środa, 19 sierpnia 2015

Susza hydrologiczna 2015 na fotografiach

    Poniżej krótki fotoreportaż z sytuacji hydrologicznej w międzyrzeczu Kościańskiego Kanału Obry i rzeki Barycz wraz z komentarzem :-)

Fot. 1. Polski Rów, Rydzyna - widok w dół rzeki
Polski Rów jest prawostronnym dopływem rzeki Barycz.
Profil Rydzyna zamyka około 315 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,04 m3/s (40% SNQ)

Fot. 2. Rzeka Kania, Sikorzyn - początek rzeki
Kania jest lewostronnym dopływem Kościańskiego Kanału Obry.
Widoczne zarośnięte koryto, brak wody
 
Fot. 3. Rzeka Kania, Gostyń (ul. Ogrodowa) - próg w korycie
Profil Gostyń (ul. Ogrodowa) zamyka około 40 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,002 m3/s (<20% SNQ)

Fot. 4. Rzeka Kania, Gostyń (ul. Ogrodowa) - ujście Dopływu z Piasków do Kani
Dopływ z Piasków (Stara Kania) jest prawostronnym dopływem Kani.
Profil Gostyń (ul. Ogrodowa) zamyka około 30 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,002 m3/s (<20% SNQ)

Fot. 5. Rzeka Kania, Gostyń (Cukrownia Pfeifer&Langen) - miejski odcinek rzeki
Profil Gostyń (Cukrownia) zamyka około 95 km2 powierzchni zlewni z przepływem 0,005 m3/s (<20% SNQ)

Fot. 6. Rzeka Kania, w. Ostrowo
Profil Ostrowo zamyka około 104 km2 powierzchni zlewni z przepływem około 0,055 m3/s (<50% SNQ)
Znaczący wzrost przepływu na odcinku Gostyń-Ostrowo (0,005-0,055 m3/s) to efekt zrzutu oczyszczonych ścieków z ZWiK Gostyń - dzięki temu dolny odcinek Kani nigdy nie wyschnie :-)

 Fot. 7. Brzezinka, Gostyń (ul. Strzelecka) - widok w dół cieku
Profil Gostyń (ul. Strzelecka) zamyka około 12 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,001 m3/s (<25% SNQ; ~NNQ)

Fot. 8. Brzezinka, Gostyń (ul. Cukrownicza) - widok w dół cieku
Profil Gostyń (ul. Cukrownicza) zamyka około 19 km2 powierzchni zlewni z przepływem 0,000 m3/s (brak przepływu, brak zasilania wodami podziemnymi)

Fot. 9. Brzezinka, Gostyń (ul. Cukrownicza) - widok na odcinek ujściowy (ciek zakryty)
Widoczne suche koryto

 Fot. 10. Rów Starogostyński, Stankowo - na odcinek ujściowy
Profil Stankowo zamyka 25 km2 powierzchni zlewni. Widoczne suche koryto; Q = 0,000 m3/s


Fot. 11-12. Młaka odpływowa w okolicy Kosowa, na stoku Wysoczyzny Leszczyńskiej
Młaka to powierzchniowy, nieskoncentrowany wypływ wody podziemnej na powierzchnię terenu.
Młaka w okolicy Kosowa ma charakter odpływowy - wypływa z niej niewielka struga o przepływie poniżej 1 l/s

Fot. 13. Struga wypływająca z młaki w rejonie Kosowa




Fot. 14-17. Dąbrówka, Godurowo
Profil Godurowo zamyka 55 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - brak zasilania podziemnego

 Fot. 18. Rdęca (Radęca), Kobylin
Rdęca jest prawostronnym dopływem Orli.  Profil Kobylin zamyka 75 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - brak zasilania podziemnego

 Fot. 19. Ochla, Kobylin
Ochla jest prawostronnym dopływem Rdęcy. Profil Kobylin zamyka 65 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - brak zasilania podziemnego


Fot. 20-21. Rzeka Dąbroczna, Kołaczkowice
Dąbroczna jest prawostronnym dopływem Orli. Profil Kołaczkowice zamyka 80 km2 powierzchni zlewni.
Widoczny brak przepływu (Q ~ 0,000 m3/s) - suche koryto


Fot. 22-23. Rzeka Orla, Skałów k. Koźmina Wlkp.
Orla jest prawostronnym dopływem rzeki Barycz. Intensywne zarastanie koryta. Profil Skałów zamyka około 120 km2 powierzchni zlewni z przepływem poniżej 0,010 m3/s (80% SNQ)

   Susza hydrologiczna w międzyrzeczu Odry środkowej i Warty środkowej na Nizinie Południowowielkopolskiej jest bardzo głęboka, podobnie jak w wielu innych rejonach Polski. Wyraźnie obniżył się poziom wód podziemnych, stąd Państwowa Służba Hydrogeologiczna przy Państwowym Instytucie Geologicznym - Państwowym Instytucie Badawczym wydała ostrzeżenie o wystąpieniu niżówki hydrogeologicznej (OSTRZEŻENIE). Zredukowane zasilanie podziemne przekłada się na odpływ rzeczny, który w wielu małych rzekach ustał lub niemal ustał - stąd przepływy bliskie 0,000 m3/s oraz suche koryta, a w większych obniżył się do poziomu kilkunastu procent SNQ lub poniżej NNQ. Zatem do rozwijającej się od kilku tygodni niżówki hydrologicznej "dołączyła" niżówka hydrogeologiczna. Opady deszczu, które wystąpiły w ostatnich dniach oraz prognozowane do końca sierpnia spowodują jedynie chwilowy wzrost przepływu bez istotnego zasilenia wód podziemnych. Wobec tego susza będzie postępowała. Aby przywrócić odpływ rzeczny do poziomu przeciętnego (średniego) w ostatnich miesiącach roku hydrologicznego potrzeba opadów ciągłych o umiarkowanym natężeniu, trwających kilkanaście dni, najlepiej z rzędu i sumie na poziomie 100-200 mm, co wydaje się zupełnie nierealne. Możliwe więc, że niżówka hydrologiczna zakończy się dopiero na przełomie bieżącego i kolejnego roku hydrologicznego, czyli w październiku, listopadzie, o ile, w przeciwieństwie do lat ubiegłych, będą to miesiące bardzo wilgotne, co, jak sądzę, może się okazać trudne w realizacji. Opady jesienne byłyby bardzo skuteczne, ponieważ najczęściej mają charakter ciągły, a nie przelotny, słabą i umiarkowaną intensywność, a co ważne, występują w okresie chłodniejszym niż lato, a więc z wyraźnie mniejszym parowaniem, a jeszcze przed zimowym przemarznięciem gruntu, które utrudnia infiltrację wody do warstwy wodonośnej. Niestety nie można wykluczyć, że skuteczna odbudowa zasobów wód powierzchniowych, a tym bardziej podziemnych, potrwa wiele miesięcy, a wyraźną poprawę odczujemy dopiero wiosną przyszłego roku.

środa, 5 sierpnia 2015

Susza na przykładzie międzyrzecza środkowej Odry i środkowej Warty (Nizina Południowowielkopolska)

     Utrzymujące się od pewnego czasu dość wysokie wartości temperatury powietrza oraz wyraźny deficyt opadów atmosferycznych to nie tylko korzyści (głównie dla wczasowiczów), ale niestety także problemy związane z deficytem wody. Nawet pobieżna analiza stref stanów wody na stacjach wodowskazowych IMGW-PIB pozwala stwierdzić, że mamy do czynienia z okresem suchym - w większości profilów kontrolowanych utrzymuje się stan wody w strefie wody niskiej, tylko na krótkich odcinkach średniej, ale głównie z powodu piętrzenia przez roślinność korytową, urządzenia hydrotechniczne, czy wskutek zwiększonego zrzutu wody poniżej zbiorników retencyjnych. Jednocześnie bardzo wyraźnie obniżył się w ostatnim czasie odpływ rzeczny. Na wielu rzekach, zwłaszcza w zlewni górnej i środkowej Odry oraz górnej i środkowej Warty, notowany jest przepływ poniżej wartości SNQ (przepływ średni z niskich rocznych), a nawet poniżej absolutnego minimum (NNQ).

     Aktualna sytuacja hydrologiczna wynika z kilku przyczyn. Przede wszystkim, już 2 lata z rzędu nie obserwowano żadnej istotnej pokrywy śnieżnej, tj. takiej, z której woda roztopowa zasiliłaby wody podziemne. Jednocześnie miesiące zimowe były zdecydowanie cieplejsze od normy wieloletniej dla tego okresu, a opadów deszczu było niewiele (tab. 1).

Tab. 1. Średnie wartości temperatury powietrza oraz sumy opadów atmosferycznych
na Nizinie Południowowielkopolskiej (międzyrzecze Odry Środkowej i Warty Środkowej)
w latach hydrologicznych 2014 i 2015 wg pór (sezonów) roku hydrologicznego
(oprac. własne na podstawie [1])
Lato hydrologiczne 2015 obejmuje tylko V-VII

     Dane zawarte w tabeli wskazują na średnie sezonowe wartości temperatury powietrza wyraźnie powyżej normy wieloletniej (1971-2000, 1981-2010). Jedynie od maja do lipca 2015, w odniesieniu do normy dla analogicznego okresu, temperatura była nieznacznie wyższa od przeciętnej (+0,5 st.C). Z punktu widzenia odnawiania zasobów wodnych w zlewni kluczowe znaczenie mają warunki meteorologiczne panujące w okresie hydrologicznej zimy, tj. od listopada do kwietnia kolejnego roku kalendarzowego. Zima roku hydrologicznego 2014 była o niemal 3 st.C cieplejsza od typowej. Ekstremalnie ciepły był luty (+4 st.C w stosunku do normy), następnie marzec (+3,5 st.C). Najbardziej zbliżony do przeciętnego okazał się styczeń (+1 st.C). Suma opadów od listopada 2013 do kwietnia 2014 była niemal równa normalnej (92% normy), jednak w lutym, który był ekstremalnie ciepły, a który na ogół cechuje się najniższą sumą opadów atmosferycznych, spadło raptem kilka mm deszczu, tj. 20% normy. Również w bardzo ciepłym grudniu suma opadów była niska - około 50% normy.
Lato hydrologiczne 2014 było nieco wilgotniejsze od typowego (suma opadów o 15% wyższa od przeciętnej). Bardzo wilgotny była maj (+100% opadu w odniesieniu do normy), a wilgotny okazał się wrzesień (+50% w stosunku do normy). Pozostałe miesiące nie wyróżniały się istotnie w relacji do okresu referencyjnego. Z kolei termicznie lato hydrologiczne 2014 było ciepłe lub bardzo ciepłe z temperaturą o około 1,5 st.C wyższą od przeciętnej.
Zatem zasoby wodne zlewni nie zostały uzupełnione w czasie zimy, a letnie opady niespecjalnie poprawiły sytuację, ponieważ tylko nieznacznie przekroczyły normę, a  w warunkach podwyższonej temperatury powietrza i wzmożonego parowania jedynie niewielka część opadów zasiliła wody podziemne. Wyraziło się to już na przełomie lipca i sierpnia, kiedy odpływ rzeczny zbliżył się do wartości SNQ, a tylko nieco wyższe wartości notowano na początku kolejnego, jeszcze uboższego w opady, roku hydrologicznego 2015.
     W listopadzie 2014 roku postępowało sczerpywanie zasobów wód podziemnych - miesiąc był o 3 st.C cieplejszy od normy, a w dodatku dość suchy z sumą opadów na poziomie nieco ponad 40% wartości przeciętnej z wielolecia. Kolejne miesiące hydrologicznej zimy 2015 były także cieplejsze od typowych w okresie referencyjnym z ekstremalnie ciepłym styczniem (+3,5 st.C w stosunku do normy). Generalnie średnia temperatura powietrza o 2 st.C przekroczyła wartość przeciętną. Suma opadów od listopada do kwietnia sięgnęła około 130 mm, co stanowiło tylko 65% normy, a więc całościowo biorąc zima była sucha. Po raz kolejny najsuchszy okazał się luty (20% sumy normatywnej). Połowę przeciętnej sumy opadów atmosferycznych odnotowano w grudniu.
Początek hydrologicznego lata 2015 przyniósł warunki termiczne zbliżone do normalnych z temperaturą średnią o 0,5 st.C wyższą od przeciętnej (V-VII). Niestety postępował deficyt opadów. Od maja do końca lipca spadło jedynie 120 mm deszczu, co stanowi około 60% normy z wielolecia.

   Jakkolwiek odpływ rzeczny na poziomie zbliżonym do SNQ wystąpił w roku hydrologicznym 2014 dopiero w lipcu i sierpniu i trwał krótko, przeważnie poniżej 10 dni, tak w roku hydrologicznym 2015 niżówka rozpoczęła się już z końcem maja i nadal trwa. Na wielu ciekach odwadniających Nizinę Południowowielkopolską, szczególnie międzyrzecze środkowej Odry i środkowej Warty, obserwuje się w tej chwili (przełom lipca i sierpnia) przepływ na poziomie 30-50% SNQ, a więc bardzo głęboką niżówkę. Susza, z krótkimi przerwami, trwa już zatem ponad 60 dni. Pomiary, które wykonałem na przełomie lipca i sierpnia wskazują na odpływ jednostkowy wynoszący od nieco ponad 100 ml/s/km2 (0,0001 m3/s km2) do nawet 10 ml/s km2. Niektórymi ciekami płynie już mniej niż 1 l/s (Rdęca w profilu Kobylin, Ochla w profilu Kobylin). Poniżej wyniki pomiarów natężenia przepływu z końca lipca 2015 roku (tab. 2)

Tab. 2. Wyniki własnych pomiarów natężenia przepływu na wybranych ciekach
międzyrzecza środkowej Odry i środkowej Warty (Nizina Południowowielkopolska)


Warto nadmienić, że średni niski odpływ (SNQ) dla rozpatrywanego obszaru (A = 2 000 km2) wynosi nieco ponad 0,50 m3/s, a aktualny około 0,20 m3/s.

     W zlewni rzeki Kani (prawostronny dopływ Kościańskiego Kanału Obry) działa kilka zastawek, które każdego lata są zamykane celem podpiętrzenia wody w korycie, spowolnienia odpływu, czy podniesienia zwierciadła wody podziemnej w szerokiej dolinie rzecznej. W tym roku jednak zastawki zamknięto nie tylko wcześniej, ale także w większej liczbie - uruchomiono zastawkę, która w ostatnich latach była nieużywana. W ten sposób podpiętrzono zwierciadło wody jeszcze bardziej w górę rzeki, aż po cukrownię w Gostyniu. Już zatem na początku hydrologicznego lata (w kwietniu) w zlewni rzeki Kani wartości odpływu rzecznego oraz stan wody były wyraźnie niższe, niż przeciętne w tym okresie. Wartości przepływu na poziomie kilku litrów na sekundę wskazują na znaczne obniżenie zwierciadła płytkich wód podziemnych (wysoczyznowych), a więc na ich niemal całkowite wyczerpanie oraz na istotne obniżenie zwierciadła wód podziemnych GUPW. Poziom wysoczyznowy jako jedyny zasila cieki takie jak: Dąbrówka powyżej Godurowa, Rdęca, Ochla, Dąbroczna powyżej Miejskiej Górki. Przepływ w tych ciekach jest bliski 0 m3/s, co wskazuje na wyczerpanie się zasobów wodnych wód gruntowych. Rzeka Kania oraz Dąbrówka poniżej profilu Godurowo drenują dodatkowo międzymorenowy poziom wodonośny, dzięki czemu odpływ jednostkowy jest tam większy, chociaż i ten poziom wykazuje duży deficyt.
     
     Niżówka widoczna jest także w szerszym kontekście przestrzennym, nie tylko w danych o stanie wody i przepływie publikowanych przez IMGW-PIB na portalu Pogodynka.pl, lecz także na satelitarnych produktach dostępnych w zakładce AGROMETEO. Przegląd map z wartościami sumy ewapotranspiracji za ostatnią dobę, 10 oraz 30 dni wskazuje na to, że najniższe wartości występują w zlewni górnej i środkowej Odry oraz górnej i środkowej Warty. Wynika to z pogłębiającego się deficytu wody, który powoduje zmniejszenie parowania z roślin (rys. 1-4).


Rys. 1-4. Ewapotranspiracja aktualna w Polsce za ostatnie: 30 dni, 10 dni, za 3 i 4 sierpnia
     
Podobna sytuacja wystąpiła w maju br. Bardzo niską wilgotnością cechuje się również gleba, co można sprawdzić na mapach publikowanych przez IMGW-PIB, w dziale AGROMETEO - zakładka Obrazy satelitarne (rys. 5-8). Profil glebowy jest bardzo suchy (poniżej 20%), nawet na głębokości od 1 do blisko 3 metrów wskaźnik wilgotności w międzyrzeczu środkowej Odry i środkowej Warty nie osiąga nawet 50%.


Rys. 5-8. Wskaźnik wilgotności gleby w Polsce na wybranych poziomach głębokościowych
źródło: Pogodynka-AGROMETEO

     Zatem deficyt wody, co widać po wynikach pomiarów natężenia przepływu oraz po danych publikowanych przez IMGW-PIB zarówno w profilach wodowskazowych, jak i w formie graficznej, w postaci map ewapotranspiracji i uwilgotnienia gleby, jest bardzo duży. Opady deszczu, głównie o charakterze przelotnym, związane z burzami, nie poprawią sytuacji. Spowodują jedynie zwiększony spływ powierzchniowy, większość wody wyparuje lub zostanie przyswojona przez roślinność. W aktualnych warunkach hydrologicznych i hydrogeologicznych potrzeba co najmniej kilkunastu dni z rzędu z opadem o łącznej sumie na poziomie 100-200 mm i słabym oraz umiarkowanym natężeniu (opady ciągłe, z przerwami), aby znormalizować sytuację hydrologiczną w dłuższej perspektywie. Aktualny deficyt opadów od początku roku hydrologicznego wynosi 150 mm (około 40% normy). Kolejna sucha i ciepła jesień oraz zima mogą doprowadzić do katastrofalnej suszy już wczesną wiosną przyszłego roku.
      Susza o podobnej skali czasowej i przestrzennej w zlewni Odry i Warty miała miejsce ostatni raz około 10 lat temu (2003, 2006, 2008 r.), a miejscami być może jeszcze dalej, na początku lat 90. XX wieku, czyli blisko 25 lat temu. Wstępne obliczenia wskazują na to, że odpływ rzeczny na rozpatrywanym obszarze jest zbliżony do wartości przepływów minimalnych o prawdopodobieństwie nieosiągnięcia od 80 do nawet 90%.





[1] Projekt KLIMAT (http://www.imgw.pl/klimat/)