Wybrane zagadnienia fizycznogeograficzne zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430

          Brzezinka jest lewostronnym dopływem rzeki Kani, do której uchodzi w km 4+320 jej biegu. Z punktu widzenia hydronimii, trudno jednoznacznie sklasyfikować Brzezinkę jako jeden rodzaj obiektu hydrograficznego. Z jednej strony bowiem spełnia kryteria definicji strugi, z drugiej jej koryto było antropogenicznie przekształcane, co pozwala na używanie pojęcia rów [1]. Na pewno górny i środkowy odcinek cieku mają charakter naturalny (quasi-naturalny).
Poniższą charakterystykę podano w odniesieniu do części zlewni zamkniętej profilem w km 1+430 (rejon kładki pieszej przy ul. Strzeleckiej, na wysokości Parku Miejskiego).

Warunki hipsometryczne
Zlewnia Brzezinki rozwinęła się w strefie krawędziowej Wysoczyzny Leszczyńskiej, na jej północno-wschodnim stoku. Różnica wysokości między najwyższym (około 125 m n. Kr.) a najniższym miejscem (około 93 m n. Kr.) osiąga 32 metry. W strukturze hipsometrycznej przeważają tereny o wysokości bezwzględnej większej lub równej 120 m n. Kr. (60% powierzchni). Ponad 3/4 powierzchni zlewni zajmuje obszar o rzędnej nie mniejszej od 115 m n. Kr. (85%) (rys. 1).
Średnie nachylenie zlewni jest bliskie 9 promilom (0,9%)*, a przeciętny spadek podłużny cieku - około 5 promili (0,5%). Dla porównania można podać, że średni spadek dorzecza Kani sięga 5 promili, a średni spadek podłużny rzeki nie przekracza 1 promila. Największe wartości spadku terenu notujemy na stokach wysoczyzny (zboczach doliny Brzezinki) - nawet 50-150 promili (5-15%), a najmniejsze w górnej części zlewni i w rejonie działu wodnego (poniżej 1 promila) (rys. 2).

Rys. 1. Mapa hipsometryczna zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [2]

Rys. 2. Mapa spadków zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [2]

Warunki litologiczne i glebowe

Powierzchnia zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430 wynosi 13 km2 (całkowita powierznia 20 km2), z tego około 2% stanowią obszary "nieprzepuszczalne" miasta Gostynia i wsi Brzezie. Pozostałe 95% obszaru pokrywają piaski gliniaste lekkie i mocne na glinach (ponad 3/4 powierzchni zlewni), piaski słabo gliniaste (oś rozcięcia erozyjnego Brzezinki) i gliny lekkie zlodowacenia środkowopolskiego (głównie między ulicą Strzelecką a Os. Konstytucji 3 Maja - kilka procent powierzchni zlewni) (rys. 3). Na takich osadach rozwinęły się głównie gleby pseudobielicowe, jedynie w rejonie Czachorowa Huby punktowo gleby piaskowe różnych typów genetycznych (bielicowe/ brunatne kwaśne/ rdzawe), a na podłożu glin lekkich gleby brunatne wyługowane kwaśne. Pod względem przydatności rolniczej, gleby zlewni Brzezinki należy ocenić wysoko. Największą część powierzchni zajmuje kompleks żytni bardzo dobry (pszenno-żytni), mniejszy udział ma kompleks pszenny bardzo dobry (między Brzeziem Huby a Czachorowem).  Wzdłuż Brzezinki oraz w rejonie osiedli zachodniej części Gostynia występuje kompleks żytni dobry, a na glinach okolic Os. Konstytucji 3 Maja - kompleks pszenny wadliwy [3].

Ogólnie biorąc, w zlewni dominują utwory trudno i średnio przepuszczalne, co sprzyja formowaniu się spływu powierzchniowego, a więc i zagrożeniu powodziowemu.

Rys. 3. Mapa warunków litologicznych zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [3]

Warunki hydrogeologiczne
Zlewnia Brzezinki znajduje się w obszarze Głównego Zbiornika Wód Podziemnych (GZWP) nr 308 - Zbiornik międzymorenowy rzeki Kani. W zlewni funkcjonują 3 ujęcia wód podziemnych, czwartorzędowych (Brzezie i Czajkowo), a ponadto kilkanaście innych obiektów hydrogeologicznych notowanych w Centralnej Bazie Danych Hydrogeologicznych PSH (PIG-PIB) [4,5] - głównie studnie. Zwierciadło płytkich wód podziemnych zalega z reguły na głębokości do 1-2 metrów [7] i drenowanej jest przez Brzezinkę. Woda czerpana ze wspomnianych ujęć wykazuje cechy fizykochemiczne odpowiadające III i IV klasie czystości w pięciostopniowej skali [5].

Hydrografia

Sieć hydrograficzna Brzezinki obejmuje koryto cieku głównego o długości nieco ponad 7 km (7,07 km wg WZMiUW w Lesznie) oraz rowy melioracyjne i cieki okresowe, łącznie około 14 km. Sieć hydrograficzna zlewni jest asymetryczna - Brzezinka ma niemal wyłącznie dopływy prawostronne. W profilu podłużnym Brzezinki, w rejonie km 2+750, znajduje się staw przeciwpożarowy (w. Brzezie) - jedyny zbiornik wodny zlewni (rys. 4).

Poniżej kilka parametrów hydrograficznych zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430:

- długość (L) ~ 5,5 km;

- długość maksymalna (Lmax) ~ 6,6 km;

- szerokość średnia (Bśr) ~ 2,3 km;

- szerokość maksymalna (Bmax) ~ 3,5 km;

- obwód (O) ~ 15 km;

- wskaźnik wydłużenia zlewni (Cw) ~ 0,7;

- wskaźnik kolistości zlewni (Ck) ~ 0,7.

Rys. 4. Mapa sieci hydrograficznej zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [6, 7]

Hydrologia

Średni roczny przepływ (SSQ) wynosi około 50 [l/s]. Brzezinka charakteryzuje się jednak znacznymi wahania natężenia przepływu zarówno w skali roku hydrologicznego jak i wielolecia. Wskaźnik nieregularności przepływów może osiągać nawet 4000 [-] tzn., że WWQ (najwyższy przepływ w wieloleciu) może być o około 4000 razy większy od NNQ (najniższy przepływ w wieloleciu). Wartość współczynnika nieregularności przepływów dla cieków niekontrolowanych pod względem hydrologicznym może być obarczona dużym błędem. Na Brzezince nie było wodowskazu, a więc nie ma ciągu stanów wody, ani tym bardziej natężenia przepływu. Według moich obliczeń i szacunków wartość NNQ jest dla Brzezinki bliska 0 [l/s] (najniższy zmierzony w czasie niżówki jesiennej przepływ wyniósł 3 [l/s], pomiar wykonany w ramach polowego zdjęcia hydrograficznego [7] wyniósł 6 [l/s]). Jest zatem możliwe, że bywały lata na tyle suche, iż w korycie przepływ był bliski 0 [l/s], albo innymi słowy, jego wielkość była niższa niż granica oznaczalności. Z kolei przepływu WWQ mógł wynosi 4000 [l/s], a być może więcej. Ten wniosek można wyprowadzić z analizy źródeł pisanych i nie tylko, odnośnie powodzi historycznych w Gostyniu oraz z analizy ostatniej wielkiej wody, którą odnotowano 5 maja 2012 roku (WQ ~ 3400 [l/s]**). W każdym razie, z całą pewnością, na podstawie znanych przypadków można powiedzieć, że wskaźnik nieregularności przepływów wynosi co najmniej 2000 [-], co jest wartością typową dla  cieków podgórskich i górskich. Dla porównania można napisać, że współczynnik nieregularności przepływów dla rzeki Kani wynosi 200-300 [-]. Szerzej na ten temat napiszę przy okazji omawiania wezbrań (w tym powodzi).

* - średni spadek zlewni wg formuły: (Hmax-Hmin)/PIERWIASTEK(A) [m/km]
** - wartość uzyskana z symulacji metodą hydrogramu jednostkowego; Przypuszczam, że przepływ mógł być nieco wyższy (około 3,7 [m3/s]), a biorąc pod uwagę fakt "rozlania się" wody w Brzeziu (ul. Strzelecka), a więc jej czasowe zatrzymanie, wartość WQ mogłaby przekroczyć 4 [m3/s].

Uwaga (oczywista): 1 [m3/s] = 1000 [l/s] 
___________________________

[1] Nazewnictwo geograficzne Polski, t. 1, Hydronimy, GUGiK, Warszawa, 2006.
[2] Mapa Topograficzna Polski, skala 1:10 000, GUGiK

[3] Mapa glebowo-rolnicza województwa leszczyńskiego, 1:100 000, IUNG, Puławy, 1982
[4] System Przetwarzania Danych Państwowej Służby Hydrogeologicznej (PSH)
[5] Program ochrony środowiska gminy Gostyń na lata 2009-2012 z perspektywą na lata 2013-2020
[6] Ortofotomapa Polski w skali 1:26 000, GUGiK.

[7] Mapa Hydrograficzna Polski skala 1:50 000 w formie analogowej i numerycznej, arkusze: M-33-10-B, M-33-11-A, GUGiK, 2000.

Warunki klimatyczne Gostynia - źródła danych ilościowych oraz możliwości ich pozyskania

          Miasto Gostyń (gmina Gostyń, powiat gostyński, województwo wielkopolskie) nigdy nie miało swojej stacji synoptycznej, czy nawet klimatologicznej, w której dokonywano by pomiarów temperatury powietrza, ciśnienia atmosferycznego czy prędkości i kierunku wiatru, o zachmurzeniu nie wspominając. Istniał jednak, co jest bardzo ważne, głównie z hydrologicznego punktu widzenia, posterunek opadowy PIHM (obecnie IMGW-PIB)*. Stąd trudności w charakteryzowaniu warunków klimatycznych miasta, ziemi gostyńskiej czy, jak w moim przypadku, dorzecza Kani i zlewni innych cieków. Na szczęście niedaleko, 34 km na zachód, funkcjonuje Stacja Hydrologiczno-Meteorologiczna (status stacji synoptycznej) Leszno-Strzyżewice (początkowo Leszno-Antoniny). Założono ją w 1957 roku na wysokości 91 m n. Kr.** (rys. 1).

Klimat w rejonie Gostynia można charakteryzować w sposób ilościowy korzystając z dostępnych, najczęściej nieodpłatnie, danych meteorologicznych (obserwacyjnych) gromadzonych w ramach zadań statutowych przez Państwową Służbę Hydrologiczno-Meteorologiczną (PSHM) działającą w strukturach IMGW-PIB. Dane obserwacyjne ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice wydają się najbardziej miarodajne z punktu widzenia możliwości opisu warunków klimatycznych Naszego miasta i jego okolic. Przede wszystkim Gostyń i Leszno dzieli nieco ponad 30 km. Oba miasta zlokalizowane są na obszarze Niziny Południowowielkopolskiej, na terenie wysoczyznowym o charakterze rolniczym. Na północy występują elementy krajobrazu młodoglacjalnego (pagórki, jeziora), a na południu staroglacjalnego (równiny, generalnie brak jezior). Teren wykazuje niewielkie zróżnicowanie hipsometryczne. Pomimo tak oczywistej analogii upoważniającej do charakteryzowania klimatu okolic Gostynia na podstawie obserwacji meteorologicznych w Lesznie-Strzyżewicach, większość opracowań wykonanych na zlecenie władz miasta, gminy Gostyń czy powiatu gostyńskiego została oparta na danych ze stacji synoptycznej Poznań-Ławica. Sięganie po dane z tak odległego miejsca wydaje się nie tylko nielogiczne, ale przede wszystkim zbędne. Moim zdaniem wynika albo z niewiedzy, że Leszno-Strzyżewice są dużo bardziej reprezentatywne dla rejonu Gostynia, albo z pójścia na skróty - być może łatwiej pozyskać dane z Poznania (są częściej cytowane, dostępne w Internecie w różnych opracowaniach), a dane z Leszna wymagają większego nakładu pracy. Oczywiście, w obronie można powiedzieć, że między Lesznem a Poznaniem nie ma specjalnych różnic. Owszem, ogólnie warunki klimatyczne są podobne, ale tylko ogólnie. Wiele zależy od tego, jaki poziom szczegółowości i profesjonalizmu nas interesuje. Dla mnie liczy się rzetelność metodyczna i merytoryczna. Stacja synoptyczna Poznań-Ławica zlokalizowana jest w bezpośredniej bliskości ponad półmilionowego miasta, intensywnie się rozwijającego, w dodatku w obszarze o niższych opadach atmosferycznych, szczególnie maksymalnych dobowych, na obszarze pojeziernym itd. Trudno tu znaleźć wyraźną analogię do warunków geograficznych Gostynia.

Dane meteorologiczne dla stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice dostępne są, zależnie od okresu, w:

• rocznikach meteorologicznych i opadowych PIHM (do 1981 roku) - można je znaleźć w bibliotekach poszczególnych oddziałów IMGW-PIB, w bibliotekach uczelnianych (najbliżej UAM, UWr, UP w Poznaniu i Wrocławiu),
• zasobach serwisu IMGW-PIB - Pogodynka.pl (codzienny stan pokrywy śnieżnej, wartości sumy opadów atmosferycznych o różnych kroku czasowym, serwis AGROMETEO***) - dane bieżące, krótka historia; najczęściej dane operacyjne (niezweryfikowane),
• bazach danych w Internecie (np. serwery NOAA-NCDC, OGIMET, TuTiempo.net, freemeteo.com, geodata.us i inne)- wymagają pewnej wiedzy meteorologicznej w zakresie możliwości weryfikacji dostępnych danych oraz ich prawidłowej interpretacji - dostępne lata 1973-dziś.

W związku z tym, że większość wspomnianych źródeł danych meteorologicznych wymaga albo wiedzy meteorologicznej (niekoniecznie specjalistycznej), albo czasu (dotarcia do Poznania, Wrocławia itd.), postanowiłem opracować wybrane dane meteorologiczne, czy też klimatyczne dla Gostynia i okolic (głównie dorzecza Kani). Wykresy, diagramy i inne graficzne formy prezentacji treści można znaleźć tutaj. W przyszłości mogą się również pojawić analizy meteorologiczne poszczególnych lat (raczej hydrologicznych niż kalendarzowych) z podziałem na półrocze zimowe (listopad - kwiecień) i letnie (maj - październik).

 Rys. 1. Lokalizacja SHM Leszno-Strzyżewice i ogródka meteorologicznego
na tle zdjęcia lotniczego miasta Leszna z dnia 1 maja 2008 roku

źródło: opracowanie własne na podstawie zdjęcia lotniczego MGGP Aero (Google Earth);

współrzędne podano w stopniach szerokości i długości geograficznej

_______________________
* - PIHM, czyli Państwowy Instytut Hydrologiczno-Meteorologiczny, dawna nazwa obecnego Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB) stosowana w latach 1945-1972.
** - n. Kr. - skrót oznaczający poziom odniesienia układu wysokościowego Kronsztad (60 i 86) obowiązującego w Polsce na mocy Rozporządzenia Rady Ministrów z 8 sierpnia 2000 roku ws. państwowego systemu odniesień przestrzennych; w Polsce skrót "n. Kr." jest równoznaczny z "m n.p.m."
*** - serwis AGROMETEO, od dłuższego czasu, nie wyświetla historycznych informacji klimatycznych dla Leszna; warto go jednak monitorować, bo z pewnością będą w końcu dostępne.

Warunki klimatyczne dorzecza Kani - synteza graficzna

          W niniejszym poście prezentuję rozkład czasowy wybranych elementów meteorologicznych w układzie roku kalendarzowego dla dorzecza Kani, w tym dla miasta Gostynia. Wykresy i diagramy opracowałem na podstawie danych meteorologicznych ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice oraz posterunku opadowego Gostyń, łącznie za lata 1954-2010. Przyjąłem dwa wielolecia referencyjne (normatywne): 1971-2000 i 1981-2010. Ogólnie zaleca się stosowanie pierwszego z nich, choć niektóre kraje przygotowały już charakterystyki dla ostatniego 30-lecia (1981-2010). Dane referencyjne, termiczne i opadowe, za lata 1981-2010 publikowane są w serwisie Pogodynka.pl, jednak tylko dla kilkunastu wybranych stacji synoptycznych. Najbliżej Gostynia jest Poznań i Wrocław.

Ciśnienie atmosferyczne

 Rys. 1. Zakres zmian ciśnienia atmosferycznego (P, hPa) wyznaczony najniższym i najwyższym ciśnieniem zanotowanym w kolejnych miesiącach roku kalendarzowego (słupki)

na tle przebiegu średnich wartości miesięcznych ciśnienia atmosferycznego (czarna linia)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

Temperatura powietrza

 Rys. 2. Zakres zmian temperatury powietrza (T, st. C) wyznaczony najniższą i najwyższą temperaturą zanotowaną w kolejnych miesiącach roku kalendarzowego (słupki)

na tle przebiegu średnich wartości miesięcznych temperatury powietrza (czarna linia)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

 Suma opadów atmosferycznych

 Rys. 3. Średnie miesięczne wartości sumy opadów atmosferycznych (R, mm)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice oraz posterunku opadowym Gostyń

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

Widzialność pozioma

 Rys. 4. Średnie miesięczne wartości widzialności poziomej (VV, km)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

Prędkość wiatru

Na podstawie analizy średnich dobowych wartości prędkości wiatru na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010 można stwierdzić, że ich zmienność w skali roku jest nieznaczna. Najmniejsza średnia wystąpiła w sierpniu (niespełna 3 [m/s]), a największa w marcu (blisko 4 [m/s]). Średnia 10-min. prędkość wiatru w roku nieznacznie przekroczyła 3 [m/s]. Z uwagi na niewielkie zmiany omawianego elementu meteorologicznego w skali roku, zaniechałem przygotowanie dla niego wykresu. 

Z kolei dużo większą zmiennością wykazują się porywy wiatru. Wartości najwyższe w latach 1981-2010, z przedziału od 15 do 20 [m/s], tj. 54-72 [km/h] ,odnotowano w miesiącach: II, III, V (minimum), X i XI, natomiast z przedziału 20-25 [m/s], czyli 72-90 [km/h] w pozostałych miesiącach z maksimum w grudniu.

Wkrótce pojawi się też synteza graficzna warunków klimatycznych w Gostyniu na podstawie danych obserwacyjnych ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice za okres 10-lecia 2001-2010.