czwartek, 7 marca 2013

Zlewnia Rowu Bodzewskiego

          Rów Bodzewski jest ciekiem V rzędu, prawostronnym dopływem rzeki Kani, do której uchodzi w km 8+570 jej biegu. Na mapach Wojskowego Instytutu Geograficznego z lat 30. XX wieku [1], które przedstawiają sytuację z przełomu XIX i XX wieku widać jednak, że ostatni, około 450-metrowy odcinek Rowu Bodzewskiego istnieje od zaledwie kilkudziesięciu lat. Dawniej bowiem ciek ten, od profilu zlokalizowanego w odległości 200-250 metrów poniżej drogi Krajewice-Podrzecze, kierował wodę na północ i dalej systemem rowów melioracyjnych łączył się z rzeką Kanią.

Długość cieku, zależnie od źródła danych, mieści się w przedziale od 4,63 km [2] do około 5,88 [3]. Niemniej rzeczywista długość jest większa w związku z silnie krętym, czy wręcz meandrowym przebiegiem cieku na odcinku leśnym (km ~0+750 - ~1+400). Średni, wyrównany spadek cieku wynosi około 6,5 promila. (rys. 1). Tego rzędu spadkiem charakteryzują się cieki wyżynne i podgórskie. Dla porównania można wspomnieć, że dla rzeki Kani wartość ta wynosi niespełna 1 promil.

 Rys. 1. Profil podłużny Rowu Bodzewskiego. 
Krzywa pomarańczowa wskazuje przebieg wyrównanego profilu podłużnego cieku (porównawczo).
źródło: opracowanie własne na podstawie Mapy Topograficznej Polski 1:10 000 (GUGiK)

Zlewnia Rowu Bodzewskiego zajmuje niespełna 9 km2 wschodniego zbocza Pradoliny Żerkowsko-Rydzyńskiej odwadnianej na północ przez rzekę Kanię, a na południowy-zachód przez Rów Polski (d. Kopanica). Nachylenie powierzchni zlewni sięga od mniej niż 1 promila (rejon ujścia, oś rozcięcia erozyjnego z korytem Rowu Bodzewskiego) do 5-8 promili w osiach grzbietów i ponad 10 promili na najbardziej stromych zboczach. W zlewni obserwuje się przykłady ruchów masowych (stokowych) - występują niewysokie urwiska, osuwiska związane między innymi z erozyjną działalnością wód Rowu Bodzewskiego (zewnętrzne brzegi koryta). Tam notuje się nachylenie zboczy sięgające 90 stopni. Poniżej profil poprzeczny doliny Rowu Bodzewskiego w rejonie km 1+000 (rys. 2).

Rys. 2. Profil poprzeczny doliny Rowu Bodzewskiego w rejonie km 1+000.
źródło: opracowanie własne na podstawie Mapy Topograficznej Polski 1:10 000 (GUGiK)

Wartości deniwelacji osiągają od około 1 metra w górnej części zlewni do kilkunastu metrów (rys. 2) w dolnej części zlewni. Różnica wysokości między najwyższym i najniższym punktem zlewni przekracza 40 metrów. Odcinek leśny, z racji meandrowego przebiegu cieku oraz głębokiego głębokiego wcięcia koryta w dolinę wydaje się najbardziej malowniczy.

Zlewnia Rowu Bodzewskiego pokryta jest głównie piaskami gliniastymi oraz glinami, a więc osadami o słabej przepuszczalności [4,5]. Stąd względna łatwość formowania się spływu powierzchniowego przy intensywnych opadach deszczu. Osady aluwialne doliny rzeki Kani występują w dole zlewni. W strukturze użytkowania dominują grunty orne stanowiące ponad 95% powierzchni zlewni. Lasy zajmują nieco ponad 1% [6].

Zwierciadło płytkich wód podziemnych zalega na niewielkiej głębokości, przeważnie do 3 metrów. Większe głębokości obserwuje się między Bodzewkiem a Ziółkowem. W miejscowych studniach zwierciadło wód podziemnych, w czasie pomiarów w okresie letnim [5], znajdowało się od 4 do 7 metrów niżej niż w okolicznych studniach. Można więc przypuszczać, że przebiega tam kopalna dolina Rowu Bodzewskiego łącząca się ze współczesnym rozcięciem na zachód od Bodzewka, w rejonie km 2+500 biegu Rowu Bodzewskiego. Aktualnie kopalny odcinek wykorzystuje niewielki ciek, jeden z lewostronnych dopływów Rowu Bodzewskiego. Na terenie zlewni znajdują się 4 ujęcia wód podziemnych (studnie) [7].

Długość zlewni Rowu Bodzewskiego przekracza 5,5 km, szerokość waha się od mniej niż 500 metrów w rejonie ujścia do ponad 2 km w górnej części zlewni. W systemie hydrograficznym zlewni jedynie Rów Bodzewski (ciek główny) ma charakter stały. Pozostałe cieki są okresowe i prowadzą wodę roztopową (z pokrywy śnieżnej) oraz z opadów atmosferycznych (w trakcie ich trwania i krótko po zakończeniu). W strukturze odpływu Rowu Bodzewskiego dominuje spływ powierzchniowy. Składowa podziemna ma mniejsze znaczenie, najmniejsze (śladowe) w odniesieniu do cieków okresowych. Kulminacje wezbrań są więc stosunkowo wysokie (względem rzeki Kani), a same fale wezbraniowe krótkie. Największa część odpływu rocznego związana jest ze śródzimowymi oraz wiosennymi roztopami. Wówczas też względnie dużego znaczenia nabiera odpływ podziemny. Miejscami tworzą się okresowe źródła związane z odpływem śródpokrywowym (fot. 1).

Fot. 1. Przykład okresowego źródła w zlewni Rowu Bodzewskiego (odcinek leśny).
Woda podziemna wypływa na powierzchnię wykorzystując system korzeniowy drzew.
Na korze drzewa widoczny ślad maksymalnego stanu wody z okresu roztopów.
Szacowany wydatek < 5 l/s
źródło: fot. własna

Podczas wizyty w zlewni, dnia 2 marca 2013 roku, wykonałem pomiar natężenia przepływu w korycie Rowu Bodzewskiego, w km 0+950 [3]. Poniżej fotografia profilu pomiarowego (fot. 2).

Fot. 2. Rów Bodzewski w rejonie km 0+950. Widok w górę cieku
źródło: fot. własna (2013-03-02, g. 11:00)

Szerokość zwierciadła wody przekroju poprzecznego koryta Rowu Bodzewskiego w profilu km 0+950 wyniosła 1,90 [m], natomiast średnia głębokość 0,20 [m]. Biorąc pod uwagę, że średnia prędkość przepływu w okresie pomiaru wyniosła 0,39 [m/s], wartość natężenia przepływu obliczono na 0,15 [m3/s]. Wartość odpływu jednostkowego, czyli iloraz natężenia przepływu (odpływu ze zlewni ograniczonej profilem pomiarowym) i powierzchni zlewni powyżej profilu pomiarowego (A = 8,6 km2) wyniósł około 17 [l/s/km2]. Ustalono jednocześnie prawdopodobny zasięg kulminacji ostatniego wezbrania roztopowego (koniec lutego). Stwierdzono, że szerokość zwierciadła wody wyniosła 2,0 [m], średnia głębokość 0,4 [m], a średnią prędkość w korycie oszacowano na 0,5 [m/s]. Stąd wartość natężenia przepływu w kulminacji wezbrania oszacowano na 0,4 [m3/s], co daje nieco ponad 45 [l/s/km2] odpływu jednostkowego.

 Rys. 2. Rozkład prędkości w korycie Rowu Bodzewskiego w profilu km 0+950
pomiar: 2013-03-02, 11:00 
źródło: opracowanie własne na podstawie własnych pomiarów 

Dla porównania można podać, że średni roczny odpływ ze zlewni wynosi 0,030-0,035 [m3/s], co daje około 3,8 [l/s/km2] odpływu jednostkowego.

Poniżej kilka dodatkowych fotografii ze zlewni Rowu Bodzewskiego.

Fot. 3. Widok na rolniczą i leśną część zlewni Rowu Bodzewskiego
źródło: fot. własna


_____________________________________
Źródła:
[1] http://www.mapywig.org/m/wig25k/P41-S24-E_GOSTYN_1933.jpg
[2] http://www.melioracja.leszno.eu/files/143/wykaz_ciekow_wedlug_gmin_i_powiatow.pdf
[3] http://maps.geoportal.gov.pl/webclient/ (Mapa Topograficzna Polski 1:10 000)
[4] http://maps.geoportal.gov.pl/webclient/ (Mapa Hydrograficzna Polski 1:50 000)
[5] http://ikar2.pgi.gov.pl/mvs_viewer/ (Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski 1:50 000)
[6] http://maps.geoportal.gov.pl/webclient/ (BDOT, Ortofotomapa)
[7] http://spdpsh.pgi.gov.pl/PSHv7/ (System Przetwarzania Danych Państwowej Służby Hydrogeologicznej)  



wtorek, 5 marca 2013

"Szwajcaria Godurowska" - cz. II. W poszukiwaniu znaków wezbrania roztopowego.

Od 24 lutego 2013 roku rozpoczęło się ocieplenie, a w końcu odwilż. Pokrywa śnieżna gromadzona w zlewni Dąbrówki od połowy lutego osiągnęła przeciętnie 10-15 cm. Wskutek wzrostu temperatury powietrza oraz niewielkich opadów deszczu, pokrywa śnieżna zaczęła topnieć i zasilać koryto Dąbrówki w wodę zarówno ze spływu powierzchniowego, jak i podpowierzchniowego, a w dłuższej perspektywie czasu (trwa nadal) z odpływu podziemnego. Ta ostatnia składowa odpływu całkowitego ma jednak stosunkowo niewielkie znaczenie w związku ze znacznym zróżnicowanie hipsometrycznym zlewni oraz obecnością średnio i trudno przepuszczalnych osadów (piaski gliniaste i gliny). W efekcie największy udział w strukturze odpływu wody wezbraniowej ma spływ powierzchniowej, a natężenie przepływu osiąga wówczas większą wartość niż w przypadku choćby rzeki Kani. Z drugiej strony, skoro kulminacja jest wyższa, to i trwa nieco krócej; hydrogram odpływu fali wezbraniowej bardziej przypomina górski czy podgórski, niż nizinny.

Na początku marca (2013-03-02) wybrałem się do "Szwajcarii Godurowskiej" w poszukiwaniu śladów (znaków) maksymalnego zasięgu wody w czasie kulminacji wezbrania roztopowego. Poniżej kilka fotografii.

Fot. 1. Czerwona linia wyznacza prawdopodobny zasięg kulminacji wezbrania roztopowego.
Oddziela teren pokryty liśćmi od fragmentu koryta wysłanego nanosami
źródło: fot. własna

Fot. 2. Czerwona linia wyznacza prawdopodobny zasięg kulminacji wezbrania roztopowego.
Na pierwszym planie brzeg akumulacyjny (wewnętrzny) - odsyp
źródło: fot. własna

Fot. 3. Czerwona linia przerywana wyznacza prawdopodobny zasięg 
kulminacji wezbrania roztopowego. 
Linia czerwona ciągła - położenie zwierciadła wody w kulminacji wezbrania
Widok z profilu pomiarowego w górę cieku (patrz dalsza część tekstu)
źródło: fot. własna

Fot. 4. Czerwona linia przerywana wyznacza prawdopodobny zasięg 
kulminacji wezbrania roztopowego
źródło: fot. własna

Fot. 5. Czerwona linia przerywana wyznacza prawdopodobny zasięg 
kulminacji wezbrania roztopowego widoczny na brzegu prawostronnym
źródło: fot. własna

Fot. 6. Czerwona linia przerywana wyznacza prawdopodobny zasięg 
kulminacji wezbrania roztopowego widoczny na brzegu prawo- i lewostronnym.
Widok w górę biegu strugi Dąbrówki
źródło: fot. własna

Fot. 7. Czerwona linia przerywana wyznacza prawdopodobny zasięg 
kulminacji wezbrania roztopowego widoczny na brzegu prawostronnym.
Na pierwszym planie odsyp, w głębi urwisty brzeg erodowany przez wodę Dąbrówki
źródło: fot. własna

Fot. 8. Czerwona linia przerywana wyznacza prawdopodobny zasięg 
kulminacji wezbrania roztopowego widoczny na bu brzegach.
Widoczne drugie koryto (wezbraniowe) jako przykład likwidacji zakola
źródło: fot. własna

Fot. 9. Przykład materiału niesionego wodami wezbraniowymi
i osadzonego na drzewie w korycie Dąbrówki
źródło: fot. własna

Fot. 9. Porównanie zasięgu wody niżówkowej z początku października 2012 roku (fot. górna)
z zasięgiem kulminacji wezbrania roztopowego (linia przerywana) 
oraz stanu zaobserwowanego 2 marca 2013 roku (linia kropkowana) (fot. dolna).
źródło: fot. własna

W trakcie rozpoznawania znaków wody wezbraniowej w korycie strugi Dąbrówki, wykonałem pomiar natężenia przepływu w profilu, z którego wykonano fotografię 3 (patrz wyżej). W związku z krętym przebiegiem cieku, kilometr biegu zostanie podany przy okazji kolejnej mojej wizyty w zlewni Dąbrówki, czyli prawdopodobnie około 9-10 marca 2013 roku. Poniżej przekrój poprzeczny czynnej części koryta Dąbrówki z godziny 15:30 2 marca 2013 roku.

 Rys. 1. Rozkład prędkości chwilowej w przekroju poprzecznym czynnej części koryta strugi Dąbrówki 
 (stan: 2 marca 2013, g. 15:30)
Brzeg prawostronny znajduje się po lewej stronie wykresu
źródło: opracowanie własne na podstawie własnych pomiarów (młynek hydrometryczny)

Wartość natężenia przepływu obliczona na podstawie wyników pomiaru hydrometrycznego wyniosła 1,07 m3/s, natomiast wartość kulminacji ostatniego wezbrania roztopowego (z końca lutego) oszacowano na 3,5-4,0 m3/s. Jest to około 2-krotnie więcej niż natężenie przepływu w kulminacji fali wezbraniowej na rzece Kani (około 1,8 m3/s), pomimo około 2-krotnie mniejszej wielkości powierzchni ograniczonej profilem pomiarowym. Więcej na temat hydrologii Dąbrówki, również w relacji do sąsiednich cieków napiszę w kolejnych postach.
 

"Szwajcaria Godurowska", cz. I

"Szwajcaria Godurowska" to malowniczy obszar zlokalizowany w rejonie wsi Godurowo, na granicy gminy Piaski Wielkopolskie i Borek Wielkopolski. Zajmuje kilka km2 głęboko wciętego rozcięcia erozyjnego północnej krawędzi Wysoczyzny Kaliskiej. Osią "Szwajcarii Godurowskiej" jest Dąbrówka - struga, czyli ciek płynący wolno w terenie o małych deniwelacjach. W Polsce strugi występują głównie na nizinach. Charakteryzują się spadkami do 2 promili, a na obszarach o bardziej zróżnicowanej rzeźbie czasami więcej - do 5 promili. Zlewnie strug, podobnie jak potoków górskich, na ogół nie przekraczają 100 km2 [1].

Rzeźba tego uroczego miejsca kształtowana jest od około 20 tys. lat, tj. od momentu ustąpienia lądolodu skandynawskiego (faza leszczyńska zlodowacenia Wisły). Woda płynąca z południa erodowała piaski gliniaste i gliny powodując obniżanie dna w ślad za lokalną bazą erozyjną Pradoliny Żerkowsko-Rydzyńskiej. Poza doliną będącą efektem erozji dennej, w krajobrazie zaznacza się bardzo charakterystyczny element działania erozji bocznej - meandry. Dąbrówka płynie bardzo krętym korytem. Zakola osadzone są ciasno w profilu podłużnym cieku. Meandry powstają z reguły w dolnych odcinkach cieków, gdzie notuje się niewielki spadek podłużny dna koryta. Zakola Dąbrówki faktycznie ukształtowany się głównie w dolnym biegu strugi, ale niekoniecznie z powodu małego spadku. Ten bowiem, w odcinku leśnym, wynosi około 3 promile, co jest dość dużą wartością w skali całego cieku. Być może więc mamy do czynienia z meandrowaniem wymuszonym litologią czy nawet drzewostanem.

Fot. 1. Jeden z wielu meandrów strugi Dąbrówki
(źródło: fot. własna)

W krajobrazie "Szwajcarii Godurowskiej", poza zasadniczą doliną Dąbrówki, zaznaczają się inne, mniejsze rozcięcia erozyjne wytworzone przeważnie na wschodniej krawędzi doliny, w rejonie Grodnicy czy Dąbrówki. Charakteryzują się dużym spadkiem podłużnym, rzędu kilkunastu czy nawet kilkudziesięciu promili (zwłaszcza rozcięcia na zachodnim zboczu doliny). Wskutek opadów atmosferycznych (przede wszystkim o dużej efektywności) oraz roztopów, prowadzą do kilkudziesięciu litrów wody na sekundę kształtując podłoże na drodze erozji dennej i wstecznej (fot. 2 - 4).

Fot. 2. Jedno z wielu małych rozcięć erozyjnych w zboczu doliny Dąbrówki,
prowadzących wodę okresowo w związku z opadami atmosferycznymi roztopami
(źródło: fot. własna)

Fot. 3. Przykład większego parowu prowadzącego wodę jeszcze wiele dni 
po zaniku pokrywy śnieżnej; widok w dół biegu
(źródło: fot. własna)

Fot. 4. Widok na dolinę Dąbrówki.
Po prawej widoczny szeroki, ujściowy odcinek parowu z fot. 3.
Przykład największego, lewostronnego, okresowego dopływu strugi Dąbrówki.
(źródło: fot. własna)

Poza przykładami erozyjnej działalności wody w zlewni Dąbrówki, odnajdujemy również formy akumulacyjne, np. odsypy na wewnętrznym (wypukłym) brzegu koryta. Na przeciwległym brzegu (zewnętrznym, wklęsłym) znajduje się ploso (fot. 5) - przegłębienie.

Fot. 5. Fragment meandru. Po prawej brzeg wypukły z odsypem (gł. piasek), w głębi ploso (przegłębienie) u podnóża brzegu wklęsłego (stromego) jako efekt erozji bocznej.
(źródło: fot. własna)


____________________________
[1] Nazewnictwo geograficzne Polski, t. 1, Hydronimy. GUGiK, Warszawa 2006.