środa, 22 kwietnia 2020

Susza hydrologiczna - wybrane informacje

Podstawą współczesnych analiz hydrologicznych są wartości natężenia przepływu obliczane, czy też szacowane, w wybranych punktach monitoringowych - tzw. profilach wodowskazowych. Dawniej, choć nie jest to bardzo odległa przeszłość, posługiwano się wartościami stanu wody. Niektórzy do dziś ich używają, pomimo znacznych ograniczeń i mankamentów. Stan wody jest bowiem punktową miarą hydrologiczną o charakterze względnym, tzn. określony jest w odniesieniu do umownego poziomu porównawczego zwanego zerem wodowskazu ("0"). Nie może być więc transponowany (przenoszony) w profilu podłużnym rzeki, ani nawet wykorzystywany do prac porównawczych. Ponadto stan wody jest bardzo czułą miarą hydrologiczną, jako że ulega łatwemu zniekształcaniu przez choćby urządzenia piętrzące wodę, zjawiska lodowe oraz roślinność, której masa w korytach rzek, zwłaszcza nizinnych, szybko przyrasta w kolejnych latach. Z kolei natężenie przepływu, choć jest miarą wtórną, zapewnia porównywalność wyników, a wieloletnie ciągi codziennych przepływów dłużej zachowują zwykle jednorodność statystyczną, co pozwala na ich analizowanie i formułowanie prawidłowości, wniosków i prognoz.

W mediach często pojawia się, zwłaszcza w ostatnich tygodniach, pojęcie suszy hydrologicznej. W literaturze hydrologicznej, tuż obok, funkcjonuje niżówka hydrologiczna. Pojęcia te niekoniecznie są rozłączne - niektórzy autorzy prac w tym zakresie traktują je wymiennie, a w pracach zagranicznych częściej nawet pojawia się susza hydrologiczna (hydrological drought), niż niżówka hydrologiczna (low flows). W polskich warunkach klimatycznych mamy do czynienia z wyraźną sezonowością hydrologiczną. W obrazie rocznego hydrogramu można wydzielić okresy zwiększonego i zmniejszonego odpływu rzecznego w stosunku do wartości średniej rocznej, czy też wieloletniej. I często właśnie jedna wartość przepływu (stała w całym roku hydrologicznym) bywa stosowana do wydzielania okresów niżówkowych, czy też posusznych. W Polsce chętnie używa się przepływu średniego (średnia arytmetyczna) z minimalnych wartości przepływu w kolejnych latach analizowanego wielolecia, a rzadziej z minimalnych wartości przepływu w kolejnych półroczach letnich rozpatrywanych lat (maj - października). Zasadniczo mowa o SNQ - uzyskujemy go po uśrednieniu zbioru wartości NQ (minimalny przepływ roczny) w skali analizowanego wielolecia hydrologicznego, raczej co najmniej 30-lat. Im dłuższy okres, tym stabilniejsza, bardziej reprezentatywna (miarodajna) i słabiej zmienna wartość SNQ, o ile ciąg przepływów codziennych jest jednorodny, stacjonarny, co w warunkach narastającej antropopresji oraz zmian klimatu staje się coraz trudniejsze - ale o tym będzie odrębny artykuł.

Zatem podstawowym warunkiem oceny istnienia niżówki, czy też suszy hydrologicznej jest ustalenie tzw. przepływu granicznego - w okresie, w którym przepływy będą się układały poniżej tej wartości, będziemy nazywali niżówką lub suszą hydrologiczną, w zależności od przyjętej terminologii z uwzględnieniem celów badawczych. Jak już wspomniałem, w Polsce przepływem granicznym suszy hydrologicznej jest zwykle SNQ, ale często, a może i coraz częściej, stosuje się inne miary, np. przepływ (Q) o zadanym prawdopodobieństwie nieosiągnięcia (p). Temu zagadnieniu poświęcę odrębny wpis. Niekiedy, fakultatywnie, poza przepływem granicznym, stosuje się liczbę dni z przepływem mniejszym od niego, np. 5, 7, 10 itd. Oznacza to, że susza hydrologiczna występuje dopiero wówczas, gdy przepływ rzeki w danym profilu kontrolnym (wodowskazowym) utrzymuje się na poziomie niższym od granicznego przez ustalony minimalny czas. Zdefiniowanie kryteriów występowania suszy hydrologicznej jest wymogiem prowadzenia działań monitoringowych, informacyjnych, czy też osłonowych, a więc wprowadzenia ostrzeżeń przed tym niekorzystnym zjawiskiem.

W Polsce ostrzeganiem przed niebezpiecznymi zjawiskami w atmosferze i hydrosferze zajmuje się Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB), który już od początku maja, o ile zajdzie taka potrzeba, będzie publikował ostrzeżenia przed hydrologiczną suszą. Warto zatem śledzić te informacje. Ponadto, jakiś czas temu, udostępniono portal internetowy - STOP SUSZY na którym znajdziemy dane meteorologiczne i hydrologiczne dające pewien pogląd na temat rozwoju nie tylko suszy hydrologicznej, ale też atmosferycznej, a nawet rolniczej, choć monitoringiem tej ostatniej zajmuje się zasadniczo Instytut Upraw, Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy (IUNG - PIB) prowadzący stronę internetową systemu monitoringu suszy rolniczej (SMSR). Innym, pierwotnym źródłem informacji o suszy jest nadal funkcjonujący, choć nieco już zapomniany portal POSUCH@. Z kolei zagadnieniem suszy wód podziemnych zajmuje się Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy (PIG-PIB). Już od końca marca, na stronie Instytutu, możemy odnaleźć ostrzeżenie Państwowej Służby Hydrogeologicznej przed rozwojem niżówki hydrogeologicznej.