Piotr Moniewski
8.8. Rola źródlisk w zasilaniu cieków
Na odpływ całkowity każdego cieku, będący rezultatem odpowiedzi jego zlewni na zasilanie atmosferyczne, składają się aktualne sumy odpływu bezpo-średniego (odpływu powierzchniowego i podpowierzchniowego) oraz odpły-wu podziemnego. Wielkość i dynamika poszczególnych form odpłyodpły-wu zależy od charakteru zlewni. W okresach bezopadowych i przy braku roztopów odpływ bezpośredni nie występuje. Przepływ w korycie cieku jest wówczas podtrzymy-wany wyłącznie przez drenaż wód podziemnych. Ciosenka należy do rzek o bar-dzo dużym udziale zasilania podziemnego w odpływie całkowitym. Zasilanie podziemne odbywa się tu poprzez elementy punktowe (źródła, źródliska) oraz liniowe (koryta, wycieki linijne) (Jokiel, Moniewski 2000, Jokiel 2002b).
Udział skoncentrowanych form zasilania podziemnego w ogólnej sumie od-pływu można wyrazić współczynnikiem drenowania punktowego zlewni WDP (Kryza 1986) – por. podrozdz. 11.2.D). Przepływy Ciosenki wyższe od średnich występują wyłącznie w chłodnej połowie roku. W tym okresie rzeka jest też intensywnie zasilana odpływem bezpośrednim. Z tego powodu udział źródlisk w zasilaniu rzeki jest w tym okresie najmniejszy i wynosi przeciętnie ok. 55%
(tab. 8.6). Na skutek roztopów marzec jest jedynym miesiącem, w którym wy-dajność źródlisk nie dominuje w strukturze odpływu Ciosenki (48,8%). Naj-niższy miesięczny współczynnik drenowania punktowego zlewni odnotowano w okresie wezbrania opadowo-roztopowego Ciosenki – w kwietniu 2001 r. (29,2%). Natomiast w okresie letnim przewaga wód pochodzenia źródlanego jest bardzo wyraźna. Ponad 2/3 odpływu w ciepłej połowie roku ma taką wła-śnie genezę, a spośród letnich miesięcy – najwyższy współczynnik drenowania punktowego odnotowano w sierpniu (70,8%). Rekordowy udział wód o źródla-nym rodowodzie odnotowano w wyjątkowo upalźródla-nym lipcu 2008 r. (94,9%).
Tabela 8.6. Średnie miesięczne przepływy i wydajności w latach 1998–2012
Miara
Jednostka
XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X
XI–IV V–X XI–X
QRZ dm3∙s–1 109 128 124 119 137 126 98,1 104 86,1 88,8 84,7 101 124 93,8 109 QZRO dm3∙s–1 43,5 45,2 42,6 46,1 44,6 48,3 44,1 44,4 40,7 42,1 40,1 43,9 45,1 42,6 43,8 QZCI dm3∙s–1 22,2 23,6 21,0 23,5 22,4 23,3 20,5 21,4 19,3 20,7 19,2 21,9 22,7 20,5 21,6 WDP % 60,1 53,9 51,1 58,7 48,8 56,7 65,9 63,1 69,7 70,8 70,0 65,2 54,9 67,4 61,2
Objaśnienia: QRZ – średni przepływ Ciosenki; QZRO – średnia wydajność źródliska Rosanów; QZCI – średnia wydajność źródliska Ciosny; WDP – współczynnik drenowania punktowego zlewni.
Przeciętny, wieloletni współczynnik drenowania punktowego (WDP) zlewni Ciosenki przekracza 60%. Oznacza to, że zdecydowana większość odpływu z jej zlewni pochodzi z wydajnych źródlisk, a tylko niespełna 40% dopływa w inny spo-sób. Wskazuje to na ogromne możliwości infiltracyjne i retencyjne osadów sandru grotnicko-lućmierskiego i dominację drenażu punktowego nad linijnym. W pła-skodennej dolinie Ciosenki spływ powierzchniowy pojawia się bowiem niezwy-kle rzadko. Ponadto niewielkie nachylenie jej zboczy i mały spadek hydrauliczny zwierciadła wód podziemnych sprawiają, że drenaż linijny jest tu mało skuteczny.
Natomiast dużą powierzchnię recepcyjną, sprzyjającą powstawaniu odpły-wu bezpośredniego, stanowią elementy antropogeniczne. Należy do nich nie-wątpliwie autostrada A2, wraz ze skierowanym do Ciosenki systemem odwod-nienia (Moniewski, Tomalski 2008). Również kompleks stawów hodowlanych w Ciosnach, zajmujący obszar kilku hektarów, błyskawicznie transformuje opady deszczu w odpływ. Jednak w ciepłych i suchych dniach ewaporacja z odsłoniętej i nagrzanej powierzchni tych zbiorników powoduje znaczące ubytki wód po-wierzchniowych, zwiększając tym samym współczynnik drenowania zlewni w okresie od lipca do września (rys. 8.6).
Rys. 8.6. Skumulowana wydajność źródlisk Rosanów i Ciosny na tle średnich miesięcznych
przepływów Ciosenki w latach 1998–2012
Objaśnienia: ŚrQ – wieloletni średni miesięczny przepływ lub wydajność źródła.
Warto zaznaczyć, że średni współczynnik drenowania punktowego w zlewni Cio-senki przekracza przeciętną wartość dla regionu Wzniesień Łódzkich, która wynosi 34,8%. Równie wysokim współczynnikiem charakteryzuje się tylko zlewnia Moszcze-nicy – 59,5% (Moniewski 2004). W górnych zlewniach Poru, Białej Łady, Sanny i Tanwi współczynnik ten osiąga 50–90% (Janiec, Michalczyk 1988). W Sudetach jego wartości zawierają się w szerokim przedziale: od 12–40% w zlewni Kamiennej (Kry-za H., Kry(Kry-za J. 1988) do 56–69% w zlewniach Masywu Śnieżnika (Kry(Kry-za H. 1988).
Ciosenka wyróżnia się ponadto wyjątkowo dużym, jak na warunki środkowej Polski, odpływem jednostkowym q = 7,21 dm3∙s–1∙km–2 (por. podrozdz. 11.2.B). Iden-tycznym odpływem (q = 7,2 dm3∙s–1∙km–2) cechuje się w regionie tylko zlewnia Mły-nówki, również zasilana licznymi źródłami (Moniewski 2004). Odpływ jednostkowy pochodzenia źródlanego (qZ) wynosi w zlewni Ciosenki aż 4,4 dm3∙s–1∙km–2 – najwię-cej wśród wszystkich zlewni regionu. Świadczy to o bardzo dużym znaczeniu pod-ziemnej fazy obiegu wody w kształtowaniu zasilania tej rzeki, co jest charakterystycz-ne bardziej dla zlewni pojeziernych i wyżynnych niż dla obszarów Niżu Polskiego.
8.9. Podsumowanie
Badanie wydajności źródeł dostarcza wielu informacji o drenowanym zbior-niku wody podziemnej. Sposób odpowiedzi zbiornika na zasilanie atmosferycz-ne jest funkcją jego aktualnych parametrów hydrogeologicznych, zarówno tych
stałych, wynikających z charakteru wodonośca, jak i zmieniających się w różnej skali czasowej (warunki infiltracji, napełnienie itp.). Źródła pełnią rolę swoistych „rejestratorów” zapisujących oraz odtwarzających działanie systemu hydrogeolo-gicznego zarówno w skali lokalnej (pojedynczy wypływ), jak i regionalnej (jed-nostka hydrogeologiczna). Znakomitym przykładem mogą być tu badane źródli-ska, których charakterystyka wydajności wiele mówi o cechach zbiornika wód podziemnych związanego z osadami sandru grotnicko-lućmierskiego. Wspólna geneza zasilania i wodoprzepuszczalność piaszczysto-żwirowych osadów deter-minują tempo sczerpywania zasobów i ich odnawialność. Roczny rytm zjawisk atmosferycznych znajduje swoje odzwierciedlenie w sezonowym rozkładzie wydajności i jej wieloletniej zmienności. Od rozmiarów drenowanego zbiornika zależy natomiast średnia wydajność źródliska, jej inercja i udział w całkowitym odpływie Ciosenki.
Potrzeby wykonywania statystycznych analiz szeregów wydajności źródeł nie trzeba właściwie uzasadniać. Należy jednak podkreślić, że monitoring kreno-logiczny wciąż leży na marginesie zainteresowań wyspecjalizowanych służb po-miarowych. W „Rocznikach Hydrogeologicznych” wydawanych przez Państwo-wą Służbę Hydrogeologiczną publikowane są wyłącznie ekstremalne i średnie miesięczne wydajności zaledwie 33 źródeł (23 karpackich i 10 sudeckich). Regu-larnymi pomiarami wydajności objęte są również wywierzyska tatrzańskie (Bar-czyk 2008) oraz niektóre źródła szczelinowe i szczelinowo-krasowe na obszarze Pienin (Humnicki 2012), a także wyżyn węglanowych (Michalczyk, Chabudziń-ski 2013). Jednak ich wyniki nie są powszechnie dostępne, a obliczane wskaźniki – nie zawsze porównywalne. Dlatego ważne jest przedstawianie możliwie pełnej charakterystyki źródeł, opartej nie tylko na rzetelnych danych pomiarowych, lecz przede wszystkim na ich wnikliwej analizie.