Znaczenie dróg na obszarze zurbanizowanym w kształtowaniu odpływu i transportu fluwialnego (Kielce)

• Autorzy: Ciupa T.

Warianty tytułu

EN

The role of roads in urbanized areas in runoff and fluvial transport shaping (Kielce city)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono rolę sieci dróg na obszarze zurbanizowanym w kształtowaniu odpływu oraz transportu fluwialnego na przykładzie zlewni Sufragańca (62,01 km2) i Silnicy (49,40 km2). Rzeka Sufraganiec odwadnia zlewnię leśno-rolniczą z rosnącym w dół udziałem terenów zurbanizowanych. Natomiast rzeka Silnica odwadnia początkowo tereny zalesione,a następnie podmiejskie i zurbanizowane 200-tysięcznego miasta Kielce. Wykazano,że w zlewniach zurbanizowanych,o dużej powierzchni i gęstości dróg – w stosunku do zlewni leśnych,rolniczych i podmiejskich wyraźnie wzrasta rola letnich wezbrań opadowych w kształtowaniu odpływu,a roztopowych – transportu fluwialnego. Transformacja fal wezbraniowych na terenach zurbanizowanych polega m.in. na znacznym skróceniu czasu ich koncentracji i opadania oraz szybkim wzroście objętości. Obszary zurbanizowane,a w ich obrębie drogi – w porównaniu do innych rodzajów użytkowania gruntów analogicznej wielkości - wytwarzają znacznie więcej substancji rozpuszczonych i drobnoziarnistego sedymentu,a to wywiera istotny wpływ na dynamikę,wielkość i udział poszczególnych rodzajów ładunków w transporcie fluwialnym. Określone związki między wybranymi wskaźnikami zagospodarowania poszczególnych zlewni cząstkowych - z uwzględnieniem dróg - a charakterystykami odpływu i transportu materiału rozpuszczonego oraz zawiesiny,charakteryzujące się często wysokimi i istotnymi statystycznie współczynnikami determinacji,pozwalają prognozować ich zmiany w miarę wzrostu przeobrażeń antropogenicznych w zlewni.

EN

In this paper,the important role of roads in the shaping of runoff and fluvial transport in an urban area was shown on the example of the catchments of the Sufraganiec River (62.01 km2) and the Silnica River (49.40 km2). The Sufraganiec River drains an agricultural and forested catchment,in which the share of urban areas grows as the river flows downstream. The Silnica River drains a catchment that encompasses initially a woodland area,and then a suburban area and the urban area of the City of Kielce of 200,000 inhabitants. In urban catchments with a substantial area of road surfaces and a high density of roads,in comparison to forested,agricultural and suburban catchments,the role of summer flood stages due to rains clearly increases in terms of shaping the runoff,and the role of snowmelt flood stages increases in terms of their impact on fluvial transport. Flood wave transformations in urban areas occur slightly differently. The flood wave concentration time is substantially shorter. The flood wave reaches its peak height and volume quickly,and then quickly subsides. Urban areas,including roads - in contrast to other forms of land use with a land area of comparable size – produce much more dissolved load and fine-grained sediment,and this impacts the dynamic,the amounts,and the share of specific kinds of loads in fluvial transport. Certain relationships between selected indicators of development of specific sub-catchments,including roads, and the properties of runoff and transport of dissolved load and aqueous suspension,often characterized by high and statistically significant coefficients of determination,allow forecasting changes of the latter as anthropogenic transformations in a catchment keep progressing.

Słowa kluczowe

PL

obszar zurbanizowany; drogi; odpływ jednostkowy; transport fluwialny; Kielce

EN

urbanized area; roads; specific runoff; fluvial transport; Kielce

• Wydawca: Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich
• Czasopismo: Landform Analysis
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19
• Strony: 17--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 50 poz., rys.

Twórcy

autor

Ciupa T.

• Instytut Geografii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach, ul. Świętokrzyska 15, 25-406 Kielce,

Bibliografia

• Absalon D. 1998. Antropogeniczne zmiany odpływu rzecznego w zlewni Rudy. UŚ, Katowice.
• Akan A.O.,Houghtalen R.J. 2003. Urban hydrology, hydraulics,and stormwater quality. Engineering applications and computer modeling. Wiley,Hoboken, New Jersey.
• Barszcz M.,Banasik K. 2008. The analysis of flood phenomenon in urbanized catchment – Sluzew Creek case study (Suburb of Warsaw). W: W. Chełmicki,J. Siwek (red.),XII Biennal International Conference „Hydrological extremes in small basins” 18–20 September 2008,Cracow,Poland. Euromediterranean Network of Representaive and Experimental Basins. Jagiellonian University Institute of Geography and Spatial Management, 25.
• Biernat T.,Ciupa T. 1992. Denudacja mechaniczna i chemiczna we wschodniej części pasa wyżyn południowopolskich. W: A. Kotarba (red.),System denudacyjny Polski,Prace Geogr. IGiPZ PAN,155: 133–148.
• Brun S.E.,Band L.E. 2000. Simulating runoff behavior in an urbanizing watershed. Computers. Environment and Urban Systems, 24: 5–22.
• Chełmicki W. 2001. Woda. Zasoby,degradacja, ochrona. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa.
• Ciupa T. 1991. Współczesny transport fluwialny w zlewni Białej Nidy. Wyd. WSP, Kielce: 1–150.
• Tadeusz CiupaCiupa T. 2001. Funkcjonowanie systemu fluwialnego Silnicy i Sufragańca w strefie miejskiej Kielc. W: A.Karczewski,Z. Zwoliński (red.),Funkcjonowanie geoekosystemów w zróżnicowanych warunkach morfoklimatycznych. Monitoring–ochrona–edukacja: 103–113.
• Ciupa T. 2006. Wpływ użytkowania na transport chlorków i sodu w małych zlewniach na przykładzie Silnicy i Sufragańca (Kielce). W: L. Krzysztofiak (red.),Funkcjonowanie i monitoring geoekosystemów Polski w warunkach narastającej antropopresji. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa: 297–307.
• Ciupa T. 2008. Rola użytkowania w kształtowaniu obszarów dostawy sedymentu do koryt w zlewni Sufragańca i Silnicy (Góry Świętokrzyskie). Landform Analysis, 9: 75–78.
• Ciupa T. 2009. Wpływ zagospodarowania terenu na odpływ i transport fluwialny w małych zlewniach na przykładzie Sufragańca i Silnicy (Kielce). UJK, Kielce.
• Ciupa T. 2010. Zastosowanie wskaźnika stabilności obszarowej zlewni do analizy wybranych cech odpływu i transportu fluwialnego na przykładzie Sufragańca i Sinicy. Landform Analysis, 13: 5–11.
• Czaja S. 1999. Zmiany stosunków wodnych w warunkach silnej antropopresji (na przykładzie konurbacji katowickiej). Prace Nauk. UŚ, 1782: 1–189.
• Dojlido J.R. 1995. Chemia wód powierzchniowych. Wyd. Ekonomia i Środowisko, Białystok: 342.
• Dynowska I.,(red.) 1988. Antropogeniczne uwarunkowania zmian odpływu i reżimu rzek w różnych regionach Polski. Dok. Geogr., 4.
• Froehlich W. 1975. Dynamika transportu fluwialnego Kamienicy Nawojowskiej. Prace Geogr. IgiPZ PAN, 114.
• Froehlich W. 1978. The role of land use in varying the suspended load during continuous rainfall (Kamienica Nawojowska catchment,Flysch Carpathians). Geographia Polonica, 41: 27–37.
• Froehlich W. 1982. Mechanizm transportu fluwialnego i dostawy zwietrzelin w górskiej zlewni fliszowej. Prace Geogr. IGiPZ PAN, 143.
• Froehlich W. 1986a. Recherches sur l’origine et la production de la charge en suspension. Bulletin de L’Association de Geographes Francais,63: 357–361.
• Froehlich W. 1986b. Sediment delivery model for the Homerka drainage basin. W: Drainage Basin Sediment Delivery. Proceedings of the Albuquerque Symposium,New Mexico,USA,August 1986. IAHS Publ., 159: 403–412.
• Froehlich W. 1991. Sediment production from unmetalled road surfaces. W: Sediment and Stream Water Quality in a Changing Environment: Trends and Explanation. Proceedings of the Vienna Symposium, August 1991. IAHS Publ., 203: 21–29.
• Froehlich W. 1995. Sediment Dynamics in the Polish Flysch Carpathians. W: I. Foster,A. Gurnel,B. Webb (red.),Sediment and Water Quality in River Catchments. John Wiley & Son: 453–461.
• Froehlich W.,Słupik J. 1980. Importance of splash in erosion process within a small flysch catchment basin. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, 14: 77–112.
• Froehlich W.,Słupik J. 1984. Water and sediment dynamics of the Homerka catchment. W: T.P. Burt,D.E. Walling (red.),Catchment experiments in Fluvial Geomorphology. Proceedings of a meeting of the IGU Commission on Field Experiments in Geomorphology,Exeter and Huddesfield,UK,August 16–24,1981. Geo Books, Norwich: 265–276.
• Froehlich W.,Słupik J. 1986. Rola dróg w kształtowaniu spływu i erozji w karpackich zlewniach fliszowych. Przegl. Geogr., 58, 1–2: 67–87.
• Froehlich W.,Walling D.E. 2005. Using environmental radionuclides to elucidate sediment sources within a small drainage basin in the Polish Flysch Carpathians. Sediment Budgets,1. IAHS Publ., 291: 102–112.
• Froehlich W.,Walling D.E. 2010. Long-term monitoring of the 137Cs activity in suspended sediment transported by the Homerka stream. Polish Flysch Carpathians Sediment Dynamics for a Changing Future. IAHS Publ., 337: 172–180.
• Froehlich W.,Walling D.E. 1997. The role of unmetalled roads as a sediment source in the fluvial systems of the Polish Flysch Carpathians. W: D.E. Walling,J.-L. Probst (red.),Human Impact on Erosion and Sedimentation. Proceedings of the Rabat Symposium,April 1997. IAHS Publ.,245: 159–168.
• Froehlich W.,Walling D.E. 1992. The use of radionuclides in investigations of erosion and sediment delivery in the Polish Carpathians. W: Erosion, Debris Flows and Environment in Mountain Regions. IAHS Publ., 209: 61–76.
• Froehlich W.,Walling D.E. 2003. Impact of Anthropogenic Sediment Sources of Reservoir Sedimentation in the Polish Carpathians. W: G. Di Silvio, R.Hotchkiss (red.),Proceedings of International Workshop on Ecological,sociological and economic implications of sediment management in reservoirs,Paestum,Italy,8–10 April,2002. UNESCOIAHP: 108–112.
• Froehlich W.,Walling D.E.,Higgitt D.L. 1993. The use of Cs-137 to investigate soil erosion and sediment delivery from cultivated slopes in the Polish Carpathians. W: S. Wicherek (red.),Farm Land Erosion in Temperate Plains Environment and Hills. Proceedings of the International Symposium on Farm Land Erosion,Paris,Saint Cloud,France, 25–29 May 1992. Elsevier Science Publishers B.V.: 271–283.
• Froehlich W.,Walling,D.E. 2011. The use of excess Lead–210,Beryllium-7 and Caesium-137 in investigations of sediment delivery dynamics in the Homerka and Dunajec catchments in the Polish Flysch Carpathians. W: Impact of Soil Conservation Measures on Erosion Control and Soil Quality, IAEA-TECDOC: 115–129.
• Gutry-Korycka M. 1993. Naturalne i antropogeniczne zmiany obiegu wody. W: I. Dynowska (red.), Przemiany stosunków wodnych w Polsce w wyniku procesów naturalnych i antropogenicznych. Kraków: 273–390.
• Jankowski A.T. 1986. Antropogeniczne zmiany stosunków wodnych na obszarze uprzemysłowianym i urbanizowanym (na przykładzie Rybnickiego Okręgu Węglowego). Prace Nauk. UŚ, 868.
• Jankowski A.T.,Kaniecki A. (red.) 1996. Dziejowe przemiany stosunków wodnych na obszarach zurbanizowanych. PTG, UM, Poznań–Sosnowiec.
• Jokiel P. 2002.Woda na zapleczu wielkiego miasta. Możliwości wykorzystania i problemy ochrony zasobów i obiektów wodnych w małej zlewni strefy podmiejskiej Łodzi. UŁ, Łódź.
• Kostrzewski A.,Mazurek M.,Zwoliński Z. 1994. Dynamika transportu fluwialnego górnej Parsęty jako odbicie funkcjonowania systemu zlewni. SGP,Poznań.
• Łajczak A. 1999. Współczesny transport i sedymentacja materiału unoszonego w Wiśle i głównych dopływach. Monografie,Kom. Gosp. Wodnej PAN, 15: 1–215.
• Mazurek M. 2000. Zmienność transportu materiału rozpuszczonego w zlewni Kłudy jako przejaw współczesnych procesów denudacji chemicznej (Pomorze Zachodnie). Wyd. Naukowe UAM,ser. Geografia, Poznań, 62: 1–125.
• Michalczyk Z. 2003. Stan i zmiany stosunków wodnych w rejonie Chełma. W: T. Szczypek,M. Rzętała (red.),Człowiek i woda. PTG o. Katowice,Sosnowiec: 91–100.
• Nelson E.J.,Booth D.B. 2002. Sediment sources in an urbanizing,mixed land-use watershed. Journal of Hydrology, 264: 51–68.
• Richards K.S.,Wood R. 1976. Urbanisation,water redistribution and their effect on channel processes. Paper presented at Institute of British Geogr. Annual Conference,Lanchester Polytechnic. Coventry: 487–498.
• Sawicka-Siarkiewicz H. 2004. Ograniczanie zanieczyszczeń w spływach powierzchniowych z dróg. Ocena technologii i zasady wyboru. Dział Wydawnictw IOŚ, Warszawa.
• Singh V.P 1989. Hydrologic systems,watershed modeling. Vol. 2. Prentice Hall,Englewood Cliffs, USA.
• Smolska E. 1996. Funkcjonowanie systemu korytowego w obszarze młodoglacjalnym na przykładzie górnej Szeszupy (Pojezierze Suwalskie). Wydz. Geogr. i Stud. Reg. UW, Warszawa.
• Soczyńska U. 1974. Hydrologiczne skutki urbanizacji. Wiad. Meteorol. i Gosp. Wodna, 22(4): 11–22.
• Soja R. 2002. Hydrologiczne aspekty antropopresji w polskich Karpatach. Prace Geogr. IGiPZ PAN, 186.
• Trząski L.,Molenda T.,Kupka R. 2000. Renaturyzacja miejskiego potoku – program dla Ślepotki. Problemy Ekologii, 4(1).
• UNESCO 1974. Hydrological effects of urbanization. Studies and Reports in Hydrology. Paris, 18.
• Van Sicle D. 1962. The effect of urban development on storm runoff. The Texas Engineer, 32, 12.