OCENA HYDROMORFOLOGICZNA RZEK â HISTORIA, CELE ...
OCENA HYDROMORFOLOGICZNA RZEK â HISTORIA, CELE ...
OCENA HYDROMORFOLOGICZNA RZEK â HISTORIA, CELE ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>OCENA</strong> <strong>HYDROMORFOLOGICZNA</strong><br />
<strong>RZEK</strong> – <strong>HISTORIA</strong>, <strong>CELE</strong>, METODY<br />
Kraków, Kwiecień 2009 r.<br />
Mateusz Strutyński
Plan prezentacji:<br />
Wstęp<br />
Historia<br />
Cele oceny hydromorfologicznej<br />
Metodyka<br />
Przykłady<br />
Literatura
16 kwiecień 2003<br />
traktat akcesyjny<br />
RAMOWA DYREKTYWA<br />
WODNA 2000/60/WE<br />
Obecnie jednym z najważniejszych zadań gospodarki wodnej<br />
zgodnie z wymogami Ramowej Dyrektywy Wodnej jest<br />
przeciwdziałanie pogarszaniu się stanu części wód i osiągnięcia<br />
dobrego stanu wszystkich wód do końca roku 2015. Dla wód<br />
powierzchniowych „dobry stan” jest wyznaczony przez „dobry<br />
stan ekologiczny”. Stan ekologiczny zgodnie z Ramową<br />
Dyrektywą Wodną (RDW) wyznaczają biologiczne elementy<br />
jakości, wspomagane przez hydromorfologiczne i<br />
fizyczno-chemiczne elementy jakości. Aby w pełni sprostać<br />
wymogom RDW do oceny jakości wód powierzchniowych<br />
należy wprowadzić ocenę hydromorfologiczną. Wody płynące<br />
osiągające ze względu na elementy hydromorfologiczne stan<br />
ekologiczny poniżej umiarkowanego będą klasyfikowane jako<br />
wody złej jakość.
<strong>HISTORIA</strong><br />
Water Quality – Assessing River Quality<br />
Based On Hydromorphological Features<br />
1998 – obrady Komitetu Europejskiej<br />
Komisji Normalizacyjnej<br />
Powołanie grupy roboczej TG5 – „water<br />
body characteristic”<br />
CEN/TC230<br />
Jej zadaniem jest ocena wpływu<br />
właściwości hydromorfologicznych<br />
na jakość wód.<br />
Wynikim prac jest ujednolicony<br />
zakres oceny hydromorfologicznej<br />
obejmujący:<br />
<br />
<br />
<br />
Koryto rzeczne<br />
Ekosystem brzegowy<br />
Teren zalewowy<br />
[Andykiewicz-Piragas 2006]
2000/60/WE – załą<br />
łącznik nr 5<br />
Hydromorfologiczne elementy jakości:<br />
1. Reżim hydrologiczny – określony przez<br />
dynamikę i ilość przepływu wód<br />
2. Ciągłość rzeki – jako cecha zapewniająca<br />
funkcjonalność korytarza ekologicznego czyli<br />
rzeki wraz z terenami od niej zależnymi (!)<br />
3. Warunki morfologiczne istotne z punktu<br />
widzenia jakości ekologicznej rzek (zmienna<br />
głębokość i szerokość strumienia, struktura i<br />
skład podłoża oraz struktura sterefy<br />
nadbrzeżnej<br />
Wymienione 3 rodzaje elementów hydromorfologicznych stanowią jedną grupę wskaźników<br />
jakości ekologicznej. O stanie ekologicznym decydują łącznie i co istotne oddziaływują na<br />
siebie wzajemnie.
Miejsce oceny hydromorfologicznej rzek w ocenie stanu wód<br />
POPRAWA WARUNKÓW<br />
HYDROMORFOLOGICZNYCH NAJTRUDNIEJSZA<br />
DO OSIĄGNIĘCIA
Cele oceny hydromorfologicznej rzek:<br />
Cele wykonywania oceny hydromorfologicznej<br />
zgodnie z wymogami RDW:<br />
Realizacja procedur wymaganych<br />
przez RDW takich jak min.:<br />
• Określenie warunków<br />
referencyjncyh<br />
• Ocena stanu ekologicznego<br />
poprzez stan hydromorfologiczny<br />
Planowanie działań<br />
stanowiących element<br />
zarządzania zlewnią takich jak:<br />
• Renaturyzacja rzek<br />
• Ochrona przeciwpowodziowa<br />
Realizacja powyższych celów wymaga ocen hydromorfologicznych na różnych poziomach z<br />
uwzględnieniem zmian w czasie – jak np. zmiana zagospodarowania zlewni.
Warunki referencyjne - dyskusja<br />
Warunki referencyjne - to stan występujący obecnie<br />
lub w przeszłości, odpowiadający bardzo małej presji, bez<br />
wpływów uprzemysłowienia, urbanizacji i intensyfikacji rolnictwa,<br />
jedynie z bardzo niewielkimi modyfikacjami fizycznochemicznych,<br />
hydromorfologicznych i biologicznych elementów<br />
jakości<br />
Ustalenie warunków referencyjnych dla każdego typu cieków jest warunkiem koniecznym<br />
do oceny stanu ekologicznego wód.<br />
Ustalenie warunków referencyjnych oraz ocena stanu ekologicznego wód płynących<br />
podstawą do opracowania planów gospodarowania wodami (!!!)<br />
Pytania:<br />
Jak daleko mamy się cofnąć aby określić warunki referencyjne?<br />
Jaki stan należy uznać za referencyjny jeżeli dolina cieku zmienia się bez<br />
udziału człowieka?<br />
Czy warunki referencyjne, związane z typami rzek stanowią<br />
wystarczającą bazę ocen?<br />
Jak wyznaczyć warunki referencyjne obiektywnie? Opinia<br />
ekspercka może być bowiem subiektywna…
Typologia rzek Polski<br />
Typologia rzek w Polsce została wykonana w oparciu o<br />
załącznik II do RDW…<br />
Kryteria typologii:<br />
<br />
<br />
<br />
Typologia wysokośiowa (górski, wyżynny, nizinny<br />
Typologia wielkości powierzchni zlewni (mały, średni, duży, bardzo duży)<br />
Typologia geologiczna (wapienny, krzemianowy, organiczny)<br />
Przeprowadzona analiza pozwoliła na<br />
wyróżnienie 26 typów rzek<br />
wsytępujących w granicach Polski…
Typologia rzek Polski – przykład…<br />
Kulesza [2008]
Założenia oceny hydromorfologicznej:<br />
Zgodnie z założeniami RDW ocena elementów<br />
hydromorfologicznych dotyczy jedynie części wód<br />
sklasyfikowanych na podstawie oceny elementów biol i fizchem<br />
jako wody o bardzo dobrym stanie ekologicznym. Dla<br />
wód o stanie dobrym i umiarkowanym wartości wskaźników<br />
hydromorfologicznych nie są definiowane, ale ich ocena<br />
powinna być spójna z oceną pozostałych elementów<br />
Wyznaczone wskaźniki hydromorfologiczne powinny<br />
stanowić komponent składowy służący zarówno określaniu<br />
chakrakterystyki obszarów dorzeczy, jak i ocenie wpływu<br />
działalności człowieka, a w efekcie wyznaczeniu wód<br />
zagrożonych ryzykiem nieosiągnięcia celów<br />
środowiskowych do 2015 roku
Metodyka oceny hydromorfologicznej<br />
Ocenę hydromorfologiczną cieku (przyjmując jako kryterium zaskres<br />
stosowalności metod wynikający z poziomu szczegółowości oceny) można<br />
podzielić na dwie grupy:<br />
1. Metody studialne – bazujące na informacjach gromadzonych w różnych<br />
instytucjach i wzajemnym ich dopasowywaniu (mapy w różnych skalach,<br />
zdjęcia lotnicze, NMT, wykazy obiektów hydrotechnicznych itp.)<br />
2. Metody polowe – wymagające kartowania czyli inwentaryzacji<br />
terenowej i prac polowych (dokładne lecz bardzo kosztowne)
Przegląd najważniejszych metod oceny<br />
hydromorfologicznej rzek stosowanych w krajach UE<br />
TEREN ZALEWOWY<br />
środki ochrony przed<br />
powodzią<br />
częstotliwość powodzi<br />
użytkowanie<br />
roślinność<br />
BRZEG <strong>RZEK</strong>I:<br />
roślinność brzegowa<br />
ochrona brzegów<br />
cechy charakterystyczne<br />
użytkowanie i występowanie łęgów<br />
specyficzne oddziaływania<br />
struktura roślinności w strefie<br />
brzegowej<br />
REŻIM HYDROLOGICZNY<br />
częstotliwość powodzi<br />
zmienność przepływu<br />
KORYTO RZECZNE<br />
krzywizna rzeki<br />
łachy podłużne<br />
erozja zakoli<br />
obecność specjalnych budowli<br />
obecność budowli<br />
poprzecznych<br />
obecność spiętrzeń<br />
łachy poprzeczne<br />
zmienność głębokości<br />
substrat dna<br />
różnorodność substratu<br />
szczegółowa charakterystyka<br />
koryta rzecznego<br />
typ przekroju poprzecznego<br />
głębokość<br />
rozmiar erozji<br />
zmienność szerokości<br />
możliwości przeprawy<br />
Metoda niemiecka<br />
(LAWA)<br />
Metoda oparta na<br />
dostępnych materiałach.<br />
Zastosowanie<br />
siedmiostopniowej skali<br />
oceny warunków<br />
morfologicznych.<br />
Odniesieniem jest tzw.<br />
aktualny potencjalny<br />
naturalny stan cieku (hpnG)
Metoda brytyjska (RHS) – River Habitat Survey<br />
TEREN ZALEWOWY<br />
kształt doliny rzecznej<br />
użytkowanie terenu w obszarze 50 m od<br />
brzegu<br />
BRZEG <strong>RZEK</strong>I:<br />
modyfikacja brzegów<br />
materiał skarp<br />
cechy brzegów<br />
użytkowanie terenu do 5 m od brzegu<br />
struktura roślinności brzegów<br />
profil skarpy/brzegów<br />
charakterystyka skarp wraz z drzewami<br />
KORYTO RZECZNE<br />
bystrza<br />
zbiorniki<br />
łachy<br />
sztuczne budowle<br />
zmiana geometrii koryta<br />
retencja zbiornikowa<br />
modyfikacja koryta<br />
typ przepływu<br />
substrat dna<br />
cechy morfologiczne koryta<br />
liczba koryt<br />
roślinność koryta<br />
rozmiary koryta<br />
Dąży do oceny fizycznego charakteru rzek i ma<br />
być pomocna przy ochronie i przywracaniu<br />
rzek i terenów zalewowych.<br />
Jest oparta o szczegółowe kartowanie.<br />
Opiera się na badaniach w 3 obszarach:<br />
teren zalewowy, brzeg rzeki oraz koryto rzeczne<br />
Ocena morfologicznej jakości rzeki<br />
dokonywana jest poprzez:<br />
1. Wskaźnik jakości habitatu HQA (Habitat<br />
Quality Assessment) któy jest zależny od<br />
zakresu i różnorodności naturalnych<br />
struktur<br />
2. Wskaźnik modyfikacji habitatu HMS<br />
(Habitat Modification Score) – zależny od<br />
zakresu modyfikacji wynikających z<br />
ingerencji człowieka<br />
Podstawą klasyfikacji opartej na<br />
powyższych wskaźnikach są warunki<br />
referencyjne dla cieków, dla których<br />
metoda ta została opracowana.
Metoda brytyjska (RHS) – River Habitat Survey – cd.<br />
Badania terenowe przeprowadza się na wybranych odcinkach rzek o długości 500 m i<br />
szerokości 50 m. Ich realizacja przebiega w dwóch etapach:<br />
Pierwszy etap – opis<br />
podstawowych charakterystyk<br />
morfologicznych koryta i brzegów<br />
wykonanych na 10 profilach<br />
rozmieszczonych co 50 m<br />
Drugi etap – sumaryczny opis dla całego 500<br />
metrowego odcinka z uwzględnieniem wszystkich<br />
cech i przekształceń niezarejestrowanych w<br />
pierwszym etapie wraz z dodatkowym opisem<br />
doliny rzecznej.<br />
Metoda ta nie wykorzystuje typologii rzek i obejmuje 200 charakterystyk.<br />
Wyniki porównuje się z kluczem i zapisuje w przygotowanym formularzu oceny.
Porównanie metod oceny hydromorfologicznej<br />
stosowanych w krajach Unii Europejskiej<br />
RHS<br />
Brak uwzględnienia<br />
charaktetystyki rumowiska<br />
[Andykiewicz-Piragas 2006]
Ocena hydromorfologiczna rzek w Polsce<br />
Przeprowadzenie pełnej oceny hydromorfologicznej wymaga<br />
wcześniejszego zakończenia etapu prac przygotowawczych (ustalenie miejsc<br />
referencyjnych dla wszystkich typów cieków, określenie wartości<br />
wskaźników oceny).<br />
Grudzień 2009 (!) – przedstawienie pierwszego programu działań<br />
naprawczych.<br />
PROGRAM DZIAŁAŃ NAPRAWCZYCH JAKO NIEZBĘDNY<br />
ELEMENT PLANU GOSPODAROWANIA WODAMI (!!!)<br />
Ze względu na brak wystarczającej ilości czasu (do końca 2009) obecne<br />
prace zmierzają w tym momencie do wskazania obszarów w których<br />
działania naprawcze są konieczne i uzasadnione. Obejmują one:<br />
• Przeprowadzenie typologii rzek polskich<br />
• Wyznaczenie jednolitych części wód<br />
• Identyfikację części wód zagrożonych nieosiągnięciem dobrego<br />
stanu ekologicznego do roku 2015
Jednolita część<br />
wód<br />
surface water body<br />
Oddzielny i znaczący element wód<br />
powierzchniowych, jak np. jezioro, sztuczny<br />
zbiornik, struga, potok, rzeka lub kanał.<br />
Na podstawie przeprowadzonych prac wyróżniono<br />
na terytorium Polski 4510 jednolitych części wód<br />
– 2806 w dorzeczu Wisły i 1704 w dorzeczu Odry.<br />
Na terenie działania RZGW w Krakowie<br />
wyodrębniono 776 jednolitych części wód.
Wyznaczenie części wód – przykład…<br />
Wyznaczenie części wód<br />
(scalonych) na<br />
przykładzie zlewni rzeki<br />
Raby<br />
[Gremplowska, Żołnacz 2006]
Metody oceny hydromorfologicznej cieków<br />
stosowane w Polsce<br />
Metody dotyczą w głównej<br />
mierze rzek środkowej i<br />
północnej Polski.<br />
Parametry hydromorfologiczne wykorzystywane do<br />
waloryzacji rzek w Polsce.<br />
[Andykiewicz-Piragas 2006]
Metoda SGGW – Oglęcki, Pawłat<br />
Metoda SGGW jest podzielona na pięć podstawowych etapów:<br />
1. Podział całej długości doliny na homogeniczne odcinki i wyróżnienie czterech stref<br />
ekomorfologicznych<br />
- strefa koryta w obrębie wody brzegowej (A)<br />
- strefa przyrzeczna – pas terenu o szerokości 20 m po obu stronach (B)<br />
- strefa tarasów i zboczy (C)<br />
- strefa przydolinowa – szerokości do około 100 m (D)<br />
2. Waloryzacja stref ekomorfologicznych poszczególnych odcinków doliny za pomocą<br />
opracowanych list identyfikacyjnych stanu środowiska (w skali 1 – 5).<br />
Uwzględnienie wag oceny określające ich znaczenie w waloryzacji całościowej.
Metoda SGGW – Oglęcki, Pawłat cd.<br />
3. Całościowa waloryzacja indeksowa doliny i koryta rzeki z przyrzeczem, z<br />
uwzględnieniem wskaźnika waloryzacji poszczególnych stref ekomorfologicznych.<br />
Brana jest pod uwagę również waga danej strefy ekomorfologicznej w układzie<br />
przyrodniczym<br />
4. Odczytanie kategorii walorów środowiska odcinka doliny i jej stref<br />
ekomorfologicznych według skali punktowej (1 – 5)<br />
5. Analiza porównawcza wyników oceny walorów przyrodniczych poszczególnych<br />
odcinków doliny w aspekcie planowania przestrzennego, potrzeb ochrony bądź<br />
renaturyzacji.
Metoda IIGW PK<br />
Metoda służąca do wyznaczania silnie zmienionych<br />
i sztucznych części wód<br />
Przekroczenie<br />
jednego ze<br />
wskaźników M1,<br />
M2 M3 lub M4<br />
powoduje<br />
zakwalifikowanie<br />
danej jednolitej<br />
części wód do<br />
SZJCWP.<br />
[Gremplowska, Żołnacz 2006]
Ocena hydrodynamiczna<br />
Propozycja oceny równowagi hydrodynamicznej na podstawie określenia<br />
hydraulicznych parametrów przepływu wody i ruchu materiału dennego<br />
Istotny wpływ na określenie typów<br />
siedlisk ma podział na przedziały<br />
napełnienia, prędkości oraz naprężeń<br />
stycznych. Podział taki wykonywany<br />
jest na odcinku referencyjnym.<br />
[Bartnik 2009]<br />
Przebieg zmian morfodynamicznych wymaga<br />
określenia oporów przepływu, wartości parametrów<br />
granicznych dla warunków początku ruchu<br />
rumowiska, charakterystyki pokrywy dna<br />
szorstkiego, kształtu ziarna i charakteru zjawisk<br />
związanych z przejściem wód wezbraniowych.<br />
Jednoczesna analiza wymienionych parametrów<br />
wymaga ich zbiorczego ujęcia i przedstawienia na<br />
zasadach porównawczych tak, by móc wykazać<br />
wpływ poszczególnych czynników dla określenia<br />
warunków koryt stabilnych.
Ocena hydrodynamiczna - dyskusja<br />
Równowaga hydrodynamiczna jest warunkiem zrównoważonego stanu<br />
ekologicznego cieku, jest zalacana przez RDW.<br />
Jej zadaniem jest uproszczenie procedury waloryzacji ekologicznej z uwagi na<br />
jej charakter – jest to bowiem metoda parametryczna bazująca na pomiarach<br />
terenowych…<br />
Jej wprowadzenie umożliwi wyeliminowanie oceny eksperckiej która nie<br />
zawsze jest obiektywna…
Ocena hydromorfologiczna pilotażowej zlewni rzeki Stradomki<br />
[Gremplowska, Żołnacz 2006]<br />
Zlewnia rzeki Stradomki na tle zlewni Raby
Ocena hydromorfologiczna pilotażowej zlewni rzeki Stradomki<br />
Przeprowadzona analiza<br />
wykazała, że zlewnia<br />
Stradomki stanowi część<br />
wód zagrożoną<br />
nieosiągnięciem dobrego<br />
stanu ekologicznego w<br />
perspektywie roku 2015.<br />
Wyniki analiz dla zlewni rzeki Stradomki –<br />
przekroczenie wskaźników<br />
[Gremplowska, Żołnacz 2006]<br />
W wyniku oceny<br />
eksperckiej stwierdzono, że<br />
regulację wykonano z<br />
powodu dążenia do<br />
stabilizacji podłużnej i<br />
poprzecznej koryta cieku.<br />
Sztuczny charakter przekroju<br />
poprzecznego niektórych<br />
odcinków rzeki powoduje<br />
niekorzystne zmiany<br />
warunków życia dla<br />
gatunków ryb właściwych tej<br />
rzece.
Dyskusja<br />
Przeprowadzenie dokładnej oceny hydromorfologicznej bazującej na danych zebranych w<br />
terenie jest kosztowne i pracochłonne.<br />
Interdyscyplinarność: hydrobiologia, hydraulika, hydrotechnika, geomorfologia<br />
Polski system oceny hydromorfologicznej cieków zbliżony jest do niemieckiego (szkolenia<br />
pracowników IMGW i RZGW w Niemczech).<br />
Liczba charakteryzowanych parametrów waha się od 20 do 200 (różnica 1000%)<br />
Rutynowa ocena i klasyfikacja rzek w Polsce nie uwzględnia w chwili obecnej szczegółowej<br />
oceny hydromorfologicznej cieków.<br />
Konieczność włączenia do oceny hydromorfologicznej oceny warunków równowagi<br />
hydrodynamicznej cieku (ocena parametryczna (!).<br />
Konieczność powołania zespołów eksperckich, których celem będzie określanie stanu<br />
wyznaczonych JCWP pod względem hydromorfologicznym…<br />
Ocena hydromorfologiczna jest niezbędnym elementem działań naprawczych (W<br />
KONSEKWENCJI PRZYJĘCIA PLANU GOSPODAROWANIA WODAMI) którego pierwszy<br />
etap mamy zakończyć w grudniu 2009.<br />
Pozostało zatem 8 miesięcy…
Literatura:<br />
Andykiewicz-Piragas Mariusz, Hydromorfologiczna ocena cieków w krajach Unii Europejskiej jako<br />
element wspierający ocenę ekologicznego stanu rzek zgodnie z wymogami ramowej dyrektywy<br />
wodnej, Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich 4/3, PAN Kraków, s.7-15, 2006<br />
Bartnik Wojciech, Charakterystyka hydromorfologiczna rzek i potoków górskich. Infrastruktura i<br />
ekologia terenów wiejskich 4/1, ser. monografie, PAN Kraków, s.143-173, 2006<br />
Czech Katarzyna, Kulesza Krzysztof, Warunki referencyjne specyficzne dla typów cieków w Polsce jako<br />
podstawa do prac nad oceną ekologicznego stanu wód płynących, Infrastruktura i ekologia<br />
terenów wiejskich 4/3, PAN Kraków, s.25-35, 2006,<br />
Gremplowska Zofia, Żołnacz Jarosław, Wstępną ocena metod waloryzacji morfologicznej rzek na<br />
przykładzie zlewni Raby, Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich 4/3, PAN Kraków, s.37-44,<br />
2006,<br />
Kulesza K., Hydromorfologia jako wskaźnik jakości ekologicznej rzek, 2008
DZIĘKUJ<br />
KUJĘ ZA UWAGĘ