Changes in Oxygen Conditions in Pławniowice Reservoir as a Result of Restoration with Hypolimnetic Withdrawal Method

• Autorzy: Kostecki M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/aep-2014-0015

Warianty tytułu

PL

Zmiany stosunków tlenowych w stratyfikującym zbiorniku antropopgenicznym jako skutek rekultywacji metodą usuwania hypolimnionu (na przykładzie zbiornika Pławniowice)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The restoration of the anthropogenic Pławniowice water reservoir with the hypolimnion withdrawal method (the Olszewski's tube) began in December 2003. The decision to restore the reservoir had been taken due to its terrible condition resulting from the hypertrophy, which had been indicated by the research from the years 1993–1998. The following paper presents the results of eight-year-long research into the formation of oxygen conditions and restoration settings. They were compared with the data obtained from the research before the restoration. Positive changes were witnessed. It was showed that grasping the changes in oxygen conditions enables the comparison of oxygen profiles in the same months in subsequent years. The ratio of anoxic water layer thickness to the oxygenated layer thickness was suggested as a factor characterizing oxygen conditions. The area described with an izooxa in the xy coordinate system was suggested as a factor [O2 mg/m2] allowing researchers to understand and describe occurring changes. It was observed that the oxygen solved in water as a result of the restoration occurred in the whole water column in the third decade of July. The oxygen concentration in the hypolimnion gradually rose in May, June and July each year. It was showed that the improvement in oxygen conditions stemmed from progressing oligotrophy of the reservoir.

PL

W grudniu 2003 roku rozpoczęto rekultywację antropogenicznego zbiornika wodnego Pławniowice metodą usuwania hypolimnionu („rura Olszewskiego”). Decyzja o rekultywacji została podjęta w związku z dramatyczną sytuacją zbiornika wynikającą z jego hipertrofii, co wykazały badania z lat 1993–1998. W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki ośmioletnich badań nad kształtowaniem się stosunków tlenowych, warunkach rekultywacji. Wyniki te porównano z danymi uzyskanymi w trakcie badań przed rekultywacją, wykazując pozytywne zmiany. Wykazano, że uchwycenie zmian stosunków tlenowych umożliwia porównywanie profili tlenowych w tych samych miesiącach, w kolejnych, następujących po sobie latach. Zaproponowano stosunek miąższości warstwy wody pozbawionej tlenu do miąższości warstwy natlenowanej, jako wskaźnik charakteryzujący warunki tlenowe. Zaproponowano pole powierzchni określone izooksą w układzie osi (x, y) jako wskaźnik [mg O2/m2] umożliwiający uchwycenie i opisanie zachodzących zmian. Stwierdzono, że w wyniku rekultywacji rozpuszczony w wodzie tlen występuje w całym słupie wody jeszcze w trzeciej dekadzie lipca. Z roku na rok stężenie tlenu w hypolimnionie, w maju, czerwcu i lipcu z roku na rok stopniowo wzrasta. Wykazano, że poprawa stosunków tlenowych wynika z postępującej oligotrofizacji zbiornika.

Słowa kluczowe

EN

lake restoration; oxygen conditions; hypolimnetic withdrawal

PL

zbiornik wodny Pławniowice; rekultywacja zbiornika wodnego; stosunki tlenowe; usuwanie hypolimnionu

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 40, no. 2
• Strony: 53--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kostecki M.

• Institute of Environmental Engineering of Polish Academy of Sciences ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze, Poland

Bibliografia

• [1] Borowiak D. (2005). Visibility of Secchi disk In lasek of Ekstern Pomerania: the role of chlorophyl a, and turbidity, Limnological Review, 5, 3-9.
• [2] Cornett R.J. (1989). Predicting changes in hypolimnetic oxygen concentrations with phosphorus retention, temperature, and morphometry, Limnology and Oceanography. 34, 1359-1369.
• [3] Dołgoff G.J. (1948). Morfologia zbiornika wodnego jako czynnika zarastania makrofitami i zakwitów wody. ZSRR, Leningrad 1948.
• [4] Dunalska J. (2003). Impact of Limited Water Flow in a Pipeline on the Thermal and Oxygen Conditions in a Lake Restored by Hypolimnetic Withdrawal Method, Polish Journal of Environmental Studies, 12, 4, 409-415.
• [5] Eberly W.R. (1975). The use of oxygen deficit measurement as an index of eutrophication in temperate dimictic lakes. Verhandlungen des Internationalen Verein Limnologie, 19, 1, 439-441.
• [6] Hutchinson G.E. (1957). Treatise of limnology, vol.1, John Wiley and Sons, London-New York 1957.
• [7] Jankowski J. (2007). Stan prac rekultywacyjnych w Polsce, Mat. VI Konferencji Naukowo-Technicznej „Ochrona i rekultywacja jezior”, Toruń 2007, 83-94.
• [8] Kostecki M. (1977). Chemizm wody oraz podstawowe wskaźniki określające intensywność krążenia materii w zbiorniku zaporowy w Pławniowicach. Ochrona Środowiska, 3, 4, 163-182.
• [9] Kostecki M. (1978). Dynamika przemian oraz wstępny bilans podstawowych form azotu i fosforu w zbiorniku zaporowym w Pławniowicach, Archiwum Ochrony Środowiska 1.
• [10] Kostecki M. (2001). Stosunki termiczno-tlenowe zbiornika zaporowego w Pławniowicach (woj. śląskie) po 23 latach eksploatacji, Archiwum Ochrony Środowiska, 2, 97-124 (2001).
• [11] Kostecki M. (2003). Alokacja i przemiany wybranych zanieczyszczeń w zbiornikach zaporowych hydrowęzła rzeki Kłodnicy i Kanale Gliwickim, Prace i Studia nr 57, 1-124, Zabrze 2003.
• [12] Kostecki M. (2006). Hypolimnetic withdrawal as a restoration technique of Pławniowice anthropogenic reservoir, The International Conference on prof. dr hab. Marek Kraska's 70-year jubilee and the 15-th anniversary of the Department of Water Protection Faculty of Biology; Adam Mickiewicz University, “The Functioning of Water Ecosystems and their Protection”, Toruń 2006.
• [13] Kostecki M. (2007). Rekultywacja zbiornika Pławniowice metodą kortowską, Mat. VI Konferencji Naukowo-Technicznej „Ochrona i rekultywacja jezior”, 99-113, Toruń 2007.
• [14] Kumar Arun (2008). Hypolimnetic Withdrawal for Lake Conservation, Sengupta, M., Dalwani R. (Eds), Proceeding of Taal 2007: the 12th World Lake Conference: 2008, 812-818.
• [15] Leuven S.E.W., van der Velde G. & Kersten H.L.M. (1992). Interrelation between pH and other physico-chemical factors of Dutch soft water, Archiv Fur Hydrobiologie, 126, 1, 27-51.
• [16] Lossow K. (1980). Wpływ sztucznej destratyfikacji na układy fizyczno-chemiczne wód jez. Starodworskiego. Zesz. Nauk. ART Olsztyn 11, 3-66.
• [17] Lossow K. (1998). Ochrona i rekultywacja jezior - teoria a praktyka. [Protection and recultivation of lakes - theory versus practice] - XVII Zjazd PTH „Bioróżnorodność w środowisku wodnym”. Idee Ekologiczne, seria Szkice 7, Wyd. SORUS, 13, 55, Poznań 1998.
• [18] Lossow L. (1995). Możliwości i uwarunkowania rekultywacji jezior w Polsce. [Possibilities and conditions for lasek reclamation In Poland] - XVI Sympozjum „Problemy ochrony, zagospodarowania i rekultywacji antropogenicznych zbiorników wodnych”, 115-122, Zabrze 1995.
• [19] Lossow K. (1972). Metody ochrony i rekultywacji zbiorników wodnych. Mat. Konf. Ochrona Środowiska człowieka ze szczególnym uwzględnieniem rekreacji. 147-160.
• [20] Lossow K., Drozd H. & Cz. Mientki (1979). Termika i układy tlenowe w Jeziorze Długim w Olsztynie. Zesz. Nauk. ART Olsztyn, 9, 3, 15.
• [21] Mientki Cz. (1986). Wpływ usuwania wód hypolimnionu na układy termiczne i tlenowe oraz zawartość związków azotu i fosforu w wodzie Jeziora Kortowskiego [The effect of removing hypolimnion waters on thermal and oxygen conditions, and contet of nitrogen and phosphorus in water of Lake kortowskie, Acta Academiae Agriculturae ac Technicae Olstenensis Supplement A, 14, 1-53.
• [22] Mientki Cz. & Dunalska J. (1997). Wpływ mieszania wiosennego na wybrane parametry fizykochemiczne wody Jeziora Kortowskiego w okresie stagnacji letniej. (Impast of the spring turnover on the selected physico-chemical water parameters of Lake Kortowskie during the summer stagnation), XVII Zjazd PTH, Poznań 1997.
• [23] Molot L.A., P.J. Dillon, B.J. Clark, B.P Neary (1992). Predicting ond-of-summer oxygen profiles in stratified lakes, Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 49, 2363.
• [24] Murphy T.P., Macdonald R., Lawrance G.A. & Mawhinney M. (1999). Chain Lake restoration by dredging and hypolimnetic withdrawal. Aquatic Restoration in Canada, Edited by T. Murphy and M. Munawar, 195-211, Ecovision World Monograph Series 1999.
• [25] Nurnberg G.K. (1995). Quantifying anoxia in lakes, Limnology and oceanography, 40, 1100.
• [26] Olszewski P. (1959). Usuwanie hypolimnionu jezior. Wyniki pierwszego roku eksperymentu na Jeziorze Kortowskim [The removal of the lake hypolimnion. Result of the first year of an experiment on the Kortowskie Lake]. Zesz. Nauk. WSR Olsztyn 9, 331-339.
• [27] Olszewski P. (1959). Stopnie nasilenia wpływu wiatru na jeziora, Zeszyty Naukowe WSR, 4, 111-132.
• [28] Olszewski P. (1961). Versuch einer Abteilung des hypolimischen Wassers aus einem See; Ergebnisse des ersted Versuchsjahres [The attempted diversion of hypolimnetic water of a lake: Results of the first years of experiments], Verhandlungen des Internationalen Verein Limnologie, 14, 855-861.
• [29] Patalas K. (1960). Mieszanie wody jako czynnik określający intensywność krążenia materii w różnych morfologicznie jeziorach okolic Węgorzewa. Roczniki Nauk Rolniczych A,77, 1.
• [30] Premazzi G., Chiaudani G., Pereira A., Cigaina C, Bardini F., Milese B., Rodari E. & Rossi G. (1995). Lago di Varese: Condizioni ambientali e soluzioni per il risanamento. EUR Report 16133 IT. Luxemburg, Office Publication of European Communities, ISBN 92-826-8283-8.
• [31] Premazzi G. (2002). Il risanamento del Lago di Verse: questi I resultati. Convegno Provincia Varese, 19, Aprile 2002.
• [32] Premazzi G., Cardoso A.C., Rodari E., Austoni M. & Chiaudani G. (2005). Hypolimnetic withdrawal coupled with oxygenation as lake restoration measures: the successful case of Lake Varese (Italy), Limnetica, 24, 1-2, 123-132.
• [33] Psenner R. (1998). Long-term changes in the chemical composition of a meromictic lake after hypolimnetic withdrawal, Verhandlungen des Internationalen Verein Limnologie, 23, 516.
• [34] Rossi G. & Premazzi G. (1991). Delay in lake recovery caused by internal loading, Water Research, 25, 8, 567-575.
• [35] Starmach K. (1954). Wody śródlądowe. Hydrobiologiczne podstawy użytkowania przez wodociągi wód płytkich zbiorników zaporowych, Skrypt WSR Olsztyn 1954.
• [36] Wojtczak H. (1983). Warunki termiczno-tlenowe w rekultywowanym Jeziorze Rudnickim Wielkim w Grudziądzu w latach 1983-1991. (The thermal and oxygen conditions in the recultivated Lake Rudnickie Wielkie in years 1983-1991). Mat. Konf. Nauk. „Ochrona Jezior ze szczególnym uwzględnieniem metod rekultywacji”, 75-89.