Strefa hyporeiczna: znaczenie i zarządzanie

• Autorzy: Ciszewski, D.

Warianty tytułu

EN

Hyporheic zone: its importance and management

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wymiana wód rzecznych i gruntowych w aluwiach piaszczystych i żwirowych tworzy ekoton nazywany strefą hyporeiczną. Jej znaczenie jest znacznie większe niż wynikałoby ze stosunkowo małych rozmiarów ograniczonych morfologią dna doliny i jej spadkiem oraz miąższością, a także granulometrią aluwiów. Strefa ta stanowi miejsce bytowania wielu organizmów oraz ich refugium w czasie wezbrań. Jest miejscem intensywnej bakteryjnej transformacji zanieczyszczeń płynących rzeką. W obszarach użytkowanych przez człowieka strefa ta jest jednak znacząco zmieniona wskutek regulacji rzek, działalności górnictwa, rolnictwa, rozbudowy miast oraz działalności przemysłowej. Przykładem jest silnie zanieczyszczona rzeka – Przemsza, w której została ona ograniczona wskutek regulacji do pojedynczych niewielkich łach piaszczystych stanowiących miejsce intensywnej bakteryjnej transformacji związków azotu, żelaza i siarczanów. Efektem działalności bakterii jest redukcja ilości tych związków w wodzie rzecznej. Brak świadomości znaczenia tej strefy aż do niedawna przyczyniał się do nieuwzględniania jej w zarządzaniu rzekami. Współcześnie coraz częściej podejmuje się działania zmierzające do jej utrzymania lub odtworzenia; również projekty regulacji nie powinny ograniczać możliwości napływu wód rzecznych w aluwia.

EN

Hyporheic zone is a dynamic ecotone created by active exchange of river and ground waters in sandy and gravelly alluvia. Its importance is much higher than its relatively small dimensions would suggest, limited by the valley bottom morphology and gradient, as well as the thickness and the grain size of the alluvia. The hyporheic zone is a habitat of many organisms and their refuge during floods. It is a place where intensive bacteria transformation of contaminants flowing down the river occurs. In intensively anthropologically changed areas this zone is heavily affected as a result of channelization, mining, agriculture, urbanization and industrial activity. The Przemsza River is an example of a strongly contaminated river with the hyporheic zone confined to small sand bars sparsely dispersed over the riverbed, where intensive bacterial transformation of nitrates, iron compounds and sulphates takes place. Bacterial activity contributes to reduction of these compounds in the river water. Lack of awareness of the role of this zone has until recently been the reason for neglecting it in the river management policy. At present, the activities oriented towards maintenance and rehabilitation of this zone are the more and more frequent, and the river channelization project should not hinder the possibility of the river water inflow into the alluvia.

Słowa kluczowe

PL

ekoton; aluwia; wody rzeczne; wody gruntowe; zanieczyszczenia; zlewnia Przemsza

EN

hyporheic zone; ecotone; alluvia; river water; groundwater; pollution; Przemsza river basin

• Czasopismo: Gospodarka Wodna
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 10
• Strony: 318--324
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Ciszewski, D.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Ochrony Środowiska, Kraków,

Bibliografia

• [1] Boano F., R. Revelli, L. Ridolfi. 2007. Bedform induced hyporheic exchange with unsteady flows. Advances in Water Resources, 30 ss. 148-156.
• [2] Boano F., A. Demaria, R. Revelli, L. Ridolfi. 2010. Bigeochemical zonation due to intrameander hyporheic flow. Water Resources Research, 46 ss. W02511.
• [3] Boulton A.J., M.R. Scarsbook, J.M. Quinn, G.P. Burrell. 1997. Landuse effects on the hyporheic ecology of five small streams near Hamilton, New Zealand. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research, 31 ss. 609-622.
• [4] Boulton A.J., T. Datry, T. Kasahara, M. Mutz, J.A. Stanford. 2010. Ecology and management of the hyporheic zone: stream-groundwater interactions of running waters and their floodplains. Journal of North American Benthological Society, 29 ss. 26-40.
• [5] Cliverd H.M. 2008. Nitrogen retention in the hyporheic zone of a glacial river in interior Alaska. Biogeochemistry, 88 ss. 31-46.
• [6] Craig L.S., M.A. Palmer, D.C. Richardson, S. Filoso, E.S., Bernhardt, B.P. Bledsoe, M.W. Doyle, P.M. Groffman, B.A. Hassett, S.S. Kaushal, P.M. Mayer, S.M. Smith, P.R. Wilcock, 2008. Stream restoration strategies for reducing river nitrogen loads. Frontiers in Ecology and the Environment, 6 ss. 529-538.
• [7] Fischer H., F. Kloep, S. Wilzcek, M.T. Pusch. 2005. A river`s liver - microbial processes within the hyporheic zone of a large lowland river. Biogeochemistry, 76 ss. 349-371.
• [8] Gandy C.J., J.W.N. Smith, A.P. Jarvis. 2007. Attenuation of mining derived pollutants in the hyporheic zone: a review. Science of the Total Environment, 373 ss. 435-446.
• [9] Gibert J., M.J. Dole-Olivier, P. Marmonier, P. Vervier. 1990. Surface water-groundwater ecotones. W: Naiman R.J., Decamps H. (red) The ecology and management of aquatic-terrestrial ecotones. UNESCO, London ss. 199-225.
• [10] Gibert J., L. Deharveng. 2002. Subterranean ecosystems: a truncated functional biodiversity. Bio-Science, 52 ss. 473-481.
• [11] Giblin A.E., C.R. Tobias, B. Song, N. Weston, G.T. Banta, V.H. Rivera-Monroy. 2013. The importance of dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) in the nitrogen cycle of coastal ecosystems. Oceanography, 26 ss. 124-131.
• [12] Hancock P.J. 2002. Human impacts on the stream- groundwater exchange zone. Environmental Management, 29 ss. 763-781.
• [13] Hancock P.J., A.J. Boulton, W.F. Humphreys. 2005. Aquifers and hyporheic zones: towards an ecological understanding of groundwater. Hydrogeological Journal, 13 ss. 98-111.
• [14] Hester E.T., M.N. Gooseff. 2010. Moving beyond the banks: hyporheic restoration is fundamental to restoring ecological services and functions of streams. Environmental Science and Technology, 44 ss. 1521-1525.
• [15] Hill A.R., C.F. LaBadia, K. Sanmugadas. 1998. Hyporheic zone hydrology and nitrogen dynamics in relation to the streambed topography of a N-rich stream. Biogeochemistry, 42 ss. 285-310.
• [16] Krause S., D.M. Hannah, J.H. Fleckenstein, C.M. Heppell, D. Kaeser, R. Pickup, G. Pinay, A.L. Robertson, P.J. Wood. 2011. Inter-disciplinary perspectives on processes in the hyporheic zone. Ecohydrology, 4 ss. 481-499.
• [17] Merill L., D.J. Tonjes. 2014. A review of the hyporheic zone, stream restoration and means to enhance denitrification. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 44 ss. 2337-2379.
• [18] Stan środowiska w województwie śląskim w 2014 roku. 2015. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska, Katowice ss. 148.
• [19] Sweeney B.W., T.L. Bott, J.K. Jackson, L.A. Kaplan, J.D. Newbold, L.J. Standley, W.C. Hession, R.J. Horwitz. 2004. Riparian deforestation, stream narrowing and loss of stream ecosystem services. Proceedings of the National Academy of Science, 101 ss. 14132-14137.
• [20] Triska F.J., V.C. Kennedy, R.J. Avanzino, G.W. Zellweger, K.E. Bencala. 1989. Retention and transport of nutrients in a third-order stream in northwestern California: hyporheic processes. Ecology, 70 ss. 1893-1905.
• [21] Triska F.J., J.H. Duff, R.W. Sheibley, A.F. Jackman, R.J. Avanzino. 2007. DIN retention-transport through four hydrologically connected zones in a headwater catchment of the upper Mississippi River. Journal of the American Water Resources Association, 43 ss. 60-71.
• [22] Ward A.S. 2016. The evolution and state of interdisciplinary hyporheic research. Wiley Interdisciplinary Reviews-Water, 3 ss. 83-103.
• [23] Wilkin R.T., H.L. Barnes, S.L. Brantley. 1996. The size distribution of framboidal pyrite in modern sediments: an indicator of redox conditions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60 ss. 3897-3912.
• [24] Woessner W.W. 2000. Stream and fluvial plain ground water interactions: rescaling hydrogeologic thought. Ground Water, 38 ss. 423-429.