XIV Sympozjum Polarne, Lublin 1987 Zakład Hydrografii INoZ Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin STEFAN BARTOSZEWSKI Dynamika odpływu powierzchniowego w zlewniachгаекlodowcowych Scotta, Błoni i i Tjóm podczas lata 1986 (Spitsbergen Zachodni) Surface runoff dynamics of the basins Scott, Blomli and Tjóm glaeier rivers in the summer 1986 (West Spitsbergen) WSTĘP Czynny okres hydrologiczny та obszarze Spitsbergenu Zachodniego rozpoczyna się przeciętnie w czerwcu i trwa do października (Baranowski 1975,1977, Pulina 1984,1986, Rodzik 1985, Szczepanik 1985). Pulira używa nazwy polarny rok hydrologiczny na określenie 4-5-miesięcznego okresu, podczas którego występuje zjawisko odpływu rzecznego. Opierając się na zróżnicowaniu źródeł zasilania i analizie typów wahań zwierciadła wody wyróżnia 4 sezony'hydrologiczne. Krótki, nieco dłuższy od miesiąca, okres obserwacji nie pozwolił autorowi na podj ęcie próby wydzielenia sezonów hydrologicznych, zebrane materiały umożliwiają jednak ogólną charakterystykę re-' йгаи i struktury odpływu. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA ODPŁYWU Kontrolą odpływu objęto zlewnie 3 rzek zasilanych przez lodowce Scotta, Blomli i Tjórn (Bartoszewski 1987). Dość odprowadzanej wody była kontrolowana w profilach wodowskazowych oraz przez patrolowe pomiary przepływu w różnych częściach zlewni. W zlewni Scotta pomiary prowadzono w okresie 11.07-31.08.1986 г., a w dwóch pozostałych zlewniach od 22.07 do 31.08.1986 r. Obliczenia krzywych konsumpcyjnych wykonano w oparciu o 23 pomiary przepływu i odpowiadające im stany. W tab. 1 przedstawiono wybrane wartości charakteryzujące odpływ w poszczególnych zlewniach. Dodatkowo obliczom dare; tylko dla sierpnia 1986 г., oo ułatwia bezpośrednie porównanie odpowiednich wartości. Miesięczna objętośćodpływu w zlewniach Scotta, Blomli i TJórn wyniosła odpowiednio: 2106,1255 i 827 tys. nr 3, co odpowiada warstwie odpływu 207.8-179,4-133.9 rai Wartość odpływu w zlewni Blomli może być porównam z danymi dla zlewni potoku Nordfall (S Spitsbergen), gdzie lodowiec zajmie podobny odsetek 27,4% całg" powierzchni. Leszkiewicz(1982) podaje dla sierpnia 1978 r. wskaźnik odpływu 226,4 mm. Gdy uwzględni się fakt, że w sierpniu 1978 r. suma opadów była wyższa o 44,4 mmotrzymaniy zbliżone wartości. Na wykresie codziennych przepływów zaznaczają się 3 wyraźne wezbrania trwające po kilka dni, rozdzielone głębokimi niżówkami (rye. 1). Początek obserwacji przypadł na okres, gdy zanikła pokrywa śnieżna na równinie nadmorskiej. Znaczne ilości wód poclxxlzacych z topnienia śniegu były zretencjonowanc w rozległych płatach papki śnieżno-wodnej typu siusli" w strefie czołowej lodow-
152 ców, na ich przedpolu oraz w licznych płatach zboczowych i podstokowych. Od 27 lipca następował wzrost temperatury powietrza do maksimum 7 Д С w dniu 29 lipca. Równocześnie zanotowano opady deszczu, który przyspieszył ablację. Analiza przebiegu wezbrania w dniach 28.07 do 4.08 pozwala sformułować następujące wnioski. Objętość odpływu w zlewniach Scotta, Blomli i Tjorn wyniosła 1293-1103 - 685 tys. m 3, warstwa odpływu miała wysokość 127,7-157,6 111 mm. Suma opadów podczas wezbrania była równa 19 mm. Zestawienie wielkości opadu i warstwy odpływu pozwala sądzić, że opad odegrał rolę czynnika uruchamiającego intensywną ablację, a główną składową odpływu były wody z tajania śniegu pokrywającego powierzchnię lodowców i ich przedpole. Dwa pozostałe wezbrania w okresie Il-ł6.08i23-26.08.1986r.byływywołane okresowymi wzrostami temperatur powietrza. Powolny spadek temperatury powietrza oraz ograniczenie ablacji lodowcowej w drugiej połowie sierpnia były przyczynami głębokiej niżówki w końcowym okresie badań. Odpływy jednostkowe spadły do minimalnych wartości: 25,6 l/s km2 w zlewni Scotta, 5,1 l/s km2 w zlewni Blomli i 45 l/s krrr2 w zlewni Tjorn. DOBOWY RYTM ODPŁYWU Rzeki lodowcowe cechuje występowanie dobowej zmienności przepływu. Według Parde (1957) zjawisko to pojawia się w zlewniach zlodzonych przymjimig w 15-20%. Wśród badanych zlewni największą zmienność obserwowano w Tjorn, tj. zlewni o najniższym 15,8% udziale powierzchni zlodznnej. W kilku dniach iloraz dobowego Q max i Q min był wyższy od wartości 5. ryc. 2 przedstawiono przebieg przepływów w dn. 19-20.08.1986 r. Dobowy rytm odpływu jest związany z bilansem promieniowania krótkofalowego, a pośrednio z temperaturą powietrza. Ekstremalne wartości temperatury i przepływu są przesunięte w czasie. Wielkość przesunięcia jest najmniejsza w zlewni Scotta, gdzie wody uwolnione wskutek ablacji mają do przebycia najkrótszą drogę. W pozostałych zlewniach wyraźne opóźnienie wiąże się z brakiem bezpośredniego odpływu powierzchniowego oraz dłuższą drogą do profilu wodowskazowego. PRZEPŁYW A TEMPERATURA POWIETRZA Głównym źródłem odpływu rzecznego była ablacja lodowcowa. Intensywność powierzchniowego topnienia lodowca i piatów śnieżnych jest związana z ilością otrzymywanego ciepła. Podjęto więc próbę skorelowania wielkości przepływu rzeki Scotta ze średnimi dobowymi temperaturami w Calypsobyen. Zależność tę przedstawia ryc. 3. Uzyskano współczynnik korelacji r = 0,83 na poziomie istotności 0,1%. Równanie regresji ma postać: 0 = 0,461-1,31 gdzie: Q - przepływ m 3 /s, T średnia dobowa temperatura powietrza na 2 m Rozkład punktów pozwala przypuszczać, że zależność stałaby się bardziej istotna po wyeliminowaniu dni z opadem deszczu.
PRZESTRZENNE ZRÓŻNICOWANIE ODPŁYWU Profile wodowskazowe zamykają obszary 0 wyraźnie zróżnicowaną zasobności wodnej. Patrolowe pomiary przepływu pozwoliły wydzielić obszary, które decydują o formowaniu się odpływu. W zlewni Tjóm największy odpływ ma lodowcowa część dorzecza. Pomiary przepływów wykazywały stopniowy spadek ilości niesioną wody poczynając od wywierzyska istniejącego poniżej wału moreny czołowej. O ujemnym bilansie wodnym dolnej części zlewni świadczy rytm wahań zwierciadła wody w położonym tu jeziorze Daltjorna. W sierpniu poziom wody w jeziorze obniżał się z prędkością 1 cnydobę mimo dopływu 20 l/s - km 2. 0 reżimie odpływu Tjóm decyduje obszar stanowiący 30% całości zlewni. Pozostała część zlewni ma charakter tranzytowy. W zlewni Blomli i Scotta wraz z przyrostem dorzecza rośnie przepływ. Obliczenia przeprowadzone dla pierwszej z nich wykazały, że wody odpływające w profilu wodowskazowym pochodzą w 75% z ablacji lodowcowej, w 15% z z tajania płatów śnieżnych w dolnej części zlewni, a 10% wody dostarcza wytapianie wieloletniej zmarzliny. W zlewni Scotta lodowiec zajrnige całą dolinę śródgórską. Ablaq'a lodowcowa i topnienie płatów śnieżnych na jej zboczach dostarczają w okresach beżdeszczowych ok. 95% odpływu mierzonego w profilu ujściowym LITERATURA Baranowski S,, Głowicki В., 1975, Meteorological and hydrological investigations in the Hornsund region made in 1970, Acta Univ. Wratisl., 251, Wrocław. Baranowski S., 1977, Subpolarne lodowce Spitsbergenu na tle klimatu regionu, Actc. Univ. Wratisl., 393, Wrocław. Bartoszewski S., 1987,Charakterystyka hydrograficzna strefy południowego obrzeżenia Bellsundu i fiordu Recherche, Przewodnik Sympozjum Polarnego, Lublin. Leszkiewicz J., 1982, Dynamika odpływu powierzchniowego zlewni potoku lodowca Nordfall (południowy Spitsbergen), Wyprawy polarne Uniw. Śla.skiego, t. i, Katowice. Parde M., 1957, Rzeki, PWN, Warszawa. Pulina M., Krawczyk W., Pereyma.Т., 1984, Water balance and chemical denudation in the unglsciated Fugleberget basin (SW Spitsbergen), Polish Polar Research, vol. 5,3-4. Pulina M-, 1986, Problematyka geomorfologiczna ihydroglacjologiczna polskich wypraw na Spitsbergen w latach 1979 i.1980, Czas. Geogr., LVII, 3, Wrocław. Rodzik J., Stępko W., 1985,Climatic conditions in Hornsund (1978-83), Polish Polar Research, vol.6.4. Szczepanik W., 1985, Reżim wybranych rzek Kaffióyry (NW Spitsbergen) w okresie lata polarnego na tle stosunków wodnych regionu, Praca doktorska (rn-pis), Toruń. SUMMARY The dynamics of the surface runoff has been examined within the basins differing with the percentage of the surface covered with the glaciers. The general characteristic of the runoff has been performed as well as analyse of the daily rhythm of the runoff, relations between stream discharges and air temperatures. The attempt was made of presenting the spatial differentiation of the outflow.
154 Rye. 1. Przebieg dobowych sum opadu oraz Średnich dobowych przepływów i temperatur powietrza: 1 - Rzeka Scotta, 2 - rzeka Blomli, 3 - rzeka Tjóm. Ryc 2 Dobowa zmienność przepływów i temperatury powietrza w dniach 19-20.08.1986 r. Ryc 3 Zależność średnich dobowych przepływów rzeki Scotta i temperatury powietrza w Calypsobyen. t-c Ryc. 1.
A 155 Ryc. 2. * К Ryc. 3.
Ln ON Tab. 1. Odpływ w profilach vodowakazowych rzek lodowcowych rzeka Scotta rzeka Blomli rzeka TjSrn 11,07-31.08 1-31.08 22.07-31.08 1-31i08 22.07-31.08 1-31.08 odpływ całkowity tys.nr 4 587 2.106 2 392 1 255 1 471 327 przepływ dobowy bredni n- /s 1,02 0,786 0,675 0,469 0,415 0,309 przepływ dobowy max m'/a 3,35 2,94 1,61 przepływ dobowy min m-fys, OJ 259 0,03C 0,02a Qmax : Qmin 12,9 81,7 57,5 t\ Ł odpływ jednostkowy sr. l/s.km 100,7 77,6 96,4 67,0 67,2 50,0 odpływ jednostkowy max 1/s.knr 330*9 420,0 260,7 odpływ jednostkowy min l/s.km b 25,6 5,1 4.5 wskaźnik odpływu mm 452,4 207,8' 341,5 179,4 238,0 133,9 V