbiornika, 7. selekcja najbardziej przydatnych do celów monitoringowych, powierzchni badawczych w fitocenozach leśnych i nieleśnych w strefie zlewni zbiornika goczałkowickiego, 8. analiza ogólnej toksyczności wody oraz osadów z wykorzystaniem biotestów, 9. ocena kondycji energetycznej ryb jako pośredni wskaźnik narażenia na związki toksyczne, 10. biomarkery (narzędzia wczesnego ostrzegania) ocena ogólnego narażenia na stres środowiskowy, 11. implementacja modelu ELCOM/CAEDYM. Dyskusja i liczne kontakty doraźne pozwoliły uruchomić częściowe modele funkcji zbiornika. Problemy związane z tym zadaniem mnożą się jednak w miarę zagłębiania w procedury modelowania. Istotnym problemem okazuje się pogodzenie zasad monitoringu określonych normami krajowymi z wymogami zasilania modelu w dane. Niezależnie od tego aspektu prac, kolejne zespoły formułują wnioski końcowe na temat wdrożonych i walidowanych w Zadaniu 2. metod badawczych i użyteczności uzyskiwanych wyników dla modelu. dr hab. Piotr Łaszczyca, Zastępca Koordynatora Projektu, UŚ, WBiOŚ zizozap@us.edu.pl

7 7 BADANIA ROŚLINNOŚCI ZLEWNI ZBIORNIKA GOCZAŁKOWICKIEGO rys. 4 Masowy zanik drzewostanów świerkowych w Beskidzie Śląskim

8 8 rys. 1 Cyfrowy model roślinności zbiornika goczałkowickiego Jednym z wielu czynników wpływających na funkcjonowanie zbiornika goczałkowickiego jest roślinność w jego najbliższym otoczeniu. Niektóre zbiorowiska roślinności szuwarowej i wodnej mogą spełniać funkcję naturalnych oczyszczalni hydrobotanicznych, gromadząc w tkankach roślin niepożądane substancje, pochodzące ze zlewni zbiornika. Inne z kolei mogą się okazać przydatne w bioindykacji jakości wody. W celu opracowania modelu roślinności zbiornika i jego otoczenia wykorzystano zdjęcie satelitarne, rejestrujące prócz światła widzialnego także niektóre zakresy podczerwieni. Zdjęcie satelitarne poddano analizom, których efektem jest sklasyfikowany obraz roślinności (rys. 1). Niektóre zarejestrowane na zdjęciu zakresy promieniowania są szczególnie wrażliwe na zawartość chlorofilu w tkankach roślin, co za tym idzie, pozwalają na stworzenie modelu biomasy roślinnej (rys. 2).

9 9 rys. 2 Model biomasy na podstawie indeksu NDVI. Dodatnie wartości indeksu określają poziom biomasy roślinnej. Drugim ważnym aspektem podjętych badań jest roślinność zlewni zbiornika goczałkowickiego. Przedmiotem szczegółowych analiz jest udział i rozmieszczenie głównych typów zbiorowisk roślinnych w zlewni. Szczególne znaczenie mają tu lasy, będące naturalnym magazynem wody. Zjawisko magazynowania wody przez roślinność nazywane jest retencją szaty roślinnej i prócz ukształtowania terenu, jest jednym z ważniejszych czynników kształtujących retencję całej zlewni. Ma to niebagatelne znaczenie dla przeciwdziałania i prognozowania zjawisk powodziowych. Wysoki poziom lesistości zlewni pozwala na zmagazynowanie znacznych objętości nadmiarowej wody i zmniejszenie rys. 3 Zmiany w drzewostanach świerkowych widać gołym okiem na kolejnych obrazach satelitarnych zlewni: A 2000 rok, B 2005 rok, C 2010 rok, D sklasyfikowany obraz z 2010 roku.

10 10 skutków powodzi. Jednocześnie negatywne zmiany w szacie roślinnej, polegające np. na masowych wylesieniach mogą znacznie zmniejszyć retencję. Dlatego istotnym aspektem prowadzonych badań jest monitoring szaty roślinnej, szczególnie w rejonie Beskidu Śląskiego, gdzie bierze swe źródła Wisła. W ostatnim dziesięcioleciu zaobserwowano na tym obszarze niepokojące zmiany w populacjach świerka, których powierzchnia uległa radykalnemu zmniejszeniu (rys. 3). dr Andrzej Pasierbiński, UŚ, WBiOS andrzej.pasierbinski@us.edu.pl rys. 5 Widok 3D zlewni zbiornika

11 11 AUTOMATYCZNA STACJA HYDRO-METEOROLOGICZNA Pływająca automatyczna stacja hydro-meteorologiczna została umieszczona w najgłębszym punkcie zbiornika goczałkowickiego latem Pława wyposażona jest w szereg czujników oraz rejestrator danych połączony z modemem GPRS i autonomiczny system zasilania. Stacja monitoruje parametry fizykochemiczne wody oraz realizuje pomiar podstawowych parametrów meteorologicznych. W odróżnieniu od konwencjonalnych pław, sonda zamontowana jest w rurze osłonowej, co umożliwia kalibrację oraz obsługę serwisową sondy bez konieczności otwierania komory ze sprzętem. Ponadto system monitoruje jakość wody na wlocie i wylocie zbiornika goczałkowickiego, a uzupełnieniem sieci pomiarowej jest przenośna sonda wieloparametrowa MS5.

12 12 Mierzone parametry Pława pomiarowa OTT Water Station temperatura wody na 12 głębokościach przewodnictwo elektrolityczne tlen rozpuszczony odczyn ph potencjał redox chlorofil azotany chlorki kierunek i prędkość wiatru temperatura i wilgotność powietrza Sondy wieloparametrowe DS5X na wlocie i wylocie zbiornika goczałkowickiego temperatura wody przewodnictwo elektrolityczne tlen rozpuszczony odczyn ph potencjał redox mętność azotany chlorki Przenośna sonda wieloparametrowa MS5 temperatura wody przewodnictwo elektrolityczne tlen rozpuszczony odczyn ph potencjał redox azotany chlorki

13 13 ZIMOWE ZAGROŻENIE CZYLI MANEWRY Z BOJĄ Pływająca stacja meteorologiczna w trudnych w warunkach zimowych zerwała się z kotwicy. Jeszcze raz natura okazała się silniejsza niż technika. Naukowcy zostali zmuszenie do zabezpieczenia uszkodzonego urządzenia. Specyficzne warunki lodowe na zbiorniku zaporowym w Goczałkowicach powodują, że prowadzenie prac na lodzie stwarza poważne zagrożenie i wymaga specjalistycznego sprzętu lodowego i zabezpieczenia nurkowego. Pokrywa lodowa zbiornika ma obecnie cm grubości. W niedzielę, 30 stycznia 2011 Pluton Ratownictwa Wodnego i Poszukiwawczego wraz z pracownikami Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, przy aktywnej pomocy płetwonurków z Pszczyńskiego Klubu Płetwonurków PARTNUR oraz strażaków z OSP Łąka przystąpili do jej zabezpieczenia na skutym lodem zbiorniku. Członkowie Plutonu Ratownictwa Wodnego i Poszukiwawczego i nurkowie wycięli z lodu pławę badawczą, a następnie przewieźli ja na sankach ratowniczych na brzeg. Tu jej przeglądem, naprawą i przygotowaniem do dalszej pracy zajęli się specjaliści. Wszystkim, którzy bezinteresownie pomogli składamy serdeczne podziękowania.

14 14 JAK SIĘ PROMUJEMY Wykład Czysta woda dla Śląska Zespół koordynatorów Projektu ZiZOZap prof. zw. dr hab. Paweł Migula, dr hab. Piotr Łaszczyca, dr Andrzej Woźnica przygotował wykład Modelowanie gospodarowania zasobami środowiska wodnego na przykładzie zbiornika zaporowego w Goczałkowicach. 24 marca 2011 w auli Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Śląskiego wygłosił go dr Andrzej Woźnica. Wykład odbył się w ramach XIX cyklu wykładów: Wybrane problemy ekologii i ochrony środowiska organizowanego przez Centrum Studiów nad Człowiekiem i Środowiskiem Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. Wystawa posterów Przygotowaliśmy dwanaście posterów, które prezentują cele, zadania i oczekiwane rezultaty badań zbiornika goczałkowickiego. Postery można było oglądać w lutym i marcu 2011 w Urzędzie Miejskim w Pszczynie. Obecnie postery wystawione są w Urzędzie Miejskim w Goczałkowicach. Do końca maja br. zapraszamy mieszkańców Goczałkowic i okolic do zapoznania się z zakresem badań prowadzonych na zbiorniku zaporowym w Goczałkowicach oraz w jego zlewni.

15 15 Wykład Co w wodzie piszczy czyli dlaczego badamy zbiornik goczałkowicki? 24 maja 2011 w sali sesyjnej pszczyńskiego ratusza ponad czterdziestu mieszkańców Pszczyny, regionu silnie związanego ze zbiornikiem goczałkowickim, wysłuchało wykładu dr Andrzeja Woźnicy pt. Co w wodzie piszczy dlaczego badamy zbiornik goczałkowicki? Wykład zakończyło losowanie dwóch zaproszeń na rejs badawczy łodzią UŚka po zbiorniku goczałkowickim przy okazji kolejnego poboru prób. Serdecznie dziękujemy pani Teresie Musik, dyrektor Miejsko- Powiatowej Biblioteki Publicznej w Pszczynie za przychylność i pomoc w zorganizowaniu spotkania. III Europejski Kongres Gospodarczy Problemom branży wodno-kanalizacyjnej poświęcona była jedna z sesji III Europejskiego Kongresu Gospodarczego zorganizowana 17 maja br. przez Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów S.A. partnera strategicznego Projektu ZiZOZap. Sesję podzielono na dwa bloki tematyczne. Pierwszy poświęcony był wpływowi branży wodno-kanalizacyjnej na kształtowanie zrównoważonego rozwoju gospodarczego. Tematem drugiego była współpraca w ramach branży wod-kanalizacyjnej i wspieranie relacji z nauką. Dyskutowano nad praktycznym wykorzystaniem osiągnięć nauki do rozwiązywania zagadnień gospodarki wodno-ściekowej. Pan prof. dr hab. Andrzej Kowalczyk, Prorektor ds. Nauki i Współpracy z Gospodarką Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, Przewodniczący Rady Konsorcjum Projektu przedstawił szereg przykładów współpracy nauki i przemysłu. Za kluczowy i najważniejszy uznał Projekt ZiZOZap, szeroko uzasadniając znaczenie tego nowatorskiego przedsięwzięcia badawczego dla gospodarki regionu i kraju. I to, że nie mógłby go wykonać swoimi siłami Uniwersytet bez partnerów i zintegrowanych wysiłków interdyscyplinarnych zespołów badawczych oraz GPW w Katowicach jako zarządzającego zbiornikiem goczałkowickim.

16 16 Rejs UŚką Siedmiu uczestników wykładów nt. projektu ZiZOZap, które odbyły się w Pszczynie i Katowicach, wzięło 4 czerwca 2011 udział w rejsie badawczym po zbiorniku goczałkowickim. Naukowcy testowali system rejestracji i gromadzenia danych batymetrycznych czyli prowadzili z użyciem sonaru pomiary głębokości zbiornika. Dr Andrzej Woźnica opisał naszym gościom prace badawcze prowadzone przez konsorcjum naukowe projektu ZiZOZap. Rejs łodzią badawczą UŚka trwał dwie godziny przy niezwykle pięknej pogodzie. Mamy nadzieję, że nasi goście będą mile wspominać spędzony wspólnie czas.

17 17 WIĘCEJ O PROJEKCIE ZiZOZap NEWSLETTER DLA MEDIÓW AKTUALNOŚCI ZIZOZAP W MEDIACH KONTAKT O PROJEKCIE ZBIORNIK GOCZALKOWICKI GALERIA KONFERENCJE REZULTATY PUBLIKACJE KOORDYNATOR REALIZATORZY PRZYJACIELE PROJEKTU PLIKI DO POBRANIA