Wpływ czynników naturalnych, antropogenicznych i technicznych na jakość wody w zbiorniku Gołuchów

Pełen tekst

(1)Jolanta Dąbrowska WPŁYW CZYNNIKÓW NATURALNYCH, ANTROPOGENICZNYCH I TECHNICZNYCH NA JAKOĝû WODY W ZBIORNIKU GOŁUCHÓW. VI. Wrocław 2008.

(2) Autor Jolanta Dąbrowska Opiniodawca dr hab. Jerzy JaĔczak, prof. nadzw. UG Redaktor merytoryczny dr hab. inĪ. Krzysztof Pulikowski Opracowanie redakcyjne dr Ewa Jaworska Korekta: mgr ElĪbieta Winiarska-Grabosz Janina Szydłowska Łamanie Alina Gebel Projekt okładki Krzysztof Wyszatycki. Monografie LV Publikacja finansowana przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa WyĪszego grant badawczy nr 3 P06S 015 22 © Copyright by Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wrocław 2008. ISSN 1898–1151 ISBN 978–83–60574–28–7 WYDAWNICTWO UNIWERSYTETU PRZYRODNICZEGO WE WROCŁAWIU Redaktor Naczelny – prof. dr hab. Andrzej Kotecki ul. Sopocka 23, 50–344 Wrocław, tel. 071 328–12–77 e-mail: wyd@up.wroc.pl Nakład 100 + 16 egz. Ark. druk. 4,5 Druk i oprawa: Wydawnictwo Tekst Sp. z o.o. ul. Kossaka 72, 85–307 Bydgoszcz.

(3) SPIS TRECI 1.. Wstp ............................................................................................................... 5. 2.. Cel i zakres pracy ........................................................................................... 7. 3.. Pimiennictwo i metodologia ......................................................................... 8. 4.. Czynniki ksztatujce jako wody w zbiornikach zaporowych, metody ochrony i rekultywacji zbiorników ............................................................... 9. 5.. Charakterystyka zbiornika i jego zlewni .................................................... 15 5.1. Wody powierzchniowe i podziemne ...................................................... 15 5.2. Gleby i klimat ......................................................................................... 18 5.3. Zagospodarowanie przestrzenne i osadnictwo........................................ 19. 6.. Stan czystoci wód zlewni zbiornika Gouchów ......................................... 21. 7.. Ocena naturalnej podatnoci na degradacj zbiornika Gouchów .......... 29. 8.. Bilans azotu i fosforu na poziomie zlewni................................................... 33 8.1. Oszacowanie iloci azotu i fosforu wnoszonego ze zlewni zbiornika Gouchów do wód powierzchniowych ................................................... 33 8.2. Bilans azotu i fosforu pochodzenia rolniczego ...................................... 37. 9.. Charakterystyka i ocena dziaa rekultywacyjnych podjtych w zlewni zbiornika Gouchów .................................................................................... 42 9.1. Osadnik ekologiczny .............................................................................. 42 9.2. Bariera biostruktur .................................................................................. 55 9.3. Instalacja aeracyjna ................................................................................ 58. 10. Podsumowanie i wnioski .............................................................................. 59 11. Pimiennictwo ............................................................................................... 61.

(4) 4.

(5) 1. WST P Zasoby wodne Polski zaliczane s do najmniejszych w Europie, ilo wody przypadajca na mieszkaca jest tu trzykrotnie nisza od redniej europejskiej, a piciokrotnie nisza od redniej wiatowej [Stan… 1996]. Podstawowe znaczenie w zaopatrywaniu gospodarki narodowej w wod maj zasoby wód powierzchniowych, pokrywajce 80% potrzeb. Jednak problemem gospodarczym jest nie tylko maa ilo wód powierzchniowych, ale take ich za jako. W ostatnich latach Polska podejmuje zdecydowane dziaania w celu zapewnienia gospodarce odpowiedniej iloci i jakoci wody w zwizku z midzynarodowymi zobowizaniami dotyczcymi midzy innymi ochrony wód Batyku. Mimo niedoboru wody w Polsce w sztucznych zbiornikach zaporowych mieci si jedynie 6% objtoci rocznego odpywu z obszaru kraju przy realnej moliwoci 15%, w krajach ssiednich natomiast 10–12% [Stan… 1998, Stan… 1996]. Wody zgromadzone w zbiornikach wodnych pochodz gównie z opadów atmosferycznych. Obszarem najbardziej deficytowym pod wzgldem zasilania z opadów atmosferycznych s tereny pooone w pasie rodkowej Polski (rejony wocawski, wrocawski, poznaski i toruski) [Mioduszewski 1999]. Deficyt ten mona zniwelowa poprzez tworzenie nowych i ochron ju istniejcych rónych form retencji w niewielkich systemach wodnych. Mae zbiorniki zaporowe s, biorc pod uwag gospodarcze wykorzystanie wody, wanym elementem programu maej retencji. Istotna jest zarówno ilo zgromadzonej wody, jak i jej jako, która w wielu przypadkach stanowi czynnik limitujcy zagospodarowanie wody. Wikszo istniejcych i tworzonych form retencji znajduje si na terenach rolniczych. Lokalizacja taka sprawia, i w zlewniach rolniczych naley przeprowadza badania, majce na celu ochron zasobów wodnych, zwaszcza przed zanieczyszczeniami obszarowymi. Rolnicze zanieczyszczenia obszarowe uznawane s przez wielu autorów za gówn przyczyn zej jakoci wód powierzchniowych [Szyper i Godyn 1999, 2000, Kajak 1998, Stan… 1998, Kowalczak i in. 1997]. Z tego róda pochodzi ok. 60% azotu i 35% fosforu odpywajcego z obszaru Polski do Batyku [Lossow 1996]. Równie wane zagroenie i gówne ródo fosforu stanowi zanieczyszczenia punktowe z terenów nieskanalizowanych [Kajak 1998, Kowalczak i in. 1997]. Badania prowadzone od wielu lat dowodz, e polskie nizinne zbiorniki zaporowe gromadz wod zej jakoci – cechuje je bardzo wysoki poziom trofii. Nie jest to jednak wynikiem postpujcej eutrofizacji, któr mona zaobserwowa w naturalnych jeziorach, lecz staego, wysokiego obcienia przez zanieczyszczone zwizkami azotu i fosforu wody dopywów [Kajak 1995]. Wikszo bada dotyczcych jakoci wód powierzchniowych w Polsce prowadzona jest na rzekach i jeziorach. Gównie te rzeki i jeziora objte s programami monitorin-. 5.

(6) gowymi. Ekosystemy zbiorników wodnych s niezwykle zoone i dopiero od niedawna prowadzi si prace nad ustaleniem metod monitoringu zbiorników zaporowych. Wanym zagadnieniem jest rozpoznanie czynników wpywajcych na jako magazynowanej wody oraz opracowanie metod, jakimi mona przywraca gospodarcz i ekologiczn warto zgromadzonym w nich zasobom. Zaproponowane w niniejszej pracy metody i rozwizania techniczne mog suy zarówno do oceny jakoci wody, ochrony i remediacji istniejcych ju zbiorników, jak i do przewidywania jakoci wody i projektowania dziaa ochronnych w fazie opracowywania koncepcji programowej zbiornika. Praca powstaa dziki dofinansowaniu KBN (grant promotorski 3 P06S 015 22).. 6.

(7) 2. CEL I ZAKRES PRACY W niniejszej publikacji przedstawiono czynniki wpywajce na jako wody w zbiornikach zaporowych. Do bada wybrano silnie zeutrofizowany zbiornik w Gouchowie koo Kalisza. Na tym przykadzie mona bowiem przeanalizowa wpyw czynników naturalnych, antropopresji oraz rekultywacji technicznej, prowadzonej na obiekcie od kilku lat, na jako zretencjonowanej w zbiorniku wody. Zakres pracy obejmuje studia literatury, dokumentacji zbiornika, analiz materiaów i danych archiwalnych, badania terenowe, szereg bada laboratoryjnych wykonanych przez autork oraz analizy chemiczne wód, osadów dennych, gleb i rolin ze zlewni zbiornika w Gouchów wykonane w specjalistycznych laboratoriach. Na podstawie wstpnego rozpoznania zbiornika i jego zlewni postawiono nastpujce hipotezy badawcze: 1. Biogeny wprowadzane do wód zbiornika s gównie pochodzenia antropogenicznego: podstawowe ródo azotu stanowi rolnicze zanieczyszczenia obszarowe, natomiast fosforu – zanieczyszczenia punktowe z terenów nieskanalizowanych. Wpyw procesów naturalnych na jako wody jest znikomy. 2. Na jako zmagazynowanej wody oddziauj niekorzystnie: ksztat zbiornika, jego parametry hydrologiczne oraz charakterystyka zlewni. 3. Urzdzenia rekultywacyjne nie maj istotnego znaczenia dla jakoci wody. 4. Charakterystyka warunków naturalnych, sposób zagospodarowania zlewni oraz parametry samego zbiornika powoduj, e uzyskanie i utrzymanie podanej jakoci wody w danych warunkach technicznych i ekonomicznych nie jest moliwe. Identyfikacja powyszych problemów badawczych pozwolia na okrelenie nastpujcego programu pracy: − ocena jakoci wody w zbiorniku i wód w zlewni; − charakterystyka rodowiska naturalnego w zlewni pod ktem naturalnej podatnoci zbiornika na zanieczyszczenia; − badanie wpywu zagospodarowania terenu i osadnictwa na jako wody oraz scharakteryzowanie róde i okrelenie adunków zanieczyszcze antropogenicznych; − ocena stopnia eutrofizacji zbiornika na podstawie analiz chemicznych elementów ekosystemu i adunków zanieczyszcze; − charakterystyka podjtych dziaa rekultywacyjnych i ocena ich skutecznoci; − okrelenie metod ochrony i sanacji zbiornika.. 7.

(8) 3. PIMIENNICTWO I METODOLOGIA W pracy wykorzystano wyniki analiz wód z lat 1990–2006 udostpnione przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony rodowiska w Poznaniu, Delegatur w Kaliszu, dane GUS z Powszechnego Spisu Rolnego z 1996 i 2002 r. [GUS 2007, Powszechny… 1997], a take dane zawarte w rocznikach statystycznych z lat 1990–2006 [Ochrona… 1999, Podstawowe… 1998] oraz zamieszczone na stronie internetowej GUS [GUS 2007]. W latach 2000–2002 przeprowadzono szereg bada wasnych: analizy wód, gleb, osadów dennych, rolin, sporzdzono inwentaryzacj zlewni. Próby wody, gleb, rolin pobierano zgodnie z obowizujcymi normami oraz zaleceniami Ostrowskiej i in. [1991]. Analizy wody, rolin i gleb wykonane zostay w Laboratorium Bada Chemicznych Ochrony rodowiska, Mechaniki Gruntów, Kruszyw i Ska, Przedsibiorstwa Geologicznego „Proxima” S.A. we Wrocawiu, analizy osadów przez Uczelniane Laboratorium Analityczne Akademii Rolniczej we Wrocawiu. Cz bada autorka wykonaa samodzielnie w Laboratorium Geotechnicznym Instytutu Inynierii rodowiska Akademii Rolniczej we Wrocawiu. Wpyw czynników naturalnych na jako wody w zbiorniku okrelia w oparciu o „System Oceny Jakoci Jezior” [Kudelska i in. 1983]. Bilans azotu i fosforu pochodzenia rolniczego zosta sporzdzony metod „na powierzchni pola” (soil surface balance), zalecan w Rozporzdzeniach Ministra rodowiska w sprawie kryteriów wyznaczania wód wraliwych na zanieczyszczenie zwizkami azotu ze róde rolniczych oraz w sprawie szczegóowych wymaga, jakim powinny odpowiada programy dziaa majcych na celu ograniczenie odpywu azotu ze róde rolniczych [Rozporzdzenie… 2003, Rozporzdzenie… 2002]; stosowan w Unii Europejskiej i zalecan przez OECD [OECD… 2001, Szponar i in. 1996, Schleef i Kleinhanß 1994]. Oceny stopnia eutrofizacji dokonano na podstawie metod i kryteriów Vollenweidera, stanowicych podstaw normatywów stosowanych w krajach UE i USA [Nutrient… 2000, Boczar 1994, Czamara i in. 1994, Hino 1994, Kudelska i in. 1983]. W badaniach wasnych nie analizowano osadów dennych zbiornika gównego, przebadano jedynie osadnik wstpny. Administrator zbiornika kilkakrotnie próbowa bowiem usun cz osadów. Usunito niewielk ilo osadów z rejonu wiey przelewowej, jednak w wyniku przemieszczania si cikiego sprztu nastpia destratyfikacja osadów na duej powierzchni. Naruszone w ten sposób osady nie mogy by przedmiotem bada. Sporód danych archiwalnych dotyczcych skadu chemicznego osadów dennych wybrano tylko te z okresu przed naruszeniem warstwy. Szczegóowe opisy metod znajduj si w kolejnych rozdziaach pracy.. 8.

(9) 4. CZYNNIKI KSZTA TUJ CE JAKO

(10) WODY W ZBIORNIKACH ZAPOROWYCH, METODY OCHRONY I REKULTYWACJI ZBIORNIKÓW Zwizki biogenne w wodach powierzchniowych pochodz gównie ze cieków, spywów z gospodarstw rolnych, ugowania i erozji gleb oraz opadów atmosferycznych. Z bada wynika, e na Niu Polskim pochodzenie zanieczyszcze wód powierzchniowych wedug róde jest nastpujce: 85% azotu pochodzi ze róde przestrzennych, 13,5% z obszarów nieskanalizowanych, 1,5% azotu wnoszone jest w wyniku kpieli, z dróg oraz róde punktowych; 50% fosforu pochodzi ze róde przestrzennych, 46,5% z obszarów nieskanalizowanych, 3,5% fosforu wnoszone jest w wyniku kpieli, z dróg oraz róde punktowych [Kowalczak 1997]. Zwizki azotu i fosforu s naturalnymi skadnikami gleby. Powstaj z rozkadu materii organicznej, a fosfor równie z wietrzenia podoa skalnego. Emisja skadników biogennych do wód powierzchniowych jest naturalnym i nieuniknionym procesem. Dziaalno czowieka prowadzi do intensyfikacji odpywu biogenów oraz do wzrostu ich dostawy do zlewni w wyniku zanieczyszczenia wód opadowych [Taylor i in. 1997]. Przyjmuje si, e gównymi ródami azotu i fosforu w wodach powierzchniowych s zanieczyszczenia obszarowe, gównie pochodzenia rolniczego [Lossow i Gawroska 2000]. Intensyfikacja produkcji rolniczej powoduje na fermach powstawanie duych iloci odchodów zwierzcych, które nie mog by w peni i poprawnie wykorzystane [Starmach i in. 1976]. Prawidowe zagospodarowanie obornika nie stwarza niebezpieczestwa dla wód, problemem jest natomiast gnojowica z hodowli bezcioowej. Wylewanie nadmiernej iloci gnojowicy nie tylko niszczy gleb, ale take stanowi ogromne zagroenie dla wód powierzchniowych i podziemnych [Kajak 1998]. Zmniejszenie nawoenia mineralnego w latach 90. nie wpyno znaczco na popraw jakoci wód ze wzgldu na to, e nie tylko dawka nawozu jest tu istotna, ale take sposób uprawy roli, wilgotno gleby, technika i termin nawoenia oraz prace pielgnacyjne. Zaniedbania zwizane z agrotechnik któregokolwiek z tych czynników prowadz do zmniejszenia efektywnoci nawoenia, a take zwikszenia strat i odpywu zwizków nawozowych [Wróbel 1988]. Straty azotu z nawozów s uzalenione równie od rodzaju gleby (wymywanie na glebach lekkich jest silniejsze), charakteru rolinnoci i stopnia pokrycia przez ni powierzchni ziemi, straty z wieloletnich zwartych upraw s nieporównywalnie mniejsze ni z okopowych czy „czarnego ugoru” [Kajak 1998]. Wyniki bardzo licznych prac wskazuj, e z gleb jest wypukiwane do wód rednio 10–25% azotu wprowadzonego na powierzchni gleby i okoo 1–5% fosforu, nie ma jednak jednoznacznej metody okrelenia tych wielkoci, wartoci podawane w literaturze s bardzo rozbiene [Szyper 2000, Kajak 1998, Wróbel 1998, Kowalczak i in. 1997, Starmach i in. 1976]. Na terenach rolniczych 90% azotu docierajcego do wód to forma. 9.

(11) azotanowa, cho nawozy mineralne zawieraj wicej formy amonowej. Wynika to z szybkiej hydrolizy mocznika i intensywnej nitryfikacji formy amonowej [Szymaska 1992]. Wymywanie fosforu jest niewielkie i na ogó nie przekracza 0,5 kg P·ha-1·rok-1. Rozpuszczalne fosforany z nawozów mineralnych ulegaj w glebach szybkiemu wizaniu i ich przemieszczanie w profilu przebiega powoli. Fosfor dostaje si do wód gównie w wyniku erozji wraz z czstkami gleb [Wróbel 1988, Starmach i in. 1976]. Badany teren, wedug kryteriów Prochala [1987], nie jest jednak zagroony zjawiskiem erozji wodnej i wietrznej gleb. Na terenach, gdzie erozja wietrzna i wodna stanowi duy problem, ilo biogenów eksportowanych ze zlewni do wód moe by znaczna, poniewa zawarto azotu w wierzchniej warstwie gleb wynosi ok. 0,1–0,2% suchej masy, a fosforu ok. 0,1% suchej masy [Kajak 1998, Fotyma i Mercik 1995]. Przy spywie lub wywianiu 1 mm gleby z jednego hektara daje to 10 kgP·ha-1 i 10-20 kgN·ha-1, z czego cz dociera do wód. Znaczcym ródem skadników pokarmowych s opady atmosferyczne, wskazuj na to midzy innymi wyniki bada zbiornika zaporowego w Goczakowicach, gdzie udzia fosforu z opadów wynosi 15%, a azotu 9% cakowitego obcienia zbiornika. Oprócz poziomu zanieczyszczenia wód opadowych oraz wysokoci opadów na danym terenie wane jest natenie deszczu. Podczas jednej nawanicy moe by wymyte z gleb nawet 30% rocznego adunku biogenów [Kajak 1998]. Efektem nadmiernego obcienia wód biogenami jest zjawisko eutrofizacji, zwizane z naturalnym procesem starzenia si jezior i zbiorników wodnych. W jego wyniku nastpuje wzrost stenia biogenów w wodzie, a take stopniowe zwikszanie si miszoci osadów dennych. Wypenianie czaszy osadami powoduje spycanie i stopniowe zarastanie zbiornika. Pionierem w zakresie bada nad eutrofizacj wód by limnolog niemiecki Tienemann. Wyodrbni on pojcie oligotrofii i eutrofii w zastosowaniu do jezior naturalnych. Traktowa jednak jeziora jako autonomiczny twór ulegajcy ewolucji w wyniku procesów naturalnych, co waciwie nazywa eutrofizacj. Natomiast rol zlewni i dziaalnoci czowieka w ewolucji ekosystemu jeziornego podkreli limnolog amerykaski Hutchinson. Jego teoria uwzgldniaa wody, osady i zlewni, traktujc je jako integraln cao [Barroin 1991]. Czynniki geologiczne i klimatyczne tylko w niewielu przypadkach prowadz do szybkiej eutrofizacji, na przykad: Klamath Lake w Kolumbii i jezioro Oneida w stanie New York, zwane „Zielony odór”, w cigu kilkudziesiciu lat znacznie zwikszyy swój stan trofii na skutek dziaania wycznie czynników naturalnych [Barroin 1991]. Zwykle przypieszenie procesów eutrofizacji nastpuje w wyniku dziaalnoci czowieka, dlatego w literaturze czsto spotyka si pojcie eutrofizacji antropogenicznej (cultural eutrophication), która zostaa zdefiniowana przez Rydinga i Rasta [1989] jako przypieszenie naturalnego procesu starzenia przez czynniki antropogeniczne i uwaana jest za gówny problem jezior i zbiorników wodnych na caym wiecie. Prowadzi ona bowiem do zanieczyszczenia zasobów wody pitnej, masowego nicia ryb, zanieczyszczenia bakteriologicznego wód, masowych zakwitów toksycznych gatunków glonów. W wodzie drastycznie obnia si poziom tlenu, wzrasta stenie amoniaku, siarkowodoru, natomiast wzrost glonów i bakterii powoduje uwalnianie kwasu wglowego i wzrost. 10.

(12) kwasowoci rodowiska. Degradacja ekosystemów wód powierzchniowych widziana w szerszej skali przyczynia si do znaczcych zmian klimatycznych [Klapper 1991]. W wikszoci zbiorników wodnych proces eutrofizacji, a co za tym idzie – masowy rozwój glonów jest zaleny od zawartoci zwizków fosforu i nieorganicznego azotu. Przyswajaln dla mikroorganizmów wodnych form fosforu s ortofosforany, w przypadku wyczerpania tego róda organiczne zwizki fosforu z udziaem enzymów – fosfomonoesteraz, ulegaj hydrolizie, a powstae w tym procesie ortofosforany s uwalniane do toni wodnej [Kawecka i Eloranta 1994]. Fosfomonoesterazy s obecne we wszystkich skadnikach planktonu. Niedobór azotu nieorganicznego wiele gatunków glonów jest w stanie zrekompensowa, asymilujc azot atmosferyczny [Kawecka i Eloranta 1994]. Ze wzgldu na nieograniczony dostp do azotu atmosferycznego oraz stosunkowo wysoki stosunek N:P w wodach zbiornika fosfor staje si gównym czynnikiem limitujcym rozwój glonów. Istnieje znaczca korelacja pomidzy rednim rocznym steniem chlorofilu-a zawartego w zeutrofizowanych wodach a rednim rocznym steniem fosforu [Hino 1994]. Wyrónia si trzy kategorie jezior: oligotroficzne – czyste, zimne, ubogie w biogeny, bez makrofitów, o steniu fosforu < 1,0 μg·dm-3, mezotroficzne – przejciowe oraz eutroficzne – mtne, bogate w biogeny, z du iloci makrofitów, gdzie stenie fosforu moe by wiksze od 1 mg·dm-3 [Klapper 1991, Owen i Hiras 1990]. W ocenie stopnia eutrofizacji naley uwzgldni, oprócz adunków zewntrznych pochodzcych ze zlewni, take adunki wewntrzne biogenów, które równie odpowiadaj za z jako wody. Cho zjawisko nie jest jeszcze wystarczajco rozpoznane, a wartoci trudne do obliczenia, trzeba bra je pod uwag w ogólnym bilansie biogenów. Przypuszcza si, e z osadów moe dostawa si do wody mniej wicej tyle biogenów co ze zlewni [Jaczak i in. 1999]. Gównym ródem wewntrznym biogenów s osady denne. W wyniku zasilania wewntrznego zdeponowane w osadach zwizki uwalniane s midzy innymi w procesie dyfuzji. Nawet w warunkach beztlenowych istnieje wymiana substancji pomidzy osadami a wod. Z osadów moe dostawa si do wód zbiornika do 100 mgP·m-2d-1 (rednio 30) i do 160 mgN·m-2d-1 [Kajak 1998, Hino 1994], w bilansie biogenów mog to by iloci istotne. Dyfuzja jest procesem powolnym, w zwizku z czym do wody przedostaje si stosunkowo niewiele biogenów z powierzchniowej warstwy osadów. Zmiana równowagi chemicznej (zawartoci tlenu, pH) moe spowodowa raptowne przedostawanie si duej iloci biogenów z gbszych warstw osadów. Zgromadzony w osadach fosfor fosforanowy w warunkach tlenowych tworzy trudno rozpuszczalne fosforany elazowe. Natomiast w warunkach beztlenowych zredukowane jony elazawe tworz atwo rozpuszczalne fosforany elazawe, które w duych ilociach przechodz do wód zbiornika [Kajak 1998]. W warunkach beztlenowych nastpuje szczególna intensyfikacja zasilania wewntrznego zwizkami azotu w wyniku denitryfikacji. Podobny skutek moe wywoa falowanie, które w pytkich zbiornikach powoduje zrywanie i wprowadzanie do obiegu powierzchniowych warstw osadów dennych [Kajak 1998]. Szczególnie naraone na wpyw zasilania wewntrznego s silnie zeutrofizowane zbiorniki z du iloci biogenów zakumulowanych w osadach, gdzie czsto przy dnie wystpuj warunki beztlenowe.. 11.

(13) Cho fosfor jest w wikszoci przypadków czynnikiem limitujcym eutrofizacj, naley pamita, e zwizki azotu mimo e nie s gównym powodem zakwitów glonów, to jednak ich nadmierny dopyw pogarsza jako wody, komplikuje proces jej oczyszczania i ogranicza moliwoci jej wykorzystania. Szczegóowe rozpoznanie róde i adunków zanieczyszcze jest niezbdne do sporzdzenia planu ochrony zlewni i zbiornika. Dla poszczególnych trzech typów róde zanieczyszcze: punktowych, obszarowych i liniowych mona okreli odpowiednie metody minimalizowania adunków [Chemicki 2001, Hino 1994]. Za najbardziej niebezpieczne dla wód uznaje si zanieczyszczenia punktowe i obszarowe [Hino 1994]. Do zanieczyszcze punktowych nale systemy kanalizacyjne oraz spyw powierzchniowy z terenów zurbanizowanych, natomiast minimalizowanie adunku zanieczyszcze ze róde punktowych polega na: zastosowaniu zaawansowanych, wielostopniowych technik oczyszczania cieków; rozbudowie systemów kanalizacyjnych; redukcji iloci fosforanów w rodkach piorcych. Zanieczyszczenia (emisje) obszarowe definiowane s jako wnoszce adunek biogenów, niemoliwy do przechwycenia przez urzdzenia techniczne. Zalicza si tu: cieki z obszarów, które nie s podczone do systemów kanalizacyjnych; opady atmosferyczne; zasilanie wodami podziemnymi; produkty erozji gleb; szcztki rolin i produkty ich rozkadu; spyw powierzchniowy zawierajcy nawozy mineralne i skadniki organiczne; odchody zwierzt hodowlanych; zanieczyszczenia powodowane przez rybactwo i wdkarstwo; ptactwo wodne; wodopoje dla byda; kpieliska. Zmniejszanie adunku zanieczyszcze ze róde obszarowych polega na: ochronie gleb przed erozj; stosowaniu nawozów w odpowiednich dawkach w powizaniu z fazami rozwojowymi rolin i ochron wód, wprowadzeniu ochronnych pasów zieleni wzdu cieków i zbiorników wodnych. Dostosowuje si równie uprawy i zabiegi agrotechniczne do nachylenia stoków, rodzaju gleb i odlegoci od cieków i zbiorników wodnych, a take ogranicza si ilo biogenów w dopywach poprzez budowanie barier w postaci zbiorników wstpnych, rowów i zbiorników infiltracyjnych, bioreaktorów, biofiltrów. Zanieczyszczenia liniowe dostaj si do rodowiska wzdu pewnej linii, któr stanowi najczciej szlaki komunikacyjne. Tego typu zanieczyszczenia nie maj zazwyczaj wikszego znaczenia w bilansie biogenów. Bardzo wanym czynnikiem podczas opracowywania strategii ochrony zbiornika s koszty przedsiwzicia oraz odbiór spoeczny projektu, które w znaczny sposób wpywaj na decyzj i zakres podejmowanych kroków. Gówne zalecenia ochronne to [Lossow i Gawroska 2000, Lossow 1998, Hino 1994]: − likwidacja punktowych róde zanieczyszcze, uporzdkowanie gospodarki wodno-ciekowej i gospodarki odpadami – szczególnie budowa systemów kanalizacyjnych i oczyszczalni cieków, budowa bezpiecznych skadowisk odpadów i sanacja starych skadowisk, wyposaenie gospodarstw w kontenery na odpady i zapewnienie ich wywozu; − ograniczenie spywu powierzchniowego z pól poprzez tworzenie rolinnych barier ochronnych przeciwdziaajcych dostawaniu si zanieczyszcze do wód, zastosowanie odpowiednich nawozów (otoczkowanych), dawek i terminów nawoenia,. 12.

(14) zmian struktury zasiewów z wyczeniem uprawy okopowych w pobliu zbiornika, zmian uytkowania gruntów ornych na lasy i uytki zielone; − odpowiednia gospodarka hodowlana w zlewni; zastosowanie hodowli w systemie ciókowym pozwala ograniczy powstawanie gnojowicy na rzecz bezpieczniejszego dla rodowiska obornika; − uporzdkowanie terenów rekreacyjnych, zakaz lokalizacji obiektów w bezporednim ssiedztwie zbiornika, wyposaenie pla w sanitariaty, okrelenie bezpiecznej dla zbiornika liczby turystów; − zakaz stosowania zant przez wdkarzy. Dopiero po zastosowaniu si do wyej wymienionych zalece ochronnych na obszarze zlewni mona przystpi do ewentualnej rekultywacji w obrbie czaszy zbiornika. Zabiegów rekultywacji zbiorników wodnych dokonuje si wieloma metodami. Mona je podzieli na stosowane w czaszy zbiornika i jego zlewni, na techniczne i biologiczne. Czste kontrowersje budzi umieszczenie wród metod rekultywacji: zbiorników wstpnych, kanalizacji opaskowej, biofiltrów. Zaliczane s one przez wielu autorów do dziaa ochronnych w zlewni zbiornika. Uwaajc jednak, e dziaania ochronne powinny gównie ogranicza migracj biogenów do wód, a nie skupia si na ich wyeliminowaniu bezporednio przed zbiornikiem, umieszczono wyej wymienione metody w czci pracy dotyczcej rekultywacji. Przedstawiono tu take metody biologiczne, które waciwie powinny by stosowane jako uzupeniajce, a take techniczne dziaania w samej czaszy zbiornika. Rekultywacj techniczn nazywa si dalej tylko dziaania prowadzone w czaszy zbiornika, zwizane z napowietrzaniem wód, usuwaniem osadów i yznych wód, zasilaniem chemicznym wód i osadów, przykrywaniem osadów. Jako pierwszy rekultywacji technicznej zbiorników wodnych podj si Szwajcar P. Zigerli, który w 1939 r. wyjani zasad usuwania bogatych w biogeny wód gbinowych metod syfonowania. Trzydzieci lat pó niej rozwinito badania, pojawio si szereg nowych rozwiza – szwedzki limnolog S. Björk zastosowa metod eliminacji adunku wewntrznego poprzez usuwanie osadów dennych na jeziorze Trummen w Szwecji; natomiast Szwajcar P. Mercier na jeziorze Bret wypróbowa technik wypompowywania wód przydennych i napowietrzania ich w specjalnej komorze, a nastpnie wtaczania w gb jeziora. W 1973 roku G. Barroin zastosowa, opart na technikach rolniczych, metod wstrzykiwania w osady jeziora Marillon siarczanu glinu za pomoc podwodnego puga; za dwa lata pó niej W. Ripl zastosowa t metod do wstrzykiwania azotanu wapniowego w osady jeziora Lillesjön w Szwecji [Barroin 1991]. Pierwsze dowiadczenia w Polsce przeprowadzi P. Olszewski, który w 1956 r. na Jeziorze Kortowskim w Olsztynie uruchomi lecy na dnie jeziora rurocig odprowadzajcy wody hypolimnionu poniej jeziora. Metoda ta nazwana „metod Olszewskiego” jest uwaana za jedn z pierwszych, wdroonych w praktyce metod rekultywacji jezior [Lossow 1998]. W Polsce dopiero w latach 80. nastpi wzrost liczby rekultywowanych jezior i zbiorników wodnych. Niestety, w wikszoci przypadków nie osignito pozytywnych rezultatów, gównie na skutek bdów projektowych, zego doboru sprztu, braku naleytego nadzoru i konserwacji [Kajak 1998]. Czsto spektakularne i drogie dziaania rekultywacyjne stosowano bez wczeniejszego ograniczenia dopywu biogenów do zbiornika i dziaa ochronnych w zlewni.. 13.

(15) Omówione w polskiej literaturze przypadki rekultywacji technicznej, dotyczce gównie jezior, to niestety w wikszoci przykady, w których nie uzyskano poprawy jakoci wody. Stosowane byy gównie metody zwizane z napowietrzaniem wód [Lossow 1994]. Niewtpliwie jednak, szczególnie w USA i Europie Zachodniej, udao si pomylnie zrekultywowa wiele zbiorników. Naley wycign wnioski z tych dowiadcze, a przede wszystkim stosowa rekultywacj techniczn ostronie i w ostatecznoci. Najczciej spotykanymi metodami rekultywacji s: − strcanie fosforanów zwizkami elaza i glinu [Perrow i Davy 2002, Szyper i Godyn 2000, Olem i Flock 1990, Eutrophication… 1982]; − napowietrzanie wód z zaburzeniem uwarstwienia termicznego [Kajak 1998, Vandermeulen 1992, Steel 1975]; − napowietrzanie wód z zachowaniem uwarstwienia termicznego [Kajak 1998, Olem i Flock 1990, Fast i Lorenzen 1976]; − usuwanie osadów dennych [Kajak 1998, Lossow 1998, Hino 1994, Peterson 1981]; − przykrywanie osadów dennych [Kajak 1998, Hino 1994, Olem i Flock 1990]; − usuwanie yznych wód hipolimnionu [Kajak 1998, Eutrophication… 1982]; − iniekcje z substancji powodujcych utlenienie osadów dennych, zwizanie fosforu i usunicie siarczków (metoda Riplox) [Perrow i Davy 2002, Szyper i Godyn 2000, Kajak 1998, Barroin 1991, Björk 1985]; − zastosowanie zbiorników wstpnych, biofiltrów [Mioduszewski 1999, Benndorf i Pütz 1997, Hino 1994, bikowski i elazo 1993, Prochal 1987]; − eliminacja fosforu z dopywów – system Wahnbach [Hino 1994, Bernhardt i Schell 1982]; − zakadanie rowów i zbiorników infiltracyjnych [Hino 1994]; − wapnowanie [Perrow i Davy 2002, Babin i in. 1989, Murphy i in. 1988]. Rozwój samych glonów mona ograniczy bez zmiany iloci fosforu w ekosystemie poprzez: − sztuczne mieszanie wód (limitowanie wiata); − biomanipulacj [O’Sullivan i Reynolds 2005, Kajak 1998, DeMelo i in. 1992; Jørgensen i Johansen 1989, Bendorf i in. 1984, Shapiro i Wright 1984]; − redukcj czasu przebywania wody w zbiorniku; − uycie produktów do hamowania rozwoju glonów [Kajak 1998].. 14.

(16) 5. CHARAKTERYSTYKA ZBIORNIKA I JEGO ZLEWNI. 5.1. WODY POWIERZCHNIOWE I PODZIEMNE. Zbiornik Gouchów Zbiornik wodny Gouchów (rys. 1) zosta zbudowany w 1970 r. na rzece Trzemnie (pot. Ciemnej), lewobrzenym dopywie Prosny w miejscowoci Gouchów, w odlegoci 15 km od Kalisza (województwo wielkopolskie, powiat pleszewski, gmina Gouchów). Zlewnia zbiornika rozciga si na 2 powiaty: Pleszew i Ostrów Wielkopolski oraz gminy: Gouchów, Nowe Skalmierzyce i Pleszew (znikoma cz zlewni znajduje si na terenie gmin Ostrów Wielkopolski i Raszków). Pierwotnie zbiornik przeznaczony by do gromadzenia wody na potrzeby rolnictwa, z czasem jednak na pierwszy plan wysunite zostay cele rekreacyjne ze wzgldu na bliskie pooenie miast: Kalisza, Jarocina, Pleszewa, Ostrowa Wielkopolskiego. Administratorem zbiornika jest Wielkopolski Zarzd Melioracji i Urzdze Wodnych w Poznaniu poprzez Delegatur w Ostrowie Wielkopolskim [Pianka i Zaborowska 1994]. Wszystkie funkcje zbiornika s jednak znacznie ograniczone przez z jako wody. Ten najstarszy zbiornik zaporowy w poudniowej Wielkopolsce zosta wybudowany na bardzo zanieczyszczonej rzece Trzemnie. Drugi dopyw – Rów Jedlec, cho charakteryzuje si znacznie mniejszymi przepywami, istotnie przyczynia si do zanieczyszczenia zbiornika, poniewa prowadzi nieoczyszczone cieki przemysu rolno-spoywczego i przez dugi czas niós cieki bytowe. Nieuporzdkowana gospodarka wodno-ciekowa w zlewni doprowadzia do silnej eutrofizacji zbiornika Gouchów, wytworzenia warstwy osadów dennych z wydzielajcym si siarkowodorem oraz corocznych zakwitów sinicowych. Trwajce od 1994 r. prace rekultywacyjne polegay na budowie osadnika ekologicznego na rzece Trzemnie, zamontowaniu przy zaporze instalacji aeracyjnej, a na dopywach – barier biostruktur. Podejmujc dziaania rekultywacyjne, nie zadbano jednak o uporzdkowanie gospodarki wodno-ciekowej zlewni i w zwizku z tym do tej pory nie zanotowano poprawy jakoci wody.. 15.

(17) GOUCHÓW. INSTALACJA AERACYJNA AERATION PLANT. ZBIORNIK GOUCHÓW GOUCHÓW RESERVOIR. SZ LI KA. BIOSTRUKTURY BIOSTRUCTURES ZATOKA JEDLEC JEDLEC BAY ZATOKA CZERMINEK CZERMINEK BAY. TRZEMNA TRZEMNA RIVER. LAS JEDLEC JEDLEC FOREST RÓW JEDLEC JEDLEC DITCH. OSADNIK EKOLOGICZNY PRELIMINARY SEDIMENTATION TANK. Rys. 1. Zbiornik zaporowy Gouchów Fig. 1. The Gouchów reservoir. 16.

(18) Gouchów. Zbiornik Gouchów Gouchów Reserv oir. Czerminek Rów lec. a. Jedle. mn. c Ditch. Karsy. Trz e m. Kucharki. na R iver. ychlin. Bronów. Szkuda. J ed. Krzywosdów. e Trz. c. ni gran ica zlew. r rde t bo en m h at c. Czechel Grudzielec Sobótka Kotowiecko. Gazki Wielkie. N. Droszew. Rys. 2. Zlewnia zbiornika Gouchów Fig. 2. The catchment of the Gouchów reservoir. Parametry hydrologiczne i podstawowe dane techniczne zbiornika Gouchów: − − −. normalny poziom pitrzenia maksymalny poziom pitrzenia forsowany poziom pitrzenia. − − −. minimalny poziom pitrzenia minimalny poziom pitrzenia dla rekreacji powierzchnia zlewni w przekrojach: osadnik ekologiczny zapora zbiornika ujcie do Prosny przepyw redni roczny spyw jednostkowy odpyw redni roczny ze zbiornika. − − − − − − −. 110,00 m n.p.m., 110,40 m n.p.m., 110,80 m n.p.m. (dla przepywu kontrolnego Q0,5%), 108,00 m n.p.m., 109,00 m n.p.m., 72,8 km2, 106,8 km2, 112,8 km2, Qr=0,37 m3·s-1, 3,5 dm3·s-1·km-2 (przy Qr), 11,67 mln m3.. Przy normalnym poziomie pitrzenia wymiary zbiornika s nastpujce: dugo 2,8 km, rednia szeroko 200 m, maksymalna szeroko 300 m, rednia gboko 2,7 m,. 17.

(19) − − −. maksymalna gboko powierzchnia pojemno. 7,0 m, 51,5 ha, 1,385 mln m3 [Fierek 1994a i b].. Zbiornik jest zarybiany, dominuj w nim gatunki ryb planktonoernych, stanowi one do 90% populacji ryb, reszta to gatunki drapiene.. Rzeki i wody podziemne Gównym elementem sieci hydrograficznej oraz ródem zasilania w wod zbiornika Gouchów jest rzeka Trzemna (pot. Ciemna – taka nazwa wystpuje te w dokumentacji zbiornika i materiaach WIO , w pracy autorka uywa nazwy zgodniej z obowizujc hydronimi). Trzemna jest lewobrzenym dopywem Prosny i posiada zlewni o cakowitej powierzchni 112,8 km2 [Fierek 1994a i b]. Jej koryto przedzielono w km 5+600 zapor ziemn, tworzc zbiornik Gouchów o powierzchni zlewni 106,8 km2. redni spadek zlewni wynosi 4 promile. Sporód kilku mniejszych cieków zasilajcych naley wymieni Rów Jedlec, bezporednio wchodzcy do zbiornika, który mimo niewielkich przepywów wnosi do zbiornika znaczny adunek zanieczyszcze. W tej czci podregionu kaliskiego dominuj czwartorzdowe poziomy wodonone. Miszo tych utworów dochodzi do 10 m. Mocno rozwinity system czwartorzdowych struktur kopalnych charakteryzuje si redni i dobr wodononoci. Pierwszy uytkowy poziom wodonony jest w peni izolowany [Raport… 1999]. Skad chemiczny wód podziemnych scharakteryzowano na podstawie danych WIO. [Raport… 2000, 1999, 1996]. Cechuje je due zanieczyszczenie azotanami i azotynami. S wodami zmienionymi antropogenicznie.. 5.2. GLEBY I KLIMAT Zlewnia zbiornika Gouchów pooona jest na terenie Wysoczyzny Kaliskiej – czci Niziny Poudniowowielkopolskiej, midzy Waem erkowskim na pónocy a Obnieniem Milicko-Gogowskim na poudniu oraz midzy Wysoczyzn Leszczysk na zachodzie a Równin Rychwalsk na pónocnym-wschodzie i Wysoczyzn Tureck na wschodzie [Encyklopedia… 2002]. Skaami macierzystymi gleb Wielkopolski s utwory polodowcowe zlodowacenia rodkowopolskiego. W warstwie przypowierzchniowej dominuj utwory piaszczyste i gliniaste. Na podstawie Mapy Glebowo-Rolniczej Województwa Kaliskiego 1:100 000 stwierdzi mona, e w zlewni dominuj gleby piaszczyste (piaski gliniaste lekkie i mocne, piaski rednie) rónych typów genetycznych, gównie gleby pseudobielicowe, brunatne waciwe i czarne ziemie [Mapa… 1986]. Najwiksz cz zlewni stanowi kompleks ytni dobry i bardzo dobry oraz kompleks pszenny dobry. Na badanym terenie nie wystpuj zjawiska nasilonej erozji wodnej i wwozowej. W porównaniu z innymi czciami Wielkopolski mniejsze jest te nasilenie erozji wietrznej [Prochal 1987]. Zawarto biogenów w glebach zlewni, wedug bada przeprowadzonych po zbiorach rolin jesieni 2001 r., wynosia rednio 0,84 gN·kg-1s.m., 0,34 gP·kg-1s.m.,. 18.

(20) 1,0–1,4 gK·kg-1s.m. Zawarto azotu i fosforu bya bardzo zbliona we wszystkich próbach, zawarto potasu rónia si do znacznie w poszczególnych próbach. Próby pobrano losowo z pól uprawnych w rónych czciach zlewni. Pod wzgldem skadu granulometrycznego wykazyway one uziarnienie piasków gliniastych lekkich i mocnych o zawartoci czci spawialnych 13–18%. Klimat województwa wielkopolskiego naley do strefy klimatu umiarkowanego, w obszarze wzajemnego przenikania si wpywów morskich i kontynentalnych. Wedug regionizacji rolniczo-klimatycznej R. Gumiskiego badany teren ley na granicy dzielnicy rodkowej i dzielnicy ódzkiej. Jest to obszar najniszych opadów w Polsce, poniej 550 mm·rok-1. Dugo okresu wegetacyjnego wynosi 200–220 dni. Dzielnica ódzka jest podobna do rodkowej, cechuje si nieco wikszymi opadami ok. 600 mm·rok-1 [Raport… 1999]. rednie wieloletnie wybranych cech klimatycznych dla badanego terenu przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1 Table 1. rednie wieloletnie wybranych cech klimatycznych dla badanego terenu [Raport… 1999] Perennial average of selected climatological features for the research area [Raport… 1999]. Miasto Town. rednia temperatura powietrza Mean air temperature (°C). Wzgldna wilgotno powietrza Relative air humidity (%). Zachmurzenie ogólne nieba Total cloudiness (%). Suma opadów Total precipitation (mm). rednia prdko wiatru Mean wind velocity (m·s-1). Kalisz. 7,8. 81. 65. 517. 2,9. 5.3. ZAGOSPODAROWANIE PRZESTRZENNE I OSADNICTWO Infrastruktura Zalesienie zlewni wynosi 7%, gównie jest to las graniczcy ze zbiornikiem (rys. 2), uytki zielone zajmuj 4% powierzchni zlewni zbiornika, grunty orne o glebach rednioprzepuszczalnych stanowi 79% [Pianka i Zaborowska 1994]. Liczba ludnoci na obszarze zlewni wynosi aktualnie okoo 10 000 osób. Miejscowoci znajdujce si na terenie zlewni pokazano na rysunku 2. Zlewnia ma charakter typowo rolniczy, brak jest duych zakadów przemysowych. Funkcjonuje tu natomiast kilka maych przedsibiorstw o profilu rolno-spoywczym. Gównie s to masarnie oraz gorzelnie zwizane z zakadami rolnymi. W pobliu zbiornika przebiega droga krajowa nr 12, która czy Kalisz z Pleszewem, a dalej biegnie do Poznania. Drugim wanym szlakiem komunikacyjnym na badanym terenie jest droga nr 11, czca na tym odcinku Ostrów Wielkopolski z Pleszewem. Nie przebiegaj tu linie kolejowe.. 19.

(21) Stan sanitacji Zaopatrzenie w wod wg GUS [Powszechny… 1997] jest bardzo dobre, wikszo gospodarstw (ok. 90%) korzysta z wodocigu publicznego, z zagrodowego wodocigu podczonego do studni lub ze studni zagrodowych wod czerpie ok. 10% gospodarstw, a 0,5% gospodarstw nie jest zaopatrywanych w wod z wyej wymienionych róde. Odprowadzanie i oczyszczanie cieków jest wysoce niezadowalajce. Do sieci kanalizacyjnej odprowadza cieki zaledwie 6,5% gospodarstw, do doów gnilnych 78% gospodarstw (z czego 3/4 bez oczyszczania lub wywozu do oczyszczalni), 15,5% gospodarstw nie posiada kanalizacji ani doów gnilnych [Powszechny… 1997]. Wybudowanej w Gouchowie oczyszczalni cieków WIO zarzuca, i nie spenia ona warunków pozwolenia wodno-prawnego, poniewa w ciekach zrzucanych przez ni do rzeki przekroczone zostay normy zanieczyszcze. Ponadto oczyszczalnia przyjmowaa zaledwie 25% z przyznanego limitu cieków, wynoszcego 1131,3 m3·d-1 [Raport… 2002]. Gospodarka odpadami na terenie zlewni take nie jest prawidowo zorganizowana. Odpady z 20% gospodarstw s wywoone na zorganizowane wysypiska, 80% gospodarstw zajmuje si odpadami we wasnym zakresie. Na terenie zlewni znajduj si nastpujce zorganizowane skadowiska i wysypiska odpadów [Raport… 2000, 1999, 1996]: − Czechel – bez uszczelnienia podoa; stan formalno-prawny nieuregulowany; gromadzi gównie odpady komunalne; − Kajew – bez uszczelnienia podoa; stan formalno-prawny nieuregulowany; przywoone s zwaszcza odpady komunalne; − Sobótka – uszczelnienia podoa; stan formalno-prawny uregulowany; gromadzi odpady przemysowe. Oprócz wymienionych duych skadowisk i wysypisk na terenie zlewni podczas jej inwentaryzacji zaobserwowano wiele maych dzikich wysypisk odpadów zlokalizowanych w pobliu dróg, a take miejsca, gdzie wyrzucono odpady bezporednio do wód powierzchniowych. W 2005 roku gmin Gouchów wymieniono jako jedn z 10 w województwie, które nie prowadz selektywnej zbiórki odpadów [Raport… 2006].. Walory kulturowe i przyrodnicze Gouchów jest jedn z najciekawszych i najbardziej znanych miejscowoci w regionie. Posiada baz rekreacyjn zwizan ze zbiornikiem wodnym. W centrum miejscowoci znajduje si zamek Izabeli Czartoryskiej, obecnie oddzia Muzeum Narodowego w Poznaniu, z bogat kolekcj dzie sztuki, midzy innymi waz greckich, malarstwa i tkanin. Zamek otoczony jest kompleksem parkowym – najwikszym w Wielkopolsce parkiem dendrologicznym o pow. 162 ha, któremu uroku dodaj stawy. W kompleksie parkowym w Orodku Kultury Lenej mona zwiedzi, jedyne w Europie, Muzeum Lenictwa z bogat kolekcj maszyn i narzdzi, trofeów myliwskich i sztuki oraz pooon w pobliskim lesie zagrod ubrów i danieli. „Dolina Rzeki Ciemnej (Trzemny)” to obszar 3500 ha chronionego krajobrazu.. 20.

(22) 6. STAN CZYSTOCI WÓD ZLEWNI ZBIORNIKA GO UCHÓW róda zanieczyszcze Niewtpliwie powanym problemem w zlewni zbiornika s przestrzenne róda zanieczyszcze zarówno rolnicze, jak i pochodzce z opadu atmosferycznego. Wymieniane przez wielu autorów, jako ródo zanieczyszcze, drogi samochodowe nie stanowi duego zagroenia ze wzgldu na oddalenie od gównych cieków i niewielkie natenie ruchu. W przeciwiestwie do nich powanym obcieniem s punktowe róda zanieczyszcze. Przeprowadzone w latach 2000–2002 inwentaryzacje zlewni pozwoliy na zlokalizowanie punktowych róde zanieczyszcze i potwierdziy, e znaczna cz gospodarstw zrzuca cieki bezporednio do wód powierzchniowych. Istniejce na terenie zlewni zakady przemysu rolno-spoywczego i obiekty rekreacyjne w wikszoci nie posiadaj oczyszczalni cieków i odprowadzaj je (bez koniecznych zezwole) do wód powierzchniowych. Natomiast nieliczne oczyszczalnie nie dziaaj prawidowo, a nieuporzdkowana gospodarka odpadami powoduje dodatkowe zagroenie dla wód w zlewni.. Stan czystoci gównych dopywów zbiornika Rzeka Trzemna jest badana przez WIO od kilkunastu lat w trzech przekrojach. W latach 1995, 1997, 2004, 2005 i 2006 poddana zostaa monitoringowi rocznemu. Graficzn interpretacj wybranych wska ników, z bada wykonanych w ramach monitoringu rocznego (przekrój w Szkudach, tu powyej zbiornika Gouchów), przedstawiono na wykresach (rys. 3). Z przeprowadzonych analiz wynika, e rzeka jest silnie zanieczyszczona zwizkami azotu i fosforu. Notuje si tu wysokie stenia azotu azotynowego, azotanowego, potasu, fosforu ogólnego i fosforanów. Take chlorofil i wska niki mikrobiologiczne, wska niki tlenowe i indeksy saprobowoci wiadcz o duym zanieczyszczeniu. Najwiksze stenia azotanów obserwuje si od stycznia do maja, fosforany, oprócz marca i kwietnia, przekraczaj wartoci graniczne dla V klasy jakoci wód powierzchniowych, ze warunki tlenowe panuj w rzece latem, a najgorsze jesieni – zawarto tlenu rozpuszczonego drastycznie si zmniejsza. Z opracowa WIO wynika, e Trzemna jest jedn z najbardziej zanieczyszczonych rzek poudniowej Wielkopolski i we wszystkich trzech przekrojach, w których bya badana, zakwalifikowana zostaa do V klasy jakoci wód powierzchniowych [Rozporzdzenie… 2004*]. * W zwizku z tym, e rozporzdzenie stracio moc prawn z dniem 1 stycznia 2005 r., a nie wprowadzono zastpujcych go nowych regulacji prawnych, Gówny Inspektor Ochrony rodowiska zezwoli na przeprowadzanie oceny wód wedug nieobowizujcych przepisów do czasu wejcia w ycie nowych.. 21.

(23) Rys. 3. Jako wody rzeki Trzemny w latach 1995, 1997, 2004, 2005, 2006 (wybrane wska niki i analizy z bada WIO w przekroju Szkuda) Fig. 3. Water quality in the Trzemna River in 1995, 1997, 2004, 2005, 2006 pursuant to WIO. (selected indexes and analysis from the section Szkuda). 22.

(24) W wodach Jedlec stwierdza si bardzo wysokie stenia azotanów, fosforanów, fosforu cakowitego BZT5 (tab. 2). Cho Rów Jedlec charakteryzuje si stosunkowo niewielkim przepywem, to wnoszone przez niego adunki zanieczyszcze s znaczce dla zbiornika.. Stan czystoci zbiornika Badania zbiornika w Gouchowie prowadzone przez WIO s nieregularne i rzadkie. W badaniach nie zachowuje si powtarzalnoci oznaczania podstawowych wska ników, niekonsekwencja jest szczególnie widoczna w przypadku form azotu. Brak oznaczenia formy azotynowej i azotu ogólnego czsto nie pozwala na wycignicie wniosków. Wod zretencjonowan w zbiorniku charakteryzuj wysokie stenia biogenów. Porównujc wartoci wybranych wska ników (tab. 2) na dopywach do zbiornika, w samym zbiorniku oraz w rzece Trzemnie, mona stwierdzi, e w wikszoci przypadków w zbiorniku obnia si stenie mineralnych form azotu, fosforanów, fosforu ogólnego, maleje równie zawarto zawiesin, BZT5 i stenie azotu organicznego. W rzece Trzemnie poniej zbiornika – BZT5 i stenie azotu organicznego nadal obniaj si, stenia mineralnych form azotu i fosforu nieznacznie wzrastaj, najwyszy wzrost notowany jest dla azotu amonowego, natomiast ilo zawiesin utrzymuje si na poziomie porównywalnym ze zbiornikiem lub nieznacznie wzrasta, maleje za zawarto tlenu. Skad chemiczny wody odpywajcej ze zbiornika jest charakterystyczny dla wód z wikszej gbokoci – zrzucanych upustami dennymi. Z danych przedstawionych w tabeli 3 wynika, e na gbokoci upustów dennych (ok. 4 m) zanotowano nisze wartoci BZT5, wysze stenia mineralnych form azotu, a szczególnie formy amonowej, nisz zawarto tlenu ni w przypowierzchniowej warstwie wody, podobne zalenoci zauwaono w wodzie odpywajcej ze zbiornika (tab. 2). Na podstawie powyszych danych mona stwierdzi, e w zbiorniku Gouchów nastpuje oczyszczanie wody. Woda w dopywach jest o wiele bardziej zanieczyszczona zwizkami biogennymi ni woda wypywajca ze zbiornika. Substancje biogenne kumulowane s w osadach dennych oraz innych skadnikach ekosystemu. Wpyw zabudowy hydrotechnicznej na jako wody nie jest jednoznacznie okrelony, a z bada Woyciechowskiej i Dojlido [1982], przeprowadzonych na duej iloci zbiorników, wynika, e w wikszoci przypadków wpywaj one na popraw jakoci wody lub nie wywouj zmian, w niewielu zbiornikach nastpuje pogorszenie jakoci wody. Najczciej obserwuje si popraw w maych pytkich zbiornikach zaporowych, takich jak zbiornik Gouchowski. Niestety, kumulowanie substancji organicznych wpywa na pogorszenie stanu trofii samego zbiornika. Na pocztku wrzenia 2002 r., zaraz po zakoczeniu sezonu rekreacyjnego i intensywnym napowietrzaniu zbiornika, przeprowadzono badanie jakoci wody. Wod pobrano w kilku punktach kontrolnych. Pierwszy zlokalizowany zosta na osi zbiornika przy zaporze, drugi w 1/3 dugoci zbiornika, trzeci w 2/3 dugoci zbiornika, czwarty – tu przy kocu zbiornika. Wyniki bada przedstawiono w tabeli 3.. 23.

(25) 24. 27.06.1994. 29.09.1992. 30.06.1992. 30.09.1991. 08.10.1990. Data poboru Sampling date 1. Miejsce poboru próby Sampling site 2 Trzemna pow. zbiornika Trzemna river above the reservoir Rów Jedlec – Jedlec Ditch Zbiornik – Reservoir Trzemna pon. zbiornika Trzemna river below the reservoir Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika. NO2 mg N dm-3 4 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 0,162 –. NH4 mg N dm-3 3 0,15 5,40 0,14 0,85 1,00 1,30 0,30 0,90 0,62 0,29 0,23 – 0,65 0,40 0,69 2,10 – – 0,27 –. 5,40 5,80 0,05 0,08 3,64 13,30 2,07 – 3,83 23,40 0,10 0,52 – – 6,33 –. 0,10. 1,50 0,05. 3,00. NO3 mg N dm-3 5. – – – – – – – – – – – – – – – –. –. – –. –. N mg N dm-3 6. 1,11 1,34 0,55 0,62 0,76 2,04 0,05 2,51 0,88 2,22 0,75 1,01 – – 0,04 –. –. – –. –. PO4 mg P dm-3 7. Badania jakoci wody wykonane w latach 1990–1999 przez WIO. (wybrane wska niki i analizy) Analysis of water quality in basin 1990–1999 after WIO. (selected indexes and analysis). 4,00 1,90 2,30 2,30 0,94 3,16 0,14 3,65 – – – – – – 0,08 –. –. – –. –. P mg P dm-3 8. 3,8 5,7 9,7 7,1 5,6 5,7 8,5 – 3,3 6,8 10,1 4,7 – – 5,7 –. 5,2. 4,5 8,6. 4,5. O2 mg O2 dm-3 9. 7,2 14,2 6,1 4,6 13,0 35,0 9,6 5,2 25,0 26,0 14,0 5,2 – – 27,0 –. 1,7. 8,6 5,6. 1,2. BZT5 mg O2 dm-3 10. Tabela 2 Table 2.

(26) 25. 27.09.1999. 28.06.1999. 15.09.1997. 26.05.1997. 10.06.1996. 20.06.1995. 1. 2 Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika Trzemna pow. zbiornika Rów Jedlec Zbiornik Trzemna pon. zbiornika. 3 – – – – – – 0,37 – 2,04 5,23 1,10 1,48 < 0,97 0,75 1,10 < < 0,27 1,04 0,87 0,03 0,44 1,10. 4 0,116 – 0,087 – 0,880 – 0,011 – 0,041 0,87 0,01 0,05 0,033 0,227 0,126 0,069 0,463 0,041 0,170 0,165 0,070 0,010 0,014 0,020. 5 3,30 – 1,81 – 8,29 – 0,10 – 0,45 19,70 0,05 0,45 2,55 6,73 0,79 1,19 6,53 15,20 6,42 4,89 1,90 9,40 0,02 0,07. 6 5,5 – 4,7 – 11,4 – 3,0 – 3,0 26,7 2,0 2,6 4,3 9,5 3,2 3,1 8,2 15,2 7,7 7,3 3,7 9,4 2,6 3,1. 7 – – – – 0,29 – 0,10 – 0,30 1,66 0,49 0,65 0,16 1,28 0,39 0,76 0,16 0,48 0,05 0,20 0,39 0,05 0,52 0,75. 8 0,15 – 0,11 – 1,00 – 0,52 – 0,60 2,18 0,63 0,81 0,28 1,30 1,27 0,83 0,21 0,50 0,07 0,16 0,43 0,11 0,67 0,92. 9 10,1 – 16,1 – 8,5 – 16,6 – 7,7 10,3 3,7 8,7 8,7 7,0 8,5 8,2 9,8 8,6 7,6 8,4 5,7 8,2 10,5 7,7. 10 6,5 – 14,0 – 15,3 – 12,8 – 9,8 85,0 5,4 4,1 < 4,8 8,2 7,0 4,9 2,8 2,4 4,3 3,3 < 10,3 7,5. Tabela 2 cd. Table 2 cont..

(27) 26. 4. 3. 2. 1. Miejsce poboru próby Sampling site. 4,4. 7,2. 11,2. 9,2. 7,5. –. 7,4. 7,5. 5,0. 7,7. 4. 6. 7 dno – bottom. 1. 2. 5 dno – bottom. 1. 2. 5 dno – bottom. 1. 7,9. 8,6. 2. 2 dno – bottom. 8,9. 96. 63. 70. 33. 76. –. 49. 68. 48. 48. 58. 34. 61. Zawiesiny ogólne BZT5 Suspended mgO2·dm-3 matter mg·dm-3. 1. Gboko pobrania próby Depth (m). 7,08. 0,44. 2,66. 0,44. 0,44. –. 0,44. 0,44. 0,44. 1,33. 0,89. 0,44. 0,44. NO3 mgNO3·dm-3. 0,197. 0,025. 0,008. 0,021. <0,003. –. <0,003. <0,003. 0,108. 0,425. 0,051. <0,003. <0,003. NO2 mgNO2·dm-3. 0,06. 0,13. 0,10. 0,15. 0,15. –. 0,15. 0,08. 2,58. 1,67. 0,31. 0,10. 0,10. NH4 mgNH4·dm-3. 1,72. 1,98. 2,08. 2,18. 2,23. –. 1,89. 1,88. 2,59. 1,82. 2,03. 1,92. 1,89. PO4 mgPO4·dm-3. Wyniki bada jakoci wody przeprowadzonych 05. 09. 2002 Analysis of water quality in reservoir conducted on 05. 09. 2002. 7,4. 8,1. 4,9. 7,6. 8,2. 8,2. 9,2. 2,0. 3,5. 3,4. 8,0. 9,2. O2 mgO2·dm-3. 9,2. 9,4. 9,0. 9,4. 9,5. 9,4. 9,5. 8,7. 8,8. 8,9. 9,4. 9,5. pH. 380. 363. 353. 414. 373. –. 329. 346. 414. 414. 420. 400. 362. Przewodno elektrolityczna Conductivity μS. 22. 22. 21. 22. 22. –. 22. 22. 21. 21. 21. 22. 22. Temp. wody Water temp. (°C). Tabela 3 Table 3.

(28) Tabela 4 Table 4 Zawarto biogenów w osadach dennych zbiornika Gouchów w latach 1995, 1997 i 1999 wedug bada WIO (wybrane wska niki) Concentration of nutrients in sediments from the Gouchów reservoir pursuant to WIO. (selected indexes and analysis) Data poboru próby Sampling date 20.06.1995 16.06.1997 16.06.1997 16.06.1997 16.06.1997 16.06.1997 15.09.1997 15.09.1997 15.09.1997 15.09.1997 15.09.1997 28.06.1999 28.06.1999 28.06.1999 27.09.1999 27.09.1999 27.09.1999. rednia Mean. Miejsce poboru próby Sampling site Czasza zbiornika Reservoir bowl Zatoka Czerminek przed biostrukturami Czerminek Bay in front of the biostructures Zatoka Czerminek za biostrukturami Czerminek Bay behind biostructures Zatoka Jedlec przed biostrukturami Jedlec Bay in front of the biostructures Zatoka Jedlec za biostrukturami Jedlec Bay behind biostructures Czasza zbiornika Reservoir bowl Zatoka Czerminek przed biostrukturami Czerminek Bay in front of the biostructures Zatoka Czerminek za biostrukturami Czerminek Bay behind biostructures Zatoka Jedlec przed biostrukturami Jedlec Bay in front of the biostructures Zatoka Jedlec za biostrukturami Jedlec Bay behind biostructures Czasza zbiornika Reservoir bowl Zatoka Czerminek za biostrukturami Czerminek Bay behind biostructures Zatoka Jedlec Jedlec Bay Czasza zbiornika Reservoir bowl Zatoka Czerminek Czerminek Bay Zatoka Jedlec Jedlec Bay Czasza zbiornika Reservoir bowl. N mgN·dm-3. P mgP·dm-3. 879. 108. 1200. –. 1290. –. 979. –. 1022. –. 1050. –. 1506. 288. 1271. 361. 2048. 146. 981. 152. 879. 178. 1400. 423. 899. 182. 1022. 438. 1910. 303. 4480. 196. 3440. 336. 1600. 260. 27.

(29) W punkcie 1, przy samej zaporze, wraz z gbokoci maleje stenie tlenu rozpuszczonego, wartoci pH staj si coraz nisze. Przy dnie wystpuj deficyty tlenowe, obnia si stenie azotu azotanowego i azotynowego, wzrosta BZT5 i stenie azotu amonowego. Wedug bada Kajaka [1998] stenie azotu azotanowego w zbiornikach eutroficznych, latem, powinno male wraz z gbokoci, azot azotynowy pojawia si dopiero na pewnej gbokoci, a nastpnie ze wzrostem gbokoci jego zawarto w wodzie obnia si, natomiast stenie azotu amonowego wzrasta. Zaobserwowane przy dnie gwatowne obnienie stenia azotanów i azotynów spowodowane jest ich redukcj w warunkach beztlenowych do azotu amonowego, a take procesami rozkadu materii organicznej z osadów dennych. W pozostaych przypadkach, gdy nie obserwuje si a tak duego deficytu tlenowego, zawarto azotanów przy dnie wzrasta. Integraln czci zbiornika s osady denne. Zeutrofizowane zbiorniki posiadaj w osadach dennych gówny adunek biogenów, zwaszcza w formie organicznej [Kajak 1998]. Osady zbiornika Gouchów zawieraj rednio 1600 mg·dm-3 azotu i 260 mg·dm-3 fosforu (tab. 4). Azotany i azotyny obecne s w tych osadach w minimalnych steniach, zawarto azotu amonowego wynosi okoo 200 mg·dm-3, reszt stanowi forma organiczna. rednia zawarto fosforanów to okoo 30 mg·dm-3, jest ona zmienna i waha si od 2–100 mg·dm-3, niewtpliwie jednak fosfor wystpuje tu gównie w formie organicznej. Najwicej zwizków biogennych skumulowanych jest w 10 cm wierzchniej warstwy osadów, z której pobrano próby do bada. W tej wanie warstwie, przeliczajc wartoci na 1 m2 zbiornika, znajduje si 160 g azotu i 26 g fosforu. Przyjmujc redni gboko zbiornika 2,7 m, rednie stenie w wodach zbiornika fosforu 1,1 mg·dm-3 i azotu 6,8 mg·dm-3, w latach badania osadów, to w zalegajcym nad 1 m2 osadów supie wody znajduje si rednio zaledwie 2,97 g fosforu i 18,36 g azotu. W 10 cm warstwie osadu byo ponad dziesiciokrotnie wicej biogenów ni w wodzie, a miszo osadów w zbiorniku dochodzia przy zaporze do 1 m.. 28.

(30) 7. OCENA NATURALNEJ PODATNOCI NA DEGRADACJ ZBIORNIKA GO UCHÓW Naturaln podatno zbiornika Gouchów na degradacj oceniono na podstawie „Systemu Oceny Jakoci Jezior” [Kudelska i in. 1983]. System ten, stosowany od kilku lat w Polsce, posiada pewne wady [Jaczak 2002], uznano jednak, e z powodzeniem mona wykorzysta jego elementy do szacunkowej oceny naturalnej podatnoci zbiornika na zanieczyszczenie (tab. 5). rednia gboko jest najwaniejszym parametrem decydujcym o jakoci wody w zbiorniku. Od tego parametru zaley stosunek masy wody znajdujcej si w epilimnionie (górnej, ciepej czci) do masy zawartej w hypolimnionie (dolnej, chodnej czci). Im wicej wody mieci si w hypolimnionie, tym mniejsza produktywno, a co za tym idzie – wysza klasa jakoci wód [

(31) omotowski i Szpindor 1999]. Vollenweider [Kudelska i in. 1983] w swoich badaniach udowodni cis zaleno pomidzy redni gbokoci i jakoci wody, uwzgldni redni gboko jako podstawowy parametr do obliczania dopuszczalnych i niebezpiecznych obcie zbiornika biogenami. rednia gboko jest parametrem reprezentujcym szereg cech morfometrycznych zbiornika [Kudelska i in. 1983]. Stosunek objtoci zbiornika do dugoci linii brzegowej okrela kontakt zbiornika z otaczajcym terenem [

(32) omotowski i Szpindor 1999]. Im dusza i bardziej rozwinita linia brzegowa, tym wikszy kontakt z terenami przylegymi i wiksze zagroenie zanieczyszczeniami; im wiksza objto zbiornika, tym wiksza jego odporno na zanieczyszczenia i tym bardziej s one rozcieczane [Kudelska i in. 1983]. Wska nik ten jest nazywany w literaturze zachodniej dilution capacity. Odzwierciedla on jedynie wpyw zlewni bezporedniej na zbiornik. Procent wymiany wody w roku jest to stosunek odpywu ze zbiornika do jego pojemnoci. Jest wska nikiem obcienia substancjami biogennymi ze zlewni [

(33) omotowski i Szpindor 1999]. Zbiorniki silnie przepywowe s wzbogacane w substancje biogenne, dziaaj jako odstojniki, wczajc we wasny obieg materi przyniesion przez dopywy [Kudelska i in. 1983]. Wska nik odzwierciedla wpyw cakowitej zlewni na zbiornik; dla zbiorników zasilanych gównie przez dopywajce cieki – wska nik bdzie wyraa wpyw zlewni poredniej, natomiast dla zasilanych spywem powierzchniowym – wyraa wpyw zlewni bezporedniej. W zbiornikach, gdzie stratyfikacja nie wystpuje (do takich naley Gouchów), szybszy czas wymiany wody jest mniej niebezpieczny, przepyw czciowo utrudnia akumulacj nutrientów w mieszajcych si warstwach wody [Wytyczne… 1994].. 29.

(34) Tabela 5 Table 5 Kategorie podatnoci jezior na degradacj [Kudelska i in. 1983] Categories of lakes susceptibility to degradation [Kudelska et al. 1983] Wska nik Index. Kategoria podatnoci jeziora Categories of lakes susceptibility to degradation I. II. III. ≥ 10. ≥5. ≥3. ≥5. ≥3. ≥1. ≤ 30. ≤ 200. ≤ 1000. ≤2. ≤ 10. ≤ 50. Sposób zagospodarowania zlewni bezporedniej Active basin management. ≥ 60% lasów ≥ 60% of forest. < 60% lasów < 60% gruntów ornych < 60% of forest < 60% of arable land. ≥ 60% gruntów ornych ≥ 60% of arable land. Procent stratyfikacji wód Per cent of water stratification P dna czynnego/active bottom Vepilimnionu/epilimnion. ≥ 35. ≥ 20. ≥ 10. ≤ 0,10. ≤ 0,15. ≤ 0,30. Gboko rednia Mean depth (m) Vjeziora/lake Ljeziora/lake Procent wymiany wody w roku Per cent of water exchange per year Wspóczynnik Schindlera Schindler’s coefficient Pjeziora/lake+Pzlewni/basin Vjeziora/lake. V – objto – capacity; P – powierzchnia – surface; L – dugo – length. Wspóczynnik Schindlera jest najlepszym wska nikiem obcienia substancjami biogennymi ze zlewni. Jest to iloraz sumy powierzchni zbiornika i zlewni do objtoci zbiornika [

(35) omotowski i Szpindor 1999]. Uwzgldnia on powierzchni zlewni mierzon cznie z powierzchni jeziora jako obszar przyjmujcy zanieczyszczenia, a take objto zbiornika jako ilo wody, która te zanieczyszczenia rozciecza [Wytyczne… 1994, Kudelska i in. 1983]. Sposób zagospodarowania zlewni bezporedniej okrela si w postaci procentowego udziau gruntów ornych i lasów w zlewni z zaznaczeniem obecnoci punktowych róde zanieczyszcze. Duy udzia gruntów ornych wpywa na wzrost transportu biogenów do wód [

(36) omotowski i Szpindor 1999, Kudelska i in. 1983]. Jako wód w zbiornikach moe w duej mierze by uzaleniona od sposobu zagospodarowania terenów lecych w bezporedniej ich bliskoci. Stwierdzenie punktowych róde zanieczyszcze jest istotne, poniewa nawet niewielkie adunki biogenów mog dominowa w ksztatowaniu jakoci wód nad wska nikami morfometryczno-hydrograficznymi zbiorników [Kudelska i in. 1983].. 30.

(37) Przy badaniu lesistoci zlewni i jej ochronnej roli naley zwróci uwag nie tylko na procentowy udzia lasów, ale i na ich rozmieszczenie. Lasy okalajce zbiornik dziaaj jako skuteczna bariera przeciw zanieczyszczeniom, ale zlokalizowane z dala od wód powierzchniowych nie speniaj tak dobrze swojej ochronnej roli. Procent stratyfikacji wód wyraa udzia hypolimnionu w caej objtoci zbiornika. Produktywno stratyfikowanych zbiorników jest mniejsza, a jako wody wysza. Procesy trofogeniczne przebiegaj tam w wyra nie izolowanych warstwach. Trudniejsze jest uwalnianie biogenów z dna do strefy eufotycznej. Im gbszy zbiornik, tym wiksza objto hypolimnionu [Wytyczne… 1994]. Iloraz powierzchni dna czynnego i objtoci epilimnionu jest wska nikiem, który obrazuje wewntrzne wzbogacanie zbiornika w biogeny z osadów dennych. Uwaany jest za miar recyrkulacji substancji biogennych. Powierzchnia dna czynnego jest powierzchni reaktywn, z której odbywa si uwalnianie biogenów, natomiast objto epilimnionu jest to objto wody, w której nastpuje ich rozcieczanie [Wytyczne… 1994]. Zastosowanie wybranych wskaników „Systemu Oceny Jakoci Jezior” dla zbiornika Gouchów i interpretacja wyników Sporód 7 wymienionych przez autork wska ników – do oceny wybrano 5. Za kryterium wyboru wska nika posuya dostpno danych. Wybrane wska niki do oceny podatnoci na degradacj to: rednia gboko, stosunek objtoci zbiornika do dugoci linii brzegowej, procent wymiany wody w roku, wspóczynnik Schindlera, sposób zagospodarowania zlewni bezporedniej. W celu dokonania oceny: − odniesiono otrzymane wartoci poszczególnych wska ników do odpowiednich kategorii; − przyjto nastpujc punktacj dla kategorii: I – 1 punkt, II – 2 punkty , III – 3 punkty, poza kategori – 4 punkty; − obliczono redni arytmetyczn z otrzymanej punktacji; − wyniki odniesiono do zakresów: I kategoria ≤ 1,50 p. II kategoria ≤ 2,50 p. III kategoria ≤ 3,25 p. poza kategori > 3,25 p. Wyniki oblicze przedstawiono w tabeli 6. Ocena podatnoci zbiornika Gouchów na degradacj wedug wybranych wska ników wykazaa, e zbiornik naley do ekstremalnie podatnych na degradacj. Niekorzystny, wyduony i rozwidlony ksztat zbiornika z silnie rozwinit lini brzegow wpywa na wzmoony dopyw substancji biogennych ze zlewni bezporedniej. Powierzchnia zlewni cakowitej, w stosunku do powierzchni zbiornika, jest wielka, konsekwencj s wic due stenia zanieczyszcze. Zbiornik jest pytki, co wpywa na jego. 31.

(38) produktywno, dostpno wiata i wysok temperatur wody podczas okresu wegetacyjnego. Niewielka gboko powoduje take, e wody mieszaj si dziki falowaniu, czego nastpstwem moe by zasilanie wewntrzne substancjami biogennymi z osadów dennych [Kajak 1998, Winiewski 1995]. Tabela 6 Table 6 Ocena naturalnej podatnoci zbiornika Gouchów na degradacj Natural assessment of susceptibility to degradation for the Gouchów reservoir Kategoria podatnoci Category of vulnerability. Punkty Score. 2,7 m. poza kategori beyond category. 4. 0,49. poza kategori beyond category. 4. 842,48%. III. 3. 77,48. poza kategori beyond category. 4. ≥ 60% gruntów ornych ≥ 60% of arable land. III. 3. poza kategori beyond category. rednia mean 3,6. Wska nik Index Gboko rednia Mean depth (m) V L Procent wymiany wody w roku Per cent of water exchange per year Wspóczynnik Schindlera Schindler’s coefficient Sposób zagospodarowania zlewni bezporedniej Active basin management Ocena ogólna General evaluation. 32.

(39) 8. BILANS AZOTU I FOSFORU NA POZIOMIE ZLEWNI Przed przystpieniem do dziaa majcych na celu ochron i sanacj zlewni naley dokadnie rozpozna róda i adunki zanieczyszcze. W tym celu dla zlewni zbiornika Gouchów oszacowano adunek biogenów wnoszonych do wód powierzchniowych i zbiornika.. 8.1. OSZACOWANIE ILOCI AZOTU I FOSFORU WNOSZONEGO ZE ZLEWNI ZBIORNIKA GO UCHÓW DO WÓD POWIERZCHNIOWYCH Badania nad bilansem adunków dopywajcych do zbiorników wodnych prowadzone s od lat na kilku duych zbiornikach zaporowych w kraju, dla których istnieje dua ilo informacji, danych hydrologicznych, analiz chemicznych. Zbiornik Gouchów nie by poddawany szczegóowym badaniom. Analizy chemiczne przeprowadzane s sporadycznie, a danych hydrologicznych nie rejestruje si. Szacowanie iloci biogenów wnoszonych ze zlewni do zbiornika oparto na dowiadczeniach i metodyce Osmulskiej-Mróz [1998], Dojlidy [1987], Galickiej [1990], Giercuszkiewicz-Bajtlik [1992], Jankowskiego i Rztay [1997], Twaroga i Jarzbka [1998], Mioduszewskiego i innych [2002, 2000], Dannowskiego i innych [2002] oraz publikacji IMUZ [Scientific… 2000]. W celu oszacowania, w wodach zbiornika, iloci azotu i fosforu pochodzcych ze zlewni, posuono si uproszczon metod, zaproponowan przez Jørgensena i Johnsena [1989], gdzie cakowite roczne obcienie zbiornika biogenami okrela si jako sum trzech skadowych: 1) iloci biogenów, która dostaje si do zbiornika wraz ze spywem powierzchniowym i wynoszeniem z gleb, 2) iloci biogenów dostajcej si do wód powierzchniowych cznie ze ciekami, 3) iloci biogenów dostajcej si na teren zbiornika wraz z opadem. Do analizy uyto szacunkowych danych – rednich z lat 1991–2006 oraz informacji zawartych w charakterystyce zbiornika i jego zlewni. Ilo azotu i fosforu w wodach powierzchniowych okrelono na podstawie bada Taylor, Bogackiej, Makowskiego [1997]. W wietle tych bada, w roku 1993, dla dorzecza rzeki Prosny emisja biogenów ze róde obszarowych wynosia: 3,370 kg N·ha-1⋅rok-1 i 0,156 kg P·ha-1⋅rok-1 (tab. 7).. 33.

(40) Tabela 7 Table 7 Emisja azotu i fosforu do wód powierzchniowych ze róde obszarowych w dorzeczu Prosny w roku 1993 [Taylor i in. 1997] Nutrient emission to surface water from non-point sources of pollution in Prosna basin in 1993 year [Taylor et al. 1997] Pierwiastek Chemical element N kg·ha-1⋅rok-1 P kg·ha-1⋅rok-1. Rolnictwo Agriculture. Atmosfera Atmosphere. Procesy naturalne Natural processes. Razem Total. 2,56. 0,47. 0,34. 3,37. 0,113. 0,006. 0,037. 0,156. Dla porównania, adunek azotu wypukiwanego z gleb dla nawoenia równego 60 kgN·ha-1⋅rok-1 (rednia z lat 1991–2006) i charakterystycznej dla badanej zlewni gleby rednioprzepuszczalnej, oszacowany na podstawie Kajaka [1998], wynosi okoo 3,5 kgN·ha-1⋅rok-1.

(41) adunek fosforu, obliczony przez Taylor i in. [1997] oraz okrelony przez autork wg Kajaka [1998], jest porównywalny z wartociami podanymi przez Jakubowsk [1979] i Wróbla [1988]. Ostatecznie do oblicze przyjto: 3,50 kg N·ha-1⋅rok-1 i 0,16 kg P·ha-1⋅rok-1.. rednia depozycja azotu i fosforu z atmosfery, na podstawie danych z raportów WIO [Raport… 2004, 2000, 1999, 1996], wynosi dla badanego obszaru 20 kgN·ha-1⋅rok-1 i 0,2 kgP·ha-1⋅rok-1. Wartoci te s bardzo zblione do podanych przez Szponara i innych [1996] oraz Kajaka [1998]. Z powodu braku szczegóowych danych dotyczcych iloci i jakoci produkowanych na terenie zlewni cieków, aby okreli adunki biogenów wprowadzanych do wód powierzchniowych wraz ze ciekami, posuono si danymi przyjmowanymi w Polsce na etapie projektowania oczyszczalni bytowo-gospodarczych, gdzie przyjmuje si, e jeden mieszkaniec produkuje 13–15,5 gN·d-1 oraz 2,8–3,0 gP·d-1 [

(42) omotowski i Szpindor 1999]. Do oblicze przyjto 13–15,0 gN·d-1 oraz 2,9 gP·d-1. Ilo azotu zredukowano o 30% ze wzgldu na jego ulatnianie. Okoo 90% cakowitego azotu zawartego w ciekach bytowych stanowi azot amonowy i atwo rozkadalny azot organiczny (gównie mocznik). Zwizki te atwo ulatniaj si, wobec czego czsto w literaturze stosuje si, dla azotu cakowitego zawartego w odchodach ludzkich i zwierzcych, wspóczynnik redukcyjny 0,7 [Szponar i in. 1996, Fotyma i Mercik 1995]. Nie zastosowano wspóczynników redukcyjnych zwizanych z oczyszczaniem cieków, poniewa na terenie zlewni nie ma systemu ich skutecznego oczyszczania, przyjto model zlewni nieskanalizowanej, bez oczyszczalni. W rezultacie uzyskano 1059 gP·M-1⋅rok-1 i 3833 gN·M-1⋅rok-1. Wyniki porównano z podawanymi przez Liebmana [Giercuszkiewicz-Bajtlik, 1992] dla podobnego typu zlewni: 1095 gP·M-1⋅rok-1 i 4380 gN·M-1⋅rok-1 i do ostatecznych oblicze przyjto rednie wartoci: 1075 gP·M-1⋅rok-1 i 4100 gN·M-1⋅rok-1. 34.

(43) Tabela 8 Table 8 Szacunkowe adunki azotu i fosforu wnoszone w cigu roku ze zlewni do zbiornika Gouchów (kg) Estimated nutrient input from the basin to the Gouchów reservoir (kg) ródo Source Wynoszenie z gleb Leaching from soil Opady Precipitation. cieki Wastewater Razem Total. N. P. 37 380 47,07% 1 030 1,30% 41 000 51,63% 79 410 100%. 1708,8 13,70% 10.3 0,08% 10 750 86,22% 12 469,1 100%. Szacunkowa ilo azotu wprowadzanego do zbiornika ze zlewni w cigu roku wynosi 79410 kg N, a fosforu 12469,1 kg P (tab. 8). Prawdopodobnie gównym ródem fosforu s cieki, z których dostaje si do wód 86% tego pierwiastka. Azot wprowadzany jest w równych ilociach ze cieków oraz wraz z produktami erozji i ugowania gleb. Z wodami deszczowymi do zbiornika dostaj s niewielkie iloci biogenów, co zwizane jest z metod obliczania, która uwzgldnia tylko opad na powierzchni zbiornika. Przy duym stosunku powierzchni zlewni do powierzchni zbiornika wpyw ten jest znikomy. Naley jednak zauway, e obcienie azotem z wód opadowych wynosi a 20 kgN·ha-1⋅rok-1. W porównaniu z wynikami bada wielu autorów (por. rozdz. 4) w zbiorniku Gouchów znacznie wicej biogenów pochodzi ze cieków, a mniej ze róde obszarowych. cieki w gównym stopniu wpywaj na z jako zretencjonowanej wody. Znajc teoretyczne obcienie zbiornika biogenami, podjto prób okrelenia adunków dopuszczalnych i niebezpiecznych oraz stanu trofii zbiornika wg dostpnych wytycznych. Jeeli adunek fosforu przekroczy warto tolerowan przez dany zbiornik, istnieje due prawdopodobiestwo, e produkcja fitoplanktonu wzronie. Aby w zbiorniku wodnym by niski poziom trofii, adunki biogenów w dopywach nie mog przekracza pewnych progowych wartoci. W 1975 roku Vollenweider [Hino 1994] wyprowadzi równanie oparte na teorii elementarnego bilansu masy dla okrelenia krytycznego adunku biogenów, nastpnie porówna wyniki rozwaa teoretycznych z poka nym zbiorem bada polowych, uzyskujc dobr zgodno. W oparciu o uproszczone wzory Vollenweidera mona wyznaczy dopuszczalne i niebezpieczne obcienie powierzchni zbiornika fosforem [Kajak 1998, Czamara i in. 1994]: §h · -2 -1 Ldop P = 0,01 ¨ + 10 ¸ [g·m ·r ] τ © ¹. 35.

(44) · §h Lnieb = 0,03 ¨ + 10 ¸ [g·m-2·r-1] P ¹ ©τ. h – gboko rednia (m), τ – redni czas przebywania wody w zbiorniku (r). Obliczone z tych wzorów dopuszczalne i niebezpieczne adunki fosforu dla zbiornika Gouchów wynosz odpowiednio: 2 -1 Ldop P = 0,33 [g·m ·r ]. Lnieb = 0,98 [g·m2·r-1] P. Wedug danych WIO rednie stenie fosforu w rzece Trzemnie na dopywie do zbiornika w latach 2004–2006 wynosio 0,55 mg·dm3, przy takim steniu adunek fosforu z gównego dopywu wynosi okoo 12,5 g·m2·r-1.