Studium hydrograficzne doliny rzeki Białej z wytycznymi do
advertisement
33UUDDFFRRZ ZQQLLDD* *RRVVSSRRGGDDUUNNLL: :RRGGQQHHMM ÄÄ335 52 2: :2 2' '$ $´´ XXOO: :ąąZ ZRR]]RRZ ZDDP P : :DDUUVV]]DDZ ZDD 1 1,,3355((* *2 21 1 ZLECENIODAWCA: PREZYDENT MIASTA BIAŁYSTOK 15-950 Białystok ul. Słonimska 1 Studium hydrograficzne doliny rzeki Białej z wytycznymi do zagospodarowania rekreacyjnowypoczynkowego i elementami małej retencji oraz prace hydrologiczne niezbĊdne do sporządzenia dokumentacji hydrologicznej Zespół autorski Kierownictwo zespołu: dr inĪ. Sylwester Tyszewski upr. do wykonywania dokumentacji hydrologicznych nr 39/2004 dr inĪ. Ignacy Kardel Wykonawcy: dr inĪ. prof. dr hab. inĪ. dr inĪ. dr dr inĪ. dr inĪ. inĪ. inĪ. Dorota Pusłowska-Tyszewska Tomasz Okruszko Tomasz StaĔczyk Paweł OglĊcki Jarosław ChormaĔski Dorota Mirosław-ĝwiątek Robert Michałowski Wiktor Polak Warszawa, wrzesieĔ 2009 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM SPIS TREĝCI 1 ZAŁOĩENIA DOTYCZĄCE MOĩLIWOĝCI ZAGOSPODAROWANIA DOLINY RZEKI BIAŁEJ PRZYJĉTE 1.1 1.2 Funkcje rzeki Białej Podział rzeki Białej na odcinki 11 11 12 2 2.1 2.2 2.3 2.4 HYDROGRAFIA Ogólna charakterystyka zlewni Białej Profil podłuĪny Infrastruktura Podsumowanie 15 15 20 23 24 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 WARUNKI METEOROLOGICZNE Charakterystyka klimatu Białegostoku Charakterystyka danych meteorologicznych wykorzystanych w opracowaniu Opady historyczne – analizy statystyczne Charakterystyka warunków meteorologicznych okresu badaĔ na tle wielolecia Podsumowanie 28 28 28 29 30 34 4 4.1 4.2 4.3 4.4 35 35 41 47 4.6 4.7 HYDROLOGIA I HYDROMETRIA Pomiary hydrometryczne Krzywe przepływów Analiza przepustowoĞci koryta Białej Przebieg zmiennoĞci stanów wody w przekrojach z diverami na tle opadów atmosferycznych w okresie badaĔ Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekrojach z diverami na tle opadów atmosferycznych w okresie badaĔ Analiza zakresu zmiennoĞci oraz czĊstoĞci wystĊpowania stanów i przepływów okresie badaĔ Podsumowanie 5 5.1 5.2 5.3 5.4 HYDROLOGICZNY MODEL BIAŁEJ Podstawowe załoĪenia modelu Identyfikacja i weryfikacja modelu Symulacja przepływów dla ciągów opadowych z wielolecia Analiza statystyczna wyników symulacji 4.5 W OPRACOWANIU 6 JAKOĝû WÓD BIAŁEJ 6.1 ħródła zanieczyszczeĔ 6.2 Identyfikacja stanu jakoĞci wód 6.2.1 JakoĞü opadów atmosferycznych 6.2.2 JakoĞü wód powierzchniowych 6.3 Podsumowanie 57 61 66 71 73 73 74 76 77 80 80 83 83 86 96 7 7.1 7.2 7.3 WALORYZACJA PRZYRODNICZO - KRAJOBRAZOWA DOLINY RZEKI BIAŁA WstĊp i metodyka Wyniki badaĔ Podsumowanie 97 97 102 104 8 WSKAZANIA DO ZAGOSPODAROWANIA KORYTA I DOLINY BIAŁEJ 111 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 PODSUMOWANIE Wnioski wypływające z rozpoznania warunków przyrodniczych rzeki Białej i jej doliny Propozycje działaĔ w dolinie Wskazania i zalecenia dla polityki wodnej miasta Wskazania do zapisów w dokumentach planistycznych Wskazania do dalszych opracowaĔ i prac 165 165 167 169 170 172 10 BIBLIOGRAFIA 174 ZAŁĄCZNIKI METEOROLOGIA MODEL HYDROLOGICZNY DESZCZÓWKA PROFIL HYDROLOGICZNY W SKALI 1 : 100 / 1 : 10 000 ZAŁĄCZNIK MAPOWY W SKALI 1 : 2 500 ZAŁĄCZNIK CD Katalogi: Hydrologia Meteorologia Model hydrologiczny Profil podłuĪny Propozycje zagospodarowania Tekst studium ZasiĊg zalewów 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM SPIS RYSUNKÓW Rysunek 1.1 Rysunek 2.1 Rysunek 2.2 Rysunek 2.3 Rysunek 2.4 Rysunek 2.5 Rysunek 2.6 Rysunek 4.1. Rysunek 4.2. Rysunek 4.3. Rysunek 4.4. Rysunek 4.5. Rysunek 4.6. Rysunek 4.7. Rysunek 4.8. Rysunek 4.9. Rysunek 4.10. Rysunek 4.11. Rysunek 4.12. Rysunek 4.13. Rysunek 4.14. Rysunek 4.15. Rysunek 4.16. Rysunek 4.17. Rysunek 4.18. Rysunek 4.19. Rysunek 4.20. Rysunek 4.21. Rysunek 4.22. Rysunek 4.23. Rysunek 4.24. Rysunek 4.25. Rysunek 4.26. Podział Białej na odcinki ...................................................................................................14 Ukształtowanie terenu zlewni Białej .................................................................................15 Zgeneralizowana mapa uĪytkowania terenu w zlewni Białej ............................................16 Podział administracyjny zlewni Białej ..............................................................................17 Podział hydrograficzny zlewni Białej na podstawie Atlasu Hydrograficznego Polski .....18 Podział hydrograficzny zlewni w granicach miasta Białystok wg Kwiatkowskiego i in. (2004).................................................................................................................................20 Porównanie istniejącego (Kwiatkowski i inni, 2004) z planowanym zasiĊgiem (na podstawie opracowania Politechniki Białostockiej, 2008) kanalizacji deszczowej ..........24 Lokalizacja przekrojów pomiarowych...............................................................................36 Przekroje poprzeczne koryta – POHD66 ...........................................................................39 Przekroje poprzeczne koryta – POHD18 ...........................................................................39 Przekroje poprzeczne koryta – POHD46 ...........................................................................40 Przekrój poprzeczny koryta – POHD9 ..............................................................................40 Krzywa przepływu – przekrój POHD66-B1 ......................................................................41 Krzywa przepływu – przekrój POHD46-B2 ......................................................................42 Krzywa przepływu – przekrój POHD18-B3 ......................................................................42 Krzywa przepływu – przekrój POHD9-B4 ........................................................................43 Geometria przekroju ..........................................................................................................46 Krzywa przepływu .............................................................................................................46 Krzywa przepływu dla rozszerzonego zakresu stanów wody – przekrój PO1 ..................47 Przekrój poprzeczny koryta rzeki i mostu przy ul. Sienkiewicza ......................................52 Dolina Białej w przekroju PO11 – skutki ograniczania szerokoĞci doliny .......................54 Krzywe przepływu dla przekroju PO11 z uwzglĊdnieniem ograniczania szerokoĞci doliny .................................................................................................................................54 ZasiĊgi potencjalnych zalewów dla wody stuletniej..........................................................56 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ – przekrój POHD66 ..............................................................................................................57 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ – przekrój POHD46 ..............................................................................................................57 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ – przekrój POHD18 ..............................................................................................................58 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ – przekrój POHD9 ................................................................................................................58 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD66 ..............................................................................................................59 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD46 ..............................................................................................................59 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD18 ..............................................................................................................60 Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD9 ................................................................................................................60 Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD66 na tle opadów atmosferycznych w okresie badawczym z krokiem 6-godzinnym ....................................62 Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD46 na tle opadów atmosferycznych w okresie badawczym z krokiem 6-godzinnym ....................................62 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.27. Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD18 na tle opadów atmosferycznych w okresie badawczym z krokiem 6-godzinnym ....................................63 Rysunek 4.28. Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD9 na tle opadów atmosferycznych w okresie badawczym z krokiem 6-godzinnym ....................................63 Rysunek 4.29. Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD66 na tle opadów atmosferycznych w czerwcu 2009 roku z krokiem 6-godzinnym .....................................64 Rysunek 4.30. Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD46 na tle opadów atmosferycznych w czerwcu 2009 roku z krokiem 6-godzinnym .....................................64 Rysunek 4.31. Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD18 na tle opadów atmosferycznych w czerwcu 2009 roku z krokiem 6-godzinnym .....................................65 Rysunek 4.32. Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekroju POHD9 na tle opadów atmosferycznych w czerwcu 2009 roku z krokiem 6-godzinnym .....................................65 Rysunek 4.33. Przebieg zmiennoĞci przepływów w przekrojach z diverami w czerwcu 2009 roku z krokiem 6-godzinnym .......................................................................................................66 Rysunek 4.34. Krzywe gwarantowanych przepływów ..............................................................................68 Rysunek 4.35. Krzywe gwarantowanych stanów wody ............................................................................69 Rysunek 4.36 Wykres zmian napełnienia koryta [m] w przekrojach z diverami – krok czasowy 20 min. ....................................................................................................................................70 Rysunek 4.37 Wykres zmian przepływów [m3/s] w przekrojach z diverami – krok czasowy 20 min. ....71 Rysunek 5.1 Podział zlewni Białej na zlewnie cząstkowe opracowany dla potrzeb modelowania hydrologicznego ................................................................................................................74 Rysunek 5.2 Obserwowane i obliczone przepływy w przekroju bilansowym B3 (POHD18) w okresie kalibracyjnym 24.10.2008-01.07.2009 .................................................................76 Rysunek 5.3 Symulacja odpływu w profilu obserwacyjnym B4 obliczona dla ciągu opadów 1.01.1988-27.07.2009. .......................................................................................................79 Rysunek 6.1 Przebieg kanalizacji deszczowej i lokalizacja potencjalnych zagroĪeĔ jakoĞci wód w miejskiej czĊĞci zlewni rzeki Białej ...................................................................................83 Rysunek 6.2 Lokalizacja punktów monitoringu jakoĞci wód powierzchniowych .................................89 Rysunek 6.3 Zmiany stĊĪeĔ charakterystycznych wybranych wskaĨników jakoĞci wody w 2006 r. ....89 Rysunek 6.4 Rozkład stĊĪeĔ wybranych oznaczeĔ wód rzeki Białej na odcinku miejskim w okresie X. 2008-V. 2009 (pomiary poza opadami nawalnymi) .....................................................94 Rysunek 6.5 ĝrednie dobowe wartoĞci przewodnoĞci właĞciwej wody (01.11.2008 – 01.07.2009) .....95 Rysunek 6.6 Wykres przewodnoĞci właĞciwej, stanów i temperatur wody w okresie opadów nawalnych w przedziałach 20-minutowych .......................................................................95 Rysunek 7.1. Waloryzacja Ğrodowiska w strefie korytowej ..................................................................106 Rysunek 7.2. Waloryzacja Ğrodowiska w strefie brzegowej .................................................................107 Rysunek 7.3. Waloryzacja Ğrodowiska w strefie przykorytowej ...........................................................108 Rysunek 7.4. Waloryzacja Ğrodowiska w strefie tarasów i zboczy .......................................................109 Rysunek 7.5. Ogólna waloryzacja Ğrodowiska ......................................................................................110 Rysunek 8.1 Mapa odcinka 1 ...............................................................................................................117 Rysunek 8.2 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 79 na odcinku 1 ...........................................118 Rysunek 8.3 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 76 na odcinku 1 ...........................................119 Rysunek 8.4 Przykład kładki umoĪliwiającej udostĊpnienie terenów podmokłych do celów edukacyjnych i rekreacyjnych. ........................................................................................121 Rysunek 8.5 Mapa odcinka 2 ...............................................................................................................122 Rysunek 8.6 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 74 na odcinku 2. ..........................................124 Rysunek 8.7 Mapa odcinka 3 ...............................................................................................................126 Rysunek 8.8 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 70 na odcinku 3 ...........................................128 Rysunek 8.9 Mapa odcinka 4 ...............................................................................................................130 Rysunek 8.10 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 66 na odcinku 4 ...........................................131 Rysunek 8.11 Przykład tarasowania skarpy głĊbokiego koryta na odcinku 4 w celu utworzenia pojemnoĞci retencyjnej i zwiĊkszenia dostĊpnoĞci do rzeki. ...........................................132 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 8.12 Rysunek 8.13 Rysunek 8.14 Rysunek 8.15 Rysunek 8.16 Rysunek 8.17 Rysunek 8.18 Rysunek 8.19 Rysunek 8.20 Rysunek 8.21 Rysunek 8.22 Rysunek 8.23 Rysunek 8.24 Rysunek 8.25 Rysunek 8.26 Rysunek 8.27 Rysunek 8.28 Rysunek 8.29 Rysunek 8.30 Rysunek 8.31 Rysunek 8.32 Rysunek 8.33 Rysunek 8.34 Rysunek 8.35 Rysunek 8.36 Rysunek 8.37 Przykład sztucznej kaskady na brzegu rzeki....................................................................133 Mapa odcinka 5 ...............................................................................................................134 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 58 na odcinku 5 ...........................................135 Przykład tarasowania skarpy głĊbokiego koryta na odcinku miejskim w celu zwiĊkszenia dostĊpnoĞci do rzeki. ...................................................................................136 Mapa odcinka 6 ...............................................................................................................137 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 52 na odcinku 6 ...........................................138 Mapa odcinka 7 ...............................................................................................................139 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 45 na odcinku 7 ...........................................141 Przykład remeandryzacji prostoliniowego odcinka niewielkiej rzeki podczas prac wykonawczych. ...............................................................................................................142 Mapa odcinka 8 ...............................................................................................................143 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 40 na odcinku 8 ...........................................144 Mapa odcinka 9 ...............................................................................................................145 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 40 na odcinku 9 ...........................................146 Mapa odcinka 10..............................................................................................................148 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 25 na odcinku 10. ........................................149 Mapa odcinka 11..............................................................................................................151 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 19 na odcinku 11. ........................................153 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 16 na odcinku 11. ........................................153 Mapa odcinka 12..............................................................................................................155 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 13 na odcinku 12. ........................................156 Przykład renaturyzacji płaskiej doliny niewielkiego potoku poprzez utworzenie rozlewisk z roĞlinnoĞcią bagienną ...................................................................................157 Mapa odcinka 13..............................................................................................................158 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 11 na odcinku 13. ........................................159 Mapa odcinka 14 w skali 1:15 000 ..................................................................................161 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 5 na odcinku 14. ..........................................163 Przekrój poprzeczny doliny rzeki Białej nr 2 na odcinku 14. ..........................................163 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM SPIS TABEL Tabela 1.1 Tabela 2.1 Tabela 2.2 Tabela 2.3 Tabela 2.4 Tabela 2.5 Tabela 2.6 Tabela 2.7 Tabela 3.1. Tabela 3.2. Tabela 3.3. Tabela 3.4. Tabela 3.5. Tabela 3.6. Tabela 3.7. Tabela 3.8. Tabela 3.9. Tabela 3.10. Tabela 3.11. Tabela 4.1. Tabela 4.2. Tabela 4.3. Tabela 4.4. Tabela 4.5. Tabela 4.6. Tabela 4.7. Tabela 4.8. Tabela 4.9. Tabela 4.10. Tabela 4.11. Tabela 4.12. Tabela 4.13. Tabela 5.1 Zestawienie przyjĊtych w studium odcinków Białej ........................................................12 Zestawienie form uĪytkowania terenu w zlewni Białej .....................................................16 Charakterystyki zlewni Białej............................................................................................19 Przepływy charakterystyczne Białej w przekroju Zawady z wielolecia 1964-1990 .........19 Zestawienie przekrojów poprzecznych przez dolinĊ Białej...............................................21 Wyniki kontroli współrzĊdnej pionowej podczas wykonywania profilu podłuĪnego rzeki Białej .........................................................................................................................22 Charakterystyka odcinków Białej ......................................................................................23 Zestawienie obiektów infrastruktury na poszczególnych odcinkach Białej ......................23 Sumy opadów i opady maksymalne dobowe dla roku oraz półrocza letniego i zimowego ........................................................................................................................29 Sumy opadów miesiĊcznych..............................................................................................30 Sumy ciągłych opadów w poszczególnych miesiącach .....................................................30 Opady maksymalne dobowe w poszczególnych miesiącach .............................................30 Liczba dni opadem w poszczególnych miesiącach ............................................................30 WartoĞci parametrów meteorologicznych w okresie badaĔ oraz w wieloleciu 19732008 ...................................................................................................................................31 Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – sumy roczne opadów oraz maksymalne opady dobowe w roku ........................................................................................................32 Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – miesiĊczne sumy opadów .............................32 Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – sumy ciągłego opadu w poszczególnych miesiącach .........................................................................................................................33 Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – maksymalne dobowe sumy opadu w poszczególnych miesiącach ...............................................................................................33 Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – liczba dni z opadem w poszczególnych miesiącach .........................................................................................................................34 Lokalizacja i charakterystyka przekrojów hydrometrycznych ..........................................35 Syntetyczne wyniki pomiarów hydrometrycznych ............................................................37 Zestawienie przekrojów obliczeniowych...........................................................................44 Charakterystyki hydrauliczne wody brzegowej .................................................................46 WstĊpna klasyfikacja mostów pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych ....................................................................................48 WstĊpna klasyfikacja przepustów i kładek pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych ..........................................................49 WstĊpna klasyfikacja rurociągów pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych ....................................................................................50 Wyniki analizy przepustowoĞci mostów i przepustów zaklasyfikowanych do grupy mogących stanowiü zagroĪenie podtopieniami .................................................................53 Przepływy maksymalne o prawdopodobieĔstwie przekroczenia 1% i odpowiadające im rzĊdne zwierciadła wody ..............................................................................................55 Zakresy zmiennoĞci przepływów w przekrojach z diverami w okresie badaĔ ..................66 Zakresy zmiennoĞci stanów wody w przekrojach z diverami w okresie badawczym w m npm ............................................................................................................................66 CzĊstoĞü wystĊpowania przepływów o róĪnej wielkoĞci ..................................................67 CzĊstoĞü wystĊpowania stanów [m npm] oraz głĊbokoĞci wody [m] ...............................67 Zestawienie przekrojów uwzglĊdnianych w modelu .........................................................77 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 5.2 Tabela 5.3 Tabela 6.1 Tabela 6.2 Tabela 6.3 Tabela 6.4 Tabela 6.5 Tabela 7.1. Tabela 7.2. Tabela 7.3. Tabela 7.4. Tabela 7.5. Tabela 7.6. Tabela 7.7. Tabela 8.1 Tabela 8.2 Tabela 8.3 Tabela 8.4 Tabela 8.5 Tabela 8.6 Tabela 8.7 Tabela 8.8 Tabela 8.9 Tabela 8.10 Tabela 8.11 Tabela 8.12 Tabela 8.13 Tabela 8.14 WartoĞci przepływów charakterystycznych w przekrojach bilansowych obliczone na podstawie wyników symulacji dla wielolecia 1988-2009 .................................................78 Zestawienie statystycznych charakterystyk przepływu w przekrojach lokalizacji analizowanej infrastruktury ...............................................................................................78 Zestawienie iloĞci zanieczyszczeĔ wprowadzanych do rzeki Białej z oczyszczalni miejskiej (mechaniczno-biologiczna, osad czynny, z podwyĪszonym usuwaniem biogenów) w 2008 r. ..........................................................................................................80 UĞrednione wartoĞci wybranych wskaĨników zanieczyszczeĔ w Ğciekach deszczowych z terenu Białegostoku (Andraka i in., 1998)................................................82 Charakterystyka stĊĪeĔ zanieczyszczeĔ w opadach atmosferycznych dla stacji IMGW Białystok z okresu 2000-2007 – na podstawie danych IMGW .........................................85 Zestawienie statystyk wyników monitoringu wód rzeki Białej prowadzonego przez WIOĝ Białystok w latach 2006 i 2008 ..............................................................................87 Wyniki monitoringu badawczego jakoĞci wód rzeki Białej i jej dopływów prowadzonego przez Laboratorium monitoringu wód SGGW ..........................................92 Ocena przyrodniczo - krajobrazowa koryta rzeki ..............................................................98 Ocena przyrodniczo-krajobrazowa strefy brzegowej ........................................................99 Ocena przyrodniczo-krajobrazowa strefy tarasów i zboczy ............................................100 Ocena przyrodniczo-krajobrazowa strefy przydolinowej ................................................102 Walory przyrodniczo-krajobrazowe doliny rzeki Biała ...................................................102 Klasy walorów Ğrodowiskowych poszczególnych stref doliny rzeki Biała .....................103 Taksony fauny stwierdzone w poszczególnych strefach doliny rzeki Biała ....................103 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 1. ............................................120 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 2. ............................................125 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 3. ............................................129 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 4. ............................................133 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 5. ............................................136 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 6. ............................................138 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 7. ............................................142 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 8. ............................................144 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 9. ............................................147 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 10. ..........................................150 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 11. ..........................................154 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 12. ..........................................157 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 13. ..........................................160 Charakterystyka rozwiązaĔ proponowanych na odcinku 14. ..........................................164 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 1 ZAŁOĩENIA DOTYCZĄCE MOĩLIWOĝCI ZAGOSPODAROWANIA DOLINY RZEKI BIAŁEJ PRZYJĉTE W OPRACOWANIU 1.1 FUNKCJE RZEKI BIAŁEJ Rzeka Biała jest rzeką silnie zmienioną na skutek funkcjonowania na obszarze zurbanizowanym. Ponad 60% zlewni rzeki leĪy na obszarze miasta Białystok, którego rozwój doprowadził do całkowitego przekształcenia zarówno rzeki jak i jej doliny. Zmiany te były podyktowane zarówno rozwojem terenów zurbanizowanych jak i przystosowaniem rzeki do pełnienia funkcji uĪytecznych w Ğrodowisku miejskim lub podmiejskim. Dla potrzeb niniejszego studium zostały rozpoznane podstawowe funkcje, które spełnia obecnie rzeka Biała. Podstawowym załoĪeniem pracy zespołu było bowiem opracowanie wytycznych, które w sposób optymalny pozwolą na wypełnianie wszystkich funkcji rzeki, takĪe po jej zagospodarowaniu dla potrzeb rekreacyjno-wypoczynkowych z elementami małej retencji. Funkcja wiodąca Białej jest związana z pełnieniem przez ciek roli odbiornika wód deszczowych, a w dolnym biegu takĪe odbiornika oczyszczonych Ğcieków. Dlatego teĪ rzeka została silnie przekształcona dla pełnienia tej roli - praktycznie na całej długoĞci rzeki koryto jest uregulowane, a na wielu odcinkach prostoliniowe z ukształtowanymi technicznie brzegami i wylotami kanalizacji deszczowej. W chwili obecnej moĪliwoĞci Białej jako odbiornika wód deszczowych zostały praktycznie wyczerpane, o czym Ğwiadczą wystĊpujące podtopienia, zwłaszcza w okresie opadów nawalnych. Pełnienie roli odbiornika wód deszczowych zmieniło w sposób drastyczny reĪim hydrologiczny cieku (gwałtowne, krótkotrwałe wezbrania i długie, głĊbokie niĪówki) oraz silnie zmodyfikowało (pogorszyło) jakoĞü zasobów wodnych wprowadzając duĪą zmiennoĞü parametrów jakoĞciowych w zaleĪnoĞci od sytuacji meteorologicznej. Taka właĞciwoĞü rzeki w znacznym stopniu ogranicza moĪliwoĞci gromadzenia wody w zbiornikach retencyjnych ze wzglĊdu na zamulanie oraz szereg niekorzystnych procesów biologiczno-chemicznych, którym podlega stagnująca woda o złych parametrach jakoĞciowych. Druga funkcja, którą rzeka spełnia, związana jest z rekreacją w otoczeniu Białej. Rzeka i jej dolina jest naturalną osią miasta, wzdłuĪ której koncentrują siĊ tereny wykorzystywane obecnie, lub które mogą byü wykorzystywane w przyszłoĞci, dla poprawy jakoĞci Īycia mieszkaĔców poprzez rekreacjĊ, przeĪycia estetyczne czy teĪ kontakt z naturą. Wraz z rozwojem materialnym miasta i jego mieszkaĔców naleĪy oczekiwaü wzrostu wagi tej funkcji, podobnie jak to siĊ dzieje we wszystkich zamoĪnych krajach Ğwiata. NaleĪy podkreĞliü fakt, iĪ rzeka Biała powinna byü takĪe postrzegana przez pryzmat Ramowej Dyrektywy Wodnej, która dla wszystkich wód na obszarze Unii Europejskiej wyznaczyła cele Ğrodowiskowe, które powinny byü osiągniĊte do roku 2015. Zgodnie ze stanem rzeczywistym Biała została zakwalifikowana jako silnie zmieniona czĊĞü wód, czyli celem działaĔ powinno byü uzyskanie dobrego potencjału (a nie stanu) ekologicznego wód. W praktyce oznacza to koniecznoĞü dbania o dobre parametry fizyko-chemiczne wód płynących Białą oraz poprawĊ warunków hydromorfologicznych cieku, takich jak kształt koryta, lub droĪnoĞü, które upodobniają go do rzeki naturalnej. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM UwzglĊdniając powyĪsze, zidentyfikowane funkcje, zespół autorski postawił sobie jako cel opracowanie studium, które maksymalizuje moĪliwoĞci wykorzystania rzeki Białej dla celów rekreacyjnych przy jednoczesnym nieupoĞledzeniu jej funkcji jako odbiornika wód deszczowych i Ğcieków. Ponadto działania planistyczne na terenie miasta powinny umoĪliwiaü uzyskanie dobrego potencjału ekologicznego rzeki. 1.2 PODZIAŁ RZEKI BIAŁEJ NA ODCINKI Dla potrzeb niniejszego studium analizowany teren obejmujący dolinĊ rzeki Białej w granicach miasta Białystok oraz dolinĊ jej lewego dopływu - BaĪantarki podzielono na 14 odcinków (Rys 1.1) obejmujących fragmenty doliny o moĪliwie jednolitym charakterze krajobrazu. Granice odcinków wyznaczano zazwyczaj w miejscach przeciĊcia doliny przez ulice. Podstawowe charakterystyki wyróĪnionych odcinków Białej przedstawiono w tab. 1.1. Celem takiego podziału było: zwiĊkszenie spójnoĞci opracowania w zakresie waloryzacji i wskazaĔ do zagospodarowania terenu ze wzglĊdu na homogenicznoĞü wyróĪnionych odcinków, ułatwienie we wprowadzeniu zaleceĔ studium do poszczególnych, miejscowych planów zagospodarowania, moĪliwoĞü efektywnego hierarchizowania przyszłych działaĔ technicznych poprzez wybór całych odcinków do realizacji. Tabela 1.1 Nr odcinka 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 KilometraĪ początek koniec 22.325 21.259 20.466 19.500 17.737 16.870 16.355 15.190 14.350 13.340 ) 21.259 20.466 19.500 17.737 16.870 16.355 15.190 14.350 13.340 11.816 ) 11* ) 12*** 13 14 Zestawienie przyjĊtych w studium odcinków Białej Oznaczenia funkcji: D – dydaktyczna, E – estetyczna, P – przyrodnicza, Ri – rekreacyjna (intensywna), Re – rekreacyjna (ekstensywna), T – tranzytowa początek PlaĪowa Dojlidy Fabryczne Ciołkowskiego Miłosza Sienkiewicza Poleska RadzymiĔska tory kolejowe okolice DĊbowej Antoniuk Fabryczny Ulica koniec Dojlidy Fabryczne Ciołkowskiego Miłosza Sienkiewicza Poleska RadzymiĔska tory kolejowe okolice DĊbowej Antoniuk Fabryczny Al. Jana Pawła II DługoĞü [km] Funkcje odcinka 1.07 0.79 0.97 1.76 0.87 0.52 1.17 0.84 1.01 1.52 E, P, D, T E, T, Re P, D E E, Ri E E, Re, P P E, Ri E, Re 11.816** 10.475 Al. Jana Pawła II Al. Jana Pawła II 1.34 P, Re 2.790 10.475 7.889 1.390 7.889 4.050 HetmaĔska Al. Jana Pawła II Maczka Marczukowska Maczka granica miasta 1.40 2.59 3.84 P, D P, E P, D *) Odcinek 11 obejmuje równieĪ BaĪantarkĊ w obrĊbie doliny Białej **) Wszystkie podane wartoĞci odnoszą siĊ do rzeki Białej ***) Odcinek 12 obejmuje BaĪantarkĊ Podział na odcinki, po wstĊpnym rozpoznaniu terenowym i jego konfrontacji z istniejącymi dokumentami planistycznymi, jest efektem ustaleĔ dokonanych w trakcie seminarium w UrzĊdzie Miasta Białystok w styczniu 2009 roku. W czasie tego spotkania wyróĪniono takĪe wiodące funkcje z zakresu rekreacji i wypoczynku, które powinna spełniaü rzeka Biała i jej dolina na poszczególnych odcinkach. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Układ poszczególnych rozdziałów Studium, a zwłaszcza rozdziałów 7 (Waloryzacja) i 8 (Wskazania) została podporządkowana takiemu podziałowi, a prace terenowe z zakresu hydrografii (rozdział 2) i hydrologii (rozdział 4) miały za zadanie jak najlepsze uchwycenie wiodących cech hydromorfologicznych poszczególnych odcinków. Rysunek 1.1 Podział Białej na odcinki 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 2 HYDROGRAFIA 2.1 OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA ZLEWNI BIAŁEJ Biała (Białka) jest rzeką IV rzĊdu, lewostronnym dopływem rzeki SupraĞl. Według podziału fizyczno-geograficznego Kondrackiego (Kondracki, 2001) zlewnia Białej leĪy w mezoregionie Wysoczyzna Białostocka (makroregion Nizina Północnopodlaska). Powierzchnia terenu jest zbudowana z utworów czwartorzĊdowych. Ukształtowanie powierzchni terenu jest w zlewni Białej zróĪnicowane. Zlewnia ma generalne nachylenie z południowego wschodu na północny zachód. Taki sam jest kierunek płyniĊcia Białej, przy czym rzeka dwukrotnie zmienia kierunek omijając wydłuĪone wzgórze poniĪej centralnej czĊĞci miasta. NajwiĊkszym zróĪnicowaniem ukształtowania charakteryzują siĊ północnowschodnie i wschodnie kraĔce zlewni i tam teĪ wystĊpują najwiĊksze wysokoĞci terenu. Centralna i dolna czĊĞü zlewni ma formĊ równinno-falistą z obniĪeniem wykorzystywanym przez Białą. PrzyujĞciowy fragment zlewni ma charakter zdecydowanie równinny i naleĪy do doliny SupraĞli. Numeryczny model terenu zlewni Białej wykonany na podstawie warstwic map topograficznych w skali 1 : 10 000 i zdjĊü lotniczych przedstawiono na rys. 2.1. Dominującymi formami uĪytkowania terenu w zlewni są obszary zabudowane (29%), grunty orne (20%) oraz łąki i pastwiska (9%). Formy uĪytkowania terenu, opracowane na podstawie danych satelitarnych (LandSat 7, rok aktualnoĞci 2000) i zdjĊcia lotniczego udostĊpnionego przez Urząd Miasta Białystok, przedstawiono na rys. 2.2 i w tabeli 2.1. Szczegółowej mapy uĪytkowania terenu zlewni nie opracowano ze wzglĊdu na przewidziany zakres studium. Rysunek 2.1 Ukształtowanie terenu zlewni Białej 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 2.2 Zgeneralizowana mapa uĪytkowania terenu w zlewni Białej Tabela 2.1 Zestawienie form uĪytkowania terenu w zlewni Białej Rodzaj uĪytkowania Działki ogrodowe Grunty orne Lasy iglaste Lasy liĞciaste Lasy mieszane Lasy w stanie zmian Lotniska Łąki Miejsca eksploatacji odkrywkowej Miejskie tereny zielone Strefy przemysłowe lub handlowe Tereny głównie zajĊte przez rolnictwo Tereny komunikacyjne Tereny sportowe i wypoczynkowe Zabudowa luĨna Zbiorniki wodne ZłoĪone systemy upraw i działek Powierzchnia [ha] 321 2 529 1 032 118 478 30 120 1 168 17 200 824 906 32 232 3 675 161 705 Udział w powierzchni zlewni [%] 2.6 20.1 8.2 0.9 3.8 0.2 1.0 9.3 0.1 1.6 6.6 7.2 0.3 1.9 29.3 1.3 5.6 W podziale administracyjnym kraju zlewnia Białej jest połoĪona w granicach 6 gmin (rys. 2.3). NajwiĊksza czĊĞü zlewni naleĪy do miasta Białystok (65.8%), pozostałe gminy 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM obejmujące swym zasiĊgiem zlewniĊ Białej to Zabłudów (14.2%), SupraĞl (12.0%), Dobrzyniewo DuĪe (6.8%) oraz Choroszcz i Wasilków (po ok. 1%). Rysunek 2.3 Podział administracyjny zlewni Białej Zlewnia leĪy w obszarze działania Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w Warszawie i podlega Zarządowi Zlewni w GiĪycku. W ramach prac związanych z opracowaniem planów gospodarowania wodami Biała wraz z dopływami (Dolistówką i BaĪantarką) została okreĞlona jako jednolita czĊĞü wód powierzchniowych (PLRW2000172616899) oraz scalona czĊĞü wód powierzchniowych (SW1018). W „Opracowaniu analizy presji…” (IMGW i in., 2007) została sklasyfikowana jako silnie zmieniona czĊĞü wód powierzchniowych, zagroĪona ryzykiem nieosiągniĊcia celów Ğrodowiskowych. Do działaĔ niezbĊdnych dla osiągniĊcia celów Ğrodowiskowych zaliczono m.in.: działania związane z unieszkodliwianiem Ğcieków bytowo-gospodarczych (rozbudowĊ sieci kanalizacyjnej, budowĊ i kontrolĊ uĪytkowania szczelnych szamb oraz oczyszczalni przydomowych), unieszkodliwianiem odpadów (likwidacjĊ dzikich wysypisk, gromadzenie i oczyszczanie odcieków ze składowisk, zagospodarowanie osadów Ğciekowych), zapobieganiem awariom (opracowanie stosownych programów) i kształtowaniem zagospodarowania terenu (tworzenie stref buforowych wokół wód oraz opracowanie planów zagospodarowania dla stref i obszarów ochronnych dla wód oraz stref zagroĪeĔ powodziowych). DługoĞü Białej wynosi 32.7 km, z czego w granicach miasta Białystok ok. 20 km. Stałymi dopływami Białej w granicach miasta są: Dopływ spod Dojlid Górnych, Dolistówka i BaĪantarka. Pozostałe cieki mają głównie charakter okresowy i prowadzą wodĊ w okresie roztopów i wiĊkszych opadów. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Powierzchnia zlewni Białej wg Atlasu Podziału Hydrograficznego Polski w skali 1 : 50 000 (IMGW, 2005) wynosi 133,37 km2, z czego ok. 83 km2 w obszarze miasta (rys. 2.4). W tabeli 2.2 zestawiono podstawowe charakterystyki Białej i jej dopływów. IMGW prowadził stałe obserwacje wodowskazowe Białej w latach 1964-1990 w profilu Zawady zlokalizowanym w 7.2 km biegu rzeki i zamykającym zlewniĊ o powierzchni 108.5 km2, (dane o przepływach były publikowane w Rocznikach Hydrologicznych w latach 1973-1983). W tabeli 2.3 zestawiono przepływy charakterystyczne z wielolecia 1964 – 1990 obliczone dla Zawad (Operat hydrologiczny Województwa Podlaskiego, 1992). Rysunek 2.4 Podział hydrograficzny zlewni Białej na podstawie Atlasu Hydrograficznego Polski W zlewni Białej moĪna wyróĪniü trzy czĊĞci o zdecydowanie odmiennym charakterze: czĊĞü górna, do przekroju ujĊcia wody dla Stawów Dojlidzkich o dominującym charakterze rolniczym, czĊĞü Ğrodkowa, najwiĊksza, którą zajmuje miasto Białystok oraz niewielka czĊĞü dolna, poniĪej oczyszczalni miejskiej w Białymstoku, gdzie pod wpływem zrzutu z oczyszczalni rzeka zmienia charakter, a w zlewni dominują tereny otwarte. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 2.2 Charakterystyki zlewni Białej (Na podstawie Atlasu Podziału Hydrograficznego Polski, IMGW, 2005) DługoĞü [km ] Rzeka Przekrój km Biała powyĪej Stawów Dojlidy od Stawów Dojlidy do Dopływu spod Halickich (L) 26.1 - 23.5 - Biała 2 Powierzchnia zlewni [km ] cząstkowa sumaryczna 17.03 17.03 17.79 34.82 Dopływ spod Halickich ujĞcie 21.18 5.13 6.17 40.99 (Dopływ spod Dojlid Górnych) od Dopływu spod Halickich do Biała 19.02 11.49 52.48 Dolistówki (P) Dolistówka ujĞcie 19.02 6.62 16.51 68.99 od Dolistówki do BaĪantarki Biała 11.2 19.43 88.42 (L) BaĪantarka ujĞcie 11.2 3.90 10.78 99.2 od BaĪantarki do Dopływu Biała 4.24 17.55 116.75 spod Bohdana (P) Dopływ spod Bohdana*) ujĞcie 4.24 4.49 8.91 125.66 od Dopływu spod Bohdana do Biała 0.0 32.7 7.7 133.36 ujĞcia do SupraĞli ) * Dopływ spod Bohdana jest przeprowadzony przez SupraĞl syfonem i doprowadzony do Białej; w wiĊkszoĞci opracowaĔ powierzchnia jego zlewni jest nieuwzglĊdniana w powierzchni zlewni Białej Tabela 2.3 Przepływy charakterystyczne Białej w przekroju Zawady z wielolecia 1964-1990 (na podstawie Operatu hydrologicznego…, 1992) Przepływy charakterystyczne główne Przepływy maksymalne prawdopodobne NNQ wartoĞü [m3/s] 0.05 Ğredni niski SNQ 0.53 Ğredni SSQ 1.20 najniĪszy z wysokich Ğredni z wysokich najwyĪszy NWQ SWQ WWQ 1.70 5.97 21.5 rodzaj przepływu najniĪszy oznaczenie rodzaj przepływu oznaczenie o prawdopodobieĔstwie przewyĪszenia p=10% o prawdopodobieĔstwie przewyĪszenia p=5% o prawdopodobieĔstwie przewyĪszenia p=1% Qmaxp=10% wartoĞü [m3/s] 12.4 Qmaxp=5% 15.6 Qmaxp=1% 23.0 Funkcjonowanie hydrologiczne rzeki Białej jest zaburzone pod wpływem antropopresji. Zmiany te są wynikiem ujmowania czĊĞci wód Białej i jej dopływów w górnym odcinku do zaopatrzenia Stawów Dojlidzkich, funkcjonowaniem sieci kanalizacji deszczowej miasta w Ğrodkowej czĊĞci zlewni oraz zrzutem z oczyszczalni, pod wpływem którego nastĊpuje istotny wzrost przepływów. W Ğrodkowej czĊĞci zlewnia ma charakter zlewni zurbanizowanej, co wpływa na reĪim przepływów rzeki: wystĊpowanie niskich przepływów w okresach bezopadowych i gwałtowne, krótkotrwałe wzrosty przepływów w trakcie opadów i bezpoĞrednio po ich zakoĔczeniu oraz w okresie roztopów. Zabudowa terenu i odprowadzanie wód opadowych przez kanalizacjĊ deszczową uniemoĪliwiają infiltracjĊ do wód gruntowych, w konsekwencji zasilanie cieków i ich dolin na terenie miasta jest znacznie ograniczone, co powoduje wydłuĪenie czasu trwania i obniĪenie przepływów niskich w Białej i jej głównych dopływach, a takĪe prowadzi do wysychania innych cieków i drobnych zbiorników wodnych. W Ğrodkowej czĊĞci zlewni równieĪ koryto i dolina Białej są najbardziej przekształcone. Koryto jest uregulowane, na wielu odcinkach prostoliniowe, z ukształtowanymi technicznie brzegami. Charakter doliny Białej został zmieniony przez 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM przecinające ją nasypy infrastruktury komunikacyjnej, rowy melioracyjne i groble. W centralnej czĊĞci miasta dolina rzeczna uległa tak duĪym przekształceniom, Īe moĪna mówiü o jej braku. W trakcie przygotowania ekofizjografii Białegostoku (Kwiatkowski i in., 2004) w czĊĞci zlewni Białej połoĪonej w granicach miasta wydzielono, w oparciu o mapy topograficzne (w skali 1 : 10 000) i pomiary terenowe, 18 zlewni cząstkowych (rys. 2.5). JednoczeĞnie na podstawie „Programu ogólnej kanalizacji deszczowej” (2000) opracowano mapĊ kanalizacji oraz zlewni poszczególnych kolektorów (Kwiatkowski i in., 2004), co pozwoliło stwierdziü, Īe znaczna czĊĞü zlewni kanalizacji deszczowej nie pokrywa siĊ ze zlewniami topograficznymi. Zgodnie z przedstawionymi danymi kanalizacją deszczową w 2000 roku objĊte było 47.35% powierzchni miasta (Kwiatkowski i in., 2004), a w roku 2008 udział obszaru miasta objĊtego istniejącą bądĨ projektowaną siecią kanalizacji deszczowej stanowił 56.4% (Politechnika Białostocka, 2008). Rysunek 2.5 Podział hydrograficzny zlewni w granicach miasta Białystok wg Kwiatkowskiego i in. (2004) 2.2 PROFIL PODŁUĩNY Prace geodezyjne dla potrzeb przygotowania profilu podłuĪnego wykonano techniką Global Positioning System – Real Time Kinematic (GPS-RTK). Prace zostały wykonane przez trzyosobowy zespół w trakcie trzech kampanii: 13-14 listopada 2008, 01-02 grudnia 2008, 03-04 kwiecieĔ 2009. Podczas pomiarów rejestrowano nastĊpujące elementy: 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM wysokoĞci skarp, zwierciadło wody1, dno rzeki, górĊ, dół oraz szerokoĞü kładek i mostów, wyloty kanalizacji wraz ze Ğrednicą, przejĞcia rurociągów (wraz ze Ğrednicą), budowle piĊtrzące oraz dna rowów uchodzących do Białej. Ponadto wykonano 85 przekrojów poprzecznych przez dolinĊ rzeki. Ogółem zarejestrowano ponad 2595 pikiet. Tabela 2.4 Lp. Przekrój Zestawienie przekrojów poprzecznych przez dolinĊ Białej Kilometr biegu rzeki Odcinek Lp. Przekrój rzeki Kilometr biegu rzeki Odcinek Lp. Przekrój rzeki 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 P0A P0B PO1 PO2 PO3 PO4 PO5 P6 PO7 P8 POHD9 P10 PO11 P12 P13 PO14 P15 PO16 P17 POHD18 PO19 P20 P21 P22 PO23 4.055 5.184 5.370 5.803 6.372 6.564 6.946 7.513 7.748 7.993 8.311 8.613 8.920 9.684 9.967 10.105 10.372 10.901 11.143 11.380 11.727 11.893 12.111 12.314 12.405 14 14 14 14 14 14 14 14 14 13 13 13 13 13 13 13 13 11 11 11 11 10 10 10 10 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 P29 PO30 P31 P32 P33 PO34 P35 P36 P37 PO38 P39 P40 P41 PO42 PO43 P44 P45 POHD46 P47 P48 P49 PO50 P51 PO52 P53 13.356 13.476 13.659 13.686 13.741 13.964 14.82 14.213 14.317 14.449 14.567 14.698 14.853 15.35 15.270 15.431 15.603 15.730 15.868 15.991 16.166 16.241 16.377 16.487 16.547 9 9 9 9 9 9 9 9 9 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 7 7 7 6 6 6 26 27 28 29 30 P24 P25 P26 P27 PO28 12.735 12.838 12.940 13.103 13.240 10 10 10 10 10 56 57 58 59 60 P54 PO55 P56 PO57 P58 16.604 16.880 16.950 17.42 17.158 6 5 5 5 5 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 PO59 P60 PO61 P62 PO63 PO64 P65 POHD66 PO67 PO68 P69 P70 P71 POH72 P73 P74 P75 P76 PO77 P78 P79 P80 POH81 P82 P83 Kilometr biegu rzeki Odcinek rzeki 17.425 17.591 17.698 17.973 18.155 18.628 18.806 19.200 19.361 19.573 19.734 19.845 20.296 20.454 20.535 20.733 21.51 21.311 21.440 21.702 21.806 21.988 22.133 22.188 22.325 5 5 5 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 LokalizacjĊ przekrojów poprzecznych przez dolinĊ Białej pokazano na rysunku 4.1 oraz w tabeli 2.4. Do identyfikacji przekrojów przyjĊto nastĊpujący system oznaczeĔ: P - przekrój, PO - przekrój obliczeniowy, POH - przekrój obliczeniowy i hydrometryczny, POHD - przekrój obliczeniowy i hydrometryczny z zainstalowanym diverem. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów opracowano szczegółowy kilometraĪ Białej, przyjmując za punkt początkowy (0.000) ujĞcie Białej do SupraĞli oraz wartoĞü L = 4.183 km na granicy miasta w dolnym odcinku Białej (współrzĊdne przekroju Białej na granicy Białegostoku w układzie 1992 wynoszą x = 772 259 m, y = 597 838 m). 1 Wszystkie pomiary zostały wykonane przy niskich stanach wody, a połoĪenie zwierciadła przeliczono do jednolitego poziomu 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM W trybie GPS-RTK antena odbiornika bazowego ustawiona jest nad punktem o znanych współrzĊdnych, a odbiornik bazowy w wyznaczonych odstĊpach czasu wyznacza – na podstawie połoĪenia satelitów – własną pozycjĊ oraz błąd połoĪenia wzglĊdem pozycji zadanej. Obliczona poprawka wyznaczenia pozycji jest przesyłana na bieĪąco do odbiornika, którym wykonywane są pomiary. Metoda GPS-RTK pozwala na uzyskanie centymetrowej dokładnoĞci wyników pomiarów w krótkim czasie. Do pomiarów w dolinie rzeki Białej wykorzystano zestaw dwuczĊstotliwoĞciowych (L1/L2) odbiorników GPS-RTK firmy Topcon – Legacy H. Zestaw ten wykorzystuje własne radiomodemy do transmisji sygnału korekcyjnego. DokładnoĞü pomiarów wykonywanych z uĪyciem w/w instrumentu wynosi według producenta: w poziomie: ±10 mm+1 ppm2, w pionie: ±20 mm +1 ppm. Pomiary rejestrowane były w układzie współrzĊdnych płaskich PUWG 1992 oraz układzie wysokoĞciowym WGS84. Wyznaczone rzĊdne nastĊpnie skorygowano na podstawie numerycznego modelu geoidy „GEOIDA NIWELACYJNA 2001”, który jest standardem technicznym wchodzącym w skład instrukcji technicznej G-2 (CODGiK, 2001). Do wyznaczenia wysokoĞci terenu wykorzystano cztery repery, zlokalizowane na mostach, których rzĊdne zestawiono w poniĪszej tabeli. WysokoĞci oraz lokalizacje reperów zostały zakupione w UrzĊdzie Miejskim w Białymstoku, w Departamencie Geodezji. Pierwszy z nich, zlokalizowany na moĞcie nad ulicą Ciołkowskiego wykorzystano jako reper nawiązania, natomiast trzy pozostałe jako repery kontrolne. PoniĪsza tabela w kolumnie „Błąd” zawiera róĪnicĊ rzĊdnych miĊdzy wartoĞcią zakupioną a wyznaczoną w trakcie pomiarów terenowych. Tabela 2.5 LP 1 2 3 4 Wyniki kontroli współrzĊdnej pionowej podczas wykonywania profilu podłuĪnego rzeki Białej Lokalizacja Ciołkowskiego Jana Pawła II Gen. Sikorskiego Gen. Maczka Oznaczenie WysokoĞü reperu [m n.p.m.] CC1335 AH 1077 CC1411 AA8785 133.348 121.522 121.912 120.170 WysokoĞü pomierzona GPS-RTK [m n.p.m.] 133.348 121.531 121.912 120.179 Błąd [m] 0.000 0.009 0.000 0.009 Profil podłuĪny wykonano w postaci cyfrowej i wydrukowano w skali 1 : 100 / 10 000 (Załącznik PROFIL PODŁUĩNY), dodatkowo profil wykreĞlono na mapie sytuacyjnowysokoĞciowej w skali 1 : 2 500 (ZAŁĄCZNIK MAPOWY). Wyniki opracowania są dostĊpne w wersji cyfrowej w załączniku CD (katalog PROFIL PODŁUĩNY) w formacie programu ArcGis 9.2 (*.mdb *.mxd) dla mapy sytuacyjnej i formacie AutoCad dla profilu podłuĪnego. Mapa zawiera nastĊpujące warstwy: linie (brzegi i dno cieków), poligony (budowle), pikiety (parametry wysokoĞciowe terenu, dna wlotów, góry rurociągów i mostów, reperów), hektometry. CharakterystykĊ poszczególnych odcinków Białej opracowaną na podstawie prac terenowych przedstawiono w tabeli 2.6. 2 Dotyczy odległoĞci od odbiornika bazowego 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 2.6 Nr strefy Charakterystyka odcinków Białej KilometraĪ początku koĔca 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 22.325 21.259 20.466 19.500 17.737 16.870 16.355 15.190 14.350 13.340 11.816 2.790 10.475 7.889 DługoĞü [km] 21.259 20.466 19.500 17.737 16.870 16.355 15.190 14.350 13.340 11.816 10.475 1.390 7.889 4.050 RzĊdna dna początek koniec 1.07 0.79 0.97 1.76 0.87 0.52 1.17 0.84 1.01 1.52 1.34 1.40 2.59 3.84 ĝredni spadek 133.70 131.49 129.80 128.42 125.84 124.12 123.59 121.65 120.59 119.94 118.36 131.49 129.80 128.42 125.84 124.12 123.59 121.65 120.59 119.94 118.36 116.84 0.00207 0.00213 0.00143 0.00146 0.00198 0.00103 0.00167 0.00126 0.00064 0.00104 0.00113 116.84 113.97 113.97 110.71 0.00111 0.00085 2.3 INFRASTRUKTURA W ramach opracowania profilu podłuĪnego prowadzono inwentaryzacjĊ infrastruktury przecinającej koryto lub dolinĊ Białej. W tabeli 2.7 przedstawiono liczby obiektów infrastruktury na poszczególnych odcinkach Białej. Zestawienie wszystkich zinwentaryzowanych obiektów zamieszczono na płycie CD stanowiącej załącznik do niniejszego opracowania (katalog PROFIL PODŁUĩNY). Tabela 2.7 Nr odcinka 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ) 12** 13 14 ) * **) Zestawienie obiektów infrastruktury na poszczególnych odcinkach Białej KilometraĪ [km] początku koĔca 22.325 21.259 20.466 19.500 17.737 16.870 16.355 15.190 14.350 13.340 11.816 2.790 10.475 7.889 Razem 21.259 20.466 19.500 17.737 16.870 16.355 15.190 14.350 13.340 11.816 10.475 1.390 7.889 4.050 mosty 2 2 6 2 1 2 1 1 4 4 1 26 kładki Liczba obiektów przepusty progi jazy 1 2 2 7 1 1 1 2 1 1 1 2 2 1 2 1 1 1 1 1 17 1 1 2 1 1 12 5 wyloty 2 1 2 41 20 10 24 ) 2* 6 ) 17* 11 10 2 148 rurociągi 1 9 13 4 5 5 2 14 6 2 61 Dodatkowo 1 wylot zasypany Odcinek zlokalizowany na BaĪantarce 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 2.4 PODSUMOWANIE W aktualnym stanie zagospodarowania terenu obszar miasta Białystok zajmuje 65.8% powierzchni zlewni Białej. Udział powierzchni pokrytych materiałami nieprzepuszczalnymi w powierzchni zlewni jest znaczący – w przybliĪeniu 43% w samym mieĞcie Białystok, a dodatkowo w obszarze zlewni zlokalizowanych jest szereg mniejszych miejscowoĞci (m.in. Sobolewo, Zagórki, Sowlany, Kuriany). Sieü hydrograficzna w obszarze miasta jest w istotnym stopniu przekształcona antropogenicznie (status silnie zmienionego cieku i zlewni zgodnie klasyfikacją wód wymaganą przez Ramową DyrektywĊ Wodną). Koryto Białej jest uregulowane, prostoliniowe, znacznie skrócone w stosunku do pierwotnego przebiegu (zakres przekształceĔ przebiegu koryta jest widoczny np. na mapie własnoĞci gruntów – odcinek 3), istotnie zagłĊbione w stosunku do powierzchni terenu i w znaczącej czĊĞci pozbawione doliny. Oprócz wiĊkszych dopływów Białej, Cieku spod Dojlid Górnych, Dolistówki i BaĪantarki, wiĊkszoĞü cieków powierzchniowych ma charakter okresowy. Sieü kanalizacji deszczowej uzupełnia, a w znacznej mierze zastĊpuje, powierzchniową sieü hydrograficzną. W granicach miasta zlokalizowane są 22 duĪe wyloty kanalizacji deszczowej, o Ğrednicy co najmniej 0.8 m. W 2000 r. powierzchnia miasta objĊta kanalizacją deszczową stanowiła 47.35% (Kwiatkowski i in., 2004). Realizacja sieci projektowanej (Politechnika Białostocka, 2008) bĊdzie prowadziła do sukcesywnego wzrostu powierzchni do wartoĞci 56.4%. Sieü ta obejmie m.in. górne czĊĞci zlewni Dopływu spod Dojlid Górnych i Dolistówki (rys. 2.6). Rysunek 2.6 Porównanie istniejącego (Kwiatkowski i inni, 2004) z planowanym zasiĊgiem (na podstawie opracowania Politechniki Białostockiej, 2008) kanalizacji deszczowej 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM JednoczeĞnie naleĪy oczekiwaü dalszego rozwoju samego Białegostoku: przyrost powierzchni miasta w ostatnich 10 latach był niewielki, ale liczba ludnoĞci zwiĊkszyła siĊ od 288.8 tys. do 294.2 tys. (na podstawie danych GUS, www.stat.gov.pl). Konsekwencją rozwoju miasta bĊdzie wzrost powierzchni pokrytych materiałami nieprzepuszczalnymi, co łącznie z rozwojem kanalizacji deszczowej bĊdzie prowadziło do dalszego zaburzenia funkcjonowania zlewni: wzrostu odpływu powierzchniowego, zmniejszenia infiltracji wód opadowych, a co za tym idzie zmniejszenia retencji gruntowej i zasilania podziemnego cieków i zbiorników wód oraz zmniejszenia parowania (oddziaływanie na mikroklimat). NaleĪy oczekiwaü dalszego przekształcenia reĪimu hydrologicznego w kierunku obniĪenia przepływów w okresach bezopadowych i istotnego wzrostu przepływów wysokich. Inwentaryzacja przeprowadzona w korycie Białej pozwoliła zidentyfikowaü łącznie 123 obiektów (26 mostów, 17 kładek, 2 przepusty, 17 budowli piĊtrzących, 61 rurociągów), które mogą stanowiü utrudnienie przepływu w Białej i przyczyniaü siĊ do wystĊpowania podtopieĔ w czasie gwałtownych opadów. Dodatkowo naleĪy zwróciü uwagĊ, Īe tak duĪa iloĞü przeciĊü koryta i / lub doliny rzeki przez infrastrukturĊ miejską (61 rurociągów, 26 mostów) negatywnie wpływa na estetyczne i ekologiczne walory Białej i ogranicza moĪliwoĞci jej rekreacyjnego wykorzystania. Przykłady organizacji przejĞü infrastruktury miejskiej przez koryto Białej przedstawiono na fotografiach 2.1 i 2.2. Ze wzglĊdu na szybkie odprowadzanie wód deszczowych przez sieü kanalizacyjną i szybką koncentracjĊ tych wód w Białej, odpływ ze znacznej czĊĞci wylotów kanałów jest utrudniony. Zinwentaryzowano łącznie 148 wyloty, z czego 31 zlokalizowanych jest mniej niĪ 0.25 m nad dnem Białej. Odpływ wód deszczowych jest dodatkowo utrudniany przez rumowisko niesione przez wody, szczególnie w czasie opadów nawalnych: gałĊzie i inne szczątki roĞlinne oraz Ğmieci spłukiwane z brzegów rzek (por. Fot. 4.1 i 4.2). 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Fot. 2.1 Biała poniĪej ul. Sienkiewicza Fot. 2.2 Biała poniĪej ul. Sienkiewicza 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Wobec przewidywanego dalszego przekształcenia funkcjonowania zlewni Białej proponuje siĊ rozwaĪyü dwie grupy działaĔ: działania zmierzające do ograniczenia uciąĪliwoĞci powodowanych przekształceniem zlewni, tzn. moĪliwoĞci wystĊpowania podtopieĔ w okresach gwałtownych opadów oraz działania kompensujące – przynajmniej czĊĞciowo – wpływ antropogenicznego przekształcenia terenu zlewni. Pierwsza grupa działaĔ obejmuje: - przebudowĊ koryta Białej i jej dopływów w kierunku kanału deszczowego, polegającą na zwiĊkszeniu jego przepustowoĞci (poszerzenie, eliminacja elementów infrastruktury mogących powodowaü podpiĊtrzanie w czasie odprowadzania wód opadowych, dalsza, ĞciĞle techniczna regulacja koryta niskiej i wysokiej wody); rozwiązanie takie spowoduje dalsze przekształcenia hydrologicznego funkcjonowania, pogorszy stan ekologiczny (co stoi w sprzecznoĞci z celami Ramowej Dyrektywy Wodnej) i wyeliminuje funkcje korytarza ekologicznego wzdłuĪ cieków oraz uniemoĪliwi wykorzystanie Białej do celów rekreacyjnych; - budowĊ równoległego do Białej podziemnego zbiorczego kolektora wód deszczowych i doprowadzenie do niego – poprzez studzienki rozdzielające – wylotów kanałów deszczowych; w studzienkach nastĊpowałby rozdział deszczówki na wprowadzaną do kolektora zbiorczego i nadmiarową, odprowadzaną do Białej; kolektor zbiorczy powinien umoĪliwiaü odprowadzenie wód deszczowych z centrum miasta do dolnego odcinka rzeki (poniĪej ujĞcia BaĪantarki); rozwiązanie takie wpłynie na zmniejszenie przepływów w Białej, nie tylko w okresach duĪych opadów, pozbawi rzekĊ zasilania równieĪ opadami niewielkimi, odpływem podpowierzchniowym i czĊĞcią odpływu podziemnego oraz doprowadzi do pogorszenia jej ekologicznych walorów; - realizacjĊ obiektów umoĪliwiających rozłoĪenie w czasie iloĞci wód deszczowych odprowadzanych do cieków (zbiorniki wyrównawcze); takie rozwiązanie ograniczy skutki koncentracji odpływu deszczówki w odbiornikach oraz iloĞci zanieczyszczeĔ docierających z wodami deszczowymi; - realizacjĊ obiektów do gromadzenia wód opadowych w celu przyszłego wykorzystania tych wód do róĪnych celów, np. utrzymania czystoĞci, podlewania zieleni, zasilania fontann; rozwiązanie takie, oprócz ograniczenia skutków wystĊpowania krótkotrwałych wysokich przepływów w odbiornikach bĊdzie prowadziło do zmniejszenia zuĪycia wody wysokiej jakoĞci (wodociągowej) oraz iloĞci zanieczyszczeĔ wprowadzanych z wodami deszczowymi. Kompensacja przekształcenia terenu zlewni jest moĪliwa przez realizacjĊ obiektów wspomagających infiltracjĊ, lokalizowanych w bezpoĞrednim sąsiedztwie obszarów gromadzenia wód deszczowych. Rozwiązanie takie bĊdzie sprzyjało zmniejszeniu zakresu zmiennoĞci przepływów, utrzymaniu istniejących na terenie miasta zbiorników, poprawie walorów estetycznych i ekologicznych cieków. Przykłady metod zagospodarowania wód deszczowych w terenach miejskich omówiono w załączniku DESZCZÓWKA. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 3 WARUNKI METEOROLOGICZNE 3.1 CHARAKTERYSTYKA KLIMATU BIAŁEGOSTOKU Zgodnie z przedstawioną przez Górniaka (2000) regionalizacją województwa Podlaskiego, Białystok jest zlokalizowany w Podlaskim regionie klimatycznym, w subregionie Białostockim. Klimat miasta jest klimatem umiarkowanym przejĞciowym o zwiĊkszonych wpływach kontynentalizmu. Przedstawioną poniĪej charakterystykĊ klimatu Białegostoku opracowano na podstawie publikacji Górniaka (2000): Klimat Województwa Podlaskiego, która została opracowana na podstawie danych meteorologicznych z lat 1961-1995. ĝrednia roczna temperatura powietrza wynosi 6.8° C, najcieplejszym miesiącem jest lipiec (Ğrednia miesiĊczna temperatura 17.3° C), a najchłodniejszym styczeĔ (- 4.3° C). ĝrednia roczna suma opadów wynosi 593 mm. NajwiĊkszymi sumami opadów charakteryzują siĊ miesiące od maja do sierpnia, z maksimum w lipcu, najmniejsze opady wystĊpują w okresie od stycznia do marca; opady Ğniegu stanowią ok. 21% rocznej sumy opadów. ĝrednia liczb dni z opadem przekraczającym 0.1 mm wynosi 169, w tym ok. 63 dni z opadami Ğniegu. NajwyĪsze dobowe sumy opadów wystĊpują w czerwcu i sierpniu (w badanym wieloleciu odpowiednio 90.6 i 80.2 mm). Zachmurzenie jest mało zróĪnicowane w skali roku, a jego Ğrednia roczna wartoĞü wynosi 5.4 (w 8-stopniowej skali). NajwiĊkszym zachmurzeniem charakteryzują siĊ miesiące zimowe (listopad – luty, z maksimum w listopadzie i grudniu), a najwiĊksza Ğrednia liczba dni pogodnych (4 – 5) wystĊpuje w maju, marcu i sierpniu. ĝrednia prĊdkoĞü wiatru wynosi 2.8 m/s, a najczĊĞciej wystĊpujące wiatry to wiatry słabe (1-3 m/s) – 54% czasu i umiarkowane (4-9 m/s) – 31.4%; dominują wiatry z kierunków zachodniego i południowo-zachodniego. 3.2 CHARAKTERYSTYKA DANYCH METEOROLOGICZNYCH WYKORZYSTANYCH W OPRACOWANIU PodstawĊ dla analizy uwarunkowaĔ meteorologicznych stanowiły dane dla stacji klimatycznej Białystok zakupione od NOAA National Data Center U.S. Department of Commerce (National Environmental Satellite, Data, and Information Service). - Zakupione dla potrzeb niniejszego opracowania dane meteorologiczne obejmują: dane dobowe dla okresu od 1 stycznia 1973 do 1 lipca 2009 roku; dane 6-godzine dla okresu objĊtego badaniami terenowymi (od 6 sierpnia 2008 do 1 lipca 2009 roku); dane 6-godzine dla okresu od 1 stycznia 1973 do 5 sierpnia 2008 roku (w niektórych okresach 1-, 3- lub 12-godzine). Dane obejmują nastĊpujące parametry meteorologiczne: opad atmosferyczny, prĊdkoĞü i kierunek wiatru, temperatura powietrza (minimalna, Ğrednia, maksymalna), 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM - temperatura punktu rosy, gruboĞü pokrywy ĞnieĪnej. Dane meteorologiczne zostały zamieszczone na płycie CD stanowiącej załącznik do niniejszego opracowania (katalog METEO). - - Dane meteorologiczne wykorzystane zostały do: okreĞlenia charakterystyk statystycznych poszczególnych parametrów meteorologicznych w wieloleciu 1973-2008 dla potrzeb scharakteryzowania warunków klimatycznych Białegostoku; analizy statystycznej opadu atmosferycznego (por. rozdz. 3.3); kalibracji modelu hydrologicznego (rozdz. 5.2) zlewni Białej na odcinku od Stawów Dojlidzkich do wodowskazu Zawady (powyĪej zrzutu z oczyszczalni Ğcieków); symulacji przepływów w wybranych przekrojach Białej w wieloleciu 1987-2009 (rozdz. 5.3). Zakupione dane zostały zweryfikowane pod kątem ich spójnoĞci i kompletnoĞci. Na podstawie analizy odrzucono dane z lat 1982-1986, poniewaĪ tym okresie wystąpiła znacząca liczba braków danych o opadach atmosferycznych. Ostatecznie do dalszych analiz przyjĊto wielolecie 1987-2009. 3.3 OPADY HISTORYCZNE – ANALIZY STATYSTYCZNE W tabelach od 3.1 do 3.5 przedstawiono wyniki analiz statystycznych (wartoĞci Ğrednie, minimalne i maksymalne) przeprowadzonych na ciągach opadów dobowych z wielolecia 1973 – 2008, z wyłączeniem lat 1982 – 1986. Tabele te charakteryzują sumy opadów i wartoĞci maksymalne w półroczu letnim i zimowym oraz dla poszczególnych miesiĊcy: sumy opadów, sumy opadów ciągłych, maksymalne opady dobowe i liczby dni z opadem. Charakterystyki opadów dla poszczególnych lat wielolecia 1973 – 2008 zamieszczono w Załączniku METEOROLOGIA. Tabela 3.1. Rok min Ğrednia max Sumy opadów i opady maksymalne dobowe dla roku oraz półrocza letniego i zimowego Suma półrocza zimowego [mm] 119.5 224.9 357.5 Max dobowy w półroczu zimowym [mm] 9.9 17.6 34.0 Suma półrocza letniego [mm] 219.2 364.0 467.4 Max dobowy w półroczu letnim [mm] 12.2 33.3 53.1 Suma roczna [mm] Max dobowy w roku [mm] 456.4 588.9 14.0 33.6 748.9 53.1* ) *) NajwiĊkszy dobowy opad w wieloleciu 1973-2008 wynoszący 89.9 mm wystąpił w czerwcu 1985 r., ale lata 1982-1986 zostały wyłączone z analizy 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 3.2. Sumy opadów miesiĊcznych Suma opadu w miesiącu [mm] Rok 1 min 2 3 4 5 9.4 7 29.7 8 6.1 9 1.8 10 0.5 7.6 Ğrednia 30.2 30.2 33.5 37.7 56.8 64.1 89.0 65.6 53.4 max 80.3 65.4 64.8 103.9 117.3 145.3 181.1 216.7 123.2 Tabela 3.3. 3.6 6 3.8 13.0 11 12 11.4 14.7 50.4 41.8 39.5 197.9 109.0 76.5 4.3 Sumy ciągłych opadów w poszczególnych miesiącach Suma ciągłego opadu w miesiącu [mm] Rok 1 min 2 3 4 5 6 7 8 3.0 0.5 5.1 2.0 5.3 11.7 4.1 Ğrednia 15.6 16.8 17.4 18.3 26.7 32.8 41.2 max 48.3 53.4 40.9 46.7 56.1 57.9 96.5 Tabela 3.4. 9 0.8 10 12 11 5.6 2.0 9.4 5.3 29.2 29.4 23.0 21.7 19.8 104.9 111.0 75.2 54.1 45.0 10 11 12 Opady maksymalne dobowe w poszczególnych miesiącach Maksymalny dobowy opad w miesiącu [mm] Rok 1 min 2 1.3 Ğrednia max 3 0.5 4 5 6 3.3 1.0 3.8 7 8 9 8.1 2.0 0.5 5.3 2.0 4.6 3.3 7.1 7.4 9.0 10.1 18.9 17.8 24.7 19.7 16.3 13.6 11.0 8.9 21.1 18.0 18.0 25.9 48.8 30.5* ) 51.1 53.1 48.0 34.0 25.1 17.0 9 10 11 12 *) 89.9 mm w czerwcu 1985 r. Tabela 3.5. Rok min Liczba dni opadem w poszczególnych miesiącach Liczba dni z opadem w miesiącu 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 4 2 4 5 3 3 3 3 5 7 Ğrednia 10 13 13 11 11 13 14 11 12 12 14 15 max 24 24 23 20 18 22 23 19 24 24 21 24 3.4 CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH OKRESU BADAē NA TLE WIELOLECIA Okres badawczy rozpoczął siĊ dnia 6 sierpnia 2008 roku, kiedy w wybranych przekrojach Białej zainstalowano urządzenia do pomiaru i rejestracji stanów wody (divery), a zakoĔczył siĊ dnia 1 lipca 2009 roku, kiedy dokonano ostatniego odczytu stanów wody z zainstalowanych diverów. Dla potrzeb analizy warunków meteorologicznych okresu badaĔ w stosunku do warunków Ğrednich i zakresu zmiennoĞci w wieloleciu 1973 – 2008 (z wyłączeniem lat 1982 – 1986) przyjĊto, Īe do porównaĔ zostanie wykorzystany okres 12 miesiĊcy – od początku sierpnia 2008 r. do koĔca lipca 2009 r. Wyłączenie z analizy lat z duĪą liczbą luk w danych wpłynĊło na wartoĞci niektórych statystyk opadów, a w szczególnoĞci dla maksymalnych opadów dobowych – najwiĊkszy zaobserwowany w Białymstoku opad dobowy (89.9 mm) wystąpił w 26 czerwca 1985 r. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM W tabeli 3.6 zestawiono minimalne, Ğrednie i maksymalne wartoĞci parametrów meteorologicznych dla wielolecia oraz dla okresu badaĔ. Statystyki dla okresu badaĔ obliczono na podstawie wartoĞci 6-godzinnych oraz wartoĞci dobowych. Z tabeli tej wynika, Īe maksymalny zaobserwowany w okresie badaĔ opad dobowy naleĪał do opadów gwałtownych, krótkotrwałych (wartoĞci maksymalnej sumy dobowej i 6-godzinnej są bardzo zbliĪone). W tabeli 3.7 przedstawiono zakres zmiennoĞci oraz percentyle rocznych sum opadów oraz maksymalnych opadów dobowych w poszczególnych latach. Z tabeli tej wynika, Īe okres badaĔ był okresem mokrym – roczna suma opadów nieznacznie przewyĪsza percentyl 90 (tylko w 10% lat roczna suma opadów jest niĪsza niĪ w okresie badaĔ), natomiast pod wzglĊdem sumy opadów w ciągu doby rok ten jest przeciĊtny. W tabelach 3.8 – 3.11 zamieszczono charakterystyki opadów w poszczególnych miesiącach okresu badaĔ i wielolecia: sumy opadów, sumy opadów ciągłych, maksymalne opady dobowe i liczby dni z opadem (wyróĪniono percentyle najbardziej zbliĪone do wartoĞci charakterystyk dla okresu badaĔ). W okresie badaĔ miesiące czerwiec, marzec i maj charakteryzowały siĊ zdecydowanie wiĊkszą sumą opadów niĪ dla warunków przeciĊtnych (percentyle powyĪej 80), natomiast kwiecieĔ był jednym z najbardziej suchych w wieloleciu. Pod wzglĊdem sumy opadów ciągłych i maksymalnych opadów dobowych w zasadzie tylko czerwiec charakteryzował siĊ wartoĞciami zbliĪonymi do najwiĊkszych w analizowanym wieloleciu. W pozostałych miesiącach wartoĞci oscylowały wokół przeciĊtnych lub odpowiadały wartoĞciom niskim (kwiecieĔ, luty). Tabela 3.6. WartoĞci parametrów meteorologicznych w okresie badaĔ oraz w wieloleciu 1973-2008 WartoĞü Suma opadu [mm] PrĊdkoĞü wiatru [m/s] min Ğrednia max 0.0 1.6 53.1 0.0 2.3 11.7 min Ğrednia max 0.0 1.9 29.7 0.0 2.2 5.2 min Ğrednia max 0.0 0.4 29.0 0.0 2.6 8.0 Temperatura punktu Ğrednia max rosy [°C] [°C] [°C] Wielolecie – wartoĞci dobowe -25.3 -27.4 -22.7 7.2 3.7 11.5 26.4 20.2 35.5 Okres badaĔ – wartoĞci dobowe -19.3 -21.1 -12.8 7.6 4.4 10.6 24.1 18.8 30.0 Okres badaĔ – wartoĞci 6-godzinne -23.9 -26.1 -20.0 6.7 3.6 9.0 29.4 22.2 30.0 CiĞnienie powietrza [hPa] Pokrywa ĞnieĪna [cm] -34.6 2.5 21.5 976.1 1015.7 1052.5 0.0 -24.4 2.6 17.8 984.4 1015.0 1041.5 min [°C] -24.4 4.0 22.2 980.3 1015.2 1041.9 59.9 0.0 17.8 0.0 19.1 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 3.7. Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – sumy roczne opadów oraz maksymalne opady dobowe w roku Suma roczna [mm] WartoĞü Okres badaĔ Max dobowy w roku [mm] 678.7 29.7 Wielolecie 456.4 588.9 748.9 Percentyl [-] 748.9 673.1 644.7 621.3 605.5 591.6 559.3 548.6 525.6 517.9 456.4 Min ĝrednia Max 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 14.0 33.6 ) 53.1* ) 53.1* 48.8 43.9 38.1 35.1 31.0 29.0 27.9 25.9 22.1 14.0 *) Ze wzglĊdu na wystĊpujące braki danych z analizy wyłączono lata 1982-1986, w tym rok 1985, w którym dnia 26.06 zaobserwowano opad dobowy o wysokoĞci 89.9 mm Tabela 3.8. WartoĞü Okres badaĔ Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – miesiĊczne sumy opadów Suma opadu w miesiącu [mm] 1 2 3 31.0 30.5 57.7 4 4.8 5 6 82.0 145.3 7 8 9 10 11 12 97.5 82.0 43.2 35.8 27.7 41.1 Wielolecie Min 3.8 0.5 7.6 3.6 9.4 29.7 6.1 1.8 13.0 4.3 11.4 14.7 ĝrednia 30.2 30.2 33.5 37.7 56.8 64.1 89.0 65.6 53.4 50.4 41.8 39.5 Max 80.3 65.4 64.8 103.9 117.3 145.3 181.1 216.7 123.2 197.9 109.0 76.5 Percentyl [-] 100 80.3 65.4 64.8 103.9 117.3 145.3 181.1 216.7 123.2 197.9 109.0 76.5 90 57.3 43.1 52.9 60.3 90.4 100.8 152.4 92.7 82.3 86.1 62.5 61.7 80 45.9 40.8 46.9 56.0 81.0 82.2 120.6 87.6 70.9 72.4 55.4 49.3 70 38.0 36.8 41.1 49.6 69.3 77.3 104.5 75.9 61.7 52.9 42.7 44.7 60 30.6 32.5 36.0 42.4 59.0 63.6 97.8 71.9 53.1 47.5 41.7 42.2 50 26.8 28.2 33.3 33.8 54.6 55.0 83.5 59.4 44.7 38.6 39.4 41.1 40 23.6 25.0 28.8 25.3 49.2 48.8 77.7 50.0 41.7 34.8 34.8 36.1 30 17.9 22.5 22.9 22.6 39.9 43.0 67.8 47.2 38.9 28.2 32.5 32.0 20 13.2 21.4 19.7 19.1 29.5 40.6 55.4 36.8 32.8 15.5 28.5 26.7 10 9.5 15.3 17.0 18.4 26.6 37.5 42.9 26.4 26.7 10.2 25.9 17.0 0 3.8 0.5 7.6 3.6 9.4 29.7 6.1 1.8 13.0 4.3 11.4 14.7 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 3.9. WartoĞü Okres badaĔ Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – sumy ciągłego opadu w poszczególnych miesiącach Suma ciągłego opadu w miesiącu [mm] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24.9 46.0 50.8 28.2 22.9 11.7 18.3 23.1 11.7 6.6 20.3 4.8 Min 3.0 0.5 5.1 2.0 5.3 11.7 4.1 0.8 5.6 2.0 9.4 5.3 ĝrednia 15.6 16.8 17.4 18.3 26.7 32.8 41.2 29.2 29.4 23.0 21.7 19.8 Max 48.3 53.4 40.9 46.7 56.1 57.9 96.5 104.9 111.0 75.2 54.1 45.0 Wielolecie Percentyl [-] 100 48.3 53.4 40.9 46.7 56.1 57.9 96.5 104.9 111.0 75.2 54.1 45.0 90 30.1 30.1 33.2 30.1 42.3 51.4 58.6 43.7 48.0 42.9 31.6 31.2 80 26.4 23.9 25.5 28.3 38.4 44.6 52.7 37.1 37.8 32.3 26.9 27.4 70 15.7 18.3 22.1 23.5 34.7 36.8 51.0 32.3 31.5 26.4 24.9 23.6 60 13.1 15.6 19.4 19.3 29.1 35.4 39.2 31.5 25.9 25.4 23.1 23.1 50 11.3 14.5 14.7 16.0 25.9 31.3 35.8 28.2 22.6 23.4 20.1 19.6 40 10.3 11.9 11.3 13.6 20.6 27.1 33.1 23.4 20.1 14.0 18.3 16.5 30 9.7 10.0 10.0 12.5 17.8 25.3 29.9 19.6 17.0 11.9 14.0 14.0 20 7.8 9.1 7.4 10.1 14.8 20.9 26.7 18.0 14.0 9.1 12.3 12.7 10 6.6 6.6 6.4 6.3 13.0 17.2 23.4 13.0 13.0 7.1 11.2 8.6 0 3.0 0.5 5.1 2.0 5.3 11.7 4.1 0.8 5.6 2.0 9.4 5.3 Tabela 3.10. Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – maksymalne dobowe sumy opadu w poszczególnych miesiącach WartoĞü Maksymalna dobowa suma opadu w miesiącu [mm] 1 2 3 5 6 7 8 9 3.8 18.3 29.7 27.2 15.0 13.5 9.9 8.9 9.4 3.3 1.0 3.8 8.1 2.0 0.5 5.3 2.0 4.6 3.3 7.4 9.0 10.1 18.9 17.8 24.7 19.7 16.3 13.6 11.0 8.9 18.0 18.0 25.9 48.8 30.5 51.1 53.1 48.0 34.0 25.1 17.0 Okres badaĔ 6.9 5.1 9.7 Min 1.3 0.5 ĝrednia 7.1 Max 21.1 4 10 11 12 Wielolecie Percentyl [-] 100 21.1 18.0 18.0 25.9 48.8 30.5 51.1 53.1 48.0 34.0 25.1 17.0 90 13.0 11.1 16.0 15.9 35.9 26.8 43.4 35.1 25.9 23.9 17.0 11.9 80 8.9 9.8 11.7 13.0 25.5 25.9 31.8 25.9 23.9 18.0 14.0 11.4 70 7.9 8.9 10.3 11.9 20.8 21.1 29.7 21.1 18.0 16.0 12.4 10.9 60 7.1 7.3 9.6 10.1 17.8 17.6 27.6 19.1 16.0 14.0 10.9 10.4 50 6.1 6.6 8.9 8.9 16.6 16.0 23.0 18.8 14.0 12.4 10.2 9.4 40 6.1 5.9 7.6 8.0 14.2 14.1 21.5 17.0 13.0 10.9 7.9 8.1 30 4.3 5.2 6.2 7.3 12.4 13.4 17.6 15.0 13.0 8.4 7.9 7.1 20 4.1 5.1 5.1 5.1 10.1 12.8 15.7 9.9 9.9 7.1 7.1 5.8 10 3.1 4.9 4.1 3.8 8.9 10.5 10.1 8.9 7.1 4.1 6.1 4.1 0 1.3 0.5 3.3 1.0 3.8 8.1 2.0 0.5 5.3 2.0 4.6 3.3 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 3.11. Okres badaĔ na tle wielolecia 1973-2008 – liczba dni z opadem w poszczególnych miesiącach Liczba dni z opadem w miesiącu Rok 1 Okres badaĔ 2 3 4 5 6 13 14 19 2 14 Min 0 1 4 2 4 ĝrednia 10 13 13 11 Max 24 24 23 20 7 22 8 9 10 11 12 17 15 14 12 11 11 5 3 3 3 3 5 7 11 13 14 11 12 12 14 15 18 22 23 19 24 24 21 24 Wielolecie Percentyl [-] 100 24 24 23 20 18 22 23 19 24 24 21 24 90 19 19 19 16 15 16 18 16 14 18 19 20 80 16 17 17 14 14 15 17 15 14 15 17 19 70 14 16 15 13 13 14 17 14 13 15 16 17 60 13 15 14 12 12 14 16 12 13 14 15 16 50 12 14 11 11 11 13 15 12 12 12 14 16 40 9 12 11 10 11 12 12 11 11 8 13 15 30 5 11 9 9 10 10 12 10 9 8 12 12 20 1 10 8 8 9 10 10 7 7 6 11 11 10 0 8 7 5 7 9 9 6 6 4 10 9 0 0 1 4 2 4 5 3 3 3 3 5 7 3.5 PODSUMOWANIE Pod wzglĊdem sumy opadów okres badaĔ (12 miesiĊcy poczynając od sierpnia 2008 r.) był okresem mokrym – suma opadów wyniosła 678.6 mm, co odpowiada percentylowi 90 w wieloleciu 1973-2008 (w ok. 10% lat zaobserwowano wyĪszą sumĊ opadów). Rozkład opadów w poszczególnych miesiącach roku był nierównomierny i zdecydowanie odbiegający od warunków Ğrednich, np. suma opadów czerwca przewyĪsza wczeĞniej obserwowane wartoĞci, sumy w marcu i maju równieĪ naleĪą do najwiĊkszych w wieloleciu, natomiast suma opadów w kwietniu nieznacznie przewyĪsza wartoĞci najmniejsze. W zakresie dobowych sum opadów okres badaĔ naleĪy do przeciĊtnych – maksimum dobowego opadu w roku w okresie badaĔ odpowiada w przybliĪeniu percentylowi 45, ale jednoczeĞnie maksimum dobowe zaobserwowane w czerwcu jest nieznacznie niĪsze od najwiĊkszej wartoĞci dla czerwca w wieloleciu. MoĪna wiĊc stwierdziü, Īe okres badaĔ jest reprezentatywny dla warunków mało korzystnych z punktu widzenia gospodarki wodami opadowymi. JednoczeĞnie wobec epizodów opadowych zaobserwowanych w przeszłoĞci (np. maksymalny opad dobowy wyniósł w 1985 r. 89 mm) oraz zmian klimatycznych sprzyjających wystĊpowaniu zjawisk ekstremalnych, naleĪy oczekiwaü wystĊpowania opadów wiĊkszych niĪ w okresie badaĔ. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 4 HYDROLOGIA I HYDROMETRIA 4.1 POMIARY HYDROMETRYCZNE Dla potrzeb realizacji niniejszego studium hydrograficznego na rzece Biała i jej głównych dopływach wyznaczono 10 przekrojów pomiarowych. W czterech spoĞród tych przekrojów zainstalowano urządzenia (divery) do rejestracji stanu wody w rzece z krokiem czasowym 20 minut. Trzy divery zostały zainstalowane 5 sierpnia 2008 roku w nastĊpujących przekrojach Białej: - poniĪej ujĞcia Dolistówki (POHD66); - poniĪej mostu przy ulicy Sokólskiej (POHD46); - poniĪej ujĞcia BaĪantarki (POHD18). Czwarty diver (POHD9) zainstalowano w dniu 23 paĨdziernika 2008 roku ok. 500 m powyĪej przekroju wodowskazowego IMGW w Zawadach. LokalizacjĊ przekrojów pomiarowych oraz diverów zestawiono w tabeli 4.1 i pokazano na rysunku 4.1. Dla kaĪdego przekroju pomiarowego zainstalowano okresowy wodowskaz umoĪliwiający okreĞlenie stanu wody i rzĊdnej zwierciadła wody w trakcie pomiarów przepływu. W tym celu wybrano stałe punkty terenowe (np. bariera mostu, wylot kolektora) oraz okreĞlono ich rzĊdne poprzez nawiązanie do reperów paĔstwowej sieci geodezyjnej. W przekrojach z diverami okreĞlono równieĪ rzĊdne krawĊdzi osłon, w których zostały zainstalowane divery. Pomiar przepływu obejmował nastĊpujące elementy: pomiar przekroju poprzecznego rzeki i fragmentu doliny, pomiar lokalnego spadku zwierciadła wody, pomiary prĊdkoĞci wody zgodnie z zasadami metody dwupunktowej stosowanej w IMGW. W zaleĪnoĞci od znaczenia wyników dla dalszych prac w poszczególnych przekrojach wykonano od 2 do 7 pomiarów przepływu. Syntetyczne wyniki pomiarów zestawiono w tabeli 4.2. Tabela 4.1. Lokalizacja i charakterystyka przekrojów hydrometrycznych Lp. Identyfikator przekroju 1 POH81 Identyfikator divera Rzeka Lokalizacja przekroju Biała Ogródki działkowe pon. progu 2 HDojlidy Dopływ spod Dojlid Górnych UjĞcie 3 POH72 Biała Ul. Ciołkowskiego 4 HDolistówka Dolistówka UjĞcie 5 POHD66 B1 Biała 6 POHD46 B2 Biała 7 HBiała kilometr biegu rzeki [km] RzĊdna zera wodowskazu [m npm] 22.133 133.61 0.290 136.40 20.454 132.61 0.250 131.19 PoniĪej ujĞcia Dolistówki 19.200 131.19 Ul.Sokólska poniĪej mostu 15.730 125.30 Biała PowyĪej ujĞcia BaĪantarki 11.470 120.60 8 HBaĪantarka BaĪantarka UjĞcie 9 POHD18 B3 Biała PoniĪej ujĞcia BaĪantarki 10 POHD9 B4 Biała PowyĪej wodowskazu Zawady 0.210 120.60 11.380 119.30 8.311 115.13 Rysunek 4.1. Lokalizacja przekrojów pomiarowych 133,27 134,45 134,49 128,76 128,78 128,63 116,94 97,56 10:45 16:00 12:00 10:15 15:30 16:45 13:30 14:00 16:45 13:50 16:40 13:00 19:00 14:00 08:30 14:30 24.10.2008 4.08.2008 16.08.2008 24.10.2008 5.08.2008 23.10.2008 5.08.2008 16.08.2008 23.10.2008 27.03.2009 4.06.2009 24.06.2009 4.08.2008 23.10.2008 5.08.2008 23.10.2008 97,61 116,97 129,05 128,61 128,82 128,66 128,64 134,45 133,25 11:30 133,23 14:00 4.08.2008 [m npm] RzĊdna zwierciadła wody Godzina H 0,322 0,207 0,017 0,051 1,575 0,190 0,841 0,282 0,183 0,128 0,073 0,060 0,004 0,008 0,011 0,162 0,028 0,048 [m /s] 3 Przepływ Q [m] [m] [m/s] 2,41 2,40 2,30 0,15 0,10 0,11 0,18 0,14 0,15 0,439 0,115 0,193 Przekrój hydrometryczny POH81 – Biała ogródki - działkowe [m] 0,608 0,229 0,336 [m/s] 1,20 1,25 1,30 0,07 0,07 0,06 0,09 0,08 0,07 0,046 0,091 0,143 0,068 0,159 0,182 2,40 2,25 0,12 0,15 0,17 0,18 0,261 0,181 0,393 0,341 0,48 0,16 0,34 0,18 0,14 0,13 0,62 0,19 0,42 0,23 0,19 0,17 0,626 0,295 0,542 0,373 0,325 0,241 1,80 1,90 0,06 0,10 0,08 0,11 0,158 0,280 Przekrój hydrometryczny HBaĪantarka – BaĪantarka - ujĞcie 5,30 4,06 4,50 4,11 4,00 4,20 0,198 0,336 0,768 0,480 0,654 0,480 0,408 0,336 1,61 1,54 6,30 6,25 0,26 0,25 0,43 0,37 0,201 0,135 0,321 0,226 Przekrój hydrometryczny HBiała – Biała - powyĪej ujĞcia BaĪantarki 0,11 0,18 2,52 0,64 1,55 0,76 0,56 0,53 Przekrój hydrometryczny POHD66 – Biała – poniĪej ujĞcia Dolistówki 0,28 0,33 Przekrój hydrometryczny HDolistówka – Biała – ul. Ciołkowskiego 0,08 0,08 0,07 Przekrój hydrometryczny HDojlidy – Dopływ spod Dojlid Górnych - ujĞcie 0,37 0,25 0,25 2 [m ] Powierzchnia GłĊbokoĞü GłĊbokoĞü PrĊdkoĞü PrĊdkoĞü SzerokoĞü przekroju Ğrednia maksymalna Ğrednia maksymalna B A hĞr hmax VĞr Vmax Syntetyczne wyniki pomiarów hydrometrycznych 16.08.2008 Data Tabela 4.2. 0,00022 0,00321 0,00139 0,00083 0,00082 0,00113 0,00220 0,00157 0,00158 0,00172 0,00109 [-] Spadek I 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,028 0,022 0,025 0,035 0,042 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 [-] 7,408 7,533 1,823 1,970 5,608 4,242 5,876 5,254 5,061 5,251 2,448 2,463 1,263 1,319 1,356 2,695 2,609 2,812 [m] 0,217 0,204 0,060 0,093 0,448 0,152 0,264 0,144 0,111 0,101 0,115 0,136 0,067 0,064 0,055 0,137 0,094 0,088 [m] Obwód PromieĔ SzorstkoĞü zwilĪony hydrauliczny n Oz Rh 122,75 123,06 122,78 17:30 12:00 17:00 17:30 18:30 15:30 15:00 17:45 16:30 13:15 09:15 14:10 16.06.2009 24.06.2009 2.07.2009 5.08.2008 16.08.2008 23.10.2008 27.03.2009 4.06.2009 24.06.2009 16.08.2008 24.10.2008 24.06.2009 4.04.2009 118,74 17:30 115,18 130,98 130,45 130,40 123,28 122,76 122,77 118,78 118,37 118,32 118,17 15:15 7.06.2009 118,18 118,36 4.06.2009 12:45 23.10.2008 118,32 17:30 16.08.2008 118,31 [m npm] 31.03.2009 10:30 5.08.2008 Data RzĊdna zwierciadła wody Godzina H 0,521 1,144 0,230 0,109 1,328 0,256 0,862 0,268 0,276 0,173 1,793 1,992 0,938 0,819 0,323 1,017 0,400 0,387 0,258 [m3/s] Przepływ Q [m] [m] [m] [m/s] [m/s] 0,67 0,77 0,37 0,36 0,19 0,36 0,23 0,34 0,32 0,83 0,92 0,48 0,50 0,26 0,49 0,33 0,48 0,45 0,398 0,397 0,420 0,390 0,309 0,443 0,301 0,183 0,129 0,589 0,21 0,49 0,30 0,23 0,26 0,84 0,26 0,64 0,35 0,29 0,29 0,508 0,357 0,431 0,312 0,401 0,235 4,82 3,85 3,80 0,72 0,30 0,25 0,87 0,37 0,34 0,332 0,198 0,116 Przekrój hydrometryczny POH72 – Biała – ul. Ciołkowskiego 4,51 3,35 4,11 2,90 2,97 2,80 Przekrój hydrometryczny POHD46 – Biała – ul. Sokólska 6,71 6,51 6,11 5,91 5,42 6,31 5,75 6,32 6,21 0,588 0,352 0,221 0,716 0,510 0,618 0,452 0,536 0,313 0,558 0,508 0,508 0,510 0,521 0,600 0,454 0,311 0,244 1,82 3,92 0,46 0,70 0,286 0,406 Przekrój hydrometryczny POHD9 – powyĪej wodowskazu IMGW 3,44 1,16 0,94 2,61 0,72 2,00 0,86 0,69 0,74 4,51 5,02 2,23 2,10 1,045 2,30 1,33 2,12 2,00 Przekrój hydrometryczny POHD18– Biała - poniĪej ujĞcia BaĪantarki [m2] Powierzchnia GłĊbokoĞü GłĊbokoĞü PrĊdkoĞü PrĊdkoĞü SzerokoĞü przekroju Ğrednia maksymalna Ğrednia maksymalna B A hĞr hmax VĞr Vmax 0,00098 0,00052 0,00081 0,00133 0,00081 0,00242 0,00078 0,00100 0,00100 0,00100 0,00100 0,00126 0,00141 0,00128 0,00100 0,00041 [-] Spadek I 0,035 0,035 0,035 0,035 0,0350 0,0340 0,0365 0,0620 0,0350 0,0450 0,050 0,050 0,040 0,040 0,037 0,042 0,042 0,040 0,040 [-] 4,463 5,600 4,563 4,463 5,281 3,736 4,838 3,415 3,459 3,311 7,298 7,499 6,403 6,265 5,629 6,579 6,351 7,521 6,950 [m] 0,408 0,615 0,255 0,211 0,495 0,192 0,413 0,251 0,199 0,223 0,618 0,670 0,349 0,336 0,186 0,349 0,209 0,282 0,287 [m] Obwód PromieĔ SzorstkoĞü zwilĪony hydrauliczny n Oz Rh 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Na rysunkach 4.2 – 4.5 zamieszczono przekroje poprzeczne dla przekrojów pomiarowych z diverami z zaznaczonymi poziomami zwierciadła wody w czasie pomiaru. Wyniki pomiarów geodezyjnych oraz wykresy wszystkich przekrojów poprzecznych zamieszczono w załączniku CD w katalogu HYDROLOGIA. Rysunek 4.2. Przekroje poprzeczne koryta – POHD66 Rysunek 4.3. Przekroje poprzeczne koryta – POHD18 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.4. Przekroje poprzeczne koryta – POHD46 Rysunek 4.5. Przekrój poprzeczny koryta – POHD9 40 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 4.2 KRZYWE PRZEPŁYWÓW W oparciu o wyniki pomiarów hydrometrycznych (por. tabela 4.2) oraz pomiary geodezyjne przekrojów poprzecznych koryta rzeki Biała dla przekrojów, w których zainstalowano divery, okreĞlono teoretyczne krzywe przepływu (zaleĪnoĞci pomiĊdzy rzĊdną zwierciadła wody w korycie rzeki i wielkoĞcią przepływu wody). Poziom dokładnoĞci ustalenia przebiegu krzywych zweryfikowanych pomiarami hydrometrycznymi jest znacznie wyĪszy niĪ teoretycznych krzywych przepływu opracowanych dla pozostałych 30 charakterystycznych przekrojów koryta Białej (por. rozdz. 4.3). Przekroje z diverami stanowią bazĊ dla oceny wielkoĞci zasobów wodnych Białej oraz ich zmiennoĞci. Dane z tych przekrojów stanowią równieĪ podstawĊ dla kalibracji uproszczonego modelu hydrologicznego zlewni Białej (por. rozdz. 5). Na rysunkach 4.6 – 4.9 pokazano przebieg teoretycznych krzywych przepływu na tle wyników pomiarów hydrometrycznych dla 4 przekrojów z zainstalowanymi diverami. Rysunek 4.6. Krzywa przepływu – przekrój POHD66-B1 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.7. Krzywa przepływu – przekrój POHD46-B2 Rysunek 4.8. Krzywa przepływu – przekrój POHD18-B3 42 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.9. Krzywa przepływu – przekrój POHD9-B4 AnalizĊ przepustowoĞci koryta rzeki Białej na odcinku 16.5 km wykonano w 34 przekrojach obliczeniowych, których nazwa i lokalizacja przedstawiona jest w tabeli 4.3 oraz pokazana na rysunku 4.1. LokalizacjĊ przekrojów ustalono na podstawie pomiarów terenowych układu podłuĪnego dna koryta rzeki, zmiennoĞci geometrii oraz wystĊpującej zabudowy hydrotechnicznej (przepusty, mosty i kolektory zrzutowe). Wybrana lokalizacja miała na celu odzwierciedlenie zmiennoĞci hydromorfologicznej koryta w obliczeniach jego przepustowoĞci. GeometriĊ przekrojów okreĞlono na podstawie sondowaĔ w korycie rzeki i pomiarów geodezyjnych rzĊdnych skarp i terenów przyległych do koryta. Dla przekrojów POHD66, POHD46, POHD18 oraz POHD9 wykorzystano wyniki sondowaĔ wykonywanych w trakcie pomiarów hydrometrycznych. Dla kaĪdego z 34 przekrojów obliczeniowych opracowano teoretyczne krzywe przepływu. Wyniki pomiarów hydrometrycznych zostały wykorzystane do obliczenia wartoĞci współczynników szorstkoĞci Manninga oraz weryfikacji krzywych przepływu. W czasie pomiarów stan wody w rzece w Īadnym przypadku nie przekraczał tzw. wody brzegowej, tzn. woda mieĞciła siĊ w korycie głównym. Z tych wzglĊdów krzywe przepływu zostały opracowane w zakresie stanów wody dla koryta głównego. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 4.3. Zestawienie przekrojów obliczeniowych Lp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Identyfikator przekroju obliczeniowego wg profilu podłuĪnego PO1 PO2 PO3 PO4 PO5 PO7 POHD9 PO11 PO14 PO16 POHD18 PO19 PO23 PO28 PO30 PO34 PO38 PO42 PO43 POHD46 PO50 PO52 PO55 PO57 PO59 POH61 PO63 PO64 POHD66 PO67 PO68 POH72 PO77 POH81 KilometraĪ [km] 5.370 5.803 6.372 6.564 6.946 7.748 8.311 8.920 10.105 10.901 11.380 11.727 12.405 13.240 13.476 13.964 14.449 15.035 15.270 15.730 16.241 16.487 16.880 17.042 17.425 17.698 18.155 18.628 19.200 19.361 19.573 20.454 21.440 22.133 Numer odcinka Białej 14 14 14 14 14 14 13 13 13 11 11 11 10 10 9 9 8 8 7 7 7 6 5 5 5 4 4 4 4 4 3 3 1 1 Do analiz zastosowano równanie przepływu w postaci empirycznej zaleĪnoĞci sformułowanej przez Manninga: v= 1 2 / 3 1/ 2 R J n gdzie: n – współczynnik szorstkoĞci powierzchni dna i Ğcian koryta wprowadzony przez Manninga dla scharakteryzowania oporów przepływu w korycie, R – promieĔ hydrauliczny, J – spadek linii energii, v – Ğrednia prĊdkoĞü przepływu w przekroju. WartoĞü natĊĪenia przepływu obliczano jako iloczyn pola powierzchni przepływu A i Ğredniej prĊdkoĞci v. W obliczeniach uwzglĊdniono takĪe zróĪnicowanie współczynnika szorstkoĞci dna i skarp koryta. Kalibracja współczynnika Manninga n oraz wartoĞci spadku J 44 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM została wykonana w oparciu o pomiary hydrometryczne wykonane w róĪnych warunkach napełnienia koryta i przepływu, tak aby uzyskaü najlepszą zgodnoĞü pomiĊdzy pomierzonymi natĊĪeniami przepływu, a wyznaczonymi za pomocą formuły Manninga. Proces kalibracji wykonano dla czterech przekrojów hydrometrycznych. Dla pozostałych przekrojów obliczeniowych naleĪących do odcinków rzeki pomiĊdzy przekrojami hydrometrycznymi parametry n i J przyjĊto zgodne z wartoĞciami wyznaczonymi dla tych przekrojów. Przykładowe wyniki obliczeĔ dla przekroju P1 (km 5.370) przedstawiono na rysunkach 4.10 i 4.11 oraz w tabeli 4.4. Krzywe przepływu dla 34 analizowanych przekrojów pomiarowych zostały wykorzystane do kalibracji i weryfikacji modelu hydrologicznego WetSpa. NaleĪy zaznaczyü, Īe nie istnieją dane pochodzące z obserwacji hydrologicznych, które mogłyby byü wykorzystane w tym celu. Ze wzglĊdu na koniecznoĞü szacowania rzĊdnych zwierciadła wody odpowiadających charakterystykom statystycznym przepływów wysokich: - przepływy maksymalne o prawdopodobieĔstwie przekroczenia 1% (Qmax,1%), tzw. woda stuletnia; - przepływy o okreĞlonej czĊstoĞci wystĊpowania wraz z wyĪszymi (Qp%) dla p = 2, 5, 10% wykorzystywanym w analizach wpływu obiektów infrastruktury na przepustowoĞü koryta oraz oceny zasiĊgu zalewów doliny dla wybranych przekrojów opracowane zostały krzywe przepływu uwzglĊdniające wyjĞcie wody poza koryto główne (stany powyĪej wody brzegowej). Obliczenia takie wykonano dla nastĊpujących przekrojów: - P01, P05, P0HD9 – dla potrzeb oszacowania zasiĊgu zalewu doliny Białej w odcinku ujĞciowym; - PO11 dla potrzeb okreĞlenia wpływu zabudowy doliny w tym rejonie na podniesienie stanów wody w rzece; - POHD18, POHD46, POH61, PO63, POHD66 dla potrzeb oszacowania wpływu obiektów infrastruktury na przepustowoĞü koryta. Przykładowy wykres krzywej przepływu dla rozszerzonego zakresu stanów wody dla przekroju PO1 pokazano na rysunku 4.12. Wykresy i tabele dla kompletu krzywych zamieszczono w załączniku CD, katalog HYDROLOGIA. Wyznaczone krzywe przepływu mogą byü wykorzystywane dla potrzeb ochrony przeciwpowodziowej, w zakresie wyznaczania wartoĞci przepływu Q, przy którym moĪe wystąpiü zagroĪenia zawiązane z podtapianiem terenów przyległych do rzeki (przekroczenie tzw. wody brzegowej). Ze wzglĊdu na sposób wyznaczenia (ograniczona liczba pomiarów terenowych i hydrometrycznych) wielkoĞci te naleĪy traktowaü jako przybliĪone. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Przekrój PO1: km 5+370 114.0 z [m npm] 113.5 113.0 112.5 112.0 111.5 25 30 35 40 45 50 55 60 x [m] Q[m3/s] Rysunek 4.10. Geometria przekroju 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 111.5 112.0 112.5 113.0 113.5 H [m npm] Rysunek 4.11. Krzywa przepływu Tabela 4.4. 46 Charakterystyki hydrauliczne wody brzegowej I [-] HB [m npm] QB 3 [m /s] A 2 [m ] R [m] B [m] 0.00098 113.40 9.53 13.07 0.91 13.41 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.12. Krzywa przepływu dla rozszerzonego zakresu stanów wody – przekrój PO1 4.3 ANALIZA PRZEPUSTOWOĝCI KORYTA BIAŁEJ W ramach prac dokonano wstĊpnej klasyfikacji infrastruktury miejskiej pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych i moĪliwoĞci powodowania podtopieĔ. PodstawĊ klasyfikacji stanowiło połoĪenia obiektu infrastruktury wzglĊdem dna rzeki, obiekt uznawano za stanowiący potencjalne zagroĪenie, jeĪeli jego wzniesienie ponad dnem było mniejsze od przyjĊtej ekspercko wartoĞci progowej (2.5 m). Analizie poddano nastĊpujące typy obiektów: mosty drogowe i kolejowe, przepusty, kładki oraz rurociągi. Wyniki takiej klasyfikacji dla mostów, przepustów i kładek przechodzących przez Białą zamieszczono w tabelach 4.5 i 4.6, a dla rurociągów w tabeli 4.7. W miejscach lokalizacji obiektów mogących powodowaü zagroĪenie dokonano wizji lokalnych i wywiadów z mieszkaĔcami. Na tej podstawie wytypowano obiekty do dalszych analiz obejmujących wykonanie dodatkowych pomiarów geometrii przekrojów poprzecznych oraz obliczenia hydrauliczne przepustowoĞci koryta rzeki. Wyznaczono natĊĪenie przepływu, który swobodnie (bez dławienia) mieĞci siĊ w korycie ograniczonym obiektem infrastruktury miejskiej. 121.89 121.74 10.468 10.477 11.491 11.794 11.817 13.336 15.182 15.771 16.337 16.703 17.544 17.737 18.096 18.221 18.497 18.774 19.435 19.490 20.276 20.452 21.036 21.253 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 134.55 134.15 133.77 133.72 131.83 131.75 131.44 129.96 131.44 130.06 129.13 129.15 127.28 126.83 126.11 131.28 124.38 122.02 121.17 121.19 120.06 119.09 8.854 10.005 4 120.30 118.12 RzĊdna 2 2 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 6 7 7 8 10 11 11 11 11 13 13 13 13 14 drogowy betonowy kolejowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy kolejowy metalowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy drogowy betonowy Strefa Typ mostu opracowania 8.0 8.4 6.0 7.0 16.0 16.0 15.0 10.0 13.0 18.0 16.0 16.0 20.3 16.0 16.0 11.0 19.3 16.5 16.6 22.0 19.3 22.0 20.5 21.5 25.0 20.0 1.2 0.8 0.8 0.7 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8 0.7 1.0 2.1 1.2 1.1 1.1 1.1 1.0 1.7 1.0 1.0 1.2 1.1 15.2 4.2 9.7 14.8 16.0 18.5 14.0 11.0 25.0 33.0 38.0 12.0 19.0 20.8 12.4 4.5 19.8 13.3 11.5 44.2 11.6 11.5 23.5 23.5 10.0 25.5 DługoĞü GruboĞü SzerokoĞü 131.42 134.55 131.02 133.00 129.73 133.77 129.41 133.72 128.44 131.03 128.38 130.95 127.93 130.74 127.26 128.96 126.67 130.44 126.37 129.06 125.87 128.13 125.58 128.15 123.97 126.48 123.52 126.13 122.59 125.11 121.65 129.18 119.89 123.18 118.33 120.64 118.29 120.79 117.89 120.92 116.84 120.17 116.83 119.49 116.33 119.06 114.96 118.09 114.13 119.10 3.13 1.98 4.04 4.31 2.59 2.57 2.82 1.70 3.77 2.69 2.26 2.57 2.51 2.61 2.53 7.54 3.28 2.31 2.50 3.03 3.33 2.66 2.73 3.13 4.97 Dojlidy Fabryczne Ciołkowskiego Pod Krzywą Miłosza (Piastowska) Miłosza (Piastowska) ĝwiĊtojaĔska Elektryczna Pałacowa J. Piłsudskiego H. Sienkiewicza Fabryczna Białostoczek 1 Armii Wojska Polskiego Sokólska Antoniuk Fabryczny Al. Jana Pawła II Al. Jana Pawła II Gen. W.Sikorskiego Al. Jana Pawła II Al. Jana Pawła II H Kołątaja Produkcyjna Gen. S. Maczka RzĊdna Wzniesienie spodu Ulica nad dnem mostu 113.97 117.02 3.05 Gen. S. Maczka Oszacowana rzĊdna dna WstĊpna klasyfikacja mostów pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych 3 8.049 km biegu rzeki 7.887 2 1 Lp. Tabela 4.5. zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie Ocena zagroĪenia podtopieniami 14.110 14.643 16.409 17.949 17.968 18.365 18.565 19.005 19.247 19.250 19.504 19.806 20.469 21.146 21.272 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 134.54 133.30 135.09 131.22 131.82 131.24 130.98 131.79 130.06 129.26 129.91 128.94 126.71 123.05 122.80 1 2 2 3 3 4 4 4 4 4 4 4 6 8 9 10 betonowa drewniana betonowa metalowa betonowa betonowa metalowa betonowa metalowa metalowa betonowa betonowa metalowa metalowa drewniana metalowa 5.7 13.0 6.0 10.2 13.5 11.5 10.0 18.0 9.0 14.0 13.0 14.0 13.3 10.6 11.0 10.5 16.5 0.60 0.30 0.20 0.20 0.35 0.30 0.35 0.6 2.7 4.3 3.0 2.8 1.8 3.4 1.5 2.1 3.3 3.3 2.5 1.0 1.1 1.5 2.6 131.45 131.23 129.77 128.63 128.46 128.20 128.20 128.09 127.41 126.98 126.04 126.03 123.60 121.18 120.50 118.92 118.27 134.54 133.30 134.49 130.92 131.82 131.24 130.98 131.79 130.06 129.26 129.91 128.94 126.51 122.85 122.45 120.39 121.58 3.09 2.07 4.72 2.29 3.36 3.04 2.78 3.71 2.65 2.28 3.87 2.91 2.91 1.67 1.95 1.47 3.31 ul. Ciołkowskiego kształt trapezowy ul. Orzeszkowej ul. KoĞcielna konstr. prowizoryczna Ulica 3 120.69 betonowa Wzniesienie nad dnem 12.505 11 RzĊdna spodu kładki 2 121.93 Oszacowana rzĊdna dna 11.781 DługoĞü GruboĞü SzerokoĞü 1 Typ kładki RzĊdna km biegu rzeki Lp. Strefa opracowania WstĊpna klasyfikacja przepustów i kładek pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych Tabela 4.6. zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie Ocena zagroĪenia podtopieniami 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 4.7. WstĊpna klasyfikacja rurociągów pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych Lp. Strefa opracowania 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 14 14 13 13 13 13 13 11 11 11 11 10 10 9 9 9 9 9 9 7 7 7 7 7 6 6 6 6 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 km biegu rzeki [m] 5 203 5 206 8 661 8 686 9 827 9 830 9 837 11 282 11 311 11 332 11 521 13 146 13 167 13 167 13 169 13 371 13 480 13 487 14 036 15 275 15 750 16 151 16 153 16 166 16 209 16 328 16 517 16 531 16 999 17 310 17 323 17 325 17 325 17 331 17 367 17 368 17 368 17 371 17 394 17 567 17 567 17 889 17 926 17 941 18189 18208 18209 18 306 18 306 18 398 Id. obiektu na przekroju podłuĪnym ĝrednica [m] RzĊdna [m npm] RzĊdna dołu rurociągu [m npm] 2303 2295 1961 1960 1851 1848 1839 1626 1617 1616 1612 1388 1371 1370 1372 1344 1335 1333 1238 879 586 635 636 640 658 676 701 702 769 784 790 788 789 791 800 801 804 803 810 509 854 469 461 458 2633 2635 2634 415 415 403 0,50 0,50 0,17 0,10 0,90 0,60 0,50 0,30 1,10 0,15 0,80 0,50 0,30 0,80 1,00 0,10 0,60 0,15 0,80 0,15 0,20 0,60 0,80 0,15 0,10 0,15 0,15 0,15 0,30 0,40 1,00 0,80 0,80 0,30 0,20 0,20 0,20 0,80 0,80 0,30 0,30 1,20 0,30 1,20 1,00 0,50 0,50 0,30 0,30 0,50 112,32 116,35 118,36 118,31 120,10 119,47 119,44 121,44 122,72 119,40 122,73 122,47 123,10 123,70 121,09 122,09 124,30 120,18 121,85 126,03 123,98 127,22 128,40 126,19 124,99 126,55 125,84 126,67 131,06 126,72 129,74 129,06 129,03 127,88 131,32 131,40 128,33 127,76 129,13 128,03 128,04 129,00 128,85 129,90 131,38 130,03 130,03 131,91 131,91 130,49 111,818 115,847 118,185 118,207 119,196 118,868 118,935 121,144 121,624 119,247 121,932 121,969 122,8 122,895 120,085 121,994 123,701 120,034 121,048 125,879 123,779 126,622 127,602 126,038 124,891 126,396 125,689 126,522 130,762 126,318 128,744 128,261 128,232 127,575 131,122 131,202 128,126 126,962 128,33 127,728 127,735 127,797 128,552 128,698 130,38 129,53 129,53 131,608 131,608 129,992 Oszacowana Wzniesienie rzĊdna dna nad dnem [m npm] [m] 112,10 112,10 115,56 115,58 116,72 116,73 116,75 118,26 118,31 118,34 118,62 120,27 120,29 120,29 120,29 120,39 120,47 120,48 121,09 122,64 123,43 123,82 123,83 123,86 123,95 124,06 124,26 124,28 125,19 125,75 125,77 125,78 125,78 125,79 125,85 125,86 125,86 125,86 125,90 126,10 126,10 126,57 126,65 126,68 126,93 127,02 127,02 127,85 127,85 127,90 -0,28 3,75 2,63 2,62 2,48 2,14 2,18 2,88 3,32 0,91 3,31 1,70 2,51 2,60 -0,21 1,60 3,23 -0,45 -0,04 3,24 0,35 2,80 3,78 2,18 0,94 2,33 1,43 2,24 5,58 0,57 2,97 2,48 2,46 1,79 5,27 5,35 2,27 1,10 2,43 1,62 1,63 1,23 1,90 2,02 3,45 2,51 2,51 3,76 3,76 2,09 Ocena zagroĪenia podtopieniami zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Tabela 4.7cd. WstĊpna klasyfikacja rurociągów pod kątem wpływu na ograniczenie przepustowoĞci koryta w okresach wezbraniowych Lp. Strefa opracowania 51 52 53 54 55 56 57 58 69 60 61 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 km biegu rzeki [m] 18 405 18501 18501 18501 18501 18501 18501 18 577 18 689 18769 18769 Id. obiektu na przekroju podłuĪnym ĝrednica [m] RzĊdna [m npm] RzĊdna dołu rurociągu [m npm] 402 2644 2643 2642 2641 2640 2639 387 368 2647 2646 0,60 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,80 0,40 0,40 130,23 129,17 129,17 129,17 129,17 129,17 129,17 128,29 130,65 130,20 130,20 129,634 129,17 129,17 129,17 129,17 129,17 129,17 128,186 129,853 130,2 130,2 Oszacowana Wzniesienie rzĊdna dna nad dnem [m npm] [m] 127,90 127,86 127,86 127,86 127,86 127,86 127,86 128,04 128,36 128,14 128,14 1,73 1,31 1,31 1,31 1,31 1,31 1,31 0,15 1,49 2,06 2,06 Ocena zagroĪenia podtopieniami zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie zagroĪenie Analizy dla mostów i przepustów polegały na nałoĪeniu przekroju obiektu hydrotechnicznego na odpowiedni przekrój koryta rzeki, okreĞleniu tzw. przekroju czynnego oraz wykonaniu obliczeĔ hydraulicznych okreĞlających, jaki najwiĊkszy przepływ moĪe swobodnie (bez dławienia) zmieĞciü siĊ w Ğwietle mostu (lub przepustu) o okreĞlonym kształcie. Do obliczeĔ wykorzystano ogólne zaleĪnoĞci hydrauliczne dla małego mostu przy załoĪeniu, Īe działa on jak przelew o szerokiej koronie, zatopiony lub niezatopiony. Schemat przelewu niezatopionego wystĊpuje gdy spełniony jest warunek: hd < N ⋅ H gdzie: N – graniczny współczynnik zatopienia, hd – głĊbokoĞü w ruchu ustalonym w korycie za mostem odpowiadająca przepływowi Q, H – głĊbokoĞü wody spiĊtrzonej przed mostem. Przepływ w przekroju mostowym wyraĪa siĊ dla schematu niezatopionego nastĊpującym wzorem: Q = mB 2 g H 03 / 2 gdzie: m – współczynnik wydatku przyjmowany w zaleĪnoĞci od geometrii wlotu, H0 = H + v s2 2g - wysokoĞü energii wody spiĊtrzonej przed mostem, vs – Ğrednia prĊdkoĞü wody spiĊtrzonej przed mostem. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM JeĞli warunek na hd nie jest spełniony stosowany jest schemat przelewu zatopionego, a przepływ w przekroju mostowym opisany jest nastĊpującą formułą: Q = B ⋅ µ ⋅ hd 2 g ⋅ ( H 0 − hd ) gdzie: ȝ – współczynnik wydatku przelewu Zgodnie z wstĊpną klasyfikacją obiektów pod kątem zagroĪenia podtopieniami oraz po uwzglĊdnieniu sugestii Zleceniodawcy analizą objĊto mosty na nastĊpujących ulicach: Piłsudskiego, Sienkiewicza, Fabryczna oraz przepust drogowy pod ulicą Poleską. Przekrój koryta z nałoĪonym przekrojem obiektu hydrotechnicznego na przykładzie mostu przy ulicy Sienkiewicza pokazano schematycznie na rysunku 4.13 oraz na zdjĊciach (Fot. 4. i 4.2) wykonanych w czasie pomiarów i wizji lokalnych. Fot. 4.1 (po lewej) Widok mostu w ul. Sienkiewicza od strony wody górnej Fot. 421 (po prawej) Widok mostu w ul. Sienkiewicza od strony wody dolnej Rysunek 4.13. Przekrój poprzeczny koryta rzeki i mostu przy ul. Sienkiewicza 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Zestawienie obiektów infrastruktury miejskiej (mosty i przepusty), które zostały objĊte analizami hydraulicznymi wraz z wynikami obliczeĔ zawiera tabela 4.8. Tabela 4.8. Lp. Typ mostu Wyniki analizy przepustowoĞci mostów i przepustów zaklasyfikowanych do grupy mogących stanowiü zagroĪenie podtopieniami Ulica km biegu Strefa rzeki opracowania RzĊdna dna rzeki [m npm] RzĊdna spodu mostu / przepustu Wzniesienie nad dnem [m npm] [m npm] [m2] Max swobodny przepływ pod mostem ĝwiatło mostu / przepustu [m3/s] 1 drogowy betonowy Fabryczna 17.544 5 125.58 128.15 2.57 7.56 22.4 2 drogowy betonowy H. Sienkiewicza 17.737 5 125.87 128.13 2.26 7.56 22.4 3 drogowy betonowy J. Piłsudskiego 18.096 4 126.37 129.06 2.69 11.35 37.8 4 przepust drogowy Poleska 20.552 6 123.30 124.80 1.50 7.50 9.8 Ze wzglĊdu na duĪą presjĊ zabudowy mieszkaniowej i usługowej na dolinĊ Białej w ramach studium wykonano równieĪ analizĊ wpływu ograniczenia szerokoĞci doliny Białej w poniĪej ulicy Antoniuk Fabryczny (przekrój PO11). Obecnie szerokoĞü zalewanej doliny po prawej stronie rzeki w tym przekroju wynosi około 200 m, obliczenia symulacyjne wykonano dla doliny ograniczonej do szerokoĞci 100, 50 i 10 m (por. rysunek 4.14). Dla kaĪdego z trzech przypadków okreĞlono rzĊdną zwierciadła wody odpowiadająca przyjĊtemu przepływowi maksymalnemu o prawdopodobieĔstwie przewyĪszenia 1% wynoszącemu Qmax,1% = 32 m3/s. Obliczenia polegały na opracowaniu teoretycznych krzywych przepływu (por. rysunek 4.15) dla róĪnych szerokoĞci koryta, a nastĊpnie okreĞleniu rzĊdnej zwierciadła wody, przy której zmieĞci przepływ Qmax,1% = 32 m3/s. RóĪnica rzĊdnych dla doliny o ograniczonej szerokoĞci i rzĊdnej dla obecnego stopnia zagospodarowania Białej wskazuje o ile podniesie siĊ stan wody w rzece dla przyjĊtego przepływu obliczeniowego. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, Īe ograniczenie prawej strony doliny z 200 m do 100 m spowoduje niewielki 5-centymetrowy wzrost stanów wody, ograniczenie do 50 m przyniesie wzrost o 25 cm, natomiast praktyczne zlikwidowanie doliny (szerokoĞü 5 m od brzegu rzeki) spowoduje wzrost o 100 cm. 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.14. Dolina Białej w przekroju PO11 – skutki ograniczania szerokoĞci doliny Rysunek 4.15. Krzywe przepływu dla przekroju PO11 z uwzglĊdnieniem ograniczania szerokoĞci doliny 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM ZasiĊgi potencjalnych zalewów opracowano dla przepływów maksymalnych o prawdopodobieĔstwie przekroczenia 1% (tzw. woda stuletnia) oszacowane w wybranych przekrojach obliczeniowych w oparciu o wyniki symulacji dla wielolecia 1988-2009, przy wykorzystaniu modelu hydrologicznego opisanego w rozdziale 5. Oszacowanie zasiĊgów zalewów przeprowadzono dla Białej powyĪej ujĞcia Dolistówki (odcinki 1, 2 i 3) oraz poniĪej mostu na ulicy Antoniuk Fabryczny (odcinki 10, 11, 13 i 14) metodą rastrowych analiz przestrzennych. Analizy przebiegały w nastĊpujących etapach: 1. Wyznaczenie płaszczyzny zwierciadła wody: a. oszacowanie rzĊdnych zwierciadła wody odpowiadających wodzie stuletniej dla przekrojów nr 1, 5, 9, 11, 18, 66 oraz 77 (por. tabela 4.9), b. przeniesienie rzĊdnych do poĞrednich przekrojów poprzecznych przy zachowaniu spadku zwierciadła wody obliczonego w w/w przekrojach; c. przeniesienie wartoĞci rzĊdnych do warstwy punktów znajdujących siĊ w miejscach przekrojów oraz na prawym i lewym brzegu doliny rzeki poprowadzonych w linii prostopadłej do niej; d. wyznaczenie płaszczyzny zwierciadła wody metodą odwrotnych odległoĞci (IDW – inverse distance weighted). 2. Wygenerowanie zasiĊgów zalewów poprzez nałoĪenie warstwy zwierciadła wody na numeryczny model terenu (NMT) i zwektoryzowanie wyznaczonego rastra; 3. Korekta zasiĊgu zalewów przy wykorzystaniu warstwy nasypów i grobli z opracowania ekofozjograficznego (Kwiatkowski i in. 2004) przy załoĪeniu, Īe ich stan techniczny jest dobry. Tabela 4.9. Przepływy maksymalne o prawdopodobieĔstwie przekroczenia 1% i odpowiadające im rzĊdne zwierciadła wody Qmax,1% RzĊdna dla Q max,1% [m /s] 3 [m n.p.m.] PO1 37.6 113.76 PO5 36.2 115.02 POHD9 35.4 115.99 PO11 34.3 117.02 POHD18 32.9 122.33 POHD46 26.9 125.24 POHD66 22.8 131.70 PO77 12.8 134.11 Id przekroju Ustalone w ten sposób zasiĊgi zalewów naleĪy traktowaü jako orientacyjne poniewaĪ opracowany w ramach studium NMT (na podstawie warstwic z map topograficznych w skali 1 : 10 000 udostĊpnionych przez ZleceniodawcĊ) posiada zbyt małą dokładnoĞü (rzĊdu 30-40 cm) dla Ğcisłego okreĞlenia kształtu i zasiĊgu rozlewisk. Wyniki analiz w postaci granicy zasiĊgu zalewów dla wody stuletniej przedstawiono na rysunku 4.16. Opracowaną warstwĊ zasiĊgu zalewów zamieszczono na płycie CD stanowiącej załącznik do niniejszego studium (katalog HYDROLOGIA). Rysunek 4.16. ZasiĊgi potencjalnych zalewów dla wody stuletniej 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM 4.4 PRZEBIEG ZMIENNOĝCI STANÓW WODY W PRZEKROJACH Z DIVERAMI NA TLE OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH W OKRESIE BADAē Rysunek 4.17. Przebieg zmiennoĞci – przekrój POHD66 stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ Rysunek 4.18. Przebieg zmiennoĞci – przekrój POHD46 stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.19. Przebieg zmiennoĞci – przekrój POHD18 stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ Rysunek 4.20. Przebieg zmiennoĞci – przekrój POHD9 stanów wody i opadu atmosferycznego w okresie badaĔ 58 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.21. Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD66 Rysunek 4.22. Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD46 6WXGLXPK\GURJUDILF]QHGROLQ\U]HNL%LDáHM]Z\W\F]Q\PLGR]DJRVSRGDURZDQLDUHNUHDF\MQRZ\SRF]\QNRZHJRLHOHPHQWDPLPDáHMUHWHQFML RUD]SUDFHK\GURORJLF]QHQLH]EĊGQHGRVSRU]ąG]HQLDGRNXPHQWDFMLK\GURORJLF]QHM Rysunek 4.23. Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD18 Rysunek 4.24. Przebieg zmiennoĞci stanów wody i opadu atmosferycznego w czerwcu 2009 roku – przekrój POHD9 60
