ZMIENNOŚĆ ODPŁYWU W ZLEWNI ROLNICZEJ ANTROPOGENICZNIE PRZEKSZTAŁCONEJ1

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 528: 15-21

ZMIENNOŚĆ ODPŁYWU W ZLEWNI ROLNICZEJ ANTROPOGENICZNIE PRZEKSZTAŁCONEJ

Mariusz Adynkiewicz-Piragas ¹, Alicja Krzemińska ²

1 Zakład Badań Regionalnych, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Oddział we Wrocławiu

2 Instytut Architektury Krajobrazu, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Wstęp

W badaniach zlewni rzecznych istotnym parametrem wymagającym poznania jest odpływ. Badania odpływu są waŜnym krokiem do poznania prawidłowości rządzących procesem obiegu wody w zlewniach rzecznych. Antropogeniczne oddziaływania, szczególnie regulacja cieku i zabudowa hydrotechniczna, mają wpływ na zmienność odpływu. Jazy, progi i stopnie są budowlami poprzecznymi obejmującymi całą szerokością koryto rzeczne, które w mniejszym lub większym stopniu piętrzą wody powierzchniowe, przyczyniając się tym samym do poprawy stosunków powietrzno- wodnych terenów przyległych oraz zwiększenia moŜliwości retencyjnych rzeki i doliny [ADYNKIEWICZ-PIRAGAS 2002; BAJKOWSKI 1998; SMOLUCHOWSKA 1992]. Na skutek piętrzenia zwiększa się powierzchnia i głębokość wody w cieku oraz czas trwania przepływu, natomiast zmniejszeniu ulega przepływ i wahania zwierciadła wody, a tym samym odpływ rzeczny.

W pracy przedstawiono zmienność odpływu rzecznego w zlewni rolniczej na przykładzie rzeki Smortawy na odcinku uregulowanym i nieuregulowanym w latach charakterystycznych (rok suchy, normalny i mokry).

Materiał i metody badań

1 Praca finansowana ze środków projektu badawczego nr 2P06500429 finansowanego ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa WyŜszego.

Rzeka Smortawa jest przykładem rzeki nizinnej, w której przewaŜają grunty orne z liczną zabudową hydrotechniczną. Smortawa stanowi prawobrzeŜny dopływ Odry o długości 39 km. Wypływa z okolic Namysłowa na wysokości 175 m n.p.m. Do Odry uchodzi w km 223 + 350, w rejonie Jelcza, na wysokości 124 m n.p.m. Zlewnia rzeki o powierzchni 445 km² charakteryzuje się małymi spadkami, średnio 1,31‰. Głównymi dopływami Smortawy są: Łoza, Minkowski Potok, Śmieszka. Zlewnia rzeki Smortawy ma charakterystyczny kształt, w górnym i środkowym biegu jest rozbudowana i zwęŜa się w dolnym odcinku, przepływając przez pradolinę Odry (rys. 1). Na dolnym odcinku Smortawy zlokalizowano szereg inwestycji hydrotechnicznych: jaz Hanna w km

M. Adynkiewicz-Piragas, A. Krzemińska 16

5 + 050, stopień drewniany w km 8 + 030, stopień betonowy w km 9 + 058 i jaz stały betonowo-kamienny w km 9 + 676. Budowle te mają na celu powstrzymanie niekorzystnych zmian zachodzących w korycie rzecznym w wyniku przeprowadzonej regulacji cieku zakończonej w roku 1993. Większości wykonanych budowli ma stałe piętrzenie poza jazem w km 5 + 050. Jest to jaz ruchomy zbudowany z 2 przelewów stałych i dwóch części ruchomych z zamykanymi zasuwami. Rzędna korony przelewów stałych wynosi 127 m n.p.m., które zabezpieczają jaz przed niekontrolowanym spiętrzeniem w przypadku zamkniętych zasuw [ADYNKIEWICZ-PIRAGAS, DRABIŃSKI 2001].

Rys. 1. Zlewnia rzeki Smortawy wraz z lokalizacją posterunku wodowskazowego Janików Fig. 1. Smortawa basin with the localization of water level Janików

Do oceny zmienności odpływu rzeki Smortawy wytypowano rok suchy (2003), przeciętny (2005) i wilgotny (2006). Przekrój pomiarowy zlokalizowany jest w km 7 + 105, gdzie zainstalowano limnigraf pływakowy tygodniowy (MB-2) oraz łatę wodowskazową. Obserwacje stanów wody prowadzone są ciągle od 1 XI 1997 r. W tym samym przekroju prowadzone są równieŜ okresowe pomiary natęŜenia przepływu za pomocą młynka hydrometrycznego. PoniewaŜ przekrój znajduje się pod wpływem okresowego piętrzenia na jazie Hanna w km 5 + 050, obliczono spiętrzenie w przekroju pomiarowym za pomocą wzoru Rühlmana. Następnie opracowano krzywą natęŜenia przepływu w warunkach spiętrzenia. Ponadto do oceny odpływu rzecznego obliczono sumy opadów za pomocą wieloboku równomiernego zadeszczenia ze stacji: Miodary, Lubisz, Brzeg i Oława. Do oceny nadmiarów i niedoborów opadów w badanej zlewni wykorzystano klasyfikację KACZOROWSKIEJ [1962] (rok suchy, normalny i wilgotny).

Następnie dla badanego przekroju w Jankowie obliczono dla wybranych lat odpływ (H, mm), współczynnik odpływu (c) oraz objętość odpływu (V, mln m³) i obliczono surowy bilans wodny (P-H).

Wyniki

Œmieszka Pijawka

Miñkowski Potok

Biestrzychowicki

£oza

Dop³yw w Rogalicach

Smortawa

Smortawa Janików km 7+105

ZMIENNOŚĆ ODPŁYWU W ZLEWNI ROLNICZEJ ... 17 Opady atmosferyczne

W roku suchym (2003) roczna suma opadów w zlewni Smortawy wynosiła 442 mm, w roku przeciętnym (2005) 514 mm, a roku wilgotnym (2006) 624 mm.

Maksymalne sumy miesięczne opadów wahały się od 67-140 mm i występowały w lipcu (2003, 2005) i sierpniu (2006). Natomiast minimalne sumy opadów wystę- powały w lutym (2003) oraz w we wrześniu i październiku (2005, 2006) i wahały się od 3 mm do 4 mm.

Stany wody

Stany średnie roczne wahały się od 66 cm w roku suchym do 123 cm w roku wilgotnym. Stany maksymalne wynosiły: 121 cm w roku suchym (11 II 02), 126 cm w roku normalnym (10 VIII 05) i 171 cm w roku wilgotnym (07 VI 06). Stany minimalne wahały się od 40 cm w roku suchym (25 VI 03) do 51 cm w roku normalnym. Ponadto w wybranych latach stany wody w przekroju pomiarowym były okresowo podpiętrzone.

W roku suchym (2003) piętrzenie było ograniczone ze względu na małe zasoby, a maksymalne piętrzenie na rzędnej 127 m n.p.m. nie wystąpiło, natomiast ograniczone piętrzenie na rzędnej 126,5 m n.p.m. wystąpiło w okresie letnim w lipcu. W roku przeciętnym maksymalne piętrzenie na rzędnej 127 m n.p.m. występowało w okresie luty/marzec i w sierpniu, a ograniczone piętrzenie na rzędnej 126,5 na przełomie czerwca i lipca. W roku wilgotnym maksymalne piętrzenie występowało na przełomie luty/marzec, kwiecień/maj i sierpień/wrzesień oraz ograniczone piętrzenia na przełomie czerwiec/lipiec. Z przeprowadzonych obliczeń spiętrzenia wody w przekroju pomiarowym Janików (7 + 105) wynika, Ŝe przy piętrzeniu maksymalnym (127 m n.p.m.) na jazie Hanna (5 + 050) spiętrzenie wynosi 0,7 m, a w okresie ograniczonego piętrzenia na rzędnej 126,50 m n.p.m. – 0,28 m.

Odpływ rzeczny

Roczny odpływ w przekroju pomiarowym w roku suchym wyniósł 27,56 mln m³, w roku normalnym 53,89 mln m³, a w roku wilgotnym 106,57 mln m³. W roku suchym miesięczne wartości odpływu wahały się od 0,24 mln m³ w marcu do 8,02 mln m³ w listopadzie, w roku normalnym od 1,54 mln m³ w październiku do 8,21 mln m³ w czerwcu. Natomiast w roku wilgotnym odpływy były znacznie większe i wahały się od 1,07 mln m³ w listopadzie do 25,07 mln m³ w czerwcu (rys. 2). Odpływy dobowe w roku suchym wahały się od 3 m³⋅d^-1 do 359 000 m³⋅d^-1, średnio 69000 m³⋅d^-1. W roku normalnym średnio dobowy przepływ wynosił 134000 m³⋅d^-1 i zawierał się w przedziale od 810 do 389 000 m³⋅d^-1. W roku wilgotnym odpływy dobowe były największe i wahały się od 824 m³⋅d^-1 do 11 929 m³⋅d^-1, średnio 262 000 m³⋅d^-1. Odpływy dobowe w roku normalnym przy maksymalnym piętrzeniu na rzędnej 127 m n.p.m. wynosiły średnio 19 700 m³⋅d^-1, a w okresie ograniczonego piętrzenia na rzędnej 126,5 m n.p.m.

62 700 m³⋅d^-1. Natomiast w okresie bez piętrzenia średni odpływ był większy i wynosił 159 000 m³⋅d^-1. W roku wilgotnym średni dobowy odpływ podczas maksymalnego piętrzenia wynosił 114 000 m³⋅d^-1, a w okresie ograniczonego piętrzenia 176 000 m³⋅d^-1. W okresie bez piętrzenia na jazie w km 5 + 050 (Hanna) wynosił 347000 m³⋅d^-1. W roku suchym w związku z małymi zasobami wodnymi okres piętrzenia maksymalnego nie wystąpił, a w krótkim okresie piętrzenia ograniczonego przepływ średni dobowy wynosił 26000 m³⋅d^-1, a w pozostałym okresie wynosił średnio 76000 m³⋅d^-1.

Surowy bilans wodny

M. Adynkiewicz-Piragas, A. Krzemińska 18

W celu zobrazowania i oceny odpływu i zasobów wodnych obliczono surowe bilanse wodne dla roku suchego, normalnego i wilgotnego. Odpływ powierzchniowy (H) wyraŜony w mm w roku suchym wynosił 56 mm, w roku normalnym 109 mm, a w roku wilgotnym 214 mm. Minimalne odpływy występowały w marcu 2003, październiku 2005 i 2006, a maksymalne w listopadzie 2002 i 2004 oraz w styczniu 2006. Roczne wartości deficytu odpływu (P-H) wynosiły odpowiednio 386 mm w roku suchym, 405 mm w roku normalnym i 410 mm w roku wilgotnym. Współczynnik odpływu c, który przedstawia stosunek ilości wody odpływającej do ilości wody z opadów atmosferycznych waha się w roku suchym od 0,031 w kwietniu do 0,527 w lutym.

Rys. 2. Miesięczne sumy odpływu w Smortawie w przekroju Janików w roku suchym (2003), normalnym (2005) i wilgotnym (2006)

Fig. 2. Monthly sum of runoff at the Smortawa river at cross-section Janików in drought (2003), normal (2005) and wet year (2006)

W roku normalnym waha się od 1,26 w X do 0,07 w VII, a w roku wilgotnym od 2,68 w IX do 0,09 w XI (rys. 3).

Dyskusja

Z przeprowadzonych obserwacji stanów wody w roku suchym (2003), nor- malnym (2005) i wilgotnym (2006) w przekroju pomiarowym Janików km 7 + 105 wynika, Ŝe rzeka Smortawa jest ciekiem o zasilaniu głównie opadowym. Jednak duŜe znaczenie na kształtowanie się poziomu zwierciadła wody ma piętrzenie na jazie Hanna w km 5 + 050.

ZMIENNOŚĆ ODPŁYWU W ZLEWNI ROLNICZEJ ... 19

H wskaźnik odpływu; total runoff ratio P opad; precipitation

c współczynnik odpływu; total runoff coefficient

Rys. 3. Surowy bilans wody w przekroju Janików w roku: A - suchym (2003), B - normalnym (2005), C - wilgotnym (2006)

Fig. 3. Water balance at cross-section Janików at: A) - drought (2003), B - normal (2005), C - wet year (2006)

Roczny odpływ ze zlewni w przekroju km 7 + 105 Janików (A = 404 km²) w roku suchym 2003 był niŜszy aŜ o 50% od roku normalnego, natomiast w roku wilgotnym 2006 o 100% wyŜszy. Tak duŜe róŜnice wynikają głównie z sumy opadów w tych latach, w roku 2003 opad wynosił 442 mm, a w roku wilgotnym 624 mm. Z analizy miesięcznych wartości ze zlewni Smortawy w badanym przekroju wynika, Ŝe w okresach z maksymalnym piętrzeniem (127-126,5 m n.p.m.) maleje odpływ ze zlewni.

Największe redukcje odpływu wystąpiły szczególnie w roku mokrym w lutym, kwietniu, lipcu i wrześniu 2006 r oraz w roku normalnym 2005 w lutym i lipcu oraz w lipcu 2003 r. Potwierdzają to równieŜ obliczone średnie dobowe wartości odpływu.

M. Adynkiewicz-Piragas, A. Krzemińska 20

W zlewni Smortawy moŜna zauwaŜyć zdecydowaną koncentrację opadów w miesiącach letnich (VI-VIII), ale mimo to nie powodują one istotnego zwiększenia odpływu rzecznego. Jest to typowe zjawisko na terenie Polski, w tym przypadku wiąŜe się to równieŜ z piętrzeniem i hamowaniem odpływu.

Rozkład czasowy składowych bilansu wodnego zmienia się dość znacznie.

Najmniejsze sumy miesięczne opadu przypadają na miesiące zimowo-wiosenne (styczeń-marzec) oraz jesienne (wrzesień-październik), a największe na miesiące letnie (lipiec-sierpień). Odpływ natomiast, odwrotnie niŜ opad, największy jest w listopadzie lub styczniu, a najmniejszy jest w miesiącach letnio-jesiennych. Nieco inaczej jest w roku suchym 2003, kiedy to minimalny odpływ wystąpił w marcu.

Wnioski

W oparciu o badania przeprowadzone dla lat charakterystycznych moŜna wysnuć następujące wnioski:

1. ObniŜenie odpływu w okresach podpiętrzenia rzeki jest wywołane przede wszystkim czasowym retencjonowaniem części odpływu w rozlewiskach Smortawy, a retencjonowane zasoby odpływają od maja do czerwca i od lipca do września.

2. W okresie piętrzenia odpływ średni w roku normalnym był ośmiokrotnie mniejszy od odpływu swobodnego, a w roku wilgotnym trzykrotnie mniejszy.

NajniŜsze odpływy dobowe notowano w roku suchym, co wynika głównie z małego zasilania opadowego.

3. RozbieŜności między zasilaniem zlewni a odpływem rzecznym i ich zmiennością są spowodowane większym parowaniem latem i włączeniem się wiosną znacznych ilości wód zmagazynowanych w pokrywie śnieŜnej oraz hamowaniem odpływu w okresach piętrzenia i retencjonowania wód.

Literatura

ADYNKIEWICZ-PIRAGAS M. 2002. Wpływ zmiennego piętrzenia na kształtowanie się od- pływu ze zlewni Smortawy. Wiadomości IMGW, Tom XXV(4): 51-62.

ADYNKIEWICZ-PIRAGAS M., DRABIŃSKI A. 2001 Wpływ inwestycji hydrotechnicznych na ekosystem rzeki Smortawy. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu, Melioracja 417: 9-29.

BAJKOWSKI S. 1998. Wpływ budowli wodnych na warunki tlenowe w rzece. Przyrodnicze i techniczne problemy gospodarowania wodą dla zrównowaŜonego rozwoju obszarów wiejskich. Przegląd Naukowy SGGW, Warszawa: 145-152.

KACZOROWSKA Z. 1962. Opady w Polsce w przekroju wieloletnim. Inst. Geogr. PAN, Prace Geogr. nr 33, Warszawa.

SMOLUCHOWSKA A. 1992. Sposoby przywrócenia i utrzymania równowagi wyerodowa- nego odcinka małej rzeki nizinnej. Wiadomości Instytutu Melioracji i UŜytków Zielonych, PWRiL, Warszawa, XVII(1): 139-148.

Słowa kluczowe: rzeka nizinna, odpływ, budowle hydrotechniczne Streszczenie

W pracy przedstawiono wynik badań odpływu ze zlewni rolniczej antropo-

ZMIENNOŚĆ ODPŁYWU W ZLEWNI ROLNICZEJ ... 21 genicznie przekształconej na przykładzie rzeki Smortawy. Ponadto scharakteryzowano w przekroju badawczym km 74 + 105 przebieg stanów wody oraz obliczono bilans wodny dla roku suchego (2003), normalnego (2005) i wilgotnego (2006).

RUNOFF VARIABILITY AT AGRICULTURAL BASIN WITH ANTHROPOGENIC IMPACT

Mariusz Adynkiewicz-Piragas ¹, Alicja Krzemińska ²

1 Regional Research Department,

Institute of Meteorology and Water Management, Branch Wrocław

2 Institute of Landscape Architecture,

University of Environmental and Life Sciences, Wrocław Key words: lower river, runoff, hydrotechnical structures

Summary

The paper presents some results of runoff from agriculture basin with anthro- pogenic changes on the example of Smortawa basin. Furthermore, daily hydrographs of water level in the river section km 7 + 105 were characterized and additionally water balance for drought (2003), normal (2005) and wet (2006) year was calculated.

Dr inŜ. Mariusz Adynkiewicz-Piragas Zakład Badań Regionalnych

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Oddział we Wrocławiu

ul. Parkowa 30 51-616 WROCŁAW

e-mail: Mariusz.Adynkiewicz@imgw.wroc.pl Dr Alicja Krzemińska

Instytut Architektury Krajobrazu Uniwersytet Przyrodniczy Pl. Grunwaldzki 24A 50-363 WROCŁAW

e-mail: alicja.krzeminska@up.wroc.pl

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 528: 23-31

SYSTEMOWE UJĘCIE OCHRONY ŚRODOWISKA W KONSERWOWANYCH CIEKACH WODNYCH

ElŜbieta Bondar-Nowakowska

Instytut Kształtowania i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Wstęp

Projektowanie, wykonawstwo i eksploatacja koryt cieków powinny spełniać, oprócz wymaganej zdolności przepustowej, takŜe wymagania związane z kształto- waniem i ochroną środowiska przyrodniczego. Wszystkie te fazy oraz kaŜda z nich osobno, muszą tworzyć pewien system, którego sprawne i efektywne działanie zaleŜy od stopnia uwzględnienia jego elementów składowych [BONDAR-NOWAKOWSKA 2000].

Celem pracy jest zastosowanie grafu zorientowanego do przedstawienia powiązań występujących między elementami wchodzącymi w skład systemu ochrony środowiska w konserwowanych ciekach wodnych. UmoŜliwi to określenie znaczenia poszczególnych elementów w tym systemie, a w konsekwencji pozwoli na przewidywanie i ocenę przyrodniczych skutków rozwiązań technologiczno- organizacyjnych, zastosowanych podczas planowania i realizacji robót.

Projekt systemu

Na rysunku 1 przedstawiono system ochrony środowiska w ciekach objętych robotami konserwacyjnymi. Składa się on z 4 podsystemów - P.1, P.2, P.3, P.4 zawierających elementy, które naleŜy uwzględniać, gdy chcemy chronić florę i faunę koryta cieku podczas wykonawstwa robót.

Opis elementów systemu

Podsystem 1 obejmuje elementy, które kształtują środowisko przyrodnicze w korycie cieku, wskazują kierunki rozwiązań techniczno-organizacyjnych na etapie planowania oraz warunkują wykonawstwo robót konserwacyjnych. Podsystem ten zawiera 4 podsystemy niŜszego rzędu P.1.1, P.1.2, P.1.3, P.1.4, w których pogrupowane zostały elementy o podobnych cechach. Elementy oznaczone zostały e.1 do e.34 (tab.

1).

P.1.1 obejmuje szerokość dna cieku (e.1), głębokość (e.2), spadek dna (e.3) oraz nachylenie skarp (e.4). Elementy te mają wpływ na poziom wody w cieku, jej przepływ, prędkość, temperaturę, przenikanie światła oraz stęŜenie tlenu. Decydują one o rozmieszczeniu organizmów w korycie cieku, liczbie gatunków i ich osobników, mają wpływ na aktywność i cykle Ŝyciowe organizmów. Rodzaj podłoŜa w dnie cieku (e.5)

E. Bondar-Nowakowska 24

oraz jakość wody (e.6), wywierają wpływ na obecność w cieku wielu gatunków glonów, bezkręgowców i ryb. Ubezpieczenie skarp (e.7) oraz budowle na cieku (e.8) regulują przepływ, ograniczając nagłą zmianę warunków wpływających na rozmieszczenie i liczebność organizmów w korycie. Mogą one takŜe zaburzyć te warunki, spowodować zmienność ruchu rumowiska, erozję lub sedymentację oraz przerwać drogi naturalnego przemieszczania się fauny wodnej.

Podsystem 1 Koryto cieku Subsystem 1 Water-course bed

Podsystem 2 Realizacja

robót Subsystem 2 Execution of

works

Podsystem 3 Eksploatacyjny

Subsystem 3 Operational use

Podsystem 4 Ekonomiczny

Subsystem 4 Economical question P.1.1

charakterystyka koryta river bed characteristic

P.2.1 warunki wykonawstwa conditions for

the works execution P.1.2

zagospodarowanie strefy przybrzeŜnej management of the

bank zone

P.2.2 technologia

robót production technology P.1.3

stan koryta river bed condition

P.2.3 organizacja

robót organization of

works P.1.4

flora i fauna koryta i strefy przybrzeŜnej flora and fauna in the water-course bed

on the bank zone

P.2.4 pracownicy

workmen

Rys. 1. System ochrony środowiska w robotach konserwacyjnych na ciekach

Fig. 1. System of environmental protection in the maintenance work on water-courses

P.1.2 - strefa przybrzeŜna. Ekologiczne znaczenie strefy przybrzeŜnej w duŜym stopniu uzaleŜnione jest od rodzaju jej zagospodarowania (e.9). MoŜe ona być uŜytkowana jako grunty orne lub uŜytek zielony, mogą znajdować się na niej pojedyncze drzewa i krzewy lub las. W strefie tej przebywają i osiadają liczne zwierzęta. Roślinność strefy przybrzeŜnej ogranicza naświetlenie wody, oddziałując przez to na jej temperaturę i nasycenie tlenem, powoduje zatrzymanie materiałów erozyjnych, łagodzi skutki działania wiatru, deszczu i spływu lodów. Ponadto podnosi walory rekreacyjne i krajobrazowe terenu.

P.1.3 - stan cieku przed wykonaniem robót konserwacyjnych. Zamulenie (e.10) oraz

SYSTEMOWE UJĘCIE OCHRONY ŚRODOWISKA ... 25 materiał zalegający w dnie cieku, jak np. duŜe kamienie, zwalone pnie i korzenie (e.11), powodują zróŜnicowanie jego warunków siedliskowych. Zgodnie z zasadą biocenotyczną Thienemanna, wpływa to dodatnio na liczbę gatunków w tym środowisku. Miejsca o duŜej miąŜszości zamulenia sprzyjają rozwojowi roślinności naczyniowej w dnie, która obniŜa temperaturę wody, oddziałuje na jej skład chemiczny, jest źródłem pokarmu dla organizmów roślinoŜernych oraz materiału do budowy gniazd. W miejscach uszkodzeń dna, powierzchni i umocnień skarp oraz budowli (e.12), powstają nisze ekologiczne, które, zasiedlane po pewnym czasie, tworzą kolejne mikrosiedliska.

P.1.4 - obejmuje florę i faunę w dnie cieku (e.13), na skarpach (e.14) oraz w strefie przybrzeŜnej (e.15). Ochrona środowiska przyrodniczego koryta cieku wymaga, aby te elementy systemu nie uległy zmianom wskutek wykonania robót konserwacyjnych.

Podsystem 2 zawiera elementy, które naleŜy brać pod uwagę projektując technologię i organizację robót konserwacyjnych. Ze względu na ich duŜą liczbę i zróŜnicowany charakter, zostały one pogrupowane w 4 podsystemy niŜszego rzędu - P.2.1, P.2.2, P.2.3, P.2.4.

P.2.1 - obejmuje warunki wykonawstwa, w tym głębokość wody (e.16) i zjawiska pogodowe w czasie prowadzenia robót (e.17).

Elementy z podsystemu P.2.2 są związane z maszynami, które realizują proces technologiczny i wyposaŜone są w specjalistyczny, o określonych parametrach, osprzęt (e.18) do odmulania dna i usuwania roślinności dennej, koszenia roślinności na skarpach i pasach przybrzeŜnych oraz do rozplantowania materiału pochodzącego z odmulenia dna cieku. Wykonując pracę ingerują one w przestrzeń Ŝyciową fauny cieku.

Są to działania gwałtowne, powodujące zranienia lub nawet pozbawienie Ŝycia wielu organizmów i likwidację ich siedlisk w korycie cieku. Nacisk podwozia maszyny na grunt (e.19) oraz jej jazda w czasie zmiany stanowisk pracy powodują uszkodzenia roślinności łącznie z systemami korzeniowymi oraz zagęszczenie gleb w strefie przybrzeŜnej. Gabaryty maszyny w skrajnych przypadkach mogą wymusić konieczność wycięcia drzew i krzewów ze strefy przybrzeŜnej. Rodzaj i moc maszyny wykonującej roboty, to czynnik wpływający na poziom hałasu zakłócającego warunki Ŝycia fauny (e.20). Stan techniczny maszyny (e.21) wpływa na wydajność i jakość robót.

P.2.3 - podsystem niŜszego rzędu organizacyjny, obejmuje terminy wykonywania robót (e.22), liczbę jednocześnie pracujących jednostek wykonawczych (e.23), schemat technologiczny robót (e. 24), wydajność pracy (e.25) oraz jakość robót (e.26). Poprzez elementy te moŜna wpływać na ochronę przyrody w korycie cieku, wykonując roboty konserwacyjne z góry ku dołowi cieku, poza okresami ochronnymi organizmów występujących w korycie cieku i w strefie przybrzeŜnej oraz stworzenie im moŜliwości migracji dla przetrwania na niekonserwowanych odcinkach cieku.

P.2.4 - podsystem pracowniczy łączy się z bezpieczeństwem i higieną robót, z od- powiedzialnością i kulturą techniczną osób zaangaŜowanych w projektowanie i wykonawstwo robót. Obejmuje on takŜe kwalifikacje nadzoru do zarządzania pro- cesem inwestycyjnym (e.27), kwalifikacje zawodowe pracowników (e.28), świadomość ekologiczną nadzoru i pracowników (e.29), zaopatrzenie w odzieŜ roboczą i ochronną (e.30), bezpieczeństwo prac (e.31), wynagrodzenie pracowników (e.32). Elementy e.27-e.29 uczestniczą w ekologicznym kształtowaniu koryta cieku poprzez ograniczenie robót konserwacyjnych do minimum, wybór maszyn i dostosowanie ich osprzętów roboczych do parametrów cieku, wyłączenie z robót konserwacyjnych odcinków cieku szczególnie cennych przyrodniczo. Elementy e.30-e.32 mają charakter motywacyjny, pobudzający zespół roboczy do pracy wydajnej, bezpiecznej i dobrej jakościowo.

E. Bondar-Nowakowska 26

Podsystem 3 uwzględnia częstość i zakres robót konserwacyjnych na ciekach (e.33). Ekologiczny skutek tych robót jest uzaleŜniony od flory i fauny występującej w korycie cieku i od przyjętych rozwiązań technologiczno-organizacyjnych.

Podsystem 4 - ekonomiczny, obejmuje nakłady finansowe na realizację robót oraz na ochronę środowiska przyrodniczego w korycie cieku (e.34).

Przedstawiony system, składający się z 4 posystemów i 7 podsystemów niŜszego rzędu, zawiera 34 elementy. Zbiór ten jest otwarty, moŜe być uzupełniany o dodatkowe elementy, które mogą być scalane lub teŜ dzielone na szczegółowe.

Analiza systemu

W celu określenia miejsca i znaczenia przedstawionych elementów w systemie, utworzono z nich macierz oddziaływań [MICHNOWSKI 1985]. Krawędź poziomą i pionową stanowi w niej zbiór rozpatrywanych elementów. Zatem macierz liczy 34 kolumny i 34 wiersze. Związki między poszczególnymi elementami oznaczono w macierzy jako 1 lub 0, przy czym 1 oznacza oddziaływanie jednego elementu na drugi, 0 oznacza jego brak.

Na 1156 występujących w macierzy przypadków, w 149 stwierdzono, Ŝe istnieje związek między elementami systemu, a w pozostałych w 1007, Ŝe takiego związku nie ma. Wskazuje to, Ŝe system ochrony środowiska w ciekach, na których planowane jest wykonanie robót konserwacyjnych, jest złoŜony, gdyŜ obejmuje duŜą liczbę elementów i zarazem jest skomplikowany, bo między tymi elementami występuje nie jedna, tylko szereg zaleŜności. To dowodzi równieŜ, Ŝe analizowane zagadnienie wymaga kompleksowego ujęcia, ukierunkowanego na elementy systemu, wzajemne ich oddziaływanie oraz na skutki tych oddziaływań.

W tabeli 1 przedstawiono część macierzy, która dotyczy oddziaływania poszczególnych elementów analizowanego systemu na florę oraz faunę koryta cieku i strefy przybrzeŜnej.

Określone w macierzy oddziaływania między elementami przedstawiono, w formie grafu, na rysunku 2 [MICHNOWSKI 1985]. Dla podniesienia czytelności tego rysunku graf jest uproszczony. Elementy systemu, będące wyznacznikami stanu środowiska przyrodniczego w korycie cieku, tj. e.13, 14, 15, przedstawione są w nim na ciemnym tle.

Z rysunku wynika, Ŝe elementy ujęte w przedstawionym systemie mają zróŜnicowane znaczenie dla ochrony środowiska przyrodniczego koryta cieku.

Szerokość i głębokość cieku (e.1, e.2), rodzaj podłoŜa w dnie cieku (e.5), warunki pogodowe panujące w czasie realizacji robót (e.17), kwalifikacje nadzoru do za- rządzania procesem inwestycyjnym (e.27) oraz częstość i zakres robót konserwacyjnych (e.33) bezpośrednio lub pośrednio wpływają na pozostałe 28 elementów systemu, same zaś nie podlegają ich oddziaływaniu. Z tego powodu czynniki te, juŜ na etapie planowania robót, powinny być szczegółowo rozpoznane, a ich cechy uwzględnione w projektowanych rozwiązaniach technologiczno-organizacyjnych.

Tabela 1; Table 1 Fragment macierzy oddziaływań elementów systemu na florę i faunę koryta cieku

i strefy przybrzeŜnej

Matrix fragment for the interaction of system elements on the flora and fauna in the water-course-bed and on its bank zone

SYSTEMOWE UJĘCIE OCHRONY ŚRODOWISKA ... 27 Elementy systemu

System elements

Flora i fauna w dnie cieku Flora and fauna on the

bottom

Flora i fauna na skarpach cieku; Flora and fauna on

the slope

Flora i fauna w strefie przybrzeŜnej Flora i fauna on the bank

zone

e.13 e.14 e.15

P.1 P.1.1 szerokość dna; bottom width e.1 0 0 0

głębokość cieku; water-course depth e.2 1 1 0

spadek podłuŜny; longitudinal profile e.3 1 1 0

nachylenie skarp; inclination of the slope

e.4 0 1 0

rodzaj podłoŜa w dnie cieku sort of bottom subsoil

e.5 1 0 0

jakość wody; water quality e.6 1 1 0

ubezpieczenie skarp; slope protection e.7 0 1 0

budowle na cieku i ich stan

buildings on the water-course and their condition

e.8 1 1 0

P.1.2 zagospodarowanie strefy przybrzeŜnej development of bank area zone

e.9 1 1 1

P.1.3 poziom zamulenia; silt up level e.10 1 1 0

materiał zalegający w dnie cieku material on the bottom

e.11 1 1 0

uszkodzenia dna i skarp bottom and slope damage

e.12 1 1 0

P.1.4 flora i fauna w dnie cieku flora and fauna on the bottom

e.13 0 1 1

flora i fauna na skarpach cieku flora and fauna on the slopes

e.14 0 0 1

flora i fauna w strefie przybrzeŜnej flora and fauna on the bank area zone

e.15 0 0 0

P.2 P.2.1 poziom wody w cieku w czasie robót water level during the work execution

e.16 0 0 0

warunki pogodowe w czasie robót weather conditions during the work execution

e.17 0 0 0

P.2.2 rodzaj i parametry osprzętu roboczego;

type and parameter of working fittings

e.18 1 1 1

rodzaj podwozia; type of chassis e.19 0 0 1

gabaryty i moc maszyny; overall dimensions and horse-power

e.20 0 0 1

stan techniczny maszyny; technical condition of machine

e.21 0 0 1

P.2.3 terminy wykonywania robót; period of work execution

e.22 1 1 1

liczba jednostek wykonawczych number of working groups

e.23 0 0 1

schemat technologiczny technological scheme

e.24 1 1 1

wydajność pracy; productivy e.25 0 0 0

E. Bondar-Nowakowska 28

jakość robót; quality of works e.26 0 0 0

P.2.4 kwalifikacje nadzoru do zarządzania realizacją robót; professional qualifi- cations of supervisors

e.27 0 0 0

kwalifikacje zawodowe pracowników professional qualifications of workers

e.28 0 0 0

świadomość ekologiczna nadzoru i pracowników; the ecological knowledge of supervisiors and workers

e.29 1 1 1

zaopatrzenie w odzieŜ roboczą i och- ronną; supply on protective and working clothing

e.30 0 0 0

bezpieczeństwo prac; work safety e.31 0 0 0

wynagrodzenie pracowników; worker’s payment

e.32 0 0 0

P.3 uŜytkowanie cieku; exploitation of water-course

e.33 1 1 1

P.4 koszt robót; cost of execution works e.34 0 0 0

Szczególnie naleŜy tu wyróŜnić e.27, obejmujący wiedzę i doświadczenie nadzoru technicznego. Z przedstawionego rysunku 2 wynika, Ŝe oddziaływanie tego elementu na rozpatrywany system jest najbardziej rozległe. Inne natomiast znaczenie ma w tym systemie e.25 - wydajność pracy. W węźle grafu, oznaczającym ten element, zbiega się największa liczba krawędzi. Wskazuje to, Ŝe na element ten (e.25) wpływa szereg innych elementów. Z rysunku 2 wynika, Ŝe są to elementy związane z wielkością koryta cieku - e.1, e.2, realizacją robót - e.18, e.19, e.20, e.21 oraz przyjętym zakresem ochrony środowiska. Oddziaływania te naleŜy bardzo szczegółowo przeanalizować pod kątem zwiększenia rangi elementu - e.25 ze względu na jego marketingowe i ekonomiczne znaczenie dla przedsiębiorstwa wykonawczego. Z rysunku moŜna wywnioskować, gdzie znajdują się źródła informacji, potrzebne do prawidłowego oszacowania tej wielkości. Jedno z tych źródeł stanowi charakterystyka maszyny wykonującej proces technologiczny, a zwłaszcza wykorzystywany w procesie technologicznym osprzęt roboczy i jego parametry techniczno-eksploatacyjne (e.18).

SYSTEMOWE UJĘCIE OCHRONY ŚRODOWISKA ... 29

Rys. 2. System ochrony środowiska w konserwowanych ciekach w postaci grafu Fig. 2. Environmental protection of water-courses as a system in the form of a graph

Na dobór osprzętu roboczego ma wpływ wielkość zamulenia (e.10), głębokość i szerokość dna cieku (e.1, e.2) oraz przyjęty do realizacji schemat technologiczny (e.24).

Z rysunku 2 wynika równieŜ, Ŝe poprzez element - e.18 odbywa się oddziaływanie podsystemu technicznego na florę i faunę koryta cieku. Dlatego właściwy dobór osprzętu roboczego warunkuje stan środowiska przyrodniczego koryta cieku w czasie i

e.1

e.29 e.21 e.19 e.28 e.16

e.17

e.22

e.12 e.23

e.13 e.10

e.20 e.24

e.18

e.14

e.30 e.15

e.26

e.34 e.32

e.31

e.25

e.33 e.27

e.2

e.3 e.4

e.5

e.8 e.7

e.9

e.6

e.11

E. Bondar-Nowakowska 30

po wykonaniu robót konserwacyjnych.

Zbiorowiska roślinne i zwierzęce występujące w korycie cieku podlegają głównie oddziaływaniom elementów środowiskowych (e.1-1.12). Wskazują na to powiązania elementów w przedstawionym na rysunku 2 grafie. Oznacza to, Ŝe zmiany w strukturach tych zbiorowisk wystąpią równieŜ wtedy, gdy w cieku nie będą prowadzone roboty konserwacyjne.

Wnioski i zalecenia

1. Przeprowadzona analiza pozwala stwierdzić, Ŝe ochrona środowiska w kon- serwowanych ciekach jest zagadnieniem złoŜonym, wymagającym podejmo- wania decyzji, uwzględniających czynniki o charakterze przyrodniczym, technicznym, organizacyjnym, społecznym i ekonomicznym. Ze względu na powiązania między tymi czynnikami, rozpoznanie i rozwiązanie tego problemu wymaga ujęcia systemowego.

2. Opracowany system ochrony środowiska w konserwowanych ciekach zawiera 4 podsystemy, w których zidentyfikowano 34 elementy. System ten powinien być w dalszym ciągu modelowany i weryfikowany pod kątem uwzględnienia zróŜnicowania warunków przyrodniczych i wykonawczych.

3. Przedstawienie, w formie macierzy oraz grafu, wzajemnych oddziaływań i podporządkowań miedzy wyszczególnionymi elementami systemu, umoŜliwiło jakościową analizę wpływu zastosowanych rozwiązań technologiczno- organizacyjnych na florę i faunę koryta cieku. Pozwoliło równieŜ wskazać elementy, które wykonawca robót moŜe kształtować pod kątem ochrony zbiorowisk roślinnych i zwierzęcych występujących w korycie cieku, elementy które podlegają licznym oddziaływaniom i wymagają przez to szczególnej uwagi podczas realizacji robót (e.18, e.25) oraz wyróŜnić elementy systemu, na które wykonawca robót nie ma wpływu (e.1, e.2, e.5, e.17, e.27, e.33).

4. Kolejnym etapem, przed wdroŜeniem opracowanego modelu do praktycznego stosowania, powinno być zaprojektowanie systemu wartościowania poszczególnych elementów. UmoŜliwi to analizę ilościową i sprawi, Ŝe po- zyskane zostanie korzystne narzędzie wspomagające proces decyzyjny na styku przyroda - technika.

Literatura

BONDAR-NOWAKOWSKA E. 2000. Oddziaływanie robót konserwacyjnych na florę i faunę koryt wybranych cieków nizinnych. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu 391: 100 ss.

MICHNOWSKI Z. 1985. Elementy inŜynierii systemów, w: Podstawy organizacji zarzą- dzania i technologii w budownictwie. Praca zbiorowa. Arkady: 77-101.

Słowa kluczowe: ochrona środowiska, roboty konserwacyjne, analiza systemowa Streszczenie

Problem ochrony środowiska w konserwowanych ciekach jest złoŜony. Jego analiza wymaga więc podejścia systemowego. Praca zawiera projekt systemu, w którym wyszczególniono 34 elementy o charakterze przyrodniczym, technicznym, organizacyjnym i ekonomicznym, mające związek z wykonywaniem robót

SYSTEMOWE UJĘCIE OCHRONY ŚRODOWISKA ... 31 konserwacyjnych. Powiązania między tymi elementami przedstawiano w formie macierzy i jej grafu. UmoŜliwiło to określenie znaczenia poszczególnych elementów w utworzonym systemie.

MANAGEMENT OF SYSTEM PROCEDURE IN MAINTENANCE WORK ON WATER COURSES

ElŜbieta Bondar-Nowakowska

Institute of Environmental Development and Protection, University of Environmental and Life Sciences, Wrocław Key words: environmental protection, maintenance works, system analysis

Summary

The environmental protection problem applying to maintenance of water-courses is complicated. The analysis of the problem need to approach it as a system.. This paper gives an example of a system plan where 34 elements - natural, technical, organizational and economical have a relationship to the execution of maintenance work. The connections between these elements are presented with the help of a matrix and the graph. It makes possible to determine the meaning of each element of this system.

Dr hab. inŜ. ElŜbieta Bondar-Nowakowska Instytut Kształtowania i Ochrony Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy

Plac Grunwaldzki 24 50-365 WROCŁAW

e-mail: prodziekan_ebn@aqua.ar.wroc.pl

ZESZYTY PROBLEMOWE POST’PÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 528: 33S40

WYKORZYSTANIE METODY DRZEWA ZDARZE¼ ¼ ¼ ¼ DO PODEJMOWANIA DECYZJI W WYKONAWSTWIE

ROBÓT KONSERWACYJNYCH W CIEKACH

Elóóóóbieta Bondar-Nowakowska

Instytut Kszta»towania i Ochrony Ðrodowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wroc»awiu

Wst““““p

Roboty konserwacyjne w ciekach, obejmujce koszenie skarp i stref przybrzeónych oraz odmulenie dna wraz z usuni“ciem roÑlinnoÑci dennej, mog byƒ przyczyn zmian w zbiorowiskach roÑlinnych i zwierz“cych. Ryzyko tych zmian moóna znacznie ograniczyƒ, podejmujc dzia»ania o charakterze przyrodniczym, technologicznym i organizacyjnym.

Naleó do nich m.in.:

1. badania florystyczne i faunistyczne w korycie cieku,

2. sporzdzenie ekologicznych harmonogramów robót, które uwzgl“dniaj okresy ochronne organizmów wyst“pujcych w korycie cieku,

3. zastosowanie w»aÑciwych schematów technologicznych,

4. odpowiedni dobór Ñrodków produkcji realizujcych proces technologiczny.

Dzia»ania te mog wp»ynƒ na ograniczenie przyrodniczych skutków robót konserwacyjnych lecz takóe na ich koszt i czas trwania. Z tego powodu powinny byƒ uwzgl“dniane przed podj“ciem decyzji o wykonaniu robót. Powoduje to koniecznoу przeprowadzenia analizy i oceny wariantowych rozwiza½ wykonawczych, co wp»ywa na wyd»uóenie procesu decyzyjnego, zwizanego z planowaniem i wykonywaniem robót.

Celem pracy jest wykazanie moóliwoÑci zastosowania metody drzewa zdarze½ jako narz“dzia wspomagajcego podejmowanie decyzji dotyczcych proekologicznego wykonawstwa robót konserwacyjnych.

Budowa drzewa zdarze½½½½

Konstrukcj“ drzewa zdarze½ uwzgl“dniajcego cztery wymienione wyóej dzia»ania, przedstawiono w schemacie 1.

Pierwsze dzia»anie, polegajce na wykonaniu bada½ florystycznych i faunistycznych, ma na celu dostarczenie informacji o jakoÑciowym i iloÑciowym sk»adzie zbiorowisk roÑlinnych i zwierz“cych, wyst“pujcych w korycie cieku. Jest ono niezb“dne, aby móc zastosowaƒ skuteczne sposoby ochrony cennych gatunków flory i fauny. Badania te s

równieó podstaw do nast“pnego dzia»ania, obejmujcego sporzdzenie harmonogramu robót, z uwzgl“dnieniem okresów ochronnych gatunków roÑlin i zwierzt, znajdujcych si“

w korycie cieku. Trzecie dzia»anie to podj“cie decyzji o przyj“ciu schematu

E. Bondar-Nowakowska 34

technologicznego. Moóe on zak»adaƒ pe»n konserwacj“ cieku, na ca»ej jego d»ugoÑci, lub cz“Ñciow w cyklu dwuletnim. Przy wyborze sposobu wykonania robót B dzia»anie czwarte, wyst“puj 3 moóliwoÑci B sposób r“czny, mechaniczny z zastosowaniem koparko- odmularki o pracy cyklicznej oraz mechaniczny z zastosowaniem koparko-odmularki o dzia»aniu cig»ym. Najkorzystniejszy, z punktu widzenia ochrony cennych gatunków roÑlinnych i zwierz“cych, jest sposób r“czny. Jednak nie w kaódych warunkach moóliwe jest jego zastosowanie. W przypadku robót konserwacyjnych, wykonywanych mechanicznie, bardziej przyjazne dla Ñrodowiska przyrodniczego koryta cieku jest wprowadzenie maszyny o pracy cyklicznej.

Schemat 1; Scheme 1 Schemat drzewa zdarze½ dla planowania robót konserwacyjnych w ciekach

Scheme of the event tree at the maintenance works planning on water courses

Działania proekologiczne w robotach konserwacyjnych na cieku Pro-ecological actions in maintenance works on water-courses I. Badania

florystyczne i faunistyczne Studiem of flora and fauna

P(Ś) P(C) P(K)

II. Wykonywanie robót wg harmonogramu ekologicznego Execution of work in accordance with the ecological schedule

P(Ś) P(C) P(K)

III. Wykonywanie robót w cyklu dwuletnim Execution of work in accordance with a two-year cycle

P(Ś) P(C) P(K)

IV. Wybór sposobu wykonania robót

kop. wielonacz.

(k.w.)

kop. jednonacz.

(k.j.)

ręcznie (r.) Selection the execution of work

bucket lauder excavator (k.w.)

single bucket excavator (k.j.)

hand operated (r.) k.w. 0,05 0,05 0,10 1 Nie 0,10 0,01 0,40 k.j. 0,30 0,25 0,30 2 r. 0,65 0,70 3 Nie 0,40 0,10 0,45

k.w. 0,05 0,05 0,10 4 Tak 0,90 0,99 0,60 k.j. 0,30 0,25 0,30 5 r. 0,65 0,70 6 Nie 0,70 0,05 0,05

k.w. 0,05 0,05 0,10 7 Nie 0,10 0,01 0,40 k.j. 0,30 0,25 0,30 8 r. 0,65 0,70 9 Tak 0,60 0,90 0,55

k.w. 0,05 0,05 0,10 10 Tak 0,90 0,99 0,60 k.j. 0,30 0,25 0,30 11 r. 0,65 0,70 12

P(S)=1

k.w. 0,05 0,05 0,10 13 Nie 0,10 0,01 0,40 k.j. 0,30 0,25 0,30 14 r. 0,65 0,70 15 Nie 0,40 0,10 0,45

k.w. 0,05 0,05 0,10 16 Tak 0,90 0,99 0,60 k.j. 0,30 0,25 0,30 17 r. 0,65 0,70 18 Tak 0,30 0,95 0,95

k.w. 0,05 0,05 0,10 19 Nie 0,10 0,01 0,40 k.j. 0,30 0,25 0,30 20 r. 0,65 0,70 21 Tak 0,60 0,90 0,55

k.w. 0,05 0,05 0,10 22 Tak 0,90 0,99 0,60 k.j. 0,30 0,25 0,30 23 r. 0,65 0,70 24

WYKORZYSTANIE METODY DRZEWA ZDARZE¼ ... 35 W drzewie przedstawionym w schemacie 1, przechodzc od zdarzenia inicjujcego roboty konserwacyjne do zdarze½ oznaczajcych ich zako½czenie, moóna okreÑliƒ 24 cigi reprezentujce róóne warianty dzia»a½. Kaódy z nich zako½czony jest przez oznaczone numerem zdarzenie wyjÑciowe.

Pierwsze zdarzenie wyjÑciowe odpowiada decyzjom o wykonaniu robót kon- serwacyjnych z pomini“ciem bada½ florystycznych i faunistycznych oraz okresów ochronnych organizmów, na ca»ej powierzchni dna, skarp, d»ugoÑci koryta cieku, z zastosowaniem maszyny o pracy cig»ej. Zdarzenie wyjÑciowe B dwudziesteczwarte ko½czy wykonanie robót z uwzgl“dnieniem wszystkich wymienionych dzia»a½ majcych na celu ochron“ przyrody w korycie cieku. Zdarzenia poÑrednie odpowiadaj decyzjom, o wykonaniu jednego, dwu, lub trzech z tych dzia»a½.

IloÑÑÑÑciowa ocena drzewa zdarze½½½½

Porównanie pod wzgl“dem ekologicznym poszczególnych wariantów wykonania robót wymaga okreÑlenia, dla przyj“tych w nich dzia»a½, prawdopodobie½stw ograniczenia zmian jakoÑciowych i iloÑciowych w zbiorowiskach roÑlinnych i zwierz“cych koryta cieku.

W przypadku porównywania tych wariantów pod wzgl“dem czasu realizacji, wymagane jest oszacowanie prawdopodobie½stw wyd»uóenia robót wskutek zastosowania analizowanych dzia»a½. Natomiast przyj“cie do oceny kryterium ekonomicznego wymaga oszacowania prawdopodobie½stw wzrostu kosztów wykonania robót wskutek podj“cia kolejnych dzia»a½.

Podstaw do oceny tych prawdopodobie½stw by»y prace: [BONDAR-NOWAKOWSKA, DEJAS 1994, 1995; BONDAR-NOWAKOWSKA i in. 1996, 1997a, b, c; BOSTELMANN, MENZE 1987; NYC 1995;

POºO¼SKI 1995; BONDAR-NOWAKOWSKA 2000].

Dla ga»“zi drzewa reprezentujcych korzystne dla Ñrodowiska przyrodniczego dzia»ania (Tak) przypisano prawdopodobie½stwa P_i, a dla ga»“zi drzewa reprezentujcych niekorzystne w tym zakresie decyzje (Nie) przypisano prawdopodobie½stwa 1 B Pi[RAK

TCHÓRZEWSKA-CIEÐLAK 2006]. WartoÑci te s przedstawione w schemacie 1. Wskazuj one, óe kaóde z proponowanych dzia»a½ wp»ywa na ograniczenie zmian jakoÑciowych i iloÑciowych w zbiorowiskach roÑlinnych i zwierz“cych wyst“pujcych w konserwowanym cieku.

RównoczeÑnie dzia»ania te powoduj wyd»uóenie czasu trwania robót i wzrost ich kosztów.

Wp»yw ten, w zaleónoÑci od przyj“tych rozstrzygni“ƒ, jest zróónicowany.

W przyj“tej metodzie prawdopodobie½stwo zdarzenia wyjÑciowego jest iloczynem prawdopodobie½stw na danym cigu od zdarzenia pocztkowego P(S), które inicjuje roboty konserwacyjne, do zdarzenia wyjÑciowego oznaczajcego ich zako½czenie. Dla zdarze½ wyjÑciowych oznaczonych numerem 1 i numerem 24 wynosz one:

P₁ = P(S)⋅[1 S P(Dz.I)]⋅[1 S P(Dz.II)]⋅[1 S P(Dz.III)]⋅[1 S P(r. + k.j.)]

P₂₄ = P(S)⋅P(Dz.I)⋅P(Dz.II)⋅P(Dz.III)⋅P(r.)

Zastosowanie analizy iloÑciowej pozwala, uwzgl“dniajc przyj“te kryteria, tj.

ochron“ Ñrodowiska, czas wykonania i koszt robót, na porównanie i okreÑlenie hierarchii przedstawionych w drzewie wariantów wykonawczych. Kolejnoу ta, przedstawiona w schemacie 2, wynika z porównania otrzymanych w wyniku oblicze½ prawdopodobie½stw skutków dzia»a½ uwzgl“dnionych na poszczególnych cigach. Dotyczy ona przyj“tych kryteriów osobno oraz w po»czeniu, tj. ochrona Ñrodowiska + czas wykonania robót, ochrona Ñrodowiska + koszt robót, ochrona Ñrodowiska + czas wykonania robót + koszt

E. Bondar-Nowakowska 36

robót. W schemacie 2 w kolumnie oznaczonej liter `Ð@ przedstawiono, uzyskan

Schemat 2; Scheme 2 Kolejnoу poszczególnych wariantów realizacji robót

Sequence of each of the work execution variants Działania proekologiczne

Pro-ecological actions

Kolejność rozwiązań wg kryterium

Działanie Action

I

Działanie Action

II

Działanie Action

III

Działanie Action

IV

Ś C K ŚC ŚK ŚCK

kop.

wiel. 1 22 1 1 2 1 1

Nie

kop.

jedn. 2 18 2 5 3 12 3

ręcznie 3 16 4 9 13 10 10

Nie kop.

wiel. 4 17 8 3 3 11 4

Tak

kop.

jedn. 5 8 12 7 15 2 6

ręcznie 6 6 15 11 5 5 5

Nie kop.

wiel. 7 21 3 2 7 6 11

Nie

kop.

jedn. 8 17 6 6 1 6 2

ręcznie 9 13 9 10 14 7 8

Tak kop.

wiel. 10 15 14 4 19 16 21

Tak

kop.

jedn. 11 7 18 8 16 9 16

Decyzja o ręcznie 12 4 20 12 7 15 14

kop.

wiel. 13 20 5 13 18 19 23

wykonaniu

robót Nie

kop.

jedn. 14 14 7 17 9 14 17

ręcznie 15 11 11 21 8 18 15

Nie kop.

wiel. 16 12 16 15 12 17 20

Tak

kop.

jedn. 17 5 19 19 6 3 13

ręcznie 18 2 22 23 4 8 12

Tak kop.

wiel. 19 19 10 14 10 13 18

Nie

kop.

jedn. 20 12 13 18 2 4 7

ręcznie 21 9 17 22 19 21 24

Tak kop.

wiel. 22 10 21 16 17 20 22

Tak

kop.

jedn. 23 3 23 20 13 12 19

ręcznie 24 1 24 24 2 1 9

Ð S Ñrodowisko; environment, C S czas; time, K S koszt; cost

z obliczeń, kolejnoу cigów dzia»a½ podporzdkowanych kryterium ochrony Ñrodowiska;

w kolumnie `C@ kolejnoу cigów podporzdkowanych kryterium najkrótszego czasu robót; w kolumnie `K@ najniószym kosztom realizacji. Kolumna `ÐC@ przedstawia

WYKORZYSTANIE METODY DRZEWA ZDARZE¼ ... 37 hierarchi“ cigów z uwzgl“dnieniem kryterium ochrony Ñrodowiska i czasu trwania robót;

`ÐK@ z uwzgl“dnieniem kryterium ochrony Ñrodowiska oraz kosztów robót. W kolumnie

`ÐCK@ ustalono kolejnoу cigów z uwzgl“dnieniem wszystkich 3 kryteriów. W poszczególnych kolumnach 1 oznacza rozwizanie najlepsze, kolejne liczby rozwizania coraz mniej korzystne.

Wyniki bada½½½½

Z przedstawionych danych wynika óe:

P najbardziej korzystny dla flory i fauny koryta cieku jest przebieg robót uwzgl“dniajcy dzia»ania na cigu, które ko½czy zdarzenie wyjÑciowe 24. Jest to jednak rozwizanie najbardziej wyd»uóajce czas przygotowania i wykonania robót oraz charakteryzujce si“ najwyószym kosztem ich realizacji,

P najkrótszy czas oraz najniószy koszt robót wystpi w przypadku wykonania konserwacji pe»nej, maszyn o pracy cig»ej bez uwzgl“dniania terminów realizacji okreÑlonych w ekologicznym harmonogramie robót B cig 1.

Rozwizania te prezentuj skrajne podejÑcia do rozpatrywanego problemu i mog

byƒ zastosowane w sytuacjach szczególnych, np. w terenie obj“tym ochron przyrody, gdy narzucony jest bardzo krótki czas realizacji robót lub ograniczone nak»ady finansowe. W przeci“tnych warunkach i Ñrodkach na wykonawstwo robót naleóy zwróciƒ uwag“ na dzia»ania uwzgl“dnione w pozosta»ych 22 cigach, ich oddzia»ywania na przyrod“ koryta cieku, czas i koszt robót. Post“pujc kolejno naleóy braƒ pod uwag“ przede wszystkim moóliwoу zrealizowania przez wykonawc“ wyszczególnionych w pracy dzia»a½. JeÑli np.

wykonawca robót:

P nie ma moóliwoÑci wykonania bada½ florystycznych i faunistycznych (dzia»anie I), a zaleóy mu na ochronie Ñrodowiska przyrodniczego w korycie cieku powinien zaplanowaƒ wykonanie robót zgodnie z cigiem 12,

P nie moóe wykonaƒ robót z uwzgl“dnieniem okresów ochronnych flory i fauny (dzia»anie II), to wykonanie prac zgodnie z cigiem 18 zapewni mu w maksymalnym stopniu ich ochron“,

P planuje wykonanie pe»nej konserwacji (rezygnuje z dzia»ania III), powinien zastosowaƒ sekwencj“ dzia»a½ wg cigu 21,

P ma do dyspozycji tylko kopark“ wielonaczyniow, najkorzystniejsze dla Ñrodowiska przyrodniczego koryta cieku b“dzie post“powanie wg zada½ na cigu 22.

Rozwizania te naraó jednak inwestorów i wykonawców na wyd»uóenie czasu i wzrost kosztu robót. Dlatego teó w celu okreÑlenia najlepszego w danych warunkach rozwizania naleóy przeanalizowaƒ kolejne, przedstawione w schemacie 2 warianty dzia»a½.

E. Bondar-Nowakowska 38

Wnioski

1. Przedstawiona analiza wskazuje na znaczn przydatnoу metody drzewa zdarze½ do rozwizywania problemów zwizanych z planowaniem i wykonawstwem robót konserwacyjnych w ciekach. Metoda ta pozwala uwzgl“dniƒ z»oóonoу problemu wymagajcego kompromisu pomi“dzy przyrod, technik i ekonomi. Pozwala ona równieó na usystematyzowanie danych b“dcych podstaw planowania robót oraz u»atwia wybór najkorzystniejszego w danych warunkach wariantu ich realizacji.

2. Z przeprowadzonych oblicze½ wynika, óe wybór dzia»a½ majcych na celu ochron“

flory i fauny w konserwowanych ciekach powinien byƒ rozpatrywany z uwzgl“dnieniem czasu realizacji i kosztu robót. Warunkiem pe»nego wykorzystania metody drzewa zdarze½ do planowania i realizacji robót konserwacyjnych jest okreÑlenie prawdopodobie½stw ograniczenia zmian florystycznych i faunistycznych w korycie cieku oraz wyd»uóenia czasu realizacji i wzrostu kosztu robót wskutek zastosowania przedstawionych w pracy dzia»a½ proekologicznych. W celu pozyskania takich danych do dalszych prac naleóy prowadziƒ monitoring zmian jakoÑciowych i iloÑciowych zbiorowisk roÑlinnych i zwierz“cych w konserwowanych ciekach. Obserwacje powinny dotyczyƒ równieó rozwiza½ technologiczno- organizacyjnych stosowanych podczas wykonywania robót.

3. Przyjmujc jako równorz“dne kryterium ochrony Ñrodowiska i czasu wykonania robót najbardziej korzystna jest realizacja robót z uwzgl“dnieniem dzia»a½ wyst“pujcych, w przedstawionym drzewie zdarze½, na ósmym cigu. W przypadku równorz“dnego rozpatrywania ochrony Ñrodowiska i kosztu robót naleóy zastosowaƒ dzia»ania na cigach pierwszym, dwudziestym czwartym, a nast“pnie pitym.

Przyj“cie podczas planowania robót za»oóenia, óe wszystkie trzy rozpatrywane w pracy kryteria B ochrona Ñrodowiska, czas wykonania oraz koszt robót s

równorz“dne, wymaga by konserwacj“ cieku realizowaƒ wg cigu dzia»a½ oznaczonego przez zdarzenie wyjÑciowe nr 1. W nast“pnej kolejnoÑci powinny byƒ rozpatrywane cigi B ósmy, drugi, czwarty i szósty.

Literatura

BONDAR-NOWAKOWSKA E. 2000. Oddzia»ywanie robót konserwacyjnych na flor“ i faun“ koryt wybranych cieków nizinnych. Zeszyty Naukowe AR we Wroc»awiu 391: 100 ss.

BONDAR-NOWAKOWSKA E., DEJAS D. 1994. Wydajnoу pracy niektórych maszyn do kon- serwacji cieków melioracyjnych i wykonawstwo robót na tle Ñrodowiska przyrodniczego.

Zesz. Nauk. AR we Wroc»awiu 246: 11S15.

BONDAR-NOWAKOWSKA E., DEJAS D. 1995. Wp»yw uwarunkowa½ ekologicznych na czas pracy maszyn konserwacyjnych. Zesz. Nauk. AR we Wroc»awiu 266: 253S260.

BONDAR-NOWAKOWSKA E., DEJAS D., POLECHO¼¼¼¼SKI R. 1997a. Zmiany w sk»adzie bez- kr“gowców wodnych wskutek odmulenia dna cieku Dobra (dop»yw Widawy) Rocz. AR w Poznaniu CCXCIV, Melior. Inó. Ðrod. 19, Cz. 1: 227S233.

BONDAR-NOWAKOWSKA E., DEJAS D., ROJEK S. 1996. Sukcesja roÑlin po wykonaniu konserwacji na przyk»adzie cieku Leniwka S dop»yw Widawy. Zesz. Nauk. AR we

WYKORZYSTANIE METODY DRZEWA ZDARZE¼ ... 39

Wroc»awiu 283: 123S128.

BONDAR-NOWAKOWSKA E., DEJAS D., ROJEK S. 1997b. Oddzia»ywanie robót konserwacyjnych na zbiorowisko roÑlinne w korycie cieku Dobra (dop»yw Widawy.). Rocz. AR w Poznaniu CCXCIV, Melior. Inó. Ðrod. 19, Cz. 1: 235S242.

BONDAR-NOWAKOWSKA E., DEJAS D., ZAºººUCKIº A. 1997c. Wp»yw koszenia skarp na zmiany w entomofaunie na przyk»adzie cieku Dobra (dop»yw Widawy). Rocz. AR w Poznaniu CCXCIV, Melior. Inó. Ðrod. 19, Cz. 1: 243S251.

BOSTELMANN R., MENZE R. 1987. Auswirkugen von Maβnahmen der Gewässerunterhaltung auf Gewässerlebensgemeinschaften. DVWK Schriften. P. Parey. Hamburg u. Berlin: 76S77:

114S118.

NYC K. 1995. Ekologiczne konsekwencje melioracji wodnych B spojrzenie meliorantów.

Wydawn. Inst. Ochr. Przyr. PAN: 13S25.

POººººO¼¼¼¼SKI M. 1995. Planowanie realizacji inwestycji melioracyjnych w funkcji czasu i Ñrodków na podstawie harmonogramów sieciowych. Wydawn. SGGW, Warszawa: 117 ss.

RAK J., TCHÓRZEWSKA-CIEÐÐÐÐLAK B. 2006. Standaryzacja iloÑciowa w metodzie drzewa zdarze½. Gaz, Woda i Technika Sanitarna: 16S19.

S»»»»owa kluczowe: roboty konserwacyjne, ochrona Ñrodowiska, czas realizacji robót, koszt robót

Streszczenie

Planowanie i realizacja robót konserwacyjnych w ciekach z uwzgl“dnieniem ochrony Ñrodowiska jest zagadnieniem bardzo z»oóonym. W pracy wykazano na znaczn

przydatnoу metody drzewa zdarze½ do rozwizywania tego problemu. Przypisujc jednakowe znaczenie przyrodzie, technice i ekonomii, metoda pozwala usystematyzowaƒ dane b“dce podstaw planowania robot konserwacyjnych oraz u»atwia wybór najkorzystniejszego w danych warunkach wariantu realizacji robót.

UTYLIZATION OF THE EVENT TREE TO MAKE A DECISION FOR EXECUTION OF MAINTENANCE WORK ON WATER COURSES

Elóbieta Bondar-Nowakowska

Institute of Environmental Development and Protection, University of Environmental and Life Sciences, Wroc»aw

Key words: maintenance works, environmental protection, time and cost of work execution

Summary

The problem of planning and execution of work on water courses taking the

E. Bondar-Nowakowska 40

environmental protection into account is very complicated. This paper presents, the event tree method wchich is very useful to solve this problem. Ascribing the same meaning to the nature, the technical procedure and the economical questions, this method gives the possibility to systematize the basic dates for the planning of the maintenance works and the choice of the best alternative to the execution of these works.

Dr hab. inó. Elóbieta Bondar-Nowakowska Instytut Kszta»towania i Ochrony Ðrodowiska Uniwersytet Przyrodniczy

Plac Grunwaldzki 24 50S365 WROCºAW

e-mail: prodziekan_ebn@aqua.ar.wroc.pl