Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Centrum Edukacji Hydrologiczno - Meteorologicznej Beniamin Więzik Metody określania przepływu nienaruszalnego zalety i wady SEMINARIUM Stowarzyszenia Hydrologów Polskich Warszawa 22.04.2009 r.
Przepływ eksploatacyjny o określonej gwarancji czasowej - definiowany jest jako przepływ dyspozycyjny pomniejszony o przepływ nienaruszalny i oznacza ilość wody, jaka może zostać pobrana do celów gospodarczych (zaopatrzenia w wodę ludności, przemysłu i rolnictwa) z określonego przekroju cieku.
Przepływ eksploatacyjny Q e Q d Q nn gdzie: Q e - przepływ eksploatacyjny w m 3 s -1, Q d - przepływ dyspozycyjny w m 3 s -1, Q nn - przepływ nienaruszalny w m 3 s -1.
Przepływem wymaganym - jest przepływ, który powinien być pozostawiony w cieku z uwagi na innych użytkowników, określany według kryterium: eksploatacyjnego (istniejące niżej ujęcia wody), krajobrazowego, wędkarskiego, żeglugowego z uwzględnieniem hierarchii użytkowników w systemie.
Metody określania przepływu nienaruszalnego - Metoda Kostrzewy - Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej - Metoda ekologiczna - Metoda Stochlińskiego - Metoda hydrobiologiczna
Metoda Kostrzewy Przepływem nienaruszalnym jest to ilość wody wyrażona w m 3 /s, która powinna być utrzymana jako minimum w danym przekroju poprzecznym ze względów biologicznych i społecznych, przy czym konieczność utrzymania tego przepływu w zasadzie nie podlega kryteriom ekonomicznym.
kryterium hydrobiologiczne Metoda Kostrzewy Q nn k SNQ gdzie: Q nn przepływ nienaruszalny w m 3 s -1, SNQ przepływ średni niski (qasi-naturalny) w m 3 s -1, k parametr przyjmowany z odpowiedniej tabeli. Przykładowo dla zlewni górskich o powierzchni mniejszej od A = 300 km 2 parametr k = 1,52
Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Przepływem nienaruszalnym z uwagi na walory krajobrazowe jest przepływ równy przepływowi średniemu niskiemu (SNQ)
Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Dla zlewni o wysokich walorach krajobrazowych Q nn SNQ gdzie: Q nn przepływ nienaruszalny w m 3 s -1, SNQ przepływ średni niski (qasi-naturalny) w m 3 s -1,
Metoda ekologiczna Q nn (Q 7,10 Q NT ) Q Q sr sr Q Q 7,10 Q sr Q NT Q 7,10 Q 7,10 Q NT gdzie: Q przepływ aktualny w m 3 s -1, Q nn przepływ nienaruszalny w m 3 s -1, Q 7,10 przepływ minimalny siedmiodniowy o prawdopodobieństwie 10% w m 3 s -1, Q NT przepływ najdłużej trwający w m 3 s -1, Q sr przepływ średni roczny w m 3 s -1.
Przepływ nienaruszalny Q nn [m 3 /s]. 0,160 0,140 Q NT = 0,135 m 3 /s 0,120 0,100 0,080 Q 7,10 = 0,072 m 3 /s 0,060 0,040 0,020 Potok Leśnianka Przekrój ujęcia wody 0,000 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 Przepływ obserwowany Q [m 3 /s] Przepływ nienaruszalny według kryterium ekologicznego
Metoda Stochlińskiego Przepływ nienaruszalny - przepływ nienaruszalny w danym przekroju cieku i dla danego okresu roku, jest to umowny, właściwy dla założonego ekologicznego stanu cieku, przepływ, którego wielkość i jakość, ze względu na zachowanie tego stanu, nie mogą być, a ze względu na instytucję powszechnego korzystania z wód, nie powinny być, z wyjątkiem okresów zagrożeń nadzwyczajnych, obniżane poprzez działalność człowieka. Dla części przepływu nienaruszalnego związanej z koniecznością zachowania założonego ekologicznego stanu cieku przyjęto nazwę przepływ nienaruszalny hydrobiologiczny (przepływ hydrobiologiczny). (ZAŁĄCZNIK Nr 1, pkt. IIB) ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz warunków korzystania z wód regionu wodnego z dnia 28 kwietnia 2004 r. (Dz. U. Nr 126 poz. 1318. z dnia 3 czerwca 2004 r.)
2.5. Hydrograficzne charakterystyki obszaru dorzecza 9. Wielkością przepływu wód zabezpieczającą założony stan ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny. Wielkość tego przepływu jest wyznaczana wg metody Kostrzewy, z uwzględnieniem kryterium hydrobiologicznego i rybacko-wędkarskiego (przeżywalności ryb), lub wg metody małopolskiej. Wielkości przepływów nienaruszalnych są określane na podstawie wielkości przepływów wody. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz warunków korzystania z wód regionu wodnego z dnia 28 kwietnia 2004 r. (Dz. U. Nr 126 poz. 1318. z dnia 3 czerwca 2004 r.)
Metoda małopolska dobry stan ekologiczny Q nn SNQ mc mc gorszy stan ekologiczny Q nnmc DQ mc NNQ SNQ mc mc DQ 2 mc NNQ mc gdzie: QPmc 0,15 QD mc Q nn mc przepływ nienaruszalny (miesięczny)w m 3 s -1, SNQ mc przepływ średni niski (miesięczny) w m 3 s -1, QP mc przepływ pomocowy (miesięczny) w m 3 s -1.
Metoda hydrobiologiczna Przepływem nienaruszalnym jest przepływ o wartości odpowiadającej granicznemu napełnieniu koryta cieku, przy którym zachowane są podstawowe procesy biologiczne ekosystemu wodnego.
Napełnienie graniczne h gr gdzie: Q nn = F v śr Q nn przepływ nienaruszalny w m 3 s -1, F pole przekroju poprzecznego koryta w m 2, przy napełnieniu granicznym: F = f (h gr ) v śr prędkość średnia w przekroju w m s -1, przy napełnieniu granicznym: v śr = g(h gr )
Makrobezkręgowce bentosowe jako organizmy wskaźnikowe - posiadają wąski i specyficzny zakres wymagań ekologicznych, - występują w środowisku licznie, są w nim pospolite, - mają szeroki zasięg geograficzny, - posiadają długi cykl życiowy (roczny lub kilkuletni), - mają kilka generacji w ciągu roku, - są łatwe do oznaczania, - cechują się małym stopniem zmienności morfologicznej i genetycznej.
Organizmy wskaźnikowe Plecoptera - widelnice Trichoptera chruściki Odonata ważki ( J.I. Rybak Bezkręgowce zwierzęta słodkowodne )
Diptera muchówki Ephemeroptera jętki Oligocheta - skąposzczety ( J.I. Rybak Bezkręgowce zwierzęta słodkowodne )
700 600 500 400 300 Liczebność osobników na powierzchni 1 m 2. Głebokość h [m]. Potok Leśnianka Przekrój ujęcia wody Legenda Plecoptera Ephemeroptera Diptera Trichoptera Hydracarina Oligochaeta Inne 200 100 0 0,00 1 2 3 4 5 6 7 Nr sekcji poboru prób Zwierciadło wody zaniwelowane dnia 10.09.2002 r. Napełnienie graniczne 0,10 0,20 0,30 0 1 2 3 4 5 6 7 Odległość od brzegu lewego L [m] Rozkład makrobezkrgowców bentosowych w przekroju I koryta potoku Leśnianka
Obniżenie głębokości od zwierciadła wody h [m] Głębokośc od zwierciadła wody h [m] Napełnienie graniczne -0,04-0,09-0,14-0,19 Potok Straconka Przekrój ujęcia wody 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Standaryzowana liczebność organizmów Legenda Plecoptera Ephemeroptera Diptera Trichoptera Hydracarina Oligochaeta Inne 0,00 Napełnienie graniczne -0,05-0,10-0,15-0,20 0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 Wariancja Zmienność funkcji wariancji procesu stochastycznego
Napełnienie h [m]. Głebokość h [m]. 0,00 Zwierciadło wody zaniwelowane dnia 10.09.2002 r. Napełnienie graniczne 0,10 0,20 0,30 0 1 2 3 4 5 6 7 Odległość od brzegu lewego L [m] 0,30 0,25 Napełnienie graniczne h = 0,24 m 0,20 0,15 Przepływ nienaruszalny Q nn = 0,106 m 3 /s 0,10 0,05 Potok Leśnianka Przekrój ujęcia wody 0,00 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 Przepływ Q [m 3 /s] Krzywa konsumcyjna w przekroju ujęcia wody
Przepływ gwarantowany i dyspozycyjny Q [m 3 s -1 ] 0,300 Przepływy dyspozycyjny Przepływ nienaruszalny metoda: 0,200 Kostrzewy IMGW NFOSiGW Hydrobiologiczna 0,100 Q e = 0,070 m 3 s -1 Przepływy eksploatacyjny 0,000 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 Gwarancja czasowa Gwarancja poboru wody w przekroju ujęcia na potoku Leśnianka
Zamiast wniosków Cokolwiek czynisz czyń rozważnie i przewiduj skutki (Publius Oidius 43 r.p.n.e)