nr 4 (81) 2016, s. 71-84
___________________________________________________________________________
Zastosowanie metody River Habitat Survey w ocenie
stanu hydromorfologicznego rzek i potoków w obszarze
oddziaływania podziemnej eksploatacji złóż rud miedzi
Jarosław Czmiel1), Izabela Kotarska1)1)
KGHM CUPRUM sp. z o.o., Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław j.czmiel@cuprum.wroc.pl, i.kotarska@cuprum.wroc.pl
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki badania stanu hydromorfologicznego dwóch cieków: dopły-wu z Trzebcza, znajdującego się na obszarze górniczym Rudna i pozostającego pod wpły-wem oddziaływania podziemnej eksploatacji złóż rud miedzi, oraz Młynówki, cieku, znajdują-cego się na obszarze, który dotychczas nie podlegał wpływom górniczym. Uzyskane wyniki przeanalizowano pod kątem wpływu działalności górniczej na stan hydromorfologiczny cieku oraz w aspekcie możliwości zastosowania metody oceny stanu hydromorfologicznego cieków na terenach górniczych oraz zaproponowano jej modyfikację (rozszerzenie o dodatkowe badania terenowe i obliczenia wskaźnika antropopresji w zlewni) w kierunku optymalizacji jej zastosowania do monitoringu wód powierzchniowych na terenach górniczych.
Słowa kluczowe: teren górniczy, River Habitat Survey, modyfikacja metodyki, stan hy-dromorfologiczny cieku
Application of River Habitat Survey Method
for hydromorphological state of watercourses
in the area of copper ore underground mining impact
Abstract
In the paper were presented the research results of the hydromorphological state of two watercourses: Trzebcz watercourse, which is located on the mining area Rudna and is influenced by underground exploitation of copper ore deposits and Młynówka watercourse, which flows through the area beside mining impacts. Obtained results were analyzed in the aspect of the mine exploitation impact on the hydromorphological state of the watercourse and in terms of application possibility of the method of hydromorphological state assessment of the watercourses on mining areas. The method was modified (by increasing the range of terrain researches and calculation of the anthropopression index of the river catchment) to optimize its application to surface water monitoring performed on mining areas.
Key words: mining area, River Habitat Survey, methodology modification,
hydromorpho-logical state of the watercourse
Wstęp
Zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem Ministra Środowiska w sprawie sposo-bu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych (DzU 2016, poz. 1187), ocena stanu hydromorfologicznego jest jednym z trzech składników oceny stanu ekologicznego
___________________________________________________________________________ wód płynących. Wśród kilku systemów oceny rzek, opartych na parametrach hydro-morfologicznych, które rozwinęły się w ostatnich 15 latach w różnych krajach Euro-py, system River Habitat Survey (RHS) należy do najbardziej rozpowszechnionych, także w Polsce.
Celem pracy było:
zbadanie przydatności metody River Habitat Survey (RHS) do oceny stanu hydromorfologicznego wód powierzchniowych terenów, zarówno objętych wpływami działalności górniczej, jak i terenów perspektywicznej działalności KGHM Polska Miedź SA;
modyfikacja metody pod kątem uzyskania brakującego narzędzia, umożli-wiającego prawidłową interpretację wyników badań metodą RHS, w celu opracowywania dokumentacji środowiskowych w zakresie stanu wód po-wierzchniowych na terenach istniejących lub prognozowanych wpływów eksploatacji.W ramach projektu przeprowadzono badania dwóch cieków: dopływu z Trzebcza, znajdującego się na obszarze O/ZG Rudna i pozostającego pod wpływem oddzia-ływania deformacji powierzchni terenu oraz ognisk zanieczyszczeń związanych ze starymi hałdami odpadów wydobywczych, oraz Młynówki, cieku, znajdującego się na obszarze górniczym Głogów Głęboki – Przemysłowy i obszarze koncesyjnym Głogów, który dotychczas nie podlegał wpływom z eksploatacji miedzi. Uzyskane wyniki przeanalizowano pod kątem możliwości zastosowania metody oceny stanu hydromorfologicznego cieków na terenach górniczych oraz zaproponowano jej mo-dyfikację w kierunku optymalizacji jej zastosowania w zakresie prowadzonego przez KGHM Cuprum monitoringu wód powierzchniowych.
Badania terenowe, poprzedzone analizą materiałów kartograficznych oraz prac archiwalnych, przeprowadzono na przełomie września/października 2014 i w maju 2015 r. Praca była zrealizowana w ramach wewnętrznego funduszu innowacyjności KGHM Cuprum sp. z o.o. CBR [2].
1. Metodyka
River Habitat Survey jest metodą oceny siedliska i jakości cieku, opartą na opisie struktury morfologicznej. Badania realizowane są w dwóch etapach na reprezenta-tywnym odcinku rzeki o długości 500 m. Pierwszy etap obejmuje inwentaryzowanie podstawowych cech morfologicznych koryta i brzegów w 10 profilach rozmieszczo-nych co 50 m. Uwzględnia się parametry fizyczne, takie jak dominujący typ przepły-wu, substrat dna i brzegów, wielkość erozji skarp, sposób sedymentacji, typy prze-kształceń oraz umocnienia techniczne skarp i koryta. Dodatkowo w profilach o sze-rokości 10 m określana jest struktura roślinności wodnej i brzegowej oraz użytkowa-nie brzegów. Drugi etap badań obejmuje opis syntetyczny, prowadzony dla całego, 500-metrowego odcinka badawczego. Uwzględnia on wszystkie formy morfologicz-ne i przekształcenia, uzupełnia inwentaryzację o opis doliny, wymiary koryta, by-strza, charakterystykę materiału sedymentującego i inne. Badania pozwalają na zebranie do 400 parametrów, określających warunki hydromorfologiczne badanego odcinka. Uporządkowany system profili badawczych stwarza szerokie możliwości zastosowania różnych technik statystycznych. Walorem systemu RHS jest też kom-pleksowość opisu cieku wraz z doliną rzeczną, sięgający na odległość 50 m od kory-ta. Szczegółowy opis metody RHS zamieszczony został m.in. w podręczniku do
__________________________________________________________________________ badań terenowych [13] oraz na stronie internetowej Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu (http://www.up.poznan.pl/keios/keios/).
Duże możliwości ewaluacji wyników badań stwarzają syntetyczne wskaźniki, będące wypadkową wielu pojedynczych parametrów podstawowych, pozwalające ocenić właściwości hydromorfologiczne rzek w formie liczbowej. Najszerzej stoso-wane są dwa indeksy liczbowe:
wskaźnik naturalności siedliska (Habitat Quality Assessment – HQA) Wskaźnik naturalności siedliska, bazujący na obecności oraz różnorodności naturalnych elementów cieku oraz doliny rzecznej, pokazuje, do jakiego stopnia środowisko ma cechy charakterystyczne dla naturalnego bądź do niego zbliżonego. W celu wyznaczenia wskaźnika HQA należy zsumować wartości liczbowe przydzielone zgodnie z wymogami metodyki RHS wybra-nym elementom analizy, tj.: typ przepływu w rzece, materiał budujący dno koryta, naturalne elementy morfologiczne koryta i brzegów (odsyp brzego-wy utrwalony i nieutrwalony roślinnością, stabilne i erodujące podcięcie brzegu, odsyp meandrowy nieutrwalony roślinnością), struktura roślinności na skarpie i szczycie brzegu, roślinność wodna, intensywność zadrzewie-nia, użytkowanie terenu w pasie do 50 m od szczytu brzegu czy też cenne przyrodniczo elementy środowiska (np. szuwary brzegowe) [13]. Maksy-malna wartość, jaką może ostatecznie przyjąć wskaźnik HQA, wynosi 135. Taka sytuacja świadczy o tym, że rzeka jest całkowicie naturalnym ciekiem, występuje bardzo duże zróżnicowanie morfologiczne w korycie oraz jego otoczeniu. Im wskaźnik jest niższy, tym rzeka ma mniej naturalnych cech hydromorfologicznych;
wskaźnik przekształcenia siedliska (Habitat Modification Score – HMS) W celu wyznaczenia wartości wskaźnika przekształcenia siedliska brane są pod uwagę wszystkie formy przekształceń zarejestrowanych podczas prze-prowadzania badań terenowych w profilach kontrolnych oraz poza nimi, tj.: budowla piętrząca, przeprawa, umocnienia brzegów, wyprofilowanie brze-gów lub dna, obwałowanie, woda spiętrzona na skutek obecności budowli wodnych czy też wykaszanie brzegów. HMS może przyjmować wartości od 0 do 100, gdzie 0 oznacza brak jakichkolwiek przekształceń antropogenicz-nych. Im wskaźnik jest wyższy, tym wielkość przekształceń jest większa [13].Stosowanie indeksów liczbowych odniesionych do warunków referencyjnych po-zwala na obliczenie stanu jakości hydromorfologicznej badanego odcinka zgodnie z oczekiwaniami ramowej dyrektywy wodnej.
2. Charakterystyka badanych cieków 2.1. Dopływ z Trzebcza
Dopływ z Trzebcza jest ciekiem IV rzędu, prawostronnym dopływem Moskorzynki uchodzącej do rzeki Rudna. Według mapy podziału hydrograficznego Polski jest on jednolitą częścią wód powierzchniowych oraz częścią SCWP Moskorzynka, mającej status silnie zmienionej części wód powierzchniowych. Jego średni spadek 13,04‰ pozwala na zaliczenie go do cieków o charakterze górskim [5]. Średni spadek zlewni wynosi 17,4‰, co wynika z dużych deniwelacji (85 m) w obrębie stosunkowo małej zlewni (9,98 km2). Duże wartości tych parametrów sprzyjają szybkiemu obiegowi
___________________________________________________________________________ wody w zlewni. Całkowita długość cieku według Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej [7] wynosi 3,83 km. Parametry cieku i zlewni, obliczone na podstawie po-miarów wykonanych na mapach portali KZGW i Dolnośląskiego Wydziału Geodezji i Kartografii, przedstawiono w tabeli 1. W tabeli 2 podano charakterystykę zagospo-darowania zlewni.
Obliczony dla zlewni Dopływu z Trzebcza wskaźnik antropopresji P [6, 12] wy-nosi:
= + +
+ + + = ,
gdzie:
GO – powierzchnia gruntów ornych (km2), PG – pozostałe grunty (km2),
OZ – obszary zmeliorowane (km2), PZ – powierzchnie zalesione (km2), UZ – użytki zielone (km2),
S – sady (km2),
K – współczynnik gęstości zaludnienia.
Niska wartość wskaźnika P wynika głównie z dużego udziału lasów w zagospo-darowaniu powierzchni zlewni.
Dopływ z Trzebcza od źródła do miejscowości Trzebcz podlegał hydromorfolo-gicznym zmianom antropogenicznym co najmniej od początku XX w. Świadczą o tym mapy archiwalne, na których zauważyć można groble, stawy, rowy meliora-cyjne (rys. 1). Po 1945 r. część stawów ulegała renaturyzacji, zamieniając się po-nownie w obszary podmokłe. W centralnej części wsi Trzebcz melioracje były kon-tynuowane – zmodyfikowany został przebieg cieku (pogłębienie, likwidacja mean-drów). W 2. połowie lat 80. XX w., na skutek prowadzonej eksploatacji miedzi, na obszarze zlewni rozpoczęły się rozwijać deformacje pionowe – niecki osiadań. Ak-tualnie osiadania terenu występują na całej powierzchni zlewni, a na terenie wsi Trzebcz zlokalizowana jest niecka, w centrum której wartość obniżenia terenu prze-kroczyła 3,75 m. Ze względu na położenie niecki w środkowej części doliny cieku, z centrum w niewielkiej odległości od koryta, wystąpiły następujące zmiany spad-ków lokalnych: od źródła do centrum niecki wzrost rzędu 1-2‰, a od centrum do ujścia spadek o 1,3‰. (rys. 2).
__________________________________________________________________________
Rys. 1. Stan potoku z Trzebcza ok. 1933 r., w rejonie miejscowości Trzebcz (Archiwum Map Wojskowego Instytutu Geograficznego 1919-1939)
Objaśnienia: 1, 2, 6 – stawy, obecnie tereny zabagnione, 3 – staw istniejący, 4 – teren zmelio-rowany (ciek na tym odcinku wg mapy meandrujący, obecnie uregulowany, prosty), 5 – strefa dopływu prawostronnego, teren podmokły, obecnie rejon maksymalnych obniżeń
ze stawami powstałymi w latach 1990-2000
___________________________________________________________________________
2.2. Młynówka
Młynówka jest ciekiem III rzędu, lewostronnym dopływem Rzuchowskiej Strugi, uchodzącej do Odry. Według mapy podziału hydrograficznego Polski stanowi ona jednolitą część wód powierzchniowych oraz część SCWP Rzuchowska Struga, mającej status silnie zmienionej części wód powierzchniowych.
Ciek Młynówka charakteryzuje się średnim spadkiem 10,66‰, mieszczącym się w zakresie spadków typowych dla cieków o charakterze górskim [5]. Średni spadek zlewni wynosi 15,5 ‰, wynika to z dużych deniwelacji (115 m) w obrębie małej zlewni (11,64 km2). Podobnie jak dla potoku z Trzebcza, wartości tych parametrów sprzyjają szybkiemu obiegowi wody w zlewni. Całkowita długość cieku wynosi 8,82 km. Parametry cieku i zlewni, obliczone na podstawie pomiarów wykonanych na mapach portali KZGW [7] i dolnośląskiego WGiK [9], przedstawiono w tabeli 1. W tabeli 2 przedstawiono zagospodarowanie zlewni.
Ciek Młynówka do 2016 r. pozostawał poza wpływem oddziaływania podziemnej eksploatacji złóż rud miedzi na powierzchnię terenu.
Obliczony dla zlewni Młynówki wskaźnik antropopresji P [6, 12] wynosi 3,31. Jego wysoka wartość wynika głównie z dużego udziału gruntów ornych i małej ilości lasów na obszarze zlewni.
Tabela 1. Wybrane parametry fizjograficzne cieku i zlewni dopływu z Trzebcza i Młynówki
Nazwa* symbol jednostka
wartość Dopływ z Trzebcza Młynówka długość cieku l km 3,83 8,82 wysokość źródła Hz m n.p.m. 160 164 wysokość ujścia Hu m n.p.m. 110 70
spadek wyrównany cieku iw ‰ 13,04 10,66
powierzchnia zlewni A km2 9,98 11,64
długość zlewni L km 5,23 7,55
maksymalna długość zlewni Lm km 4,93 7,44
średnia szerokość zlewni B km 2,02 1,56
obwód zlewni P km 15,42 19,78
wskaźnik wydłużenia zlewni Cw - 0,72 0,52
maksymalna wysokość
zlewni Hmax m n.p.m. 195 185
minimalna wysokość zlewni Hmin m n.p.m. 110 70
deniwelacja zlewni ∆H m 85 115
deniwelacja działu wodnego ∆Hd m 85 115
średni spadek zlewni J ‰ 17,24 15,46
__________________________________________________________________________ Tabela 2. Użytkowanie terenu w zlewniach dopływu Trzebcza i Młynówki
Rodzaj użytkowania Dopływ z Trzebcza Młynówka
km2 % km2 %
Lasy, zadrzewienia i zakrzaczenia 4,23 42,4 0,72 6,27
Grunty orne 3,26 32,6 9,35 80,98
Nieużytki, łąki i ugory 0,36 3,6 0,00 0,00
Sady, ogrody, ogródki działkowe 0,28 2,8 1,43 12,34
Wody 0,02 0,2 0,03 0,27
Tereny uszczelnione 1,84 18,5 0,02 0,14
3. Przebieg badań i wyniki 3.1. Dopływ z Trzebcza
Na podstawie analizy materiałów kartograficznych [7, 8, 9] oraz wstępnego karto-wania hydrologicznego cieku od źródeł do ujścia dokonano oceny zróżnicokarto-wania hydromorfologicznego wzdłuż biegu potoku pod względem stopnia antropopresji.
Do badań RHS wytypowano dwa odcinki (rys. 3), położone w miejscach o różnym użytkowaniu strefy przybrzeżnej:
odcinek badawczy Trzebcz 01 zlokalizowany w rejonie wsi Trzebcz, gdzie należało spodziewać się dużych wpływów z różnego typu antropopresji;
odcinek badawczy Trzebcz 02 zlokalizowano w dolnym biegu potoku,w strefie z zachowanym naturalnym drzewostanem. Odcinek ten znajduje się w granicach Zespołu Przyrodniczo-Krajobrazowego „Trzebcz”, którego przedmiotem ochrony jest dolina potoku.
Wykonanie badań RHS w dwóch odcinkach badawczych, stanowiących łącznie 25% długości cieku, należy uznać za reprezentatywne dla dopływu z Trzebcza, umożliwiające kompleksową ocenę warunków hydromorfologicznych, z uwzględ-nieniem potencjalnego oddziaływania przemysłu miedziowego, urbanizacji czy rol-nictwa.
Początek odcinka badawczego Trzebcz 01 wyznaczono 50 m za pierwszymi (od strony południowej) zabudowaniami miejscowości Trzebcz. Na długości 500 m pro-wadzono zgodnie z metodyką szczegółowe obserwacje, wpisując je do formularzy terenowych. Przebieg odcinka badawczego i lokalizację transektów zapisywano za pomocą GPS. Aby nawiązać w trakcie badań RHS do wyników monitoringu che-micznego cieku, w punktach newralgicznych wykonywano pomiary przewodnictwa elektrolitycznego wody: cieku głównego, dopływów i wysięków wód podziemnych ze skarp cieku. Drugi odcinek badawczy – Trzebcz 02 zlokalizowano w dolnej strefie doliny, na SE od miejscowości Guzice. Jego początek znajduje się 50 m na N od skrzyżowania drogi polnej z Guzic z doliną cieku.
___________________________________________________________________________
Opis wydzielonych odcinków dopływu z Trzebcza:
1 Odcinek ujściowy:
zmiany przebiegu cieku, modyfikacje koryta, me-lioracje, sztuczne zbior-niki wodne;
2 Odcinek dolny:
natural-ny, leśnatural-ny, meandrujący, teren Zespołu Przyrodni-czo Krajobrazowego „Trzebcz”;
3 Odcinek środkowy:
naturalny, z niewielkimi zmianami, mean-drujący, dwa obszary na lewym brzegu, chronione w granicach ZPK „Trzebcz”;
4 Odcinek środkowy,
uregulowany, mody-fikacje koryta, dna, skarp, melioracje (od początku XX w.), możliwe wpływy z nawożenia gruntów uprawnych i ścieków bytowych, wpływy defor-macji powierzchni terenu (zmiany spadku cieku, stawy w miejscu maksy-malnych obniżeń niecki osiadania);
5 Odcinek źródliskowy: modyfikacje koryta jak w p. 4, powierzchna zlewni cząstkowej silnie
zmieniona (uszczelnienie powierzchni terenu na obszarze miasta Polkowice i rejonu szybów głównych ZG Rudna, zanik górnego odcinka cieku na długości ok. 350 m na skutek przesu-nięcia bazy drenażu wynikającego z obniżenia terenu w rejonie wsi Trzebcz, zmiany jakości wody na skutek dopływu zanieczyszczeń (głównie chlorki) ze składowiska odpadów wydo-bywczych (hałda) oraz zakładów chemicznych.
Rys. 3. Wstępny podział dopływu z Trzebcza na odcinki o różnym stopniu zmian antropoge-nicznych (wpływy urbanizacji, uprzemysłowienia, rolnictwa, wydobycia miedzi) Na podstawie danych uzyskanych z badań w terenie obliczono dwa syntetyczne wskaźniki hydromorfologiczne:
wskaźnik naturalności siedliska (Habitat Quality Assessment – HQA),
wskaźnik przekształcenia siedliska (Habitat Modification Score – HMS). Według kategorii wartości wskaźnika HQA [13] badany ciek w odcinku górnym klasyfikuje się jako umiarkowanie naturalny, a w odcinku dolnym bardzo naturalny (tabela 3). Według kategorii wartości wskaźnika HMS [13] badany ciek w odcinku górnym klasyfikuje się jako znacząco zmodyfikowany, a w odcinku dolnym jako naturalny (tabela 4).__________________________________________________________________________ Na podstawie obliczonych wskaźników HQA i HMS oceniono klasę stanu hydro-morfologicznego siedliska rzecznego w odniesieniu do pięciostopniowej skali opra-cowanej dla polskich rzek [13]. Badane odcinki potoku z Trzebcza klasyfikują się następująco:
Trzebcz 01 – Klasa IV Trzebcz 02 – Klasa I
Tabela 3. Wyniki punktacji poszczególnych parametrów hydromorfologicznych oraz końcowa wartość wskaźnika naturalności siedliska HQA dla dopływu z Trzebcza
Grupa parametrów hydromorfologicznych Dopływ z Trzebcza
Trzebcz 01 Trzebcz 02
Typ przepływu 6 8
Naturalny materiał dna koryta 5 4
Naturalne elementy morfologiczne koryta 1 4
Naturalne elementy morfologiczne brzegów 2 16
Odsypy meandrowe 0 3
Struktura roślinności brzegowej 12 12
Grupy roślin wodnych 5 0
Użytkowanie terenu w pasie 50 m od szczytu brzegów 0 14
Cenne przyrodniczo elementy środowiska rzecznego 0 5
Zadrzewienia i elementy morfologiczne im towarzyszące 6 8
SUMA = HQA 37 74
Klasy naturalności umiarkowanie naturalny
bardzo naturalny
Tabela 4. Wyniki punktacji poszczególnych kategorii modyfikacji antropogenicznych w obliczeniach wskaźnika przekształcenia siedliska HMS dla dopływu z Trzebcza
oraz końcowa wartość wskaźnika przekształcenia siedliska HMS Kategoria przekształceń antropogenicznych koryta
i doliny rzecznej
Dopływ z Trzebcza Trzebcz 01 Trzebcz 02
Przekształcenia zaobserwowane w profilach kontrolnych 38 0
Przekształcenia zaobserwowane podczas oceny syntetycznej 4 0
Budowle wodne niezarejestrowane w profilach kontrolnych 0 0
SUMA = HMS 42 0
Stopień modyfikacji cieku znacząco
zmodyfikowany naturalny Podsumowując należy stwierdzić, że według przeprowadzonej oceny metodą RHS wieloletnia antropopresja związana z wydobyciem rud miedzi (osiadanie po-wierzchni terenu, oddziaływanie hałd jako źródła zasolenia wód popo-wierzchniowych) nie miała praktycznie wpływu na obniżenie klasy stanu hydromorfologicznego poto-ku z Trzebcza. Niska klasa stanu hydromorfologicznego siedliska rzecznego (IV) dla odcinka we wsi Trzebcz wynika z antropopresji wyrażającej się uregulowaniem cieku, budowlami hydrotechnicznymi oraz zagospodarowaniem terenu w pasie 50 m od brzegów cieku.
___________________________________________________________________________
3.2. Młynówka
Badania terenowe metodą RHS, podobnie jak dla dopływu z Trzebcza, zostały po-przedzone analizą materiałów kartograficznych rejonu tego cieku i kartowaniem terenowym. Na ich podstawie dokonano wstępnej oceny zróżnicowania hydromorfo-logicznego wzdłuż biegu potoku. Do badań RHS wytypowano dwa odcinkipołożone w miejscach o różnym użytkowaniu strefy przybrzeżnej i spodziewanej antropopresji (rys. 4):
odcinek badawczy Młynówka 01 zlokalizowano w rejonie źródliskowym;
odcinek badawczy Młynówka 02 zlokalizowano w dolnym biegu potoku naobszarze użytkowanym rolniczo.
Na podstawie danych uzyskanych po wykonaniu badań w terenie obliczono dwa syntetyczne wskaźniki hydromorfologiczne HQA i HMS.
Według kategorii wartości wskaźnika HQA [13] badany ciek w odcinku górnym klasyfikuje się jako naturalny, a w odcinku dolnym umiarkowanie naturalny (tabela 5).
Według kategorii wartości wskaźnika HMS [13] badany ciek w odcinku górnym klasyfikuje się jako umiarkowanie zmodyfikowany, a w odcinku dolnym jako zna-cząco zmodyfikowany (tabela 6).
Na podstawie obliczonych wskaźników HQA i HMS można ocenić klasę stanu hydromorfologicznego siedliska rzecznego w odniesieniu do pięciostopniowej skali, opracowanej dla polskich rzek [13]. Badane odcinki Młynówki klasyfikują się nastę-pująco:
Młynówka 01 – Klasa III Młynówka 02 – Klasa IV
Opis wydzielonych odcinków Młynówki:
1 Odcinek ujściowy, teren przemysłowy, grunty odłogowane bądź zalesione; 2 Odcinek dolny, po obu stronach cieku pola uprawne, miejscami odłogowane oraz nieutrzymywane łąki
i pastwiska, często podmokłe; 3 Odcinek górny, naturalny, na lewym brzegu teren trwale podmokły, 4 Odcinek źródliskowy, naturalny, pow. zlewni cząstkowej
w niewielkim stopniu zmieniona, przy brze-gu wąski pas gęstej roślinności
i lasu.
Rys. 4. Wstępny podział Młynówki na odcinki o różnym stopniu zmian antropogenicznych Wynik klasyfikacji świadczy o dużym wpływie użytkowania terenu w otoczeniu cieku na jego stan hydromorfologiczny. Silnie w tym cieku zaznaczył się wpływ
bu-__________________________________________________________________________ dowli hydrotechnicznych – przepustów i zastawek, zaburzających ciągłość. Pomimo braku wpływów z eksploatacji górniczej ciek ten został niżej sklasyfikowany niż dopływ z Trzebcza, czyli stanowi mniej naturalne siedlisko.
Tabela 5. Wyniki punktacji poszczególnych parametrów hydromorfologicznych oraz końcowa wartość wskaźnika naturalności siedliska HQA dla Młynówki
Grupa parametrów hydromorfologicznych Młynówka
Młynówka 01 Młynówka 02
Typ przepływu 6 8
Naturalny materiał dna koryta 6 5
Naturalne elementy morfologiczne koryta 1 2
Naturalne elementy morfologiczne brzegów 5 6
Odsypy meandrowe 0 1
Struktura roślinności brzegowej 12 12
Grupy roślin wodnych 0 1
Użytkowanie terenu w pasie 50 m od szczytu brze-gów
9 1
Cenne przyrodniczo elementy środowiska rzecznego 5 0 Zadrzewienia i elementy morfologiczne im
towarzy-szące 6 3
SUMA = HQA 50 39
Klasy naturalności naturalny umiarkowanie naturalny
Tabela 6. Wyniki punktacji poszczególnych kategorii modyfikacji antropogenicznych w obliczeniach wskaźnika przekształcenia siedliska HMS dla Młynówki
oraz końcowa wartość wskaźnika przekształcenia siedliska HMS
Kategoria przekształceń antropogenicznych ko-ryta i doliny rzecznej
Młynówka
Młynówka 01 Młynówka 02 Przekształcenia zaobserwowane w profilach kontrolnych 3 15 Przekształcenia zaobserwowane podczas oceny syntetycznej 0 8 Budowle wodne niezarejestrowane w profilach kontrolnych 8 8
SUMA = HMS 11 31
___________________________________________________________________________
4. Proponowane modyfikacje metody RHS w celu jej wykorzystywania do badań wód powierzchniowych
terenów górniczych LGOM
Przeprowadzone badania terenowe potwierdziły celowość stosowania metody RHS zarówno do oceny istniejących wpływów eksploatacji górniczej na cieki powierzch-niowe, jak i oceny stanu ekologicznego cieku przed wystąpieniem wpływu, w celu udokumentowania stanu wyjściowego. Przeprowadzone prace pozwoliły na sformu-łowanie zaleceń metodycznych dotyczących rozszerzenia prac terenowych prowa-dzonych metodą RHS w rejonach istniejącego lub prognozowanego oddziaływania górnictwa rud miedzi oraz interpretacji wyników tych badań. Proponowane modyfi-kacje metody dotyczą:
a) w zakresie prowadzenia prac terenowych:
1. W sytuacji badania cieku znajdującego się w rejonie występowania obniżeń terenu na skutek prowadzonej eksploatacji proponuje się zlokalizować jeden odcinek badawczy w rejonie o najmniejszym spadku profilu podłużnego cie-ku. Transekt powinien obejmować strefę, w której stwierdzone osiadanie obniża naturalny spadek badanego cieku a jego wartość jest niższa od 5‰. 2. Podczas prac terenowych wzdłuż badanego odcinka cieku należy przepro-wadzić klasyczne kartowanie hydrogeologiczne w strefach, wykazujących podwyższoną wilgotność utworów powierzchniowych. Umożliwi to prawidło-wą interpretacje wyników badań, m.in. oddzielenie stref naturalnie zaba-gnionych od terenów o podwyższonym uwilgoceniu na skutek osiadania powierzchni terenu.
3. Proponuje się wykonywanie badań RHS w 2 odcinkach badawczych dla cieków o długości do 10 km oraz w 3-4 odcinkach dla cieków dłuższych. Według autorów opisujących metodę RHS, dla małych cieków (do 10 km długości) wystarczające jest wykonanie badania w jednym, reprezentatyw-nym odcinku badawczym [13]. Wykonane badania terenowe wykazały jed-nak, że w małych ciekach występuje istotna zmienność hydromorfologii wzdłuż biegu cieku. Na obszarze oddziaływania górnictwa miedziowego często spotyka się sytuacje, że jedynie fragment cieku leży w zasięgu zna-czących obniżeń powierzchni terenu lub jest pod wpływem dopływu zanie-czyszczeń. Dla tego też zaleca się projektowanie i wykonywanie badań dwóch odcinków badawczych dla cieków o długości do 10 km oraz 3-4 od-cinków badawczych dla cieków większych. Lokalizacja tych odod-cinków winna uwzględniać stwierdzone lub prognozowane miejsca deformacji po-wierzchni terenu oraz lokalizację stałych profili kontrolno-pomiarowych mo-nitoringu wód powierzchniowych;
b) zakresie opracowania i interpretacji wyników badań terenowych metodą RHS proponuje się:
1. Stosowanie wskaźnika udziału zlewni cząstkowej w całkowitej powierzchni zlewni do opisu lokalizacji odcinków badawczych RHS. W analizach wyni-ków badań metodą RHS usytuowanie odcinka badawczego na cieku poka-zuje się graficznie, opisuje się współrzędnymi oraz kilometrażem rzeki. Ze względu na różne kształty zlewni oraz usytuowanie w nich odcinków ba-dawczych RHS, dobrym uzupełnieniem byłoby podawanie także wskaźnika udziału zlewni cząstkowej powyżej odcinka RHS do całkowitej powierzchni zlewni.
__________________________________________________________________________ 2. Stosowanie wskaźnika antropopresji do opisu zlewni za pomocą indeksu
liczbowego.
Według większości autorów piszących o metodzie RHS [np. 4, 10], analiza poszczególnych odcinków powinna być poparta wiedzą o stanie środowiska zlewni cząstkowej powyżej odcinka badawczego. Ze względu na wygodny, liczbowy charakter indeksów HMS i HQA stosowanych w metodzie RHS, najlepiej byłoby scharakteryzować zlewnię także indeksem liczbowym. Po analizie danych literaturowych [1, 3, 6, 11, 12] wybrano zaproponowany przez Soję [12] wskaźnik antropopresji, który jako najbardziej kompleksowy nadaje się do zastosowania w analizie zlewni badanego cieku. Umożliwi to pogłębioną interpretację badań wykonywanych metodą RHS i będzie miało szczególne znaczenie w sytuacjach wykonywania badań w strefach nakła-dania się wpływów związanych z przemysłem miedziowym z antropopresją wywołaną innymi czynnikami.
3. Stosowanie w klasyfikacji RHS naturalnych form zagospodarowania terenu (ziołorośla wysokie, zakrzaczenia i zadrzewienia, tereny podmokłe) dla stref występowania zaawansowanych samoistnych procesów renaturyzacyjnych. Dla wyników badań metodą RHS istotne znaczenie mają samoistne procesy renaturyzacyjne zachodzące w rejonach długotrwale nieużytkowanych go-spodarczo. W pasie przybrzeżnym analizowanych odcinków cieków zwraca uwagę częste występowanie odłogowanych przez wiele lat użytków zielo-nych (łąk i pastwisk). Odłogi te zarastają początkowo roślinnością segetalną, a następnie mało wartościowymi gatunkami krzewów i drzew (jeżyna, wierz-ba, brzoza, olcha), tracąc charakter obszarów zagospodarowanych przez człowieka. Nieużytkowane pastwiska i niekoszone łąki pozbawione przez wielolecia elementów presji, wynikających z bytowania na nich zwierząt go-spodarskich, stosowania nawozów oraz oddziaływania pojazdów rolniczych, a także renaturyzowanych w wyniku braku utrzymania urządzeń melioracyj-nych, nie znajdują w klasycznym formularzu RHS odpowiedniego kryterium. Klasyfikowanie tych obszarów jako zagospodarowanych przez człowieka nie odpowiada rzeczywistości, z drugiej zaś strony trudno zaliczyć je do lasów czy klasycznych łąk/pastwisk. W formularzu terenowym RHS należy każdy z tych przypadków klasyfikować indywidualnie, z zaleceniem stosowania na-turalnych form zagospodarowania terenu, tj.: ziołorośla wysokie, zakrzacze-nia i zadrzewiezakrzacze-nia oraz tereny podmokłe. Gdy wystąpi sytuacja nieodpowia-dająca tym podanym, należy dla nieużytków zastosować klasyfikację „łąk ekstensywnie użytkowanych”.
Podsumowanie i wnioski
1. Przeprowadzone badania terenowe oraz interpretacja wyników potwierdziły przydatność metody badawczej RHS w badaniu wpływów eksploatacji górniczej, zapewniającą wysoką dokładność przy niskich kosztach i krótkim czasie badań terenowych, oraz możliwość przedstawienia wyników badań w postaci synte-tycznych wskaźników hydromorfologicznych.
2. Rozszerzenie metody RHS o dodatkowe badania terenowe (pomiary PEW i dodatkowe kartowanie w strefach podatnych na wpływy istniejących lub pro-gnozowanych deformacji powierzchni terenu) umożliwi uzyskanie dodatkowych danych do interpretacji wyników przy niewielkim wzroście czasu badań.
___________________________________________________________________________ 3. Zastosowanie w klasyfikacji RHS naturalnych form zagospodarowania terenu do stref występowania zaawansowanych samoistnych procesów renaturyzacyjnych umożliwia uzyskiwanie bardziej prawidłowego wyniku obliczeń indeksów liczbo-wych HMS i HQA.
4. Proponowana analiza parametrów zlewni cząstkowej powyżej odcinka badaw-czego RHS za pomocą wskaźnika antropopresji wiąże wyniki badań hydromor-fologicznych z zagospodarowaniem zlewni i presją antropologiczną na badany ciek za pomocą wskaźnika syntetycznego.
Bibliografia
[1] Ciupa T., 2010: Wykorzystanie wskaźnika stabilności obszarowej zlewni do analizy wybranych cech odpływu i transportu fluwialnego na przykładzie Sufragańca i Silnicy (Kielce), [w:] Landform Analysis, vol. 13: s. 5-11.
http://geoinfo.amu.edu.pl/sgp/LA/LA13/LA13_005-011.pdf
[2] Czmiel J., Kotarska I., 2014: Zastosowanie metody River Habitat Survey w ocenie klasy-fikacji stanu hydromorfologicznego rzek i potoków w obszarze oddziaływania kopalń KGHM „Polska Miedź” SA, Wrocław (materiał niepublikowany).
[3] Gutry-Korycka M., 2003: Możliwości modelowania odpływu ze zlewni zurbanizowanych i uprzemysławianych, [w:] T. Szczypek, M. Rzętała (red.), Człowiek i woda. PTG, Kato-wice-Sosnowiec, s. 38-53.
[4] Jusik S., Bryl Ł., Przesmycki M., Kasprzak M., 2014: Ewolucja metody oceny stanu hydromorfologicznego rzek RHS-PL w Polsce.
[5] Klimaszewski M., 2003: Geomorfologia. Wyd. Naukowe, PWN, Warszawa,
[6] Koper K., 2013: Próba oceny zróżnicowania nasilenia antropopresji w zlewniach 2. rzę-du w Górach Świętokrzyskich, Landform Analysis, vol. 24: s. 35-43.
http://geoinfo.amu.edu.pl/sgp/LA/LA24/LA24_035-043.pdf
[7] Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej http://geoportal.kzgw.gov.pl/imap/
[8] Mapa topograficzna 1:25000 arkusz Polkwitz (Polkowice) 1933 r., źródło: http://www.amzpbig.com/maps/4462_Polkwitz_1933_BCUWr7231-33830-42479.jpg [9] Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego WGiK
http://geoportal.dolnyslask.pl/imap/
[10] Osowska J. Kalisz J., 2011: Wykorzystanie metody River Habitat Survey do waloryzacji hydromorfologicznej rzeki Kłodnicy. Górnictwo i geologia, t. 6, z. 3, Wydawnictwo Poli-techniki Śląskiej, Gliwice.
[11] Pociask-Karteczka J. (red.), 2006: Zlewnia. Właściwości i procesy, IGiGP UJ, Kraków, s. 22-27.
[12] Soja R., 2002: Hydrologiczne aspekty antropopresji w polskich Karpatach, Prace Geo-graficzne nr 186 PAN, Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania Warszawa. [13] Szoszkiewicz K., Zgoła T., Jusik S. i in., 2012: Hydromorfologiczna ocena wód płyną-cych. Podręcznik do badań terenowych według metody River Habitat Survey w warun-kach Polski, Wydawnictwo Naukowe, Poznań-Warrington.
