BazTech - Yadda

1

Influence of a lake on river water thermal regime: A case study of Lake Sławianowskie and the Kocunia River (Pomeranian Lakeland, Northern Poland)

Nowak Bogumił, Ptak Mariusz, Stanek Paulina

Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications

|

2020

|

Vol. 8, Iss. 1

78--83

EN

Water temperature is one of the basic physical parameters of rivers and lakes. Rising temperature can transform these ecosystems over a broad range of factors (water mixing, water quality, biological conditions, etc.). In the case of rivers, their thermal regimes also can be modified by local conditions (e.g., tree cover, adjoining water bodies, etc.). In this paper, we address the functioning of the river-lake system in northern Poland (Kocunia River-Lake Sławianowskie) in terms of the effect of the lake on temperature conditions in the river. Dependencies in daily water temperatures between stations located above and below the lake were assessed with linear regression. Based on daily morning water temperatures for the period 2012-2017, it was determined that water temperature in the river below the lake was higher than at the measurement site located above the lake by an average of 1.1°C. The greatest differences were recorded in summerautumn months when average monthly downstream water temperatures were as much as 3.9°C higher than upstream water temperatures. This phenomenon is an example of a local factor (the lake) magnifying global factors, i.e. rising temperatures associated with climate change. The information in this paper can provide future reference for decision makers and state institutions with responsibility for measures aimed at reducing the effects of climate change.

2

Variability of the water availability in a river lake system – A case study of Lake Symsar

Kuriata-Potasznik A. B., Szymczyk S.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 31

87--96

EN

It is predicted that climate change will result in the diminution of water resources available both on global and regional scales. Local climate change is harder to observe and therefore, while counteracting its effects, it seems advisable to undertake studies on pertinent regional and local conditions. In this research, our aim was to assess the impact of a river and its catchment on fluctuations in the water availability in a natural lake which belongs to a post-glacial river and lake system. River and lake systems behave most often like a single interacting hydrological unit, and the intensity of water exchange in these systems is quite high, which may cause temporary water losses. This study showed that water in the analyzed river and lake system was exchanged approx. every 66 days, which resulted from the total (horizontal and vertical) water exchange. Also, the management of a catchment area seems to play a crucial role in the local water availability, as demonstrated by this research, where water retention was favoured by wooded and marshy areas. More intensive water retention was observed in a catchment dominated by forests, pastures and wetlands. Wasteland and large differences in the land elevation in the tested catchment are unfavourable to water retention because they intensify soil evaporation and accelerate the water run-off outside of the catchment. Among the actions which should be undertaken in order to counteract water deficiencies in catchment areas, rational use and management of the land resources in the catchment are most often mentioned.

PL

Przewiduje się, że zmiany klimatyczne doprowadzą do zmniejszenia zasobów wodnych zarówno w skali globalnej, jak i regionalnej. Lokalne zmiany klimatu są trudniejsze do zaobserwowania i dlatego, aby przeciwdziałać ich skutkom, wskazane wydaje się podjęcie wszelkich badań nad warunkami regionalnymi oraz lokalnymi. Celem prezentowanych badań była ocena wpływu rzeki oraz jej zlewni na zmienność dostępności wody w naturalnym jeziorze należącym do polodowcowego systemu rzeczno-jeziornego. Systemy rzeczno-jeziorne zachowują się najczęściej jak jedna, interakcyjna jednostka hydrologiczna, a intensywność wymiany wody w tych systemach jest dość duża, co może powodować chwilowe ubytki wody. W wyniku badań stwierdzono, że woda w analizowanym systemie była wymieniana co ok. 66 dni, co wynikało z całkowitej (poziomej i pionowej) wymiany wody. Również zarządzanie zlewnią wydaje się odgrywać kluczową rolę w lokalnej dostępności wody; w niniejszych badaniach obszary leśne i bagienne sprzyjały zatrzymywaniu wody. W zlewni, w której dominowały lasy, pastwiska i tereny podmokłe, obserwowana była intensywniejsza retencja wody. Występowanie nieużytków i dużych deniwelacji terenu w badanej zlewni nie sprzyjało retencji wody, ponieważ intensyfikowało parowanie gleby i przyspieszało odpływ wody poza zlewnię. Wśród działań, które powinny zostać podjęte w celu przeciwdziałania stratom wody w zlewniach, najczęściej wymienia się racjonalne wykorzystanie i zarządzanie zasobami gruntów w zlewni.

3

Stężenia fosforu w wodzie zrenaturyzowanych zbiorników należących do systemu rzeczno-jeziornego

Sobczyńska-Wójcik K., Rafałowska M.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 2

603--609

PL

W przypadku wód dopływających do jezior zaobserwowano poprawę w zakresie obniżenia stężeń fosforu ogólnego po ich przepłynięciu przez akweny, a utrzymywanie się wysokich koncentracji Pog w wodach badanych jezior należy wiązać także z ich polimiktycznym charakterem. Z dostawy zanieczyszczeń (Pog) do zbiorników układu paciorkowego wynika, iż wody dopływów wnoszą do jezior znaczne jego ilości, powodując ponadnormatywne stężenia Pog w wodzie akwenów i przyspieszając w ten sposób procesy, które pogarszają jej jakość oraz funkcjonowanie jezior. Średnie z trzech lat stężenia fosforu - pierwiastka limitującego produkcję pierwotną - mieściły się więc w zbiornikach systemu rzeczno-jeziornego w zakresie od 0,22 do 0,34 mg P·dm–3. Sporządzone obliczenia akumulacji Pog w wodzie badanych zbiorników oraz analiza statystyczna wyników wykazały, że większy wpływ na nagromadzenie biogenu miała objętość wody niż stężenie substancji, wskazując zatem na duże możliwości rozcieńczania substancji przedostających się ze zlewni.

EN

As regards lake inflows, a decrease in total phosphorus levels was noted after passage through the water bodies, and high concentrations of total phosphorus could also result from the polymictic character of the studied lakes. The inflows to water bodies that form a chain system supply substantial amounts of total phosphorus to the lakes, leading to excessive phosphorus concentrations in water and speeding up processes which deteriorate water quality and lake functioning. Over a three-year experimental period, the average concentrations of phosphorus, an element limiting primary production, ranged from 0.22 to 0.34 mg P·dm–3 in the water bodies within the analyzed river-lake system. Total phosphorus concentrations in the studied water bodies and a statistical analysis of the results suggest that the accumulation of this biogenic element was affected primarily by water volume, which points to the possibility of diluting the substances supplied from the catchment basin.

4

Assessment of Restored Water Bodies in a River-Lake System Based on Phosphorus Concentrations

Sobczyńska-Wójcik K., Rafałowska M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 11

1441-1456

EN

Three water bodies restored around 30 years ago were studied: Lake Nowe Wloki, Lake Setalskie Duze and Lake Setalskie Male, connected by the Setal Stream into a single river-lake system in the Olsztyn Lakeland, approximately 25 km north of the city of Olsztyn, in the District of Dywity. The objective of this study was to evaluate the functioning of three water bodies in a river-lake system restored around 30 years ago. Particular attention was paid to water quality and the trophic status of the analyzed lakes, assessed based on seasonal changes in phosphorus concentrations. A river-lake system comprising restored water bodies in rural areas reduces the concentrations of biogens migrating from the catchment area, thus minimizing the effects of potential eutrophication in larger rivers and other water bodies to which the system’s watercourses evacuate. As regards lake inflows, a drop in total phosphorus levels was noted after passage through the water body, and high concentrations of total P resulted from the polymictic character of the studied lakes. The inflows to water bodies that form a chain system supply substantial amounts of total P to the lakes, leading to the retention of excessive phosphorus concentrations and speeding up processes which deteriorate water quality and lake functioning. Over a three-year experimental period, the average concentrations of phosphorus, – an element limiting primary production – varied from 0.22 to 0.34 mg Ptotal dm–3 in the water bodies within the studied river-lake system. The absence of water stratification (hypolimnion) contributed to intensive phosphorus recirculation and very high trophy levels in the examined lakes. According to Nurnberg, the total phosphorus concentrations determined in the spring are indicative of their hypetrophy.

PL

Badaniami objęto trzy zbiorniki wodne odtworzone przed około 30 laty: jezioro Nowe Włóki, jezioro Setalskie Duże i jezioro Setalskie Małe, połączone Strugą Setal w jeden system rzeczno-jeziorny, położone na Pojezierzu Olsztyńskim około 25 km na północ od Olsztyna w gminie Dywity. Celem pracy była ocena funkcjonowania odtworzonych przed około 30 laty zbiorników wodnych, należących do systemu rzeczno-jeziornego, ze szczególnym uwzględnienie jakości wody i stanu troficznego jezior na podstawie stężeń fosforu i jego sezonowych zmian. Istnienie systemu rzeczno-jeziornego, dzięki odtworzonym zbiornikom na terenach wiejskich pozwala na redukcję stężeń (kumulacji związków biogennych) migrujących ze zlewni, zmniejszając w ten sposób skutki potencjalnej eutrofizacji większych rzek i innych akwenów, do których cieki systemu uchodzą. W przypadku wód dopływających do jezior zaobserwowano poprawę w zakresie obniżenia stężeń fosforu ogólnego, po ich przepłynięcie przez akweny, a utrzymywanie się dużych koncentracji Pog w wodach badanych jezior należy wiązać także z ich polimiktycznym charakterem. Z dostawy zanieczyszczeń (Pog) do zbiorników układu paciorkowego wynika, iż wody dopływów wnoszą do jezior znaczne jego ilości, powodując ponadnormatywne stężenia Pog w wodzie akwenów i przyspieszając w ten sposób procesy, które pogarszają jej jakość oraz funkcjonowanie jezior. Stwierdzono, że w wodzie odtworzonych zbiorników średnie z trzech lat stężenia fosforu - pierwiastka limitującego produkcję pierwotną, mieściły się w zakresie od 0,22 do 0,34 mg Pog dm-3. Brak stratyfikacji wód (hypolimnionu), wpłynął na intensywną recyrkulację fosforu i bardzo wysoką trofię wód. Według Nurnberga wiosenne koncentracje Pog, wskazują na stan ich skrajnego przeżyźnienia czyli hipertrofii.

5

Zmienność fauny bentosowej w systemie rzeczno- jeziornym w aspekcie zróżnicowania warunków siedliskowych

Joniak T., Domek P., Sobczyński T.

Ekologia i Technika

|

2009

|

R. 17, nr 2

60-64

PL

Przedstawiono wyniki 2-letnich (2006-2007) badań jakośclowych i ilośclowych makrozoobentosu, a szczególnie zmienności przestrzennej i struktury dominacji w rzece Płocicznej (Drawieński Park Narodowy). Analizowano wpływ fizycznych cech siedlisk (character przepływu, typ podłoża) i parametrów chemicznych wody na faunę denną w systemie rzeczno-jeziornym. Badania obejmowały trzy siedliska lenityczne (w górnym biegu rzeki) i dwa lotyczne (w biegu dolnym). Profil wzdłużny rzeki był silnie zróżnicowany - od odcinków z przepływem laminarnym o podłożu piaszczysto-mulistym (stanowiska 1-3) do odcinków z przepływem turbulentnym o podłożu żwirowo-kamienistym (stanowiska 4-5). W rzece stwierdzono łącznie 16 grup makrozoobentosu. Najczęściej spotykane były taksony należące do Bivalvia, Ephemeroptera, Trichoptera i Diptera. W dolnym biegu rzeki zaznaczyła się dominacja mięczaków z małżami skójką zaostrzoną (Unio tumidus) i inwazyjną racicznicą zmienną (Dreissenapolymorpha). Zbiegiem rzeki rosła liczebność organizmów, ale obniżała się bioróżnorodność oceniana przez indeks Shannona. Analizy chemiczne wody wykazały stopnlowe oczyszczanie się rzeki w wyniku przepływu przez system rzeczno-jeziorny, co obrazowały redukcje stężeń składników mineralnych i zawiesiny.

EN

This paper presents the results of a two-year study (2006-2007) on qualitative and quantitative research of macrozoobenthos, especially a spatial variability and domination structure in the Płociczna River (Drawa National Park). The influence of the physical features of habitats (character of water flow, type of bottom sediment) and the chemical parameters of water on bottom fauna in river-lake system was analyzed. The investigations involved three lentic (upper course of river) and two lotic (lower river) habitats. The long river profile was strongly differentiated - from sections with the laminar flow and sand-silty bottom sediments (station 1-3) to turbulent flow with gravel-stony sediments (station 4-5). A total of 16 groups of macrozoobenthos were identified. Taxa representing Bivalvia, Ephemeroptera, Trichoptera and Diptera belonged to the most frequently occurring organisms. In lower course of river the domination of Bivalvia was stated with Unio tumidus and invasive species Dreissena polymorpha (Pali.). Within the river course the increase of abundance was recorded along with a decrease of Shannon biodiversity index. An analysis of water chemistry indicated a systematic purification of the river in river-lake system, which was reflected in the reduction of mineral components and suspended matter.

6

Chlorophyll a and other water quality variables in lentic and lotic sections of the Cybina River

Gołdyn R., Kowalczewska-Madura K.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2005

|

Vol. 34, No.1

87--98

EN

Annual research of some water quality variables was carried out at seven stations along a third order river (the Cybina River) situated in the Wielkopolska Region (mid-western Poland). Two lentic (lacustrine), two lotic (river), and two intermediate (lentic-lotic) sections were studied. Chlorophyll a increased 6.2-10.5-fold along the lentic sections (the influence of hypertrophic lakes) and decreased along the lotic sections. Similar trends were observed in the parameters of dissolved oxygen, BOD, suspended solids, and pH. Inverse trends were recorded for conductivity and the concentrations of most forms of nutrients. Changes in these parameters were less distinct and statistically insignificant along the intermediate sections.

7

River-lake system as mosaic pattern of landscape patches and their transition zones (ecotones)

Hillbricht-Ilkowska A., Węgleńska T.

Polish Journal of Ecology

|

2003

|

Vol. 51, nr 2

163-174

EN

A river-lake system (i.e. a river flowing through the lakes) can be perceived as a system of lentic (lake) and lotic (river sections) landscape "patches" and the transitory zones between them. In this system transport and exchange of matter and biological information take place. Taking the Krutynia river (Masurian Lakeland, Poland) and its lakes as an example, transport of different biologically active compounds (like phosphorus) and non-active substances (like chlorides) was characterized. Phosphorus retention was estimated in successive "patches" of the system. The biotic structure and function of the river-lake-river transitory zones were described. They are the places where the particles selection and sedimentation of matter transported in the system take place as well as they are the sites where the selection and exchange of planktonic organisms of different size and reproduction strategy occur.

8

Precipitation of phosphorus in the zone of river and lake water mixing : R. Hańcza and Lake Wigry (North-East Poland)

Zdanowski B.

Polish Journal of Ecology

|

2003

|

Vol. 51, nr 2

143-154

EN

Studies on physico-chemical parameters of water in Czarna Hańcza River and lakes Hańcza and Wigry (North-East Poland) were carried out in 1991-1994 i.e. in the period of maximal pollution of this river-lake system. Basic information were obtained enabling explanation of high resistance of Lake Wigry to eutrophication. It was shown that co-precipitation of phosphates on calcite in the ecotone zone of Hańczańska Bay, where river waters mixed with lake waters, was an important process. Sedimentation of these substances in this lake part resulted in lower lake loading with phosphorus by as much as about 50%. The mechanisms were operating most of all during the vegetation season, when water pH exceeded 8.3. Availability of phosphorus to phytoplankton depended also on phosphate release from bottom sediments. The lowest rate of this release was observed in Hańczańska Bay. On the other hand, in autumn and winter the increase of organic matter decomposition and lowering of water pH enabled free spreading of pollutants over the whole lake.

9

Eutrophication rate of lakes in the Jorka river system (Masurian Lakeland, Poland) : long term changes and trophic correlations

Hillbricht-Ilkowska A.

Polish Journal of Ecology

|

2002

|

Vol. 50, nr 4

475-487

EN

No trends were found in long-term variation (between the 1970s and the 1990s) of basic trophic parameters (TP, TN, chlorophyll concentration, algal biomass, and water transparency) in five lakes of the river-lake system typical of a lakeland, hilly area (the Jorka river system, Masurian Lakeland). Recently, this lake chain maintains the historically developed trophic differentiation between deep, mesotrophic lake close to headwaters and shallow, eutrophic lake close to the outlet of the river. The only change found is the replacement of cyanobacteria dominating in the 1970s by dinoflagellates dominating in the 1990s. A strong correlation was found between TP loading to lakes and in-lake TP concentration in spring periods, however no correlation existed between TP and other trophic indices. On the other hand, the interrelations between SD, chlorophyll, and algal biomass were highly significant in summer periods and marginally significant in spring periods. This pattern was also found in other groups of lakes in the region. It is concluded that in hilly lakeland region, the river-lake systems draining small mosaic catchments are resistant to the further eutrophication (low nutrient loading, no point sources) and for this reason they tend to maintain the trophic conditions developed in the remote past.