Bilans ilościowy wód powierzchniowych stanowi istotną część warunków korzystania z wód zlewni oraz regionu wodnego, które wg ustawy Prawo wodne są ważnymi dokumentami planistycznymi gospodarowania wodami oraz instrumentami zarządzania zasobami wodnymi. Aktualnie wykonuje się dwa typu bilansów ilościowych: statyczne i dynamiczne. Pierwsze z nich mają już swoją, dość długą, historię, ponieważ są względnie proste w przygotowaniu, natomiast drugie wymagają wdrażania skomplikowanych procedur matematycznych i implementacji informatycznych; mają bowiem charakter symulacyjny. Ponadto można wyróżnić bilanse ilościowe typu aktualnego i perspektywicznego.
Bilansem wodnogospodarczym w odniesieniu do części ilościowej wód powierzchniowych nazywa się specjalistyczne opracowanie analityczno-rachunkowe wykonywane dla zlewni, a obejmujące ilościowe porównanie zasobów tych wód z potrzebami użytkowników, przy uwzględnieniu pracy obiektów hydrotechnicznych, hierarchii użytkowników, wymogów ochrony środowiska, w powiązaniu z funkcjonowaniem i eksploatacją zasobów wód podziemnych [1].
Na przykładzie rzeki Kani przedstawię uproszczony, statyczny bilans ilościowy wód powierzchniowych. Uproszczenie polega na:
- przyjęciu miesięcznego kroku czasowego,
- uwzględnieniu przepływu nienaruszalnego jedynie wg metody parametrycznej Kostrzewy,
- pominięciu eksploatacji wód podziemnych Międzymorenowego Zbiornika Wód Podziemnych rzeki Kani (GZWP nr 308) oraz ich wpływu na przepływu w bilansowej rzece.
Celem bilansu rzeki Kani jest wskazanie kolejnych kroków jego przygotowywania, nie zaś ustalenie miarodajnych zasobów wodnych zlewni. Należy przy tym wspomnieć, że Kania jest ciekiem niekontrolowanym w ujęciu wieloletnim i stąd wszelkie dane hydrologiczne obliczono metodami empirycznymi, ewentualnie uwzględniając możliwe zależności regionalne. Stąd, między innymi, wspomniane uproszczenia.
Zasadniczym celem ilościowym bilansu statycznego jest ocena zasobów wodnych, przede wszystkim dyspozycyjnych, w ustalonych profilach bilansowych, zarówno w kontekście aktualnego użytkowania wody w zlewni, jak i jego wymiaru perspektywicznego.
Zgodnie z zapisami Metodyki opracowywania warunków korzystania z wód regionu wodnego oraz warunków korzystania z wód zlewni [2] profile bilansowe powinny być zlokalizowane:
- na recypiencie powyżej ujść znaczących dopływów,
- powyżej ujścia do rzeki wyższego rzędu,
- w profilach zamykających SCWP (Scalone Części Wód Powierzchniowych),
- w miejscach znaczących poboru wody i zrzutu ścieków,
- w miejscach usytuowania obiektów hydrotechnicznych kształtujących reżim przepływów,
- w profilach wodowskazowych i monitoringowych,
- na granicach jednostek administracyjnych i obszarów RZGW.
Bilans przygotowano dla miesiąca o najmniejszym i największym średnim miesięcznym przepływie:
- w wieloleciu 1961-2010 (wrzesień i marzec),
- w roku hydrologicznym 2012 (wrzesień i marzec),
- w roku hydrologicznym 2013 (październik i kwiecień).
- przepływ średni miesięczny naturalny SSQm(nat) (1961-2010), SQm(nat) dla IX 2012, III 2012, X 2013, IV 2013,
- sumę użytkowania (Σi),
- przepływ średni miesięczny rzeczywisty SSQm(rz) (1961-2010), SQm(rz) dla IX 2012, III 2012, X 2013, IV 2013,
- przepływ nienaruszalny Qn wg kryterium hydrobiologicznego (metoda parametryczna Kostrzewy),
- przepływ dyspozycyjny Qd.
- średni miesięczny przepływ rzeczywisty: SSQm(rz) (1961-2010), SQm(rz) dla IX 2012, III 2012, X 2013, IV 2013,
- średni miesięczny przepływ dyspozycyjny Qd.
Z wykresu wynika, że w warunkach przeciętnych lat 1961-2010, zarówno w miesiącu z największym (marzec) jak i z najmniejszym średnim miesięcznym przepływem (wrzesień), przepływ dyspozycyjny zapewniony jest w całym profilu podłużnym rzeki Kani. W roku hydrologicznym 2012, który z hydrologicznego punktu widzenia był suchy, przepływ dyspozycyjny w miesiącu o największym średnim przepływie był o ponad połowę niższy niż średnio w wieloleciu, a w miesiącu o najmniejszym średnim przepływie, na odcinku od początku cieku do cukrowni w Gostyniu, realnie biorąc nie było już wolnych zasobów, chociaż Qd jest dodatni. Trzeba bowiem pamiętać, że mamy do czynienia z ciekiem, de facto, niekontrolowanym, a więc duża część obliczeń ma charakter teoretyczny i może być obarczona większym błędem, niż wartość przepływu dyspozycyjne rzędu kilku litrów na sekundę. Co prawda wolne zasoby wody pojawiają się poniżej profilu zrzutu ścieków z cukrowni, to jednak nie jest to stałe źródło dopływu, więc na dobrą sprawę, przepływ dyspozycyjny możliwy do wykorzystania pojawia się dopiero poniżej profilu zrzutu ścieków z oczyszczalni. W tym miejscu warto też dodać, że nawet w czasie bardzo głębokiej niżówki i suszy, gdyby przepływ naturalny w rzece Kani zbliżył się do zera, wielkość zrzutu ścieków z ZWiK w Gostyniu na poziomie około 0,07 [m3/s] pozostawiałaby w korycie około 0,01 [m3/s] przepływu dyspozycyjnego.
Z kolei w w roku hydrologicznym 2013 przepływ dyspozycyjny miesiąca z największym średnim przepływem rzeczywistym był porównywalny z warunkami przeciętnymi w wieloleciu, natomiast w przypadku miesiąca najsuchszego układał się nieco poniżej normy.
_____________________________
[1] Tyszewski S. (2008): Zasoby wodne w metodyce jednolitych bilansów wodnogospodarczych (prezentacja Stowarzyszenia Hydrologów Polskich)
[2] Tyszewski S. (2008): Metodyki opracowywania warunków korzystania z wód regionu wodnego oraz warunków korzystania z wód zlewni. PRO-WODA, Warszawa.
