Temperature and Oxygen Profiles of Restored Water Bodies

• Autorzy: Sobczyńska-Wójcik K. , Koc J. , Rafałowska M.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2013.20(10)101

Warianty tytułu

PL

Struktura termiczno-tlenowa wód zrenaturyzowanych zbiorników wodnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study covered three lakes: Nowe Wloki (with two pools – Main Basin and Northern Bay), Setalskie Duze and Setalskie Male – connected by the Setal Stream (Struga Setal) to form a riverine-lacustrine system. Due to their specific location (slope), the investigated water bodies form a cascade system. They are situated 25 km from the city of Olsztyn, in the Dywity municipality (Olsztyn Lakeland), in an agricultural catchment. Due to their low average depth (1 to 2 m), the analyzed water bodies can be classified as polymictic. The aim of this study was to analyze the temperature and oxygen profiles of water bodies restored approximately 30 years ago. The profiles were determined during winter stagnation (2005 and 2006) and summer stagnation (2007). An analysis of temperature and oxygen conditions performed in the summer confirmed close correlations between the studied parameters. All lakes were characterized by incomplete thermal and oxygen stratification, typical of shallow water bodies. The oxygen profiles determined in the winter showed a temperature distribution pattern characteristic of reverse thermal stratification. In all investigated water bodies, surface water temperature was close to 0 oC, and it increased gradually from a depth of 30–50 cm. During winter stagnation, the highest dissolved oxygen content was noted in the top layer of water under the ice, and oxygen concentrations varied widely between years. The lowest oxygen content was observed at the bottom, and critically low values (from 0.16 mgO₂ dm^–3 to 0.29 mgO₂ dm^–3), were recorded during the severe winter of 2006, when ice cover thickness reached 40 cm and organic matter decomposition and aerobic respiration processes led to almost complete oxygen depletion.

PL

Badaniami objęto trzy zbiorniki wodne: jezioro Nowe Włóki (o dwóch plosach – basen główny i zatoka północna), jezioro Sętalskie Duże i jezioro Sętalskie Małe, połączone Strugą Sętal w jeden system rzeczno-jeziorny. Obiekty te ze względu na charakterystyczne położenie (spadki terenu) tworzą układ kaskadowy. Położone są one 25 km od Olsztyna w gminie Dywity (Pojezierze Olsztyńskie) w zlewni o wyraźnym ukierunkowaniu rolniczym. Analizowane akweny ze względu na małą głębokość średnią (od 1 do 2 m) należą do polimiktycznych. Celem pracy była analiza termiczno-tlenowa wód zbiorników wodnych, odtworzonych przed około 30 laty. Profile zostały wykonane zarówno w okresach stagnacji zimowej (2005 i 2006 r.), jak i letniej (2007 r.). Badania stosunków termiczno-tlenowych wykonanych latem wykazały dużą zbieżność elementów temperatury i tlenu. We wszystkich jeziorach stwierdzona została charakterystyczna dla wód płytkich niepełna stratyfikacja termiczno-tlenowa. Wykonane zimowe profile tlenowe wykazały charakterystyczny układ dla temperatur, kiedy to zachodzi zjawisko stratyfikacji odwróconej – katotermii. We wszystkich badanych zbiornikach temperatura wody przy powierzchni była zbliżona do 0 oC i od głębokości około 30–50 cm stopniowo rosła. Największa zawartość tlenu rozpuszczonego w czasie stagnacji zimowej znajdowała się w górnej warstwie, tuż pod lodem i wyraźnie różniła się w poszczególnych latach. Najniższe stężenia O2 występowały przy dnie, z krytycznie niskimi wartościami (od 0,16 mgO₂ dm^–3 do 0,29 mgO₂ dm^–3) odnotowanymi w akwenach w czasie bardzo ostrej zimy 2006 r., kiedy to pokrywa lodowa sięgała 40 cm. Wówczas procesy rozkładu materii oraz procesy oddychania tlenowego organizmów doprowadziły prawie do całkowitego zużycia tlenu w zbiornikach.

Słowa kluczowe

EN

restored water bodies; thermal-oxygen profiles; oxygen saturation

PL

profile termiczno-tlenowe; odtworzone zbiorniki; nasycenie tlenem

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 10
• Strony: 1115--1125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr., map.

Twórcy

autor

Sobczyńska-Wójcik K.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, p. Łódzki 2, 10–727 Olsztyn, Poland, phone: [phone]

autor

Koc J.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, p. Łódzki 2, 10–727 Olsztyn, Poland, phone: [phone]

autor

Rafałowska M.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, p. Łódzki 2, 10–727 Olsztyn, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Gliwicz ZM. Biomanipulacja. I. Czym teoria ekologii służyć może praktyce ochrony środowiska wodnego? Wiad Ekol. 1996;32(2):15-170.
• [2] Sobczyńska-Wójcik K. Rola odtworzonych zbiorników wodnych w kształtowaniu zasobów i jakości wód powierzchniowych. In: Ochrona zasobów i jakości wody w krajobrazie wiejskim. Koc J, editor. Monografia. Olsztyn; WODR; 2010;1p:197-222.
• [3] Einsele G, Hinderer M. Terrestrial sediment yield and the lifetimes of reservoirs, lakes and larger basins. Geol Rundsch. 1997;86:288-310.
• [4] Moniewski P, Stolarska M. Wpływ naturalnych i antropogenicznych czynników na podstawie charakterystyki fizykochemicznej wody w małej zlewni strefy podmiejskiej Łodzi. Woda środ Obsz Wiejskie. 2007;7[1(19)]:105-122.
• [5] Kostecki M, Domurad A, Kowalski E, Kozłowski J. Stosunki termiczno-tlenowe oraz wybrane fizyczno-chemiczne wskaźniki jakości wody. Arch Ochr środ. 2000;26(3):101-123.
• [6] Lange W, Maślanka W. Struktura tlenowa wybranych jezior Pojezierza Pomorskiego. Rocz Fizyczno-geograficzny UG. 1996;1:25-35.
• [7] Grochowska J, Tandyrak R. Temperature and Dissolved Oxygen Profiles in Lake Pluszne. Limn Review. 2006;6:117-122.
• [8] Sobczyńska-Wójcik K, Skwierawski A. Dynamics of phosphorus concentrations in the waters of recreated reservoirs in rural areas. Ecol Chem Eng A. 2007;14(12):1261-1270.
• [9] Dojlido JR. Chemia wód powierzchniowych. Białystok: Wyd Ekonomia i środowisko; 1995.
• [10] Sobczynska-Wójcik K, Rafalowska M. Assessment of Restored Water Bodies in a River-Lake System Based on Phosphorus Concentrations. Ecol Chem Eng A. 2011;18(11):1441-1456.