Błażej Waligórski*, Mariusz Korytowski**, Piotr Stachowski**, Krzysztof Otremba**, Karolina Kraczkowska**
*State Water Holding Polish Waters; Regional Water Management Authority, Poznań, Poland; **Poznań University of Life Sciences, Poland
corresponding author’s e-mail:
Abstract
The article presents the results of investigations carried out in the hydrological years of 2015, 2016 and 2017 in the Przebędowo reservoir basin (in areas adjacent to the reservoir). It is located in the Wielkopolskie province, 25 kilometres north of Poznań in the Murowana Goślina commune. The analysed catchment with an area of approx. 100 km2 is mostly covered by forests, while in the immediate vicinity of the reservoir it also comprises arable land. The entire catchment is covered by postglacial deposits, such as sands and clays. Areas adjacent to the reservoir are composed of quaternary (Pleistocene) fluvial deposits. The analysis of layers contained within piezometers showed the predominance of medium sands, which were deposited up to a depth of about 3 m. The groundwaters in those layers formed a continuous aquifer horizon.
The analysed reservoir was constructed in the valley of the Trojanka river, from km 6 + 915 to km 8 + 371 of the river course, by the Greater Poland Provincial Land Drainage and Water Units Board in Poznań. It was put into operation in November 2014. The earth dam of the reservoir is class IV it is 334 meters long and 3.30 meters high. The reservoir with a length of 1450 m and a maximum bed-width of 120 m at a normal damming level has a flooded surface of 12.03 ha. The main purpose of the reservoir is to store water for agricultural purposes, improve climatic and water conditions in the adjacent agricultural areas, provide protect against flooding and fire for areas lying both below the dam and adjacent to the reservoir. Around the reservoir an ecological buffer zone was made in the form of tree and shrub plantings. It reduced runoff of biogenic compounds (nitrogen and phosphorus) and pesticides from adjacent agricultural areas.
The conducted analysis of precipitation data according to the criterion developed by Kędziora (1995) (following Kaczorowska, 1962) showed that the water year of 2015 was dry. The precipitation total in that year was 429 mm and was lower than the average of the multi-year period by 131 mm, while temperature was higher than average by 0.5°C. In contrast, the water year of 2016 was wet, as the precipitation total in that year was 682 mm, i.e. by 122 mm higher than the average of the multi-year period, with the air temperature higher than the average by 0.4°C. The last water year analysed (2017) was very wet, because the precipitation total exceeded the multi-year average by 244 mm, with the air temperature close to the average.
Results indicated that next to the character of the reservoir, also meteorological conditions had a considerable impact on changes in water levels in the analysed reservoir and groundwater levels in the adjacent area. Research showed a hydraulic connection between the water retained in the reservoir and groundwater in the adjacent areas. It was found that over a greater part of the water years analysed in this paper the water retained in the Przebędowo reservoir fed groundwaters of the adjacent areas. The longest supply time, which ranged from 282 days to 366 days, was recorded for wells P-2 to P-21. They are located within a short distance from the dam. In contrast, in the case of wells 1' to 6', located near the middle part of the reservoir, two-way water flow was found. In the analysed years the water in reservoir was fed by the groundwater from the wells for a period between 7 days (st. 2') to 365 days (st. 5').
The analyses carried out in the winter and summer half-years of the discussed water years indicated mostly strong relations between the elevation of water levels in the reservoir and groundwater elevation in the studied wells. However, it was found that the interrelationships between the discussed values were stronger in the summer half-years.The obtained research results generally showed that the waters accumulated in the Przebędowo reservoir have a positive impact on groundwaters in the adjacent areas and feed them during drought periods.
Keywords
small-scale water retention, dammed reservoirs, groundwater
Ocena oddziaływania zbiornika zaporowego na zwierciadło wód gruntowych w terenach przyległych na przykładzie obiektu Przebędowo
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w latach hydrologicznych 2015, 2016 oraz 2017 w zlewni zbiornika Przebędowo (w terenach bezpośrednio przyległych do zbiornika), zlokalizowanej w województwie wielkopolskim, 25 km na północ od Poznania w gminie Murowana Goślina. W omawianej zlewni, o powierzchni około 100 km2 przeważają lasy, a w mniejszym stopniu w terenie bezpośrednio przyległym do zbiornika występują grunty orne. Na całym obszarze zalegają utwory polodowcowe takie jak piaski i gliny. W ogólnym ujęciu tereny przyległe do zbiornika zbudowane są z osadów czwartorzędowych (plejstocen) fluwialnych, a analiza warstw objętych piezometrami wykazała przewagę piasków średnich zalegających do głębokości około 3m, w których wody gruntowe tworzą ciągły poziom wodonośny. W terenie bezpośrednio przyległym do zbiornika występują grunty orne.
Analizowany zbiornik został wykonany w dolinie rzeki Trojanki, od km 6+915 do km 8+371 jej biegu przez Wielkopolski Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych w Poznaniu i został oddany do eksploatacji w listopadzie 2014 roku. Ziemna zapora czołowa na zbiorniku jest klasy IV, jej długość wynosi 334 m, przy wysokości 3,30 m. Zbiornik o długości 1450m i szerokości maksymalnej 120m, przy normalnym poziomie piętrzenia (NPP) ma powierzchnię zalewu 12,03ha. Głównym celem zbiornika jest magazynowanie wody dla celów rolniczych, poprawa warunków klimatycznych i wodnych na przyległych użytkach rolnych, oraz ochrona przeciwpowodziowa i przeciwpożarowa terenów leżących poniżej zapory, a także terenów przyległych do zbiornika. Wokół zbiornika wykonano ekologiczną strefę buforową w postaci nasadzeń z drzew i krzewów, redukującą spływy związków biogennych (azot, fosfor) i środków ochrony roślin z przyległych terenów użytkowanych rolniczo.
Przeprowadzona analiza wilgotnościowa omawianych w pracy lat według kryterium Kędziory 1995 (za Kaczorowska 1962) pozwoliła stwierdzić, że pierwszy analizowany w pracy rok hydrologiczny 2015 był rokiem suchym, w którym suma opadów wyniosła 429 mm i była niższa od średniej z wielolecia o 131 mm, przy temperaturze powietrza wyższej od średniej o 0,5°C. Natomiast rok hydrologiczny 2016 był rokiem wilgotnym, w którym suma opadów wyniosła 682 mm i była wyższa od średniej z wielolecia o 122 mm, przy temperaturze powietrza wyższej od średniej o 0,4°C. Ostatni analizowany w pracy rok hydrologiczny 2017 był bardzo wilgotny, gdyż suma opadów przekroczyła w tym roku średnią z wielolecia aż o 244 mm, przy zbliżonej do średniej temperaturze powietrza.
Uzyskane wyniki badań potwierdziły, że duży wpływ na zmiany stanów wody w analizowanym zbiorniku i wód gruntowych w terenie przyległym, poza charakterem zbiornika, miał przebieg warunków meteorologicznych. Badania wykazały, że pomiędzy wodami retencjonowanymi w zbiorniku a wodami gruntowymi w terenach przyległych istnieje więź hydrauliczna. Stwierdzono, że przez większą część analizowanych w pracy lat hydrologicznych retencjonowane w omawianym zbiorniku wody zasilały wody gruntowe terenów przyległych, przy czym najdłuższy czas zasilania, wynoszący od 282 dni do 366 dni, stwierdzono dla studzienek od P-2 do P-21 zlokalizowanych w niedalekiej odległości od zapory. Natomiast w przypadku studzienek od 1’do 6’ zlokalizowanych w okolicach środkowej części zbiornika stwierdzono dwukierunkowy przepływ wód. W analizowanych latach wody gruntowe zasilały od strony tych studzienek wody zbiornika przez okres od 7 dni (st. 2’) do 365 dni (st. 5’).
Przeprowadzone w analizowanych półroczach zimowych i letnich omawianych lat hydrologicznych obliczenia związków pomiędzy rzędnymi stanów wody w zbiorniku, a rzędnymi zwierciadła wód gruntowych w badanych studzienkach wykazały w większości silne zależności. Stwierdzono jednak, że wzajemne powiązania pomiędzy omawianymi wielkościami silniejsze były w półroczach letnich analizowanych lat.
W ogólnym ujęciu uzyskane wyniki badań wykazały, że zasoby wodne gromadzone w zbiorniku Przebędowo pozytywnie oddziaływają na wody gruntowe terenów przyległych, zasilając je w okresach posusznych.
Słowa kluczowe
mała retencja, zbiorniki zaporowe, wody gruntowe
Full text / Pełny tekst
PDF (English)
