Construction and application of balance models for a river basin water management (Skawa River example) Izabela Godyń, Wojciech Indyk, Adam Jarząbek

Podobne dokumenty
Zasoby wodne w metodyce jednolitych bilansów wodnogospodarczych

Zasoby dyspozycyjne wód powierzchniowych

Synteza pracy: Opracowanie warunków korzystania z wód zlewni rzeki Łady. Etap I opracowanie dynamicznego bilansu wodnogospodarczego

Na podstawie art. 120 ust. 1 ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne (t.j. Dz. U. z 2012 r. poz. 145 z późn. zm.), zarządza się co następuje:

Możliwości wykorzystania Systemu PLUSK w zadaniach administracji

Hydrologia w operatach wodnoprawnych

Warunki korzystania z wód regionu wodnego

Warunki korzystania z wód jako narzędzie wdrożenia planu gospodarowania wodami w obszarze dorzecza

II. Podstawowe informacje o obszarze opracowania.

Sanitacja jako istotny problem gospodarki wodnej w dorzeczu Górnej G

Wykorzystanie systemu wymiany informacji PLUSK jako narzędzia bilansowania zasobów wodnych

Narzędzia GIS wspomagające zarządzanie zasobami wodnymi w regionach wodnych Górnej Wisły, Czarnej Orawy i Dniestru

Załącznik A. Metodyka opracowywania warunków korzystania z wód regionu wodnego oraz warunków korzystania z wód zlewni

Zasoby dyspozycyjne wód podziemnych

Warunki korzystania z wód regionu wodnego /zlewni - znaczenie, możliwości wprowadzenia potrzeb przyrodniczych

Rozporządzenie nr 4/2014 Dyrektora RZGW w Krakowie w sprawie warunków korzystania z wód regionu wodnego Górnej Wisły. Założenia, wymagania, problemy

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

INSTYSTU INŻYNIERII I GOSPODARKI WODNEJ Proponowane tematy prac dyplomowych

Katarzyna Król Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Krakowie Wydział Planowania w Gospodarce Wodnej. Rzeszów, 13 października 2011 r.

INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY Oddział we Wrocławiu. Görlitz

SFORMUŁOWANIE SZCZEGÓŁOWYCH SYNTEZA

Gdzie i jak zwiększać zasoby dyspozycyjne wód powierzchniowych?

CELE I ELEMENTY PLANU GOSPODAROWANIA WODĄ W LASACH. Edward Pierzgalski Zakład Ekologii Lasu

Uwarunkowania dla samorządów wynikające z planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy i warunków korzystania z wód regionu wodnego

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

PRZYGOTOWANIE DANYCH HYDROLOGICZNYCH W ZAKRESIE NIEZBĘDNYM DO MODELOWANIA HYDRAULICZNEGO

Projekt aktualizacji Programu wodno - środowiskowego kraju programy działań

Ścieki, zanieczyszczenia, jakość wody Klara Ramm Szatkiewicz Dyrektor Departamentu Planowania i Zasobów Wodnych - Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej

Warunki korzystania z wód regionu wodnego Dolnej Wisły

Metodyka opracowywania warunków korzystania z wód regionu wodnego oraz warunków korzystania z wód zlewni

Ocena jakości wód powierzchniowych rzeki transgranicznej Wisznia

Rok akademicki: 2017/2018 Kod: BEZ s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Temat realizowany w ramach Działalności Statutowej Ś-1/195/2017/DS, zadanie 2 - Wpływ czynników antropogenicznych na ilościowe i jakościowe

Opracowanie warunków korzystania z wód zlewni rzeki Łady. Etap I opracowanie dynamicznego bilansu wodnogospodarczego

Regionalne dokumentacje hydrogeologiczne

Tematy prac dyplomowych na rok akademicki 2011/12

WYKORZYSTANIE CIEKÓW POWIERZCHNIOWYCH W MONITOROWANIU JAKOŚCI EKSPLOATOWANYCH ZBIORNIKÓW WÓD PODZIEMNYCH

Nowa metoda określania zasobów dyspozycyjnych i eksploatacyjnych

Opracowanie warunków korzystania z wód zlewni Bobru

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA. w sprawie zakresu instrukcji gospodarowania wodą

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

OŚ PRIORYTETOWA V RPO WO OCHRONA ŚRODOWISKA, DZIEDZICTWA KULTUROWEGO I NATURALNEGO KRYTERIA MERYTORYCZNE SZCZEGÓŁOWE

Gospodarka wodna stan aktualny i zadania na przyszłość Leszek Karwowski Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej Senat RP, 1 lutego 2011 r.

Podstawy planowania według Ramowej Dyrektywy Wodnej 2000/60/WE (RDW)

Dedykowane narzędzia bilansowania wodno - gospodarczego Systemu PLUSK

Aktualizacja Planu gospodarowania wodami na obszarze dorzecza Niemna wyniki prac

Projekt ZIZOZAP w świetle Ramowej Dyrektywy Wodnej

Projekt aktualizacji Programu wodnośrodowiskowego. - programy działań dotyczące Regionu Wodnego Środkowej Odry. 11 czerwca 2015 r.

Kanał Krakowski przeszłość czy przyszłość?

SYSTEM INFORMACJI GIS DLA POTRZEB GOSPODARKI WODNEJ WOJ. ZACHODNIOPOMORSKIEGO

Bilansowanie zasobów wodnych

Metody określania przepływu nienaruszalnego zalety i wady

Dobre praktyki planowania gospodarowania wodami na obszarach cennych przyrodniczo

Uwarunkowania prawne obejmujące zagadnienia dotyczące wprowadzania ścieków komunalnych do środowiska

Ankieta dotycząca gospodarki wodno-ściekowej w 2006 r.

Kraków, dnia 17 stycznia 2014 r. Poz z dnia 16 stycznia 2014 roku. w sprawie warunków korzystania z wód regionu wodnego Czarnej Orawy

Operat hydrologiczny jako podstawa planowania i eksploatacji urządzeń wodnych. Kamil Mańk Zakład Ekologii Lasu Instytut Badawczy Leśnictwa

PRZEPŁYWY MAKSYMALNE ROCZNE O OKREŚLONYM PRAWDOPODOBIEŃSTWIE PRZEWYŻSZENIA W ZLEWNIACH NIEKONTROLOWANYCH

HYDROMORFOLOGICZNA OCENA RZEK uwarunkowania i potrzeby

Możliwość wykorzystania modelu zlewni rzecznej w celu określenia przyczyn zmiany jakości wód na przykładzie rzeki Kłodnicy

SPIS TREŚCI I. Podstawa prawna II. Ustalenia wynikające z prognozy oddziaływania na środowisko... 3

Zbiorniki retencyjne jako narzędzie ograniczające skutki powodzi,

Zintegrowane zarządzanie zasobami wodnymi w Metropolii Poznań

Oszacowanie kosztów ustanowienia obszaru ochronnego dla GZWP 306 Zbiornik Wschowa

Wyznaczanie obszarów zagrożonych powodzią - realizacja założeń Dyrektywy Powodziowej w ramach projektu ISOK. Monika Mykita

PROJEKT Z HYDROLOGII CHARAKTERYSTYKA ZLEWNI RZEKI

Analiza zwrotu kosztów za usługi wodne

Warszawa, dnia 6 maja 2015 r. Poz ROZPORZĄDZENIE NR 12/2015 DYREKTORA REGIONALNEGO ZARZĄDU GOSPODARKI WODNEJ W WARSZAWIE

DZIENNIK URZĘDOWY WOJEWÓDZTWA ŁÓDZKIEGO

Dane wejściowe do opracowania map zagrożenia powodziowego i map ryzyka powodziowego

dr hab. inż. Andrzej Tiukało, prof. IMGW-PIB Ogrodzieniec, marca 2017 r.

Tworzenie planów gospodarowania wodami w pierwszym cyklu planistycznym w Polsce

z dnia czerwca 2013 r. w sprawie ustalenia warunków korzystania z wód regionu wodnego Ücker

Poznań, dnia 2 kwietnia 2014 r. Poz ROZPORZĄDZENIE DYREKTORA REGIONALNEGO ZARZĄDU GOSPODARKI WODNEJ W POZNANIU. z dnia 2 kwietnia 2014 r.

Konsultacje Przeglądu istotnych problemów gospodarki wodnej dla obszarów dorzeczy

Zgodnie z powyżej przywołanym paragrafem, jego ust. 1, pkt 4 ścieki bytowe, komunalne, przemysłowe biologicznie rozkładalne oraz wody z odwodnienia

Adam Ludwikowski Mazowiecki Wojewódzki Inspektor Ochrony Środowiska w Warszawie Warszawa 13 grudzień 2011r.

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

RAMOWA DYREKTYWA WODNA

ROZPORZA DZENIE NR... DYREKTORA REGIONALNEGO ZARZA DU GOSPODARKI WODNEJ w Gdańsku z dnia... w sprawie warunków korzystania z wód zlewni rzeki Redy

Analiza wpływu sterowania retencją korytową małego cieku na redukcję fal wezbraniowych przy wykorzystaniu modeli Hec Ras i Hec ResSim

Ładunek zanieczyszczeń odprowadzonych do Zatoki Gdańskiej, za pośrednictwem cieków i kolektorów ścieków, z terenu Gminy Gdańsk w roku 2011

Klasyfikacja wskaźników wód powierzchniowych województwa podlaskiego w punktach pomiarowo-kontrolnych

OPRACOWANIE WARUNKÓW KORZYSTANIA Z WÓD ZLEWNI GOWIENICY

Zrównoważone gospodarowanie wodami opadowymi z zastosowaniem innowacyjnych rozwiązań technicznych i organizacyjnych

2. Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia. 1) Praca obejmuje:

OCENA JAKOŚCI WÓD RZEK GRANICZNYCH ZA 2010 ROK

Wspomaganie zarządzania zbiornikami zaporowymi

KANCELARIA SEJMU BIURO STUDIÓW I EKSPERTYZ. Wybrane zagadnienia i metody ochrony zasobów wodnych w Polsce. Informacja. Nr 9

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2016/2017

SEMINARIUM DANE HYDROLOGICZNE DO PROJEKTOWANIA UJĘĆ WÓD POWIERZCHNIOWYCH

Stowarzyszenie Hydrologów Polskich. Beniamin Więzik. zalety i wady. SEMINARIUM Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Krakowie Kraków r.

Uwzględniający wyniki konsultacji społecznych

I.1.1. Technik inżynierii środowiska i melioracji 311[19]

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzany z terenu gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

Jakość wód zlewni Baudy oraz Zalewu Wiślanego w aspekcie spełnienia celów środowiskowych. Marzena Sobczak Kadyny, r.

Główne założenia metodyk dotyczących opracowania map zagrożenia powodziowego

DZIENNIK URZĘDOWY WOJEWÓDZTWA ŁÓDZKIEGO

Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Warszawie

WYKORZYSTANIE SYSTEMÓW BIORETENCYJNYCH W CELU ZRÓWNOWAŻONEGO GOSPODAROWANIA WODAMI OPADOWYMI W TERENACH USZCZELNIONYCH

Transkrypt:

DOI: http://dx.doi.org/10.15576/asp.fc/2014.13.3.31 Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 13 (3) 2014, 31 42 Budowa i zastosowanie modeli bilansowych dla potrzeb zlewniowego zarządzania zasobami wodnymi (na przykładzie rzeki Skawy) Construction and application of balance models for a river basin water management (Skawa River example) Izabela Godyń, Wojciech Indyk, Adam Jarząbek Politechnika Krakowska Streszczenie. W artykule zaprezentowano metodykę opracowywania dynamicznego bilansu wodnogospodarczego zlewni rzecznej wraz z wykonanym na jej podstawie modelem komputerowym. Przedstawiono problemy oraz wyniki wdrożenia tego modelu dla zlewni Skawy. Model umożliwia wykonywanie ilościowych i jakościowych analiz bilansowych dla różnych wariantów zagospodarowania zasobów wodnych zlewni zmienności potrzeb wodnych użytkowników, zabudowy hydrotechnicznej oraz wymagań utrzymania przepływów nienaruszalnych. Abstract. This paper presents a methodology to preparing dynamic water management balances for river basins and a computer model derived from such balances. The paper describes the problems and results of the implementation of this model for the Skawa River watershed located in the area of the the Regional Water Management Board in Kraków. The Model allows the qualitative and quantitative analysis to be performed on different variants of water resources management for the catchment areas and variations in the water user needs and hydrotechnical infrastructure and environmental requirements. Słowa kluczowe: gospodarka wodna, bilans dynamiczny, model, Skawa Key words: water management, dynamic balance, model, Skawa river Adres do korespondencji Corresponding authors: dr inż. Izabela Godyń, dr inż. Wojciech Indyk, dr inż. Adam Jarząbek, Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, email: izabela.godyn@iigw.pl, wturkey@tlen.pl, adam. jarzabek@iigw.pl.

32 I. Godyń, W. Indyk, A. Jarząbek WSTĘP Właściwe określenie wielkości dostępnych zasobów wodnych jest najważniejszym etapem sformułowania zasad gospodarowania wodami w zlewni rzecznej, a w szczególności wskazania dopuszczalnych poziomów oddziaływań antropogenicznych (dopuszczalnych wielkości poborów wody czy ładunków zanieczyszczeń w odprowadzanych ściekach). Zgodnie z ustawą prawo wodne, ograniczenia tego typu wprowadzane są w postaci warunków korzystania z wód regionów wodnych i zlewni rzecznych. Podstawę ich opracowania stanowią wyniki wariantowych analiz stanu zasobów wykonywanych z wykorzystaniem symulacyjno-optymalizacyjnych modeli bilansowych. W pracy zaprezentowano podstawowe założenia i metody tworzenia modeli bilansowych oraz przedstawiono możliwe rozwiązania na przykładzie testowej zlewni Skawy. METODYKA I DANE WEJŚCIOWE Założenia metodyczne Podstawowym celem opracowywania w a r u n k ó w k o r z y s t a n i a z w ó d jest [Herbich i in. 2008]: stworzenie narzędzi wspomagających wdrażanie polityki wodnej kraju, a w szczególności planu gospodarowania wodami na obszarze dorzecza oraz programu wodno- -środowiskowego kraju; określenie uwarunkowań i ograniczeń dla decyzji administracyjnych związanych z korzystaniem z wód, a w szczególności pozwoleń wodnoprawnych; określenie uwarunkowań i ograniczeń dla dokumentów planistycznych związanych z zagospodarowaniem przestrzennym. Konieczność sporządzenia bilansu wodnogospodarczego wynika głównie z wyżej wskazanego celu postawionego warunkom, jakim jest o k r e ś l e n i e u w a r u n k o w a ń i ograniczeń m.in. dla pozwoleń wodnoprawnych. Bilans wodnogospodarczy pozwala bowiem na ilościowe i jakościowe porównanie zasobów wód z potrzebami wodnymi użytkowników oraz określenie deficytów i nadwyżek ilościowych i jakościowych, a także jest narzędziem umożliwiającym symulację kształtowania i rozrządu zasobów wodnych. Nie ma obowiązującej, umocowanej prawnie, metodyki sporządzania bilansów wodnogospodarczych. Regulacje prawne (art. 115 i 116 ustawy Prawo wodne) wprowadzają jedynie ogólne wytyczne dotyczące zakresu warunków korzystania z wód. Zalecenie sporządzenia bilansu wodnogospodarczego występowało w nieobowiązującym już Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 28 kwietnia 2004 r. w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz warunków korzystania z wód regionu wodnego obowiązywało ono 2 lata, do lipca 2006 r. Obecnie obowiązujące rozporządzenie wykonawcze wydane na podstawie art. 121 Prawa wodnego reguluje jedynie zakres planów gospodarowania wodami na obszarze dorzeczy. Pomimo braku obowiązującej, czy też zalecanej przez administrację wodną, metodyki sporządzania bilansów wodnogospodarczych, powszechną praktyką stało się stosowanie Acta Sci. Pol.

Budowa i zastosowanie modeli bilansowych dla potrzeb zlewniowego zarządzania zasobami... 33 zaleceń opracowanej przez Hydroprojekt w 1992 r. Metodyki opracowywania jednolitych bilansów wodnogospodarczych dla potrzeb Regionalnych Zarządów Gospodarki Wodnej. Metodyka Hydroprojektu była także podstawą przygotowania w 2008 r. przez Pracownię Gospodarki Wodnej PRO-WODA na zlecenie siedmiu Regionalnych Zarządów Gospodarki Wodnej Metodyki opracowania warunków korzystania z wód regionu wodnego oraz warunków korzystania z wód zlewni. Metodyka PRO-WODY jest wskazywana jako zalecenie metodyczne przy opracowywaniu bilansów i warunków korzystania w ostatnich latach w większości regionalnych zarządów gospodarki wodnej. Bilans ilościowy wód powierzchniowych Bilans ilościowy wód powierzchniowych ma charakter wielookresowej symulacji rozrządu zasobów wodnych między użytkownikami w przekrojach bilansowych dla wszystkich przedziałów czasowych analizowanego wielolecia, z uwzględnieniem pracy urządzeń wodnych (np. magazynowania w zbiornikach retencyjnych). Bilans powinien mieć charakter dynamiczny, tzn. uwzględniać zmienność w czasie danych wejścia opisujących elementy bilansu (zasoby, potrzeby, zrzuty, zasady pracy obiektów itp.). Podczas bilansowania zasobów wód powierzchniowych należy uwzględnić [Herbich i in. 2008]: ograniczenia dyktowane względami ekologicznymi, w tym zachowanie przepływów nienaruszalnych; hierarchię (kolejność zaspokajania) potrzeb wodnych, zgodną z koncepcją użytkowania wód w rozpatrywanym obszarze; oddziaływanie zbiorników retencyjnych możliwe do uwzględnienia tylko w przypadku bilansów dynamicznych; oddziaływanie kanałów przerzutowych; oddziaływanie poborów wody; oddziaływanie zrzutów wprowadzanych do wód powierzchniowych; powiązania z zasobami i użytkowaniem wód podziemnych (pobory wód oraz zrzuty ścieków i wód kopalnianych). Wyniki bilansu wodnogospodarczego pozwalają na [Herbich i in. 2008]: ocenę możliwości zaspokojenia ilościowych potrzeb wodnych użytkowników zaopatrywanych z wód powierzchniowych; ocenę oddziaływania obiektów hydrotechnicznych; ocenę kształtowania się przepływów rzecznych, uwzględniającą przewidywane użytkowania zasobów wód i oddziaływania obiektów; ocenę wielkości rezerw zasobów wód powierzchniowych; tworzenie podstaw do określania warunków korzystania z wód regionu wodnego lub zlewni rzecznej; tworzenie podstaw do przygotowania i weryfikacji pozwoleń wodnoprawnych na pobór wód i odprowadzanie ścieków; przygotowanie propozycji działań w zakresie kształtowania i rozwoju użytkowania wód powierzchniowych. Przyjęto tok wykonywania obliczeń bilansowych ilościowego stanu zasobów wodnych poprzez określenie: Formatio Circumiectus 13 (3) 2014

34 I. Godyń, W. Indyk, A. Jarząbek 1) zasobów naturalnych wynikających z naturalnych, przyrodniczych procesów w zlewni na podstawie ciągów przepływów z obserwacji w przekrojach wodowskazowych i danych o występującym w tym okresie użytkowaniu wód (pobory wód, zrzuty ścieków, praca urządzeń hydrotechnicznych), 2) przepływów nienaruszalnych, 3) zasobów rzeczywistych wynikających z dotychczasowego użytkowania zasobów wody (stan aktualny), 4) zasobów zwrotnych możliwych do zwrotnego wykorzystania obliczanych jako różnica pomiędzy wielkością przepływu rzeczywistego a wielkością przepływu nienaruszalnego w danym przekroju, 5) zasobów bezzwrotnych możliwych do bezzwrotnego wykorzystania (nadwyżek wody) ilości wody, jaka może być pobrana z danego przekroju rzeki przy zachowaniu przepływu nienaruszalnego i bez pogarszania warunków zaopatrzenia w wodę pozostałych użytkowników w zlewni posiadających ważne pozwolenia wodnoprawne. Dynamiczny bilans wodnogospodarczy oznacza przeprowadzanie obliczeń na ciągach hydrologicznych. Jako miarę posiadanych zasobów wody w poszczególnych przekrojach cieków przyjęto gwarancję przewyższenia przepływów o zadanej wartości. Przepływ gwarantowany Q gw = p% o gwarancji czasowej p% to przepływ, który wraz z przepływami wyższymi od niego trwa przez p% czasu objętego analizami (długości ciągu historycznego mierzonego liczbą przedziałów czasowych). Gwarantowane zasoby wodne (naturalne, rzeczywiste, dyspozycyjne zwrotne i bezzwrotne) są wyznaczane w przyjętych przekrojach bilansowych i prezentowane m.in. w formie wykresów przedstawiających przepływy o określonej gwarancji czasowej na długości cieku. Bilans jakościowy wód powierzchniowych Bilans jakościowy wód powierzchniowych ma charakter statycznego modelu bilansującego ładunki analizowanych wskaźników zanieczyszczeń wzdłuż rzeki. Bilans określa stan jakościowy w przekrojach bilansowych na podstawie przepływów miarodajnych i stężeń miarodajnych dla punktów monitoringowych oraz danych o wielkościach i parametrach jakościowych zrzutów ścieków. Przyjęto następujące założenia modelu bilansowego jakości [Herbich i in. 2008]: Bilans ładunków ma charakter statyczny, bazując na ustalonych w czasie danych wejścia takich jak: przepływy miarodajne przepływy o gwarancji 90% w analizowanym roku, na podstawie wyników modelu ilościowego zlewni, stężenia miarodajne wskaźników zanieczyszczeń (BZT 5, N og, P og ) w przekrojach monitoringowych wyznaczone jako percentyl 90 lub przyjmujące wartości najmniej korzystne, stałe wielkości poborów wody i zrzutów ścieków zgodne ze sprawozdanymi do systemu opłat za korzystanie ze środowiska, stężenia analizowanych wskaźników zanieczyszczeń (BZT 5, N og, P og ) w ściekach na podstawie danych z pozwoleń wodnoprawnych lub sprawozdawanych do systemu opłat za korzystanie ze środowiska (dla potrzeb weryfikacji zaleca się Acta Sci. Pol.

Budowa i zastosowanie modeli bilansowych dla potrzeb zlewniowego zarządzania zasobami... 35 wykorzystanie badań WIOŚ, wyników badań będących w posiadaniu użytkowników oraz danych literaturowych). Za węzłowe przekroje bilansowe analizowanego cieku przyjmuje się zgodnie z kilometrażem według Mapy podziału hydrograficznego Polski (MPHP50): źródło i ujście, miejsca ujść istotnych dopływów, miejsca poborów wód i zrzutów ścieków, przekroje wodowskazowe i monitoringowe, miejsca lokalizacji istotnych dla jakości wód budowli hydrotechnicznych i zasięgu ich oddziaływań, granice administracyjne powiatów, przekroje zamykające zlewnie scalonych części wód. Wyniki analiz bilansowych określają dla każdego przekroju monitoringowego analizowanego cieku następujące wielkości: ładunki analizowanych wskaźników zanieczyszczeń dla stanu aktualnego i perspektywicznego określone w przekrojach monitoringowych oraz rozłożone na wszystkie przekroje bilansowe na długości rzeki w postaci profilu hydrochemicznego, chłonności rzeki w stanie aktualnym oraz w stanie perspektywicznym w przekrojach bilansowych wzdłuż biegu rzeki, wymaganą wielkość redukcji ładunku dla zapewnienia osiągnięcia stanu dobrego. Prezentacją graficzną dokonanych analiz powinny być profile hydrochemiczne analizowanych wskaźników zanieczyszczeń na długości rzeki. Dane wejściowe Do oceny ilościowej zasobów wód wykorzystano przepływy średnie dekadowe z wielolecia 1980 2009 z 9 wodowskazów w zlewni Skawy (5 na Skawie i 4 na dopływach). Do o c e n y j a k o ś c i o w e j zasobów wód zlewni Skawy wykorzystano badania jakości z 2008 r., w którym był prowadzony dodatkowy monitoring dopływów bezpośrednich zbiornika Świnna Poręba. Użyto wyników badań z 5 punktów monitoringowych na Skawie oraz 8 punktów monitoringowych na dopływach Skawy. MODEL KOMPUTEROWY BILANSU ILOŚCIOWEGO I JAKOŚCIOWEGO WÓD RZEKI SKAWY Celem bilansu wodnogospodarczego jest uzyskanie informacji o możliwościach zaopatrzenia w wodę tak obecnych, jak i przyszłych użytkowników wody w zlewni Skawy. Opracowany program komputerowy bilansu ilościowego i jakościowego zasobów wodnych rzeki Skawy został oparty na przedstawionych powyżej założeniach metodycznych. W modelu komputerowym (ryc. 1) analizy bilansowe dla wód powierzchniowych były prowadzone w przekrojach bilansowych na Skawie i jej dopływach. Lokalizacja przekrojów wynikała ze struktury sieci rzecznej, poborów wód powierzchniowych i zrzutów ścieków, położenia punktów monitoringu [Godyń i in. 2011]. Formatio Circumiectus 13 (3) 2014

36 I. Godyń, W. Indyk, A. Jarząbek Ryc. 1. Program Skawa schemat zlewni (fragment zlewni) oraz mapa zlewni Fig. 1. Skawa Program catchment Scheme (part of the catchment area) and Map of the Skawa River Acta Sci. Pol.

Budowa i zastosowanie modeli bilansowych dla potrzeb zlewniowego zarządzania zasobami... 37 Obliczenie przepływów nienaruszalnych w przekrojach wodowskazowych Program Skawa umożliwia wyliczenie przepływów nienaruszalnych następującymi metodami: metodą H. Kostrzewy: kryterium hydrobiologiczne (metoda uproszczona), kryterium rybacko-wędkarskie; metodą małopolską T. Stochlińskiego. Bilans ilościowy wód powierzchniowych Skawy Bilans ilościowy wykonywany przez komputerowy program Skawa określa możliwości wodnogospodarczego wykorzystania wody ze względu na jej ilość. Obliczenia bilansowe ilościowego stanu zasobów wodnych obejmują określenie zasobów: naturalnych, wynikających z obszarowego zasilania ze zlewni, rzeczywistych, wynikających z istniejącego użytkowania zasobów wody (stan aktualny), zwrotnych, możliwych do zwrotnego wykorzystania, bezzwrotnych, możliwych do bezzwrotnego wykorzystania (nadwyżek wody). Program oblicza oraz prezentuje zasoby naturalne i rzeczywiste w formie wykresów hydrogramów oraz przepływów o wybranych gwarancjach czasowych na długości cieku. Przepływy rzeczywiste są obliczane na podstawie istniejącego użytkowania wód w zlewni, program umożliwia również dokonanie symulacji rzeczywistego i/lub hipotetycznego użytkowania poprzez umożliwienie edycji i usuwania istniejących i dodawania nowych poborów wód i zrzutów ścieków. Ostatecznym wynikiem bilansu ilościowego jest określenie wielkości zasobów dyspozycyjnych zwrotnych i bezzwrotnych w zlewni. Przykładowy wykres zasobów dyspozycyjnych zwrotnych wzdłuż biegu rzeki Skawy prezentuje ryc. 2. Wyznaczone zasoby zwrotne na długości Skawy wykazują zmienność zależną od intensywności użytkowania wody. Jest ona najbardziej widoczna w uszczupleniu zasobów wód o gwarancji 98% na odcinku początkowym rzeki, pomiędzy kilometrami od 65,7 do 51,0 oraz od 47,1 do 41,8 w tym przedziale brak zasobów o tej gwarancji. Dla pozostałych gwarancji 90% i 80% zasoby są dostępne na całej długości Skawy. W sposób istotny zasoby wzrastają po dopływach Stryszawki i Kleczanki. Natomiast zasoby bezzwrotne o gwarancji 98% pojawiają się od km 41,8, po ujściu Stryszawki (ryc. 3). Zasoby bezzwrotne o gwarancji 90% występują od km 51,0, po ujściu Skawicy, a zasoby o gwarancji 80% są dostępne na całej długości rzeki. Na Skawie realizowany jest zbiornik retencyjny Świnna Poręba, który będzie miał istotny wpływ na reżim hydrologiczny Skawy. Program umożliwia zasymulowanie pracy zbiornika zgodnie z parametrami określonymi w projekcie instrukcji zbiornika, gdzie pojemność użytkowa została określona na poziomie 85,743 mln m 3, a odpływ zaregulowany wynosi 2,1 m 3 s 1, powiększony o przepływ nienaruszalny. Tak ustalony odpływ zaregulowany zapewnia dostawę wody dla obecnie zdefiniowanych użytkowników poniżej zbiornika. Program umożliwia również zmianę reguły sterowania zbiornikiem (m.in. poprzez zmianę pojemności użytkowej zbiornika, zmianę odpływu zaregulowanego, wprowadzenie dwóch odpływów zaregulowanych realizowanych w zależności od Formatio Circumiectus 13 (3) 2014

38 I. Godyń, W. Indyk, A. Jarząbek Ryc. 2. Zasoby dyspozycyjne zwrotne o gwarancji 98, 90 i 80% wzdłuż biegu rzeki Fig. 2. Returnable resources with time guarantees of 98, 90 and 80% Ryc. 3. Zasoby dyspozycyjne bezzwrotne o gwarancji 98, 90 i 80% wzdłuż biegu rzeki Fig. 3. Non-returnable resources with time guarantees of 98, 90 and 80% Acta Sci. Pol.

Budowa i zastosowanie modeli bilansowych dla potrzeb zlewniowego zarządzania zasobami... 39 napełnienia zbiornika). Należy podkreślić, że proponowany odpływ zaregulowany ze zbiornika Świnna Poręba, jak wynika z przeprowadzonych analiz, może zostać znacznie podwyższony, co może stanowić dodatkowe źródło zaopatrzenia w wodę przyszłych odbiorców. Na ryc. 4 pokazano wynik symulacji pracy zbiornika zgodnie z planowaną regułą sterowania zasoby bezzwrotne na długości rzeki. Jak widać na rysunku, poniżej przekroju zaporowego w Świnnej Porębie (km 26,8) zasoby zwrotne o gwarancjach 98% i 90% są w wysokości 2,1 m 3 s 1, czyli jest to założona nadwyżka przepływu zaregulowanego nad przepływem nienaruszalnym. Dla gwarancji 80%, dla tego przekroju, zasoby te wynoszą już 2,79 m 3 s 1, co świadczy o tym, że możliwe jest zadysponowanie większego odpływu zaregulowanego. Poniżej zbiornika zmienność zasobów dla wszystkich gwarancji uzależniona jest od bieżącego rozkładu poborów i zrzutów oraz dopływu Kleczanka. Zasoby bezzwrotne w przekroju zaporowym osiągają wartość: dla gwarancji 98% 1,67 m 3 s 1, dla gwarancji 90% 1,98 m 3 s 1, dla gwarancji 80% 2,62 m 3 s 1. Ryc. 4. Zasoby dyspozycyjne zwrotne o gwarancji 98, 90 i 80% wzdłuż biegu rzeki z uwzględnieniem pracy zbiornika Świnna Poręba Fig. 4. Returnable resources with time guarantees of 98, 90 and 80% with the Swinna Poręba reservoir Bilans jakościowy wód powierzchniowych Skawy Na potrzeby bilansu jakościowego wód powierzchniowych zlewni Skawy opracowano model bilansujący ładunki zanieczyszczeń wzdłuż biegu Skawy. Poniżej przedstawiono przykładowe wykresy prezentujące wyniki bilansu jakościowego wód zlewni Skawy profil hydrochemiczny BZT 5 (ryc. 5) oraz chłonność azotu ogólnego N og (ryc. 6). Formatio Circumiectus 13 (3) 2014

40 I. Godyń, W. Indyk, A. Jarząbek Ryc. 5. Program Skawa profil hydrochemiczny BZT 5 Fig. 5. Skawa program hydro-chemical BOD 5 profile Od źródła do ujścia potoku Strącze wartości BZT 5 w wodach Skawy były niższe od wielkości granicznych I klasy. Dopływ ścieków komunalnych ze Spytkowic w km 86 spowodował pogorszenie jakości wód i wzrost wartości BZT 5 w wodach Skawy do reprezentatywnych dla II klasy jakości. Spadek wartości BZT 5 tuż za zrzutem spowodowany był dopływem czystych wód Pożogi. Kolejne skokowe, wzrostowe zmiany wartości BZT 5 w wodach Skawy wywołały zrzuty ścieków komunalnych z oczyszczalni w Rabie Wyżnej i Jordanowie (do Malejówki). Duży wpływ na wartości BZT 5 w wodach początkowego odcinka rzeki miały także niekontrolowane zrzuty ścieków bytowo-gospodarczych. Od 67 km Skawy do ujścia Skawicy wartości BZT 5 w wodach rzeki przekraczały wielkości graniczne II klasy. Standardy dobrego potencjału ekologicznego BZT 5 w wodach Skawy ponownie były niedotrzymywane w ujściowym odcinku rzeki, od ujścia Tarnawki (km 36). Głównym powodem przekroczenia wartości BZT 5 reprezentujących dobry potencjał ekologiczny były niekontrolowane dopływy ścieków bytowo-gospodarczych oraz zrzut ścieków z oczyszczalni w Suchej Beskidzkiej, Stryszowie, Mucharzu i Wadowicach. Pozostałe dwa modelowane wskaźniki azot ogólny (N og ) i fosfor ogólny (P og ) występowały w wodach Skawy w stężeniach odpowiadających stężeniom normatywnym dobrego potencjału ekologicznego na całej jej długości rzeki. Poniżej na wykresie (ryc. 6) zaprezentowano chłonność azotu ogólnego N og na długości rzeki. Widoczne w km 61, 51 i 42 duże przyrosty chłonności ładunku są wynikiem ujścia dopływów odpowiednio: Bystrzanki, Skawicy i Stryszawki. Natomiast niekorzystne spadki na odcinku 20 19 km są wywołane znaczącymi zrzutami oczyszczonych ścieków komunalnych z oczyszczalni ścieków w Wadowicach oraz dopływem Choczenka. Acta Sci. Pol.

Budowa i zastosowanie modeli bilansowych dla potrzeb zlewniowego zarządzania zasobami... 41 Rys. 6. Program Skawa chłonność N og Fig. 6. Skawa program absorbing capacity of N tot PODSUMOWANIE Regionalne Zarządy Gospodarki Wodnej w ramach swoich statutowych obowiązków starają się rozwiązywać problemy ilościowe i jakościowe zasobów wodnych w zlewniach, które znajdują się na obszarach ich administrowania. Problemy te zazwyczaj dotyczą deficytów wody lub ich znacznego zanieczyszczenia. Wskazanie drogi ich rozwiązania powinno odbywać się poprzez opracowanie bilansów, które modelują zasoby ilościowe i jakościowe zlewni. Przedstawiony w niniejszym artykule model bilansu zlewni Skawy pozwala oszacować istniejące zagrożenia oraz ustalić odpowiednią politykę poprawy stanu wód w okresie perspektywicznym. Należy zaznaczyć, że opracowany program jest narzędziem udostępnionym RZGW w Krakowie do bieżącej eksploatacji, a nie jednorazowym dokumentem oceniającym stan aktualny i perspektywiczny. Piśmiennictwo Caruk M., Drużyńska E., Jarząbek A., 2009. Wybrane aspekty jakości wód Białej Przemszy. Czas. Tech., seria Środowisko, z. t 1-Ś, 3 17. Godyń I., Herbich P., Indyk W., Jarząbek A., Mazoń S., Sarna S., Tyszewski S., 2013. Ochrona jakości wód nowo budowanego zbiornika Świnna Poręba wraz z wyznaczeniem obszaru ochronnego zbiornika. Zadanie 2. Opracowanie ilościowego i jakościowego bilansu wodnogospodarczego dla całej zlewni zbiornika. Inst. Inżynierii i Gospodarki Wodnej, Politechnika Krakowska Kraków. Godyń I., Indyk W., Jarząbek A., Owsiany M., Pusłowska-Tyszewska D., Stańko R., Sarna S., Tyszewski S., 2011. Dobre praktyki planowania gospodarowania wodami na obszarach Formatio Circumiectus 13 (3) 2014

42 I. Godyń, W. Indyk, A. Jarząbek cennych przyrodniczo. Zalecenia dla powiązania procesów planowania gospodarowania wodami i ochrony obszarów NATURA 2000. Kraków, www.orawa.krakow.rzgw.gov.pl. Herbich P., Indyk W., Jarząbek A., Pusłowska-Tyszewska D., Rutkowski M., Tyszewski S., 2008. Metodyka opracowania warunków korzystania z wód regionu wodnego oraz warunków korzystania z wód zlewni. Pracownia Gospodarki Wodnej PRO-WODA Warszawa. Metodyka opracowywania jednolitych bilansów wodnogospodarczych dla potrzeb Regionalnych Zarządów Gospodarki Wodnej. 1992. CBSiPBW Hydroprojekt Warszawa. Zaakceptowano do druku Accepted for print: 12.09.2014 Acta Sci. Pol.