czwartek, 14 marca 2013

Wybrane zagadnienia fizycznogeograficzne zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430

          Brzezinka jest lewostronnym dopływem rzeki Kani, do której uchodzi w km 4+320 jej biegu. Z punktu widzenia hydronimii, trudno jednoznacznie sklasyfikować Brzezinkę jako jeden rodzaj obiektu hydrograficznego. Z jednej strony bowiem spełnia kryteria definicji strugi, z drugiej jej koryto było antropogenicznie przekształcane, co pozwala na używanie pojęcia rów [1]. Na pewno górny i środkowy odcinek cieku mają charakter naturalny (quasi-naturalny).
Poniższą charakterystykę podano w odniesieniu do części zlewni zamkniętej profilem w km 1+430 (rejon kładki pieszej przy ul. Strzeleckiej, na wysokości Parku Miejskiego).

Warunki hipsometryczne
Zlewnia Brzezinki rozwinęła się w strefie krawędziowej Wysoczyzny Leszczyńskiej, na jej północno-wschodnim stoku. Różnica wysokości między najwyższym (około 125 m n. Kr.) a najniższym miejscem (około 93 m n. Kr.) osiąga 32 metry. W strukturze hipsometrycznej przeważają tereny o wysokości bezwzględnej większej lub równej 120 m n. Kr. (60% powierzchni). Ponad 3/4 powierzchni zlewni zajmuje obszar o rzędnej nie mniejszej od 115 m n. Kr. (85%) (rys. 1).
Średnie nachylenie zlewni jest bliskie 9 promilom (0,9%)*, a przeciętny spadek podłużny cieku - około 5 promili (0,5%). Dla porównania można podać, że średni spadek dorzecza Kani sięga 5 promili, a średni spadek podłużny rzeki nie przekracza 1 promila. Największe wartości spadku terenu notujemy na stokach wysoczyzny (zboczach doliny Brzezinki) - nawet 50-150 promili (5-15%), a najmniejsze w górnej części zlewni i w rejonie działu wodnego (poniżej 1 promila) (rys. 2).

Rys. 1. Mapa hipsometryczna zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;
układ odniesienia: PUWG "1992"
źródło: opracowanie własne na podstawie [2]

Rys. 2. Mapa spadków zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;
układ odniesienia: PUWG "1992"
źródło: opracowanie własne na podstawie [2]

Warunki litologiczne i glebowe
Powierzchnia zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430 wynosi 13 km2 (całkowita powierznia 20 km2), z tego około 2% stanowią obszary "nieprzepuszczalne" miasta Gostynia i wsi Brzezie. Pozostałe 95% obszaru pokrywają piaski gliniaste lekkie i mocne na glinach (ponad 3/4 powierzchni zlewni), piaski słabo gliniaste (oś rozcięcia erozyjnego Brzezinki) i gliny lekkie zlodowacenia środkowopolskiego (głównie między ulicą Strzelecką a Os. Konstytucji 3 Maja - kilka procent powierzchni zlewni) (rys. 3). Na takich osadach rozwinęły się głównie gleby pseudobielicowe, jedynie w rejonie Czachorowa Huby punktowo gleby piaskowe różnych typów genetycznych (bielicowe/ brunatne kwaśne/ rdzawe), a na podłożu glin lekkich gleby brunatne wyługowane kwaśne. Pod względem przydatności rolniczej, gleby zlewni Brzezinki należy ocenić wysoko. Największą część powierzchni zajmuje kompleks żytni bardzo dobry (pszenno-żytni), mniejszy udział ma kompleks pszenny bardzo dobry (między Brzeziem Huby a Czachorowem).  Wzdłuż Brzezinki oraz w rejonie osiedli zachodniej części Gostynia występuje kompleks żytni dobry, a na glinach okolic Os. Konstytucji 3 Maja - kompleks pszenny wadliwy [3].
Ogólnie biorąc, w zlewni dominują utwory trudno i średnio przepuszczalne, co sprzyja formowaniu się spływu powierzchniowego, a więc i zagrożeniu powodziowemu.

Rys. 3. Mapa warunków litologicznych zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;
układ odniesienia: PUWG "1992"
źródło: opracowanie własne na podstawie [3]

Warunki hydrogeologiczne
Zlewnia Brzezinki znajduje się w obszarze Głównego Zbiornika Wód Podziemnych (GZWP) nr 308 - Zbiornik międzymorenowy rzeki Kani. W zlewni funkcjonują 3 ujęcia wód podziemnych, czwartorzędowych (Brzezie i Czajkowo), a ponadto kilkanaście innych obiektów hydrogeologicznych notowanych w Centralnej Bazie Danych Hydrogeologicznych PSH (PIG-PIB) [4,5] - głównie studnie. Zwierciadło płytkich wód podziemnych zalega z reguły na głębokości do 1-2 metrów [7] i drenowanej jest przez Brzezinkę. Woda czerpana ze wspomnianych ujęć wykazuje cechy fizykochemiczne odpowiadające III i IV klasie czystości w pięciostopniowej skali [5].

Hydrografia
Sieć hydrograficzna Brzezinki obejmuje koryto cieku głównego o długości nieco ponad 7 km (7,07 km wg WZMiUW w Lesznie) oraz rowy melioracyjne i cieki okresowe, łącznie około 14 km. Sieć hydrograficzna zlewni jest asymetryczna - Brzezinka ma niemal wyłącznie dopływy prawostronne. W profilu podłużnym Brzezinki, w rejonie km 2+750, znajduje się staw przeciwpożarowy (w. Brzezie) - jedyny zbiornik wodny zlewni (rys. 4).

Poniżej kilka parametrów hydrograficznych zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430:
- długość (L) ~ 5,5 km;
- długość maksymalna (Lmax) ~ 6,6 km;
- szerokość średnia (Bśr) ~ 2,3 km;
- szerokość maksymalna (Bmax) ~ 3,5 km;
- obwód (O) ~ 15 km;
- wskaźnik wydłużenia zlewni (Cw) ~ 0,7;
- wskaźnik kolistości zlewni (Ck) ~ 0,7.

Rys. 4. Mapa sieci hydrograficznej zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;
układ odniesienia: PUWG "1992"
źródło: opracowanie własne na podstawie [6, 7]

Hydrologia
Średni roczny przepływ (SSQ) wynosi około 50 [l/s]. Brzezinka charakteryzuje się jednak znacznymi wahania natężenia przepływu zarówno w skali roku hydrologicznego jak i wielolecia. Wskaźnik nieregularności przepływów może osiągać nawet 4000 [-] tzn., że WWQ (najwyższy przepływ w wieloleciu) może być o około 4000 razy większy od NNQ (najniższy przepływ w wieloleciu). Wartość współczynnika nieregularności przepływów dla cieków niekontrolowanych pod względem hydrologicznym może być obarczona dużym błędem. Na Brzezince nie było wodowskazu, a więc nie ma ciągu stanów wody, ani tym bardziej natężenia przepływu. Według moich obliczeń i szacunków wartość NNQ jest dla Brzezinki bliska 0 [l/s] (najniższy zmierzony w czasie niżówki jesiennej przepływ wyniósł 3 [l/s], pomiar wykonany w ramach polowego zdjęcia hydrograficznego [7] wyniósł 6 [l/s]). Jest zatem możliwe, że bywały lata na tyle suche, iż w korycie przepływ był bliski 0 [l/s], albo innymi słowy, jego wielkość była niższa niż granica oznaczalności. Z kolei przepływu WWQ mógł wynosi 4000 [l/s], a być może więcej. Ten wniosek można wyprowadzić z analizy źródeł pisanych i nie tylko, odnośnie powodzi historycznych w Gostyniu oraz z analizy ostatniej wielkiej wody, którą odnotowano 5 maja 2012 roku (WQ ~ 3400 [l/s]**). W każdym razie, z całą pewnością, na podstawie znanych przypadków można powiedzieć, że wskaźnik nieregularności przepływów wynosi co najmniej 2000 [-], co jest wartością typową dla  cieków podgórskich i górskich. Dla porównania można napisać, że współczynnik nieregularności przepływów dla rzeki Kani wynosi 200-300 [-]. Szerzej na ten temat napiszę przy okazji omawiania wezbrań (w tym powodzi).


* - średni spadek zlewni wg formuły: (Hmax-Hmin)/PIERWIASTEK(A) [m/km]
** - wartość uzyskana z symulacji metodą hydrogramu jednostkowego; Przypuszczam, że przepływ mógł być nieco wyższy (około 3,7 [m3/s]), a biorąc pod uwagę fakt "rozlania się" wody w Brzeziu (ul. Strzelecka), a więc jej czasowe zatrzymanie, wartość WQ mogłaby przekroczyć 4 [m3/s].

Uwaga (oczywista): 1 [m3/s] = 1000 [l/s] 
___________________________
[1] Nazewnictwo geograficzne Polski, t. 1, Hydronimy, GUGiK, Warszawa, 2006.
[2] Mapa Topograficzna Polski, skala 1:10 000, GUGiK
[3] Mapa glebowo-rolnicza województwa leszczyńskiego, 1:100 000, IUNG, Puławy, 1982
[4] System Przetwarzania Danych Państwowej Służby Hydrogeologicznej (PSH)
[5] Program ochrony środowiska gminy Gostyń na lata 2009-2012 z perspektywą na lata 2013-2020
[6] Ortofotomapa Polski w skali 1:26 000, GUGiK.
[7] Mapa Hydrograficzna Polski skala 1:50 000 w formie analogowej i numerycznej, arkusze: M-33-10-B, M-33-11-A, GUGiK, 2000.