OKREŚLENIE WARUNKÓW PRZEJŚCIA

Transkrypt

1 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy OKREŚLENIE WARUNKÓW PRZEJŚCIA WIELKICH WÓD W RZEKACH REGIONU WODNEGO WISŁY ŚRODKOWEJ Z UWZGLĘDNIENIEM WIELKOŚCI PRZEPŁYWÓW CHARAKTERYSTYCZNYCH W PROFILU ZAWICHOST Autorzy: Jerzy Niedbała Michał Ceran Marcin Dominikowski Warszawa,

2 Spis treści Charakterystyka hydrologiczna regionu wodnego Wisły Środkowej... 3 Wstęp... 3 Omówienie sytuacji hydro-meteorologicznych wywołujących powodzie na środkowej Wiśle (na przykładzie powodzi historycznych)... 6 Wezbranie opadowe w lipcu-sierpniu Wezbranie opadowe w czerwcu Wezbranie opadowe w lipcu Wezbranie opadowe w lipcu Wezbranie opadowe w lipcu Wezbranie opadowe maj-czerwiec Wezbrania roztopowe Wezbranie roztopowe w kwietniu Wezbranie roztopowe marzec-kwiecień Charakterystyka przejścia wielkich wód dla Wisły od Zawichostu do Włocławka i jej głównych dopływów Stany i przepływy charakterystyczne na stacjach wodowskazowych znajdujących się w regionie wodnym Wisły Środkowej, parametry zlewni zamkniętych profilami wodowskazowymi oraz zestawienie przepływów o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia wraz z rzędnymi Analiza krzywych przepływu z wybranych stacji wodowskazowych dorzecza Wisły Środkowej Analiza opadów średnich w dorzeczu Środkowej Wisły w latach Katalog największych wezbrań okresu

3 Charakterystyka hydrologiczna regionu wodnego Wisły Środkowej Wstęp Długość Wisły na odcinku od ujścia Sanu do zapory we Włocławku wynosi 395 km a zlewnia tego odcinka rzeki to obszar o powierzchni km 2. W tabeli 1 podano powierzchnię zlewni częściowych Wisły Środkowej w najważniejszych punktach węzłowych rzeki. Tab. 1. Powierzchnie zlewni częściowych Wisły Środkowej w charakterystycznych punktach węzłowych Punkt węzłowy Km biegu rzeki Powierzchnia zlewni [km 2 ] Wisła poniżej ujścia Sanu 279, ,3 Wisła poniżej ujścia Kamiennej 324, ,9 Wisła poniżej ujścia Wieprza 391, ,5 Wisła poniżej ujścia Pilicy 457, ,4 Wisła poniżej ujścia Narwi 550, ,8 Wisła poniżej ujścia Bzury 587, ,6 Wisła w profilu stopnia wodnego Włocławek 675, ,0 Zlewnia Środkowej Wisły jest asymetryczna, ze zdecydowanie większym udziałem obszaru położonego po prawej stronie rzeki. Największe prawostronne dopływy, to: Wieprz, Świder i Narew, a lewostronne to Kamienna, Radomka, Pilica i Bzura. Największym dopływem Wisły jest rzeka Narew, która bieg swój rozpoczyna na Białorusi i zbiera wody z Podlasia, Mazur i północno-wschodniej części Mazowsza. Na wysokości Jeziora Zegrzyńskiego do Narwi uchodzi jej największy dopływ - Bug, który rozpoczyna swój bieg na Ukrainie i przepływa przez województwa: lubelskie, podlaskie i mazowieckie a obszar zlewni obejmuje również obszary na Ukrainie i Białorusi. Największym prawostronnym dopływem Wisły jest Pilica ze źródłami w województwie śląskim, przepływająca przez województwa śląskie, łódzkie i mazowieckie a obszar zlewni obejmuje również fragment województwa małopolskiego. Zestawienie największych bezpośrednich dopływów Wisły Środkowej przedstawiono w tabeli 2. 3

4 Tab. 2. Największe dopływy bezpośrednie Wisły Środkowej Rzeka Położenie w stosunku do Wisły Powierzchnia zlewni [km 2 ] Kamienna lewostronny 2007,9 324,5 Iłżanka lewostronny 1127,4 340,9 Wieprz prawostronny 10415,2 391,8 Radomka lewostronny 2109,5 431,9 Pilica lewostronny 9273,0 457,0 Świder prawostronny 1309,9 492,0 Jeziorka lewostronny 975,3 493,7 Narew prawostronny 75175,2 550,5 Bzura lewostronny 7787,5 587,3 Skrwa (prawa) prawostronny 1704,0 645,5 Lokalizacja ujścia do Wisły [km biegu rzeki Wisły] 4

5 Rys. 1. Mapa dorzecza Wisły Środkowej na tle podziału administracyjnego 5

6 Omówienie sytuacji hydro-meteorologicznych wywołujących powodzie na środkowej Wiśle (na przykładzie powodzi historycznych) Powodzie na środkowej Wiśle wywołane są wezbraniami, spowodowanymi intensywnym zasilaniem koryta rzecznego lub zahamowaniem odpływu przez lód rzeczny. Na tym odcinku Wisły wyróżnia się 3 rodzaje wezbrań: wezbrania opadowe: spowodowane są intensywnymi opadami deszczu o szerokim zasięgu w dorzeczu górnej Wisły w ich wyniku powstają fale wezbraniowe, które przemieszczając się Wisłą powodują zagrożenie powodziowe wzdłuż całego biegu rzeki, wezbrania roztopowe: spowodowane są tajaniem pokrywy śnieżnej często z towarzyszeniem deszczu co powoduje zwiększenie wysokości wezbrania. Występują na wszystkich rzekach Polski lecz najbardziej groźne są na dużych rzekach nizinnych (np. w środkowym i dolnym biegu Wisły), wielkość i przebieg wezbrania roztopowego zależy od ilości wody zgromadzonej w pokrywie śnieżnej, intensywności procesu topnienia (temperatura powietrza) i stopnia przemarznięcia gruntu, wezbrania zatorowe: powodowane są zatrzymywaniem i piętrzeniem śryżu w okresie zamarzania rzeki lub kry lodowej w czasie roztopów. Tworzą się głównie na płyciznach i innych przeszkodach na dużych rzekach nizinnych podczas każdego mroźnego sezonu zimowego powstają powyżej zapór wodnych i stopni piętrzących; Na Wiśle Środkowej zdarzają się również wezbrania mieszane, gdy fala roztopowa jest dodatkowo zasilana opadami deszczu. Różnorodność typów wezbrań wynika z mieszanego charakteru zasilania zlewni opadowego w górskiej, południowej części zlewni i roztopowego, w nizinnej, dolnej części (rys.2). Rzeka na omawianym odcinku ma charakter tranzytowy i przenosi oba typy wezbrań. Z analiz wynika, że na środkowej Wiśle przeważają wezbrania półrocza zimowego. Stanowią one 64% wszystkich wezbrań i najczęściej pojawiają się w marcu. Wezbrania letnie występują przeważnie w lipcu, nieco rzadziej w sierpniu i czerwcu. Najgroźniejsze wezbranie w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat wystąpiło jednak w maju (2010 rok). Mimo, że w środkowym biegu Wisły dominują wezbrania roztopowe (często podpiętrzane zatorami lodowymi), najwyższe poziomy wody Wisła osiągała podczas wezbrań letnich (1960, 1962, 2010). Charakterystyczne jest również to, że wysokie wezbrania Wisły w grupują się w pewnych okresach występują rok po roku lub w niewielkich, kilkuletnich odstępach, potem następują dłuższe przerwy i ponownie zwiększa się częstość wezbrań. 6

7 Rys. 2. Typy wezbrań w Polsce Poniżej przedstawiono na przykładach powodzi historycznych przyczyny i przebieg największych wezbrań na środkowej Wiśle. Największe wezbrania opadowe na środkowej Wiśle zanotowano w następujących okresach: lipiec-sierpień 1960 czerwiec 1962 lipiec 1970 lipiec 1980 lipiec 2001 maj-czerwiec 2010 Wezbranie opadowe w lipcu-sierpniu 1960 Wezbranie zostało wywołane długotrwałymi opadami o dużym zasięgu a przebieg i rozmiar wezbrania był wynikiem nałożenia się niekorzystnych sytuacji synoptycznych. Większe od średnich opady wystąpiły już w maju, czerwcu i na początku lipca, powodując podniesienie się stanów wody w rzekach. Od 20 do 27 lipca wystąpiły cztery serie intensywnych opadów, które wywołały katastrofalne wezbranie w zlewni górnej Wisły a także na lewobrzeżnych dopływach Wisły. 7

8 W dorzeczu górnej Wisły opady rozpoczęły się 23 lipca i utrzymywały się bez przerwy przez 5 dni, a sumy opadu za ten okres w Beskidzie Śląskim i Tatrach przekroczyły 300 mm. Sumy opadu za lipiec w Beskidzie śląskim, Wysokim i Małym oraz w Tatrach przekroczyły 500 mm a na zdecydowane większości obszaru dorzecza górnej Wisły opad wynosił % normy wieloletniej. W lipcu w dorzeczu środkowej Wisły występowały niemal bez przerwy ulewne deszcze, najsilniejsze w trzeciej dekadzie lipca (600%-7805 normy dla lipca). Opady powyżej 250 mm zanotowano w Słupi Nowej (Góry Świętokrzyskie), ponad 200 m w Głownie 9zlewnia Bzury) i w Iłży. Na Małej Wiśle w lipcu uformowały się cztery wezbrania. W miarę posuwania się w dół rzeki fale pierwsza i trzecia zanikły, natomiast czwarta przybrała rozmiary katastrofalnej powodzi. Cecha wezbrania lipcowego w 1960r. było jego narastanie z biegiem Wisły. Zbieganie się fali Wisły z falami dopływów spowodowało ogromny przybór wody. Przepływy maksymalne na środkowej Wiśle przekroczyły 5000 m 3 /s. w Warszawie zanotowano stan 787 cm najwyższy od początku XX wieku. 8

9 Wezbranie opadowe w czerwcu 1962 Wezbranie w czerwcu 1962 wystąpiło po chłodnym i deszczowym okresie w kwietniu i maju. Druga dekada maja charakteryzowała się obfitymi, ciągłymi opadami, z największymi sumami na Mazowszu (Warszawa, Płock i zlewnia Bzury). W trzeciej dekadzie maja wystąpiły obfite opady pochodzenia burzowego. Suma opadów w maju dochodziła do 200 mm, a największe wartości zanotowano w zlewni Małej Wisły. W czerwcu w całym dorzeczu Wisły opady były wyższe od normy, największe wartości zanotowano w pierwszej dekadzie czerwca w dorzeczu górnej i środkowej Wisły. Po przejściu wiosennego wezbrania w kwietniu stany wody początkowo opadały. Obfite opady w drugiej połowie maja spowodowały nasycenie zlewni i wystąpienie wezbrań o różnym nasileniu na Wyżynie Małopolskiej, dopływach środkowej Wisły a lokalnie również w zlewni Narwi. Groźne wezbrania wystąpiły na lewostronnych dopływach Wisły: Czarnej Przemszy, Nidzie, Kamiennej, Pilicy i Bzurze. W zlewniach prawostronnych dopływów najmocniej wezbrały Raba i Wisłoka. Fala Wisły nałożyła się na wysokie stany wody z poprzedniego miesiąca i zsumowała od ujścia Sanu z kulminacjami dopływów. Sprzyjał temu przebieg i rozkład opadów. Na wiśle kulminacje wezbrania w Sandomierzu i Warszawie były porównywalne z przepływami maksymalnymi z wezbrania z 1960r. i przekroczyły 5000 m 3 /s. Wezbranie opadowe w lipcu 1970 Wyjątkowo obfite deszcze, które wystąpiły w trzech okresach opadowych były związane z cyrkulacją niżu południowo-europejskiego, przy występowaniu silnego spływu chłodnego powietrza z północy. Pierwszy incydent opadowy wystąpił z opadami do 50 mm w południowo-wschodniej części zlewni górnej Wisły i w paśmie jaworzyny Krynickiej oraz do 40 mm w Tatrach. Główna fala wystąpiła w dniach , z sumami opadów ponad 100 mm w całej zlewni górnej Wisły. Sumy opadu za okres od 15 do w zlewniach Małej Wisły, Soły, Skawy i Dunajca przekraczały 200 mm, osiągając w wyższych partiach gór ponad 300 mm. W dniach wystąpiła trzecia fala opadów w dorzeczu górnej i środkowej Wisły, osiągając na nizinach do 50 mm, w górach 75 mm a w zlewni Popradu 100 mm. Wezbranie w 1970 roku miało katastrofalne rozmiary na Wiśle oraz na ujściowych odcinkach górskich dopływów. Fala wezbraniowa na Wiśle miała elewację przekraczająca miejscami 7 metrów. Wskutek pęknięcia wałów w rejonie ujścia Raby i Dunajca, a także przelania się w wielu miejscach wody przez korony wałów, kulminacyjne przepływy na środkowej wiśle nie osiągnęły już maksimów dotąd obserwowanych, jednak olbrzymia fala wezbraniowa, jaka przeszła przez środkową Wisłę osiągnęła wartości kulminacyjne rzędu 5000 m 3 /s. Wezbranie opadowe w lipcu 1980 Wezbranie w lipcu 1980 było wynikiem długotrwałych opadów występujących w całym dorzeczu Wisły. Sumy opadu kształtowały się w granicach mm a w górskiej części dorzecza dochodziły do 300 mm. 9

10 Wysokie fale wezbraniowe uformowały się na Wisłoce, sanie z Wisłokiem i na górnej Wiśle. Fala zebraniowa na środkowej Wiśle osiągnęła w przepływach kulminacyjnych wartości przekraczające 4500 m 3 /s. Wezbranie opadowe w lipcu 2001 Powódź w lipcu 2001 była wynikiem intensywnych opadów burzowych w drugiej połowie miesiąca. Intensywne opady nie występowały jednocześnie, lecz w kolejnych dniach obejmowały kolejne zlewnie w dorzeczu górnej i środkowej Wisły. Najintensywniejsze opady wystąpiły w trzeciej dekadzie lipca w zlewniach Soły, Skawy i Dunajca oraz w rejonie Gór Świętokrzyskich. Dobowe opady przekraczały mm, przy notowaniach na pojedynczych posterunkach rzędu mm na dobę. Największe sumy opadu za okres od 16 do 27 lipca zanotowano w zlewniach Soły (278 mm), Skawy (292 mm) i Dunajca (280 mm). Przemieszczająca się górną Wisłą fala wezbraniowa na odcinku poniżej ujścia Dunajca była zasilana wodami opadowymi z regionu Gór Świętokrzyskich. Przejście fali na odcinku Wisły od ujścia Dunajca do ujścia Wieprza zbiegło się ze zwiększonym spływem wód opadowych z lewostronnej jak i prawostronnej części dorzecza. W dniu 31 lipca kulminacja fali wezbraniowej dotarła do Warszawy osiągając stan 706 cm. Wezbranie opadowe maj-czerwiec 2010 Wezbranie w 2010 r. należało do jednych z największych od początku obserwacji hydrologicznometeorologicznych. Spowodowane było dużymi opadami, które występowały od połowy maja. Powodem wystąpienia silnych opadów na południu Polski w czerwcu był rozległy i rozbudowany pionowo układ niżowy, w obrębie którego wykształciły się w krótkim czasie kolejno dwa ośrodki nad Węgrami i nad zachodnią Ukrainą. Sumy opadów w maju i na początku czerwca dochodziły do 500 mm. Maksymalne opady dobowe na większości stacji wystąpiły 16 maja. Na południu Polski przekraczały one często 50 mm, skrajnie dochodziły do 200 mm. W wyniku wystąpienia znacznych sum opadów nastąpiły wzrosty stanów wody dopływów środkowej Wisły. Wisłą przemieszczała się natomiast fala powodziowa powstała w górnym odcinku rzeki. Spływ wód opadowych był powolny i długotrwały. Podobny charakter miała fala wezbraniowa. Odznaczała się ona gwałtownym, szybkim wzrostem stanu wody oraz powolnym opadaniem. Stany wody zbliżone do maksymalnych utrzymywały się przez 2-3 dni, a przekroczenie stanów alarmowych 6-13 dni. Kulminacja fali wezbraniowej wystąpiła 21 maja w Annopolu, 22 maja w Warszawie i Modlinie, a 23 maja w Kępie Polskiej. W drugiej połowie maja wysokie stany wody utrzymywały się również na dopływach środkowej Wisły, a Wieprzu i Pilicy przekroczone zostały stany ostrzegawcze i alarmowe. Opady, które wystąpiły w dorzeczu górnej Wisły na przełomie maja i czerwca spowodowały uformowanie się następnej fali wezbraniowej. W dorzeczu środkowej Wisły nie zanotowano w tym okresie szczególnie dużych sum opadów. Dzięki na dopływach Wisły nie wystąpiły kolejne wzrosty stanów, jednak przeważnie utrzymywał się wysoki stan wody. Druga fala powodziowa na Wiśle 10

11 stanowiła kolejne poważne zagrożenie powodzią. Wynikało to m.in. z nasycenia zlewni wodą z majowych opadów oraz uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych na niektórych odcinkach wynikających z przejścia pierwszej fali wezbraniowej. W związku ze znacznym wzrostem stanów rzek oraz długim czasie trwania przekroczeń stanów alarmowych w dorzeczu środkowej Wisły doszło do przerwania wałów przeciwpowodziowych i zalania znacznych terenów. W województwie lubelskim wały zostały przerwane łącznie na długości 780 m, co spowodowało zalanie około ha. Przerwanie wału nastąpiło dwukrotnie m.in. w miejscowości Zastów Polanowski. Spowodowało to zalanie 90 % gminy Wilków, w tym około domów mieszkalnych i gospodarstw. W województwie mazowieckim w dniu przerwany został wał na Wiśle Świniarach (poniżej ujścia Narwi) na odcinku 120 m. W wyniku przejścia drugiej fali wezbraniowej nastąpiło przerwanie wału na lewym brzegu w okolicy Kazimierza Dolnego na granicy miejscowości Janowiec i Janowice. Wezbrania roztopowe Największe wezbrania roztopowe na środkowej Wiśle zanotowano w okresach: Kwiecień 1958 Marzec-kwiecień 1979 Wezbranie roztopowe w kwietniu 1958 Wezbranie objęło swym zasięgiem przede wszystkim zlewnie Narwi z Bugiem oraz niektóre zlewnie rzek pasa wyżyn południowych (Wieprz, Pilica). Zima 1957/1958 była mroźna i śnieżna. Ostatnia fala intensywnych opadów śniegu wystąpiła w dniach 31 marca i 1 kwietnia. W ciągu zimy zdarzały się okresy odwilży, w czasie których wzrastał stan wód podziemnych. Na przełomie marca i kwietnia, tuz przed wystąpieniem roztopów, średnia grubość pokrywy śnieżnej wynosiła ok. 30 cm, dochodząc miejscami do 50 cm. Zawartość wody w pokrywie śnieżnej wynosiła około 60 mm. W pierwszych dniach kwietnia nastąpiło ocieplenie. Temperatura powietrza wzrosła powyżej 0⁰C i w połowie miesiąca dochodziła do 15⁰C. Właściwe wezbranie, o katastrofalnych rozmiarach, rozpoczęło się miedzy 6 a 9 kwietnia. Pierwszy przybrał Bug, później Narew i jej dopływy Biebrza i Pisa. Kulminacja w ujściowym odcinku Bugu (Wyszków) wystąpiła17.04 przy przepływie 1430 m 3 /s. Wezbranie na Narwi było groźniejsze niż na Bugu. W Ostrołęce przepływ kulminacyjny, 997 m 3 /s, wystąpił tego samego dnia zanotowano również największy przepływ w ujściu Narwi, który wyniósł 2800 m 3 /s. Na Wiśle poniżej ujścia Narwi, w Płocku, maksymalny przepływ wystąpił w dniu 11.04, osiągając 5370 m 3 /s. 11

12 Wezbranie roztopowe marzec-kwiecień 1979 Na początku grudnia 1978 napływające do polski mroźne i suche powietrze ze wschodu spowodowało głębokie przemarznięcie gruntu i zlodzenia rzek. Równoleżnikowy układ frontów atmosferycznych na przełomie 1978 i 1979 roku był przyczyną wyjątkowo intensywnych opadów śniegu (tzw. Zima stulecia). Pod koniec lutego 1979 grubość pokrywy śnieżnej w zlewni Narwi wynosiła 80 cm a w zlewni Biebrzy sięgała cm. Zapas wody w pokrywie śnieżnej dochodził do mm w Polsce środkowej i mm w północno-wschodnich i wschodnich rejonach kraju. W trzeciej dekadzie marca nastąpił wzrost temperatury powietrza i okresami obfite opady, zanikła pokrywa śnieżna, z wyjątkiem krańców północno-wschodnich. W wyniku topnienia śniegu w zlewniach Narwi i Bugu rozpoczęło się wezbranie, którego intensywność była różna w różnych częściach zlewni. Najszybciej wzbierały mazowieckie dopływy Narwi i Bugu, najpóźniej wezbranie kulminowało na Biebrzy. Charakterystyczny był powolny przybór, a następnie gwałtowny wzrost do momentu kulminacji w pierwszych dniach kwietnia. Przepływy kulminacyjne osiągnęły nie notowane dotychczas rozmiary: na Bugu w Wyszkowie 28 i Q max = 2400 m 3 s, na Narwi w Zambskach 5.04 Q max = 1460 m 3 s, na Narwi w Dębem Q max = 3450 m 3 s. różnice czasowe kulminacji wezbrań środkowej Wisły, Narwi i Bugu sprawiły, ze na Wiśle poniżej ujścia Narwi wezbranie trwało aż do końca kwietnia, a przepływ kulminacyjny w Kępie Polskiej wyniósł 5820 m 3 /s w dniu Wezbranie roztopowe w 1979 roku przybrało rozmiary klęski żywiołowej. W czasie powodzi wody roztopowe podtopiły lub zalały wiele miejscowości. Wskutek przerwania prawostronnego wału poniżej Pułtuska pod wodą znalazła się 1/3 miasta. Degradacji9 uległa duża ilość użytków rolnych. Wystąpiły duże trudności w eksploatacji zbiornika w Dębem na Narwi. Najwyższy zanotowany przepływ przez stopień wyniósł 3450 m 3 /s i był równy maksymalnej przepustowości zagrożone zostało bezpieczeństwo zapory. 12

13 Charakterystyka przejścia wielkich wód dla Wisły od Zawichostu do Włocławka i jej głównych dopływów Charakterystykę przejścia wielkich wód dla Wisły od Zawichostu do Włocławka i jej głównych dopływów wykonano w oparciu o wartość SWQ (średni wysoki przepływ z wielolecia). Na schemacie przedstawiono wartości SWQ na Wiśle Środkowej i jej głównych dopływach. Czekarzewice 40,6 m 3 /s Puławy 2566 m 3 /s Białobrzegi 168 m 3 /s Warszawa 2770 m 3 /s Modlin 3741 m 3 /s Zawichost 3451 m 3 /s Gusin 2836 m 3 /s Kępa Polska 3555 m 3 /s Kośmin 117 m 3 /s Dęblin 2702 m 3 /s Wyszków 574 m 3 /s Zambski Koś. 369 m 3 /s SWQ wartość średnia z wielolecia przepływów maksymalnych rocznych daje pogląd o średnich wezbraniach na Wiśle. Z analizy SWQ dla Środkowej Wisły i jej głównych dopływów wynika, ze na odcinku od Zawichostu do Warszawy średnie statystyczne wezbranie w roku waha się w granicach od 2700 m 3 /s do 3400 m 3 /s, przy czym fala wezbraniowa znacznie się spłaszcza poniżej Zawichostu. Dopływy środkowej Wisły pow6yzej Warszawy mają na ogół niewielki wpływ na wielkość wezbrania największe SWQ = 168 m 3 /s ma Pilica, co stanowi zaledwie 6% wartości SWQ płynącej Wisłą. Dopiero Narew, po połączeniu z Bugiem, z sumaryczna wartością SWQ wynoszącą niemal 1000 m 3 /s ma istotny wpływ na wielkość wezbrania na odcinku od ujścia Narwi do stopnia we Włocławku. Zaznaczyć jednak należy, że tak wysokie wartości przepływów Narew i Bug osiągają głównie podczas wezbrań roztopowych i to wówczas decydują o wielkości wezbrania na tym odcinku Wisły. Podczas wezbrań opadowych właściwa fala wezbraniowa tworzy się na górnej Wiśle, a dopływy boczne na środkowej Wiśle mogą mieć znaczący wpływ na jej wielkość tylko przy wyjątkowo niekorzystnym przebiegu warunków hydrologiczno-meteorologicznych (długotrwałe, intensywne opady w całym dorzeczu, nałożenie się fal wezbraniowych z Wisły i dopływów). 13

14 Stany i przepływy charakterystyczne na stacjach wodowskazowych znajdujących się w regionie wodnym Wisły Środkowej, parametry zlewni zamkniętych profilami wodowskazowymi oraz zestawienie przepływów o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia wraz z rzędnymi. Tab. 3. Stany i przepływy charakterystyczne z wielolecia na wybranych stacjach wodowskazowych w dorzeczu Wisły Środkowej L.p. Rzeka Wodowskaz NNW SSW WWW NNQ SSQ WWQ [cm] [m 3 /s] 1 Wisła Zawichost Wisła Annopol Wisła Puławy Wisła Dęblin Wisła Gusin Wisła Warszawa Wisła Modlin Wisła Wyszogród Wisła Kępa Polska Kamienna Czekarzewice Wieprz Kośmin Radomka Rogożek Pilica Sulejów Pilica Białobrzegi Narew Ostrołęka Narew Zambski Kościelne Bug Frankopol Bug Wyszków Liwiec Zaliwie Liwiec Łochów Wkra Borkowo Bzura Sochaczew NNW, NNQ najniższy stan wody i przepływ z wielolecia SSW, SSQ średni stan wody i przepływ z wielolecia WWW, WWQ najwyższy stan i przepływ z wielolecia 14

15 Tab. 4. Parametry zlewni zamkniętych profilami wodowskazowymi Zlewnia Wodowskaz zamykający Powierzchnia zlewni Km biegu Rz. zera wodowskazu Współrzędne* [km 2 ] [km] [m n.p.m.] X92 Y92 Wisła Zawichost Wisła Annopol Wisła Puławy Wisła Dęblin Wisła Gusin Wisła Warszawa Wisła Modlin Wisła Wyszogród Wisła Kępa Polska Wisła Włocławek Kamienna Czekarzewice Wieprz Kośmin Radomka Rogożek Pilica Białobrzegi Narew Zambski Kościelne Bug Wyszków Liwiec Łochów Wkra Borkowo Bzura Sochaczew *- współrzędne X,Y w układzie PUWG-92 15

16 Tab. 5. Przepływy o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia wraz z odpowiadającymi im rzędnymi zwierciadła wody. L.p. Rzeka Wodowskaz Przepływ o prawdopodobieństwie przewyższenia Rzędna wielkiej wody o prawdopodobieństwie przewyższenia p=10% p=1% p=0.5% p=0.2% p=10% p=1% p=0.5% p=0.2% Q=8500m 3 /s [m 3 /s] [m n.p.m.] Współrzędne** 1 Wisła Zawichost * Wisła Annopol * * Wisła Puławy Wisła Dęblin Wisła Gusin Wisła Warszawa Wisła Modlin Wisła Kępa Polska * Kamienna Czekarzewice Wieprz Kośmin Radomka Rogożek Pilica Sulejów Pilica Białobrzegi Narew Zambski Kośc Bug Frankopol Bug Wyszków Liwiec Łochów Bzura Sochaczew *- wartość powyżej rzędnej korony wału przeciwpowodziowego **- współrzędne X,Y w układzie PUWG-92 X92 Y92 16

17 Analiza krzywych przepływu z wybranych stacji wodowskazowych dorzecza Wisły Środkowej Przeanalizowano krzywe przepływu z ostatnich kilkudziesięciu lat na Wiśle Środkowej pod kątem wykrycia zmian geometrii koryta w zakresie stanów niskich i przepustowości wód wielkich w zakresie stanów wysokich. Rys. 3. Krzywe przepływu Zawichost Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 1970, 1975, 1980, 1985, 1990, 1995, 2000, 2005 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody wzrost przpustowości koryta spowodowany obniżaniem się dna, - dla wysokich stanów wody spadek przepustowości koryta (zmniejszenie drożności przekroju poprzecznego) wymagana jest dodatkowa analiza w celu ustalenia przyczyn. 17

18 Rys. 4. Krzywe przepływu Annopol Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 1960, 1965, 1970, 1976, 1980, 1985, 1990, 1995, 2000, 2005 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody brak znaczących zmian w analizowanym okresie (stabilność dolnej części koryta), - dla wysokich stanów wody spadek przepustowości koryta (zmniejszenie drożności przekroju poprzecznego) wymagana jest dodatkowa analiza w celu ustalenia przyczyn. 18

19 Rys. 5. Krzywe przepływu Puławy Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 2003, 2005 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody niewielki wzrost przepływu w analizowanym okresie, - dla wysokich stanów brak znaczących zmian. 19

20 Rys. 6. Krzywe przepływu Dęblin Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 1965, 1971, 1976, 1980, 1985, 1990, 1995, 2000, 2005 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody brak znaczących zmian w analizowanym okresie (stabilność dolnej części koryta), - dla wysokich stanów wody spadek przepustowości koryta (zmniejszenie drożności przekroju poprzecznego) wymagana jest dodatkowa analiza w celu ustalenia przyczyn. 20

21 Rys. 7. Krzywe przepływu Gusin Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 1975, 1980, 1985, 1991, 1996, 2000, 2005 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody niewielki wzrost przepływu w analizowanym okresie, - dla wysokich stanów brak znaczących zmian. 21

22 Rys. 8. Krzywe przepływu Warszawa Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 1960, 1965, 2006 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody wzrost przpustowości koryta spowodowany obniżaniem się dna, - dla wysokich stanów wody wzrost przpustowości koryta spowodowany obniżaniem się dna. 22

23 Rys. 9. Krzywe przepływu Modlin Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 1970, 1976, 1980, 1985, 1990, 2000, 2005 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody wzrost przpustowości koryta spowodowany obniżaniem się dna, - dla wysokich stanów wody brak znaczących zmian. 23

24 Rys. 10. Krzywe przepływu Kępa Polska Na wykresie umieszczono krzywe przepływu z lat: 1970, 1976, 1980, 1985, 1991, 1995, 2000, 2005 i Stwierdzono: - dla niskich stanów wody spadek przepustowości koryta spowodowany akumulacją osadów dennych, - dla wysokich stanów wody spadek przepustowości koryta (zmniejszenie drożności przekroju poprzecznego) wymagana jest dodatkowa analiza w celu ustalenia przyczyn. 24

25 Analiza opadów średnich w dorzeczu Środkowej Wisły w latach Tab. 6. Średnie sumy miesięczne, półroczne i roczne z wielolecia na stacjach synoptycznych dorzecza Środkowej Wisły Stacja Średnia suma miesięczna z wielolecia Średnia suma Współrzędne [mm] Szerok. geo. Długość geo. I II III IV V VI VII VIII IX X XI XI Roczna Zimowa Letnia Białystok Kielce Kozienice Lublin Łódź Mikołajki Mława Ostrołęka Płock Sandomierz Siedlce Sulejów Suwałki Terespol Warszawa Włodawa Zamość

26 Rys. 11. Rozkład średniej rocznej sumy opadów z wielolecia na tle dorzecza Środkowej Wisły [mm] 26

27 Rys. 12. Rozkład średniej półrocznej sumy opadów z wielolecia na tle dorzecza Środkowej Wisły półrocze letnie: maj-październik [mm] 27

28 Rys. 14. Rozkład średniej półrocznej sumy opadów z wielolecia na tle dorzecza Środkowej Wisły półrocze zimowe: styczeń-kwiecień, listopad-grudzień [mm] 28

29 Katalog największych wezbrań okresu Rok 1960 Tab. 7. Wezbranie 1960 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

30 Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s] Tab. 8. Charakterystyka fali wezbraniowej 1960 Zawichost Puławy Czas trwania wezbrania Warszawa Kępa Polska Objętość fali [mln m 3 ] Stan kulminacyjny [cm] b.d. Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji Rys. 15. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska

31 Rok 1962 Tab. 9. Wezbranie 1962 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s] Tab. 10. Charakterystyka fali wezbraniowej 1962 Zawichost Puławy Warszawa Kępa Polska Czas trwania wezbrania Objętość fali [mln m 3 ] Stan kulminacyjny [cm] b.d. Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji

32 Rys. 16. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska Rok 1979 Tab. 11. Wezbranie 1979 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

33 Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

34 Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska Data [m 3 /s] Tab. 12. Charakterystyka fali wezbraniowej 1979 Zawichost Puławy Czas trwania wezbrania Warszawa Kępa Polska Objętość fali [mln m 3 ] Stan kulminacyjny [cm] Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji Rys. 17. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska

35 Rok 1980 Tab. 13. Wezbranie 1980 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

36 Tab. 14. Charakterystyka fali wezbraniowej 1980 Zawichost Puławy Czas trwania wezbrania Warszawa Kępa Polska Objętość fali [mln m 3 ] Stan kulminacyjny [cm] Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji Rys. 18. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska

37 Rok 1982 Tab. 15. Wezbranie 1982 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

38 Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

39 Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s] Tab. 16. Charakterystyka fali wezbraniowej 1982 Zawichost Puławy Czas trwania wezbrania Warszawa Kępa Polska Objętość fali [mln m 3 ] Stan kulminacyjny [cm] Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji

40 Rys. 19. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska Rok 1997 Tab. 17. Wezbranie 1997 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

41 Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s] Tab. 18. Charakterystyka fali wezbraniowej 1997 Zawichost Puławy Czas trwania wezbrania Warszawa Kępa Polska Objętość fali [mln m 3 ] Stan kulminacyjny [cm] Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji

42 Rys. 20. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska Rok 2001 Tab. 19. Wezbranie 2001 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

43 Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s] Tab. 20. Charakterystyka fali wezbraniowej 2001 Zawichost Puławy Czas trwania wezbrania Warszawa Kępa Polska Objętość fali [mln m 3 ] Stan kulminacyjny [cm] Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji

44 Rys. 21. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska Rok 2010 Tab. 21. Wezbranie 2010 przepływy w wybranych profilach wodowskazowych Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s]

45 Data Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska [m 3 /s] Tab. 22. Charakterystyka fali wezbraniowej 2010 Zawichost Puławy Czas trwania wezbrania Warszawa Kępa Polska Objętość fali [mln m 3 ] I fala Stan kulminacyjny [cm] Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji II fala Stan kulminacyjny [cm] Przepływ kulminacyjny [m 3 /s] Data kulminacji

46 Rys. 22. Hydrogram wezbrania Przepływ Q [m 3 /s] Q Zawichost Q Puławy Q Warszawa Q Kępa Polska

47 Literatura Fal B., Dąbrowski P., 2001: Dwieście lat obserwacji i pomiarów hydrologicznych Wisły w Warszawie. Cz. 1 i 2. Gosp. Wodna, 11/2001 i 12/2001 Kobendzina J., 1954: Powodzie na Wiśle w rejonie Warszawy, Gospodarka Wodna 4/1954 Kuźniar P., 2002: Historia powodzi w dolinie Wisły Środkowej. W: Powódź w regionie małopolskiego przełomu Wisły w lipcu Publikacja Politechniki Warszawskiej Barczyk A., Bogdanowicz E., Dobrzyńska I., Drezińska B., Fal B., Kruszewski A., Ośródka K., Szturc J., 1999, Przebieg wezbrania w dorzeczu Wisły. [W:] Grela J., Słota H., Zieliński J. (red.), Dorzecze Wisły: Monografia powodzi lipiec Seria: Atlasy i Monografie, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa. Barszczyńska M., Rataj C., Walczykiewicz T., Kalendarium działań w okresie powodzi w 2010 r., [W:] Maciejewski M., Ostojski M.S., Walczykiewicz T. (red.), Dorzecze Wisły: Monografia powodzi maj czerwiec Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa. Boczek M., Kostrzewa J., 1972, Przebieg wezbrania w lipcu 1970 r. w zlewni środkowej i dolnej Wisły. [W:] Ihnatowicz S. (red.), Powódź w lipcu 1970 r. Instytut Gospodarki Wodnej, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa. Boczek M., Kostrzewa J., Soczyńska U., 1967, Przebieg wezbrania w dorzeczu środkowej i dolnej Wisły. [W:] Mikulski Z., Jabłońska T., Stolarski A., Chojecka B. (red.), Powódź w roku 1960: Materiały monograficzne. Instytut Gospodarki Wodnej, Państwowy Instytut Hydrologiczno-Meteorologiczny, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa. Iwiński J. i in., 2003, Rozkład przestrzenny i częstotliwość występowania powodzi katastrofalnych w Polsce w latach jako podstawa planowania i kontroli stanu zabezpieczenia przed powodzią oraz prowadzenia operacyjnych działań przeciwpowodziowych. Sprawozdanie z realizacji II etapu Opracowanie końcowe. Polskie. Towarzystwo Geofizyczne, Warszawa. Mikulski Z., 1954, Katastrofalne powodzie w Polsce. Czasopismo Geograficzne, tom XXV, zeszyt 4. Polskie Towarzystwo Geograficzne, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa-Wrocław. Ostrowski J. i in., 1999, Monografia katastrofalnych powodzi w Polsce w latach ; Etap I: Zebranie materiałów i opracowanie chronologicznego zestawienia powodzi. IMGW, Warszawa. Ostrowski J. i in., 2000, Monografia katastrofalnych powodzi w Polsce w latach ; Etap II: Przygotowanie prezentacji katastrofalnych powodzi. IMGW, Warszawa. Ostrowski J., Zaniewska M., Wereski S., Bogdanowicz E., 2011, Powodzie historyczne w środkowej i dolnej części dorzecza Wisły. [W:] Maciejewski M., Ostojski M.S., Walczykiewicz T. (red.), Dorzecze Wisły: Monografia powodzi maj czerwiec Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa. 47

48 Raport z wykonania wstępnej oceny ryzyka powodziowego, Projekt: ISOK Informatyczny System Osłony Kraju przed Nadzwyczajnymi Zagrożeniami. Centra Modelowania Powodziowego IMGW, Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej, Warszawa. Sasim M., Walijewski G., 2011, Sytuacja hydrologiczno-meteorologiczna i przebieg powodzi w zlewni środkowej i dolnej Wisły. [W:] Maciejewski M., Ostojski M.S., Walczykiewicz T. (red.), Dorzecze Wisły: Monografia powodzi maj czerwiec Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa. Stachý J., Fal B., Dobrzyńska I., Hołdakowska J., 1996, Wezbrania rzek polskich w latach Materiały Badawcze, Seria: Hydrologia i Oceanologia 20. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa. 48