poniedziałek, 21 marca 2022

Plan batymetryczny zb. Jaraczewo na Obrze jako przykład produktu kartograficznego w technologii GIS

W niniejszym poście zamieszczam plan batymetryczny zbiornika Jaraczewo na rzece Obrze, który wykonałem w ramach prac własnych, na podstawie danych udostępnianych nieodpłatnie przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii (GUGiK) w postaci numerycznego modelu wysokości (NMT) oraz ortofotomapy, stanowiącej podkład rastrowy planu.

Mapę przygotowałem dla napełnienia 104,50 m n. Kr.'86, tj. dla NPP. Mapa ma skalę nominalna 1:5 000, więc dla napełnienia 104,50 m n. Kr.'86 (przy zastosowanej skali) położenie linii brzegowej oraz poszczególnych izobat będzie się różniło nieznacznie (o kilka mm na mapie).

Rozkład izobat jest przybliżony, bowiem podczas prac budowlanych zniekształcono nieco ukształtowanie dna przyszłego zbiornika. Oceniam jednak, że uzyskany obraz jest wystarczająco miarodajny do oceny rozkładu głębokości.

Wkrótce post zostanie uzupełniony o wybrane analizy na zebranych i zaprezentowanych danych.

Mapę należy traktować głównie jako przykład możliwości wykorzystania danych GUGiK i technologii GIS.





środa, 22 kwietnia 2020

Susza hydrologiczna - wybrane informacje

Podstawą współczesnych analiz hydrologicznych są wartości natężenia przepływu obliczane, czy też szacowane, w wybranych punktach monitoringowych - tzw. profilach wodowskazowych. Dawniej, choć nie jest to bardzo odległa przeszłość, posługiwano się wartościami stanu wody. Niektórzy do dziś ich używają, pomimo znacznych ograniczeń i mankamentów. Stan wody jest bowiem punktową miarą hydrologiczną o charakterze względnym, tzn. określony jest w odniesieniu do umownego poziomu porównawczego zwanego zerem wodowskazu ("0"). Nie może być więc transponowany (przenoszony) w profilu podłużnym rzeki, ani nawet wykorzystywany do prac porównawczych. Ponadto stan wody jest bardzo czułą miarą hydrologiczną, jako że ulega łatwemu zniekształcaniu przez choćby urządzenia piętrzące wodę, zjawiska lodowe oraz roślinność, której masa w korytach rzek, zwłaszcza nizinnych, szybko przyrasta w kolejnych latach. Z kolei natężenie przepływu, choć jest miarą wtórną, zapewnia porównywalność wyników, a wieloletnie ciągi codziennych przepływów dłużej zachowują zwykle jednorodność statystyczną, co pozwala na ich analizowanie i formułowanie prawidłowości, wniosków i prognoz.

W mediach często pojawia się, zwłaszcza w ostatnich tygodniach, pojęcie suszy hydrologicznej. W literaturze hydrologicznej, tuż obok, funkcjonuje niżówka hydrologiczna. Pojęcia te niekoniecznie są rozłączne - niektórzy autorzy prac w tym zakresie traktują je wymiennie, a w pracach zagranicznych częściej nawet pojawia się susza hydrologiczna (hydrological drought), niż niżówka hydrologiczna (low flows). W polskich warunkach klimatycznych mamy do czynienia z wyraźną sezonowością hydrologiczną. W obrazie rocznego hydrogramu można wydzielić okresy zwiększonego i zmniejszonego odpływu rzecznego w stosunku do wartości średniej rocznej, czy też wieloletniej. I często właśnie jedna wartość przepływu (stała w całym roku hydrologicznym) bywa stosowana do wydzielania okresów niżówkowych, czy też posusznych. W Polsce chętnie używa się przepływu średniego (średnia arytmetyczna) z minimalnych wartości przepływu w kolejnych latach analizowanego wielolecia, a rzadziej z minimalnych wartości przepływu w kolejnych półroczach letnich rozpatrywanych lat (maj - października). Zasadniczo mowa o SNQ - uzyskujemy go po uśrednieniu zbioru wartości NQ (minimalny przepływ roczny) w skali analizowanego wielolecia hydrologicznego, raczej co najmniej 30-lat. Im dłuższy okres, tym stabilniejsza, bardziej reprezentatywna (miarodajna) i słabiej zmienna wartość SNQ, o ile ciąg przepływów codziennych jest jednorodny, stacjonarny, co w warunkach narastającej antropopresji oraz zmian klimatu staje się coraz trudniejsze - ale o tym będzie odrębny artykuł.

Zatem podstawowym warunkiem oceny istnienia niżówki, czy też suszy hydrologicznej jest ustalenie tzw. przepływu granicznego - w okresie, w którym przepływy będą się układały poniżej tej wartości, będziemy nazywali niżówką lub suszą hydrologiczną, w zależności od przyjętej terminologii z uwzględnieniem celów badawczych. Jak już wspomniałem, w Polsce przepływem granicznym suszy hydrologicznej jest zwykle SNQ, ale często, a może i coraz częściej, stosuje się inne miary, np. przepływ (Q) o zadanym prawdopodobieństwie nieosiągnięcia (p). Temu zagadnieniu poświęcę odrębny wpis. Niekiedy, fakultatywnie, poza przepływem granicznym, stosuje się liczbę dni z przepływem mniejszym od niego, np. 5, 7, 10 itd. Oznacza to, że susza hydrologiczna występuje dopiero wówczas, gdy przepływ rzeki w danym profilu kontrolnym (wodowskazowym) utrzymuje się na poziomie niższym od granicznego przez ustalony minimalny czas. Zdefiniowanie kryteriów występowania suszy hydrologicznej jest wymogiem prowadzenia działań monitoringowych, informacyjnych, czy też osłonowych, a więc wprowadzenia ostrzeżeń przed tym niekorzystnym zjawiskiem.

W Polsce ostrzeganiem przed niebezpiecznymi zjawiskami w atmosferze i hydrosferze zajmuje się Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB), który już od początku maja, o ile zajdzie taka potrzeba, będzie publikował ostrzeżenia przed hydrologiczną suszą. Warto zatem śledzić te informacje. Ponadto, jakiś czas temu, udostępniono portal internetowy - STOP SUSZY na którym znajdziemy dane meteorologiczne i hydrologiczne dające pewien pogląd na temat rozwoju nie tylko suszy hydrologicznej, ale też atmosferycznej, a nawet rolniczej, choć monitoringiem tej ostatniej zajmuje się zasadniczo Instytut Upraw, Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy (IUNG - PIB) prowadzący stronę internetową systemu monitoringu suszy rolniczej (SMSR). Innym, pierwotnym źródłem informacji o suszy jest nadal funkcjonujący, choć nieco już zapomniany portal POSUCH@. Z kolei zagadnieniem suszy wód podziemnych zajmuje się Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy (PIG-PIB). Już od końca marca, na stronie Instytutu, możemy odnaleźć ostrzeżenie Państwowej Służby Hydrogeologicznej przed rozwojem niżówki hydrogeologicznej.

środa, 19 sierpnia 2015

Susza hydrologiczna 2015 na fotografiach

    Poniżej krótki fotoreportaż z sytuacji hydrologicznej w międzyrzeczu Kościańskiego Kanału Obry i rzeki Barycz wraz z komentarzem :-)

Fot. 1. Polski Rów, Rydzyna - widok w dół rzeki
Polski Rów jest prawostronnym dopływem rzeki Barycz.
Profil Rydzyna zamyka około 315 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,04 m3/s (40% SNQ)

Fot. 2. Rzeka Kania, Sikorzyn - początek rzeki
Kania jest lewostronnym dopływem Kościańskiego Kanału Obry.
Widoczne zarośnięte koryto, brak wody
 
Fot. 3. Rzeka Kania, Gostyń (ul. Ogrodowa) - próg w korycie
Profil Gostyń (ul. Ogrodowa) zamyka około 40 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,002 m3/s (<20% SNQ)

Fot. 4. Rzeka Kania, Gostyń (ul. Ogrodowa) - ujście Dopływu z Piasków do Kani
Dopływ z Piasków (Stara Kania) jest prawostronnym dopływem Kani.
Profil Gostyń (ul. Ogrodowa) zamyka około 30 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,002 m3/s (<20% SNQ)

Fot. 5. Rzeka Kania, Gostyń (Cukrownia Pfeifer&Langen) - miejski odcinek rzeki
Profil Gostyń (Cukrownia) zamyka około 95 km2 powierzchni zlewni z przepływem 0,005 m3/s (<20% SNQ)

Fot. 6. Rzeka Kania, w. Ostrowo
Profil Ostrowo zamyka około 104 km2 powierzchni zlewni z przepływem około 0,055 m3/s (<50% SNQ)
Znaczący wzrost przepływu na odcinku Gostyń-Ostrowo (0,005-0,055 m3/s) to efekt zrzutu oczyszczonych ścieków z ZWiK Gostyń - dzięki temu dolny odcinek Kani nigdy nie wyschnie :-)

 Fot. 7. Brzezinka, Gostyń (ul. Strzelecka) - widok w dół cieku
Profil Gostyń (ul. Strzelecka) zamyka około 12 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,001 m3/s (<25% SNQ; ~NNQ)

Fot. 8. Brzezinka, Gostyń (ul. Cukrownicza) - widok w dół cieku
Profil Gostyń (ul. Cukrownicza) zamyka około 19 km2 powierzchni zlewni z przepływem 0,000 m3/s (brak przepływu, brak zasilania wodami podziemnymi)

Fot. 9. Brzezinka, Gostyń (ul. Cukrownicza) - widok na odcinek ujściowy (ciek zakryty)
Widoczne suche koryto

 Fot. 10. Rów Starogostyński, Stankowo - na odcinek ujściowy
Profil Stankowo zamyka 25 km2 powierzchni zlewni. Widoczne suche koryto; Q = 0,000 m3/s


Fot. 11-12. Młaka odpływowa w okolicy Kosowa, na stoku Wysoczyzny Leszczyńskiej
Młaka to powierzchniowy, nieskoncentrowany wypływ wody podziemnej na powierzchnię terenu.
Młaka w okolicy Kosowa ma charakter odpływowy - wypływa z niej niewielka struga o przepływie poniżej 1 l/s

Fot. 13. Struga wypływająca z młaki w rejonie Kosowa




Fot. 14-17. Dąbrówka, Godurowo
Profil Godurowo zamyka 55 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - brak zasilania podziemnego

 Fot. 18. Rdęca (Radęca), Kobylin
Rdęca jest prawostronnym dopływem Orli.  Profil Kobylin zamyka 75 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - brak zasilania podziemnego

 Fot. 19. Ochla, Kobylin
Ochla jest prawostronnym dopływem Rdęcy. Profil Kobylin zamyka 65 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - brak zasilania podziemnego


Fot. 20-21. Rzeka Dąbroczna, Kołaczkowice
Dąbroczna jest prawostronnym dopływem Orli. Profil Kołaczkowice zamyka 80 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - suche koryto


Fot. 22-23. Rzeka Orla, Skałów k. Koźmina Wlkp.
Orla jest prawostronnym dopływem rzeki Barycz. Intensywne zarastanie koryta. Profil Skałów zamyka około 120 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,010 m3/s (80% SNQ)

   Susza hydrologiczna w międzyrzeczu Odry środkowej i Warty środkowej na Nizinie Południowowielkopolskiej jest bardzo głęboka, podobnie jak w wielu innych rejonach Polski. Wyraźnie obniżył się poziom wód podziemnych, stąd Państwowa Służba Hydrogeologiczna przy Państwowym Instytucie Geologicznym - Państwowym Instytucie Badawczym wydała ostrzeżenie o wystąpieniu niżówki hydrogeologicznej (OSTRZEŻENIE). Zredukowane zasilanie podziemne przekłada się na odpływ rzeczny, który w wielu małych rzekach ustał lub niemal ustał - stąd przepływy bliskie 0,000 m3/s oraz suche koryta, a w większych obniżył się do poziomu kilkunastu procent SNQ lub poniżej NNQ. Zatem do rozwijającej się od kilku tygodni niżówki hydrologicznej "dołączyła" niżówka hydrogeologiczna. Opady deszczu, które wystąpiły w ostatnich dniach oraz prognozowane do końca sierpnia spowodują jedynie chwilowy wzrost przepływu bez istotnego zasilenia wód podziemnych. Wobec tego susza będzie postępowała. Aby przywrócić odpływ rzeczny do poziomu przeciętnego (średniego) w ostatnich miesiącach roku hydrologicznego potrzeba opadów ciągłych o umiarkowanym natężeniu, trwających kilkanaście dni, najlepiej z rzędu i sumie na poziomie 100-200 mm, co wydaje się zupełnie nierealne. Możliwe więc, że niżówka hydrologiczna zakończy się dopiero na przełomie bieżącego i kolejnego roku hydrologicznego, czyli w październiku, listopadzie, o ile, w przeciwieństwie do lat ubiegłych, będą to miesiące bardzo wilgotne, co, jak sądzę, może się okazać trudne w realizacji. Opady jesienne byłyby bardzo skuteczne, ponieważ najczęściej mają charakter ciągły, a nie przelotny, słabą i umiarkowaną intensywność, a co ważne, występują w okresie chłodniejszym niż lato, a więc z wyraźnie mniejszym parowaniem, a jeszcze przed zimowym przemarznięciem gruntu, które utrudnia infiltrację wody do warstwy wodonośnej. Niestety nie można wykluczyć, że skuteczna odbudowa zasobów wód powierzchniowych, a tym bardziej podziemnych, potrwa wiele miesięcy, a wyraźną poprawę odczujemy dopiero wiosną przyszłego roku.