Szacowanie natężenia przepływu w warunkach silnego zarastania i wielokierunkowej antropopresji na przykładzie rzeki Dąbrocznej w profilu wodowskazowym Słupia Kapitulna

      Rzeka Dąbroczna jest prawostronnym dopływem Orli, do której uchodzi w km około 19,6. Całkowita powierzchnia zlewni tego cieku wynosi około 237 km2 [2] (rys. 1).

Rys. 1. Mapa lokalizacyjna profilu wodowskazowego Słupia Kapitulna
i profilu hydrometrycznego Kołaczkowice na rzece Dąbroczni

źródło oprac. własne na podstawie [2, 7]*
Odwzorowanie Pseudo Merkator, elipsoida WGS84

      Kilkadziesiąt lat temu Dąbroczna była ciekiem kontrolowanym pod względem hydrologicznym - Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna posiadała własny wodowskaz w pobliżu miejscowości Słupia Kapitulna, w km 7,4 biegu rzeki (lewy brzeg, w dół od mostu w ciągu drogi Rawicz - Słupia Kapitulna). Łata wodowskazowa była wyskalowana od 200 do 480 cm. Według roczników hydrograficznych wodowskaz założono w 1888 roku. Obserwacje stanu wody były nieciągłe. Stany opublikowane kończą się na roku 1931. W 1955 roku wznowiono obserwacje wodowskazowe, jednak już 8 lat później zostały wstrzymane, jak się okazało tylko na chwilę, bowiem na wniosek i potrzeby Komitetu Przeciwpowodziowego, od lutego 1964 roku kontynuowano odczyty z łaty wodowskazowej. Ostatecznie jednak, z końcem lat 60., obserwacje przerwano na stałe [1].

    Od momentu założenia wodowskazu do lat 60. XX wieku rzędna "0" została zmieniona co najmniej raz. Początkowo wynosiła ona 89,3 m n. Kr., a zmianie uległa najprawdopodobniej w czasie II wojny światowej - rzędną obniżono o około 2 metry. W 1955 rzędna "0" wodowskazu ustalono na 87,1 m n. Kr. [1].

     Aktualnie łata wodowskazowa wyskalowana jest od 200 do 350 cm, chociaż biorąc pod uwagę istnienie obserwacji stanu wody przekraczających 400 cm, w zaroślach może się znajdować kolejna łata chyba, że została uszkodzona, zniszczona itd. W każdym razie stan ostrzegawczy w profilu wodowskazowym Słupia Kapitulna wynosi 350 cm, a alarmowy 380 cm [5]. W 2010 roku (powódź w lutym-marcu i w maju) stan wody przekraczał 400 cm.

Fot. 1. Profil wodowskazowy Słupia Kapitulna (km 7,7; A = 189,55 km2) na rzece Dąbrocznej

Widok z lewego brzegu. Data wykonania zdjęcia: 2013-07-20, koryto silnie zarośnięte
źródło: fot. własna

Fot. 2. Łata wodowskazowa na rzece Dąbroczniej(profil Słupia Kapitulna)

Data odczytu stanu wody: 2013-07-20, H = 230 cm
źródło: fot. własna

      Stan wody 20 lipca 2013 wyniósł 230 cm, jednak trudno na jego podstawie oszacować natężenie przepływu. Z jednej bowiem strony ów stan wynika z podpiętrzenia wody przez roślinność silnie rozwiniętą w korycie, a z drugiej przez jaz znajdujący się poniżej wodowskazu. Pomiar natężenia przepływu wykonany w miejscowości Kołaczkowice, tj. w km 24,73 biegu rzeki (powierzchnia zlewni A = 79,55 km2) wykazał, że Q = 0,012 [m3/s], w tym prawdopodobnie około 0,005 [m3/s] ścieków pochodzących z oczyszczalnie w Pępowie [4] (fot. 3, rys. 2).

Fot. 3. Profil hydrometryczny na rzece Dąbroczni, w rejonie miejscowości Kołaczkowice (km 24,73)

źródło: fot. własna

Rys. 2. Przekrój poprzeczny powierzchni czynnej koryta rzeki Dąbroczni (km 24,73; A = 79,55 km2)
źródło: oprac. własne na podstawie wyników własnych pomiarów

     Aby uzyskać wartość natężenia przepływu (Q) w profilu wodowskazowym Słupia Kapitulna, należy wykonać ekstrapolację liniową wartości z pomiaru przeprowadzonego w Kołaczkowicach, proporcjonalnie do przyrostu powierzchni zlewni. Trzeba przy tym uwzględnić gospodarkę wodną na odcinku Kołaczkowice - Słupia Kapitulna, czyli w praktyce dodać wartość średniodobową zrzutu ścieków z oczyszczalni w Karolinkach (Miejska Górka) oraz zakładów drobiarskich i cukrowni w Miejskiej Górce [3]. Co prawda należałoby uwzględnić również pobór na potrzeby tzw. Zbiornika Balaton w Miejskiej Górce (fot. 4), ale z powodu braku danych o wielkości poboru, który w okresie letnim, dla tego typu obiektów jest z reguły niewielki, rzędu kilku litrów na sekundę, popełnimy mały błąd w szacowaniu przepływu.

Fot. 4. Główne ujęcie wody dla tzw. Zbiornika Balaton w Miejskiej Górce

Na fotografii 5 przepustów przeprowadzających wodę w czasie stanów średnich wysokich i wysokich
(głównie roztopy wiosenne, ewentualnie śródzimowe).

źródło: fot. własna

Pomiar w profilu wodowskazowym jest bardzo utrudniony z powodu gęstej szaty roślinnej i pracy jazu, które powodują zmniejszenie prędkości przepływu na tyle istotne, że pomiar młynkiem hydrometrycznym tylko z tego powodu mógłby być obarczony błędem przewyższającym samą wartość przepływu.

 

źródło: oprac. własne

      Zatem średni przepływ w profilu Słupia Kapitulna, 20 lipca 2013 roku wyniósł 0,052 [m3/s], tj. nieco ponad ćwierć litra na sekundę z kilometra kwadratowego (0,27 l/s km2). Szacowanie natężenia przepływu na podstawie stanu wody przynosi wartość średnią około 0,23 [m3/s] przy rozrzucie od około 0,040 [m3/s] do ponad 0,500 [m3/s], który wynika ze zmiennych warunków wykonywania pomiarów hydrometrycznych - silne zarastanie i praca jazów prowadzące do spiętrzania wody w czasie hydrologicznego lata z jednej strony oraz stosunkowo swobodny odpływ wody w czasie hydrologicznej zimy, przy znacząco zredukowanej roślinności korytowej i otwartych zastawkach oraz jazach, z drugiej strony. Dąbroczna jest prawostronnym dopływem rzeki Orli kontrolowanej w profilu wodowskazowym Korzeńsko (km ~ 16,00; A ~ 1225 km2), gdzie 20 lipca 2013 roku natężenie przepływu wynosiło 1,1 [m3/s] [5]. Przeliczając tą wartość na powierzchnię zlewni 189,55 km2 w profilu Słupia Kapitulna uzyskujemy 0,17 [m3/s]. Jest to jednak wartość czysto teoretyczna. Wydaje się, że ekstrapolacja wartości zmierzonej w Kołaczkowicach, przy uwzględnieniu wpływu największych użytkowników wody w zlewni poniżej, jest bardziej wiarygodna. Oznacza to jednak, że odpływ jednostkowy w tej części Niziny Południowowielkopolskiej (głównie Wysoczyzna Kaliska) jest bardzo zróżnicowany, o czym świadczą wyniki pomiarów hydrometrycznych prowadzone na ciekach odwadniających północny skłon Wysoczyzny.


* Źródłem danych hydrograficznych jest Mapa Podziału Hydrograficznego Polski wykonana przez Zakład Hydrografii i Morfologii Koryt Rzecznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej na zamówienie Ministra Środowiska i sfinansowana ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
________________
Literatura
[1] Ujda K.  (1969): Wodowskazy na rzekach Polski. Część 1: Wodowskazy w dorzeczu Odry i na rzekach Przymorza między Odrą i Wisłą. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności.
[2] Rastrowa Mapa Podziału Hydrograficznego Polski 
[3] Internetowe materiały RZGW Wrocław z konsultacji społecznych prowadzonych w ramach opracowania Warunków korzystania z wód regionu wodnego
[4] Aktualizacja Programu Ochrony Środowiska dla Gminy Pępowo na lata 2009-2012 z perspektywą na lata 2013-2016
[5] Program Ochrony Środowiska dla miasta i gminy Rawicz. proGEO, Wrocław 2006.
[6] Monitor Hydro IMGW-PIB
[7] OpenStreetMap