



Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Przygotuj się do egzaminów
Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Otrzymaj punkty, aby pobrać
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Społeczność
Odkryj najlepsze uniwersytety w twoim kraju, według użytkowników Docsity
Bezpłatne poradniki
Pobierz bezpłatnie nasze przewodniki na temat technik studiowania, metod panowania nad stresem, wskazówki do przygotowania do prac magisterskich opracowane przez wykładowców Docsity
c::::J bomtdaries of catcltment basins rmnn zlewisko Morza Czarnego. WllW catclzment bosin oftlze Black Sea r-=jkonwencjonalne granice mórz i oceanów.
Typologia: Prezentacje
1 / 7
Pobierz cały dokument
poprzez zakup abonamentu Premium
i zdobądź brakujące punkty w ciągu 48 godzin
Wprowadzane w Polsce zarządzanie zasobami wodnymi opiera się na obszarach hydrograficznych, lecz obejmuje także wody podziemne. Jednym z warunków dobrego zarządzania jest precyzyjna terminologia. Autor proponuje rozdzielenie pojęć zlewnia i dorzecze według natury zjawisk. Pierwsze obejmuje obszar wszystkich spływających wód, włącznie z podziemnymi, drugie dotyczy obszaru spływu tylko wód powierzchniowych. StrefY zachodzenia na siebie zlewni i dorzeczy wyróżniono jako wspólny obszar zasilania. Słowa kluczowe: gospodarka wodna, spływ powierzchniowy i podziemny, granice zlewni
Kazimierz Rdzanek- Catchment basin, catchment area, surface catchment area. Prz. Geol., 48: 928-934. S u m m ary. Coming inforce water management in Poland bas es on hydrographic areas but comprises also groundwate r. Exact termi- nology is a prerequisite ofsatisfa ctory management. The authar tends to separate the terms catchment area and surface catchment are a according to nature of the phenomenons. The former concerns of the area of the runo,ff of al/ water, together with subsurface one,
nated as common alimentalion areas. Key words: wat er management, surface and subsurface runof}; boundaries of catchment areas
W wyniku historycznego rozwoju i doświadczeń, zarządzanie zasobami wodnymi oparte jest na obszarach hydrograficznych, powierzchniowych, co sankcjonuje przygotowywane nowe prawo wodne. Zgodnie z raz-
*01-357 Warszawa, ul. Muszlowa 3m. 55
porządzeniem mm1stra środowiska (1999) władztwo wodne obejmuje również wody podziemne. O ile charakte- rystyki hydrologiczne są zależne od klimatu i geomorfolo- gii, tak dla wód podziemnych decydująca jest litologia i budowa geologiczna. Ich problema tykę cechuje odrębny warsztat pojęciowy i badawczo-kontrolny, a przede
fiTiTT1 zlewisko Oceanu Atlantyckiego WlllJ catchment bosin of the Atlant1c Ocean nTmm zlewisko Morza Karskiego ~ catclzment bosin ofthe Kara Sea
Przegląd Geologiczny, vol. 48, nr I O, 2000
Ryc. l. Zlewiska Europy według Mityka (1977; rys.
Fig. l. Catchment basins ofEurope after Mityk (1977; fig. 18)
OIIJ catchment bosin ofthe Barents Sea
r+m+l zlewisko Morza Śródziemnego tl:tf±t:j catchment bosin ofthe Medtlerranean Sea
U1l1llllill catclzment basi11 of the Greenlizncl Sea
rrrTI zlewisko Morza Kaspijskiego L.LL.lJ catcllment bosin of the Cospian Sea fiimmill zlewisko Morza Norneskiego UilłiUIIII catclzmmt basi11 of the Nonvegian Sea
~zlewisko Oceanu Indyjskiego t..:...:...:.l catchment bosin of tli e Ind1011 Ocean
EEł
zlewisko Morza Pólnocnego catcltment bosin ofthe North Sea (^) D
obszary bezodpływowe closed surface catchment area.'i
l..Lll.1..LJ catchmmt bosin of tiu Ba1tic Sea
r::==J granice zlewisk
rmnn zlewisko Morza Czarnego WllW catclzment bosin oftlze Black Sea
r-=jkonwencjonalne granice mórz i oceanów c:..:::J conventio11al bozmdaries of seos and oceans
wszystkim stosowanie innego wymiaru czasowo-prze- strzennego w interpretacji zjawisk. Autor - geolog, z dziewięcioletnim stażem na Wydziale Geologii Uniwersytetu Warszawskiego i czter- nastoletnim w gospodarce wodnej, podjął w artykule próbę znalezienia wspólnego języka między tymi branżami w oparciu o przykłady z literatury wybranej pod kątem jej populamości wśród przedstawicieli pierwszej branży, a więc łatwiej przez nich akceptowanej. Potrzebna jest dobra wola obydwóch stron, ponieważ pewne pojęcia oczywiste dla jednych, wcale takie nie są dla drugich. Porozumienie pozwoli natomiast uwzględnić wszystkie aspekty proble- mu. Z kolei precyzyjne posługiwanie się terminologią pozwala na bezbłędne zarządzanie.
Istotą gospodarki zasobami wodnymi jest zarządzanie w układzie przestrzennym o naturalnych granicach. Dys- kusja stosownych terminów jest kanwą obecnej pracy. Wynikiem tej dyskusji jest też pewna hierarchia pojęć , odzwierciedlona w tytule. W procesie rozwoju terminologii początkowo zlewnię utożsamiano z dorzeczem (Rybczyński i in., 1933, s. 164-169). Zgodnie z Czetwertyńskim (1958, s. 329) są to synonimy pod względem hydrologicznym, łącznie ze zle- wiskiem. Wspomnianą zlewnię definiuje on jako obszar, z którego woda spływa do danego przekroju cieku. Jednak autor ten uznaje praktykowane rozróżnienie: "nazwę zle- wisko stosuje się dla określania całkowitej zlewni rzeki wpadającej do morza (zlewni dla przekroju rzeki przy ujś-
Przegląd Geologiczny, vol. 48, nr l O, 2000 -------------------------------------------------------------- --~------~--
terminów -- rzecze (od rzeka). W potocznym i oficjalnym rozumieniu rzeka to nie tylko wody płynące , ale płynące powierzchniowe. W terminie zlewnia natomiast trudno dop a trzyć się ograniczenia jego znaczenia tylko do rzek. Termin ten mówi o wszystkich wodach płynących. I tutaj, jak się wydaje, znajdujemy klucz do problemu. Zlewnie obejmują nie tylko spływ wód powierzchniowych, ale także spływ wód podziemnych. Być może warto więc podjąć próbę odejścia od podziałów na zlewnię i dorzecze wynikających z mapy, dwuwymiarowych, ograniczonych do powierzchni Ziemi i dołączyć wymiar trzeci, uwzględ niający zachowanie wód pod po w ierzchnią terenu. Aspekt trzeciego wymiaru nie jest nowy. Znany jest od kiedy wykonywane są studnie. O ruchu wód podziemnych piszą też Rybczyński i in. (1933, s. 164-169), a wszystkie wymienione w tamtej pracy argumenty podtrzymali Cze- twertyński (1958), Czetwertyński i Szuster (1978, s. 76-81) oraz Dębski (1970, s. 179-181 ). Dosłowne przy- wołanie trzeciego wymiaru pojawia się w opracowaniu pod redakcją Soczyńskiej (1997, s. 14). Wody podziemne stały się wyłącznym przedmiotem działalności dla wielu placó- wek badawczych i przedsiębiorstw. Tym bardziej więc posługiwać się musimy precyzyjnymi terminami w two- rzonej administracji wodnej. Wymienieni autorzy podkreślają, że granice obszaru spływu wód powierzchniowych nie zawsze pokrywają się z granicami obszaru spływu wód podziemnych. W pew- nych strefach może to mieć podstawm ·e znaczenie we współczesnej gospodarce zasobami wodnymi, kontroli spływu wód zrzucanych i zanieczyszczeń, znajdywania ich źródeł, bilansowania zasobów wód powierzchniowych i podziemnych łącznie (por. Chełmicki , 1997, s. 13), jednym słm •em w zlewniowej gospodarce wodnej. Porównajmy więc sferę powierzchniową i podziemną. Granice spływu wód powierzchniowych wyznacza topo- grafia i biegną one wzdłuż wododz i ałów, powierzchnio- wych działów wód według Rybczyńskiego i in. ( 1933; ryc. 1). Obszar nimi zamknięty Czetwertyński (1958, s. 329), Czetwertyński i Szuster (1978, s. 78) iSoczyńska (1997, s.
szych wyróżnionych tam "zlewniach" pisze się: "Są to dorzecza małych cieków, zlewnie początkowe i zlewnie róż nicowe. Dorzecza małych cieków zostały zamknięte działem wodnym w węzłach hydrograficznych, wyni- kających z układu sieci rzecznej, tj. w miejscach połączenia dopływu z recypientem". Podobnie do celów praktycznych mogą być używane terminy dorzecze początkowe i różnico we. Jednostki te, z pominięciem określeń początkowe i róż nicowe, zostały zastosowane przez ministra środowiska ( 1999), np. dorzecze rzeki Wisły od źródeł do ujścia Prze- mszy (dorzecze początkowe), dorzecze rzeki Wisły od ujś cia Przemszy do ujścia Sanny (dorzecze różnicowe). Granice spływu wód podziemnych (podziemne działy wód według Rybczyńskiego i in., 1933 : ryc. l i prace innych autorów) wyznacza natomiast budowa geologicz- na. Tu najistotniejszymi czynnikami są nachylenie warstw geologicznych i podścielenie utworami nieprzepuszczal- nymi utworów przepuszczalnych, stanowiących kolektory wodne. Przy nachyleniu warstw częstym przypadkiemjest zasilanie głównego poziomu wodonośnego danego dorze- cza z obszaru dorzecza sąsiedniego, na którym warstwa przepuszczalna wychodzi na powierzchnię terenu (obszar zasilania drugiego odbiornika w terminologii Dębskiego , 1970, s. 179). Przy systemowym rozpatrywaniu krążenia wód podziemnych należy uwzględniać również bardziej złożone przypadki i zasady, o któtych wiedza jest ciągle rozwijana (Toth, 1962, 1963,flow system; Kordas, 1971; Wallick i Toth,l976; Margat, 1975, 1976, systemes aqu- ifb·es; Szymanko, 1980 i in.). Podnosi ona, że nawet w jed- norodnym podłożu wytwarzają się lokalne, pośrednie i regionalne systemy krążenia. Na potrzeby obecnego opra- cowania posłużono się przykładami prostszymi, gdyż oma- wiany problem terminologiczny, nie hydrogeologiczny, dobrze rozwiązany może być pomocny również w teorii sys- temów wodonośnych. Z kolei osiągnięcia tej teorii powinny być wykorzystane dla dobrego zarządzania wodnego. W obecnym ujęciu termin zlewnia oznacza obszar spływu wszystkich wód, włącznie z podziemnymi. Cze- twertyński (1958, s. 329-330) oraz Czetwertyński i Szuster (1978) mówią o tym obszarze jako o zlewni rzeczywistej i nazywają ją zlewnią hydrologiczną w ślad za terminem Rybczyńskiego i in. (1933: ryc. 47) hydrologiczna granica zlewni. Nie ustosunkowując się do pojęcia dorzecza, dobitną definicję zlewni o takim sensie podaje Soczyńska (1997, s. 14) "Zlewnia musi być traktowana trójwymiaro- wo ... Obejmuje więc swym zasięgiem prz estrzeń, z której następuje spływ wód powierzchniowych i podziemnych do jednego wspólnego recypienta (odbiornika): strumienia, rzeki, jeziora, bagna lub źródła ". Podobnie ' cześniej potraktował zlewnię Miler (1994), zajmując się praktycz- nym jej funkcjonowaniem, a podaną definicję przyjmując niejako w domyśle. W przypadku rozpatrywania samych wód podziem- nych stosownym terminemjest zlewnia hydrogeologiczna, określona przez Szymankę (1980, s. 36, 48) jako "jednost- ka bilansowa wód podziemnych", a na planie jako ,Jed- nostka układu krążenia wód ... , okonturowana działami wód podziemnych". W konsekwencji proponowanego ujęcia zlewni obej- muje ona rzeczywisty cały obszar zasilania rzek i ich dopływów. Przyrost ilości wody w rzece wraz z jej biegiem odbywa się również dzięki źródłom dennym i brzegowym, a nie tylko dopływom rzecznym i poopadowym spływom powierzchniowym. Tak więc co innego znaczy dorzecze Kamiennej, dorzecze Świśliny, dorzecze Pokrzywianki,
Przegląd Geologiczny, vol. 48, nr l O, 2000
a co innego zlewnia Kamiennej , zlewnia Świśliny , zlewnia Pokrzywianki. Zlewniajest terminem uniwersalnym, który może być stosowany także dla obszaru spływu wód zasi- lającychjezioro z odpływem, jezioro bez odpływu, jak i dla obszaru bezodpływowego bez jeziora (np. z powodu paro- wania i zaniku rzek). Ostatnim być może zagadnieniem do rozwiązania byłoby określenie kryterium granicy zlewni. Kwestia wynika stąd, że pewne obszary mogąjednocześnie odpro- wadzać wody powierzchniowe do jednej zlewni, a wody podziemne, zasilane wsiąkającą częścią wód powierzch- niowych - do drugiej. Jest to prawdopodobnie najczęstsza sytuacja w wymienionych wyżej obszarach zasilania dru- giego odbiornika Dębskiego (1970). Można więc je nazy- wać wspólnymi obszarami zasilania. Czetwertyński i Szuster (1978, s. 77) piszą o potrzebie korekty zasięgu zlewni o taki właśnie obszar zasilania. Stosowne przykłady podano na ryc. 2- 6. Niektóre z nich ilustrują sytuacje skrajne, rzadkie, ale wybrano je aby dokładnie wyjaśnić pojęcie zlewni. Zlewnia oznacza spływ wszystkich wód, przyjęto więc maksymalny zasięg zlewni, włączając obszary, które są wspólne tylko okresowo, w czasie występowania ekstremalnych stanów wód. W związku z tym na ryc. 5 do zlewni A należy rozległy obszar położony na prawo od wododziału pod ziemnego leżącego w podłożu dorzecza B, ponieważ okresowo poziom wody gruntowej podnosi się powyżej tego wododziału. Podobnie jest z ryc. 2, gdzie utrzymana za Rybczyńskim i in. (1933, s. ryc. 47) hydrologiczna granica zlewni ma charakter dynamiczny, gdyż składa się z grzbietów podziemnych wododziałów, przesuwających się w pionie i obocznie zależnie od poziomu wody gruntowej. Przy długotrwałej suszy jest możliwe całkowite osuszenie utworów prze- puszczalnych, zajmujących kulmina cję terenu. Wtedy pod- ziemny wododział przesuwa się do swojego skrajnego położenia z prawej strony, to jest do wychodni granicy utworów przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych. Jednak na potrzeby administracyjne granica zlewni powinna być trwale naniesiona na mapie, nie może być ruchoma. N a ryc. 2 przyjęto ją więc zgodnie z prawostronnym zas1ę-
dorzecze A surface catchment area A
J· ....... , utwory pnepuszczałne
główne kierunki spływu wody generał directions of water ruuoff
giem zlewni A. Jak w poprzednim przykładzie zlewnie obejmują tu obszar maksymalny, z którego kiedykolwiek i w jakiejkolwiek ilości następuje spływ zasilający. W przy- padku z ryc. 6. zlewnia A jest zasilana w sposób ciągły przez wody powierzchniowe przekraczające wychodnie obydwóch warstw przepuszczalnych w dorzeczu B. Tak samo jest na ryc. 5 z zasilaniem zlewni A, B i C z terenu dorzecza D. Innym przypadkiem na ryc. 5 jest zlewnia C i okresowo zlewnia B. Hydrologicznie są to obszary tran- zytowe wód podziemnych. Jednak obszarów tych nie pozostawiono wyłącznie w zlewni A, lecz je dodatkowo wyróżniono jako zlewnie z powodów użytkowych - na potrzeby planowania przestrzennego, bilansów wodnych, lokalizacji studni na tych obszarach itd. Ich wyróżnienie jest tym bardziej uzasadnione, że z reguły nie są to obszary hydrograficznie bezodpływowe, lecz w ich obszarze wody powierzchniowe są zbierane przez rzekę lub ciek okreso- wy, zdążające niekoniecznie w tym samym kierunku, co odpływ podziemny. Z tych samych powodów na ryc. 3 i ryc. 4 wyróżniono zlewnię B. W podobny sposób dorzecza i zlewnie można wyty- czyć dla poszczególnych systemów krąż enia w systemo- wej teorii hydrogeologicznej. Odpowiadające im różnej rangi zlewnie na planie nakładają się z powodu piętrowego (stratygraficznego) ułożenia systemów krążenia. Najwię kszą rozciągłość mają zlewnie obejmujące system regio- nalny, mniejszą odpowiadające systemom przejściowym, a najmniejszą związane z lokalnymi systemami krążenia. Stosownie do przyjętych tu pojęć , z a sięg tych zlewni powi- nien uwzględniać granice dopływu powierzchniowego, niekiedy szersze od granic krążenia podziemnego. Wspólny obszar zasilania nie wydaje się stanowić pro- blemu teoretycznego, technicznego ani użytkowego. Na mapie raczej nigdy nie biegnie on na całej długości zlewni, lecz na ogół stanowi rodzaj zatok, jakkolwiek może nale- żeć do więcej niż dwóch zlewni jednocześnie (ryc. 5). Naniesienie na mapę obszarów zachodzenia na siebie dwóch zlewni (lub dorzecza i zlewni) wydaje się stwarzać now ą wartość. Sygnalizuje użytkownikowi mapy złożoność odpływu, co może być wzmocnione wskaza-
dorzecze B surface catchment area B
Ryc. 2. Proponowany zasięg zlewni i dorzecza przy układzie warstw z pr acy Rybczyńskiego i in. (1933; ryc. 47) Fig. 2. Proposed extension o f catchment areas and surface catchment areas on geologie structure after Rybczyński at al. (1933; fig. 47)
Przegląd Geologiczny, vol. (^) ---------------- 48, nr l O, (^2000) ---------------------------------------------------
<
Ryc. 6. Proponowany zasięg zlewni i dorzecza przy naprzemianległym układzie warstw przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych, rysunek autora. Symbole jak na ryc. 2 Fi g. 6. Proposed extension of catchment areas and surface catchment areas on geologie structure with alternating permeable and imper- meable beds, author's figure. Symbolsas in Fig. 2
wagi ' · okresach suszy. Mają też kapitalne znaczenie w kontroli rozprzestrzeniania zanieczyszczeń wód podziem- nych oraz zasięgu leja depresji przy eksploatacji tych wód i przy odwodnieniach, co niejednokrotnie pociąga urucha- mianie zanieczyszczeń lub wód zasolonych w odległych terenach i ich spływ w stronę ujęcia. Wspólny obszar zasilania nie narusza też zasady dwu- wymiarowości dorzecza i trójwymiarowości zlewni. O ile pierwsze jest dziedziną hydrografii, potamologii, ochrony przeciwpowodziowej, hydrotechniki, o tyle drugajest sferą kompleksowej gospodarki wodnej. Wobec wyzwań ekolo- gicznych, niedoboru wody i związanym z nimi tworzeniem zlewniowej gospodarki wodnej, podejście kompleksowe postulowane już przez Lambora (1962, s. 32-38; 1965, s. 35-37), staje się obow i ązkiem. Proponowana terminologia ma przybliżone odpowied- niki w językach obcych, których rozdzielenie może wyma- gać przyj ęcia konwencji, niekiedy bardziej koniecznej niż w języku polskim. Pojęciu zlewni może odpowiadać: w jęz. angielskim catchment area (catchment); w jęz. nie- mieckim AbfluBgebiet (Sammelbecken, Sammelgebiet); w j ęz. francuskim bassin d'alimentation (bassin hydrolo- gique), w jęz. rosyjskim vodosbornyj bassejn. Natomiast dla dorzecza są to odpowiednio: drainage area lub, jak proponuje autor, surface catchment area, Einzugsgebiet (Niederschlagsgebiet, Zufluj3gebiet), bassin hydrogra- phique (bassin versant), bassejn rieki. P odsummv ując - w administracji wodnej są dogodne jednostki terytorialne o ustalonym zasięgu przestrzennym. W związku z powyższym przydatne jest zróżnicowanie znaczenia terminów zlewnia i dorzecze z określeniem pierwszego jako obszaru spływu wszystkich wód, łącznie z podziemnymi, a drugiego jako obszaru spły w u wód powierzchniowych.
Autor dziękuje dr F. Knyszyńskiemu za krytyczny przegląd tekstu i d y skusję, kolegom z gospodarki wodnej za przestudiowa- nie problemu i uwagi oraz nieznanym z nazwiska recenzentom za cenne sugestie.
Lit e ratur a
CHEŁMICKI W. 1997- Degradacja i ochrona wód. Część pie m sza. Jakość. Uniw ersytet Jagielloński, Instytut Geografii. Kraków. CZETWERTYŃSKI E. 1958- Hydrologia. Wydawnictwo "Arkady". CZET W ERTYŃSKI E. & SZUSTER A. 1978 - Hydrologia i hydrau- lika. Wyda w nict i\ O Szkolne i Pedagogiczne.Warszawa DĘBSKI K. 1970- H) drologia. Wydawnictwo "Arkady". DYNOWSKA I. & TLAŁKA A. 1982- Hydrografia. PWN. FLIS J. 1969- Wstęp do geografii fizycznej. Państ w o w e Zakłady Wyda \ nictw Szkolnych, W.1rszawa. IMG W 1983 - Podział hydrograficzn ) Polski. Cz. I. Zestawienie liczbowo -opisowe. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. KNYSZYŃSKI F. 1995- Problemy oceny zasobów wód podziem- n) ch w ielopoziomowego systemu hydrogeologicznego międzyrzecza Narwi i Bugu. [W:] Współczesne problemy hydrogeologii, Kra- kó \ -Krynica. W ydawnictwo "Profil", Kraków: 219-225. KORD AS B. 1971 -Matematyczne model m\ anie ruchu \ l ód grunto- wych. Prz. Geof. , 24: 3-14. L.\ M BOR J. 1962- Gospodarka wodna. PWN. Warszawa. LAMBOR J. 1965- ?odstawy i zasady gospodarki wodnej. \ 'ydaw- nictwo Komunikacji i Łączności. MARGAT J. 1975 -- Project de nouvelle legende de carte hyd- rogeologique. Rapp. BRGM 75 SGN 259 .\ ME. 1\IARG,\ T J. 1976- Analyse des systemes aquiferes et evaluation des resources en eau souterraine. Rapp. BRGM 76 GN 532 AME. MILER A. 1994- Modelowanie matematyczne zdolności retencyjnych małych zlewni nizinnych. Rocz. Akad. Roln. w Poznaniu, z. 258: 1-91. l\ II TYK J. 1977 - -Geografia fizyczna części Ś \ iata (zarys fizjograficz- ny). PWN. Roz p orzą d ze ni e Ministra Środo w iska z dnia 29 listopada 1999 r. w sprawie organizacji i zakresu działania regionalnych zarządów gospo- darki wodnej. Dziennik Ustaw Nr !Ol, Poz. 1179 z dn. 17 grudnia 1999 r., Warszaw a. RYBCZYŃSKI M .. POI\IIANOWSKI K. & W ÓYCICKl K. 1 933- Hydrologia. Część l. Opad- odpł,' \ 1. Komisja W) dawnicza Towarzy- stwa Bratniej Pomocy Studentów Politechniki 'A arszawskiej. SOCZYŃSKA U. (red.) 1997- Hydrologia dynamiczna. P\ 'N. SZYMANKO J. 1980- Koncepcje systemu wodonośnego i metod jego modelowania. Centralny Urząd Geologii, Kombinat GeologicznJ· Zachód. Wyd. Geol. TUSZKO A. 1971- Gospodarka wodna. P\ 'N. TOTH J. 1962 -A theory o f groundwater motion in smali drainage basins in central Alberta Canada. J. Geophys. Res., 67: 4375-. TOTH J. 1963- A theoretical anal) sis at groundw ater flow in smali drainage basins. J. Geoph )s. Res., 68:4795-4812. WALL! CK E. & TOTH J. 1976- Methods o f regional ground\ a ter flow analysis w ith suggestions for the use o f environmental isotopes. Proc. o fan Advisory Group , !eet. 1975, Vienna.