Przepływy charakterystyczne II stopnia oraz maksymalne roczne o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia w wybranych zlewniach prawostronnych dopływów rzeki Orli

Przepływy charakterystyczne II stopnia opisują zmienność przepływu w ujęciu wieloletnim, w danym profilu cieku. Ich obliczanie w profilach kontrolowanych jest dość proste - opiera się bowiem na trzech funkcjach: minimum, średniej i maksimum. W zlewniach niekontrolowanych staje się to trudniejsze, bardziej czasochłonne, a uzyskane wyniki obarczone są większą niepewnością, niekiedy skomplikowaną nawet do oszacowania.

Do przepływów charakterystycznych II stopnia zalicza się:

• NNQ - przepływ absolutnie najniższy w wieloleciu,
• SNQ - przepływ średni z minimalnych rocznych w wieloleciu,
• SSQ - przepływ średni roczny w wieloleciu,
• SWQ - przepływ średni z maksymalnych rocznych w wieloleciu,
• WWQ - przepływ absolutnie najwyższy w wieloleciu.

Przepływy charakterystyczne stanowią część wielu ekspertyz hydrologicznych przygotowywanych do rozmaitych celów, głównie projektowych. Poniżej zestawiono wartości przepływów charakterystycznych (tab. 1) dla wybranych zlewni prawostronnych dopływów rzeki Orli (ryc. 1). Wartości zaokrąglono.

Ryc. 1. Lokalizacja wybranych zlewni prawostronnych dopływów rzeki Orli

źródło: oprac. własne na podstawie: RMPHP (KZGW)**, OSM
Odwzorowanie: Pseudo Merkator, elipsoida WGS84

Tab. 1. Przepływy charakterystyczne II stopnia wybranych, prawostronnych dopływów Orli, w profilu ujściowym

źródło: oprac. własne

Na potrzeby ww. przepływów przyjęto:

• średnia suma roczna opadów atmosferycznych - 550 [mm],
• współczynnik odpływu rocznego - 0,18-0,20 [-],
• SNQ obliczone formułami empirycznymi dostępnymi w literaturze hydrologicznej, skorygowane wynikami pomiarów własnych,
• NNQ oszacowane na podstawie wyników pomiarów własnych,
• SWQ oszacowane na podstawie przepływu maksymalnego rocznego o prawdopodobieństwie przewyższenia 50% obliczonego metodami: roztopową, opadową, Wołoszyna, z uwzględnieniem pomiarów własnych oraz dostępnych, archiwalnych danych hydrometrycznych dla rzeki Dąbrocznej,
• WWQ oszacowane na podstawie przepływu maksymalnego rocznego o prawdopodobieństwie przewyższenia 1% obliczonego metodami: roztopową, opadową, Wołoszyna, z uwzględnieniem pomiarów własnych oraz dostępnych, archiwalnych danych hydrometrycznych i prasowych dla rzeki Dąbrocznej (Roczniki hydrologiczne wód powierzchniowych - dorzecze Odry), a także wyników formuły Iszkowskiego na wodę katastrofalną.

W tabeli podano wartości przepływów naturalnych, tj. z pominięciem presji (oczyszczalni ścieków, stawów, przemysłu, rolnictwa itd.). Aby je uwzględnić należy dodać wartości zrzutów ścieków i odjąć wartości poboru wody. Jakkolwiek wiarygodne dane o wielkości zrzutu ścieków można pozyskać z raportów WIOŚ, tak w przypadku poborów wody trudno o dobre źródło informacji. W każdym razie przy wartościach; NNQ, SNQ i SSQ można uwzględnić użytkowanie wody w postaci zrzutów w ilości około:

• 0,090 [m3/s] - Masłówka,
• 0,030 [m3/s] - Dąbroczna,
• 0,005 [m3/s] - Rdęca (Radęca).

Z uwagi na niewielki udział ww. presji w kształtowaniu SWQ i WWQ, nie ma sensu ich uwzględniać. Wartości SWQ i WWQ w tab. 1 (rzeka Rdęca) nie uwzględniają możliwości retencyjnych, przeciwpowodziowych Zbiornika Jutrosin oraz zasilania zbiornika (pobór wody) - brak danych w tym zakresie. Podobnie jest z wartościami NNQ, SNQ i SSQ - brak danych o redukcji przepływu w związku z zasilaniem zbiornika i prowadzeniem nawodnień do celów rolniczych. 
Przepływy maksymalne roczne o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia opisują wielkość wezbrań oraz ich statystyczną powtarzalność. Należy pamiętać, że przepływ o prawdopodobieństwie przewyższenia, np. 1% niekoniecznie musi się zdarzać jeden raz w stuleciu. Równie dobrze może się nie pojawić przez kilkaset lat, co wystąpić kilka razy w stuleciu, czy wręcz rok po roku. Warto zatem pamiętać, że tzw. woda prawdopodobna teoretycznie ma taką samą szansę "pojawienia się" każdego roku, choć w praktyce (na ogół) obserwowane jest utrzymywanie się przepływów maksymalnych rocznych w reżimie określonym wynikami obliczeń, z uwzględnieniem tzw. przedziału ufności.

Poniżej szacunkowe wyniki w zakresie przepływów maksymalnych o prawdopodobieństwie przewyższenia 10% i 1% dla rzek: Masłówka, Dąbroczna, Ochla i Rdęca (tab. 2). Wartości zaokrąglono. Należy uwzględnić błąd oszacowania na poziomie kilkunastu procent.

Tab. 2. Przepływy maksymalne roczne o prawdopodobieństwie przewyższenia 10 i 1%
dla wybranych, prawostronnych dopływów Orli, w profilu ujściowym

 źródło: oprac. własne

Wartości przepływu WWQ różnią się od oszacowania przepływu 1-procentowego nie z powodu jego zaobserwowania w przeszłości, lecz z powodu bardziej złożonej metody obliczeniowej i techniki szacowania.

Ewentualne transponowanie przepływów z profilu ujściowego (tab. 1 i 2) na profile zamykające mniejsze powierzchnie zlewni muszą być prowadzone ze świadomością, że:

• analizowane cieki cechuje zmienna, często niska zdolność przepustowa koryta i ewentualnego międzywala, spowodowana silnym zarastaniem,
• częste przekraczanie stanu wody brzegowej już w górnych częściach zlewni może powodować czasowe zatrzymywanie wody na terenach zalewowych i skutkować zmniejszeniem natężenia przepływu w profilu podłużnym,
• w rozpatrywanych zlewniach zachodzą zmienne warunki zasilania podziemnego nie mające związku z przyrostem powierzchni zlewni topograficznej,
• w profilu podłużnym cieków działają podmioty gospodarcze będące użytkownikami wody, szczególnie w zakresie odprowadzania ścieków, zwiększające przepływ naturalny w sposób nierównomierny.
• na przepływ może oddziaływać praca budowli hydrotechnicznych.

___________________

** - Mapa została opracowana na podstawie aktualnej (październik 2007) Komputerowej Mapy Podziału Hydrograficznego Polski wykonanej przez Zakład Hydrografii i Morfologii Koryt Rzecznych IMGW na zamówienie Ministra Środowiska i sfinansowanej ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.