Zlewnia rzeki Kani, w roku hydrologicznym 2013 (XI 2012 - X 2013), była ciekiem kontrolowanym pod względem hydrologicznym. W dwóch profilach:
- km 0+535, A = 104 km2 (profil główny),
- km 3+900, A = 97 km2 (profil kontrolny),
prowadziłem bowiem obserwacje stanów wody (H, cm) oraz pomiary natężenia przepływu (Q, m3/s), ze zmienną częstością:
- 1 raz lub 2 razy w tygodniu w okresach bezopadowych,
- kilka razy w tygodniu (na ogół co drugi dzień) w okresach roztopowych oraz opadowych (głównie rozlewnych),
- kilka razy na dobę w czasie opadów (głównie przelotnych).
Uzyskane wyniki pozwoliły obliczyć średnie dobowe wartości natężenia przepływu w dniach wykonywania pomiarów. W pozostałym okresie wartości Q były interpolowane, początkowo wg funkcji liniowej (wersja uproszczona, robocza), a następnie wg funkcji zbliżonej do wykładniczej, której parametry oszacowano na podstawie krzywych opadania i wysychania dobranych metodą najmniejszych kwadratów do obliczonych uprzednio średnich, dobowych wartości przepływu.
Opracowaną bazę codziennych przepływów wykorzystano następnie jako ciąg kalibracyjny w modelu hydrologicznym typu opad-odpływ. Jako dane wejściowe w roboczej wersji modelu użyto średnie dobowe wartości temperatury powietrza oraz sumy dobowe opadów atmosferycznych zarejestrowane na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice. Graficzny wynik modelu roboczego dla okresu od listopada 2012 do połowy sierpnia 2013 w profilu kontrolnym przedstawia ryc. 1.
Ryc. 1. Hydrogram obserwowany i symulowany rzeki Kani w profilu kontrolnym (km 3+900, A = 97 km2)
Jak widać, model nie jest idealny, choć nie taka jest jego rola. Model hydrologiczny stanowi bowiem jedynie pewną aproksymację (przybliżenie) rzeczywistości opisanej danymi obserwacyjnymi i pomiarowymi. Z matematycznego i statystycznego punktu widzenia jakość modelu roboczego należy ocenić na dobrą, o czym świadczy wartość współczynnika NSE i r2 (determinacji) na poziomie blisko 0,78. Oznacza to, że wypracowany model tłumaczy zmiany natężenia przepływu w 78%.
Analiza hydrogramu wskazuje, miejscami, na znaczne różnice między wartościami obserwowanymi, a wartościami symulowanymi. Ważniejsze przypadki zaznaczono zielonymi elipsami. Pierwszy dotyczy listopada, kiedy zaznacza się zbyt szybkie zmniejszanie się Q w stosunku do rzeczywistości. Jest to widoczne każdorazowo w długich okresach bezopadowych i wymaga dalszych korekt. Najwyraźniej problem uwidocznił się w marcu. Tutaj niezbędna będzie najprawdopodobniej ingerencja w wartości parametrów modelu, szczególnie w zakresie wód podziemnych.
Z drugiej strony model zaniża wartości przepływów maksymalnych w czasie wezbrań, choć nie jest to regułą i w związku z tym pozwala przypuszczać, że zmiana danych wejściowych, szczególnie stacji opadowej z Leszna na położoną bliżej, np. Krzemieniewo lub Szelejewo bądź obliczenie opadu średniego, ważonego dla zlewni rzeki Kani ze stacji opadowych: Dolsk, Szelejewo, Ciołkowo i Krzemieniewo, poprawi kształt wezbrań.
Jak na razie udało się uzyskać symulowany średni roczny przepływ (SQ) niemal identyczny z wartością obserwowaną oraz wysoką zgodność symulowanych średnich miesięcznych wartości przepływu (SQm) z wartościami obserwowanymi.
Tradycyjnie obliczono wartości przepływów charakterystycznych, głównych I stopnia, tj.: NQ, SQ i WQ, które w profilu główny wyniosły odpowiednio:
- NQ = 0,15 [m3/s] - listopad 2012 r.,
- SNQm = 0,25 [m3/s] - średnia z wartości NQm,
- SQ = 0,50 [m3/s],
- SWQm = 1,30 [m3/s] - średnia z wartości WQm,
- WQ = 3,30 [m3/s] - lipiec 2013 r.
Poniżej profilu głównego (most w km 0+535), rzekę Kanię zasila jeszcze prawostronny dopływ o nazwie Rów Ostrowski. Ponieważ całkowita powierzchnia dorzecza Kani wynosi 110 km2, to ekstrapolacja SQ z profilu głównego na ujście daje średni roczny odpływ rzeką Kanią do Kościańskiego Kanału Obry na poziomie 0,52 [m3/s], co oznacza:
- całkowity roczny odpływ V = 16,4 mln m3,
- średni roczny odpływ jednostkowy Sq = 4,7 [l/s km2],
- warstwę odpływu rocznego H = 0,149 [m],
- współczynnik odpływu c = 0,25 [-].
W tym miejscu należy zaznaczyć, że na całkowity odpływu składa się około 2,2 mln m3 ścieków odprowadzany z Zakładu Wodociągów i Kanalizacji w Gostyniu oraz około 0,3 mln m3 ścieków z cukrowni Pfeifer&Langen Polska. Naturalizacja przepływów w rzece Kani polegająca na odjęciu sumy zrzutu ścieków od obserwowanych wartości natężenia przepływu daje następujące przepływy naturalne (Qnat) w profilu km 0+535:
- NQ(nat) = 0,08 [m3/s] - listopad 2012 r.,
- SNQm(nat) = 0,18 [m3/s] - średnia z wartości NQm(nat),
- SQ(nat) = 0,43 [m3/s],
- SWQm(nat) = 1,30 [m3/s] - średnia z wartości WQm(nat),
- WQ(nat) = 3,30 [m3/s] - lipiec 2013 r.
Po naturalizacji można też obliczyć naturalne wartości dla dorzecza Kani:
- całkowitego rocznego odpływu V ~ 14,0 mln m3,
- średni roczny odpływ jednostkowy Sq = 4,0 [l/s km2],
- warstwę odpływu rocznego H = 0,129 [m],
- współczynnik odpływu c = 0,21 [-].
Poniżej hydrogram roczny średnich miesięcznych przepływów w rzece Kani w profilu głównym (km 0+535) na tle średniego hydrogramu z wielolecia 1961-2010.
Ryc. 2. Hydrogram przepływu naturalnego (Qnat) rzeki Kani w profilu km 0+535 za rok hydrologiczny 2013
na tle hydrogramu średniego z wielolecia 1961-2010
Średni przepływ (SQnat) w roku hydrologicznym 2013 w porównaniu z SSQ (1961-2010) jest nieznacznie wyższy, o około 10%, co pozwala stwierdzić, że całościowo analizy rok można uznać na normalny pod względem hydrologicznym. Początek roku (XI, XII) cechował się przepływami niższymi od średnich wieloletnich. Ich zrównanie nastąpiło w styczniu. Wartości wyższe w stosunku do normy obserwowano z kolei w kwietniu, czerwcu i wrześniu. W pierwszym przypadku wynikało z trwającej o blisko miesiąc dłużej zimy z pokrywą śnieżną, co opóźniło ostatnie roztopy, natomiast w czerwcu i wrześniu było skutkiem dużych opadów efektywnych (szczególnie przełom maja i czerwca).
W tym roku odnotowaliśmy trzy wezbrania roztopowe (styczeń/luty, luty/marzec, marzec/kwiecień) oraz 4 opadowe (maj/czerwiec, czerwiec/lipiec, koniec lipca i wrzesień). W ujęciu wieloletnim roztopy występują najczęściej w lutym. Średni hydrogram za lata 1961-2010 dla rzeki Kani opracowano na podstawie danych obserwacyjnych rzeki Lutyni w profilu wodowskazowym Raszewy oraz zależności regionalnych i wzoru Iszkowskiego. Stąd też słabiej, niż ma to miejsce w rzeczywistości, zaznaczone wezbranie opadowe letnie. Pomimo, iż długie, letnie wezbrania w roku hydrologicznym 2013 oraz dłuższa zima stanowią element nietypowy dla przeciętnego obrazu warunków hydrologicznych w zlewni rzeki Kani, rok 2013 można uznać za zbliżony do normalnego.
