Regulation of mountain streams versus ecological balance as illustrated by the example of the upper Vistula basin (part I)

• Autorzy: Niechwiej A.

Warianty tytułu

PL

Regulacja potoków górskich a równowaga ekologiczna na przykładzie dorzecza górnej Wisły (cz. 1)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Streams of the Polish Carpathians are characterized by a high gradient as well as a great changeability of their volume and velocity of flow. The processes which take place in these streams are those connected with lateral, bottom and channel erosion. In order to reduce those types of erosion, various methods of channel regulation are used. In mountain streams these are mainly: river bars, drop hydraulic structures and anti-debris dams. Regulation works (straightening of the stream channel and hydraulic structures), changes in the use of the river basin, reduction in debris supplies and exploitation of river alluvia have led to a significant deepening of channels. This increases the risk of flooding associated with higher flows. Regulation works conducted within the channels and anthropogenic pressure in the areas adjacent to watercourses exert a negative effect on biotic communities. In most cases, changes in the structure of flows, in the stability of the river bottom and in the variety of habitats as well as disruption of the river continnum affect living conditions and diversity of vertebratesand invertebrates. The attempts at improving the ecological status of Carpathian water-courses through changes in hydromorphological conditions are connected with the implementation of European Union directives. Such actions include, among other things, replacement of traditional hydraulic structures by biotechnical ones, which are more eco-friendly. Their usefulness, however, still requires long-term monitoring.

PL

Zaprezentowano model numeryczny, będący wielkowirowym wariantem modelu gazu sieciowego Boltzmanna, pozwalający wyznaczyć rozkład prędkości przepływu w korytach otwartych z elementami sztywnymi. Szczególną właściwością przedstawionego modelu jest uwzględnienie wpływu elementów sztywnych na rozkład prędkości w sposób uśredniony, w miejsce analizy wpływu pojedynczych elementów. Takie podejście umożliwia zastosowanie modelu do obliczania rozkładu prędkości w korytach o rozmiarach charakterystycznych znacznie przekraczających rozmiar pojedynczego elementu. Potoki Karpat polskich odznaczają się znacznym spadkiem oraz dużą zmiennością objętości i prędkości przepływu wody. W ciekach tych zachodzą procesy erozji korytowej, bocznej i dennej. Aby je ograniczyć, stosuje się różnorodne metody regulacji koryt. W potokach górskich są to głównie: progi, stopnie wodne i zapory przeciwrumowiskowe. Prace regulacyjne (wyprostowanie koryt i zabudowa hydrotechniczna), zmiany w charakterze użytkowania zlewni, zmniejszenie dostaw rumowiska i eksploatacja aluwiów rzecznych spowodowały znaczne pogłębienie koryt. Jest to przyczyną wzrostu ryzyka powodziowego, towarzyszącego większym przepływom. Prace regulacyjne w obrębie koryt i presja antropogeniczna na terenach przyległych do cieków wywołują negatywne skutki w biocenozach rzecznych. Zmiany w strukturze przepływów, stabilności dna, zróżnicowaniu siedlisk, przerwanie continuum rzecznego w większości przypadków rzutują na warunki życia oraz różnorodność fauny bezkręgowej i kręgowej. Próby poprawy stanu ekologicznego cieków karpackich poprzez zmianę warunków hydromorfologicznych podejmowane są w związku z wdrażaniem dyrektyw Unii Europejskiej. Do działań takich zalicza się m.in. zastępowanie tradycyjnych konstrukcji hydrotechnicznych przez budowle biotechniczne, przyjazne naturze. Ich przydatność wymaga jednak jeszcze wieloletniego monitorowania.

Słowa kluczowe

EN

Carpathian water-courses; hydraulic stuctures; hydrobionts; renaturization

PL

ciek karpacki; zabudowa hydrotechniczna; hydrobionty; renaturyzacja

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 24, No. 3
• Strony: 301--310
• Opis fizyczny: Bibliogr. 50 poz.

Twórcy

autor

Niechwiej A.

• Publiczne Gimnazjum Jezuitów w Krakowie, ul. Skarbowa 4, 31-121 Kraków, Poland

Bibliografia

• Allan, J.D. (1998). Ekologia wód płynących. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• Bajkiewicz-Grabowska, E. i Mikulski, Z. (2008). Hydrologia ogólna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• Bednarczyk, S. i Duszyński, R. (2008). Hydrauliczne i hydrotechniczne podstawy regulacji i rewitalizacji rzek. Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej.
• Bojarski, A., Jeleński, J., Jelonek, M., Litewka, T., Wyżga, B. i Zalewski, J. (2005). Zasady dobrej praktyki w utrzymaniu rzek i potoków górskich. Warszawa: Ministerstwo Środowiska Departament Ochrony Zasobów Wodnych.
• Bucała, A. i Radecki-Pawlik, A. (2011). Wpływ regulacji technicznej na zmiany morfologii górskiego potoku: potok Jamne, Gorce. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus, 10(1), 3–16.
• Cummins, K.W. (1974). Structure and function of stream ecosystems. BioScience, 24, 631–641.
• Gorczyca, E. i Krzemień, K. (2010). Ewolucja systemów korytowych pod wpływem antropopresji (na przykładzie wybranych rzek karpackich).W: S. Ciok i P. Migoń (red.), Przekształcenia struktur regionalnych. Aspekty społeczne, ekonomiczne i przyrodnicze (s. 431–439). Wrocław: Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego.
• Haden, G.A., Blinn, D.W., Shannon, J.P. i Wilson, K.P. (1999). Driftwood: an alternative habitat for macroinvertebrates in a large desert river. Hydrobiologia, 397, 179–186.
• Harmon, M.E., Franklin, J.F., Swanson, F.J. Sollins, P., Gregory, S.V., Lattin, J.D., …, Cummins, K.W. (1986). Ecology of coarse woody debris in temperate ecosystems. Advances in Ecological Research, 15, 133–302.
• Kajak, K. (1998). Hydrobiologia – limnologia. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• Kasina, M., Pociask-Karteczka, J., Nieckarz, Z. (2006–2007). Tendencje występowania wysokich przepływów w dorzeczu Dunajca w II połowie XX w. Folia Geographica, Geographica-Physica, XXXVII–XXXVIII, 5–35.
• Kasprzak, K. (2003). Ruch wody. Teoretyczne podstawy. Warszawa: IMGW.
• Klimaszewski, M. (1978). Geomorfologia. Warszawa: PWN.
• Kopacz, M. i Twardy, S. (2006). Zmiany użytkowania ziemi w zlewni górnego Dunajca w aspekcie wybranych parametrów jakościowych wód powierzchniowych. Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie, 6/2 (18), 191–202.
• Korpak, J. (2008). Rola maksymalnych wezbrań w funkcjonowaniu systemów uregulowanych koryt górskich. Landform Analysis, 8, 41–44.
• Korpak, J. (2012). Morfologia i funkcjonowanie uregulowanego koryta rzeki górskiej. W: K. Krzemień (red.), Struktura koryt rzek i potoków (studium metodyczne). (s. 89–101). Kraków: Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ.
• Korpak, J., Krzemień, K. i Radecki-Pawlik, A. (2009). Wpływ budowli regulacyjnych i poboru rumowiska na koryta rzek i potoków górskich – wybrane przykłady z rzek karpackich. Gospodarka Wodna, 7, 274–281.
• Krąż, P. (2012). Antropogeniczne zagrożenia środowiska przyrodniczego doliny Białki. Prace Geograficzne 128. Kraków: Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ.
• Litewka, T. (2005). Regulacja rzek i potoków Regionu Wodnego Górnej Wisły w świetle strategii i dyrektyw unijnych. Gospodarka Wodna, 3, 90–97.
• Łapuszek, M. i Ratomski, J. (2008). Zmiany erozyjne dna koryta Soły. Gospodarka Wodna, 2, 54–57.
• Łapuszek, M. (2011). Zmiany erozyjne dna koryta Sanu z uwzględnieniem czynników antropogenicznych. Gospodarka Wodna, 1, 22–26.
• Mamak, W.J. (1958). Regulacja rzek i potoków. Warszawa: Wydawnictwo Arkady.
• Mazurkiewicz-Boroń, G. i Starmach, J. (2009). Konsekwencje przyrodnicze przegradzania rzek. Chrońmy Przyrodę Ojczystą, 65 (2), 83–92.
• Michalec, B. (2007). Ocena wpływu stopnia wodnego na przepustowość koryta potoku Czarna Woda w miejscowości Łącko. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 4 (1), 111–119.
• Mikulski, J. (1974). Biologia wód śródlądowych. Warszawa: PWN.
• Mokwa, M. i Pietraszko, K. (2009). Stopnie regulacyjne z wydłużonym czy zawężonym przelewem? Gospodarka Wodna, 3, 116–121.
• Naprawa, S. (2012). Wybrane ważne problemy związane z bezpiecznym projektowaniem i użytkowaniem budowli piętrzących wodę. Gospodarka Wodna, 1, 29–38.
• Owsiany, M., Godyń, I., Indyk, W., Jarząbek, A., Pusłowska-Tyszewska, D., Sarna, S., Stańko, R. i Tyszewski, S. (2011). Dobre praktyki planowania gospodarowania wodami na obszarach cennych przyrodniczo. Pobrano z lokalizacji: http://www.orawa.krakow.rzgw.gov.pl (12.11.2013).
• Pielech, R., Kisiel, P., Bena, W., Chmielewski, S., Dajdok, Z., Kajtoch, …, Nawrocki P. (2010). Prace utrzymaniowe jako zagrożenie dla osiągnięcia środowiskowych celów Ramowej Dyrektywy Wodnej oraz dla funkcjonowania sieci ekologicznej Natura 2000 w Polsce. Pobrano z lokalizacji: http://scholar.google. pl (13.11.2013).
• Radecki-Pawlik, A. (2006). Podstawy hydromorfologii cieków górskich dla biologów, ekologów, geografów oraz inżynierów kształtowania i ochrony środowiska (wraz z przykładami obliczeniowymi). Kraków – Warszawa: BEL Studio.
• Radecki-Pawlik, A. (2011). Hydromorfologia rzek i potoków górskich. Działy wybrane. Kraków: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.
• Radecki-Pawlik, A. (2012). Budowle hydrotechniczne w korytach rzek górskich. W: K. Krzemień (red.), Struktura koryt rzek i potoków (studium metodyczne). (s. 55–77). Kraków: Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ.
• Ratomski, J. (2006). Problemy regulacji potoków górskich. Gospodarka Wodna, 10, 389–393.
• Rinaldi, M., Wyżga, B. i Surian, N. (2005). Sediment mining in alluvial channels: physical effects and management perspectives. River Research and Applications, 21 (7), 805–828.
• Skatula, L. (1964). Zabudowa rzek i potoków górskich. Warszawa: PWRiL. Soja, R. (2002). Hydrologiczne aspekty antropopresji w polskich Karpatach. Prace Geograficzne 186. Warszawa: Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN.
• Starmach, K., Wróbel, S. i Pasternak, K. (1976). Hydrobiologia. Limnologia. Warszawa: PWN.
• Tarwid, K. (red)., Kajak, Z., Spodniewska, I. i Wróbel, S. (1988). Ekologia wód śródlądowych. Warszawa: PWN.
• Vannote, R.L., Minshall, G.W. Cummins, K.W. Sedell, J.R. i Cushing, C.E. (1980). The river continuum concept. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 37, 130–137
• Winter, J., Chudy, M. i Marcinkowski, Ł. (2010). Program ochrony przed powodzią w dorzeczu górnej Wisły. Warszawa: Ministerstwa Spraw Wewnętrznych i Administracji.
• Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska [WIOŚ] (2011). Raport o ostanie środowiska w województwie małopolskim w 2010 r. Kraków: WIOŚ. Pobrano z lokalizacji: http://www.krakow.pios.gov.pl (12.11.2013).
• Wołoszyn, J., Czamara, W., Eliasiewicz, R. i Krąż, J. (1994). Regulacja rzek i potoków. Wrocław: Wydawnictwo Akademii Rolniczej.
• Wyżga, B. (2007). Gruby rumosz drzewny: depozycja w rzece górskiej, postrzeganie i wykorzystywanie w rewitalizacji cieków górskich. Kraków: Instytut Ochrony Przyrody PAN.
• Wyżga, B. (2008). Wcinanie się rzek polskich Karpat w ciągu XX w. W: B.
• Wyżga (red.), Stan środowiska rzek południowej Polski i możliwości jego poprawy – wybrane aspekty. (s. 7–39). Kraków: Instytut Ochrony Przyrody PAN.
• Wyżga, B., Kaczka, R.J. i Zawiejska, J. (2002). Gruby rumosz drzewny w ciekach górskich – formy występowania, warunki depozycji i znaczenie środowiskowe. Folia Geographica, Series Geographica-Physica, XXXIII– –XXXIV, (33–34), 117–138
• Wyżga, B., Bojarski, A., Jeleński, J., Zalewski, J. (2008). Zagrożenia dla zrównoważonego stanu środowiska cieków karpackich i proponowane działania zaradcze. W: B. Wyżga (red.), Stan środowiska rzek południowej Polski i możliwości jego poprawy – wybrane aspekty. (s. 121–133). Kraków: Instytut Ochrony Przyrody PAN.
• Wyżga, B., Hajdukiewicz, H., Radecki-Pawlik, A. i Zawiejska, J. (2010). Eksploatacja osadów z koryt rzek górskich – skutki środowiskowe i procedury oceny. Gospodarka Wodna, 6, 243–249.
• Zawiejska, J. i Wyżga, B. (2008). Transformacja koryta Dunajca w XX wieku jako wynik ingerencji człowieka w zmian środowiskowych w zlewni. W: B. Wyżga (red.), Stan środowiska rzek południowej Polski i możliwości jego poprawy – wybrane aspekty. (s. 41–50). Kraków: Instytut Ochrony Przyrody PAN.
• Żelazo, J. (2006). Renaturyzacja rzek i dolin. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 4, 11–31.
• Żelazo, J. (2009). Wybrane problemy zabudowy rzek o szczególnych wartościach przyrodniczych. Nauka Przyroda Technologie, 3 (3), # 110.