Paweł Jokiel
4.2. Odpływy charakterystyczne w wieloleciu
Analizie poddano materiał hydrometryczny pochodzący z 12 wodowskazów zamykających autochtoniczne zlewnie położone w środkowej Polsce (rys. 4.1, tab. 4.1). Podstawowym materiałem badawczym były codzienne przepływy tych rzek (Qi – por. podrozdz. 11.2.A) pochodzące z wielolecia 1951–2002. Aby
umoż-liwić analizy porównawcze, dobowe natężenia przepływu wyrażone w m3·s–1 za-stąpiono odpływami jednostkowymi (qi), których wymiarem są dm3·s–1·km–2 (por. podrozdz. 11.2.B). Wybrane, spośród tych danych miesięczne wartości ne utworzyły, dla każdej z badanych rzek, dwie macierze odpływów ekstremal-nych (WqM i NqM – por. podrozdz. 11.2.C).
Druga połowa XX w. charakteryzowała się w środkowej Polsce wyraźną zmiennością klimatyczną (Kożuchowski [red.] 2000, Wibig 2001, Jokiel 2008), co w dużej mierze wpływało na wiele charakterystyk odpływu (Jokiel 2004, Bart-nik, Jokiel 2001). Okres do 1965 r. odznaczał się częstym występowaniem wez-brań i niżówek oraz odpływami nieco poniżej przeciętnej. W latach 1966–1983 dominującym zjawiskiem hydrologicznym były liczne i duże wezbrania oraz sto-sunkowo rzadkie i płytkie niżówki. Dodajmy, że odpływy średnie były wówczas wyższe od średniej wieloletniej. Częste i głębokie niżówki, przy stosunkowo ni-skich odpływach średnich, były natomiast charakterystyczne dla lat 1983–1997. W późniejszym czasie (1997–2003) ponownie odnotowano wzrost częstości wy-stępowania wezbrań, a jednocześnie wyraźny wzrost odpływu i to zarówno w pół-roczu zimowym, jak i letnim (Bartnik, Jokiel 2005, Jokiel 2004). Wydaje się, iż taki obraz struktury odpływu w tym regionie występuje do dziś (Jokiel, Stani-sławczyk 2012).
Rys. 4.1. Wybrane rzeki środkowej Polski (numery rzek jak w tab. 4.1)
Tabela 4.1 zawiera charakterystyczne odpływy jednostkowe z wybranych zlewni środkowej Polski (średni – SSq, najwyższy – WWq, najniższy – NNq) – por. podrozdz. 11.2.C. Zamieszczony w niej współczynnik zmienności dotyczy średnich miesięcznych odpływów jednostkowych z wielolecia (CvSqM) – por. podrozdz. 11.1.C. W dwu ostatnich kolumnach umieszczono terminy (miesiące i lata) pojawienia się ekstremów odpływu.
Zróżnicowanie przestrzenne średnich odpływów miesięcznych jest w tej czę-ści Polski dość duże i zawiera się w przedziale od 4,9 dm3·s–1·km–2 w zlewni Rawki (pominięto dane Ochni z uwagi na krótką serię pomiarową) do 10,1 dm3·s–1·km–2
w zlewni Czarnej Malenieckiej. Stosunkowo wysokie odpływy średnie (powyżej 8,0 dm3·s–1·km–2) wystąpiły w zlewniach systemu Pilicy: Czarnej Malenieckiej, Luciąży i Drzewiczki. Niskie odpływy średnie (poniżej 4,0 dm3·s–1·km–2) były zaś charakterystyczne dla zlewni dopływów Bzury: Ochni i Rawki.
Współczynnik zmienności odpływów średnich miesięcznych CvSqM zawie-rał się w przedziale od 44% (Rawka) do 144% (Ochnia), przy średniej bliskiej 74% (tab. 4.1). Wartości najniższe były charakterystyczne dla prawostronnych dopływów Bzury: Mrogi i Rawki – znaczne zasoby wód podziemnych i duży udział podziemnego zasilania (Jokiel 1994b), zaś najwyższe (Ochnia, Ołobok, Oleśnica) dla zlewni o niskich opadach i małej retencji, w których dynamika od-pływu zwiększana jest dodatkowo przez czynniki antropogeniczne (pobór wód powierzchniowych dla nawodnień i gospodarki na stawach hodowlanych, zrzuty komunalne wód pościekowych).
Tabela 4.1. Odpływy charakterystyczne wybranych rzek środkowej Polski
Lp. Rzeka Przekrój Pow.
zlewni danychSeria SSq Cvm
[%]
WWq NNq
[dm3·s–1·km–2] [km2] [lata] [dm3·s–1·km–2] data
1. Czarna M. Dąbrowa 914 1951–2002 10,1 66 125 VIII, 1972 0,33 VI, 1961 2. Luciąża Kłudzice 506 1961–2002 8,7 68 152 VI, 1966 0,55 VII, 1994 3. Wolbórka Zawada 616 1951–2002 6,8 63 86 V, 1962 0,24 VII, 1994 4. Drzewiczka Odrzywół 1004 1951–2002 8,1 60 178 II, 1967 0,59 V, 1959 5. Ochnia Kutno 465 1966–1990 4,8 144 104 I, 1982 0,02 wielokrotnie 6. Mroga Bielawy 467 1961–2002 6,2 48 69 V, 1962 0,86 VIII,1995 7. Rawka Kęszyce 1191 1951–2002 4,9 44 81 V, 1962 0,32 IX, 1992 8. Oleśnica Niechmirów 592 1951–2002 5,8 89 118 I, 1953 0,32 VIII, 1992 9. Grabia Grabno 811 1951–2002 7,1 82 106 II, 1953 0,60 II,1954 10. Ner Dąbie 1712 1951–2002 7,0 63 50 III, 1979 0,41 VI, 1970 11. Prosna Mirków 1255 1951–2002 5,7 67 93 I, 1953 0,23 VIII, 1952 12. Ołobok Ołobok 447 1951–2002 5,0 92 72 VIII, 1985 0,01 IX, 1954
Objaśnienia: SSq – średni odpływ jednostkowy; CvSqM – współczynnik zmienności odpływów miesięcznych; WWq – największy odpływ jednostkowy; NNq – najmniejszy odpływ jednostkowy.
Najwyższe odpływy jednostkowe w wieloleciu 1951–2002 zawierały się po-między 50 dm3·s–1·km–2 (Ner) a 178 dm3·s–1·km–2 (Drzewiczka). Relatywnie wy-sokie WWq (powyżej 120 dm3·s–1·km–2) wystąpiły w zlewniach trzech dopływów Pilicy: Czarnej Malenieckiej, Luciąży i Drzewiczki. Zauważmy, że za wyjątkiem Drzewiczki w pozostałych rzekach badanej części systemu Pilicy WWq odnoto-wywano głównie w miesiącach letnich (maj, czerwiec, sierpień) – w czasie wez-brań opadowych. Inaczej w zlewni Warty. Tu we wszystkich rzekach najwyższe odpływy jednostkowe wystąpiły w miesiącach zimowych (styczeń, luty, marzec) i były skutkiem wezbrań roztopowych lub złożonych.
Zaznacza się również zbieżność w czasie i w przestrzeni wezbrań eks-tremalnych. Dla przykładu, w 1953 r. najwyższe odpływy jednostkowe zano-towano w trakcie wezbrania zimowego (w styczniu lub w lutym). Dotyczy-ło to Oleśnicy i Grabi (zlewnia Warty) oraz sąsiadującej z nimi od wschodu Prosny. Także w dwóch rzekach systemu Bzury oraz w położonej na południu
od nich Wolbórce najwyższe odpływy jednostkowe miały miejsce w tym sa-mym miesiącu (tym razem w kwietniu 1962 r.). Odpływy WWq dla połowy z 12 wybranych zlewni wystąpiły w półroczu zimowym (w styczniu, lutym i marcu). W pozostałych rzekach absolutne maksima zdarzyły się w maju, czerwcu lub w sierpniu (półrocze ciepłe). Zwraca tu uwagę brak ekstremalnie wysokich wezbrań w lipcu.
Obliczone indeksy powodziowości KF–R – Francou-Rodiera (por. podrozdz. 11.2.E) badanych rzek zawiera tab. 4.2. Ich wartości w większości przypadków nie przekraczają 2,0, a tylko w jednym są bliskie 2,5 (Drzewiczka). Średni indeks
ŚKF–R, uzyskany dla ponad 80 rzek Polski wynosi 1,93, zaś wartości ekstremalne mieszczą się w tym zbiorze w granicach od 4,31 do 0,12 (Jokiel, Tomalski 2004). Biorąc pod uwagę fakt, że najwyższe liczebności indeksu KF–R w skali Polski znaj-dują się w przedziale od 1,5 do 2,5, można stwierdzić, że indeksy rzek regionu sy-tuują się właśnie w zakresie przedziału dominanty (por. podrozdz. 11.1.B). Zatem rzeki środkowej Polski, choćby tylko na tle rzek naszego kraju, charakteryzują się stosunkowo małą powodziowością.
Tabela 4.2. Indeksy powodziowości KF–R Françou-Rodiera
Rzeka
(num.) Cz. Mal.(1) Luciąża(2) Wolbórka(3) Drzew.(4) Ochnia(5) Mroga(6) Rawka(7) Oleśnica(8) Grabia(9) (10)Ner Prosna(11) Ołobok(12) Indeks KF–R 2,17 2,23 1,79 2,50 1,91 1,57 1,84 2,05 2,01 1,47 1,98 1,60
Obliczone NNq zawierały się w granicach od poniżej 0,02 dm3·s–1·km–2
(zlewnia Ołoboku i Ochni) do 0,86 dm3·s–1·km–2 (zlewnia Mrogi). Najniższe od-pływy w regionie występowały w półroczu letnim (sierpień – trzy razy; czer-wiec, lipiec i wrzesień – po dwa razy). W Ochni i w Ołoboku najgłębsze niżów-ki wystąpiły we wrześniu. Wyjątniżów-kiem jest Grabia, gdzie NNq zanotowano zimą (luty 1954 r.).
Minimalny odpływ jednostkowy ze zlewni Ochni (0,02 dm3·s–1·km–2) w wie-loleciu 1966–1990 wystąpił aż pięciokrotnie. Trzy razy w 1989 r. (lipiec, sierpień, wrzesień) i dwa razy w 1990 r. (sierpień, wrzesień). Są to lata, które rozpoczynają wyróżniony przez autora (Jokiel 2004) okres bardzo niskich odpływów jednost-kowych w środkowej Polsce, trwający od 1986 do 1995 r. W tym czasie eks-tremalnie niskie odpływy i bardzo głębokie niżówki zanotowano także w zlew-niach dopływów Pilicy (Wolbórka, Luciąża), Bzury (Rawka, Mroga, Ochnia) oraz w zlewni Oleśnicy. W pozostałych zlewniach (Drzewiczka, Czarna Maleniecka, Prosna, Ołobok i Grabia) absolutne minima wystąpiły w suchych latach 50. Tyl-ko w Nerze minimum odpływu pojawiło się w okresie stosunTyl-kowo wilgotnym – 1970 r.