poniedziałek, 7 stycznia 2013

Dopływy rzeki Kani

"Czy zastanawialiście się kiedyś nad tym gdzie rzeka Kania na swoje ujście." - To pierwsze zdanie, jakie przeczytałem na stronie internetowej p. Dawida Górnego, które jednocześnie stało się przyczynkiem do pójścia dalej, tj. do sfotografowania ujścia kolejnych dopływów do samej rzeki Kani.

Zgodnie z aktualnym podziałem hydrograficznym Polski (Mapa Podziału Hydrograficznego Polski - IMGW-PIB, KZGW) Z 2010 roku, rzeka Kania posiada jeden dopływ - Dopływ z Piasków. Z kolei wykonana w 2000 roku Mapa Hydrograficzna Polski w skali 1:50 000 w formie analogowej i cyfrowej - GUGiK, wyróżnia 3 inne cieki, tj.:
- Rów Bodzewski (dopływ prawostronny, p.),
- Brzezinka (l.),
- Rów Ostrowski (p.).

Poniżej przedstawiam fotografie ujść kolejnych cieków (w porządku hydrograficznym) do rzeki Kani wraz z krótkim opisem.

1. Rów Bodzewski

Ujście Rowu Bodzewskiego do rzeki Kani
źródło: fot. własna (listopad 2012)

- km ujścia do rzeki Kani: 8+570,
- długość: 4,63 km (wg WZMiUW); 5,88 km (wg mapy),
- średni spadek podłużny: 6,5 promila,
- średni roczny przepływ (SSQ): ~ 0,035 m3/s.

2. Dopływ z Piasków

Ujście Dopływu z Piasków do rzeki Kani
źródło: fot. własna (styczeń 2013)

- km ujścia do rzeki Kani: 5+320,
- długość: 6,20 km (wg WZMiUW); 7,85 km (wg mapy),
- średni spadek podłużny: 4,5 promila,
- średni roczny przepływ (SSQ): ~ 0,10 m3/s.

3. Brzezinka

Ujście Brzezinki do rzeki Kani
źródło: fot. własna (listopad 2012)

- km ujścia do rzeki Kani: 4+320,
- długość: 7,070 km (wg WZMiUW); 6,99 km (wg mapy),
- średni spadek podłużny: 5 promili,
- średni roczny przepływ (SSQ): ~ 0,080 m3/s.

4. Rów Ostrowski

   Ujście Rowu Ostrowskiego do rzeki Kani
źródło: fot. własna (styczeń 2013)

- km ujścia do rzeki Kani: 0+100,
- długość: 4,63 km (wg WZMiUW); 4,40 km (wg mapy),
- średni spadek podłużny: 1 promil,
- średni roczny przepływ (SSQ): ~ 0,025 m3/s.

Kilka metrów poniżej (w kierunku ujścia) widocznego na fotografii wylotu Rowu Ostrowskiego, a okresami również powyżej, znajduje się mój profil pomiarów hydrometrycznych :)

Na koniec jeszcze jedna fotografia - ujście rzeki Kani do Kościańskiego Kanału Obry (poniżej). Na zdjęciu widać wyraźną różnicę w barwie wody prowadzonej korytem Kani i Kościańskiego Kanału Obry, którego mętność wynika z dużego ładunku materiału zawieszonego (zawiesiny). Taka barwa KKO pojawia na odcinku między ujściem rzeki Pogony i strugi Dąbrówki, a wynika z litologii utworów powierzchniowych koryta.

  Różnica barw między wodą w korycie Kani i Kościańskiego Kanału Obry
źródło: fot. własna (styczeń 2013)

Z uwagi na link do strony p. Dawida Górnego, chciałbym jeszcze krótko skomentować dwie sekwencje zdjęć wykorzystane do zbudowania wirtualnej panoramy 360 stopni w dwóch miejscach:
- przy ujściu Kani do KKO,
- przy mostku (dawniej wodowskazowym) w km 0+370 (około 370 metrów od ujścia).

Pierwszy ze wspomnianych widoków przedstawia ujście Kani do KKO w momencie spiętrzenia, które powstaje po zamknięciu jazu zlokalizowanego nieco ponad 1 km w dół KKO od ujścia Kani. W porównaniu z moją fotografią (patrz wyżej), stan wody jest o około 1 metr wyższy. Spiętrzenie tworzone jest w okresie hydrologicznego lata (kwiecień-październik), szczególnie w okresie od maja do września.

Drugi widok przedstawia koryto rzeki Kani w rejonie mostku, na którym dawniej prowadzono obserwacje wodowskazowe stanu wody. Jest to ostatni obiekt hydrotechniczny w korycie Kani przed ujściem do KKO.

Zmiany sieci hydrograficznej w dorzeczu Kani od końca XIX wieku

W Internecie udostępnia się coraz więcej opracowań kartograficznych, głównie map topograficznych, tematycznych i ortofotomap. Możemy je znaleźć zarówno na stronach rządowych, jak i serwerach uczelnianych czy prywatnych. Dostępny zasób jest całkiem bogatym zbiorem umożliwiającym badanie zmian zachodzących w środowisku geograficznym. Mnie interesują szczególnie te, który zaznaczyły się w elementach i obiektach hydrograficznych. Poniżej przedstawiam przykłady ważniejszych zmian w sieci hydrograficznej dorzecza Kani od końca XIX wieku do początku XXI wieku.
Uproszczoną analizę w tym zakresie można przeprowadzić na mapach topograficznych (niemieckich) przełomu XIX i XX wieku, fotomap okresu II wojny światowej oraz polskich map topograficznych (cywilnych i wojskowych), map tematycznych i ortofotomap z początku XXI wieku.

1. Ujście rzeki Kani do KKO na mapie niemieckiej Massstab w skali 1:25 000 z 1888-1911
źródło: Archiwum Map Polski Zachodniej (http://mapy.amzp.pl/maps.shtml)

Pod koniec XIX wieku przebieg ujściowego odcinka rzeki Kani niemal nie różnił się od stanu aktualnego. Różnica, istotna z punktu widzenia wielkości odpływu rocznego oraz powierzchni dorzecza Kani, uwidacznia się w przypadku Rowu Ostrowskiego. Przebieg cieku (gałąź zachodnia) wskazuje na odprowadzanie wody bezpośrednio do Kościańskiego Kanału Obry (KKO). Roczny odpływ mógł być zatem o około 1 mln metrów sześciennych niższy od współczesnego.
Obecnie nie istnieje już wschodnie ramię Rowu Ostrowskiego, mimo to permanentnie zaznaczane jest na mapach, nawet najnowszych. Najwyraźniej weryfikacja obrazu kartograficznego w terenie jest zbyt skomplikowana, skoro rów pojawia się nawet na Mapie Hydrograficznej Polski GUGiKu, a ta przecież wymagała sporządzenia tzw. polowego zdjęcia hydrograficznego. Ale o bylejakości tego opracowania napiszę w innym poście :)

2. Ujście Kani do KKO na zdjęciu lotniczym z września-października 1940 roku
 źródło: http://polski.mapywig.org/

Na zdjęciu widać brak istotnych zmian w sieci hydrograficznej rejonu ujścia rzeki Kani i Rowu Ostrowskiego do KKO w porównaniu ze stanem z końca XIX wieku. Na fotomapie zaznaczono również rzędne zwierciadła wody rzeki Kani (wartości identyczne jak na mapie z końca XIX wieku). Dzięki temu można obliczyć średni spadek cieku na odcinku około 500 metrów, od ujścia do pierwszego mostu. Różnica 1,1 metra wskazuje na spadek ponad 2 promili, czyli około 3-krotnie większy od średniego spadku rzeki Kani. Obecnie odcinek ten nadal cechuje duży spadek, co przejawia się wyraźnie w średniej prędkości w korycie oraz w wartościach prędkości powierzchniowej. 

3. Ujście rzeki Kani do KKO oraz Rowu Ostrowskiego do Kani na polskiej mapie topograficznej "1965" w skali 1:10 000 z lat 70. XX wieku
  źródło: zasoby własne

Aktualny widok na ujście rzeki Kani do Kościańskiego Kanału Obry przedstawia poniższa fotografia.

 Ujście Kani (na pierwszym planie) do KKO w grudniu 2012 roku
źródło: autor
 
Ponad 40 lat temu, co widać na fragmencie mapy topograficznej z lat 70. XX wieku, istniało już współczesne ujście Rowu Ostrowskiego, którego woda została skierowana do koryta rzeki Kani. Dotychczasowy odcinek ujściowy do KKO został usunięty z krajobrazu pradoliny. Kilkunastometrowy odcinek ujściowy stanowi ciek przykryty z wylotem zaopatrzonym w zamknięcie metalowe (rys. poniżej).

 Ujście Rowu Ostrowskiego do rzeki Kani (km 0+100)
źródło: autor 

 4. Ujście rowu Brzezinki do rzeki Kani na mapie niemieckiej Massstab w skali 1:25 000 z 1888-1911
źródło: Archiwum Map Polski Zachodniej (http://mapy.amzp.pl/maps.shtml)

 Rów Brzezinka, ponad 100 lat temu, miał porównywalny przebieg do dzisiejszego. Różnica polegała na stopniu zabudowania koryta. Obecnie odcinki:
- km: 0+000 - 0+325 (2),
- km: 0+615 - 0+805 (1),
biegu rowu tworzą ciek przykryty - koryto przebiega pod jezdniami i chodnikami. Na mapie z końca XIX wieku widać, że takiej zabudowy nie było. Zdaje się to potwierdzać opis powodzi w Gostyniu, w 1854 roku, w którym mowa o przekroczeniu przez Brzezinkę stanu pełnokorytowego w profilu tzw. Instytutu Gostyńskiego (dziś Szpital Powiatowy w Gostyniu). W tekście, moim zdaniem mylnie napisano, że płynąca przy Instytucie Gostyńskim rzeka Kania wystąpiła z brzegów. Żadne materiały kartograficzne nie wskazują na to, aby w owym czasie, czy nawet kiedykolwiek, przy IG płynęła rzeka Kania - był to i nadal jest rów Brzezinka. Kwestii powodzi w dorzeczu Kani poświęcę inny post.

5. Fosa miejska i rowy okalające centrum miasta
źródło: Archiwum Map Polski Zachodniej (patrz wyżej)

Kolejnym elementem układu hydrograficznego dorzecza Kani, który istniał pod koniec XIX wieku, jest fosa miejska i system rowów, które stanowiły dawniej element obronności miasta. Dziś po większości z nich nie ma już śladu. Jedynym odcinkiem fosy, jaki zachował się w krajobrazie miasta, jest ramię północne od ujścia do rzeki Kani w rejonie mostu kolejowego do łąk na wysokości gostyńskiej fary.

Oczywiście, poza wymienionymi przykładami, zmianie uległ system rowów melioracji szczegółowych - niektóre spośród widocznych na mapach sprzed ponad 100 lat już nie istnieją, inne zostały skrócone.

środa, 19 grudnia 2012

Rozkład prędkości w korycie rzeki Kani w rejonie ujścia do KKO

Recypientem (odbiornikiem) rzeki Kani jest Kościański Kanał Obry (KKO) zwany w Mapie Podziału Hydrograficznego Polski Kanałem Mosińskim. Ujście Kani znajduje się w km 68+450 biegu KKO.
Rozkład prędkości w przekroju poprzecznym koryta zależy głównie od:
- nachylenia dna,
- sytuacji hydrologicznej,
- odległości od brzegu,
- obecności oraz stopnia rozwoju roślinności,
- obecności budowli piętrzących czy regulujących przepływ.

W przypadku Kani wpływ wspomnianych czynników zmienia się zarówno w czasie (rok hydrologiczny), w związku z następstwem pór roku, które warunkują rozwój roślinności oraz częściowo sytuację hydrologiczną, jak i w profilu podłużnym (nachylenie dna, budowle hydrotechniczne). Podstawą pomiaru natężenia przepływu jest pomiar prędkości przepływu. W związku z niespecjalnie skomplikowanymi warunkami przepływu, wybrałem metodę dwupunktową pomiaru prędkości, tj. w dwóch punktach charakterystycznych w kolejnych pionach hydrometrycznych.

Wartości prędkości można przedstawiać w postaci tachoidy, czyli wykresu zmian prędkości w pionie hydrometrycznym (rys. 1.) lub w układzie kartezjańskim, na tle przekroju poprzecznego koryta (rys. 2). 

 
Rys. 1. Tachoidy dla strefy przybrzeżnej (krzywa niebieska) i strefy nurtu (krzywa czerwona)

 
 Rys. 2. Rozkład prędkości w przekroju poprzecznym koryta Kani w profilu km 0+055
Różnica w przebiegu tachoid (rys. 1) wynika z wpływu tarcia strefy brzegowej oraz przesunięcia strefy nurtu do lewego brzegu. Większa zmienność cechuje prędkość w pionie hydrometrycznym strefy nurtu (krzywa czerwona). Widać jednocześnie, że wartości prędkości przy dnie są dalekie od zera, co wynika z istotnego nachylenia dna, litologii (piasek) oraz braku roślinności.
Z kolei z rys. 2 wynika, że strefa nurtu przesunięta jest w stronę brzegu lewego. Maksymalna prędkość zmierzona w tym pionie wyniosła 0,47 m/s. Rozkład prędkości opracowano na podstawie pomiarów hydrometrycznych wykonanych dla przepływu zbliżonego do średniego z wielolecia.