Gospodarka wodna 2 2007

Gospodarka Wodna nr 2/2007

2007

roczna prenumerata brutto

Nasze czasopisma według branż

Ceny brutto prenumeraty rocznej na 2007 r.

Zaprenumeruj wiedzÚ fachowÈ

WWW.SIGMA-NOT.PL

Przemysł

Spożywczy

Hutnictwo,

Górnictwo

Czasopisma

Ogólnotechniczne

Czasopisma

Wielobranżowe

Budownictwo

Elektronika,

Energetyka,

Elektronika

Chłodnictwo

192,00 zł

Hutnik

+ Wiadomości Hutnicze

204,00 zł

Atest

– Ochrona Pracy

186,00 zł

Aura

– Ochrona Środowiska

132,00 zł

Ciepłownictwo,

Ogrzewnictwo,

Wentylacja

192,00 zł

Elektronika - Konstrukcje,

Technologie,

Zastosowania

204,00 zł

Gazeta Cukrownicza

240,00 zł

Inżynieria Materiałowa

204,00 zł

Maszyny, Technologie,

Materiały

57,00 zł

Dozór Techniczny

114,00 zł

Gaz, Woda

i Technika Sanitarna

192,00 zł

Przegląd

Elektrotechniczny

204,00 zł

Gospodarka Mięsna

205,44 zł

Rudy i Metale Nieżelazne

204,00 zł

Problemy Jakości

228,00 zł

Ochrona Przed Korozją

336,00 zł

Materiały Budowlane

192,00 zł

Przegląd

Telekomunikacyjny

+ Wiadomości

Telekomunikacyjne

204,00 zł

Przegląd Gastronomiczny

138,00 zł

Przemysł

Lekki

Przegląd Techniczny

208,00 zł

Opakowanie

166,92 zł

Przegląd Geodezyjny

204,00 zł

Wiadomości

Elektrotechniczne

228,00 zł

Przegląd Piekarski

i Cukierniczy

128,40 zł

Odzież – Technologia,

Moda

90,00 zł

Przemysł

Pozostały

Szkło i Ceramika

96,00 zł

Przegląd Zbożowo-

-Młynarski

216,00 zł

Przegląd Włókienniczy

– Włókno, Odzież, Skóra

240,00 zł

Gospodarka Wodna

234,00 zł

Wokół Płytek

Ceramicznych

52,00 zł

Przemysł Spożywczy

192,00 zł

Przegląd Papierniczy

180,00 zł

Przemysł Fermentacyjny

i Owocowo-Warzywny

192,00 zł

Przemysł Chemiczny

276,00 zł

Zakład Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT – ul. Ku Wiśle 7, 00-707 Warszawa,

tel. (22) 840 35 89, 840 30 86, faks (22) 891 13 74, e-mail: kolportaz@sigma-not.pl

OŚ

Ć!

Ż O

1 S

A 2

7 R

POR

TAL INF

ORMA

CJI TECHNICZNEJ

WWW

.SIGMA-NO

T.PL

ŁA

Y D

TĘ

ÓW

!!!

anons_OK 21.09.indd 1

9/21/06 12:59:43 PM

Do Białego Grądu

Wpłynęliśmy w Biebrzę. W poprzednim odcinku przenieśliśmy się

za wielkim krajoznawcą polskim Zygmuntem Glogerem w rok 1875,

kiedy wędrował dolinami polskich rzek w poszukiwaniu nadrzecz-

nych stanowisk po osadach ludzi epoki kamiennej. W piaszczystych

wydmach odkrywał odłupki krzemienia i znajdował wyroby krzemien-

ne: bełciki do strzał, groty do włóczni, noże, siekierki i młotki

Płyniemy rzeką czterdzieści lat temu regulowaną. Mierząc długość

koryta Biebrzy współczesnej (rok 2007) gubimy kilometry z dawnego

kilometrażowania w pętlicach wypchniętych w wielkie bagna: Ławki

i Podlaskie, co roku wzbogacające się świeżą wodą wiosennego przy-

boru wód roztopowych. I wtedy dopełniają się owe pętlice zagubionych

kilometrów, obcięte przy regulacjach lub w sposób naturalny w czasie

meandrowania rzeki.

Tędy jeszcze przed czterdziestu laty szły tratwy z augustowskimi

sosnami. A w czasach sprzed transportu kolejowego krypy z leśnymi,

rolnymi i mineralnymi (cegła, piasek, pospółka) pożytkami.

Wojciech Kuczkowski

Polskie drogi żeglowne

Szlak NBKA (Narew-Biebrza-

-Kanał Augustowski)

Przez bagna basenu południowego

Doliny Biebrzy – cz. I

Dolina Biebrzy wyraźnie dzieli się na trzy baseny (podaję za Anną

Mydlińską

). Basen północny górny – szerokość doliny waha się

od jednego do kilku kilometrów, zaś jego długość wynosi ok. 34 km.

W basenie górnym występują wyspy mineralne ze stromymi brzegami,

otoczone bagnami. Największa z nich to Kępa Sztabińska. Kończy

się w okolicach Rutkowszczyzny, niedaleko Kanału Augustowskiego.

Basen ten jest skierowany na południowy zachód. Basen środko-

wy długości 33 kilometrów, w odróżnieniu od północnego, bardzo

wąskiego, ma szerokość zróżnicowaną od 2 km nawet do 14 przy

Czerwonym Bagnie. Od basenu południowego odcięty jest bardzo

wyraźnie komunikacjami: szosą 65 Mońki – Grajewo i koleją Białystok

– Olsztyn. Na tym odcięciu rozsiadła się Twierdza Osowiec.

Basen ten przy długości 35 km Biebrza pokonuje trasą 48,5 km.

Szerokością dorównuje środkowemu. Zaraz za Osowcem skrę-

ca zdecydowanie na południe. Od Chylin, w km 15,5 kończy się

ciąg wsi zbudowanych u stóp skarpy Wysoczyzny Kolneńskiej:

Wierciszewo, Sieburczyn, Rutkowskie, Burzyn, Brzostowo i Chyliny.

A dalej, przez 20 km w prostej linii do Osowca, nie zobaczymy ani

jednego ludzkiego siedliska, ani mostu, ani promu.

Wszystkie wsie, które mijamy, zostały założone

w wieku XV dla wolnych rolników-żołnierzy mających prawa

szlacheckie: herby, równość prawną wraz z całym stanem

szlacheckim, prawo wyborcze bierne i czynne do władz miej-

scowych w sejmikach ziemskich i do Sejmu Rzeczypospolitej

Obojga Narodów. Tłumnie uczestniczyli też w elekcjach

królów polskich. Za to mieli stawać w potrzebie zbrojno,

konno i koleśno (zaprzęgi konne). Stawali w powstaniach

narodowych – od konfederacji barskiej do partyzantki Armii

Krajowej i bitew na bagnach w czasie Akcji „Burza” latem

1944 r., kiedy front stanął na Biebrzy. Przy tej okazji pragnę

wprowadzić pewną korektę do przytoczonej historii związa-

nej z bazą partyzancką na Wielkim Dziale pod Pniewami.

Wiadomości czerpałem z powieści Józefa Stompora

„Niewierna”. Ciekawe że powieść ta do dziś jest traktowana

przez miejscową ludność jako dokładne odzwierciedlenie fak-

tów. Tak bywa. Rzeczywiście świetnie i niezwykle wiarygod-

nie z dokładnością realiów opisane życie podziemia i walki

zbrojne zostały ułożone w fabułę jednak fikcyjną. Oddziały

partyzanckie obwodu łomżyńskiego AK, jak ze źródeł doku-

mentalnych się dowiedziałem, nie poszły na koncentrację

podlaską do Czerwonego Boru, lecz prowadziły walki z nie-

mieckimi jednostkami frontowymi, bazując na Bagnach Ławki

i Podlaskie. Zanim front okrzepł, toczono walki z oddziała-

mi frontowymi na zasadzie wojny partyzanckiej, zasadzek

i dywersji. Trwało to do końca sierpnia 1944 r. Nadbiebrzańscy

rolnicy „stanęli jak ojce”. Nie na próżno z taką wielką sympa-

tią pisał o nich Zygmunt Gloger…

Piękne zakole Biebrzy z dobrze widoczną

różnorodną roślinnością

Zygmunt Gloger „Dolinami rzek”, Wydawnictwo Hoesicka 1903.

Anna Mydlińska „Biebrza”, ART 2004.

PRZEZ

BIEBRZAŃSKIE

ODLUDZIA

Pole biwakowe

Biały Grąd

Wieża

widokowa

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Wracamy na szlak

Km 4 PB Sieburczyn, jedna z tych podobnych do siebie wiosek-

-zaścianków, licząca 110 mieszkańców wieś sołecka, założona zaraz

po Grunwaldzie, jeszcze przed 1421 r. Wieś tonie w zieleni sadów.

Naprzeciwko, na lewym brzegu na łąkach wśród wydm, widać plątaninę

starorzeczy, wywijających niesłychane pętlice. Zaraz za Sieburczynem

Biebrza nieco odchyla się na wschód i odpływa od skarpy, wznoszącej

się stromymi zboczami 20 m nad doliną. Teraz również po prawej

stronie ciągną się łąki.

Km 5,0 PB Biebrza rozdwaja się i tworzy widły z bardzo ładnym

starorzeczem zatoką dochodzącą do lasu porastającego stromą skar-

pę. Doskonałe miejsce do cumowania i noclegu. Pod lasem gruntowa

droga prowadzi do wsi Rutkowskie.

Km 5,5 LB dopływ kanałku ze starorzecza zbierającego wody

z mokradeł łąkowych.

Km 6,5 prom z Rutkowskich na łąki. Rutkowskie to wieś sołecka

licząca 160 mieszkańców. Gospodarstwo agroturystyczne chętnie

przyjmuje gości. Cisza tu, od szosy daleko, no i za rzeką mnóstwo

atrakcji przyrodniczych.

Po wywinięciu kilku zawijasów wchodzimy w prostynkę

skiero-

waną na północ. Za lewym brzegiem rozciąga się trudny do objęcia

okiem obszar. Jest to

Bagno Ławki

Bagno Ławki sąsiaduje na północy z Bagnem Podlaskim, oddzie-

lone od niego Groblą Honczarowską. Od południa zarośnięte jest pas-

mem mokrego olsu lub grądu niskiego. Są to uroczyska: Wielki Grąd

na niewielkim wzniesieniu, Świniadowo i Grabowiec, oba mokre olsy.

Kompleks ten przecina Carska Droga

, strategiczny trakt rokadowy

poprowadzony w czasie budowy zespołu fortyfikacyjnego Twierdzy

Osowiec. Od północy jest tam nad Carską Drogą wieża widokowa

w Krynickiej Bieli. Stąd Grobla Honczarowska prowadzi do Pogorzał,

uroczyska między bagnami. Osobliwością wspaniałego widowiska

godowego tańca batalionów szczyci się tam Batalionowa Łąka.

Odbywa się na niej tokowisko tych zdumiewająco upierzonych ptaków.

Nie znaleziono dwóch o takim samym ubarwieniu. Batalion to ptak

herbowy Biebrzańskiego Parku Narodowego. Powierzchnia Ławek

wynosi ok. 52 km

, 5200 hektarów!

Rutkowskie to ostatnia wieś gminy Wizna. Stąd zaczyna się gmina

Jedwabne, obydwie w powiecie łomżyńskim. Na lewym brzegu wielkie

terytorium rzadko zaludnionej gminy Trzcianne w powiecie monie-

ckim.

Km 7,6 PB wejście w przedziwną pętlę, o średnicy 400 metrów.

Takie kółeczko!

Km 8,9 PB wąskie starorzecze od rzeki prowadzi u stóp zbocza

skarpy. Biebrza skręca w krk 45°. Stąd polna droga prowadzi do szosy,

350 metrów. Tam zaczyna się Burzyn, 100 mieszkańców. Siedziba

parafii, sołectwo, poczta, ośrodek zdrowia i PKS do Łomży. Z rzeki

bardzo dobrze widać nowy kościół, jedyny we wsiach na tym odcinku

skarpy nadbiebrzańskiej. Zbudowany w latach 1975-1978 wg projektu

Kazimierza Zawadzkiego i Antoniego Reszecia. Wieś wymieniono

w dokumencie z 1448 r., gdy książę Władysław Pierwszy Mazowiecki

nadał ją kasztelanowi wiskiemu Mikołajowi z Krassowa, od połowy

XVII w. własność Burzyńskich. We wsi zabytki architektury drewnianej.

Z tarasu widokowego na krawędzi skarpy pyszny widok na płaskie jak

stół Bagno Ławki, porośnięte turzycą, trzcinami lub wikliną.

Wodniczka! Maleńki rarytasik

W krzakach wikliny wije swoje gniazdka najmodniejszy ptak nie

tylko Parku Biebrzańskiego, ale i Europy. Jest to właśnie wodniczka.

Ptaszek mniejszy od słowika, niemal zupełnie podobny do rokitniczki.

A trzyma się źdźbeł turzycy lub trzciny zupełnie jak trzciniak, pospolity

słowik szuwarów. Szczególną opieką wodniczka została otoczona

przez Królewskie Towarzystwo Ochrony Ptaków w Anglii. Objęta

została ogólnoeuropejskim programem ochrony. Anglicy wykupują

od miejscowych rolników nadbiebrzańskie łąki, aby dostosować je

do potrzeb tego zanikającego w Europie ptaszka. W Polsce mamy

60% europejskiej populacji wodniczki. Lęgi odbywa ona w kwietniu

i maju. Wtedy najdonośniej śpiewa. Żeby jej posłuchać, zjeżdżają

się z całej Europy bogate ptakoluby.

U podnóża skarpy, poniżej wieży widokowej, znajduje się

w Burzynie pole namiotowe, przy początku starorzecza. Z Burzyna

oddalamy się kierując się na wschód.

Prosty odcinek rzeki.

Carska Droga łączy Górę Strękową przez most na Narwi z zespołem fortyfikacyj-

nym Twierdzy Osowiec, Goniądzem i dalej Dąbrową Białostocką. Prowadzi obrzeżem

Biebrzańskiego Parku Narodowego. Jest bardzo atrakcyjna turystycznie, zmotoryzo-

wanym oferuje jednak nawierzchnię z wygryzionego przez czas asfaltu.

Skarpa krawędziowa Wysoczyzny Kolneńskiej we wsi Rutkowskie

Prom dolnolinowy na Biebrzy w Rutkowskich

Złoty klin dojrzałego zboża wdarł się między zielenie nadbiebrzańskie.

Jedyny w tej nadbiebrzańskiej okolicy kościół parafialny bodzie czub-

kiem wieży wyblakłe niebo upału. Przed nami łabędź w towarzystwie

swoich dzieci zmierza Biebrzą w dół

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Km 10 PB Szostaki,

przysiółek Burzyna.

Km 10,6 PB rzędna

zmierzona na brzegu

przy SW = 100,7 m

n.p.m.

Km 11 LB ujście sta-

rorzecza, wijącego się

przez dwa kilometry po

łąkach. To uroczysko

nazywa się Okrągłe.

A dopływają tu wody

z dwóch rowów po sta-

rych melioracjach aż

ze wschodnich granic

Bagna Ławki. Obydwa

brzegi Biebrzy są nie-

dostępne.

Km 11,7 PB ujście

śródpolnego strumie-

nia, wypływającego ze

źródła 2 km na zachód

od wsi Mocarze.

Km 11,9 PB sołe-

cka wieś Mocarze, 170

mieszkańców, położona

wzdłuż szosy Wizna-

Radziłów. Z Biebrzy do

środka wsi dochodzi

wygodna droga grunto-

wa przez łąki.

Km 12,4 nagłe, wąskie i płytkie zakole skierowane łukiem na zachód.

Po wyjściu z zakola płyniemy równo na północ. Na prawej stronie

Wysoczyzna Kolneńska wypłaszcza się i obniża do 110 m n.p.m.

Km 13,5 PB wieś Brzostowo, sołecka, 120 mieszkańców, we wsi

jest sklep, PKS, gospodarstwo agroturystyczne i pole namiotowe.

Wieża widokowa zaprasza do oglądania bagiennych przestrzeni.

O Brzostowie pisze Anna Mydlińska w swojej uroczej książeczce

„Biebrza”, że tutejsze obory zamieszkują szczęśliwe krowy. Od

wiosny do późnej jesieni (dopóki trawa zielona!) pasą się za Biebrzą

na łąkach Biebrzańskiego Parku Narodowego. Na noc przepływają

przez rzekę, eskortowane przez zaprzyjaźnione psy, każda do swojej

obory, gdzie już oczekują gospodarze z dojarką. Tu mućki oddają

urobek dnia, najwyższej jakości mleko i udają się na zasłużony nocny

sen. Są biologiczne kosiarki do strzyżenia trawy. Dzięki temu nie

rosną na parkowych łąkach chwasty i dzikie zakrzewienia, w których

nie chcą gniazdować cenne gatunki ptaków siewkowatych. One po

prostu lubią wyprowadzać pisklęta na ładne trawniki. Niebagatelną

też korzyścią jest biologiczny nawóz produkowany przez krowi orga-

nizm, a użyźniający łąki. Tak to się zazębiają o siebie interesy ludzi

(wspaniałe mleko i pyszna wołowina), krów (co się im dobrze żyje na

wolności) i parkowej przyrody. Po prostu: wszyscy razem jesteśmy

dziećmi tej samej NATURY.

Brzostowo to już ostatnia miejscowość przed WIELKIM

ODLUDZIEM BIEBRZAŃSKIEGO PARKU NARODOWEGO.

Km 15,5 Biebrzę ogarnia wielkie szaleństwo. Jej głównemu korytu

towarzyszą trzy równoległe starorzecza, poprzerywane, poplątane.

Km 15,6 zmierzona rzędna lustra SW

na brzegu = 101,5 m

n.p.m. Wpływać należy w trzecie ramię. Pierwsze i drugie kończą

się po kilkuset metrach, a czwarte płynie równolegle do głównego

około dwa i pół kilometra. W dodatku obfituje w ślepe odnogi. Do

km 17 Biebrza płynie równoleżnikowo, po czym przybiera kierunek

południkowy.

Km 19 PB kolejne boczne koryto odchodzi 200 m na zachód,

aby wykręcić na północ i przez 1000 m od żeglownego ramienia.

Zmierzona szybkość nurtu Biebrzy = 1080 m/godz. (0,3 m/s).

Km 20 prawy brzeg wznosi się 1,5 m nad lustro SW. Nawet na

mapie zaznaczona jest kota 103,2 m n.p.m. Z tym miejscem wiążę

moje osobiste wspomnienie.

Odwiedziny łosia o świcie

W drugiej połowie lat 60. ubiegłego wieku płynęliśmy tędy z żoną

kajakiem – z Wigier Czarną Hańczą i Kanałem Augustowskim. Zachód

słońca złapał nas akurat przy tym brzegu. Tu było dobre wyjście na

trawę. I sucho. A wszystkie brzegi wokół zarośnięte szuwarem, błot-

niste. I na tym suchym skrawku postawiliśmy namiot. Był lipiec i noc

bardzo mozoliła się z rozsnuciem ciemności. W dodatku znad bagien,

znad niskiej mgiełki, zaczęła wyłazić pełnia księżyca. Różowiutka,

Rok 2002. Jachty na Biebrzy. Ogólnopolski

Rejs WP i PTTK „WIGRY 2002”. Na pierwszym

planie autor. „Szczęśliwe krowy” na brzegu

z zainteresowaniem przyglądają się żegla-

rzom

Burzyn, jeden z zaścianków ze skarpy Wysoczyzny Kolneńskiej, dwie-

ma polnymi drogami spośród przydomowych zadrzewień schodzi do

Biebrzy, podcinającej brzeg, aby odsłonić warstwy geologiczne pod

żyzną glebą. Jest niski stan wody. Pełnia lata kipi zielenią

Średnia woda.

Pole namiotowe

Wieża

widokowa

Pole namiotowe

Wieża

widokowa

Gospodarka Wodna nr 2/2007

wypoczęta. Zasnęliśmy moc-

nym, bezpiecznym snem.

W pewnym momencie obu-

dziło mnie głośne fu-fu-fu

w płótno namiotu. Coś nam

fuczy w namiot! Błyskawicznie

rozsunąłem zamek, wystawi-

łem głowę i zobaczyłem przed

sobą zdumione granatowe

oko… łosia! Zwierz cofnął łeb

gwałtownym ruchem. Stanął

dęba. Przeraziłem się, że poczę-

stuje nas kopem przednich

racic. Ale obrócił się i poszedł.

Do brzucha w niskich mgieł-

kach oświetliło go wschodzą-

ce słońce.

Km 22,5 PB ujście WISSY.

Rzeka ta nie figuruje w żad-

nej encyklopedii PWN, ani

w kanonicznym przewodni-

ku Jastrzębskiego „Turysty-

czne szlaki wodne Polski”

z 1960 r., ani nawet w „Polsce

Południowo-wschodniej.

Przewodniku kajakowym”

Ślaszyńskiego z 1996 r. Tyle

że na tym kilometrze wpada

do Biebrzy. Wypływa Wissa

z pogranicza województw

warmińsko-mazurskiego

i podlaskiego, powiatów

piskiego i grajewskiego, gmin

białopiskiej i szczuczyńskiej. Także z pogranicza Pojezierza Ełckiego

w makroregionie Pojezierza Mazurskiego i Wysoczyzny Kolneńskiej

w makroregionie Niziny Podlaskiej. Po spłynięciu z pagórków Wissa

płynie po płaszczyźnie Doliny Biebrzy z szybkością 1,440 km/godz.,

co znaczy 0,4 m/s. Tylko nieco szybciej niż Biebrza. Długość jej biegu

= ok. 40 km.

Km 23 LB ujście Kosodki (Gołdy), zmeliorowanej, wyprostowa-

nej rzeczki-kanału – przez sześć kilometrów przemierzającej Bagno

Podlaskie, a zbierającej wody z melioracji sięgających daleko poza

granice parku, aż pod Goniądz.

Bagno Podlaskie oprócz zarośniętej niską roślinnością mokradłową

płaszczyzny, ma knieje rosnące kępami na wydmach – grądach. Są

to lasy z domieszką dębów, wiązów i lip. Uroczyska te noszą nazwy:

Węgierskie, Kobielne, Adamowe, Długi Grąd, Uta, Leszczynowe,

Lisie Nory, Grądy, Grzybek.

Wszystko to z rzeki nie-

dostępne. Wymiary tego

obszaru: 12 km z zachodu na

wschód i ok. 8 km z południa

na północ. To są wielkości

maksymalne. Powierzchnię

trzeba ocenić orientacyjnie

na 60 km

, 6000 ha.

Po 24 kilometrze Biebrza

zatacza trzy efektowne

meandry.

Km 25 rozwidlenie rzeki.

Wschodnie ramię prowadzi

drogę żeglowną, a zachodnie

zmierza do rozległego i rozga-

łęzionego starorzecza awan-

sowanego do rangi jeziora

o nazwie jezioro Pawłowa,

o długości 2,5 km i zasilanego

Kacperskim Rowem, zbiera-

jącym wody ze starych melio-

racji i torfowisk na zachód od

Biebrzy. A nad rozlewiskiem

wznosi się Góra (!) Pawłowa,

raptem 108,7 m n.p.m., 6 m

nad lustrem SW Biebrzy.

Ciągniemy na północ, od

zakola do zakola. Oba brzegi

skrajnie niedostępne. Do 30

kilometra Biebrzy towarzy-

szy po wschodniej stronie

rozgałęzione, kręte starorze-

cze, a po zachodniej łańcu-

szek zarastających koryt.

Między km 32 i 33 do

Biebrzy prostopadle docho-

dzi od wschodu granica między gminami Goniądz od północy

i Trzcienne od południa, obie w powiecie łomżyńskim, a po prawej

gmina Radziłów powiatu grajewskiego. Ok. 200 m na prawym brzegu

jest uroczysko Kropiwnica z ładnym starorzeczem. 1,5 km na wschód

nad łęgami wznosi się ściana dużego masywu leśnego częściowo

porastającego bagna; są to olsy, a w suchych miejscach grądy.

Km 35,0 rzędna na brzegu lustra SW = 104,0 m n.p.m.

Las zbliża się do brzegu. Jeżeli płyniemy w czasie długotrwałej

suszy, możemy zaryzykować wyjście do lasu i dojście do leśnej drogi,

wzdłuż której rozrzucone jest na odcinku kilku kilometrów kilka zagród

osady (ok. 50 mieszkańców) Olszowa Droga.

Od 36 do 38 km po obu stronach rzeki rozciągają się mokradła, po

wschodniej Orli, po zachodniej stronie Biały Grąd.

Km 38,5 PB skręcamy w zachodnie ramię (węższe) rozwidlonej

tu Biebrzy. Dopływamy do pola namiotowego BIAŁY GRĄD, czynne

od 24.06. do 31.10. Nad biwakowiskiem wznosi się wieża widokowa,

skąd możemy podziwiać rozległe przestrzenie biebrzańskich bagien.

Stąd można drogą gruntową, wzdłuż kanału melioracyjnego, dojść

do odległej o 3,2 km małej Wioski Mścichy, z gospodarstwem agro-

turystycznym. Przez wioskę prowadzi droga gminna do Radziłowa

i dalej do Łomży.

Cdn.

Tekst i ilustracje

(oprócz zdjęć ptaków)

Wojciech Kuczkowski

Bocian czarny. Bardzo nieliczny ptak

lęgowy, którego liczebność w ostat-

nich latach w Polsce wzrasta. Nad

Biebrzą gniazduje kilkanaście par.

Jest bardziej ostrożny i płochliwy od

bociana białego. Gniazda zakłada na

drzewach w zaciszu starych, trudno

dostępnych lasów. Żeruje na podmo-

kłych łąkach, płytkich rozlewiskach.

Czasem można go spotkać wśród

żerujących bocianów białych.

Zdjęcie wykonali Renata i Marek Kosińscy

z przewodnika BPN, Warszawa 2000

Cietrzew. Bardzo nieliczny gatunek lęgowy zagrożony wyginięciem

w Polsce. Biebrzańskie zarośla i lasy pozostają jedną z większych ostoi

tego gatunku (ok. 200 par) w Polsce. Jest to ptak osiadły, wielkości

kury domowej. Samiec charakterystycznie czarno ubarwiony, z białym

kuprem i czerwoną brwią nad okiem. Sterówki ogona wraz z wiekiem

odginają się na zewnątrz tworząc tzw. lirę. Na łąkach wiosną wczesnym

rankiem cietrzewie odbywają swe widowiskowe toki. Samce opuszcza-

ją nisko skrzydła, ciągnąc je po ziemi oraz demonstracyjnie rozkładają

w wachlarz ogon. Tokowa pieśń cietrzewia, słyszana z dużej odległo-

ści, składa się z dwóch zwrotek: bulgotania i czuszykania. Gniazda

zakłada na ziemi w gęstwinie turzyc i zarośli. Cietrzewia spotkać można

także na wierzchołkach brzóz.

Zdjęcie wykonał Jan Ciesielski – z przewodnika BPN, Warszawa 2000

Wodniczka. Nieliczny gatunek lęgo-

wy północnej części kraju. Bagna

Biebrzańskie pozostają największą

ostoją tego gatunku w Polsce (ok.

2,5 tys. terytorialnych samców). Jest to

niewielki i niepozorny ptak (wielkości

wróbla domowego). Od podobnej rokit-

niczki wyróżnia go jasny pasek, odgra-

niczony czarnymi paskami z boku,

przebiegający przez środek głowy,

i dwa jaśniejsze paski na grzbiecie.

Prowadzi skryty tryb życia na otwar-

tych podmokłych turzycowiskach.

Zdjęcie wykonali Tomasz i Grzegorz

Kłosowscy z przewodnika kieszonkowego

„Biebrzański Park Narodowy”,

Warszawa 2000

KOLEGIUM REDAKCYJNE

Redaktor naczelny – mgr Ewa Skupińska

Redaktorzy działowi: mgr inż. Leszek Bagiński,

mgr inż. Zenon Bagiński, mgr inż. Janusz

Bielakowski, prof. dr hab. inż. Jan Żelazo

Honorowi członkowie kolegium:

Małgorzata Daszewska,

mgr inż. Kazimierz Puczyński

Redaktor techniczny – Paweł Kowalski

Korekta – mgr Joanna Brońska

Projekt okładki – Zdzisław Milach

Zdjęcie na I okł. – Brda – przeszkoda na Brdzie

– foto Ewa Hirsz
RADA PROGRAMOWA
Przewodniczący – prof. dr inż. Jan Zieliński

Sekretarz – mgr inż. Janusz Wiśniewski

Członkowie: dr inż. Zbigniew Ambrożewski, mgr

inż. Andrzej Badowski, mgr inż. Jacek Cieślak, prof.

dr inż. Konstanty Fanti, mgr inż. Mariusz Gajda, prof.

dr inż. Marek Gromiec, mgr inż. Dariusz Gronek,

dr inż. Maciej Jędrysik, prof. dr hab. inż. Edmund

Kaca, mgr inż. Marek Kaczmarczyk, prof. dr hab.

inż. Zbigniew Kledyński, dr inż. Ryszard Kosierb, dr

inż. Andrzej Kreft, dr inż. Jacek Kurnatowski, prof.

dr hab. inż. Zdzisław Mikulski, prof. dr hab. inż.

Rafał Miłaszewski, prof. dr inż. Mieczysław Ostojski,

prof. dr hab. inż. Maria Ozga-Zielińska, prof. dr hab.

inż. Edward Pierzgalski, mgr inż. Józef Stadnicki,

mgr inż. Henryk Subocz, doc. dr inż. Wojciech

Szczepański, dr inż. Leonard Szczygielski, dr inż.

Tomasz Walczykiewicz

REDAKCJA: ul. Ratuszowa 11, 00-950 Warszawa,

skr. poczt. 1004

tel. (0-22)619-20-15

fax (0-22) 619-20-15 lub 619-21-87

email:

gospodarkawodna@sigma-not.pl

ISSN 0017-2448
WYDAWCA:

Wydawnictwo Czasopism i Książek Technicznych

SIGMA NOT, Sp. z o.o.

ul. Ratuszowa 11, 00-950 Warszawa,

skr. poczt. 1004

tel.: (0-22) 818-09-18, 818-98-32

fax: (0-22) 619-21-87

Internet:

http://www.sigma-not.pl

Informacje

e-mail:

informacja@sigma-not.pl

Sekretariat

e-mail:

sekretariat@sigma-not.pl

PRENUMERATA

Zakład Kolportażu Wydawnictwa SIGMA NOT

ul. Ku Wiśle 7, 00-707 Warszawa

tel. (0-22) 840-30-86,

tel./fax 840-35-89, 840-59-49 fax: 891-13-74

email:

kolportaz@sigma-not.pl

Nowością jest prenumerata ciągła, uprawniająca do

10-procentowej bonifikaty. Z tej formy mogą korzystać

również instytucje finansowane z budżetu Państwa

– po podpisaniu specjalnej umowy z Zakładem Kol-

portażu. Członkowie SITWM, studenci i uczniowie są

uprawnieni do prenumeraty ulgowej.

Uwaga: w przypadku zmiany cen w okresie objętym

prenumeratą prenumeratorzy zobowiązani są do do-

płaty różnicy cen.

Nakład – 1400 egz.

Cena 1 egz. – 19,5 zł w tym 0% VAT

Cena prenumeraty rocznej w pakiecie 254 zł netto,

258,40 zł brutto

Prenumerata ulgowa – rabat 50% od ceny podsta-

wowej, prenumerata roczna w wersji papierowej

– 234 zł (w tym 0% VAT)
OGŁOSZENIA I REKLAMY przyjmują: bezpośrednio

redakcja (619-20-15, ul. Ratuszowa 11) oraz Dział Re-

klamy i Marketingu (827-43-66, ul. Mazowiecka

12)

e-mail: reklama@sigma-not.pl

Redakcja i Wydawca nie ponoszą odpowiedzialności

za treść reklam i ogłoszeń.
Skład i łamanie: Drukarnia SIGMA-NOT Sp. z o.o.

i Oficyna Wydawnicza SADYBA

e-mail: sadyba@sadyba.com.pl

Druk: Drukarnia SIGMA-NOT Sp. z o.o.

e-mail: drukarnia@drukarnia.sigma-not.pl
Redakcja zastrzega sobie prawo skracania

artykułów.

Materiałów nie zamówionych nie zwracamy.

Artykuły są recenzowane.

ORGAN STOWARZYSZENIA INŻYNIERÓW I TECHNIKÓW WODNYCH

I MELIORACYJNYCH ORAZ POLSKIEGO KOMITETU NAUKOWO-

-TECHNICZNEGO SITWM-NOT DS. GOSPODARKI WODNEJ

Miesięcznik naukowo-techniczny poświęcony zagadnieniom gospodarki wodnej i ochrony środo-

wiska. Omawia problematykę hydrologii, hydrauliki, hydrogeologii, zasobów wodnych, ich wy-

korzystania i ochrony, regulacji rzek, ochrony przed powodzią, dróg wodnych, hydroenergetyki

i budownictwa wodnego oraz inne zagadnienia inżynierii wodnej.

Czasopismo odznaczone

Złotą

Odznaką

SITWM

Medalem

Komisji Edukacji

Narodowej

Złotą

Odznaką

PZTIS

Wydano przy pomocy

finansowej Narodowego

Funduszu Ochrony

Środowiska i Gospodarki

Wodnej

Nr 2 (698)

luty 2007 r.

Rok LXVII.

Rok założenia 1935

POLSKIE SZLAKI ŻEGLOWNE

FAKTY

WYBITNI

Jan Just

ZAGADNIENIA OGÓLNE I TECHNICZNO-EKONOMICZNE

Lucyna Osuch-Chacińska – Instrukcja gospodarowania wodą

HYDRAULIKA, HYDROLOGIA, HYDROGEOLOGIA

Jerzy M. Sawicki – Dokładność metod obliczeniowych a skuteczność ochrony przeciwpo-

wodziowej

Paweł Licznar – Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych do predykcji stanów i natę-

żeń przepływów w rzece

Barbara Fal – Niżówki na górnej i środkowej Wiśle

HYDROTECHNIKA

Julian Kwaśniewski – Wpływ „przestrzenności zagadnienia” w płytach kotwiących

RÓŻNE

Zbigniew Piasek, Ryszard Śmiszek – Analiza metod monitorowania i ochrony przed korozją

stalowych instalacji podziemnych i nadziemnych. Metody zabezpieczania infrastruktury.
Część I

KRONIKA

Hydromorfologia wód w świetle polityki Unii Europejskiej – Jan Smenda

PRZEGLĄD WYDAWNICTW

65, 85, 92

INFORMACJE • NOWOŚCI • INFORMACJE

IV okł.

SPIS TREŚCI

Narodowy Fundusz

Ochrony Środowiska

i Gospodarki Wodnej

Gospodarka Wodna nr 2/2007

FAKTY

Gospodarka Wodna nr 2/2007



Narada dyrektorów RZGW

Straszyn, 10 stycznia 2007 r.

Dzień przed uroczystymi obchodami 15-lecia

zlewniowego zarządzania gospodarką wodną w
Polsce prezes Krajowego Zarządu Gospodarki
Wodnej, Mariusz Gajda, zaprosił dyrektorów regio-
nalnych zarządów gospodarki wodnej na naradę.
Prezesowi towarzyszyli: Iwona Koza – wiceprezes
KZGW, Andrzej Badowski – dyrektor generalny,
Piotr Rutkiewicz – dyrektor Departamentu Inwestycji
i Nadzoru, Robert Kęsy – dyrektor Departamentu
Planowania i Zasobów Wodnych, Janusz Paradysz
– dyrektor Biura Administracyjno-Prawnego,
Krzysztofa Bełz – rzecznik prasowy.

Narada rozpoczęła się miłym akcentem.

Wszyscy chcieli uhonorować nominację Iwony
Kozy, która kilka dni wcześniej została wicepre-
zesem Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej.
W imieniu dyrektorów RZGW gratulacje złożył
Leszek Bagiński, dyrektor RZGW w Warszawie.

Główne problemy, którymi zajmowano się

w trakcie spotkania, to: budżet 2007, Strategia
Gospodarki Wodnej, Sektorowy Program Operacyjny
Infrastruktura i Środowisko, organizacja zarządza-
nia gospodarką wodną, harmonogram wdrażania
Ramowej Dyrektywy Wodnej.

Mówiąc o organizacji zarządzania gospodarką

wodną skoncentrowano się na kwestiach związa-
nych z planowanym powołaniem zarządów zlewni.
Mówiono także o konieczności jednolitych zasad i
kompetencji we wszystkich regionalnych zarządach
gospodarki wodnej, o współpracy roboczej między
zarządami zlewni a pionami merytorycznymi. Jako
pozytywny przykład działań na szczeblu poziomym
podawano ośrodki koordynacyjno-informacyjne
ochrony przeciwpowodziowej – już w tej chwili jest
to bardzo ważne forum wymiany poglądów wśród
wszystkich pracowników RZGW zajmujących się
tą problematyką. Dyskutowano o możliwościach
przekazania kompetencji nowo powoływanym
dyrektorom zarządów zlewni w kwestiach takich,
jak: zagospodarowanie przestrzenne, ochrona
przeciwpowodziowa, przekroczenia cieków przez
różne urządzenia.

Postanowiono zorganizować cykl spotkań

poświęconych m.in. takim zagadnieniom, jak:
żegluga, obwody rybackie, wycena majątku Skarbu
Państwa, obszary Dyrektywy Azotanowej, ośrodki
koordynacyjno-informacyjne ochrony przeciwpo-
wodziowej, Ramowa Dyrektywa Wodna, decyzje
administracyjne wydawane przez RZGW, proce-
dury postępowania, budowa małych elektrowni
wodnych, współpraca z samorządami. Celem
tych spotkań będzie wymiana poglądów między
RZGW.



15-lecie zlewniowego zarządzania gospodarką

wodną

Straszyn, 11-12 stycznia 2007 r.

– Cieszę się, że mimo różnych kolei losu jeste-

śmy razem. Połączyła nas misja zlewniowego zarzą-
dzania gospodarką wodną – powiedział, witając gości
przybyłych na uroczystość 15-lecia Mariusz Gajda,
prezes Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej.

Wśród zaproszonych gości znaleźli się m.in.

Marek Haliniak – główny inspektor ochrony środowi-
ska, reprezentujący ministra środowiska prof. Jana
Szyszko, prof. Marek Gromiec – przewodniczący
Krajowej Rady Gospodarki Wodnej, dr hab. inż. Jan
Winter – dyrektor Biura ds. Usuwania Skutków Klęsk
Żywiołowych, prof. Jan Zieliński – doradca dyrektora
IMGW, Lech Pieczyński – prezes Wojewódzkiego
Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki
Wodnej w Szczecinie, dyrektorzy departamentu zaj-
mującego się na przestrzeni ostatnich 15 lat gospo-
darką wodną w Polsce (Janusz Bielakowski, Jacek
Kurnatowski), byli dyrektorzy okręgowych dyrekcji
gospodarki wodnej i regionalnych zarządów gospo-
darki wodnej, wszyscy obecni dyrektorzy regional-
nych zarządów gospodarki wodnej, ich zastępcy.

Odznaką honorową Zasłużony dla Ochrony

Środowiska i Gospodarki Wodnej wyróżniono 36
osób – m.in.: Janusza Bielakowskiego, Andrzeja
Badowskiego, Małgorzatę Badowską, Edwarda
Czaję, Bogdana Cisaka, Andrzeja Kwapiszewskiego,
Jacka Kurnatowskiego, Tadeusza Łagosza,
Mariusza Gajdę, Bogdana Płuciennika, Henryka
Radaszkiewicza, Krystiana Polywkę, Janusza
Wiśniewskiego, Teresę Zań.

Marek Haliniak, główny inspektor ochrony środo-

wiska, przedstawił adres od ministra Jana Szyszko.
Czytamy w nim m.in.: „ Pragnę pogratulować trudu i
mozołu zarządzania gospodarką wodna w Polsce”.
Po przedstawieniu listu Marek Haliniak dodał:
„W ciągu piętnastu lat byliśmy najbliższym partnerem
w waszej działalności. Wspólnie uczestniczyliśmy
w procesie typologii wód, w programach pilotażo-
wych Unii Europejskiej”.

– Nasze instytucje stoją przed wielkimi refor-

mami. Mam nadzieję, że wspólnie będziemy się
wspierać – odpowiedział Mariusz Gajda.

Na uroczystości przedstawiono dwie prezentacje:


Zmiany systemowe w organizacji i finansowa-

niu gospodarki wodnej w Polsce – Mariusz Gajda,



Historia organizacji gospodarki wodnej w

Polsce – Andrzej Badowski.

„Lżejszą” część obchodów przygotował zespół z

RZGW w Szczecinie pod kierunkiem dyrektora Andrzeja
Krefta. Zespół przedstawił przygotowany specjalnie na
tę okazje wiersz, który przytaczam w całości:

Drogie Panie i Panowie,

niech ta bajka Wam opowie,

jak to przed 15 laty,

w Polsce powstał DZIAŁ bogaty,

w wodę no i środowisko,

a tam to pachniało wszystko,

i pierwiosnek, i sasanka,

harcowała też kijanka,

dzielnie sobie poczynając,

bocianowi się nie dając.

Pan minister środowiska

dziejową podjął decyzję

i powołał nam do życia

ekowodną spec-goliznę.

Francuzi nam pomagali,

szkoląc i goszcząc wodniaków,

którzy po takiej „wycieczce”,

spełniali role ważniaków,

bo na „mur” już to wiedzieli,

skąd i dokąd płynie woda,

i dlaczego w hydrologii

wciąż panuje zmienna moda.

Zaczęła się zatem walka

o dorzecza i dopływy,

ale także i o ścieki,

którą WŁADZA odbierała

jak muzykę z dyskoteki

siedmiu dzielnych DJ-owców

płyty do tańca puszczało

i choć bardzo się starali

GÓRZE, było wciąż za mało.

Dyskoteka ciągle „grała”,

towarzystwo się „bawiło”,

jedni bez przerwy tańczyli,

inni, „zdrowsi” brudzia pili.

Byli jednak także tacy

co po cichu gdzieś w „kaplicy”

„modląc się” za swą pomyślność

złorzeczyli prekursorom –

podobno to też rodacy.

No a woda, jak to woda

płynąc sobie wartkim nurtem,

niezależnie od poglądu,

zalewała z roku na rok,

coraz większą połać lądu.

Czas przypomnieć Państwu prawdę

o tych pierwszych DJ-owcach,

którzy ciągle grali wodą,

chodząc sami w filc-gumowcach.

Ten krakowski – Tomasz W.,

służbę pełnił wraz ze smokiem

i fachowym swoim okiem

„liczył” wody od niechcenia,

płynące do B. Andrzeja.

Jockey Andrzej tu w Warszawie

„rządy” miewał utrudnione,

zatem szybko w swoim disco

znalazł sobie piękną żonę.

Stolicę więc opływały

i ministra „rajcowały”

wody dalej uciekały.

Hen daleko aż do morza,

gdzie to w Gdańsku znany hoża

- Mietkiem O. go nazywano

pełnił wartę swą wiślaną.

Wody Odry też płynęły,

bazą straży w Katowicach

rządził „ważny” – D. Kazimierz,

który moc swojej energii

tracił na spory przykładne

która rzeka Wisła? – Odra?

miewa wody bardziej „czarne”.

Odra płynąc w stronę morza.

Kolejnych ma „opiekunów.

We Wrocławiu – N. Andrzeja,

sympatyczny, rozrywkowy,

miał pomysły, co do głowy

przychodziły – odchodziły,

lecz nikogo nie dziwiły.

Woda była jego życiem,

nawet bronił się przed tyciem

wodą – zupą Kwaśniewskiego.

A po drodze gdzieś w Kostrzynie

WARTA w ODRĘ wlewa wody

tam też rządził, gniewny, młody

FOT

SKUPIŃSKA

Iwona Koza

Iwona Koza, Marek Gromiec, Mariusz Gajda,

Krzysztofa Bełz

FOT

SKUPIŃSKA

Zespół z RZGW w Szczecinie (od lewej): Edward

Hładki, Waldemar Kowalczyk, Andrzej Kreft

FOT

SKUPIŃSKA

Gospodarka Wodna nr 2/2007

FAKTY

Gospodarka Wodna nr 2/2007

niezależnie od pogody

był lubiany też przez fanów.

dla swych gości, Ważnych Panów,

mir z szacunkiem okazywał

czasem też na nerwach grywał,

przełożonym i podwładnym,

ale był facetem ładnym.

Jesteśmy już przy akwenach,

gdzie to wodę miał już w genach

„władca” jezior z S. Zalewem,

co pokazał tańcem, śpiewem

jak sie walczy z „górą” lodu

mimo zimna no i chłodu.

Andrzej K. – bo tak mu było,

miał posturę bardzo miłą,

choć wyglądał na cherlaka

temperament w nim Kozaka.

Ministrowie się zmieniali,

trwały spory i dysputy

co z tą wodą w Kraju robić

żeby jej nie nabrać w buty.

Disco miało konkurentów,

no i także oponentów.

Silna grupa, już to wiecie,

grała wodą na klarnecie,

kontrabasie, saksofonie,

bęben też był w dobrym tonie.

Była to orkiestra dęta

swoją rolą tak przejęta,

że grywała głośno, wszędzie,

sądząc, że tak zawsze będzie.

Mając siedmiu kapelmistrzów

partyturą jedną grała,

którą bardzo szczegółowo

na głosiki rozpisała.

Były więc piękne tenory,

barytony no i basy,

lecz co było najważniejsze

niestety nie było kasy.

Tak to sobie pogrywali

wodą nasi bohaterzy.

Jak usłyszał to minister,

włos na głowie mu się zjeżył,

choć nie bywał w „dyskotekach”

i nie lubił z „trąbą” grania,

zmienił szybko, zasadniczo

formę „muzyki” słuchania.

Wydał zatem polecenie.

Chyba niedemokratyczne

aby wszyscy disc jockeye

połączyli swe zapędy

z „dęciakami”, już w te pędy.

Tak powstało wreszcie granie

i poważne no i „śliczne”,

ale co w tym najważniejsze

WODĄ trzeba grać publicznie.

Unia partytury słała

i muzykę też pisała,

którą tutaj u nas w Kraju

aranżował zespół „bajów”.

Ci w urzędach zasiadali

i czytali, i pisali,

i spec biura zakładali.

Wciąż krzyczeli, hura hura,

Woda to nie czarna dziura.

To jest przecież tlen z wodorem

Każdy pije ją wieczorem

przed posiłkiem albo w trakcie,

jej walory są też w „pakcie”

ważnych ustaw i dyrektyw,

Tylko proszę bez inwektyw.

Drogie Panie i Panowie,

wszyscy WODĘ mamy w głowie.

Bardzo dobrze też się stało

wreszcie w WODZIE coś „zagrało”.

Powstał „zespół” symfoniczny

rozrywkowy, dynamiczny

ma olbrzymie perspektywy,

jeśli mu nie wrzucą w „tryby”

trochę śrutu czy też piasku.

Szczęściem też jest fakt bezsprzeczny

że dyrygent tej orkiestry

jest fachowcem dużej klasy

zna tenory zna też basy.

Nie odbierze też mu kasy

żaden muzyk czy psalmista

Bo on wie, że granie wodą

pięknie brzmi, gdy woda czysta.

Taka oto garstka wspomnień

nasi mili pobratymcy,

przepraszamy za pomyłki,

skojarzenia i „szczypanki”.

Pamiętajmy zawsze jedno –

humor to właściwe danie

tak na obiad, jak kolacje,

niezależnie kto ma racje.

Pięknie Państwu się kłaniamy,

tymi słowy pozdrawiamy,

Wszystkim życząc, tak od serca

i bogactwa,i radości,

no i wszelkiej pomyślności.

Kto Wam życzy? Chyba wiecie,

Kameralnie ze Szczecina,

to dopiero jest rodzina

i wesoła, i pogodna,

zawsze zaufania godna.

bo to Jędruś w tym kwartecie.

(Tomasz W. – Tomasz Walczykiewicz, B.

Andrzej – Andrzej Badowski, Mietek O. – Mieczysław
Ostojski, D. Kazimierz – Kazimierz Derecki, N.
Andrzej – Andrzej Nalberczyński, facet ładny
– Janusz Wiśniewski, Andrzej K. – Andrzej Kreft
– uwagi redakcji).

– 10-lecie zlewniowego zarządzania gospodar-

ką wodną w Polsce odbyło się w Szczecinie, tam
też dziesięć osób otrzymało za zasługi statuetki
– słynne KROPLE. Żeby nie zapomnieć o tych
nagrodach, postanowiłem przyznać trzy następ-
ne. Mam nadzieję, że powstanie kapituła, która
będzie KROPLE przyznawać – powiedział Andrzej
Kreft, wręczając statuetki: Ryszardowi Kosierbowi
– dyrektorowi RZGW we Wrocławiu, Piotrowi
Rutkiewiczowi – dyrektorowi Departamentu
Inwestycji i Nadzoru KZGW, Mariuszowi Gajdzie
– prezesowi KZGW.

Uczestnicy uroczystości mieli również okazję

zwiedzić zabytkowe elektrownie wodne nad Radunią
(m.in. Łapino, Bielkowo, Straszyn, Pruszcz Gdański)
i wysłuchać wystąpienia Andrzeja Tersy, prezesa
ZEW Straszyn, na temat obiektów hydrotechnicz-
nych na Raduni.



Powołanie Rady Programowej „Programu

Wisła 2020”

Warszawa, 16 stycznia 2007 r.

Program Wisła 2020 jest jednym z prioryte-

tów Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej. W
Krajowym Zarządzie Gospodarki Wodnej powo-
łano specjalny zespól ds. przygotowania progra-
mu. Koordynatorem programu została Wanda
Bielakowska z KZGW, zaś członkami przedsta-
wiciele RZGW z dorzecza Wisły: Lidia Lubińska z
RZGW w Gdańsku, Bogusław Wiącek z RZGW w
Warszawie, Bogdan Cisak z RZGW w Krakowie i
Artur Wójcik z RZGW w Gliwicach.

Prezes Mariusz Gajda powołał organ dorad-

czy – Radę Programową, w której skład weszli:
Tomasz Sowiński – prezes Zarządu Związku Miast
Nadwiślańskich, prof. dr hab. inż. Elżbieta Nachlik
z Politechniki Krakowskiej, dr hab. inż. Jan Winter
– dyrektor Biura ds. Usuwania Skutków Klęsk
Żywiołowych, dr inż. Mieczysław Ostojski – dyrek-
tor Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej,
Zofia Chrempińska – dyrektor Departamentu
Leśnictwa, Ochrony Przyrody i Krajobrazu
Ministerstwa Środowiska, Edward Ossowski – pre-
zes Zarządu Porty Żegluga Bydgoska, Wacław L.
Kowalski – prezes Stowarzyszenia Dorzecza Wisły
„Wisła”, Janusz Bielakowski – członek Kolegium
Redakcyjnego „Gospodarki Wodnej”, Elżbieta
Seltenreich – dyrektor Regionalnego Zarządu

Gospodarki Wodnej w Krakowie, Franciszek
Pistelok – dyrektor Regionalnego Zarządu
Gospodarki Wodnej w Gliwicach, Leszek Bagiński
– dyrektor Regionalnego Zarządu Gospodarki
Wodnej w Warszawie, Krzysztof Roman – dyrek-
tor Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w
Gdańsku, Jacek Kowalski – ekspert ds. turystyki
wodnej Programu Narodów Zjednoczonych ds.
Rozwoju UNDPMNEI, Przemysław Pasek – prezes
Stowarzyszenia „Ja Wisła”, Stanisław Lewandowski
z Towarzystwa Elektrowni Wodnych, prof. dr hab.
Andrzej T. Jankowski z Uniwersytetu Śląskiego, dr
Przemysław Nawrocki – kierownik projektu „Rzeki
dla życia” WWF, dr inż. Marek Piwowarski – pełno-
mocnik prezydenta m. st. Warszawy ds. zagospo-
darowania terenów nabrzeża Wisły, prof. dr hab.
inż. Jan Żelazo ze Szkoły Głównej Gospodarstwa
Wiejskiego, Andrzej Tersa – prezes ZEW Straszyn,
Zygmunt Babkiewicz – dyrektor Departamentu
Ochrony Środowiska Urzędu Wojewódzkiego
w Lublinie, Jacek Bożek – prezes Klubu „Gaja”,
Antoni Tokarczuk – dyrektor Izby Gospodarczej
Wodociągi Polskie, Bernadette Czerska – wicepre-
zes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i
Gospodarki Wodnej.

Rada Programowa wybrała ze swojego

grona prezydium – przewodniczącym został Jan
Winter, wiceprzewodniczącymi: Tomasz Sowiński
i Przemysław Pasek.

– Ideą programu jest to, aby skoordynować

wszystkie działania w dorzeczu Wisły. Praca
w Radzie Programowej jest pracą społeczną.
Chciałbym, aby ten program został wreszcie zreali-
zowany – powiedział Mariusz Gajda. Prezes KZGW
wygłosił też referat „Zasady zarządzania w gospo-
darce wodnej – zmiany i perspektywy”.

Prezentację „Program Wisła 2020” przedstawił

Artur Wójcik.

Spotkanie i dyskusję prowadziła Wanda

Bielakowska, koordynator programu.



Zmarli

Andrzej Stolarski (9 stycznia), projektant

z CBSiPBW „Hydroprojekt”, zastępca generalnego
projektanta „Programu Wisła”, główny projektant
Narodowego Programu Ochrony Środowiska i
Gospodarki Wodnej, laureat nagrody ministra rol-
nictwa za udział w pracy „Plan perspektywiczny
kompleksowego wykorzystania i ochrony zasobów
wodnych dorzecza rzeki Bug”, żołnierz AK obwodu
Żywiciel.

Ewa Skupińska

Stanisław Wilczkowiak (pierwszy z lewej), Mariusz

Gajda, Wanda Bielakowska

FOT

SKUPIŃSKA

Sala obrad

FOT

SKUPIŃSKA

Gospodarka Wodna nr 2/2007

CONTENTS

COДЕРЖАНИЯ

Л. Осух-Хациньска: Инструкция правления водой. Gospodarka Wodna,

2007, No 2, c. 57

Инструкция правления водой, как разработка представляющая собой

основу для определения способа правления водой в случае использова-

ния воды при помощи устройств для ее поднятия, функционировала уже

в более раннем законе Водное право. Но не была она обязательной, а о

необходимости ее разработки решал орган компетентный для издания во-

доправового разрешения.

Наводнения, которые выступили в последние годы прошлого века, указа-

ли, что способ правления водой в аккумуляционных водохранилищах под-

линным способом влияет на последствия наводнения. С другой стороны

ограниченные ресурсы воды, особенно в период продолжительной засухи,

требуют определения приоритетов в удовлетворении этих требований и

введении обоснованных ограничений. Все это стало причиной этого, что

в действующем с 1 января 2002 г. законе Водное право признано ее обяза-

тельным документом.

Е. М. Савицки: Точность вычислительных методов а эффективность

противопаводковой охраны. Gospodarka Wodna, 2007, No 2, c. 61

Представлено анализ влияния точности метеорологических и гидроло-

гических прогнозов, а также вычислительных методов на точность моде-

лирования поднятий воды. Анализ проиллюстрировано вычислительным

примером для потока Стжижа (Strzyża).

П. Личнар: Применение исскуственных нейтронных сетей для преди-

кации состояний и расходов в реке. Gospodarka Wodna, 2007, No 2, c. 66

Осуществлено анализ возможностей применения исскуственных ней-

тронных сетей для прогнозирования состояний и расходов перетоков в

водоуказательном сечении для потребностей эксплуатации водозаборов.

Использовано временные ряды ежедневных величин состояний и расхода

перетоков в многолетии 1975–1978 из соседних водоуказательных сече-

ний: Дунино, Винница и Пжимувка (Рrzymówka).

Б. Фаль: Пониженные уровни открытой воды на верхней и средней

Висле. Gospodarka Wodna, 2007, No 2, c. 72

Представлено анализ пониженных уровней открытых вод в верхней и

средней Висле во второй половине XX века. Осуществлено оценки средних

и крайних их характеристик, а также изменений в гидрологическом

профиле реки. Охарактеризовано сезонность появления пониженных

уровней откытой воды. Обращено внимание на группирование годов с

глубокими пониженными уровнями открытуых вод в многолетние цикли и

уменьшение частоты и размеров этих явлений с течением времени.

Ю. Квасьневски: Влияние „трехмерности вопроса” в анкерных плитах.

Gospodarka Wodna, 2007, No 2, c. 82

Представлено пользы, вытекающие из применения квадратных анкер-

ных плит в набережных-обвязках. Статья является продолжением работы

Автора, помещенной в No 3/2005 „GW”.

3. Пясек, Р. Сьмишек: Анализ методов мониторинга и охраны от корро-

зии стальных подземных и надземных установок. Ч. I. Методы обеспе-

чения инфраструктуры. Gospodarka Wodna, 2007, No 2, c. 86

Статья обсуждает вопросы и измерительные методы, связанные с элек-

трохимической охраной от коррозии стальных промышленных установок.

Этот способ антикоррозийной охраны применяется особенно в водносточ-

ном хозяйстве, которого технические системы (трубопроводы, водохрани-

лища и другие) обычно расположены в почвенной среде, благоприятной для

возникновения коррозии. Помещена в данном выпуске „Водного Хозяйства”

первая часть труда представляет анализ методов обеспечения от коррозии

металлических подземных и надземных установок, а также способы изме-

рения электрического потенциала этих конструкций в условиях катодной

охраны.

L. Osuch-Chacińska:

Instruction for management of water. Gospodar-

ka Wodna, 2007, No 2, p. 57

Instruction for management of water as en elaboration constituting the

basis for determination of the way of water management in case of utili-

zation of water by means of damming it up was provided for by the earlier

Water Act. It did not have however an obligatory character and the autho-

rity competent to grant water licenses had the right to decide on the need

for developing of such an elaboration.

The floods which occurred in the last years of the last century revea-

led that the way the water in retention reservoirs is managed has an es-

sential impact on effects of the flood. On the other hand the limited water

resources particularly in the periods of long-lasting droughts require that

priorities in meeting the needs should be determined and justifiable limi-

tations should be introduced. Therefore in the Water Act of January 2002

the mentioned above instruction has been recognized as an obligatory

document.

J. M. Sawicki:

Precision of calculation methods and effectiveness of

flood control. Gospodarka Wodna, 2007, No 2, p. 61

There has been presented an analyses of impact of accuracy of me-

teorological and hydrological forecast as well as of the precision of cal-

culation methods on the exactitude of simulation of freshets. The presen-

tation has been illustrated by an example of such an analyses made for

the stream Strzyża.

P. Licznar:

Application of artificial neural networks to prognosis of

water levels and flow intensity in the river. Gospodarka Wodna, 2007,

No 2, p. 66

There has been made an analyses of possibility of application of artifi-

cial neural networks to prognosis of water levels and intensity of flow in a

water level indicator cross-section of the river for the purposes of exploi-

tation of water intake. In that analyses there have been utilized temporal

series of daily values of water level and flow intensity in three neighbo-

uring water level indicator cross-sections in Dunino, Winnica and Przy-

mówka from the period 1975–1978.

B. Fal:

Law water in the upper and the middle Vistula. Gospodarka

Wodna, 2007, No 2, p. 72

In the paper has been presented an analyses of law water levels in the

upper and middle Vistula in the second half of the XXc. An evaluation has

been made of their average and extreme characterizations and changes

in the hydrological profile of the river. There has been also characterized

the seasonality of occurrence of law water. Attention has been paid to the

fact that years of deep law water are grouping into cycles of several years

and to the decrease of frequency and size of law water occurrences as

the years go by.

J. Kwaśniewski:

The impact of the „spatiality of problem” in anchor

plates. Gospodarka Wodna, 2007, No 2, p. 82

The paper presents advantages gained by applying the square anchor

plates in girt wharfs. It refers to the paper by the Author published in the

issue No 3/2005 of Gospodarka Wodna.

Z. Piasek, R. Śmiszek:

Analysis of methods of monitoring and pro-

tection against corrosion of underground and over-ground situated

steel installations. Part I. Methods for protection of infrastructure.

Gospodarka Wodna, 2007, No 2, p. 86

The paper discusses problems and methods connected with the elec-

trochemical protection of steel industrial installations against corrosion.

That way of protection should be applied particularly in water and sewa-

ge engineering the technical systems of which are situated commonly in

corrosive soil environment. The first part of the elaboration published in

the present issue of our magazine presents principles of protection aga-

inst corrosion of metal installations situated over-and in the ground and

ways of measurement of electric potential of those constructions under

conditions of cathodic protection.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

LUCYNA OSUCH-CHACIńSKA

Instrukcja gospodarowania wodą

Instrukcja gospodarowania wodą, jako

opracowanie stanowiące podstawę do

określenia sposobu gospodarowania wodą

w wypadku korzystania z wody za pomocą

urządzeń do jej piętrzenia, funkcjonowała

już we wcześniejszej ustawie Prawo wodne.

Nie była ona jednak obligatoryjna, a o po-

trzebie jej opracowania decydował organ

właściwy do wydania pozwolenia wodno-

prawnego.

Powodzie, jakie wystąpiły w ostatnich la-

tach ubiegłego wieku, wykazały, że sposób

gospodarowania wodą w zbiornikach reten-

cyjnych w istotny sposób wpływa na skutki

powodzi. Z drugiej strony ograniczone za-

soby wodne, szczególnie w okresach dłu-

gotrwałej suszy, wymagają ustalenia prio-

rytetów w zaspokajaniu potrzeb i wprowa-

dzaniu uzasadnionych ograniczeń. Wszyst-

ko to spowodowało, że w obowiązującej

od 1 stycznia 2002 r. ustawie Prawo wodne

podniesiono rangę instrukcji gospodaro-

wania wodą i w wypadkach wymienionych

w ustawie uznano ją dokumentem obligato-

ryjnym.

rzepis art. 131 ust. 2a ustawy

z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne

(tekst jednolity Dz U z 2005 r. nr 239,

poz. 2019 wraz z późn. zm.) przewidu-

je, że do wniosku o wydanie pozwo-

lenia wodnoprawnego na piętrzenie

wód powierzchniowych lub na za-

leżne od siebie korzystanie z wód

przez kilka zakładów dołącza się

projekt instrukcji gospodarowania

wodą, zawierający opis sposobu

gospodarowania wodą i zaspokoje-

nia potrzeb wszystkich użytkowni-

ków, odnoszących korzyści z urzą-

dzenia wodnego, którego dotyczy

instrukcja.

Wynika z tego, że w instrukcji gospo-

darowania wodą powinny być określo-

ne możliwości pokrycia potrzeb wod-

nych z zasobu dysponowanego w da-

nym miejscu i czasie, przy uwzględ-

nieniu zaspokojenia potrzeb tych za-

kładów, którym zasoby te zostały roz-

dysponowane obowiązującymi pozwo-

leniami wodnoprawnymi. Opracowując

projekt instrukcji gospodarowania wodą

należy bowiem pamiętać o stabilności

praw nabytych, które są wiążące przez

taki okres, na jaki udzielono pozwole-

nia wodnoprawnego. Ograniczenie na-

bytych uprawnień może nastąpić tylko

w tych wypadkach, które są przewi-

dziane w art. 136 i art. 137 Prawa wod-

nego, czyli w ściśle określonych sytu-

acjach cofnięcia pozwolenia wodno-

prawnego bez odszkodowania, lub za

odszkodowaniem.

Przepis art. 131 Prawa wodnego

przewiduje, że instrukcja gospodaro-

wania wodą jest wymagana przy po-

zwoleniach wodnoprawnych na:

1) piętrzenie wód powierzchnio-

wych,

2) zależne od siebie korzystanie

z wód.

Pierwsza sytuacja dotyczy piętrze-

nia śródlądowych wód powierzch-

niowych (wód w rozumieniu przepisu

art. 5 Prawa wodnego), czyli piętrze-

nia wód:

□

w sztucznych zbiornikach wod-

nych usytuowanych na wodach płyną-

cych,

□

stopniami wodnymi na ciekach

i kanałach,

□

w jeziorach, o naturalnym odpły-

wie oraz ewentualnym dopływie wód.

Instrukcja gospodarowania wodą nie

jest wymagana w szczególności w sy-

tuacjach:

□

piętrzenia wód progami, które nie

mają urządzeń umożliwiających regu-

lowanie przepływem, gdyż nie można

dla nich określić sposobu gospodaro-

wania wodą,

□

piętrzenia (zatrzymywania) wód

w rowach zastawkami melioracyjnymi,

gdyż w art. 5 wody w rowach nie zo-

stały zaliczone do śródlądowych wód

powierzchniowych,

□

gospodarowania wodą w stawach

rybnych, gdyż w rozumieniu przepisu

art. 5 woda w stawach nie została za-

liczona ani do wód stojących, ani do

wód płynących (jest to woda zgroma-

dzona w urządzeniu wodnym, w okre-

ślonym celu, tj. do chowu lub hodowli

ryb).

Dodatkowo należy zwrócić uwagę,

że wody zgromadzone w różnego ro-

dzaju wyrobiskach, które po zakoń-

czeniu eksploatacji zasobu zostały na-

pełnione wodami podsiąkowymi bądź

spływami wód opadowych, jeśli nie są

powiązane z wodami płynącymi, to fi-

zycznie nie mogą być piętrzone. Dla ta-

kich wód można określić rzędną zwier-

ciadła wody, ale nie rzędną piętrzenia,

w związku z czym dla nich również nie

ma potrzeby opracowywania instrukcji

gospodarowania wodą na piętrzenie

wód powierzchniowych.

Instrukcja gospodarowania wodą na

zależne od siebie korzystanie z wód

jest opracowaniem dużo bardziej

skomplikowanym i dotyczy bardzo

różnych przypadków zarówno z punk-

tu widzenia źródła poboru wody, jak

i liczby zakładów, których uprawnie-

nia muszą być uregulowane wspólną

instrukcją.

ozporządzenie ministra środowi-

ska z dnia 17 sierpnia 2006 r. w spra-

wie zakresu instrukcji gospodarowania

wodą, wydane na podstawie przepisu

art. 132 ust. 10 Prawa wodnego, we-

szło w życie 7 września 2006 r. i od

tego czasu obowiązuje w odniesieniu

do nowych wniosków o udzielenie po-

zwolenia wodnoprawnego i zatwierdze-

nie instrukcji.

Na samym wstępie w rozporządze-

niu podano definicje i oznaczenia, ja-

kimi należy się posługiwać w opraco-

wywanych instrukcjach. Większość

z tych definicji jest jednoznaczna i sto-

sowana od dawna i nie wymaga ko-

mentarza. Ze zgłaszanych pytań wy-

nika, że dodatkową uwagę należy po-

święcić zapisom § 1 pkt 17 i pkt 20,

odnoszącym się do przepływu dozwo-

lonego (Q

doz

) i przepływu wyprzedza-

jącego (Q

wyp

Przepływ dozwolony to taki prze-

pływ poniżej budowli piętrzącej, któ-

ry nie powoduje szkód powodziowych

na terenach poniżej budowli. W części

instrukcji dotyczącej sposobu gospo-

darowania wodą w warunkach powo-

dziowych przepływ dozwolony będzie

jednym z parametrów najważniejszych

do określenia. Rozporządzenie nie pre-

cyzuje w jakiej odległości, poniżej bu-

Gospodarka Wodna nr 2/2007

dowli piętrzącej przepływ ten nie może

powodować szkód. Jest to indywidual-

na sprawa dla każdej budowli, uzależ-

niona od wielu czynników rzutujących

na zasięg wpływu. Jednym z ważniej-

szych czynników będzie ujście cieku

o znaczącym przepływie, zmieniają-

cym w zasadniczym stopniu wielkość

przepływu recypienta.

Przepływ wyprzedzający to taki

przepływ, którym – w zależności od

prognoz i aktualnej pojemności użyt-

kowej zbiornika – można przed spo-

dziewanym wezbraniem powodziowym

częściowo opróżnić zbiornik i przygo-

tować dodatkową pojemność na przy-

jęcie fali powodziowej. W normalnych

warunkach użytkowania, czyli w czasie

gospodarowania pojemnością użytko-

wą, przepływ wyprzedzający nie może

przekroczyć przepływu dozwolonego.

Przepływ dozwolony nie powinien być

również przekroczony w wypadku de-

cyzji wydawanej na podstawie przepisu

art. 87 ust. 1 Prawa wodnego, który dy-

rektorowi regionalnego zarządu gospo-

darki wodnej pozwala nakazać zakła-

dowi piętrzącemu wodę obniżenie pię-

trzenia wody lub opróżnienie zbiornika,

bez odszkodowania.

Należy w tym miejscu zwrócić uwa-

gę na przepis art. 16 ust. 2 Prawa

wodnego, w myśl którego właścicielo-

wi gruntów zalanych podczas powodzi

nie przysługuje z tego tytułu odszko-

dowanie od właściciela wody. Stosow-

nie do przepisu art. 16 ust. 3, przysłu-

guje ono na warunkach określonych

w ustawie w wypadku zalania gruntów

podczas powodzi powstałej w wyniku

nieprzestrzegania przepisów ustawy

przez właściciela wody lub właścicie-

la urządzenia wodnego. Dobrze opra-

cowana instrukcja gospodarowania

wodą, a następnie gospodarowanie

wodą zgodnie z zatwierdzoną instruk-

cją, ma przeciwdziałać takim zalaniom

gruntów.

olejne przepisy rozporządzenia

z dnia 17 sierpnia 2006 r. formułują za-

kres instrukcji gospodarowania wodą

dla zbiorników i stopni wodnych. Pod-

stawowym wymogiem instrukcji na

piętrzenie wód powierzchniowych jest

określenie w niej sposobu gospodaro-

wania wodą w zakresie dwóch różnych

pojemności:

□

pojemności użytkowej, czyli w cza-

sie normalnych warunków użytkowania,

gdy gospodarowanie wodą koncentruje

się na zapewnieniu przepływu nienaru-

szalnego lub gwarantowanego poniżej

budowli oraz pokryciu potrzeb zakładu,

stosownie do uprawnień wynikających

z pozwolenia wodnoprawnego;

□

pojemności powodziowej, czyli

w warunkach użytkowania w okresie

powodzi, gdy gospodarowanie wodą

koncentruje się na przygotowaniu

urządzenia do przyjęcia i przeprowa-

dzenia przez niego fali powodziowej,

a także w zależności od posiadanych

prognoz, wielkości pojemności po-

wodziowej i ewentualnej pojemności

uzyskanej przez obniżenie piętrzenia

przepływem wyprzedzającym, ustale-

niu takiego gospodarowania, aby uzy-

skać największą możliwą redukcję fali

powodziowej.

Zawarty w § 3 ust. 2 rozporządze-

nia wymóg uwzględnienia w instrukcji

okresu budowy pierwszego napełnie-

nia i remontu, stosownie do przepisu

§ 10 rozporządzenia, odnosi się tylko

do sytuacji, których dotyczy, czyli in-

strukcji dołączanej do wniosku o po-

zwolenie wodnoprawne na wykona-

nie urządzenia piętrzącego i pierw-

sze piętrzenie wód. Instrukcja gospo-

darowania wodą w okresie budowy

powinna dotyczyć przede wszystkim

sposobu przepuszczania wód powo-

dziowych w czasie poszczególnych

etapów budowy. Powinna również za-

wierać warunki piętrzenia wód w cza-

sie prób i rozruchu urządzeń oraz

pierwszego napełniania zbiornika.

Również dla okresu remontu obiek-

tów piętrzących może być niezbęd-

ne opracowanie odrębnej instrukcji,

określającej sposób gospodarowania

wodą w tym czasie, według innych re-

guł niż te, które obowiązują w okresie

normalnych warunków użytkowania

urządzenia wodnego.

Wymieniona w § 3 rozporządzenia

zawartość części opisowej i graficznej

instrukcji jest na tyle dokładna, że po-

winna wyeliminować dość powszech-

ną w minionym okresie, w większości

sytuacji, niedoskonałość instrukcji, któ-

ra zamiast informacji dotyczących go-

spodarowania wodą powielała dane

zawarte w operacie wodnoprawnym.

Nierzadko w części graficznej instruk-

cji, zamiast planów i

schematów urzą-

dzeń służących gospodarowaniu wodą,

zamieszczano wyjęte z dokumenta-

cji realizacyjnej szczegółowe rysunki

konstrukcyjne poszczególnych obiek-

tów. W myśl przepisu § 10 rozporzą-

dzenia w instrukcji nie jest wymagane

zamieszczanie wszystkich informacji,

o których mowa w § 6 ust. 1 pkt 4, ust. 2

oraz ust. 3 pkt 3, jeśli nie dotyczą one

danego urządzenia.

ak już wspomniano wcześniej, in-

strukcja gospodarowania wodą na za-

leżne od siebie korzystania z wód jest

znacznie trudniejsza i dotyczy wielu

oraz różnych przypadków. W myśl wy-

mogów § 8 ust. 1 rozporządzenia mi-

nistra środowiska na zależne od siebie

korzystanie z wód opracowuje się jed-

ną instrukcję, obejmującą zaspokajanie

potrzeb wszystkich zakładów korzysta-

jących z tego samego zasobu wodnego

lub z urządzeń usytuowanych kaskado-

wo wzdłuż cieku.

Najprostszym przypadkiem instrukcji

na zależne od siebie korzystanie z wód

jest instrukcja na piętrzenie wód, z które-

go to piętrzenia i zretencjonowanej wody

korzysta kilka zakładów. Instrukcja gospo-

darowania wodą musi w takim wypadku

uwzględniać zróżnicowany charakter po-

boru wody przez poszczególne zakła-

dy (zarówno w zakresie ilości, jak i cza-

su trwania poboru), rzutujący na zmien-

ność przepływów na dolnym stanowisku,

szczególnie z uwagi na konieczność za-

pewnienia przepływu nienaruszalnego

lub gwarantowanego. W wypadku obiek-

tów energetyki wodnej sposób gospoda-

rowania wodą zależny będzie od pozio-

mów energetycznych i systemu pracy

elektrowni, a dla zakładów pobierających

wodę – w zależności od ilości pobieranej

wody, gwarancji pokrycia potrzeb, sezo-

nowości poborów itp. Z instrukcji powinny

wynikać proporcje korzyści przypadające

na każdy zakład korzystający z wody zre-

tencjonowanej w tym zbiorniku.

W omawianym wypadku instruk-

cja – prócz treści dotyczących piętrze-

nia w normalnych i powodziowych wa-

runkach użytkowania – musi zostać

rozszerzona o warunki gospodarowa-

nia wodą w sytuacji wystąpienia zjawi-

ska suszy w zbiorniku. Zjawisko suszy

w zbiorniku zostało zdefiniowane jako

sytuacja, w której przy gospodarowaniu

wodą zgodnie z instrukcją zachodzi oba-

wa szybkiego wyczerpania pojemności

użytkowej, co może prowadzić do nie-

możliwości realizacji przepływu niena-

ruszalnego i pokrycia potrzeb zakładów

zgodnie z ich uprawnieniami. W warun-

kach suszy najistotniejszą sprawą bę-

dzie określenie kolejności zaspokajania

potrzeb poszczególnych zakładów, jak

również możliwości wprowadzania ogra-

niczeń w korzystaniu z zasobów. Prze-

widywane w stosunku do uprawnień

ograniczenia w korzystaniu z zasobów

w czasie suszy powinny być przedsta-

wione w instrukcji, w miarę możliwości

i potrzeb, w kilku wariantach. Rozwią-

zania wariantowe powinny uwzględniać

Gospodarka Wodna nr 2/2007

zróżnicowane preferencje zakładów,

w zależności od znaczenia tych zakła-

dów dla ludności i gospodarki, przy czym

zaopatrzenie w wodę ludności ma za-

wsze znaczenie priorytetowe i musi mieć

najwyższy stopień gwarancji. Warianto-

we rozwiązanie sposobu gospodarowa-

nia wodą w projekcie instrukcji, po roz-

patrzeniu w postępowaniu z udziałem

wszystkich zainteresowanych zakładów,

będzie wymagać od organu wyboru wa-

riantu i zatwierdzenia sposobu gospoda-

rowania wodą według jednego wybrane-

go rozwiązania. Zatwierdzenie instrukcji

gospodarowania wodą bez wyboru wa-

riantu jest niedopuszczalne.

Po zatwierdzeniu instrukcji przez or-

gan i uprawomocnieniu się decyzji przy-

jęty sposób gospodarowania wodą bę-

dzie wiążący dla wszystkich zakładów,

których dotyczy. Wynikające z instruk-

cji warunki będą informowały zakłady

o mogących wystąpić ograniczeniach.

W wypadku strat powstałych w wyni-

ku tych ograniczeń nie będą one mo-

gły stanowić podstawy do ubiegania się

o odszkodowanie.

Zatwierdzona instrukcja gospodaro-

wania wodą musi zatem być precyzyjna,

a ustalone w niej zasady muszą dawać

gwarancję racjonalnego wykorzystania

zasobów wodnych, szczególnie w czasie

suszy, a w czasie powodzi minimalizo-

wać jej skutki. Instrukcja gospodarowania

wodą musi dawać poczucie bezpieczeń-

stwa, że przy jej przestrzeganiu, udoku-

mentowanymi zapisami w dzienniku go-

spodarowania wodą, nikt nie będzie po-

nosił odpowiedzialności za ewentualne

straty spowodowane gospodarowaniem

wodą w nadzwyczajnych warunkach.

W instrukcji na okres remontu urzą-

dzeń piętrzących, przy częściowym

lub całkowitym opróżnieniu zbiornika

(aż do czasu ponownego napełnienia

zbiornika), podstawowym problemem

będą możliwości zaspokojenia potrzeb

wodnych użytkowników, którzy korzy-

stali z zasobów w nim zretencjonowa-

nych. W wypadku remontu elektrowni

wodnej, która w warunkach normalnej

pracy odprowadza przepływ nienaru-

szalny bądź gwarantowany, instrukcja

powinna określać jakimi urządzenia-

mi przepływ ten będzie odprowadzany

w czasie remontu. W wypadku remontu

elektrowni pobierającej wodę kanałem

derywacyjnym istotne będzie podanie

nie tylko jakimi urządzeniami będzie

odprowadzany przepływ w czasie re-

montu, ale również z jakim wyprzedze-

niem, w stosunku do unieruchomienia

elektrowni, przepływ ten powinien być

rozpoczęty.

Jan Just

90–987

Specjalista w zakresie chemii wody i powietrza

oraz wodociągów, profesor Państwowego Zakła-
du Higieny, redaktor działu w czasopiśmie „Gaz,
Woda i Technika Sanitarna”, ekspert Światowej
Organizacji Zdrowia.

Jan Just urodził się 15 VI 1901 r. w Majko-

wie Średnim pod Piotrkowem Trybunalskim.
Po ukończeniu Gimnazjum im. Bolesława Chro-
brego w 1923 r. podjął studia na Wydziale Chemii
Politechniki Warszawskiej. W 1931 r. ukończył stu-
dia z dyplomem inżyniera chemika. Podjął pracę
w Państwowym Zakładzie Higieny, z którym zwią-
zał się na całe życie. W latach 1937/1938 otrzymał
stypendium Rockefellera na Uniwersytecie Harvar-
da w USA, zakończone stopniem magistra nauk
w zakresie inżynierii sanitarnej i odbył podróże na-
ukowe w USA, Kanadzie, Wielkiej Brytanii, Francji
i Holandii.

Pierwsze prace naukowe J. Justa pochodzą

z okresu jego pobytu w USA; następne z okresu
pracy w PZH, także z okresu okupacji. Tuż po woj-
nie na uwagę zasługuje artykuł „Stan sanitarno-hi-
gieniczny wodociągów w Polsce w świetle badań
dokonanych przez Państwowy Zakład Higieny
w r. 1946” („Gaz, Woda i Technika Sanitarna”,
6/1947). Po ukończeniu pracy doktorskiej o właś-
ciwościach bakteriobójczych nadtlenku wodoru
w wodzie w 1948 r. otrzymał stopień doktora na
Wydziale Chemii Politechniki Warszawskiej.

W 1950 r. minister zdrowia powierzył mu zor-

ganizowanie Katedry i Zakładu Higieny Osied-
li w Akademii Medycznej w Warszawie, gdzie
w 1954 r. uzyskał tytuł profesora nadzwyczajnego.
W latach 1954-1955 był profesorem na Wydzia-
le Inżynierii Sanitarnej Politechniki Warszawskiej
i uczestniczył w pracach komitetów PAN: Higieny
i Organizacji Zdrowia, Higieny Otoczenia, Prze-
strzennego Zagospodarowania Kraju, Hydrobiolo-
gicznego oraz Inżynierii i Gospodarki Wodnej; był
także ekspertem Swiatowej Organizacji Zdrowia.

Od 1955 r. kierował Zakładem Higieny Ko-

munalnej, a zarazem był zastępcą dyrektora
PZH. Od 1968 r. był prezesem – przez trzy ka-
dencje – Polskiego Towarzystwa Higienicznego,
a jednocześnie redaktorem naczelnym „Roczni-
ków PZH”. Przewodniczył Radzie Biura Studiów
i Rzeczoznawców Polskiego Zrzeszenia Inżynie-
rów i Techników Sanitarnych. Przedmiotem jego
zainteresowań naukowych i dydaktycznych były:

higiena komunalna, sanitarna ochrona wód, hi-
giena środowiska, sanitarna ochrona powietrza
atmosferycznego, sanitarna ochrona gleby, toksy-
kologiczne zanieczyszczenie środowiska.

J. Just uczestniczył w wielu kongresach mię-

dzynarodowych: Wielka Brytania (1955, 1956),
ZSRR (1956), Czechosłowacja (1959), Hiszpania
(1960), RFN (1962), Belgia (1962), NRD (1963),
Szwajcaria (1964), USA (1965), Bułgaria (1969).
Wśród publikacji znalazło się około 150 pozycji,
a wśród nich książki: „Higiena osiedla wiejskiego”
(Warszawa 1946), „Fizyczne i chemiczne badanie
wody” (Warszawa 1955), „Higiena osiedli” (War-
szawa 1959).

Opublikował też wiele artykułów naukowych:

„Ostatnie zdobycze i kierunki w wodociągarstwie”
(„Zdrowie Publiczne”, 1938), „Stan sanitarny
wodociągów w Polsce” („GWTS”, 1947), „Fluor
w wodach wodociągowych w Polsce” („GWTS”,
1949), „Stan badań nad mikrobiologią ścieków
i wód powierzchniowych zanieczyszczonych ście-
kami” („Acta Microbiologica Polonica”, 1959, t. 8,
wspólnie z J. Cabejszek i S. Ziemińską), „Kierunki
i organizacja badań w dziedzinie ochrony powie-
trza atmosferycznego w USA” („GWTS”, 1966,
t. 7), „Badania porównawcze zapylenia powietrza
atmosferycznego metodą aspiracyjną” („Roczniki
PZH”, 1968), „Beryl w powietrzu atmosferycznym
w 5 wybranych miastach w Polsce” („Roczniki
PZH”, 1968). W 1971 r. przeszedł na emeryturę.

Za zasługi w działalności dydaktycznej i spo-

łecznej otrzymał odznaczenia: Krzyż Kawalerski
OOP, Krzyż Komandorski OOP z gwiazdą (1976),
Medal Komisji Edukacji Narodowej (1978), odznaka
„Odznaczony dla Zdrowia Narodu” (1981), a także
członkostwa honorowe: PZITS (1966), Polskiego
Towarzystwa Higienicznego, Gesellschaft für Allge-
meine und Komunale Hygiene (w Niemczech).

Zmarł 24 I 1987 r. w Warszawie, pochowany

na cm. Ewangelicko-Reformowanym.

Z małżeństwa ze Stellą Ireną z Prentkich – na-

uczycielką – miał syna (1937), studenta Wydziału
Lotniczego PW, zmarłego w 1955 r.

Zdzisław Mikulski

Opracowano na podstawie: Polskie Zrzeszenie In-

żynierów i Techników Sanitarnych – 50 lat działalności

(Warszawa 1969); biogramu w SBTP, t. 15, 2004 (An-

drzej Madeyski) i materiałów własnych.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Instrukcja gospodarowania wodą

dla kaskady zbiorników lub stopni wod-

nych, w myśl przepisu § 8 ust. 5 rozpo-

rządzenia, musi obejmować wszystkie

obiekty kaskady usytuowane wzdłuż

cieku oraz na kanałach derywacyjnych.

Instrukcja ta będzie najtrudniejszą z in-

strukcji, gdyż niezależnie od rozwiąza-

nia, omówionych już wyżej problemów

pojedynczego zbiornika lub stopnia, bę-

dzie musiała ona sformułować zależno-

ści i warunki wzajemnego oddziaływa-

nia gospodarowania wodą, z uwzględ-

nieniem normalnych warunków użytko-

wania, warunków użytkowania w okre-

sie powodzi oraz w wypadku wystąpie-

nia suszy w zbiorniku.

Kaskada składa się nie tylko z tych

budowli piętrzących, których cofka jed-

nej budowli dochodzi do przekroju pię-

trzenia następnej, lecz również z urzą-

dzeń wodnych położonych w pewnej

odległości od siebie. Dla takich sytuacji

niezbędne będzie określenie, poniżej

których budowli piętrzących musi być

zapewniony przepływ nienaruszalny,

a poniżej których można z niego zre-

zygnować, z uwagi na „podparcie” lu-

strem wody następnego urządzenia

(zbiornika lub stopnia).

Instrukcja gospodarowania wodą ka-

skady zbiorników lub stopni wodnych

musi precyzować wpływ gospodaro-

wania wodą obiektu położonego wyżej

na obiekty kaskady położone niżej, nie-

zależnie od tego czy obiekty te są usy-

tuowane bezpośrednio na cieku, czy

też na kanałach derywacyjnych. Musi

ona również uwzględniać zależności

między pracą obiektów kaskady speł-

niających inne zadania, np. zbiorniki

retencyjne, elektrownie przepływowe

przy stopniach, elektrownie szczyto-

wo-pompowe, pobory wody, przerzuty

wody, kanały ulgi itp.

W wypadku instrukcji gospodarowa-

nia wodą kaskady zbiorników i stopni

wodnych szczególnego znaczenia na-

biera część instrukcji dotycząca okre-

sów wyłączeń poszczególnych obiek-

tów z pracy, w celu przeprowadzenia

okresowych przeglądów i remontów.

Wyłączenie każdego pojedynczego

obiektu będzie oddziaływać na pracę

pozostałych obiektów, powodując po-

trzebę opracowania różnych wariantów

gospodarowania wodą dla poszczegól-

nych sytuacji.

myśl przepisu art. 131 Prawa

wodnego projekt instrukcji dołącza się

do wniosku o wydanie pozwolenia wod-

noprawnego na tych samych zasadach

co i operat wodnoprawny, musi więc

go dołączyć ten zakład, który składa

wniosek o uzyskanie pozwolenia wod-

noprawnego. Stosownie do przepisu

art. 131 ust. 5 koszty opracowania pro-

jektu instrukcji gospodarowania wodą

ponoszą:

□

podmioty odnoszące korzyści

z urządzenia wodnego, którego doty-

czy instrukcja proporcjonalnie do odno-

szonych korzyści,

□

podmioty, których korzystanie

z wody lub urządzenia wodnego wyma-

ga dokonania zmiany instrukcji.

Przepis ten należy traktować jako

wskazówkę do indywidualnej propozy-

cji, uzależnionej od rodzaju urządze-

nia wodnego i sposobu dysponowania

wodą. Każdy z zakładów odnoszący

korzyści z budowli piętrzącej i prowa-

dzący gospodarkę wodną swojego za-

kładu, według sposobu określonego

we wspólnej instrukcji, musi mieć tę in-

strukcję i musi partycypować w kosz-

tach opracowania projektu instrukcji

w wysokości proporcjonalnej do odno-

szonych korzyści. Przepis art. 131 Pra-

wa wodnego nie daje żadnemu organo-

wi upoważnienia do wydawania decy-

zji w przedmiocie nałożenia obowiązku

ponoszenia kosztów opracowania pro-

jektu instrukcji gospodarowania wodą.

Wysokość i sposób poniesienia kosztu

musi być zatem ustalony w umowie cy-

wilnoprawnej. Z ogólnych zasad pra-

wodawstwa wynika bowiem, że wszel-

kie sprawy międzyludzkie, które nie zo-

stały wyłączone do postępowania ad-

ministracyjnego przez kpa lub ustawy

szczególne, są regulowane przepisami

kodeksu cywilnego.

Wydając pozwolenie wodnoprawne

organ zatwierdza instrukcję gospodaro-

wania wodą i jednocześnie, stosownie

do przepisu art. 128 ust. 1 pkt 1a Prawa

wodnego, wprost w decyzji wpisuje spo-

sób gospodarowania wodą, charaktery-

styczne rzędne piętrzenia (Min PP, Min

PE, NPP, Max PP, Nad PP) oraz prze-

pływy (Q

, Q

doz

, Q

pow

,) ze szczególnym

uwzględnieniem przepływu nienaruszal-

nego Q

. Oznacza to, że instrukcja go-

spodarowania wodą zostaje zatwierdzo-

na na ten sam okres, na jaki udzielono

pozwolenia wodnoprawnego. Nakładanie

w pozwoleniu wodnoprawnym obowiąz-

ku aktualizowania instrukcji co 5 lat jest

niezgodne z obowiązującymi przepisa-

mi. Na marginesie należy również dodać,

że przepisy prawa wodnego nie zawiera-

ją obowiązku opracowywania instrukcji

eksploatacji obiektu i nakładanie takiego

obowiązku w pozwoleniu wodnopraw-

nym jest również niezgodne z prawem.

Mogą natomiast występować sytua-

cje, w których zakłady gospodarujące

wodą na podstawie wspólnej instruk-

cji gospodarowania wodą będą miały

różny czas ważności pozwolenia wod-

noprawnego. Zakład, któremu pozwo-

lenie wygasło, będzie musiał wystąpić

o nowe pozwolenie wodnoprawne i do

wniosku o wydanie pozwolenia będzie

musiał dołączyć instrukcję gospodaro-

wania wodą. Jeśli jego zakres, warunki

i cel korzystania z wód nie uległy zmia-

nie, a ponadto nie uległ zmianie sposób

użytkowania wód w regionie wodnym, to

nie ma potrzeby opracowywania nowej

instrukcji. Nowa instrukcja będzie ko-

nieczna jeśli zakład będzie się ubiegać

o nowe pozwolenie wodnoprawne i inny

niż dotychczasowy zakres korzystania

z wód. Stosownie do przepisu art. 131

ust. 5 pkt 2 Prawa wodnego koszty opra-

cowania nowej instrukcji będą, w takim

wypadku, ponosić wszystkie zakłady,

których korzystanie z wody przyczyniło

się do zmiany instrukcji.

Zmiana zakresu korzystania z wody

i aktualizacja instrukcji gospodarowania

wodą może również nastąpić na wnio-

sek zakładu korzystającego z wody,

w wypadku wniosku o zmianę pozwo-

lenia wodnoprawnego. Wydanie decy-

zji może w takiej sytuacji nastąpić w try-

bie art. 155 kpa, tj. za zgodą stron.

Obowiązek zaktualizowania instruk-

cji gospodarowania wodą może być

nałożony na zakład mający pozwolenie

wodnoprawne, stosownie do przepisu

art. 133 ust. 1 Prawa wodnego, w wy-

padku naruszenia interesów osób trze-

cich lub zmiany sposobu użytkowania

wód w regionie wodnym. Decyzję taką

wydaje organ z urzędu lub – na wnio-

sek strony – w trybie art. 163 kpa.

a zakończenie pragnę zwrócić

uwagę, że zawarty w art. 10 ust. 1a

Prawa wodnego przepis stanowiący,

że śródlądowe wody powierzchniowe

płynące stanowią własność Skarbu

Państwa nie oznacza, że urządzenia

wodne zlokalizowane na tych wodach

również stanowią własność Skarbu

Państwa, a w konsekwencji tego, że na

Skarbie Państwa spoczywa obowiązek

opracowania instrukcji gospodarowa-

nia wodą. Urządzenia wodne stanowią

własność tego podmiotu, który je wybu-

dował lub nabył w innym trybie, i obo-

wiązek opracowania instrukcji spo-

czywa na właścicielu lub użytkowniku

urządzenia wodnego, ubiegającym się

o pozwolenie wodnoprawne.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

JERZY M. SAWICKI

Politechnika Gdańska

Wydział Budownictwa Wodnego i Inżynierii Środowiska

Katedra Hydrauliki i Hydrologii

Dokładność metod obliczeniowych

a skuteczność ochrony przeciwpowodziowej

Przedstawiono analizę wpływu dokład-

ności prognoz meteorologicznych i hydro-

logicznych oraz metod obliczeniowych na

dokładność symulacji wezbrań. Analizę zi-

lustrowano przykładem obliczeniowym dla

potoku Strzyża.

ako punkt odniesienia przy rozwa-

żaniu interesujących nas tu kwestii do-

godnie będzie przyjąć moment wystą-

pienia powodzi, niezależnie od jej skali

(czy będą to wylewy wody na ogrom-

nych obszarach, czy tylko lokalne pod-

topienia). Pozwala to na zestawienie

funkcjonalnego schematu aktywności

przeciwpowodziowej (rys. 1). Uwypukla

on dwa typy takiej aktywności:

□

prowadzone przed wystąpieniem

powodzi

działania zapobiegawcze;

□

podejmowane po jej wystąpieniu

działania ratunkowe.

Podział ten, formalnie oczywisty,

ma głęboki sens merytoryczny. Z jed-

nej strony pozwala bowiem na zwięk-

szenie czytelności różnorakich dysku-

sji (niejednokrotnie, gdy pada zarzut

o braku działań zapobiegawczych,

przedstawiciele

odpowiedzialnych

za nie instytucji odwołują się do suk-

cesów w działaniach ratowniczych,

używając argumentów typu: „w ciągu

trzydziestu minut po ogłoszeniu sta-

nu alarmowego cały sztab przeciwpo-

wodziowy znajdował się już na tere-

nie centrum dowodzenia”), a z drugiej

strony (co dużo ważniejsze) − podział

ten daje możliwość głębszego zro-

zumienia istniejących uwarunkowań

technicznych.

Podstawowym takim uwarunkowa-

niem dla działań zapobiegawczych są

prognozy oraz/lub symulacje wszelkich

procesów, wpływających na zagroże-

nie powodziowe.

Dokładność pro-

Rys. 1. Schemat funkcjonalny działalności przeciwpowodziowej

gnoz i symulacji jest ściśle związana

ze stosowanymi „narzędziami” (meto-

dami obliczeniowymi oraz danymi wej-

ściowymi), których jakość jest z kolei

pochodną informacji o stanach z prze-

szłości.

Jest to bardzo ważny element, gdyż

wykazuje wielotorowe związki z dzia-

łaniami zapobiegawczymi (poczyna-

jąc od bezpośredniego wykorzysty-

wania uśrednionych danych archi-

walnych do projektowania obiektów

technicznych, aż po ich przydatność

przy weryfikacji różnych teorii progno-

stycznych, gdy na podstawie informa-

cji „zaprzeszłych” wykonuje się pro-

gnozy stanów „przyszłych w przeszło-

ści” i porównuje się je z rzeczywistymi

stanami przeszłymi). Przedmiotowe

informacje winny więc być pozyski-

wane w sposób precyzyjny. Tymcza-

sem w rzeczywistości zdobywa się je

„w ogniu walki”, gdy pierwszoplano-

wym zadaniem jest obrona ludzkiego

życia, zdrowia i mienia. W takich sytu-

acjach mogą zawieść nawet automa-

tyczne systemy pomiarowe, a nie za-

wsze jest wtedy czas na ich kontrolę

i naprawę.

Element ten na rys. 1 ujęto pod ha-

słem „ocena sytuacji”, gdyż w cza-

sie trwania powodzi głównym celem

wszelkich obserwacji i pomiarów jest

rozpoznanie zagrożeń pod kątem pro-

wadzenia akcji ratowniczej. Jednak na-

wet wtedy nie należy zapominać o po-

znawczych walorach gromadzonych

danych (przecież powodzi „nie da się

powtórzyć”, a gdyby nawet, to lepiej

jej nie powtarzać). Dane zgromadzone

w okresach ekstremalnych, wraz z wy-

nikami pomiarów bieżących prowadzo-

nych w okresach stanów normalnych,

muszą być archiwizowane i wykorzy-

stywane.

Można tu wyróżnić dwa kierunki apli-

kacji takich danych. Pierwszy z nich,

potocznie określany mianem „monito-

ringu”, sprowadza się do oceny stanu

głównie przez porównanie wskaźników

obserwowanych z kryterialnymi (usta-

lonymi w przepisach prawnych). Jest

to działalność o charakterze bieżącym,

administracyjnym (stwierdzenie prze-

kroczenia wskaźników kryterialnych

najczęściej skutkuje sankcjami, adre-

sowanymi do odpowiednich jednostek,

a ich typową formą są opłaty karne).

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Drugi kierunek wykorzystania danych,

merytoryczny, został już omówiony

wcześniej (element informacji o stanach

przeszłych). Niestety – z punktu widze-

nia osoby zainteresowanej modelami

prognostycznymi oraz symulacyjnymi

– należy tu stwierdzić, że merytorycz-

na przydatność dotychczas gromadzo-

nych danych meteorologiczno-hydrolo-

gicznych jest ograniczona, a dominuje

ich aspekt „bieżący” (monitoring).

Rzeczą niezbędną wydaje się więc

wprowadzenie nakazu konsultowa-

nia wszelkich planów i projektów sie-

ci i systemów pomiarowo-obserwacyj-

nych w tym zakresie, finansowanych

ze środków publicznych, tak aby gro-

madzone dane były przydatne do ana-

lizy fizycznej.

Ostatnim z czynników, które należy

tu zasygnalizować, jest zróżnicowanie

czasowych poziomów prognoz i sy-

mulacji. Mogą one być bardzo wydłu-

żone (gdy na przykład prowadzone są

prace nad regulacją rzek lub budową

ich obwałowań), ale też niesłychanie

krótkie (gdy istnieje bezpośrednie za-

grożenie pewnych obszarów, wyma-

gające na przykład natychmiastowej

ewakuacji ludności). Jest to czynnik

niesłychanie ważny, gdyż różne puła-

py czasowe prognoz wymagają róż-

nych narzędzi obliczeniowych, a tak-

że stawiają różne wymogi co do ich

dokładności.

I właśnie kwestia dokładności tych

narzędzi będzie rozważana w dalszym

ciągu tego artykułu.

■

Funkcjonalna ocena narzędzi

prognostycznych

Można wyróżnić dwa zasadnicze

typy prognoz:

Rys. 2. Porównanie rzeczywistych i prognozowanych stanów Wisły w Toruniu [2]

Rys. 3. Jakościowa charakterystyka zgodności prognoz meteorologicznych i hydrologicz-

nych

– meteorologiczne;

– hydrologiczne.

Pierwsza z tych kategorii odnosi

się do zjawisk atmosferycznych (opa-

dy, temperatura powietrza, wiatr itd.),

z natury rzeczy wyprzedzających zja-

wiska hydrologiczne, mogące już

bezpośrednio skutkować powodzia-

mi. Pozwala to naszkicować logiczny

ciąg prac, związanych z przewidywa-

niem ewentualnych zagrożeń, zgodnie

z którym prognoza zjawisk atmosfe-

rycznych (w szczególności: opadów

deszczu) może stanowić podstawę

ilościową do wykonania prognozy hy-

drologicznej (w szczególności: stanów

i wydatków rzek). Teoretycznie pozwa-

la to zwiększyć wyprzedzenie progno-

zy względem zjawisk, a tym samym

poprawić skuteczność działań zapo-

biegawczych.

Jednak tę jakościowo poprawną ar-

gumentację należy poddać weryfikacji

empirycznej. A ta prowadzi do niskiej

oceny sprawdzalności prognoz meteo-

rologicznych.

Dokładne zestawienie porównaw-

cze prognoz pogody i jej stanów rze-

czywistych wykracza poza ramy tego

artykułu. Jedynie więc tytułem przy-

kładu zauważmy, że w lipcu 1997 r.

w południowej Polsce prognozy wyso-

kości opadów sięgały 1/4–1/3 wysoko-

ści opadu rzeczywistego (ostrzeżenie

w dniu 4.07.1997 r. o opadach rzędu

45–75 mm, podczas gdy opady rze-

czywiste po upływie doby osiągnęły

200 mm), a czas ich wyprzedzenia był

rzędu 1 doby [4, 5]. Podobnie rok póź-

niej „…dyżurny synoptyk kraju … spo-

rządził ostrzeżenie … zapowiadające

… burze i przelotne deszcze, miejsca-

mi intensywne, przekraczające 30 mm”

[3]. Tymczasem w ciągu doby w Dusz-

nikach spadło 170 mm deszczu, zaś

w Polanicy − 137 mm.

Bez porównania lepiej rzecz wy-

gląda przy prognozowaniu przepły-

wów w rzekach. Dopływy do zbiorni-

ków w lipcu 1997 r. w rejonach gór-

skich (Rożnów, Dobczyce, Tresna)

prognozowano także z jednodobowym

wyprzedzeniem, lecz z nieporówna-

nie lepszą dokładnością, rzędu 20%

[4]; łatwiejsze zaś do prognozowania

stany rzek − z dokładnością ok. 10%

w rejonach górskich. Dokładność pro-

gnoz hydrologicznych rośnie zdecydo-

wanie dla terenów nizinnych (dla Wi-

sły na odcinku Annopol-Tczew − 2,3%,

dla Odry na odcinku Chałupki-Słubice

− 5,9%).

Przy właściwie dobranych metodach

obliczeniowych, np. [1, 2, 8, 12] do-

Gospodarka Wodna nr 2/2007

kładność prognoz hydrologicznych jest

bardzo wysoka (zależna głównie od

dokładności określenia czynników ze-

wnętrznych), a uzyskiwane one mogą

być z bardzo dużym wyprzedzeniem

(rys. 2).

Stwierdzenie powyższe staje się

całkowicie zrozumiałe, gdy uświado-

mimy sobie ogromny stopień złożo-

ności (czy wręcz losowości) zjawisk

atmosferycznych w porównaniu z re-

latywnie sporym determinizmem pro-

cesów hydrologicznych. Kwestię tę

obrazuje schemat na rys. 3. Trzeba

pamiętać, że ta różnica dokładności

nie jest konsekwencją ich nieprawid-

łowego wykonywania (założono tu

pełne kompetencje i dobre wyposaże-

nie autorów prognoz), lecz immanen-

tną cechą odpowiednich dyscyplin na-

uki i techniki.

■

Merytoryczne doskonalenie na-

rzędzi prognostycznych

Pod względem merytorycznym do-

kładność metod prognozowania jest

pochodną dokładności ich opisu fi-

zycznego oraz dokładności odtworze-

nia czynników zewnętrznych. Ten drugi

czynnik został już pokrótce omówiony

(rys. 1), można więc przedstawić kwe-

stie merytoryczne opisu procesów fi-

zycznych.

Zasadnicze znaczenie ma tu chy-

ba potrzeba szukania kompromisu

pomiędzy formalną prostotą mode-

lu (umożliwiającą jego praktyczne

stosowanie, często kosztem pogor-

szenia dokładności, wynikającego

z wprowadzenia niezbędnych uprosz-

czeń) a jego wysoką jakością meryto-

ryczną (skutkującą dużym stopniem

złożoności formalnej, niekiedy wręcz

uniemożliwiającej aplikację modelu).

Całkowicie rozumiejąc dążenie do

uzyskania prostoty modelu, należy

jednak wyrazić obawę, że niejedno-

krotnie jest ono silniejsze od dążenia

do poprawy dokładności opisu zjawi-

ska.

Ze względu na obszerność tematy-

ki ograniczono się tu do omówienia

metod określania intensywności od-

pływu ze zlewni (głównie zurbanizo-

wanej, dla potrzeb kanalizacji desz-

czowej), której schemat pokazano na

rys. 4.

Intensywność opadu opisać można

za pomocą czasowej zmienności gru-

bości warstwy wody, docierającej do

powierzchni zlewni H

(x,y,t ), lub przez

natężenie deszczu q

(x,y,t ). Najpo-

pularniejszym chyba sposobem okre-

ślania hydrogramu odpływu ze zlewni

(t ) jest metoda natężeń granicznych,

zgodnie z którą:

= ψ q

(1)

gdzie: ψ − empiryczny współczynnik

spływu, q

− obliczeniowe natężenie

deszczu, F − powierzchnia zlewni.

Istotnym elementem tej metody jest

wyznaczanie miarodajnego czasu trwa-

nia deszczu:

= t

+ t

(2)

gdzie kolejne składniki sumy oznacza-

ją czas koncentracji terenowej, czas re-

tencji kanałowej (często przyjmuje się

= 0,2 t

) oraz czas przepływu w kana-

le:

= L

/v,

(3)

gdzie: L

− obliczeniowa długość ka-

nału, v − średnia prędkość przepływu

cieczy w kanale (z reguły obliczana tu

wzorem Manninga). Obliczeniowe na-

tężenie deszczu opisuje relacja:

= A t

−2/3

(4)

(dla warunków Polski H

< 800 mm/rok,

toteż dla kanałów magistralnych ma-

my A = 804, przy czym [t

] = min.,

] = l/s ha).

W literaturze zagadnienia brak jest

danych pozwalających na dokonanie

empirycznej weryfikacji tej powszech-

nie przecież stosowanej metody dla

kanalizacji deszczowej (jest to zresz-

tą problem ogólniejszy: inwestorzy

i właściciele obiektów zbyt mało uwa-

gi poświęcają na zestawianie parame-

trów projektowych i rzeczywistych).

Jednak analiza powyższych relacji po-

zwala stwierdzić, że nie jest to meto-

da zbyt elastyczna. W szczególności

dotyczy to czasu t

i ujawnia nie tyle

podczas projektowania nowych sieci,

co podczas aktualizacji parametrów

sieci już istniejących (na ile często ak-

tualizacja taka jest przeprowadzana,

to kwestia odrębna, zresztą też bu-

dząca poważne wątpliwości). Dobrze

byłoby więc zastanowić się, czy nie

jest rzeczą celową rozpropagowanie

którejś z bardziej rozbudowanych me-

tod obliczeniowych, która zapewnia-

jąc realistyczny poziom trudności for-

malnej pozwoli na dokładniejszy opis

zjawiska.

Może nią być metoda oparta na

modelu fali kinematycznej dla spły-

wu powierzchniowego [6, 13] oraz

fali dyfuzyjnej dla przepływu ścieków

w kanale [6]. Pomijając szczegółowe

rozważania, ograniczono się do re-

lacji końcowych, zgodnie z którymi

miarodajne natężenie deszczu moż-

na wyrazić wzorem:

(5)

364

)

(

)

(

0028

364

)

(

)

(

0028

Rys. 4. Schemat obliczeniowy zlewni

Gospodarka Wodna nr 2/2007

a miarodajny czas trwania deszczu re-

lacją:

(6)

Wielkości pomocnicze M

i M

są rów-

ne:

(7)

(8)

gdzie: B, L, n oraz i

oznaczają szero-

kość, długość, współczynnik szorstko-

ści według Manninga oraz spadek dna

dla zlewni (indeks „z”) oraz dla kanału

(indeks „k ”). Dla q

określonego z za-

leżności (5) odpływ ze zlewni oblicza

się ponownie z relacji (1).

Sposób funkcjonowania tak skory-

gowanej metody można zilustrować

na przykładzie potoku Strzyża, prze-

pływającego przez gdańską dzielnicę

Wrzeszcz (rys. 5).

Jako jeden z krytycznych profili

potoku można przyjąć skrzyżowanie

ulicy Juliusza Słowackiego z aleją

Grunwaldzką (punkt P na rys. 5), dla

którego powierzchnia zlewni wyno-

si F = 2500 ha. Na podstawie danych

kartograficznych oraz pomiarów w te-

renie można przyjąć, że: B

= 2,50 m,

= 7574,0 m, i

= 0,10, n

= 0,04,

= L

, L

= 1650,0 m, i

= 0,20. Je-

śli chodzi o współczynnik szorstkości

Manninga dla zlewni, to należy rozwa-

żyć dwie sytuacje − początkową, do

końca lat 60. XX wieku, gdy można

było przyjąć n

= 0,07, oraz aktualną,

)

(

631

M +

)

(

631

M +

0264

gdy wskutek zabudowy części zlewni

efektywna szorstkość zlewni zmala-

ła do poziomu n

= 0,06 (22% zlew-

ni o współczynniku co najwyżej 0,02

i pozostałe 78% − 0,07 jak poprzed-

nio).

Wzrost stopnia zabudowy zlew-

ni skutkuje także wzrostem współ-

czynnika spływu powierzchniowego.

W okresie początkowym można przy-

jąć ψ = 0,066 (70% terenów rolnych

i leśnych o współczynniku 0,03 oraz

30% zabudowy niskiej i rozproszonej,

o współczynniku 0,15), podczas gdy

obecnie ψ = 0,14 (54% terenów rolnych

i leśnych, 24% zabudowy niskiej i roz-

proszonej, oraz 22% zabudowy wyso-

kiej, o współczynniku 0,4).

Obliczenia

charakterystycznych

parametrów kanalizacji deszczowej

w tym rejonie (dla której kolektorem

jest potok Strzyża) wykonano dla

czterech wariantów, wynikających

z kombinacji starych (S) i nowych (N)

danych oraz metody natężeń gra-

nicznych (G) oraz opisanej powyżej

metody skorygowanej (K). Otrzyma-

no:

SG: t

= 78,2 min, q

= 43,8 l/s ha, Q

= 7,22 m

/s;

NG: t

= 63,2 min, q

= 50,6 l/s ha, Q

= 17,70 m

/s;

SK: t

= 53,4 min, q

= 56,1 l/s ha, Q

= 9,25 m

/s;

NK: t

= 49,2 min, q

= 59,3 l/s ha, Q

= 20,80 m

/s.

Analiza powyższego zestawienia

pozwala zauważyć (zresztą zgodnie

z teoretyczną charakterystyką zjawi-

ska), że wzrost stopnia zurbanizowa-

nia terenu powoduje zwiększenie od-

pływu deszczowego ze zlewni. Ale to

nie wszystko. Bardzo istotny jest też

fakt, że otrzymane wyniki są różne

dla różnych metod obliczeniowych.

W tym wypadku zastosowanie meto-

dy fizycznie dokładniejszej prowadzi

do zwiększenia spodziewanego od-

pływu.

Wyniki te należy odnieść do kon-

kretnej sytuacji. Otóż maksymalna

przepustowość potoku Strzyża, ob-

liczana wzorem Manninga, w roz-

ważanym przekroju wynosi Q

dmax

22,96 m

/s (przy maksymalnym na-

pełnieniu 1,50 m). Oznacza to, że

w końcu lat 60. rzeka ta była całko-

wicie wystarczającym odbiornikiem

okolicznych wód deszczowych (któ-

rych wydatek miarodajny był rzędu

31% maksymalnego). Jednak wsku-

tek zabudowy, wydatek miarodajny

bardzo zbliżył się do maksymalnego,

przy czym jeśli zastosuje się metodę

tradycyjną jest to 77%, podczas gdy

dla metody skorygowanej − już niemal

90% przepustowości układu. Pamię-

tając, że lokalne natężenie deszczu

w tym rejonie w dniu 9.07.2001 r. się-

gało momentami 240 l/s ha, a średnio

w ciągu 5 godzin wyniosło 68,3 l/s ha

(według pomiarów Katedry Hydrauli-

ki i Hydrologii Wydziału Budownictwa

Wodnego i Inżynierii Środowiska Poli-

techniki Gdańskiej) widzimy, że wylew

wód deszczowych w tym dniu był tam

nieunikniony.

■

Podsumowanie i wnioski

Przedstawione w artykule rozważa-

nia pozwalają stwierdzić, że prewen-

cyjna część systemu ochrony przeciw-

powodziowej musi tworzyć dobrze za-

planowaną i poprawną merytorycznie

strukturę. Istotnym warunkiem jej funk-

cjonowania są prognozy prawdopodob-

nych stanów przyszłych odpowiednich

parametrów zjawiska.

Wyraźnie widać, że przydatność

prognoz meteorologicznych jest tu

bardzo ograniczona. Ze względu na

swą niską sprawdzalność (co nie jest

kwestią rzetelności ich wykonywania,

lecz cechą strukturalną), nie powinny

one być wiążącą podstawą decyzyj-

ną. Warto je wykorzystywać do celów

ostrzegawczych w terenach typu gór-

skiego (w których intensywność opa-

dów jest duża, a już sam etap spływu

powierzchniowego stwarza zagroże-

nie; zaskakująco dużo takich terenów

znajduje się w Gdańsku), mogą też

być podstawą do stawiania w gotowo-

ści służb technicznych (etap działań

ratowniczych), lecz nie mogą one sta-

nowić wiarogodnego punktu wyjścia

do wykonywania prognoz hydrolo-

Rys. 5. Zlewnia potoku Strzyża

Gospodarka Wodna nr 2/2007

gicznych. Metody wykonywania tych

ostatnich należy doskonalić i wdra-

żać tak, aby można było za ich pomo-

cą szybko uzyskiwać symulacje, już

po wystąpieniu konkretnych opadów

(roztopów, spiętrzeń wiatrowych itp.).

Taka sekwencja wynika ze względnie

dużej dokładności metod hydrauliki

i hydrologii.

Równoległą kwestią jest właściwe

stosowanie (nie tylko na etapie pro-

jektowania nowych systemów, lecz

także do bieżącej aktualizacji syste-

mów już istniejących) oraz właści-

wy dobór i doskonalenie istniejących

metod obliczeniowych. Ich dokład-

ność decyduje o wiarogodności obli-

czeń. Jednym z warunków poprawy

sytuacji jest podnoszenie kwalifikacji

kadr.

LITERATURA

1. K. BURZyńSKI, J.M. SAWICKI: Modele

matematyczne w zarządzaniu gospodar-

ką komunalną, Inż. Morska i Geotechnika

4/1997.

2. J. GRANATOWICZ: Hydrodynamiczny mo-

del transformacji stanów i przepływów w ko-

rytach otwartych. Arch. Hydr. 2/1981.

3. Nikt nie ostrzegł. Gazeta Wyborcza nr 172

z dnia 24.07.1998.

4. Powódź’97. Materiały Forum Naukowo-Tech-

nicznego, IMGW, Ustroń k. Wisły 1997.

5. Powódź’97. Materiały Konferencji Nauko-

wo-Technicznej „Kolej-Drogi-Mosty”, Śląska

DOKP i Politechnika Śląska, Wisła 1998.

6. D. SAWICKA, J.M. SAWICKI: Hydraulic

aspects of the storage reservoirs design,

Intern. Symp. „Water Management and Hy-

draulic Engineering”, 14–18.09.1998, Dubro-

vnik (Chorwacja).

7. J.M. SAWICKI: Hydrodynamiczne aspek-

ty ocen oddziaływania na środowisko. Ma-

teriały Konferencji Naukowo-Technicznej

„Współczesne Problemy Inżynierii Środowi-

ska Wodnego”, Szczecin, 12.12.1996.

8. J.M. SAWICKI: Problemy doboru modelu

hydrogeologicznego. XII Sympozjum „Mo-

delowanie matematyczne w hydrogeolo-

gii i ochronie środowiska”. Częstochowa,

20−21.11.1997.

9. J.M. SAWICKI: Przepływy ze swobodną po-

wierzchnią. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa

1998.

10. J.M. SAWICKI, A. KONDZIELA: Aktualizacja

hydraulicznych parametrów sieci deszczo-

wych. GWTS nr 6/2002.

11. R. SZyMKIEWICZ: Dynamika przybrzeż-

nych zbiorników podlegających wpływom

morza, Zesz. Nauk. Pol. Gd. nr 395. Budow-

nictwo Wodne nr 26/1986.

12. R. SZyMKIEWICZ: Modelowanie matema-

tyczne przepływów w rzekach i kanałach.

Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2000.

13. A. USAKIEWICZ: Obliczanie natężenia prze-

pływu ścieków deszczowych z uwzględnie-

niem retencji terenowej i kanałowej. Ochro-

na Środowiska nr 488, Wyd. PZITS, Wroc-

ław 1986.

Artykuł na podstawie referatu wygłoszonego na kon-

ferencji „Powódź w Gdańsku 2001”.

Lucjan Pawłowski, Marzena R.

Dudzińska, Artur Pawłowski:

Environmental Engineering

Taylor@Francis, 2007, 536 ss.

Pod koniec ubiegłego roku, ale datowana

na rok 2007, ukazała się książkowa mono-

grafia „Environmental Engineering”. Książ-

ka, wydana przez jedno z czołowych wydaw-

nictw międzynarodowych Taylor&Francis (to

samo konsorcjum zajmuje się nadawaniem

czasopismom naukowym indeksu poziomu

merytorycznego, tzw. impact factor), groma-

dzi najważniejsze, aktualne osiągnięcia pol-

skich naukowców zajmujących się inżynierią

środowiska.

Okazją do opracowania tej publikacji był II

Kongres Inżynierii Środowiska, który odbył

się w Lublinie we wrześniu 2005 r. Więk-

szość autorów referatów wygłoszonych

w czasie kongresu podjęła wysiłek opraco-

wania na ich kanwie obszerniejszych zwy-

kle artykułów, które w rezultacie żmudne-

go procesu edytorskiego, wielu wnikliwych

recenzji i doskonalenia tekstów, złożyły się

na książkę o dobrym poziomie naukowym

i edytorskim.

Jej ukazanie się to niewątpliwa zasługa

prof. Lucjana Pawłowskiego z Politechni-

ki Lubelskiej, organizatora Kongresów IŚ

i przewodniczącego Komitetu Inżynierii Śro-

dowiska PAN. W pracy edytorskiej wsparli

go: prof. M. Dudzińska i dr A. Pawłowski.

Na 536 stronach, w sześciu działach:

Zagadnienia Ogólne,

Usuwanie i Oczyszczanie Ścieków,

Uzdatnianie i Zaopatrzenie w Wodę,

Odpady Stałe i Zagospodarowanie

Osadów,

Kontrola Zanieczyszczenia Powietrza,

Zagadnienia Różne

zamieszczono w sumie 77 artykułów, któ-

rych tematyka w znacznym stopniu określa

zainteresowania naukowe osób i zespołów

badawczych identyfikujących się z niezwy-

kle pojemną merytorycznie dziedziną inży-

nierii środowiska.

W wymienionych już działach opubliko-

wano kolejno: 6, 18, 11, 12, 8 i 22 teksty;

pracę uzupełnia indeks autorów, liczący

155 nazwisk.

Monografia jest pomyślana przede

wszystkim jako międzynarodowa wizytów-

ka polskich osiągnięć w zakresie inżynie-

rii środowiska i niewątpliwie jest kierowana

głównie do odbiorców zagranicznych. Pol-

skiego czytelnika powinna zainteresować

z kilku powodów. Po pierwsze zawiera cie-

kawe i rozszerzone względem materiałów

kongresowych opracowania o różnorodnej,

specjalistycznej tematyce. Po drugie, dzię-

ki wkładowi pracy edytorów i redaktorów

językowych, książka może być pomocna

w przygotowywaniu publikacji i opracowań

anglojęzycznych z zakresu inżynierii śro-

dowiska (zawiera wiele specjalistycznych

określeń przytaczanych w kontekście me-

rytorycznym). Po trzecie wreszcie umoż-

liwia cytowanie wartościowych polskich

prac dostępnych dzięki wydawnictwu „En-

vironmental Engineering” w szerokim obie-

gu międzynarodowym.

Cena książki to 99 funtów.

Nawet pobieżna lektura monografii

zwraca uwagę na wyraźny niedobór ar-

tykułów podejmujących zagadnienia go-

spodarki wodnej, hydrologii i inżynierii

wodnej. Dominują aspekty jakościowe

gospodarki wodnej oraz inne, konstytu-

ujące inżynierię środowiska specjalności

(odpady, ochrona powietrza itp.). Na tym

tle rodzi się pytanie o przyczyny tego sta-

nu rzeczy. Czy gospodarka wodna, w ro-

zumieniu P.T. Czytelników „Gospodarki

Wodnej”, pozostaje „wielką nieobecną”

częścią inżynierii środowiska w Polsce,

czy też stać ją na odrębny, uzupełniający

kongres i edycję swojego dorobku na po-

ziomie międzynarodowym?

Zbigniew Kledyński

SPROSTOWANIE

Serdecznie przepraszamy

Pana Wojciecha Rędowicza, współautora artykułu

„Minęło 100 lat eksploatacji zbiornika Leśna”, za błędne podanie nazwiska („Go-

spodarka Wodna” nr 1/2007, str. 33).

Redakcja

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Rys. 1. Położenie analizowanych przekro-

jów wodowskazowych: Dunino, Rzymówka

i Winnica

PAWEŁ LICZNAR

Akademia Rolnicza we Wrocławiu

Katedra Budownictwa i Infrastruktury

Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych

do predykcji stanów i natężeń przepływów w rzece

Przeprowadzono analizę możliwości

zastosowania sztucznych sieci neurono-

wych do prognozowania stanów i natęże-

nia przepływów w przekroju wodowskazo-

wym na potrzeby eksploatacji ujęć wodo-

ciągowych. Wykorzystano szeregi czaso-

we codziennych wartości stanów i natę-

żenia przepływów z wielolecia 1975–1978

z sąsiadujących ze sobą przekrojów wo-

dowskazowych: Dunino, Winnica i Rzy-

mówka.

artykule przeanalizowano moż-

liwości zastosowania sztucznych sieci

neuronowych do prognozowania sta-

nów i natężenia przepływów w prze-

kroju wodowskazowym na potrze-

by eksploatacji ujęć wodociągowych

w kierunku predykcji tych wielkości.

Opierano się na znajomości uprzed-

nich pomiarów dobowych na danym

posterunku wodowskazowym lub na

wynikach pomiarów na posterunkach

poprzedzających analizowany prze-

krój wodowskazowy. Z uwagi na ogra-

niczony rozmiar artykułu pominięto

omówienie podstaw teoretycznych

budowy i funkcjonowania sztucznych

sieci neuronowych. Wyczerpujące in-

formacje na ich temat można znaleźć

w wielu pracach, np.: Haykin (1994),

Tadeusiewicz (1993), Osowski (1994,

1996, 2000).

Wykorzystanie sztucznych sieci

neuronowych w warsztacie badaw-

czym współczesnej hydrologii dyna-

micznej jest w pełni uzasadnione.

W opisie dynamiki zjawisk hydrolo-

gicznych wykorzystuje się modele bia-

łej skrzynki, odwołujące się do genezy

zjawisk opisywanej prawami fizyczny-

mi, oraz modele czarnej skrzynki, po-

zwalające na modelowanie systemów

o nieznanej lub bardzo złożonej struk-

turze, pod warunkiem iż znane są syg-

nały wejściowe i wyjściowe (Pociask-

-Karteczka 1999). W drugim podejściu

sztuczne sieci neuronowe sprawdzają

się doskonale. Przy ich wykorzystaniu

otrzymujemy zwykle modele, które po

procesie uczenia, na podstawie wpro-

wadzanych na wejściu sygnałów, są

w stanie określić prawidłowo poszu-

kiwaną wielkość parametrów wyjścio-

wych.

Sieci neuronowe mogą być widzia-

ne, z perspektywy hydrologii, jako

efektywne narzędzia do tworzenia mo-

deli czarnej skrzynki. Modele te nie

pozwalają zasadniczo na poszerzenie

wiedzy o mechanizmach rządzących

ich przebiegiem w odróżnieniu od mo-

deli fizykalnych, jednak zapewniają

często lepsze wyniki prognozowania

przy mniejszej liczbie parametrów wej-

ściowych. Dobrym przykładem ilustru-

jącym tę tezę jest praca Licznara i Ne-

aringa (2003). Porównali oni możliwo-

ści stosowania sztucznych sieci neu-

ronowych, a konkretnie perceptronów

o pojedynczej warstwie ukrytej oraz

fizykalnego modelu nowej generacji

WEPP (Water Erosion Prediction Pro-

ject) do prognozowania wielkości spły-

wu powierzchniowego i towarzyszą-

cego mu zmywu gleby w skali małych

poletek doświadczalnych. Badania

przeprowadzone na bogatym materia-

le wykazały, że sieci neuronowe o sto-

sunkowo prostej architekturze zapew-

niały otrzymywanie prognoz zazwy-

czaj dokładniejszych w porównaniu do

skomplikowanego modelu WEPP. Jed-

nocześnie w odosobnionych przypad-

kach zaobserwowano nierealistyczne

prognozy ujemnych wartości spływu

powierzchniowego i ilości erodowanej

gleby.

Zakres stosowania sieci neurono-

wych we współczesnej hydrologii jest

bardzo szeroki. Ich zastosowania za-

czynają się już na etapie opracowy-

wania danych opadowych, zwłaszcza

tych pozyskiwanych przy wykorzy-

staniu najnowszych technik pomia-

rowych, takich jak techniki radarowe

i satelitarne rozpoznania pola opa-

dowego (Islam i Kothari 2000, Licz-

nar 2001). Na dalszym etapie wyko-

rzystuje się je do realizacji szerokie-

go wachlarza zadań prognozowania

hydrologicznego, np.: spływów po-

wierzchniowych wody, stanów i natę-

żenia przepływów w rzekach, jakości

przepływającej wody (Thirumalaiah

i Deo 2000, ASCE Task Committee...

2000b). O dużym zainteresowaniu

sieciami neuronowymi w hydrologii

może świadczyć powołanie specjal-

nego komitetu do analizy możliwości

ich stosowania w badaniach i prakty-

ce hydrologicznej przy ASCE (Ameri-

can Society of Civil Engineers) (ASCE

Task Committee… 2000a i 2000b).

W ostatnich latach sztuczne sieci

neuronowe wprowadza się także do

inżynierii środowiska, w tym w szcze-

gólności do zagadnień eksploatacji

wodociągów. Tendencja ta jest wi-

doczna nie tylko w fachowej litera-

turze zagranicznej (Camarinha-Ma-

tos i Martinelli 1998, Liu i in. 2003,

Mukhopadhyay i in. 2001, Zhou i in.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Rys. 2. Szereg czasowy codziennych stanów w przekrojach wodowskazowych: Dunino, Winnica, Rzymówka dla lat hydrologicznych:

1975–1978

2000, 2002), ale coraz wyraźniej także

w badaniach krajowych. Przykładowo

Sroczan i Urbaniak (2004) sugerują

szerokie wykorzystanie sztuczne sie-

ci neuronowych w monitoringu, stero-

waniu i eksploatacji systemów zaopa-

trzenia w wodę i ochrony wód. Dawi-

dowicz (2005) przeprowadził liczne

eksperymenty numeryczne weryfiku-

jące możliwość stosowania sztucz-

nych sieci neuronowych do oceny

średnic przewodów w gałęziach sie-

ci wodociągowej oraz do ich obliczeń

hydraulicznych. Licznar i Łomotowski

(2004) osiągnęli bardzo dobre wyniki

prognozowania dobowych rozbiorów

wody w skali dużego wodociągu przy

wykorzystaniu techniki sztucznych

sieci neuronowych różnego typu.

■

Obiekt badawczy

Do przeprowadzania badań wytypo-

wano przekrój wodowskazowy Dunino

położony na wysokości 135,6 m n.p.m.

na Kaczawie, na 35,3 km rzeki, zamy-

kający zlewnię o łącznej powierzchni

759 km

. Dane pomiarowe z tego po-

sterunku są wykorzystywane przy eks-

ploatacji jednego z większych ujęć in-

filtracyjnych w Polce w Legnicy-Przyb-

kowie.

O wytypowaniu do badań przekro-

ju wodowskazowego Dunino zadecy-

dowała także bliskość 2 innych wyżej

położonych przekrojów wodowskazo-

wych: Rzymówka (151,08 m n.p.m.) na

40,3 km Kaczawy, zamykający zlewnię

o powierzchni 307 km

oraz Winnica

(152,00 m n.p.m., przekrój zamykają-

cy zlewnię o powierzchni 398 km

) na

6,2 km Nysy Szalonej, stanowiącej do-

pływ Kaczawy. Łącznie trzy wspomnia-

ne posterunki wodowskazowe tworzyły

ciekawy poligon badawczy do zastoso-

wania sztucznych sieci neuronowych

(rys. 1).

W badaniach wykorzystano dane

zawarte w Rocznikach Hydrologicz-

nych z lat hydrologicznych 1975–

1978. Szeregi czasowe codziennych

wartości stanów i natężenia przepły-

wów przedstawiono na rys. 2 i 3. Ich

analiza wskazuje na naturalne silne

wzajemnie powiązanie wartości pa-

rametrów przepływu dla wszystkich

3 przekrojów wodowskazowych. Wy-

stąpienie kulminacji fal wezbranio-

Rys. 3. Szereg czasowy codziennych natężeń przepływów w przekrojach wodowskazowych: Dunino, Winnica, Rzymówka dla lat hydrolo-

gicznych: 1975–1978

Gospodarka Wodna nr 2/2007

wych, jak i przepływów niżówkowych

we wszystkich 3 przekrojach wystę-

powało praktycznie w tych samych

dniach. Przykładowo najwyższe do-

bowe wartości stanów dla przekro-

jów: Dunino, Winnica i Rzymówka,

wynoszące odpowiednio: 506, 306

i 350 cm, odnotowano tego samego

dnia – 3.08.1997 r. Stanom tym towa-

rzyszyły najwyższe wyznaczone na-

tężenia przepływu wynoszące odpo-

wiednio: 244, 157 i 123 m

· s

–1

. Dla

porównania najniższe stany stwier-

dzone w przekrojach Dunino, Winni-

ca i Rzymówka wynosiły odpowied-

nio: 27, 30 i 56 cm, a odpowiadające

im natężenia przepływu: 0,88; 0,36

i 0,46 m

· s

–1

. Duża amplituda zmian

obserwowanych wartości natężeń

przepływów i stanów w przekrojach

Dunino, Winnica i Rzymówka znaj-

duje swoje potwierdzenie w wysokich

wartościach odchyleń standardowych

wobec wartości średnich tych para-

metrów (tab. I).

■

Sieci prognozujące szeregi cza-

sowe

Podjęto próbę utworzenia dwóch od-

rębnych sztucznych sieci neurono-

wych do prognozowania szeregów

czasowych stanów (sieć 1) i natężeń

przepływów (sieć 2) w przekroju wo-

dowskazowym na podstawie stanów

(natężenia przepływów) poprzedza-

jących. Zdecydowano się na poszu-

kiwanie sieci perceptronowych o po-

jedynczej warstwie ukrytej. Sieci te

jak dotąd były już stosowane z za-

dowalającymi rezultatami w różnego

typu analizach hydrologicznych. Za

praktycznym stosowaniem tego typu

sieci przemawia sprawdzony spo-

sób ich uczenia z nauczycielem, przy

wykorzystaniu algorytmu propagacji

wstecznej.

Architektura opracowanych sztucz-

nych sieci była identyczna zarówno w wy-

padku prognozowania stanów, jak i natę-

żeń przepływów; pokazano ją na rys. 4.

Na wejściu sieci były prezentowane war-

tości parametrów dla 4 uprzednich ele-

mentów szeregu czasowego. Warstwa

ukryta składała się z 5 neuronów, a war-

stwa wyjściowa z pojedynczego neuro-

nu, gdyż na wyjściu sieci otrzymywano

predykcję stanu bądź to natężenia prze-

pływu na jeden dzień w przód. Funkcją

agregującą użytą dla wszystkich neuro-

nów była funkcja liniowa. Jako funkcję

aktywacji zastosowano: funkcję liniową

dla neuronów warstwy wejściowej, funk-

cję hiperboliczną dla neuronów warstwy

ukrytej i funkcję logistyczną dla neuronu

warstwy wyjściowej.

Proces uczenia sieci przebiegał wg

strategii z nauczycielem. W pierwszej

fazie (dla pierwszych 100 cykli uczenia)

zastosowano uczenie wsteczną propa-

gacją, z umiarkowaną szybkością ucze-

nia, otrzymując ogólną zbieżność. W fa-

zie drugiej (dla cykli od 101) wykorzysta-

no metodę gradientów sprzężonych. Al-

gorytm ten był szybszy, a jednocześnie

po wstępnej fazie wolniejszej wstecznej

Tabela I. Wartości średnich i odchyleń standardowych dla szere-

gów czasowych codziennych stanów i natężeń przepływów dla

przekrojów: Dunino, Winnica i Rzymówka w latach hydrologicznych

1975–1978

Przekrój

wodowskazowy

Dunino

Winnica

Rzymówka

Parametr

[cm]

· s

-1

]

[cm]

· s

-1

]

[cm]

· s

-1

]

Średnia

66,6

6,6

49,5

3,1

73,7

3,0

Odchylenie

standardowe

42,4

13,5

18,7

6,8

20,7

6,3

Rys. 4. Schemat opracowanych sztucznych sieci neuronowych

(sieci 1 i 2) dla predykcji stanu i natężenia przepływu w przekroju

Dunino na bazie szeregu czasowego (MLP s4 1:4-5-1:1)

Rys. 5. Obserwowane i prognozowane przez sieć 1 stany codzienne

wody w przekroju Dunino w latach hydrologicznych: 1975–1978

Rys. 6. Obserwowane i prognozowane przez sieć 2 natężenia co-

dzienne przepływów w przekroju Dunino w latach hydrologicznych:

1975–1978

Gospodarka Wodna nr 2/2007

propagacji nie był narażony na proble-

my ze zbieżnością. Dla przeprowadze-

nia procesu uczenia „z nauczycielem”

oraz w celu końcowej kontroli funkcjo-

nowania sieci dokonano podziału zbioru

danych (wektorów z danymi wejściowy-

mi prezentowanymi na wejściu sieci i do-

celowymi wartościami oczekiwanymi na

ich wyjściu) na trzy podzbiory: uczący,

walidacyjny oraz testowy. Podział zbio-

ru danych został dokonany w sposób

losowy, założono jednak przy tym, że

liczebność podzbioru uczącego winna

wynosić ok. 50% dostępnych przypad-

ków, a dla podzbiorów walidacyjnego

i testowego po 25% przypadków każ-

dy. Ponadto wszystkie zmienne przed

ich podaniem na wejście sieci były pod-

dawane konwersji, typu minimax, w ra-

mach której wartości zmiennych liczbo-

wych były przeskalowane liniowo tak, że

najmniejsza spośród nich przyjmowała

wartość równą 0, a największa 1. Miało

to służyć zapewnieniu właściwej czuło-

ści wszystkich wejść sieci.

Wszystkie operacje związane z two-

rzeniem sztucznych sieci neuronowych

zostały przeprowadzone przy wykorzy-

staniu pakietu Sieci Neuronowe 6PL

programu STATISTICA firmy StatSoft.

Korzystanie ze wspomnianego pakietu

jest w znacznej mierze ułatwione dzię-

ki dobremu systemowi pomocy, opra-

cowanemu przez Lulę i Tadeusiewicza

(2000).

Proces uczenia trwał 108 cykli (epok

obliczeniowych) dla sieci prognozującej

stany oraz 454 cykle dla sieci progno-

zującej natężenia przepływów. Funk-

cjonowanie obydwu sieci zostało oce-

nione przez porównanie prognoz sieci

ze zmierzonymi faktycznie wartościami

parametrów przepływu. Szczegółowe

statystyki tego porównania są zawar-

te w tab. II dla całego analizowanego

zbioru, jak i wyodrębnionych podzbio-

rów: uczącego, walidacyjnego i testo-

wego. Ponadto wartości prognozowane

są przedstawione graficznie na tle war-

tości obserwowanych na rys. 5 i 6.

Parametry statystyk regresji rzeczy-

wistych i prognozowanych wartości do-

bowych stanu i natężenia przepływu

dla przekroju Dunino (tab. II) wskazują

na ogólnie dobre funkcjonowanie opra-

cowanych sieci. Nieco lepsze wyniki

były obserwowane generalnie w wy-

padku prognozy stanu (r = 0,905), niż

w wypadku predykcji natężenia prze-

pływu (współczynnik korelacji nieco

mniejszy, r = 0,879). Stwierdzone war-

tości błędów i odchyleń były niewielkie,

zwłaszcza w porównaniu z wartościami

średnimi i odchyleniami prognozowa-

Tabela II. Statystki regresji rzeczywistych i prognozowanych przez sieci 1 i 2 wartości co-

dziennych stanu i natężenia przepływu dla przekroju Dunino w latach hydrologicznych:

1975–1978

Parametr

Uczenie

Walidacja

Test

Pełen zbiór

Sieć 1 (prognoza stanu)

Średni błąd, cm

0,158

–1,441

–1,220

–0,586

Odchylenie błędu, cm

16,644

20,597

18,018

18,063

Średni błąd bezwzględny, cm

7,397

7,627

7,123

7,386

Iloraz odchyleń

0,396

0,468

0,432

0,425

Korelacja

0,919

0,889

0,902

0,905

Sieć 2 (prognoza natężenia przepływu)

Średni błąd, m

· s

–1

0,033

0,080

–0,053

0,023

Odchylenie błędu, m

· s

–1

6,500

5,392

7,279

6,453

Średni błąd bezwzględny, m

· s

–1

1,865

1,807

1,838

1,844

Iloraz odchyleń

0,488

0,332

0,687

0,477

Korelacja

0,873

0,943

0,729

0,879

Rys. 7. Schemat sztucznej sieci neuronowej dla predykcji stanu i

natężenia przepływu w przekroju Dunino na bazie informacji z prze-

krojów: Winnica i Rzymówka (MLP 8:8-6-2:2)

nych parametrów.

Przykładowy śred-

ni błąd predykcji

stanu wody dla ca-

łego zbioru wynosił

niespełna –0,6 cm,

a jego odchyle-

nie 18,06 cm, przy

średniej wartości

stanu wody równej

66,6 cm i odchyle-

niu 42,4 cm (patrz

tab. I). Analizu-

jąc wartości współ-

czynnika korelacji

dla poszczegól-

nych podzbiorów,

jak i średnie war-

tości błędu w ich

obrębie, należy

stwierdzić, że mia-

ły one zbliżone war-

tości. Odstępstwem

w tym zakresie jest

podzbiór testowy

przy prognozie sieci 2, z nieco zaniżo-

nym współczynnikiem korelacji r = 0,729.

W połączeniu z opisywaną już długością

procesu uczenia wskazuje to na fakt, że

proces uczenia sieci 1 przebiegł w spo-

sób w pełni zadowalający. Nie trwał on

długo (tylko 108 cykli), a uczona sieć na-

była pozytywne zdolności generalizacyj-

ne. W wypadku sieci 2 w procesie wy-

dłużonego uczenia (łącznie 454 cykle)

doszło przypuszczalnie do częściowego

zatracenia zdolności generalizacyjnych

przez sieć i do niekorzystnego, z punktu

widzenia użytkownika, prostego zapa-

miętywania prezentowanych wzorców.

Rezultatem tego była, jak się wydaje, ob-

niżona o ok. 0,14 i 0,21 względem pod-

zbioru uczącego i walidacyjnego, war-

tość współczynnika korelacji podzbioru

testowego. Ponadto słabsze rezultaty

predykcji wartości natężenia przepły-

wu względem stanu wody są widoczne

po porównaniu wykresów na rys. 6 i 7.

Widoczne na rys. 6 punkty nie układają

się tak blisko linii doskonałej zgodności

predykcji z obserwacjami (y = x), jak na

rys. 5. Co więcej, jak widać otrzymano

dwie niefizykalne predykcje, ujemnych

wartości natężenia przepływu, wyno-

szące –7,83 i – 0,05 m

· s

–1

, odpowied-

nio dla dni: 17.11.1975 r. i 29.08.1975 r.

Najsłabsze wyniki predykcji, obarczo-

ne dużymi błędami, były obserwowane

dla dużych wartości obserwowanych.

Dla stanów wody i natężeń przepły-

wów można to tłumaczyć rzadkością

występowania ich wysokich wartości,

typowych dla sporadycznych wezbrań,

przez co sieci nie miały odpowiedniej

liczby przykładów, na podstawie których

mogłyby nauczyć się opisywać to zjawi-

sko poprawnie.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

■

Sieć łącząca wodowskazy

Analiza rys. 2 i 3 wskazuje jedno-

znacznie na naturalne ścisłe powią-

zanie wartości dobowych stanu i na-

tężenia przepływu na posterunku Du-

nino z tymi samymi parametrami na

poprzedzających posterunkach wo-

dowskazowych: Winnica i Rzymówka.

Kierując się tą obserwacją opracowa-

no sieć neuronową, będącą także sie-

cią perceptronową o pojedynczej war-

stwie ukrytej, o architekturze pokaza-

nej na rys. 7. Na wejściu sieci poda-

wane były wartości stanu i natężenia

przepływu na wodowskazach Winnica

i Rzymówka dla dnia bieżącego oraz

na jeden dzień wstecz, a łączna licz-

ba neuronów warstwy wejściowej zo-

stała ustalona na 8. W wyjściowej war-

stwie zlokalizowane były tym razem 2

neurony, gdyż sieć zapewniała otrzy-

mywanie predykcji wartości jedno-

cześnie stanu, jak i natężenia przepły-

wu na jeden dzień w przód. Funkcje

aktywacyjne oraz agregujące zostały

przyjęte jak w wypadku opisywanych

już wcześniej sieci 1 i 2. Analogicznie

też proces uczenia sieci odbywał się

w sposób nadzorowany po uprzednim

podziale posiadanego zbioru wejść

i wyjść na podzbiory: uczący, walida-

cyjny i testowy.

Proces uczenia sieci 3 trwał 150 cy-

kli (epok obliczeniowych), a wyniki jej

funkcjonowania odniesione względem

rzeczywistych, zmierzonych wartości

parametrów przepływu, przedstawio-

no w tab. III, dla całego analizowanego

zbioru, jak i wyodrębnionych podzbio-

rów: uczącego, walidacyjnego i testo-

wego.

Uzyskane za pomocą sieci 3 pro-

gnozy okazały się być gorszymi od

uprzednio omawianych dla sieci 1 i 2.

Wartości współczynnika korelacji dla

Tabela III. Statystki regresji rzeczywistych i prognozowanych przez sieć 3 wartości do-

bowych stanu i natężenia przepływu dla przekroju Dunino w latach hydrologicznych:

1975–1978

Parametr

Uczenie

Walidacja

Test

Pełen zbiór

Prognoza stanu

Średni błąd, cm

0,066

–0,033

1,093

0,298

Odchylenie błędu, cm

26,642

24,917

23,083

25,369

Średni błąd bezwzględny, cm

11,998

12,293

12,749

12,259

Iloraz odchyleń

0,652

0,494

0,634

0,597

Korelacja

0,760

0,870

0,776

0,803

Prognoza natężenia przepływu

Średni błąd, m

· s

–1

0,120

–0,072

0,2518

0,105

Odchylenie błędu, m

· s

–1

7,636

10,188

5,4172

7,903

Średni błąd bezwzględny, m

· s

–1

2,540

2,680

2,0950

2,464

Iloraz odchyleń

0,705

0,496

0,6326

0,584

Korelacja

0,719

0,881

0,7823

0,812

pełnego zbioru, dla predykcji zarów-

no stanu, jak i natężenia przepływu

były praktycznie sobie równe, wyno-

sząc ok. r = 0,8 (tab. III) i były niższe

o ok. 0,1 w stosunku do analogicznych

danych z tab. II. Potwierdzenie gor-

szej jakości prognoz sieci 3 znajdu-

jemy także w wyższych wartościach

ilorazów odchyleń wyznaczonych dla

błędów i dla danych, które oscylowa-

ły odpowiednio dla prognozy wartości

stanu i natężenia przepływu: w zakre-

sie od 0,494 (podzbiór walidacyjny)

do 0,652 (podzbiór uczący) i od 0,496

(podzbiór walidacyjny) do 0,705 (pod-

zbiór uczący). Przy dokładnym mode-

lowaniu przyjmuje się, że iloraz równy

0,1 (lub mniej) świadczy o dobrej rea-

lizacji regresji przez sieć, podczas gdy

iloraz powyżej 0,7 dyskwalifikuje stwo-

rzony przez sieć model (Lula i Tadeu-

siewicz 2004).

O gorszej jakości otrzymanych pro-

gnoz świadczą także bezsprzecznie

wykresy wartości prognozowanych na

tle obserwowanych parametrów prze-

pływu (rys. 8 i 9). Niestety dla predyk-

cji natężenia przepływu przez sieć 3

ujawniły się ponownie, sygnalizowa-

ne już przy dyskusji sieci 2, cechy

modelu czarnej skrzynki. Tym razem

otrzymano bardzo liczne prognozy,

dla łącznej liczby aż 77 dni, o niefi-

zykalnych ujemnych wartościach na-

tężenia przepływu. Jedyną poprawą

obserwowaną w tym zakresie było to,

że wspomniane ujemne prognozy nie

były wysokie co do swojej bezwzględ-

nej wartości, w większości (72 przy-

padki) były poniżej 1 m

· s

–1

. Najniż-

sze, ujemne natężenie przepływu było

prognozowane przez sieć 3 dla dnia

19.07.1976 r. i wynosiło –1,27 m

· s

–1

Ogólnie można było zauważyć, że pra-

wie wszystkie ujemne prognozy natę-

żenia przepływu dotyczyły dni o rze-

czywistych przepływach o charakte-

rze niżówkowym, nie przekraczają-

cych 1,16–1,32 m

· s

–1

. Jednocześnie

obserwowano sygnalizowane już przy

dyskusji jakości prognoz sieci 1 i 2

zjawisko częstego zaniżania predyk-

cji dla dni o obserwowanych dużych

wartościach stanu wody i natężenia

przepływu. Prowadzi to do konkluzji,

iż prognozowanie rzadko występują-

cych przepływów wezbraniowych i ni-

żówkowych stanowi dla sieci najwięk-

szy problem, gdyż na etapie uczenia

spotyka się z niewielką liczbą podob-

nych przypadków, które nie mogą sta-

nowić niezbędnego minimum materia-

łu uczącego.

■

Podsumowanie

Modele służące predykcji parame-

trów przepływu, rozumianych jako

dobowe wartości stanu i natężenia

przepływu w przekroju wodowskazo-

wym, mogą być cennym narzędziem

wspomagającym zarówno eksploata-

cję, jak i projektowanie ujęć wód po-

wierzchniowych. Jednym z narzędzi,

jakie mogą być wykorzystane w celu

ich budowy, mogą być sztuczne sie-

ci neuronowe. Przedstawione w ni-

niejszej pracy wyniki badań na przy-

kładzie przekroju Dunino wskazują na

spory potencjał możliwości stosowa-

nia w tym zakresie prostych sieci per-

ceprtonowych o pojedynczej warstwie

ukrytej.

Rozpoznane zostały możliwości

użycia sieci perceprtonowych zarów-

no do prognozowania dobowych war-

tości stanów i natężenia przepływów

na podstawie znajomości pomiarów

tych wielkości w dobach poprzednich

na posterunku wodowskazowym, jak

i do przewidywania tych samych war-

tości na podstawie wcześniej zreali-

zowanych pomiarów na posterunkach

poprzedzających analizowany prze-

krój rzeki. Z otrzymanych wyników

można wnioskować, że parametrem

łatwiejszym w modelowaniu przez

sieci neuronowe są stany wody, a nie

natężenia przepływów. Jest to przy-

puszczalnie sumaryczny efekt zarów-

no mniejszej zmienności stanów, jak

i też silniejszej autokorelacji ich ko-

lejnych wartości dobowych. Niższa

jakość prognoz natężenia przepływu

ujawniała się nawet w postaci niefizy-

kalnych prognoz ich ujemnych warto-

ści. Obnaża to dosyć istotne ograni-

czenia co do korzystania z modeli sie-

ci neuronowych, będących w rzeczy-

wistości modelami czarnych skrzy-

Gospodarka Wodna nr 2/2007

nek. Wyniki prognoz otrzymywanych

ze sztucznych sieci neuronowych,

zwłaszcza w wypadku parametru

natężenia przepływu, nie mogą być

przyjmowane bezkrytycznie, a winny

być jedynie materiałem do oceny eks-

pertów. Eksperci winni w czasie jej

trwania posiłkować się prognozami

stanów wody, które zwykle cechowały

się większą precyzją i wiarygodnoś-

cią i zawsze mieściły się w zakresie

możliwej do wystąpienia naturalnej

zmienności wartości.

Zauważalnie lepsze wyniki prognoz

otrzymywano dla sieci 1 i 2 prognozu-

jących osobno szeregi czasowe dobo-

wych wartości stanu i natężenia prze-

pływu w przekroju Dunino, aniżeli dla

sieci 3 realizującej predykcję obydwu

parametrów razem na podstawie infor-

macji z przekrojów poprzedzających.

W wypadku wszystkich 3 sieci widocz-

ne były problemy z dokładnym progno-

zowaniem wartości wysokich stanów

i dużych natężeń przepływu, typowych

dla okresów wezbraniowych. Te same

problemy ujawniły się w wypadku sie-

ci 3 i predykcji wartości bardzo niskich

stanów i małych natężeń przepływów.

Trudności te wynikały zapewne z nie-

wielkiej liczby przykładów, opisują-

cych wspomniane warunki przepły-

wów wezbraniowych i niżówkowych,

w całkowitym zbiorze służącym ucze-

niu sieci. Wskazuje to jednoznacznie

na konieczność odpowiedniego wzbo-

gacenia zbioru o dodatkowe przykła-

dy tego typu zjawisk z innych lat i po-

nowne uczenie sieci. Otrzymane wy-

niki należy uznać jednak za zachę-

cające i wskazujące jednocześnie na

potrzebę prowadzenia dalszych ba-

dań dotyczących możliwości stosowa-

nia sztucznych sieci neuronowych do

prognozowania warunków pracy ujęć

wodnych.

LITERATURA

1. ASCE Task Committee on Application of Artifi-

cial Neural Networks in Hydrology, 2000a: Ar-
tificial neural networks in hydrology. I: Prelimi-
nary Concepts. Journal of Hydrologic Engine-
ering, April 2000, 115–123.

2. ASCE Task Committee on Application of Artifi-

cial Neural Networks in Hydrology, 2000b: Arti-
ficial neural networks in hydrology. II: Hydrolo-
gic applications. Journal of Hydrologic Engine-
ering, April 2000, 124–137.

3. L.M. CAMARINHA-MATOS, F.J. MARTINELLI,

1998: Application of machine learning in water
distribution networks. Intelligent Data Analysis,
2, 311–332.

4. J. DAWIDOWICZ, 2005: Metoda oceny śred-

nic rurociągów wodociągowych przy użyciu
sztucznych sieci neuronowych. Materiały kon-
ferencji naukowej: „Problemy gospodarki wod-
no-ściekowej w regionach rolniczo-przemysło-
wych”, Białowieża 5–7 czerwca 2005, Mono-
grafie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, vol
30, 345–360.

5. S. HAyKIN, 1994: Neural networks, a compre-

hensive foundation. MacMillan College Publ.
Comp., New york.

6. S. ISLAM, R. KOTHARI, 2000: Artificial neu-

ral networks in remote sensing of hydrologic
processes. Journal of Hydrologic Engineering,
April 2000, 138–144.

7. P. LICZNAR, 2001: Sieci neuronowe w mo-

delowaniu procesów meteorologicznych. [in:]
Wybrane zagadnienia z zakresu pomiarów i
metod opracowania danych automatycznych
stacji meteorologicznych (J. Łomotowskiego &
M. S. Rojka Eds.), Zeszyty Naukowe AR we
Wrocławiu, Monografie XXV, nr 428, Wrocław,
56–79.

8. P. LICZNAR, J. ŁOMOTOWSKI, 2004: Pro-

gnozowanie dobowych rozbiorów wody przy
wykorzystaniu sztucznych sieci neurono-
wych. Materiały międzynarodowej konferen-
cji naukowej: „WATER SUPPLy AND WATER
QUALITy” Poznań, 6–8 September 2004,
175–183.

9. P. LICZNAR, M.A. NEARING, 2003: Artificial

neural networks of soil erosion and runoff pre-
diction at the plot scale, Catena, 51(2), 89–
114.

10. J. LIU, H.H.G. SAVENIJE, J. XU, 2003: Fore-

cast of water demand in Weinan City in China
using WDF-ANN model. Physics and Chemi-
stry of Earth, 2003, 28, 219–224.

11. P. LULA, R. TADEUSIEWICZ, 2004: STATI-

STICA Neural Networks. StatSoft, Kraków.

12. A. MUKHOPADHyAy, A. AKBER, E. AL-AWA-

DI, 2001: Analysis of freshwater consumption
patterns in the private residences in Kuwait.
Urban Water, 2, 53–62.

13. S. OSOWSKi, 1994: Sieci neuronowe. Oficyna

Wydawnicza PW, Warszawa.

14. S. OSOWSKi, 1996: Sieci neuronowe w ujęciu

algorytmicznym. WNT, Warszawa.

15. S. OSOWSKI, 2000: Sieci neuronowe do prze-

twarzania informacji. Oficyna Wydawnicza
PW, Warszawa.

16. J. PAWEŁEK, 1996: Wykorzystanie zapasu

wody w celu zabezpieczenia ujęć wodociągo-
wych z rzek i potoków górskich przy stanach
podwyższonych mętności i zawiesin. Zeszyty
Naukowe AR w Krakowie, Rozprawy nr 215,
Kraków.

17. E.M. SROCZAN, A. URBANIAK, 2004: Wy-

korzystanie metod sztucznej inteligencji w
monitorowaniu, sterowaniu i eksploatacji
systemów zaopatrzenia w wodę i ochrony
wód. Materiały międzynarodowej konferencji
naukowej: „WATER SUPPLy AND WATER
QUALITy” Poznań, 6–8 September 2004,
695–704.

18. R. TADEUSIEWICZ, 1993: Sieci neuronowe.

Akadem. Ofic. Wyd., Warszawa.

19. K. THIRUMALAIAH, M.C. DEO, 2000: Hy-

drological forecasting using neural networks.
Journal of Hydrologic Engineering, April 2000,
180–189.

20. S.L. ZHOU, T.A. MCMAHON, A. WALTON, J.

LEWIS, 2000: Forecasting daily urban water
demand: a case study of Melbourne. Journal
of Hydrology, 236, 153–164.

21. S.L. ZHOU, T.A. MCMAHON, A. WALTON,

J. LEWIS, 2002: Forecasting operational de-
mand for an urban water supply zone. Journal
of Hydrology, 259, 189–202.

Rys. 8. Obserwowane i prognozowane przez sieć 3 stany codzienne

wody w przekroju Dunino w latach hydrologicznych: 1975–1978

Rys. 9. Obserwowane i prognozowane przez sieć 3 natężenia co-

dzienne przepływów w przekroju Dunino w latach hydrologicznych:

1975–1978

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Tabela I. Charakterystyczne półroczne i roczne przepływy (Q, m

/s) i odpływy jednostkowe (q, l/(s km

)) w okresie 1951–2000

Wodowskaz

Ozna-

czenie

Zima

Lato

Rok

(XI–IV)

(V–X)

(XI–X)

WWQ

SWQ

SSQ

SNQ NNQ WWQ SWQ

SSQ

SNQ NNQ WWQ SWQ

SSQ

SNQ

NNQ

Szczucin

2070

940

229

88,9

40,5

5780

1710

234

88,2

56,0

5780

1890

231

78,1

40,5

86,6

39,3

9,58

3,72

1,69

241,8

71,5

9,79

3,69

2,34

241,8

79,1

9,66

3,27

1,69

Puławy

6040

2030

484

177

97,7

6580

2430

432

184

111

6580

3050

457

154

97,7

105,5

35,4

8,45

3,09

1,71

114,9

42,4

7,54

3,21

1,94

114,9

53,3

7,98

2,69

1,71

Warszawa

5130

2110

617

248

108

5650

2160

529

265

153

5650

2750

573

215

108

Nadwilanówka

60,4

24,9

7,27

2,92

1,27

66,6

25,4

6,23

3,12

1,80

66,6

32,4

6,75

2,53

1,27

BARBARA FAL

Niżówki na górnej i środkowej Wiśle

Przedstawiono statystyczną analizę ni-

żówek w górnej i środkowej Wiśle w drugiej

połowie XX w. Dokonano oceny przecięt-

nych i ekstremalnych ich charakterystyk

oraz zmian w profilu hydrologicznym rzeki.

Scharakteryzowano sezonowość występo-

wania niżówek. Zwrócono uwagę na grupo-

wanie się lat z głębokimi niżówkami w cykle

kilkuletnie i zmniejszenie się częstotliwości

i rozmiarów niżówek z upływem lat.

■

Geneza, rodzaje i definicje suszy

hydrologicznej i niżówki

Okresy niskich stanów i przepływów

wody w rzekach zwane są suszą hy-

drologiczną lub niżówką.

Rys. 1. Parametry niżówki

W przeszłości pojęcia te nie były

ściśle zdefiniowane. W latach dzie-

więćdziesiątych Farat i współautorzy

[1995] zróżnicowali je. Jako kryterium

rozróżnienia wprowadzili zasięg wy-

stępowania zjawiska. Susza hydrolo-

giczna jest zjawiskiem szerszym niż ni-

żówka. Przyjęli, że susza hydrologicz-

na pojawia się wówczas, gdy zjawiska

niżówkowe występują na ok. 20% po-

sterunków wodowskazowych objętych

analizą w danym roku hydrologicznym.

Niżówką nazwali okres występowania

przepływów mniejszych od przyjęte-

go poziomu granicznego, trwający

co najmniej 20 dni w rozpatrywanym

posterunku wo-

dowskazowym.

Inni autorzy, np.:

Dubicki z zespo-

łem w publika-

cji „Zasoby wod-

ne w dorzeczu

górnej i środko-

wej Odry w wa-

runkach suszy”

[2002], przytacza-

ją pracę Dracupa,

w której pojęcia

suszy i niżówki

różnicuje się we-

dług czasu trwa-

nia: niżówki – kil-

ka tygodni, susza

h y d r o l o g i c z n a

– kilka miesięcy

lub lat.

W Polsce za Dębskim [1967] wyróż-

nia się dwa rodzaje niżówek o różnej

genezie. Niżówki letnie, poprzedzone

suszą atmosferyczną i glebową, za-

czynają się wraz z wyczerpywaniem

się zasobów retencyjnych zlewni. Ni-

żówki letnie są na ogół długotrwałe,

o dużym zasięgu i dominują w nizin-

nej części kraju. Przeciągają się czę-

sto na okres jesienny i zwane są

wówczas niżówkami letnio-jesienny-

mi. Zakończenie niżówki letniej zwią-

zane jest najczęściej z wystąpieniem

opadów i zmniejszeniem parowania

terenowego. Jest to proces zależ-

ny od pojemności retencyjnej zlew-

ni rzecznych. W zlewniach o dużych

zasobach wód podziemnych zmiany

przepływów niżówkowych są niewiel-

kie i powolne. Są to na ogół zlewnie

o dużych powierzchniach. W zlew-

niach mniejszych reakcja na wzmożo-

ne zasilanie jest na ogół szybka. Pod-

czas niżówek letnich zmniejszają się

zarówno przepływy, jak i obniżają się

stany wody.

Niżówki zimowe są charakterystycz-

ne przede wszystkim dla rzek górskich,

chociaż zdarzają się również na rze-

kach nizinnych. Ich występowanie jest

związane z dłuższymi okresami ujem-

nej temperatury powietrza. Zatrzyma-

ny jest wówczas odpływ powierzchnio-

wy, a dopływ wód gruntowych do ko-

ryt rzecznych – mocno ograniczony.

W rzekach pojawiają się zjawiska lo-

dowe – śryż, lód brzegowy i pokrywa

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Tabela IV. Parametry niżówek w okresie 1951–2000 Q≤SNQ=154m

Wodowskaz: PUŁAWy

Rzeka: WISŁA

A = 57 263,6 km

Lp.

Daty początku

i zakończenia niżówki

Łączny czas

trwania

Przerwy

(łącznie)

Deficyt

Średni dobowy

deficyt

Średni przepływ

niżówki

Minimalny przepływ niżówki

[dd.mm.rrrr]

[dni]

[tys. m

]

[tys. m

]

śr

/s]

śr

[l/(s km

)]

min

/s]

min

[l/(s km

)]

Data

[dd.mm.rrrr]

17.08.1951

2.10.1951

80 006,40

1 702,26

134

2,34

123

2,15 13.09.1951

12.10.1951

5.12.1951

127 785,60

2 323,37

127

2,22

112

1,96

2.11.1951

16.07.1952 12.09.1952

101 952,00

1 728,00

134

2,34

112

1,96

8.08.1952

1.02.1954

3.03.1954

75 945,60

2 449,86

126

2,20

120

2,10 25.02.1954

2.09.1954 31.10.1954

50 976,00

849,60

144

2,51

131

2,29 30.09.1954

11.09.1959

10.11.1959

108 172,80

1 744,72

134

2,34

130

2,27 29.09.1959

17.11.1959 13.12.1959

49 852,80

1 846,40

133

2,32

105

1,83

8.12.1959

2.09.1961

9.11.1961

127 008,00

1 840,70

133

2,32

111

1,94 14.10.1961

9.01.1964

4.02.1964

72 316,80

2 678,40

123

2,15

104

1,82 15.01.1964

24.08.1982 26.09.1982

29 721,60

874,16

146

2,55

131

2,29 10.09.1982

23.10.1982 13.12.1982

70 588,80

1 357,48

139

2,43

125

2,18 29.12.1982

29.12.1984 27.01.1985

73 465,92

2 448,86

126

2,20

1,71 10.01.1985

7.08.1992

7.09.1992

24 969,60

780,30

145

2,53

137

2,39

4.09.1992

25.07.1994

8.10.1994

99 273,60

1 306,23

140

2,44

122

2,13

5.08.1994

średnio

78 002,54

1 709,31

135

2,35

119

2,07

Tabela II. Średnie miesięczne przepływy i procentowy rozkład średniego rocznego odpływu na miesiące i półrocza 1951–2000

Wodowskaz

Ozna-

czenie

Miesiące

Zima

Lato

Rok

XII

III

VII

VIII

XI–IV

V–X

XI–X

Szczucin

SSQ

160

181

177

215

300

342

270

286

292

228

164

161

229

234

231

5,7

6,6

6,5

7,1

11,0

12,2

9,9

10,1

10,7

8,4

5,9

49,1

50,9

100

Puławy

SSQ

335

372

362

452

635

747

521

518

509

412

308

319

484

432

457

6,0

6,9

6,7

7,7

11,8

13,4

9,7

9,3

9,5

7,6

5,5

5,9

52,5

47,5

100

Warszawa

SSQ

439

481

467

581

797

941

646

622

583

513

397

415

617

529

573

Nadwilanówka

6,2

7,1

6,9

7,9

11,8

13,5

9,6

8,9

8,6

7,6

5,7

6,1

53,5

46,5

100

Tabela III. Parametry niżówek w okresie 1951–2000 Q≤SNQ=78,1 m

Wodowskaz: SZCZUCIN

Rzeka: WISŁA

A = 23 900,6 km

Lp.

Daty początku

i zakończenia niżówki

Łączny czas

trwania

Przerwy

(łącznie)

Deficyt

Średni dobowy

deficyt

Średni przepływ

niżówki

Minimalny przepływ niżówki

[dd.mm.rrrr]

[dni]

[tys. m

]

[tys. m

]

śr

/s]

śr

[l/(s km

)]

min

/s]

min

[l/(s km

)]

Data

[dd.mm.rrrr]

4.09.1951

28.09.1951

8 372,16

334,89

75,2

3,14

69,1

2,89

27.09.1951

8.10.1951

3.12.1951

59 883,84

1 050,59

65,9

2,76

59,9

2,51

31.10.1951

23.01.1952

22.02.1952

13 279,68

428,38

73,1

3,06

66,0

2,76

30.01.1952

21.07.1952

19.08.1952

13 970,88

465,70

73,9

3,09

62,0

2,59

5.08.1952

16.12.1953

1.03.1954

121 703,04

1 601,36

60,5

2,53

40,5

1,69

2.02.1954

5.09.1954

3.12.1954

57 084,48

634,27

71,2

2,98

54,0

2,26

24.11.1954

17.09.1961

6.11.1961

47 824,00

937,73

67,4

2,82

57,0

2,38

10.10.1961

8.01.1964

3.02.1964

29 695,16

1 099,82

65,4

2,74

58,0

2,43

30.01.1964

3.08.1992

5.09.1992

29 376,00

864,00

71,6

3,00

60,9

2,55

5.10.1992

29.07.1994

3.10.1994

20 234,88

302,01

75,4

3,15

66,6

2,79

9.08.1994

średnio

40 142,41

771,87

70,0

2,93

59,4

2,49

lodowa. Niżówki zimowe trwają zwykle

krótko i kończą się wraz z nastąpieniem

odwilży. W czasie trwania niżówek zi-

mowych maleją przepływy, natomiast

stany wody niejednokrotnie rosną ze

względu na piętrzący wpływ zjawisk lo-

dowych. Dębski wyróżnił niżówki płyt-

kie w obszarze między dolną granicą

stanów średnich i średnim niskim sta-

nem wody oraz niżówki głębokie, pod-

czas których stany wody są niższe od

średnich niskich.

Zarówno w polskiej literaturze hydro-

logicznej, jak i w zagranicznej niżów-

ki są różnie definiowane w zależności

od przyjętych kryteriów: genetycznych,

opisanych przez Dębskiego [1967], sta-

tystycznych czy gospodarczych.

Podejście statystyczne zapropo-

nowała Ozga-Zielińska [1990, 1994].

Krytykuje możliwość podania ścisłej,

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Tabela V. Parametry niżówek w okresie 1951–2000 Q≤SNQ=215 m

Wodowskaz: WARSZAWA-NADWILANÓWKA

Rzeka: WISŁA

A = 84 857,2 km

do 1970 r.

A = 84 539,5 km

od 1971 r.

Lp.

Daty początku

i zakończenia niżówki

Łączny

czas

trwania

Przerwy

(łącznie)

Deficyt

Średni dobowy

deficyt

Średni przepływ

niżówki

Minimalny przepływ niżówki

[dd.mm.rrrr]

[dni]

[tys. m

]

[tys. m

]

śr

/s]

śr

[l/(s km

)]

min

/s]

min

[l/(s km

)]

Data

[dd.mm.rrrr]

6.08.1951

5.10.1951

193 017,60

3 164,22

178

2,10

158

1,86

14.09.1951

10.10.1951

10.12.1951

226 195,20

3 648,31

173

2,04

153

1,80

8.11.1951

15.07.1952

13.09.1952

184 896,00

3 031,08

180

2,12

153

1,80

11.08.1952

3.02.1954

4.03.1954

72 057,60

2 401,92

187

2,20

175

2,06

26.02.1954

3.09.1954

10.11.1954

105 494,40

1 528,90

195

2,30

180

2,12

11.09.1954

15.09.1959

10.11.1959

71 193,60

1 249,01

201

2,37

191

2,25

10,24.10.1959

22.11.1959

25.12.1959

71 280,00

2 096,47

191

2,25

112

1,32

8.12.1959

8.09.1961

10.11.1961

98 323,20

1 536,30

197

2,32

188

2,22

10.10.1961

9.08.1963

5.09.1963

39 312,00

1 404,00

200

2,36

169

1,99

15.08.1963

10.01.1964

4.02.1964

92 361,60

3 552,37

174

2,05

154

1,81

19.01.1964

25.07.1964

17.08.1964

40 953,60

1 706,40

195

2,30

184

2,17

7.08.1964

4.09.1964

27.09.1964

55 296,00

2 304,00

188

2,22

174

2,05

24.09.1964

9.10.1969

19.11.1969

60 307,20

1 435,89

198

2,34

185

2,19

27.10.1969

7.09.1973

30.09.1973

35 596,80

1 483,20

198

2,34

182

2,15

24.09.1973

4.01.1985

25.01.1985

81 216,00

3 691,64

172

2,03

149

1,76

11.01.1985

1.08.1992

9.09.1992

64 022,40

1 600,56

196

2,32

184

2,18

5.09.1992

27.07.1994

23.08.1994

15 724,80

561,60

208

2,46

200

2,37

7.08.1994

średnio

88 661,65

2 140,93

190

2,24

170

2,01

genetycznie uzasadnionej definicji ni-

żówki. Definiuje niżówkę jako okres,

w którym wartości przepływu są rów-

ne i mniejsze od przepływu granicz-

nego (progowego) niżówki Q ≤ Q

g,n

Wielkość przepływu granicznego

ustala się – w zależności od celów

analizy – metodami statystycznymi

lub według kryteriów gospodarczych:

wymogów przemysłu, gospodarki ko-

munalnej, żeglugi, utrzymania prze-

pływu nienaruszalnego, jakości wody

itp. Podobne definicje niżówek znaj-

dują się we współczesnej literaturze

światowej.

Można więc przyjąć, że niżów-

ka jest to okres, w którym wartości

przepływu (stanu wody) są równe lub

mniejsze od przepływu (stanu wody)

przyjętego za graniczny. Wysokość

przepływu (stanu) granicznego usta-

la się w zależności od celów analizy

metodami genetycznymi, statystycz-

nymi lub według kryteriów gospodar-

czych.

Do opisu niżówek, niezależnie od

sposobu ich definiowania, przyjmowa-

ne są następujące parametry:

□

przepływ najmniejszy niżówki –

min,n

/s);

□

objętość niedoboru niżówki – V

, tys. m

, mln m

), zwanej również

deficytem – D;

□

czas trwania (liczba dni) – T

;

□

termin początku i końca wystąpie-

nia niżówki (data).

Niekiedy uwzględnia się jeszcze:

□

średni przepływ niżówki (średnia

arytmetyczna wartość przepływu w wy-

dzielonym okresie);

□

objętość niedoboru części opada-

jącej i rosnącej niżówki.

Główne parametry niżówki przedsta-

wiono na rys. 1.

Przepływ najmniejszy niżówki –

min,n

– jest wybierany jako najmniejsza

wartość w okresie trwania niżówki.

Objętość niedoboru niżówki – V

– oblicza się ze wzoru ogólnego:

(1)

gdzie: Q

g,n

– przepływ graniczny (po-

czątkowy niżówki); Q

– przepływ w cza-

sie n.

W wypadku kroku czasowego rów-

nego jednej dobie objętość niedoboru

niżówki oblicza się jako sumę iloczy-

nów:

(2)

gdzie t = 86 400 – liczba sekund w do-

bie.

Objętość deficytu niżówki opisu-

ją duże liczby. Ich wielkość podaje się

zwykle w tysiącach lub milionach m

Czas trwania niżówki – T

oraz daty

początku i zakończenia niżówki okre-

śla się na hydrogramach codziennych

przepływów w okresach niżówkowych.

Parametry niżówki są zwykle rozpa-

trywane jako jednowymiarowe zmienne

losowe. Zielińska [1963, 1964] zapropo-

nowała opis niżówek w ujęciu probabili-

(

)

o
o

−

∫

(

)

o
o

−

∫

(

)

∑

−

(

)

∑

−

stycznym jako wielowymiarową zmien-

ną losową (dwu- i trójwymiarową).

Parametry niżówek określone na

podstawie hydrogramu codziennych

przepływów zależą od przyjętej de-

finicji niżówki. Przepływ graniczny,

zwany również początkowym, jest

podstawową charakterystyką niżów-

ki. Od jego wartości zależą warto-

ści liczbowe wszystkich parametrów

niżówki (z wyjątkiem przepływu naj-

mniejszego – Q

min

). Wartości liczbo-

we charakterystyk tej samej niżówki

będą tym większe, im wyższą war-

tość ma przepływ początkowy. Z tych

względów zagadnieniu wyboru i me-

tod określania przepływu początko-

wego poświęcono w literaturze wiele

uwagi.

Przy uwzględnieniu genezy zjawi-

ska wykorzystuje się analizę krzywych

opadania do rozdzielenia zasilania po-

wierzchniowego i podpowierzchniowe-

go od odpływu gruntowego. Do opisu

krzywych opadania stosuje się wiele

formuł matematycznych, z których naj-

bardziej rozpowszechniona jest formu-

ła Mailleta. Metody genetyczne wyko-

rzystuje się najczęściej w szczegóło-

wych opracowaniach regionalnych [np.

Dubicki i in. 2002].

Ozga-Zielińska i Brzeziński [1994]

spośród kryteriów określania przepły-

wu granicznego wyróżniają kryterium

hydrologiczne i gospodarcze. Według

kryterium hydrologicznego przyjmują

największą wartość przepływu z mini-

Gospodarka Wodna nr 2/2007

mów rocznych WNQ jako najbardziej

uzasadnioną wielkość przepływu gra-

nicznego. Dopuszczają również możli-

wość przyjęcia jako przepływ graniczny

wartość środkową (medianę) z prze-

pływów minimalnych rocznych, bądź

wartość średnią SNQ. Według kryte-

rium gospodarczego przepływ granicz-

ny jest określany jako wartość, poniżej

której występują braki w zaopatrzeniu

w wodę, trudności w żegludze itp. War-

tość graniczną ustala się wówczas jako

sumę wielkości przepływu nienaruszal-

nego i zapotrzebowania na wodę.

Jest wiele innych metod statystycz-

nych wyboru przepływu granicznego:

□

miary wykorzystujące krzywe sum

czasów trwania, np. wartość przepływu

10% wraz z niższymi w ciągu roku [Du-

bicki i in. 2002];

□

przepływy minimalne o ustalo-

nym okresie uśrednienia, tj. najmniej-

sze wartości średniej przesuwanej z N

kolejnych dni – np. z 10 dni – i o usta-

lonym prawdopodobieństwie nieosiąg-

nięcia [Stachý 1990];

□

średnie minimalne określane

jako średnie z minimalnych średnich

miesięcznych przepływów z roku lub

z okresu letnio-jesiennego; ta charak-

terystyka, istotna dla rolnictwa, bywa

mylnie oznaczana jako SNQ; Bycz-

kowski [1996] w uzasadnieniu potrzeby

określania tej charakterystyki proponu-

je jej oznaczenie jako SN(SQ).

Wielość stosowanych definicji prze-

pływu granicznego powoduje, że wyni-

ki analiz różnych autorów są nieporów-

nywalne i niespójne. W literaturze brak

jest ocen jakie skutki powoduje przy-

jęcie określonego kryterium. Spośród

wymienionych uprzednio charaktery-

styk tylko przepływ średni niski SNQ

jest w Polsce dobrze rozpoznany.

Wartości tej charakterystyki były pub-

likowane w serii wydawniczej „Przepły-

wy charakterystyczne…” [1967, 1976,

1980, 1997, 2000] i w „Atlasie hydrolo-

gicznym Polski” [1986, 1987].

Przepływ średni niski SNQ oblicza

się na podstawie serii chronologicznej

rocznych przepływów NQ ze wzoru:

(3)

w którym: Q – minimalny przepływ w i-

tym roku; N – liczebność serii chrono-

logicznej.

Stachý [1990] poddał krytyce prze-

pływ SNQ jako charakterystykę mia-

rodajną do wyznaczania wielkości

granicznej niżówek. Wymienił liczne

jej niedoskonałości jak np. małą do-

kładność oszacowań, niestacjonar-

ność (zależność od wodności okresu

– mokry lub posuszny), podatność na

wpływ antropopresji. Te wady obciąża-

ją również inne charakterystyki prze-

pływów niskich wybrane jako wartości

miarodajne. Istotny zarzut dotyczył fak-

tu, że nieznane są właściwości proba-

bilistyczne tej charakterystyki. Podjęta

przez Stachý w 1990 r. próba zastą-

pienia SNQ przepływem minimalnym

o znanym okresie uśrednienia 10 dni

i prawdopodobieństwie nieosiągnię-

cia 50% Q

min 10,50

wykazała, że istnieje

ścisły związek między rozpatrywanymi

charakterystykami:

(4)

Jest to niemal zależność liniowa i wy-

kazuje, że średni przepływ niski stano-

wi ok. 90% rozpatrywanej charaktery-

styki probabilistycznej o skomplikowa-

nej strukturze obliczeń. Wysoki stopień

SNQ

∑

SNQ

∑

9992

112

min

SNQ

99876

;

9992

112

min

SNQ

99876

;

skorelowania tych charakterystyk po-

zwala przypuszczać, że proponowana

charakterystyka probabilistyczna jest

również niestacjonarna i jej wielkość

podlega wpływom antropopresji, po-

dobnie jak SNQ.

Podsumowując, należy stwierdzić,

że mimo niedoskonałości – przepływ

średni niski stanowi dobrą podstawę

do wyboru wielkości przepływu gra-

nicznego niżówki, zwłaszcza wówczas

gdy dotyczy ocen w skali kraju, np.

w planowaniu wodnogospodarczym

czy prognozowaniu i tę charakterysty-

kę przyjęto jako miarodajną do oce-

ny niżówek na górnej i środkowej Wi-

śle na przykładzie danych z posterun-

ków wodowskazowych w Szczucinie,

w Puławach i w Warszawie. Umożliwia

to porównanie uzyskanych wyników

z ocenami dokonanymi przez Farata

wraz z zespołem [1995] dla obszaru

całego kraju.

Oceny przepływu Wisły w Warszawie

ustalono wykorzystując łącznie dane

z posterunków Warszawa z okresu do

1967 i z posterunku Warszawa-Nadwi-

lanówka od 1968 r.

■

Parametry niżówek w 3 posterun-

kach wodowskazowych na badanym

odcinku Wisły

Wisła na rozpatrywanym odcinku od

Szczucina do Warszawy ma charakter

rzeki tranzytowej o reżimie śnieżno-

-deszczowym wg klasyfikacji Dynow-

skiej [1971], ze stopniowo malejącym

wpływem letnich wezbrań opadowych,

a rosnącym udziałem odpływu rozto-

powego w odpływie rocznym w miarę

przyrostu zlewni o charakterze nizin-

nym. W tab. I podano półroczne i rocz-

ne przepływy charakterystyczne i obli-

Rys. 2. Profil hydrologiczny średnich wartości parametrów niżówek: a) deficytu niżówki D (tys. m

) i czasu trwania T (dni); b) przepływu

średniego Q

śr

i minimalnego Q

min

/s)

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Tabela VI. Początek występowania niżówek na Wiśle 1951–2000

Wodowskaz

Miesiące

Zima

Lato

Rok

XII

III

VII

VIII

XI–IV

V–X

XI–X

Szczucin

–

Puławy

–

Warszawa

Nadwilanówka

–

Tabela VII. Zakończenie niżówek na Wiśle 1951–2000

Wodowskaz

Miesiące

Zima

Lato

Rok

XII

III

VII

VIII

XI–IV

V–X

XI–X

Szczucin

–

Puławy

–

Warszawa

Nadwilanówka

–

Tabela VIII. Występowanie niżówek w poszczególnych miesiącach roku na Wiśle 1951–2000

Wodowskaz

Miesiące

XII

III

VII

VIII

Szczucin

–

Puławy

–

Warszawa

Nadwilanówka

–

czono odpowiadające im odpływy jed-

nostkowe w okresie 1951–2000, zaś

w tab. II zamieszczono średnie mie-

sięczne przepływy i procentowy roz-

kład średniego rocznego odpływu na

miesiące i półrocza. Średnie i niskie

jednostkowe zasoby wodne Wisły są

największe w górnej części zlewni po-

wyżej Szczucina i stopniowo maleją

do przekroju w Warszawie. Przepływy

maksymalne i średnie z maksymalnych

rosną natomiast od Szczucina do Pu-

ław i maleją do przekroju w Warszawie.

Jest to efekt spłaszczania się fal wez-

braniowych Wisły poniżej ujścia Sanu.

Udział odpływu półrocza letniego

zmniejsza się z 50,9% w Szczucinie

do 46,5% w Warszawie. Największy-

mi średnimi miesięcznymi przepływami

charakteryzuje się kwiecień i marzec.

Najniższe średnie miesięczne wystę-

pują we wrześniu, październiku i listo-

padzie. Jest to okres najczęstszego

występowania niżówek.

Do obliczeń statystycznych parame-

trów niżówek wykorzystano zbiory co-

dziennych przepływów z okresu 1951–

2000 zawarte w bazie danych hydrolo-

gicznych oraz zastosowano program

„Niżówka 2000” [Jakubowski 1997].

Program oblicza parametry niżówek

o zadanej wartości progowej przepły-

wu, określonej z krzywej sum czasów

trwania przepływów dobowych w przy-

jętym wieloleciu, dla okresów niżówko-

wych co najmniej 10-dniowych, przy

minimalnym odstępie 5-dniowym mię-

dzy kolejnymi okresami niżówkowymi.

W tym opracowaniu za wartość pro-

gową niżówki przyjęto przepływ średni

niski SNQ ustalony z jednolitego 50-let-

niego okresu 1951–2000 oraz 20-dnio-

wy minimalny czas trwania niżówki.

Przy wyborze tych założeń kierowano

się przede wszystkim możliwością po-

równania wyników z rezultatami analiz

ogólnopolskich przedstawionymi w pra-

cach Farata [1995] i w innych opraco-

waniach syntetycznych [np. Przepływy

charakterystyczne…, 2000].

W okresie 1951–2000 przepływ SNQ

w Szczucinie ma wartość 78,2 m

/s, co

odpowiada wielkości 4,11% z krzywej

sum czasów trwania przepływów dobo-

wych, w Puławach – 154 m

/s (4,62%)

i 215 m

/s (5,01%) w Warszawie. Do

parametrów określonych programem

Niżówka 2000 wprowadzono kilka ko-

rekt po analizie hydrogramów niżówek.

Np. połączono dwie wybrane kompute-

rowo niżówki we wrześniu i październi-

ku 1954 r. w Puławach i w Warszawie

w jeden okres niżówkowy, gdyż prze-

rwy były spowodowane tylko nieznacz-

nymi wahaniami przepływów niewiele

przekraczającymi SNQ. Po drobnych

korektach przedstawiono w tab. III, IV

i V następujące charakterystyki niżó-

wek w okresie 1951–2000 w Szczuci-

nie, w Puławach, w Warszawie:

□

daty początku i końca niżówki ,

□

łączny czas trwania niżówki [T dni],

□

przerwy łącznie [t dni],

□

deficyt [D tys. m

□

średni dobowy deficyt [Dˉ tys. m

□

średni przepływ i odpływ jednost-

kowy niżówki [Q

śr

/s, q

śr

l/(s · km

)],

□

minimalny przepływ i odpływ jed-

nostkowy niżówki i data wystąpienia

min

/s, q

min

l/(s · km

)].

Obliczono również przeciętne warto-

ści parametrów niżówek jako wielkości

średnie arytmetyczne.

W drugiej połowie XX w. niżówki dłu-

gotrwałe, o czasie trwania co najmniej

20 dni, wystąpiły 10 razy w Szczucinie,

14 razy w Puławach i 17 razy w War-

szawie. Częstość wystąpienia okresów

niżówkowych na Wiśle jest więc różna,

mniejsza na górnej Wiśle i rośnie ze

Rys. 3. Profil hydrologiczny wartości deficytu niżówek (D, tys. m

) w okresie 1951–2000

Gospodarka Wodna nr 2/2007

wzrostem powierzchni zlewni w Puła-

wach i w Warszawie. Maleje natomiast

przeciętny czas trwania niżówek. Wy-

nosi on 49 dni w Szczucinie, 47 – w Pu-

ławach i 41 – w Warszawie. Sumarycz-

ny deficyt i średnie dobowe wartości

deficytu niżówek wzrastają od Szczuci-

na do Warszawy. Rosną również prze-

ciętne wartości średniego i minimalne-

go przepływu niżówkowego. Wartości

przeciętne parametrów niżówek wska-

zują na regularny przebieg tych cha-

rakterystyk w profilu hydrologicznym

rozpatrywanego odcinka Wisły (rys. 2a,

2b). Przeciętna głębokość niżówki, któ-

rą można charakteryzować stosunkiem

średniego przepływu niżówki do prze-

pływu progowego (SNQ), jest niemal

identyczna w trzech rozpatrywanych

posterunkach wodowskazowych i wy-

nosi 0,90 w Szczucinie, 0,88 w Puła-

wach i 0,88 w Warszawie. W okresie

niżówkowym przeciętny niedobór wody

do wartości progowej wynosi 8,1 m

w Szczucinie, 14 m

/s w Puławach

i 25 m

/s w Warszawie.

Najniższy zaobserwowany w 50-le-

ciu przepływ minimalny niżówki w roz-

patrywanych posterunkach wodowska-

zowych kształtuje się na poziomie 50–

60% SNQ i dotyczy niżówek zimowych

związanych z wystąpieniem zjawisk lo-

dowych na Wiśle.

Czas trwania niżówek zimowych jest

zwykle krótszy niż letnich, przy tym

najmniejsze różnice w średnim czasie

trwania niżówek zimowych w porów-

naniu z letnimi występują w Szczuci-

nie. Niżówki zimowe trwają tam śred-

nio 45 dni, zaś letnie – 51. W Puławach

i w Warszawie te różnice pogłębiają się

i np. w Warszawie czas trwania niżó-

wek zimowych wynosi tylko 21, a let-

nich ponad dwukrotnie dłużej – 47 dni.

Niżówki zimowe są więc głębsze od

letnich, ale trwają krócej. Uwaga ta

nie dotyczy przypadków niżówek let-

nio-jesiennych przedłużających się na

pierwsze miesiące zimy – są one na

ogół długotrwałe. Takim zjawiskiem

była niżówka okresu wrzesień – gru-

dzień 1954 r.

Występowanie niżówek w poszcze-

gólnych miesiącach roku podano w tab.

VI – IX i na rys. 5. W dwóch pierwszych

Tabela IX. Występowanie minimalnych przepływów niżówek na Wiśle 1951–2000

Wodowskaz

Miesiące

Zima

Lato

Rok

XII

III

VII

VIII

XI–IV

V–X

XI–X

Szczucin

–

Puławy

–

Warszawa

Nadwilanówka

–

tabelach przedstawiono początek i za-

kończenie niżówek. W ciągu pięćdzie-

sięciu lat w miesiącach od marca do

czerwca włącznie nie odnotowano po-

czątku niżówki w żadnym z trzech po-

sterunków wodowskazowych. Najczęś-

ciej niżówki zaczynają się we wrześniu,

choć niemal równie często może to się

zdarzyć w lipcu i w sierpniu. Zimowe

niżówki najczęściej rozpoczynają się

w styczniu, ale również sporadycznie

w listopadzie, grudniu, a nawet w lu-

tym. Zakończenie procesów niżówko-

wych w półroczu letnim jest przesu-

nięte o miesiąc. Najwcześniej niżówki

kończą się w sierpniu, a najczęściej we

wrześniu. Niekiedy niżówki kończą się

w pierwszych miesiącach półrocza zi-

mowego – w listopadzie i w grudniu. Do-

tyczy to zwłaszcza posterunku w War-

Rys. 4. Przepływy NQ w okresie 1921–2003: a) w Szczucinie, b) w Warszawie

Gospodarka Wodna nr 2/2007

szawie. Nigdy w 50-letnim okresie ni-

żówki nie kończyły się w maju, czerwcu

i w lipcu. W tab. VIII zaznaczono wystę-

powanie niżówek w miesiącach, w któ-

rych zdarzały się przepływy niżówko-

we. W tej tabeli liczba przypadków jest

większa niż liczba niżówek, gdyż nie-

które niżówki trwały kilka miesięcy. Tyl-

ko kwiecień, maj i czerwiec były mie-

siącami, w których nie wystąpiły niżów-

ki. W Szczucinie również w marcu nie

odnotowano takiego zjawiska, a w Pu-

ławach i w Warszawie tylko jednokrot-

nie. Wrzesień, październik i listopad to

miesiące o największej liczbie wystą-

pień niżówek. W dalszej kolejności jest

sierpień i miesiące zimowe – grudzień,

styczeń i luty.

Ważnym parametrem niżówek jest

minimalny przepływ niżówek. Występo-

wanie tej charakterystyki podano w tab.

IX. Najmniejsze przepływy niżówek ani

razu nie pojawiły się w pięciu miesią-

cach roku od marca do lipca. Terminy

występowania przepływu minimalnego

niżówki na górnej Wiśle w Szczucinie

nie wykazują sezonowej regularności

i zdarzyły się w różnych miesiącach od

sierpnia do lutego z niewielką przewa-

gą w październiku. Natomiast na środ-

kowej Wiśle w Puławach i w Warszawie

wyraźna dominacja terminów pojawie-

nia się najmniejszych przepływów ni-

żówkowych występuje we wrześniu.

Statystyczna analiza parametrów ni-

żówek na górnej i środkowej Wiśle wy-

kazała, że w wartościach przeciętnych

w 50-leciu 1951–2000 zjawiska niżów-

kowe wykazują prawidłowości zwią-

zane ze wzrostem powierzchni zlew-

ni i zmianą charakteru zasilania wyni-

kającą z typu dorzecza. Ze wzrostem

dorzecza rośnie częstość występowa-

nia niżówek, deficyt całkowity i śred-

ni dobowy, a także średni i minimalny

przepływ niżówkowy. Maleje natomiast

udział niżówek zimowych w ich ogól-

nej liczbie, maleje również średni czas

trwania niżówek, a także odpływ jed-

nostkowy charakterystyk przepływu.

W analizie niżówek bardziej istotne

niż wartości średnie są wielkości eks-

tremalne powodujące największe szko-

dy. Wybór największej niżówki na Wiśle

nie jest łatwy. Parametry poszczegól-

nych niżówek ulegają zmianom w pro-

filu hydrologicznym. Jedna z przyczyn

może dotyczyć faktu, że wprawdzie

susza atmosferyczna wywołująca ni-

żówkę jest zjawiskiem obejmującym

na ogół duże obszary, ale jej intensyw-

ność i przebieg są różne w różnych

częściach dorzecza. Różny jest rów-

nież rozkład czynników zakłócających

suszę, np. lokalnych opadów atmosfe-

rycznych czy wpływ działalności czło-

wieka. Wypadkowa różnorakich wpły-

wów sprawia, że przebieg niżówki du-

żej rzeki tranzytowej znacznie się różni

od modelu w zlewni jednorodnej.

Czynniki te sprawiają, że mimo iż

w przebiegu uśrednionych parametrów

niżówek można zauważyć wyraźnie

prawidłowości w profilu hydrologicz-

nym Wisły, to już analiza zmian para-

metrów największych niżówek natrafia

na pewne trudności. Spośród 41 niżó-

wek wyróżnionych łącznie w 3 rozpa-

trywanych posterunkach wodowskazo-

wych tylko 7 niżówek wystąpiło jedno-

cześnie na górnej i środkowej Wiśle.

Wybrane charakterystyki tych niżówek

przedstawiono w tab. X i na rys. 3. Dla

porównania podano tam również para-

metry niżówki letnio-jesiennej z 2003 r.,

o której było głośno w ostatnich latach

w literaturze fachowej i w mediach oraz

charakterystyki największej historycz-

nej niżówki z lata 1921 r.

W badanym 50-leciu żadnej z za-

obserwowanych 7 jednoczesnych ni-

żówek na górnej i środkowej Wiśle

nie można uznać za dominującą. Je-

śli przyjąć za główny wskaźnik rozmia-

ru niżówki sumaryczny deficyt wody

do przepływu średniego niskiego, to

wówczas niewątpliwie największa

była niżówka trwająca ok. 2 miesię-

cy od pierwszej dekady października

do pierwszych dni grudnia 1951 r. Nie

Rys. 5. Występowanie niżówek w poszczególnych miesiącach na Wiśle 1951–2000

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Tabela X. Wybrane parametry jednoczesnych niżówek

Lp.

Wodowskaz

Daty

początku i zakończenia

Łączny czas

trwania

Deficyt

Średni dobowy

deficyt

Średni przepływ

Minimalny

przepływ

[dd.mm.rrrr]

[dni]

[tys.m

]

[tys. m

]

/s]

1 Szczucin

8.10.1951

3.12.1951

59 883,84

1 050,59

65,9

59,9

Puławy

12.10.1951

5.12.1951

127 785,60

2 323,37

127

112

Warszawa

10.10.1951

10.12.1951

226 195,20

3 648,31

173

153

2 Szczucin

21.07.1952

19.08.1952

13 970,88

465,70

73,9

62,0

Puławy

16.07.1952

12.09.1952

101 952,00

1 728,00

134

112

Warszawa

15.07.1952

13.09.1952

184 896,00

3 031,08

180

153

3 Szczucin

5.09.1954

3.12.1954

57 084,48

634,27

71,2

54,0

Puławy

2.09.1954

31.10.1954

50 976,00

849,60

144

131

Warszawa

3.09.1954

10.11.1954

105 494,40

1 528,90

195

180

4 Szczucin

17.09.1961

6.11.1961

47 824,00

937,73

67,4

57,0

Puławy

2.09.1961

9.11.1961

127 008,00

1 840,70

133

111

Warszawa

8.09.1961

10.11.1961

98 323,20

1 536,30

197

188

5 Szczucin

8.01.1964

3.02.1964

29 695,16

1 099,82

65,4

58,0

Puławy

9.01.1964

4.02.1964

72 316,80

2 678,40

123

104

Warszawa

10.01.1964

4.02.1964

92 361,60

3 552,37

174

154

6 Szczucin

3.08.1992

5.09.1992

29 376,00

864,00

71,6

60,9

Puławy

7.08.1992

7.09.1992

24 969,60

780,30

145

137

Warszawa

Nadwilanówka

1.08.1992

9.09.1992

64 022,40

1 600,56

196

184

7 Szczucin

29.07.1994

3.10.1994

20 234,88

302,01

75,4

66,6

Puławy

25.07.1994

8.10.1994

99 273,60

1 306,23

140

122

Warszawa

Nadwilanówka

27.07.1994

23.08.1994

15 724,80

561,60

208

200

8 Szczucin

16.08.2003

2.10.2003

19 699,20

410,40

73,6

66,0

Puławy

13.08.2003

7.10.2003

58 060,80

1 036,80

142

132

Warszawa

Nadwilanówka

14.08.2003

5.10.2003

42 249,60

797,16

206

197

9 Szczucin

18.07.1921

1.11.1921

107

303 583,68

2 837,24

45,3

37,5

Warszawa

21.07.1921

21.11.1921

124

791 769,60

6 385,24

141

113

Czerwoną czcionką oznaczono niżówki spoza pięćdziesięciolecia 1951–2000.

była to jednak niżówka najdłużej trwa-

jąca. Dłużej trwała niżówka jesienna

z 1954 r. (60–90 dni) i z 1961 r. (51–

69). Niżówka z 1951 r. charakteryzo-

wała się rów nież dużym średnim do-

bowym deficytem wody i niskimi, ale

nie najniższymi wartościami średniego

i najniższego przepływu niżówki.

Zupełnie inny charakter miała niżów-

ka zimowa ze stycznia i początku lute-

go 1964 r. Była to niżówka krótkotrwała

(26–27 dni), ale głęboka, o największym

średnim dobowym deficycie, najmniej-

szym przepływie średnim i minimalnym

niżówki w Szczucinie i w Puławach.

W Warszawie te parametry należą do

jednych z najmniejszych. Porównanie

tych dwóch niżówek wyraźnie wskazu-

je na różnice w kształtowaniu się niżó-

wek letnich i zimowych na Wiśle.

W kilku wypadkach parametry niżó-

wek charakteryzujące deficyt wykazują

zmienne tendencje w profilu hydrolo-

gicznym rzeki – rosną od Szczucina do

Puław, a następnie maleją do Warsza-

wy lub odwrotnie (rys. 3). Wśród tej gru-

py należy wymienić niżówkę z wrześ-

nia, października i listopada 1961 r.,

a także z sierpnia i września 1992 r.

i z 1994 r. Niekiedy niżówki występu-

ją tylko w jednym lub w dwóch poste-

runkach, o czym świadczy różna liczba

wystąpień zjawisk niżówkowych w roz-

patrywanych posterunkach. Na przy-

kład niżówka, a nawet dwie z 1959 r.

pojawiły się tylko na Wiśle środkowej.

Przyczyna tego rodzaju zjawisk może

tkwić nie tylko w różnym nasileniu su-

szy hydrologicznej na dużym obsza-

rze, lecz również w małej dokładności

ocen przepływu w dolnej strefie stanów

wody.

Sprawdzono więc bilans dopływu na

odcinkach między przekrojami wodo-

wskazowymi Szczucin-Puławy i Puła-

wy-Warszawa. Uwzględniono przy tym

przepływy w ujściach dopływów kon-

trolowanych wodowskazami i oceniono

dopływ ze zlewni niekontrolowanej me-

todą analogii. Badano zgodność rów-

nania:

(5)

gdzie: D – wodowskaz dolny, G – wo-

dowskaz górny, d – wodowskaz na do-

pływie, q – odpływ jednostkowy z nie-

kontrolowanej zlewni różnicowej, za-

wartej między wodowskazami, m – licz-

ba dopływów.













−

∑













−

∑

Ze względu na losowy charakter błę-

dów oszacowanie przepływów na Wi-

śle i dopływach, a także błędów popeł-

nianych przy ocenie nieznanej wartości

odpływu ze zlewni różnicowej i przyję-

tych uproszczeń, równanie (5) nie za-

wsze jest spełnione i powstaje różnica

∆Q między dopływem do przekroju dol-

nego a odpływem:

(6)

Wielkość tę wyrażono w procen-

tach odpływu w przekroju dolnym.

Może być ona traktowana jako orien-

tacyjna ocena błędów oszacowania.

Obliczeniami bilansu odpływu objęto

średnie miesięczne przepływy z jed-

noczesnych niżówek z lat 1951, 1952,

1954, 1961, 1964, 1992 i 1994. Wy-

kazały one, że w większości wypad-

ków bilans odpływu Wisły i dopływów

w okresach niżówkowych wykazu-

je zgodność w granicach ±5%. Nato-

miast odchylenia niżówki z września

i października 1961 i sierpnia 1992 r.

przekraczają 10% wielkości przepływu

Wisły w przekroju dolnym potwierdza-

jąc, że jedną z przyczyn niezgodności

deficytu odpływu może być niewielka













∆

−

∆

∑













∆

−

∆

∑

Gospodarka Wodna nr 2/2007

dokładność oszacowania przepływów

w strefie niskich stanów wody. Niere-

gularny przebieg niżówki 1994 r. wyni-

kał natomiast z przyczyn naturalnych,

z mniejszego nasilenia zjawisk ni-

żówkowych w środkowej części zlew-

ni Wisły, w dorzeczu Wieprza i Pilicy,

co spowodowało m.in., że niżówka na

Wiśle w Warszawie trwała znacznie

krócej i była płytsza (mały deficyt od-

pływu).

Na tle niżówek z drugiej połowy

dwudziestego wieku niżówka z po-

czątku nowego stulecia, czyli z sierp-

nia i września 2003 r., nie była jed-

ną z najgłębszych, choć była mocno

nagłaśniana w mediach. Przeciwnie,

tylko czas jej trwania bliski 2 miesię-

cy był zbliżony do przeciętnego cza-

su trwania niżówek. Pozostałe para-

metry – deficyt, przepływ średni i naj-

mniejszy – świadczą, że była to niżów-

ka raczej płytka. Jednak podczas tej

niżówki w wielu posterunkach wodo-

wskazowych odnotowano stan wody

niższy od absolutnego minimum, np.

w Szczucinie stan wody był niższy od

najniższego stanu wody zanotowa-

nego w 1869 r. Przepływy najniższe

niżówek w 2003 r. natomiast znacz-

nie przekraczały minimalne wartości

przepływów. Świadczy to o wcinaniu

się koryt rzecznych. W takich wypad-

kach trudności gospodarcze powodu-

je nie brak wody, ale problemy jej uję-

cia związane z niskim stanem wody.

Stany wody, jako wskaźnik tenden-

cji zmian koryt rzecznych, wymaga-

ją dokładniejszej analizy. Dotychczas

w badaniach hydrologicznych po-

święcano temu elementowi zbyt mało

uwagi.

Niżówka letnia z 1921 r. jest jedną

z najbardziej znanych niżówek histo-

rycznych. Siebauer [1947] przyjął naj-

niższe stany wody z tego roku jako

miarodajne do oceny zmienności naj-

niższych przepływów Wisły od źródeł

do ujścia. Podane w tab. X parametry

tej niżówki w Szczucinie i w Warsza-

wie, gdzie istnieją dane o przepływach

codziennych i charakterystycznych

z okresu od 1921 r., znacznie prze-

kraczają charakterystyki niżówek ob-

serwowanych w późniejszych latach.

W Warszawie niżówka trwała ponad

cztery miesiące, deficyt sięgał niemal

800 mln m

, a średni dobowy deficyt

przekraczał 6 mln m

. Są to wielkości

niemal dwukrotnie większe niż określo-

ne dla niżówek z drugiej połowy XX w.

Mierkiewicz i Sasim [2005] określiły pa-

rametry tej niżówki dla Wisły w Tczewie

potwierdzające jej wyjątkowość. Trwa-

ła ona 151 dni, a deficyt przekroczył

1500 mln m

W Szczucinie deficyt całkowity oka-

zał się 6-krotnie większy od najwięk-

szej wartości ustalonej dla niżówki

z 1951 r., a deficyt średni dobowy – nie-

mal trzykrotnie większy. Bardzo niskie

były również wartości średniego i naj-

mniejszego przepływu tej niżówki.

Tak znaczne dysproporcje budzą po-

ważne wątpliwości i wywołują koniecz-

ność zbadania przyczyn takich wyni-

ków. Wstępna analiza ciągów minimal-

nych rocznych przepływów od 1921 r.

w Szczucinie i w Warszawie wykazała

tendencję rosnącą, większą w Szczu-

cinie, nieco mniejszą w Warszawie

(rys. 4). W ciągach wartości NQ wykry-

to zmianę skokową wartości średniej

w początkach lat siedemdziesiątych.

Na problem niestacjonarności śred-

nich wartości NQ w wybranych poste-

runkach Wisły (Puławy, Warszawa,

Kępa Polska) zwrócił uwagę Stachý

[1990]. Stwierdził znaczny, statystycz-

nie istotny, skokowy wzrost przepły-

wów średnich niskich (SNQ) w dwóch

okresach 1951–1970 i 1971–1985.

Do podobnych wniosków doszli Pu-

zet i Grzęda [1990, 1991], analizując

długoletnie serie przepływów niskich

z górnej Wisły i jej karpackich dopły-

wów. Zagadnienie wzrostu przepły-

wów średnich niskich, sygnalizowane

również w odniesieniu do innych rzek

w pracach Byczkowskiego i Mandes

[1996] oraz Bartnika i Jokiela [1997],

wymaga szerszych studiów i prze-

kracza ramy tego artykułu. Tu ograni-

czono się jedynie do wyboru niżówek

z okresu poprzedzającego badane 50-

lecie. Dla Szczucina i Warszawy ist-

nieją dane o codziennych i charaktery-

stycznych przepływach z okresu 1921–

1950. W ciągu 30 lat w Szczucinie zda-

rzyło się 14 niżówek, a w Warszawie

16. W tej liczbie było 11 niżówek jedno-

czesnych. Tak więc częstość występo-

wania tych zjawisk w okresie 30-letnim

1921–1950 była znacznie większa niż

w drugiej połowie XX w. Jest to spowo-

dowane m.in. przyjęciem stałej warto-

ści progowej w całym 80-letnim okre-

sie. Należałoby być może podjąć pró-

bę określenia parametrów niżówek od

zmiennej wartości progowej ustalanej

oddzielnie dla wybranych okresów lub

obliczanej dla każdego roku z równa-

nia trendu. W takim wypadku wartości

liczbowe parametrów niżówek będą

inne, jednak chronologia ich występo-

wania nie ulegnie większym zmianom.

Już wcześniej [Fal 2004] stwierdzono,

nie tylko na podstawie obserwacji wo-

dowskazowych, lecz również zapisków

kronikarzy i historyków, że okresy po-

suchy i niżówki grupują się w cykle nie-

kiedy wieloletnie. W okresie historycz-

nym były to np. lata 1530, 1531, 1532,

1534; 1471, 1472, 1473; 1551, 1552,

1553 itd. Do najdłuższego suchego

okresu należą lata 1945–1954. Na ba-

danym odcinku Wisły niżówki wystą-

piły zarówno w latach pojedynczych,

jak i w grupach lat, np. 1928, 1929,

1930, 1932, 1933, 1934; 1939, 1940,

1942, 1943, 1945, 1946, 1947, 1948.

Początek lat pięćdziesiątych to także

okres o głębokich niżówkach na Wiśle

– 1951, 1952, 1954. Również w po-

czątku lat sześćdziesiątych wystąpi-

ła grupa niżówek – 1961, 1963, 1964

i w latach dziewięćdziesiątych – 1992,

1994.

Z analizy rozkładu chronologiczne-

go niżówek wiślanych wypływają dwa

istotne wnioski dotyczące reżimu hy-

drologicznego:

□

grupowanie się lat z głębokimi ni-

żówkami w cykle kilkuletnie,

□

zmniejszanie się częstotliwości

i rozmiarów niżówek z upływem lat.

Zdaniem Punzeta i Czulaka [1996]

pewną rolę w procesie zmniejszania się

rozmiarów niżówek w dorzeczu górnej

Wisły odgrywa obniżanie się poziomu

wód gruntowych pierwszego horyzontu

spowodowane działalnością erozyjną

rzek, która powoduje pogłębianie się

koryt rzecznych.

■

Podsumowanie i wnioski

Statystyczna analiza niżówek na gór-

nej i środkowej Wiśle wykazała, że:

□

Zróżnicowanie reżimu hydrolo-

gicznego Wisły w górnym i środko-

wym biegu wpływa na zmianę prze-

ciętnych wartości parametrów niżó-

wek. Ze zmianą zasilania spowodowa-

ną ukształtowaniem, zróżnicowaniem

klimatycznym i wzrostem powierzchni

zlewni i jej charakteru rośnie częstość

występowania niżówek od 10 zdarzeń

w Szczucinie do 14. – w Puławach

i 17. – w Warszawie. Maleje natomiast

przeciętny czas trwania niżówki z 49

dni w Szczucinie do 47. – w Puławach

i 41. – w Warszawie. Maleje również

udział niżówek zimowych w ich ogól-

nej liczbie. Niżówki zimowe są głęb-

sze od letnich, ale trwają krócej. Ten-

dencję wzrostową ze wzrostem zlew-

ni wykazują średnie wartości deficytu,

a także średni i minimalny przepływ ni-

żówkowy.

□

Występowanie niżówek w cią-

gu roku wykazuje sezonową regular-

Gospodarka Wodna nr 2/2007

ność. Najczęściej niżówki występują

we wrześniu, październiku i w listopa-

dzie. W dalszej kolejności w sierpniu

i w miesiącach zimowych – w grudniu,

styczniu i w lutym. Tylko kwiecień, maj

i czerwiec były miesiącami, w których

nie zdarzyły się zjawiska niżówkowe.

□

W rozkładzie chronologicznym ni-

żówek stwierdzono tendencję do gru-

powania się lat występowania w cy-

kle niekiedy wieloletnie. Jednoczesne

niżówki na górnej i środkowej Wiśle

wystąpiły w latach 1951, 1952, 1954,

1961, 1963, 1992, 1994. Zwrócono

uwagę na zmniejszanie się rozmiarów

niżówek i częstości ich występowania

w drugiej połowie XX w. w porównaniu

z okresem poprzedzającym – 1921–

1950 w Szczucinie i w Warszawie.

□

Charakterystykę niżówek należa-

łoby uzupełniać o analizę stanów wody,

gdyż nie zawsze straty gospodarcze

wynikają z braku wody (niewielkich

przepływów), lecz z trudności jej ujęcia

(niskie stany wody).

LITERATURA

1. Atlas hydrologiczny Polski, t. 1, 1987; t. 2,

1986, red. J. Stachý.

2. A. ByCZKOWSKI: Hydrologia. Wyd. SGGW, t.

2, 1996.

3. A. ByCZKOWSKI, B. MANDES: Badanie

zmienności chronologicznych ciągów średnich

i minimalnych przepływów rzek w północno-

-wschodniej Polsce. Wiad. IMGW, z. 1, 1996.

4. K. DęBSKI: Hydrologia, Wyd. SGGW. 1967.

5. A. DUBICKI i in.: Zasoby wodne w dorzeczu

górnej i środkowej Odry w warunkach suszy,

Seria: Atlasy i monografie. IMGW. 2002.

6. I. DyNOWSKA: Typy reżimów rzecznych w Pol-

sce. Zesz. Nauk. UJ, Prace Geogr. z. 28, 1971.

7. B. FAL: Czy niżówki ostatnich lat są zjawiskiem

wyjątkowym?: Gazeta Obserwatora IMGW, nr

3, 2004.

8. R. FARAT, M. KęPIńSKA-KASPRZAK, P. KO-

WALCZAK, P. MAGER: Susze na obszarze

Polski w latach 1951-1990. Mat. Bad. IMGW,

Seria: Gospodarka Wodna i Ochrona Wód –

16. 1995.

9. W. JAKUBOWSKI: Rozkłady niżówki – pro-

gram komputerowy. 1997.

10. M. MIERKIEWICZ, M. SASIM: Przyczyny i

przebieg suszy 2003, 2005, PTG, IMGW w:

Ekstremalne zjawiska hydrologiczne i meteo-

rologiczne. IMGW: 2005.

11. M. OZGA-ZIELIńSKA: Niżówki i wezbrania –

ich definiowanie i modelowanie, Prz.Geof. z.

1–2/1990.

12. M. OZGA-ZIELIńSKA, M. BRZEZIńSKI: Hy-

drologia Stosowana. PWN. 1994.

13. Przepływy charakterystyczne rzek polskich w

latach 1951–1960. PIHM. 1967.

14. Przepływy charakterystyczne rzek polskich w

latach 1951–1965. IMGW. 1976.

15. Przepływy charakterystyczne rzek polskich w

latach 1951–1970. IMGW. 1980.

16. Przepływy charakterystyczne głównych rzek

polskich w latach 1951–1990.: Materiały Ba-

dawcze, Seria: Hydrologia i Oceanologia – 21,

IMGW. 1997

17. Przepływy charakterystyczne głównych rzek

polskich w latach 1951–1995,: Materiały Ba-

dawcze, Seria: Hydrologia i Oceanologia – 26,

IMGW. 2000.

18. J. PUNZET, J. CZULAK: Długotrwałość wy-

stępowania przepływów niskich w górnych

biegach rzek zachodniej części Karpat. Wiad.

IMGW. z. 1/1996.

19. J. PUNZET, A. GRZęDA: Badanie jednorod-

ności długoletnich materiałów hydrologicz-

nych na przykładzie danych z górnej Wisły

i jej karpackich dopływów. Gosp. Wodn. nr

12/1991.

20. J. PUNZET, A. GRZęDA: Wpływ okresu obser-

wacji na wyniki ustaleń przepływów charakte-

rystycznych SSQ i SNQ w karpackim dorzeczu

Wisły. Gosp. Wodn. nr 5/1990.

21. S. SIEBAUER: Charakterystyczne stany wody

i objętości przepływu w przekrojach wodo-

wskazowych rzeki Wisły. Wiad. Służby Hydro-

logicznej i Meteorologicznej, t. 1, z. 1/1947.

22. J. STACHý: Podstawy metodyczne zasad ob-

liczania przepływów średnich niskich. Wiad.

Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej,

z. 1–4/1990.

23. J. STACHý: Przepływ średni niski SNQ jako

miarodajna charakterystyka projektowa. Prz.

Geof. z. 1–2, 1990.

24. M. ZIELIńSKA [M.Ozga-Zielińska]: Statystycz-

ne metody opracowywania niżówek. Cz. I, Prz.

Geof., z. 1–2/1963.

25. M. ZIELIńSKA [M. Ozga-Zielińska]: Statystycz-

ne metody opracowywania niżówek. Cz. II,

Prz. Geof., z. 2/1964.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

JULIAN KWAŚNIEWSKI

Wpływ „przestrzenności zagadnienia”

w płytach kotwiących

Przedstawiono korzyści wynikające

z zastosowania kwadratowych płyt kotwią-

cych w nabrzeżach oczepowych. Artykuł

nawiązuje do pracy Autora zamieszczonej

w nr. 3/2005 „GW”.

wadratowe płyty kotwiące, względ-

nie prostokątne o kształcie zbliżonym

do kwadratu,

są bardzo ekonomiczne,

w następstwie wciągnięcia do współ-

pracy gruntu z otoczenia po obu swoich

bokach. Stąd

ich zdolność kotwiąca

znacznie wzrasta. Praca gruntu w ich

otoczeniu przy ich przemieszczaniu

się ma przy tym charakter procesu za-

chodzącego w trzech wymiarach, który

określamy mianem „zagadnienia prze-

strzennego”. Celem tego tekstu jest

zwrócenie uwagi na zysk, jaki otrzy-

muje się przez odpowiedni dobór głębo-

kości względnej płyty, to jest stosunku n

= H/b, w którym b jest miarą boku kwa-

dratowej płyty, a H głębokością posado-

wienia jej dolnej krawędzi.

Płyty kotwiące są w istocie konstruk-

cją prymitywną. Jednak ich znaczenie

w konstrukcji nabrzeży oczepowych

jest niezwykle istotne, gdyż w następ-

stwie zakotwienia w gruncie zapewnia-

ją tym nabrzeżom równowagę, przyj-

mując na siebie poprzez stalowe ściągi

działające na ścianki szczelne parcie

gruntu. Źródłem ich

zdolności kotwią-

cej jest odpór gruntu. Odpór gruntu jest

reakcją, która wzbudza się w gruncie

z chwilą, gdy płyty pod wpływem siły

w ściągu zaczynają się przemieszczać

i naciskać w jego kierunku. Odpór grun-

tu wzrasta wtedy wg krzywej przed-

stawionej na rys. 2, od początkowego

przesunięcia płyty s = 0 do przemiesz-

czenia granicznego s = s

, przy którym

uzyskuje wartość maksymalną zwaną

graniczną zdolnością kotwiącą płyt

. Z osiągnięciem wartości Q

wiąże

się zwykle wyparcie bryły odłamu (fot. 1

i fot. 2).

Zysk z „przestrzenności zagadnie-

nia” występujący w wypadku kwadra-

towych płyt, w porównaniu z podawa-

nymi w podręcznikach prostokątnymi

płytami o wydłużonym boku poziomym,

których praca ma charakter

„zagad-

nienia płaskiego”, jest bardzo istotny,

gdyż zwiększa zdolność kotwiącą paro-

krotnie.

Konstrukcja płyt kotwiących – jak już

wspomniano – jest stosunkowo pry-

mitywna, jednak przestrzenna praca

gruntu przemieszczającego się wokół

kwadratowych płyt w czasie ich ruchu

jest niezwykle skomplikowana. Jest to

następstwem zawiłego procesu zwią-

zanego z „mobilizującym się” odporem

gruntu podczas przemieszczania płyt,

i w czasie stopniowego kształtowania

bryły odłamu.

Wyrazem tego skomplikowania i zło-

żoności w zachowaniu się gruntu

w trakcie znacznego przemieszczania

płyt jest całkowita, gruntowna i ciągła

przebudowa jego struktury oraz zróż-

nicowana w tworzącej się bryle odłamu

lokalna ciągła zmienność jego właści-

wości mechanicznych, więc niejedno-

rodność oraz jego anizotropia.

Wyklu-

cza to – przy opracowywaniu wzorów

na zdolność kotwiącą płyt –

możli-

wość jakichkolwiek rozwiązań teo-

retycznych, oraz zastosowania takich

metod, jak metoda elementów skoń-

czonych, charakterystyk Sokołowskie-

go czy symulacji komputerowych.

W tych warunkach

możliwe były

tylko rozwiązania empiryczne, opa-

rte na wieloletnich, żmudnych i kosz-

townych badaniach modelowych, wy-

konywanych w halach laboratoryjnych

oraz w warunkach naturalnych. Wyniki

takich badań i opracowane

wzory na

zdolność kotwiącą płyt Q

zostały

opublikowane w pracach W. Buchhol-

za [1], W. Buchholza i H. Petermanna

[2], St. Hückla [3] i H. Petermanna [5].

Autor tego tekstu (zwany dalej auto-

rem) w okresie późniejszym zajął się

Rys. 1. Przekrój poprzeczny nabrzeża oczepowego ze skarpą nadwodną kotwionego za po-

mocą płyt kotwiących

Rys. 2. Różny stopień zmobilizowania się

odporu gruntu Q

Gospodarka Wodna nr 2/2007

również tym zagadnieniem. W wyniku

10-letnich, żmudnych badań modelo-

wych, w których przerzucono tony grun-

tu,

wykonywanych w Instytucie Bu-

downictwa Wodnego PAN w Gdań-

sku pod kierunkiem prof. St. Hückla,

na podstawie rezultatów przeszło 250

badań modelowych (w tym również 18

badań Buchholza, Petermanna i Hü-

ckla, wykonanych z większymi płytami

w warunkach naturalnych) autor opra-

cował w pracy doktorskiej i opublikował

w skrócie tej pracy [8] bardzo

prosty

wzór na średnie graniczne napręże-

nie występujące przy odporze na po-

wierzchni kwadratowej płyty kotwią-

cej, uwzględniający przestrzenny cha-

rakter pracy gruntu:

(1)

We wzorze (1) n = H/b jest głębokoś-

cią względną płyt, przy czym b jest dłu-

gością boku kwadratowej płyty, ozna-

czoną również przez h jako wysokość

płyt prostokątnych, natomiast H jest

głębokością posadowienia dolnej kra-

wędzi płyt (rys. 3). Ważność wzoru (1)

jest jednak ograniczona tylko do n ≤ 5,

co wynika z proporcji geometrycznych

stosowanych w wykonywanych kon-

strukcjach nabrzeży oczepowych. Wy-

stępujące we wzorze (1) naprężenie:

(2)

jest

ciśnieniem granicznym gruntu

przy odporze w głębokości H na po-

wierzchni pionowej ściany w

„zagad-

nieniu płaskim”, (rys. 3), przy nie-

obciążonej powierzchni gruntu, γ

jest

ciężarem objętościowym gruntu, zaś

jest współczynnikiem odporu okre-

ślonym przez Rankine’a w zagadnieniu

płaskim

(3)

zależnym od kąta tarcia wewnętrznego

gruntu Φ. Dokładność wzoru (1) okre-

ślona przez

błąd średni µ = 15% me-

todą Gaussa jest bardzo duża. Jest

ona większa od dokładności wcześniej-

szych wzorów Buchholza, Petermanna

i Hückla. Autor uzyskał ją przez zasto-

sowanie oryginalnej metody wyprowa-

dzenia wzoru, polegającej na wykorzy-

staniu ostatecznych liczbowych wyni-

ków badań modelowych, bez potrzeby

przyjmowania jakichkolwiek wstępnych

założeń upraszczających. Okazuje się

przy tym – co wynika ze scałkowania

funkcji prawdopodobieństwa (Bronste-

in) Φ

(x =2)

= 95,5% – że w paśmie o sze-

rokości 2 µ (±µ od wartości średniej

)

(

n σ

⋅

)

(

n σ

⋅

)

(

)

(

= tg

(45 + Φ/2)

= tg

(45 + Φ/2)

Fot. 1. Klin odłamu otrzymany przy szybie. Piasek naturalnie zawilgocony. Płyta 15 x15 cm,

H = 30 cm, przesunięcie w prawo s = 14 m/m. Widok na zarys klina na powierzchni gruntu

wg [8]

Fot. 2. Ślad wypartej bryły odłamu. Piasek naturalnie zawilgocony. Płyta 7,5x7,5 cm, H = 15

cm. Płyta przesuwana na prawo

krzywej odporu – rys. 2) powinno się

zmieścić 95,5% wyników obliczeń do-

konanych wzorem (1), co potwierdzo-

no w obliczeniach [8] i [9]. Stąd

wzór

(1) jest obecnie wzorem najdokład-

niejszym i przypuszczalnie takim już

w mechanice gruntów i fundamentowa-

niu pozostanie. Czas w tym wypadku

nie odgrywa żadnej roli – gdyż zachodzi

– jak już wspomniano – zupełny

brak

możliwości jakichkolwiek rozwiązań

teoretycznych ze względu na skompli-

kowaną pracę gruntu w procesie two-

rzenia bryły odłamu oraz mobilizowania

się odporu. (Bardziej szczegółowe uza-

sadnienie autor podał w pracy [9]). Do-

datkowo należy jeszcze podkreślić, że

zachodzi również małe prawdopo-

dobieństwo wykonania nowych do-

datkowych badań empirycznych, co

wynika z konieczności ponownych wie-

loletnich, bardzo kosztownych i żmud-

nych badań modelowych.

Sprawdzony empiryczny wzór (1):

gr.sr

= n·σ

gr (H )

jest w pewnym sensie re-

welacją. Otóż okazuje się, że średnie

Gospodarka Wodna nr 2/2007

naprężenia na powierzchni płyty ko-

twiącej σ

gr.sr

, powstałe w czasie kształ-

towania zawiłej bryły odłamu w

nie-

zwykle skomplikowanym procesie

mobilizującego się w 3 wymiarach od-

poru gruntu, można

bardzo łatwo ob-

liczyć korzystając z prostego wzoru na

ciśnienie gruntu σ

gr (H )

= H γ

występu-

jące w głębokości H na pionowej ścia-

nie w „zagadnieniu płaskim” (rys. 3).

Wzór σ

gr.sr

= n·σ

gr (H )

wiąże z sobą

dwie różne wielkości fizyczne – wystę-

pujące w

„zagadnieniu przestrzen-

nym” graniczne naprężenie średnie

gr.sr

, z granicznym naprężeniem (ciś-

nieniem gruntu) σ

gr (H )

, występującym

Rys. 4. Porównanie σ

gr.śr.

kwadratu (zagadnienie przestrzenne z σ

gr.śr.

prostokąta (zagadnie-

nie płaskie), dla n = 1

Rys. 3. Funkcja Ω wpływu „przestrzenności zagadnienia”

„zagadnieniu płaskim”. Sądzę, że

w tym osobliwym sprawdzonym empi-

rycznym związku nie należy jednak do-

szukiwać się jakichkolwiek zależności

teoretycznych.

Na podstawie empirycznego wzo-

ru (1) opracowanego dla „zagadnienia

przestrzennego” można już było okre-

ślić

korzyści, jakie wynikają z zasto-

sowania płyt kwadratowych w po-

równaniu z wydłużonymi płytami

prostokątnymi występującymi w „za-

gadnieniu płaskim”.

Wpływ „przestrzenności zagadnie-

nia” można wyrazić w postaci funkcji

Ω przedstawiającej stosunek średnie-

go granicznego naprężenia σ

gr.sr.kwadratu

występującego w „zagadnieniu prze-

strzennym” na powierzchni kwadrato-

wej płyty posadowionej w głębokości H,

średniego granicznego naprężenia

gr.sr.prostokąta

płyty prostokątnej o wydłu-

żonym boku poziomym, posadowionej

w tej samej głębokości H (rys. 3) w „za-

gadnieniu płaskim”. W obu wypadkach

płyty mają tę samą wysokość b = h,

gdzie h jest długością boku płyty kwa-

dratowej i zarazem wysokością h płyty

prostokątnej.

Z rys. 3 wynika:

1) Płyta kwadratowa: σ

gr.sr.kwadratu

= H γ

· n = γ

h n

, bo H = nh

2) Płyta prostokątna: σ

gr.sr.prostokąta

= (H – h/2) γ

= γ

(n h – h/ 2)

Zatem funkcja wpływu przestrzen-

ności:

(4)

Krzywą Ω w przedziale od n = 1 do

n = 5 przedstawiono na rys. 3.

sytuacji szczególnej, gdy n = 1,

tj. gdy wysokość obu płyt sięga aż do

powierzchni gruntu (rys. 4), wpływ

przestrzenności obliczony wzorem (4)

przyjmuje wartość:

Sytuację tę przedstawiono na rys. 4.

Z rysunku wyraźnie wynika, że dla n = 1,

tj. gdy b = h = H, σ

gr.sr.kwadratu

= H γ

jest

2 razy większe od σ

gr.sr.prostokąta

H γ

w „zagadnieniu płaskim”, tj. dla płyty

o przedłużonym boku poziomym.

Mnożąc przy n = 1 te

napręże-

nia średnie przez powierzchnię płyt

= H

, otrzymuje się wyrażenia po-

równywalne na wartości

granicznej

zdolności kotwiącej obu płyt:

gr.sr.kwadratu

= b

· σ

gr.sr.kwadratu

= H

·H γ

= H

gr.sr.prostokąta

= b

·σ

gr.sr.prostokąta

· H γ

Zatem w sytuacji szczególnej gdy

n = 1, tj. gdy b = h = H, i gdy wyso-

kość obu płyt sięga do powierzchni

gruntu, a wprowadzona do obliczeń

ich szerokość jest równa H,

płyta

kwadratowa ma graniczną zdolność

kotwiącą

dwa razy większą od gra-

nicznej zdolności kotwiącej

płyty

prostokątnej.

Na wartość

granicznej zdolno-

ści kotwiącej kwadratowych płyt

)

(

prostokąta

kwadratu

−

⋅

Ω

)

(

prostokąta

kwadratu

−

⋅

Ω

−

Ω

−

Ω

Gospodarka Wodna nr 2/2007

kotwiących otrzymuje się również

ten sam wynik z wzoru (5) wypro-

wadzonego w pracy [9] zamieszczo-

nej w nr

3/2005 „Gospodarki Wod-

nej” (str. 117). Po pominięciu w tym

wzorze wpływu kohezji i tarcia na po-

wierzchni płyty otrzymuje się wzór

(5a):

(5a)

Dla

b = H, z tego wzoru po wstawieniu

gr(H )

= Hγ

otrzymuje się również tak

jak powyżej:

Zatem, co jest istotne, tę omówio-

ną szczególną sytuację dla n = 1, tj.

gdy obie płyty kwadratowa i prostokąt-

na sięgają aż do powierzchni gruntu,

można śmiało traktować jako dosko-

nały, dodatkowy jeszcze jeden dowód

poprawności wzoru (5)

)

(

⋅

wyprowadzonego w nr 3/2005 „Go-

spodarki Wodnej”.

LITERATURA

1. W. BUCHHOLZ (1930/1931), Erwiderstand

auf Ankerplatten, Dissertation Hannover

Jahrbuch derHafenbautechnischen Gessel-

schaft 12, s. 300.

2. W. BUCHHOLZ, H. PETERMANN (1935),

Berechnung von Ankerplatten und Wänden,

Der Bauingenieur 16, s. 227.

3. ST. HüCKEL (1958), Zdolność kotwiąca płyt

pionowych i ukośnych grążonych w gruncie

w świetle doświadczeń modelowych, Archi-

wum Hydrotechniki, t. V, z. 3.

4. ST. HüCKEL, A. TEJCHMAN, Próba wyzna-

czenia odporu gruntu przed płytami pionowy-

mi na podstawie badań w podziałce natural-

nej, Biuletyn IBW PAN Nr 1 przy Gospodarce

Wodnej nr 4, str. 169.

5. H. PETERMANN (1935), Versuche mit An-

kerplatten natürlicher Grösse, Mitteilungen

der Hannoverschen Hohenschulgemeins-

chaft 16, s. 123.

6. J. KWAŚNIEWSKI, T. SZARANIEC (1963),

Dodatkowe badania modelowe nad zdolnoś-

cią płyt płużnych, Rozprawy Hydrotechnicz-

ne, z. 14.

7. J. KWAŚNIEWSKI, I. SULIKOWSKA (1964),

Model Investigations on anchoring capacity

of verticar cylindrical (concave and convex)

plates, Proceedings of the Seminar on Soil

Mechanics and Foundation Engineering,

June 1964, Łódź.

8. J. KWAŚNIEWSKI (1967), Zależność

funkcyjna między odporem a przemiesz-

czeniem elementu kotwiącego w gruncie,

Praca IBW w Gdańsku, PWN, Warszawa-

-Poznań.

Skrót pracy doktorskiej. Orygi-

nał pracy dostępny w Bibliotece IBW PAN

w Gdańsku.

9. J. KWAŚNIEWSKI (2005), Płyty kotwiące na-

brzeży oczepowych. Gosp. Wodn. nr 3/2005,

s. 114 do 121, Warszawa.

)

(

⋅

)

(

⋅

= bH · σ

gr(H)

= H

= bH · σ

gr(H)

= H

Controling Non-Point Pollution

in Polish Catchments (Kontrola

zanieczyszczeń obszarowych

w zlewniach polskich rzek) pod

redakcją: M.J. Gromca, J.K.

Jensena

IMGW Biblioteka Ochrony Jakości Wody

Polskiego Komitetu Międzynarodowego

Stowarzyszenia Wodnego (IWA) Copenha-

gen-Warsaw 2005, 183 s., rys. 106, tab. 57,

ISBN 83-902061-6-1

Książka jest napisana w języku angiel-

skim i prezentuje raport końcowy z sierpnia
2003 r., dotyczący badań nad zanieczysz-
czeniami rozproszonymi w polskich zlew-
niach przy zastosowaniu modeli matema-
tycznych.

Raport został stworzony przez Duński Insty-

tut Hydrauliki Woda i Środowisko (DHI Water
& Environment) we współpracy z Instytutem
Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW).
Dodatkowo w projekcie brały udział nastę-
pujące instytucje: Regionalny Zarząd Gospo-
darki Wodnej w Gdańsku, Państwowy Insty-
tut Badań Środowiska w Danii (NERI), Duń-
skie Centrum Doradztwa Rolniczego (DAAC),
Geomor (Polska) i Instytut Melioracji i Użyt-
ków Zielonych (Polska). Projekt sponsorowa-
li: Duńska Korporacja Środowiska w Europie
Wschodniej w Duńskim Ministerstwie Środo-
wiska i Energii (DANCEE), a ze strony pol-
skiej – Ministerstwo Środowiska oraz Narodo-
wy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodar-
ki Wodnej.

Obniżenie się stężenia tlenu w wodach Bał-

tyku wywołane głównie wzrostem ładunku sub-
stancji biogennych pochodzących z obszaro-
wych źródeł zanieczyszczeń powoduje wzmo-
żoną eutrofizację (zakwity sinic). Pomimo że
w 1993 r. – w chwili, gdy planowano podjęcie
badań nad zanieczyszczeniami pochodzenia
rolniczego – w Polsce zanieczyszczenia ob-
szarowe nie były tak silne jak np. w Danii czy
innych krajach Europy Zachodniej, to jednak
postanowiono je podjąć aby móc oszacować
te zanieczyszczenia. Chciano też rekomen-
dować metody i środki zapobiegania zagroże-
niom w przyszłości oraz implementować no-
woczesny system modelowania jako przyszłe
narzędzie do kontroli zanieczyszczeń i zarzą-
dzania zasobami. Realizacja projektu została
przesunięta w czasie; projekt zakończono w
2003 r.

Za pomocą pakietów modeli matematycznych

dokonano oszacowania rolniczych zanieczysz-
czeń dla licznych scenariuszy, począwszy od
istniejących warunków, a skończywszy na zin-
tensyfikowanych praktykach rolniczych, w tym
hodowli (scenariusze 0-5). W siódmym scena-
riuszu uwzględniono zatrzymanie odpływu azo-
tu na terenach podmokłych. Jako obiekt mode-
lowania wybrano zlewnie Pasłęki, a do bardziej
szczegółowej analizy podzlewnie dwóch rzek:
Łaźnicy i Młynówki. Samo modelowanie prze-
prowadzono przy kompleksowym zastosowa-
niu duńskich modeli matematycznych:

□ DAISy GIS (model pola uprawnego, opi-

sujący relacje między odpływem biogenów ze
strefy korzeniowej a stosowaną praktyką rolni-
czą, wykorzystujący GIS),

□ MIKE BASIN (bazujący na GIS model zlew-

ni, opisujący całościowo transport wody i bioge-
nów w zlewni),

□ MIKE 11 HD, WQ i WET (w pełni dyna-

miczny system modeli: hydrodynamicznego
i jakości wody dla rzek, jezior, zbiorników i te-
renów podmokłych, opisujący przepływ, trans-
port, transformację materiału organicznego,
biogenów i wybranych parametrów jakości
wody).

Proces modelowania został poprzedzony

zebraniem i przygotowaniem danych, w tym:
warstw tematycznych GIS, danych statystycz-
nych, danych ankietowych, danych monitorin-
gowych i pomiarów specjalnie wykonanych na
potrzeby projektu.

Książka bogato ilustrowana, ciekawie opisuje

metodykę modelowania zanieczyszczeń rolni-
czych z uwzględnieniem GIS-u. Zawiera wiele
załączników, w tym cząstkowe raporty: IMUZ-
u – dotyczący opisu zlewni Pasłęki i Geomor-u
– dotyczący gleb i stanu rolnictwa w podzlewni
oraz załączniki z danymi wejściowymi i wynika-
mi modelowania.

Krzysztof Witowski

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Artykuł omawia zagadnienia i metody

pomiarowe związane z elektrochemiczną

ochroną przed korozją stalowych instala-

cji przemysłowych. Ten sposób ochrony

antykorozyjnej ma zastosowanie zwłasz-

cza w gospodarce wodno-ściekowej, któ-

rej systemy techniczne (rurociągi, zbiorniki

i in.) są na ogół sytuowane w środowisku

gruntowym sprzyjającym powstawaniu ko-

rozji. Zamieszczona w niniejszym zeszy-

cie „Gospodarki Wodnej” pierwsza część

opracowania przedstawia analizę metod

zabezpieczenia przed korozją metalowych

instalacji podziemnych i nadziemnych oraz

sposoby pomiaru potencjału elektrycznego

tych konstrukcji w warunkach ochrony ka-

todowej.

ZBIGNIEW PIASEK, RYSZARD ŚMISZEK

Politechnika Krakowska

Wydział Inżynierii Środowiska

Analiza metod monitorowania i ochrony przed korozją

stalowych instalacji podziemnych i nadziemnych

Część pierwsza
Metody zabezpieczania infrastruktury

stotne znaczenie w zapewnieniu

odpowiedniego poziomu ochrony śro-

dowiska ma stan instalacji przemy-

słowych podziemnych i nadziemnych

typu rurociągi, zbiorniki i in. Rurocią-

gi podziemne, w tym sanitarne, mają

utrudnioną możliwość monitorowania

ich stanu ze względu na:

□

znaczące wymiary liniowe i utrud-

niony dostęp,

□

liczbę transportowanych mediów,

□

poziom stwarzanego zagrożenia.

Analizowane w artykule instalacje

przemysłowe podlegają oddziaływa-

niom czynników sprzyjających korozji.

Podstawowym jest materiał, z jakiego

zostały zbudowane. W przeważającej

części jest to niskiej jakości stal węglo-

wa oraz odlewy żelazne o niskiej od-

porności na korozję.

Kolejnymi czynnikami natury ze-

wnętrznej są korozyjne oddziaływa-

nia wód podziemnych, gleby, mikroor-

ganizmów, makroognisk korozyjnych

oraz prądów błądzących. Do czynni-

ków oddziaływania korozyjnego natu-

ry wewnętrznej możemy zaliczyć głów-

nie właściwości transportowanego me-

dium oraz charakter strumienia prze-

pływu.

Wyeliminowanie lub ograniczenie

powyższych zagrożeń i zapewnienie

bezpiecznej eksploatacji rurociągów

i zbiorników wymaga zastosowania

efektywnych metod ochrony antykoro-

zyjnej.

■

Podstawy teoretyczne zabezpie-

czania antykorozyjnego infrastruk-

tury

Najefektywniejszą zewnętrzną ochro-

nę przed korozją uzyskuje się przez

równoczesne zastosowanie wysokiej

jakości powłok zabezpieczających (ba-

rierowych) i ochrony elektrochemicz-

nej, tzn. prądowej ochrony katodowej

lub anod protektorowych.

Stabilne funkcjonowanie zabezpie-

czeń wymaga zastosowania odpo-

wiednich systemów kontroli, umoż-

liwiających systematyczne moni-

torowanie działania antykorozyjnej

ochrony w ciągu całego okresu użyt-

kowania rurociągu. Stosowane meto-

dy pozwalają zarówno na lokalizację

nieciągłości otuliny zabezpieczają-

cej, jak i oszacowanie stanu ochrony

katodowej CP (cathodic protection)

rurociągu. Możliwości i ogranicze-

nia tych metod zależą w dużej mie-

rze od:

Rys. 1. Podstawy ochrony katodowej (J. Jankowski, 2002)

Gospodarka Wodna nr 2/2007

□

materiałów zastosowanych na po-

włoki zabezpieczające,

□

spodziewanych uszkodzeń powło-

ki zabezpieczającej,

□

wpływu innych czynników, np. wa-

runków otoczenia.

Wybór odpowiedniej techniki nadzo-

ru katodowo ochranianych rurociągów

i poprawnej interpretacji otrzymanych

rezultatów wymaga znajomości me-

chanizmów działania zastosowanego

typu ochrony antykorozyjnej. W prze-

ciwieństwie do barierowo funkcjonu-

jących otulin rurociągów ochrona ka-

todowa jest elektrochemiczną metodą

umożliwiającą kontrolę kinetyki i me-

chanizmu procesów elektrodowych,

zachodzących na granicy fazy metal/

/elektrolit. Zasady tej początkowo em-

pirycznej metody mogą być wyjaśnio-

ne przez kinetykę procesów elektro-

dowych, których podstawy były wy-

jaśnione w teorii „mieszanych poten-

cjałów” [Wagner, Traud 1938]. Pod-

stawy metody ochrony katodowej dla

systemu potencjał – gęstość prądu

zobrazowano na rys. 1 [Jankowski

2002]. Przedstawia on schemat po-

wiązań między anodowymi i katodo-

wymi oddziaływaniami prądów cząst-

kowych, towarzyszących procesom

korozji stali.

W warunkach zerowego przepływu

prądu na powierzchni stali ustala się

stan równowagi, w którym szybkość

procesów anodowych (oksydacji) jest

równoważna prędkości przebiegania

procesów katodowych (redukcji). Stan

ten jest charakteryzowany przez po-

tencjał korozji E

corr

i gęstość prądu ko-

rozji i

corr

Częściową ochronę katodową osiąga

się na przykład przez spolaryzowanie

stali do potencjału E za pomocą prądu

i, przy którym prąd korozji zmniejsza

się do wartości i

corr

. Pełne zahamowa-

nie procesów korozji wymaga polary-

zacji metalu do wartości odwracalnego

potencjału reakcji anodowej E

. W re-

zultacie wynikająca prędkość reakcji

anodowej jest równa zeru, a na po-

wierzchni stali zachodzą jedynie reak-

cje redukcji tlenu (w środowisku obo-

jętnym). W takich warunkach głębokiej

polaryzacji zaczynają zachodzić także

inne procesy (typu wydzielania się wo-

doru). Osiągnięcie stanu tak głębokiej

polaryzacji jest jednak szkodliwe. Po-

łączony z nieuzasadnionym zużyciem

energii (duży prąd ochrony katodowej)

może spowodować wzrost korozji wo-

dorowej materiału i zniszczenie otuliny

w wyniku nadmiernej alkalizacji środo-

wiska. Polaryzacja nie może być rów-

Rys. 2. Schemat odczytów i interpretacji potencjału (Cescor News

2003)

nież zbyt mała,

gdyż niezapew-

ni odpowiedniego

spowolnienia pro-

cesów korozji. Ist-

nieje jednak taki

optymalny poziom

polaryzacji kato-

dowej, przy któ-

rym prędkość ko-

rozji obniża się

do akceptowalne-

go, niskiego po-

ziomu, bez po-

wodowania nie-

pożądanych, opi-

sanych powyżej,

skutków. Bardzo

ważną konkluzją

wynikającą z pre-

zentowanej teorii

jest to, że nie ma

wyraźnej granicy

pomiędzy stanem

ochrony katodo-

wej, tak poważ-

nie akceptowa-

nym przez nie-

które standardy

i rekomendacje,

a jego brakiem.

Każda polaryza-

cja katodowa skut-

kuje ostatecznie

częściową ochro-

ną przed procesa-

mi korozji stali.

Stan taki można kontrolować dzię-

ki współczesnym technikom moni-

torowania efektywności ochrony ka-

todowej [Jankowski 2002]. Skrajnie

wysokie środowiskowe i ekonomicz-

ne koszty wynikające z pomijania in-

strukcji bezpieczeństwa dotyczących

przecieków rurociągów wymogły re-

gularne i właściwe stosowanie nie-

zależnego zewnętrznego systemu

kontrolującego skuteczność ochrony

przed korozją.

■

Metody pomiaru potencjału

Większość z obecnie stosowa-

nych systemów monitorowania w wa-

runkach ochrony katodowej opiera

się na pomiarach potencjału zabez-

pieczanych konstrukcji metalowych

względem stacjonarnych lub prze-

nośnych elektrod odniesienia (elek-

trod referencyjnych) [EN 13509

2003]. W związku z tym, że na dzia-

łanie korozji jest najbardziej narażo-

ny metal, w miejscach uszkodzeń po-

włoki ochronnej pomiarów potencjału

ochrony E

powinno dokonywać się

na granicy faz metal/elektrolit (metal/

grunt) [PN-EN 12954 2002]. Metoda

pomiaru jest uzależniona od nastę-

pujących czynników:

□

prądów zakłócających (np. błą-

dzących),

□

oporności gruntu (elektrolitu),

□

rodzaju zastosowanej powłoki

ochronnej, jej jakości i innych.

Odczytywane wartości potencjału

są funkcją pozycji elektrody referen-

cyjnej w stosunku do rozpatrywanej

struktury (np. rurociągu) [Lazzari, Pe-

deferri 2000]. Ze względu na to, że

na ogół nie mamy bezpośredniego

dostępu do powierzchni metalu ba-

danej struktury, elektrody referencyj-

ne (elektrody odniesienia) zazwyczaj

umieszcza się na powierzchni terenu

powyżej badanej struktury (porówny-

walne z rys. 2).

Gdy w systemie jest włączony prąd

ochrony katodowej, mówimy o pomia-

rze potencjału załączeniowego, zawie-

Gospodarka Wodna nr 2/2007

rającego składową omowego spadku

potencjału IR. Wartość potencjału mo-

żemy przedstawić równaniem:

E = E

+ ψ + IR [mV]

(1)

gdzie: E – odczytana wartość poten-

cjału, często zwana potencjałem za-

łączeniowym (E

), [mV]; E

– poten-

cjał równowagi metalu – żelaza (stali)

[mV]; ψ – nadnapięcie katodowe [mV];

IR – składnik określający tzw. omowy

spadek napięcia [mV].

Otrzymane wartości potencjału

E = E

zawierają różne nieznane

spadki napięcia, które mogą zmie-

niać się z upływem czasu i ze zmianą

usytuowania elektrody odniesienia.

Nie odwzorowują zatem prawdzi-

wych wartości potencjału na granicy

faz. Potencjały (E

true

, E

IR free

), wolne

od błędu omowego spadku napięcia,

możemy ująć następującą zależnoś-

cią;

true

= E

– IR = E

+ ψ [mV],

(2)

gdzie: E

true

= rzeczywistą wartością

potencjału, niezawierającą składnika

spadku omowego IR [mV]; IR = omo-

wy spadek napięcia [mV]; E

= po-

tencjał równowagi metalu (stali) [mV];

= nadnapięcie katodowe [mV].

Wartość potencjału E

true

jest często

nazywana potencjałem wyłączenio-

wym E

off

Omowy spadek napięcia IR jest za-

leżny od:

□

usytuowania elektrody odniesie-

nia (el. referencyjnej) względem roz-

patrywanej struktury (np. rurociągu),

Tabela. Schemat zależności pomiędzy prądami charakterystycznymi dla systemu a zaleca-

nymi metodami pomiaru potencjału bez składowej IR [według EN 13509 2003]

Rodzaj prądu

Metody pomiarowe

Prądy charakterystyczne dla systemu

Prąd ochrony

pomiar potencjału wyłączeniowego

sonda

Prąd wyrównawczy

metoda pomiarów intensywnych

sonda

Prąd ogniwa (odległe obce elektrody)

metoda pomiarów intensywnych

sonda

Prądy z odległych obcych źródeł
Prądy niezmieniające się w czasie, np. prądy ochrony

katodowej, wyrównawcze albo prądy ogniw

metoda pomiarów intensywnych

sonda

Prądy zmieniające się w czasie, np. prądy od systemów

trakcji elektrycznej prądu stałego, prądy od obiektów

przemysłowych prądu stałego, prądy telluryczne

szczególna metoda pomiaru potencjału

wyłączeniowego

metoda pomiarów intensywnych

sonda

Prądy z pobliskich obcych źródeł
Prądy niezmieniające się w czasie, np. prądy ochrony,

wyrównawcze albo prądy ogniw

sonda

Prądy zmieniające się w czasie, np. od systemów

trakcji elektrycznej prądu stałego, prądy od obiektów

przemysłowych prądu stałego

szczególna metoda pomiaru potencjału

wyłączeniowego

sonda

□

oporności elektrolitu (gruntu),

□

przepływu prądu w elektrolicie

wywołanego zarówno prądem ochrony,

jak i innymi prądami zakłócającymi.

W tabeli przedstawiono prądy wywo-

łujące spadki napięcia IR między kon-

strukcją chronioną a elektrodą odnie-

sienia (zgodnie z rys. 1) oraz przykłady

możliwych metod pomiaru potencjału

bez składowej IR.

W wypadku prądów ochrony katodo-

wej, oznaczonej symbolem CP (catho-

dic protection), znak omowego spad-

ku napięcia IR jest ujemny, a wartość

potencjału E

jest bardziej ujemna niż

potencjału E

off

. W gruntach o niskiej re-

zystywności, spadek napięcia IR wy-

wołany przez prąd CP może sięgać

kilkudziesięciu miliwoltów, natomiast

w gruntach o wysokiej rezystywności

kilku woltów.

Sytuacja jest bardziej złożona przy

występowaniu prądów błądzących.

W obszarach katodowych mierzone

potencjały załączeniowe E

są bar-

dziej ujemne niż potencjały wyłącze-

niowe E

off

, natomiast w strefach anodo-

wych E

są bardziej dodatnie.

Spadki napięcia IR, wywoływane

przez prądy wyrównawcze i prądy

ogniw, mogą osiągać w gruncie war-

tości nawet kilkudziesięciu miliwol-

tów. Spadki napięcia IR spowodowa-

ne prądami błądzącymi pochodzą-

cymi od systemów trakcji elektrycz-

nej prądu stałego osiągają wartości

do kilkudziesięciu woltów. W rozwa-

żaniach dotyczących gradientu po-

tencjału wywołanego przez prądy

inne niż prąd ochrony katodowej na-

leży brać pod uwagę również cha-

rakter źródła. Jeśli mierzony w po-

bliżu ochranianej konstrukcji gra-

dient potencjału w funkcji odległości

od źródła prądu jest w przybliżeniu

stały, to mówimy wówczas o źródle

odległym. Ze źródłem bliskim mamy

do czynienia wówczas, gdy w ana-

logicznej sytuacji gradient podle-

ga zmianom. Ważny jest tu również

okres tych zmian. We wszystkich

powyższych sytuacjach eliminacja

czynnika omowego spadku napięcia

IR ma kluczowe znaczenie dla pra-

widłowej interpretacji odczytów po-

tencjału.

■

Wyznaczanie potencjałów bez

spadków napięcia IR

Pomiary potencjału wyłączenio-

wego (OFF)

Składniki IR obciążające wszystkie

pomiary potencjału wynikają z nieunik-

nionej odległości pomiędzy elektrodą

referencyjną a katodowo spolaryzo-

waną strukturą. Jej efektem jest opor-

ność, z powodu której w elektrycznym

polu katodowo chronionej instalacji

powstaje omowy spadek potencjału

[Martin 1982], [Bazzoni, Lazzari 2000].

W instalacjach z ochroną katodową CP

do pomiarów potencjału bez składnika

IR stosowana jest głównie tzw. tech-

nika przełączeniowa On-Off [Neufeld

1994].

Oparta jest na eksperymentalnie

stwierdzonym zjawisku chwilowego

zerowania się omowego spadku na-

pięcia IR w momencie przerwania do-

pływu prądu do systemu. Wynika to

z różnic w czasach zaniku polaryzacji

omowej i aktywowanej (rzędu mikro-

sekund) oraz polaryzacji stężeniowej

(rzędu sekund lub minut) po wyłącze-

niu prądu (rys. 3.)

Rejestrując wykresy zmian poten-

cjału możemy łatwo zmierzyć tzw. po-

tencjały wyłączeniowe OFF bezpo-

średnio po wyłączeniu prądu ochro-

ny, niezawierające składowej spadku

omowego IR i reprezentujące praw-

dziwe wartości potencjału. Efektyw-

ną interpretację danych pomiarowych

można osiągnąć przez zastosowanie

wysokoczęstotliwościowego cyfrowe-

go rejestratora danych. Metodę wy-

łączania potencjału można stosować

w celu wyeliminowania spadków na-

pięcia IR spowodowanych przez prąd

Gospodarka Wodna nr 2/2007

ochrony. Na układ pomiarowy nie

mogą mieć jednak wpływu prądy wy-

równawcze, prądy ogniw od obcych

anod lub katod oraz prądy błądzące.

Otrzymane z pomiarów wartości po-

tencjałów są dalej nazywane poten-

cjałami wyłączeniowymi E

off

. W ukła-

dzie stal/grunt wartości potencjałów

określa się w stosunku do elektro-

dy odniesienia, umieszczonej na po-

wierzchni gruntu (rys. 3). Rejestracje

dokonane w ciągu jednej sekundy od

momentu wyłączenia prądu ochrony

są przeważnie wystarczająco dokład-

ne. Osiągnięcie większej dokładności

wymaga pomiaru z czasem opóźnie-

nia nie większym niż 0,1 s od momen-

tu wyłączenia prądu ochrony [Cescor

News 2003].

W obecności prądów błądzących

technika przełączeniowa nie ma zasto-

sowania, ponieważ omowy spadek na-

pięcia zanika w ciągu milionowych czę-

ści sekundy, a nadnapięcie zanika po

czasie rzędu sekund lub godzin. W tym

wypadku można wykorzystać techni-

kę graficznej interpolacji do zera tzw.

bocznego spadku napięcia, przydat-

ną w pomiarach chwilowych [Bazzoni,

Lazzari 1995]. W pomiarach ciągłych

można zastosować metody polega-

jące na wykorzystaniu tzw. kuponów

korozyjnych, stałych elektrod referen-

cyjnych, lub próbników potencjału [Ba-

eckmann, Prinz 1986], [Cescor News

2003].

Metoda redukcji prądu

Gdy z powodu gwałtownej depola-

ryzacji konstrukcji trudno wykonać po-

miar potencjału techniką wyłączenio-

wą, możemy zastosować metodę re-

dukcji prądu [EN 13509 2003].

Depolaryzacja następuje stosunko-

wo szybko:

□

dla niektórych układów metal/

/elektrolit, np. ołów/grunt,

□

w konstrukcjach stalowych, dla

których dopiero niedawno zastosowa-

no ochronę katodową,

□

gdy metalowa instalacja nie ma

zabezpieczenia antykorozyjnego (war-

stwy ochronnej).

W analizowanej metodzie pod-

czas pomiarów nie wyłącza się prądu

ochrony, lecz tylko redukuje się go do

wartości tak dobranej, by depolaryza-

cja konstrukcji nie przebiegała zbyt

szybko. Stosunek czasu załączenia

do czasu wyłączenia należy dobrać

w taki sposób, aby uniknąć znaczącej

depolaryzacji. Im dłużej trwa sesja po-

miarowa (np. 24-godziny), tym wyższy

Rys. 3. Wyidealizowany pomiar potencjału polaryzacji [Wyatt 2003]

Rys. 4. Przykład interferencji prądów błądzących (wg Cescor News

2003)

powinien być sto-

sunek okresów

ON do okresów

OFF.

Szczególna me-

toda pomiaru

potencjału wy-

łączeniowego

W rejonach wy-

stępowania prą-

dów błądzących

pochodzenia trak-

cyjnego (rys. 4)

dla wyznaczenia

potencjału

bez

spadków napięcia

IR można rów-

nież zastosować

pomiary potencja-

łu wyłączeniowe-

go. Możliwe jest

to jednak tylko

w okresach, kie-

dy nie kursują pociągi (wyłączone za-

silanie trakcyjne) [EN 13509], [PN-EN

12954 2002]. Metoda pomiaru umożli-

wia ocenę skuteczności ochrony kato-

dowej.

Tok pomiaru potencjału:

□

rejestrować potencjał załączenio-

wy przez czas odpowiadający okresowi

interferencji (np. 24 godziny), w miej-

scach krytycznych dla ochrony katodo-

wej;

□

potencjał wyłączeniowy należy

mierzyć w tych samych miejscach, ale

tylko

wtedy, gdy nie ma ruchu pociągów;

otrzymane wartości potencjału wyłą-

czeniowego należy przyjąć jako bazo-

we.

System ochrony katodowej powinien

utrzymywać w miejscach pomiaru po-

tencjały bardziej ujemne od potencjału

ochrony E

Wartości potencjału załączenio-

wego zarejestrowane w wybranym

okresie (np. 24 godziny) powinny

zawsze, nawet w obecności prądów

błądzących, być bardziej ujemne od

wartości potencjału załączeniowego,

mierzonych gdy nie ma ruchu pocią-

gów.

Przez cały okres eksploatacji kon-

strukcji należy co jakiś czas kontrolo-

wać potencjał w najbardziej krytycz-

nych miejscach pomiaru.

Metoda pomiarów intensywnych

Metodykę tzw. pomiarów inten-

sywnych można stosować w celu

uwzględnienia spadków napięcia IR

Gospodarka Wodna nr 2/2007

spowodowanych prądami wyrów-

nawczymi, prądami ogniw i zmie-

niającymi się lub niezmieniającymi

się prądami z odległych obcych źró-

deł.

Analizowaną metodę można sto-

sować tylko wtedy, gdy konstrukcja

znajduje się w strefie liniowej gra-

dientu potencjału pochodzącego od

obcego źródła prądu (gradienty po-

tencjału są stałe).

Pomiary intensywne wykonuje się

w celu wyznaczenia potencjału E

free

bez spadków napięcia IR w dziu-

rach powłoki, wykrytych różnymi in-

nymi metodami.

Mierzy się potencjały E

i E

off

konstrukcja/elektrolit między ru-

rociągiem i elektrodą odniesienia

umieszczoną w punkcie 2 nad ruro-

ciągiem (zgodnie z rys. 5). Rejestru-

je się również gradienty potencjału

ΔE

i ΔE

off

jako różnice potencja-

łów między elektrodami odniesienia

umieszczonymi w punktach 2, 3 i 3`.

Rekordy uzyskane w odpowiednich

odstępach wzdłuż trasy rurociągu

umożliwiają wyznaczenia potencja-

łu bez spadku napięcia IR zgodnie

z załącznikiem F [EN 13509]. Jeże-

li w największych dziurach powło-

ki potencjał ochrony E

jest zacho-

wany, to na ogół można przyjąć, że

wszystkie inne dziury w pobliżu są

chronione katodowo.

Rys. 5. Usytuowanie elektrod odniesienia w punktach (1), (2), (3) i (3`) przy pomiarze po-

tencjałów konstrukcja/elektrolit i gradientów potencjałów, np. na rurociągu ułożonym w

gruncie, metodą pomiarów intensywnych [EN 13509 2003]: 1 i 2 – miejsce ustawienia elek-

trod odniesienia (pomiar potencjału), 3 i 3` – miejsce ustawienia elektrod odniesienia (po-

miar gradientów potencjału), 4 – grunt, 5 – rura

Pomiary potencjału rurociągów

za pomocą sond

Układ pomiarowy złożony z elektro-

dy odniesienia i związanej z nią elek-

trody symulującej nazywany jest son-

dą [EN 13509, 2003]. Przez pomiar

potencjału wyłączeniowego z uży-

ciem sondy uzyskuje się wartości po-

tencjału bez spadku napięcia IR. Me-

todyka badań uwzględnia spadki na-

pięcia IR powodowane przez prądy

ochrony, prądy wyrównawcze, prądy

ogniw oraz zmieniające się lub nie

prądy z odległych lub pobliskich ob-

cych źródeł. Dostarcza również infor-

macji bez błędów IR jeśli nie można

zastosować ani metody pomiaru po-

tencjału załączeniowego, ani metody

potencjału wyłączeniowego, ani me-

tody pomiarów intensywnych. Doty-

czy to następujących warunków miej-

scowych:

□

grunt jest przykryty warstwą nie-

przewodzącą,

□

głębokość ułożenia rury w grun-

cie zmienia się w szerokich grani-

cach,

□

nowe rurociągi nie mają dziur

w powłokach,

□

prądy zmieniają się jak w tabeli,

□

występują nieuniknione styczno-

ści z obcymi konstrukcjami itd.

Aby pomiar potencjału elektroda

symulująca/elektrolit był jak najdo-

kładniejszy odległość między elektro-

dą odniesienia i symulującą w son-

dzie powinna być jak najmniejsza.

Wówczas na wynik pomiaru mniej

wpływają prądy błądzące, które są

przyczyną spadków napięcia IR. Gdy

elektroda odniesienia jest usytuowa-

na na powierzchni ziemi, błąd pomia-

rowy jest większy. Omawiana meto-

da jest szczególnie przydatna wtedy,

gdy konstrukcja leży w nieliniowej

strefie gradientu potencjału wywo-

łanego przez pobliskie obce źródło

prądu.

Usytuowanie sondy należy usta-

lać po szczegółowym rozpoznaniu

źródła prądu stałego i jednorodności

gruntu. Najlepiej umieszczać son-

dę w gruncie blisko konstrukcji, aby

uniknąć błędów pomiarowych powo-

dowanych niejednorodnością grun-

tu, to znaczy w tej samej zasypce co

konstrukcja.

Optymalizacja dokładności analizo-

wanych pomiarów wymaga:

□

niedopuszczenia do wymiany

prądu między elektrodą symulującą

i rurą, a ściślej między elektrodą sy-

mulującą a sąsiednim defektem po-

włoki,

□

niedopuszczenia do przeciwnego

oddziaływania gradientów potencjału,

gdy elektroda symulująca jest odłączo-

na od rury.

W gruntach jednorodnych rurociąg

można uważać za chroniony katodo-

wo, jeśli:

□

sonda ułożona jest w bliskiej od-

ległości od rurociągu,

□

sonda osiąga potencjał ochrony

Wartości potencjału otrzymane za

pomocą sondy dotyczą tylko tych

uszkodzeń powłoki rurociągu, które nie

są większe od odsłoniętej powierzch-

ni elektrody symulującej. Za pomocą

sondy można też sprawdzić czy prąd

płynie do, czy od konstrukcji.

■

Metody pomiarów zawierające

spadek napięcia IR

Pomiary potencjału załączenio-

wego

Potencjały załączeniowe mierzy

się przy załączonym systemie ochro-

ny katodowej CP. Otrzymane warto-

ści potencjału E

są obarczone róż-

nymi nieznanymi spadkami napięcia

IR, zależnymi od usytuowania elek-

trody odniesienia i od czasu pomia-

ru.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Błędy spadku IR w prostym pomia-

rze potencjału rurociąg/gleba, przy

załączonym katodowym systemie

ochrony, są znaczące i mogą prze-

kraczać 1 wolt [Wyatt 2003].

Na wartości IR wpływają:

□

zmiany rezystywności ziemi – IR

są większe przy wyższych opornoś-

ciach podłoża,

□

zmiany rozmiaru wad powłoki za-

bezpieczającej – błędy IR są do nich

wprost proporcjonalne.

Wszystkie te niedokładności okre-

ślenia spadku IR będą fałszywie wska-

zywać bardziej zadowalający poziom

ochrony katodowej niż faktycznie ist-

niejący [Kasahara, Sato, Adachi 1980],

[Martin 1981].

Pomiary potencjału załączenio-

wego najczęściej stosuje się w celu

kontroli ochrony katodowej w miej-

scach, gdzie występują prądy błą-

dzące pochodzące od trakcji elek-

trycznej DC. Aby uzyskać miarodaj-

ne wartości, potencjał załączenio-

wy należy rejestrować przez pewien

czas, uwzględniając zmiany w czasie

i poziom interferencjii [prEN 50162],

[EN13509].

LITERATURA

1. B. BAZZONI, L. LAZZARI, 1995; The

Lateral Gradient Technique for Potential
Measurements in Presence of Stray Cur-
rent, Corrosion/96, Paper 96202, NACE
Int., Houston, TX.

2. B. BAZZONI, L. LAZZARI, 2000; Appli-

cation of Extrapolation Technique for Me-
asurements of True Potential, Proc. EU-
ROCORR 2000, London.

3. W. BAECKMANN, W. PRINZ, 1986;

Electrochemical Measuring Techniques
of Stray Current Influenced Pipelines,
Dechema-Monographs vol. 101, p. 165–
177, VCH Verlagsgesellschaft.

4. W. BEACKMANN, W. SCHWENK, W.

PRINZ, 1997; Handbook of Cathodic
Corrosion Protection: Theory and Practi-
ce of Electrochemical Protection Proces-
ses, Gulf, Houston.

5. Cescor News, 10-2003; StrayProbe –

Results of Field Tests.

6. EN 13509: 2003; Cathodic protection

measurement techniques.

7. J. JANKOWSKI, 2002; Electrochemical

Methods for Corrosion Rate Determina-
tion Under Cathodic Polarisation Con-
ditions. A Review, Part I. DC Methods,
Corrosion Reviews, 20, 159.

8. J. JANKOWSKI, 2002; Electrochemical

Methods for Corrosion Rate Determina-
tion Under Cathodic Polarisation Con-

ditions. A Review, Part II. AC Methods,
Corrosion Reviews, 20, 179.

9. J. JANKOWSKI, 2002; Monitoring

methods of cathodic protection of pipeli-
nes, JCM Vol.2 No. 2.

10. R. JUCHNIEWICZ, J. JANKOWSKI, K.

DAROWICKI, 2000; Cathodic and Ano-
dic Protection, in: Corrosion and En-
vironmental Degradation (M. Schütze,
Ed.), Wiley-VCH, Weinheim, Vol. I, pp.
383–470.

11. K. KASAHARA, T. SATO, H. ADACHI,

1980, Materials Performance September
1. p. 45–51.

12. L. LAZZARI, P. PEDEFERRI, 2000; Pro-

tezione catodica, McGraw-Hill, Libri Ita-
lia, Milano.

13. B.A. MARTIN, 1981; Materials Perfor-

mance January p. 52–57.

14. B.A. MARTIN, 1982; Proc..Cathodic Pro-

tection Theory and Practice. Coference,
Paper No. 17, Coventry.

Zarząd Oddziału SITWM w Krako-

wie oraz Koło Zakładowe SITWM przy

Instytucie Meteorologii i Gospodar-

ki Wodnej w Krakowie to organizato-

rzy seminarium „Hydromorfologia wód

w świetle polityki Unii Europejskiej”.

Naukowcy z Zakładu Systemów

Wodnogospodarczych Instytutu Me-

teorologii i Gospodarki Wodnej w Kra-

kowie wygłosili następujące referaty:

□ Hydromorfologia wód w świetle

Ramowej Dyrektywy Wodnej – dr inż.

Krzysztof Korwin-Kulesza

;

□ Dyrektywa Unii Europejskiej do-

tycząca produkcji energii ze źródeł

odnawialnych (małe elektrownie wod-

ne) – dr inż. Tomasz Walczykiewicz;

Hydromorfologia wód

w świetle polityki Unii Europejskiej

Kraków, 17 października 2006 r.

□ Program rewitalizacji żeglugi we-

dług Komitetu Komisji Europejskiej

NAIADES – dr inż. Tomasz Walczy-

kiewicz.

W dyskusji stwierdzono m.in., że

rewitalizacja żeglugi wymaga konse-

kwentnej realizacji w dłuższym okre-

sie oraz ciągłych nakładów finanso-

wych, w tym również nakładów na

monitorowanie cieków.

W seminarium wzięło udział 65

uczestników, w tym przedstawiciele

nauki, biur projektowych, administracji

państwowej i samorządowej, firm wy-

konawczych oraz szkół technicznych.

Jan Smenda

15. J. MORGAN, 1987; Cathodic Protection,

2nd ed., NACE, Houston.

16. P. NEUFELD, 1994; Polarised. po-

tential measurements. what do they
mean?, Corrosion Management, Aug/
Sept, 18.

17. PN-EN 12954:2002; Ochrona katodowa

konstrukcji metalowych w gruntach lub w
wodach – Zasady ogólne i zastosowania
dotyczące rurociągów.

18. prEN 50162: 2003; Protection against

corrosion by stray current from direct cur-
rent systems 35. J. Polak: Ochrona przed
korozją (in Polish), 23, 1 (1980).

19. C. WAGNER, W. TRAUD, 1938; Z. Elek-

trochem, 44, 391.

20. B.S. WyATT, 2003; Advanced systems

of overline assessment of coatings and
cathodic protection, UMIST Cathodic
Protection Conference, 10th – 11th Fe-
bruary, Manchester.

Gospodarka Wodna nr 2/2007

Von der Elbe zur Oder. Mit Pots-

damer und Berliner Gewäs-

sern

Deutsche Binnenwasserstrassen 4. Edition

Maritim, Hamburg 2006, ss. 22 – 38 map, fot.

kolor. Cena Euro 28

Ukazał się 4. (ostatni) atlas map z serii „Nie-

mieckie wody śródlądowe”. O tej serii informo-
waliśmy na łamach „Gospodarki Wodnej” (nr
10/2005, s. 241–242) w notatce „Most kanało-
wy przez Łabę pod Magdeburgiem”. Obecnie
przedstawiamy zawartość ostatniego atlasu
przedstawiającego zbiór map tras żeglugowych
od Łaby do Odry oraz węzły żeglugowe: Pocz-
damski i Berliński. Atlas ma format A4, a składa-
ne mapy format A3.

Na całość składa się część tekstowa i mapy.

Tekst zawiera zwięzłe informacje o przepisach
ruchu i kompetencji władz, oznakowania ruchu,

Andrzej Ciepielowski, Szcze-

pan L. Dąbkowski: Metody

obliczeń przepływów maksy-

malnych w małych zlewniach

rzecznych (z przykładami)

Oficyna Wydawnicza PROJPRZEMKO. Byd-

goszcz, 2006, s. 311

Obowiązujące przepisy prawne – jako pod-

stawę wymiarowania obiektów budownictwa
wodnego – przyjmują maksymalne przepływy
lub stany o określonym prawdopodobieństwie
ich występowania. Z tego względu określenie
przepływów obliczeniowych staje się niezwykle
ważne, zwłaszcza w zlewniach niekontrolowa-
nych hydrologicznie. Wyznacza się je na pod-
stawie obliczeń wykonywanych odpowiednimi
metodami.

Celem książki jest prezentacja zalecanych

do stosowania i zweryfikowanych w prakty-
ce inżynierskiej metod obliczeń przepływów
maksymalnych wywołanych wezbraniami po-
chodzenia deszczowego w małych zlewniach
rzecznych. Autorzy mają bogate doświadcze-
nie w określaniu metod przepływów maksymal-
nych z racji wieloletniej pracy naukowej i ciągłej
współpracy z praktyką.

Poza omówieniem metod praca zawie-

ra starannie dobrane i opracowane przykła-
dy ilustrujące ich zastosowanie. Uzupełnie-
nie książki stanowi zbiór tabel i nomogramów
niezbędnych przy wykorzystywaniu wymie-
nionych metod. Autorzy podali też informacje
o kierunkach rozwoju opisywanych metodyk
obliczeń. Treść książki jest podzielona na 7
rozdziałów. Po krótkim wprowadzeniu roz-
działy 1, 2 i 3 zawierają odpowiednio: ogólną
charakterystykę wezbrań w Polsce, charak-
terystyki deszczów wywołujących wezbrania
oraz charakterystyki zlewni rzecznych. W roz-
dziale 4 przedstawiono podstawowe wielko-
ści i pojęcia statystyczne wykorzystywane
w omawianych metodach obliczeń hydrolo-
gicznych. W rozdziale 5 omówiono metody
określania hydrogramów wezbrań i ich opisu.
W rozdziale 6 zestawiono obowiązujące prze-
pisy w zakresie przepływów miarodajnych wy-
korzystywanych do wymiarowania obiektów
inżynierskich. Rozdział 7 zawiera przykłady
obliczeń charakterystyk wezbrań oraz ilustra-
cję wykorzystania metod statystycznych omó-
wionych w rozdziale 4.

Książka jest przeznaczona przede wszyst-

kim dla inżynierów zajmujących się projek-
towaniem takich budowli jak: zapory, przele-
wy, kanały, śluzy, pompownie, oczyszczalnie,
urządzenia zaopatrzenia w wodę i kanaliza-
cję, elektrownie wodne, urządzenia nawad-
niające i odwadniające. Adresatem książki
mogą być też studenci wydziałów kształto-
wania, inżynierii i ochrony środowiska oraz
kierunków pokrewnych; omawiany materiał
może stanowić dla nich doskonałe uzupeł-
nienie wiedzy teoretycznej. Na uwagę zasłu-
guje też staranna szata graficzna i edytorska
pozycji, ułatwiająca znakomicie korzystanie
z niej.

Janusz Kubrak

SGGW

Wydział Kształtowania i Inżynierii Środowiska,

Katedra Inżynierii Wodnej

i Rekultywacji Środowiska

postanowienia szczegółowe, wreszcie dane do-
tyczące kolejnych odcinków dróg wodnych.

Zestaw map zaczyna się od odgałęzienia ka-

nału Łaba-Hawela poniżej Magdeburga (Elbe-
-Havel-Kanal); dodatkowo podano mapy dol-
nej Haweli. Kolejne mapy obejmują zbiór jezior
pod Brandenburgiem, a kilkanaście następnych
już cały kompleks jezior i kanałów w okolicach
Poczdamu i następnie Berlina, wraz z kanałem
Haweli (Havelkanal) i kanałem Hawela-Odra-
-Droga wodna (Havel-Oder-Wasserstrasse). Po-
wyżej Berlina zaczyna się system rzeki Szpre-
wy, dopływu Haweli. Dalej pokazano dolny bieg
Szprewy i drogę wodną Szprewa-Odra (Spree-
-Oder-Wasserstrasse), na przemian ze Szpre-
wą. Wkrótce osiąga się miasto Eisenhütten-
stadt, leżące niedaleko Odry i głębokim łukiem
połączone z Odrą. Kilka map dodatkowych to
system Szprewy powyżej Berlina i tzw. droga
wodna górnej Szprewy (Odere Spree-Wasser-
strasse). Na zakończenie podano szczegóły
dotyczące śluz i przejść pod mostami.

Omawiany atlas ma dla nas istotne znacze-

nie, gdyż pokazuje cały system żeglugowy łą-
czący Odrę z systemem Kanału Śródlądowego
(Mittellandkanal), a zatem najdłuższą trasę że-
glugi w Niemczech. Na razie ma to ważne zna-
czenie dla turystyki wodnej, ale w przyszłości
– po poprawie warunków żeglugi w Polsce – dla
zwiększonej żeglugi towarowej.

Zdzisław Mikulski

Gospodarka Wodna nr 2/2007

HYDROPROJEKT

Sp. z o.o.

oferuje usługi projektowe,

konsultingowe, a od 2000 r.

realizuje inwestycje pełniąc funkcję

Generalnego Realizatora Inwestycji.

Projektujemy:



zbiorniki wodne, stopnie wodne (zapory, śluzy, jazy, elektrownie wodne)



ujęcia wodne, pompownie



obwałowania i zabezpieczenia przeciwpowodziowe



obiekty budownictwa ogólnego i przemysłowego



systemy wodociągowe i kanalizacyjne



oczyszczalnie ścieków

Opracowujemy:



bilanse wodne, warunki korzystania z wód dorzeczy



studia nt. gospodarki wodnej i ochrony przeciwpowodziowej



operaty wodnoprawne i raporty oddziaływania na środowisko



studia wykonalności inwestycji



dokumenty i procedury przetargowe dla inwestycji realizowanych wg pro-

cedur FIDIC stosowanych przez fundusze pomocowe Unii Europejskiej

Zapewniamy:



stały nadzór autorski



pełnienie funkcji generalnego realizatora inwestycji (GRI)

Posiadamy:



nowoczesny sprzęt i bogate oprogramowanie komputerowe



własne laboratorium hydrauliczne do badań modelowych

Zatrudniamy:



ponad 140 wysokokwaliﬁkowanych pracowników etatowych



współpracujemy z instytutami naukowymi i uczelniami

Ponadto:



Działalność HYDROPROJEKTU jest objęta ubezpieczeniem odpowie-

dzialności cywilnej kontraktowej



Od 2001 roku stosujemy System Zarządzania Jakością PN-EN ISO

9001, a we wrześniu 2003 r. wdrożyliśmy zintegrowany z Systemem
Zarządzania Jakością System Zarządzania Środowiskowego
wg PN-EN ISO 14001

Centrala:

HYDROPROJEKT

Sp. z o.o.

ul. Dubois 9, 00-182 Warszawa

Centrala +48 (22) 635-48-84

Faxy:

+48 (22) 635-00-20, 831-00-22

E-mail: biuro@hydroprojekt.com.pl

Internet www.hydroprojekt.com.pl

na stronach www w menu KONTAKT można uzyskać numery telefonów

i adresy e-mail do wszystkich pracowników HYDROPROJEKTU Sp. z o.o.

Oddziały:

Hydroprojekt Sp. z o.o.

Oddział we Włocławku

Adres pocztowy: ul. Płocka 169, 87-800 Włocławek

tel. +48 (54) 233-91-60, fax 233-94-96

e-mail: wloclawek@hydroprojekt.com.pl

Hydroprojekt Sp. z o.o.

Oddział w Sosnowcu

Adres pocztowy: ul. Kilińskiego 38, 41-200 Sosnowiec

tel./fax: +48 (32)291-18-33, 297-02-62

e-mail: sosnowiec@hydroprojekt.com.pl

NIP, konto:

NIP: 526-000-24-29, REGON: 012108538

Bank Ochrony Środowiska SA, II Oddział w Warszawie,

r-k nr 27 15401157 2001 6610 0087 0003

KRS 0000087366

istnieje od 1951

www.hydroprojekt.com.pl

Cena 19,50 zł w tym „0” VAT

Ograniczenie nielegalnych zrzutów

ropy na Bałtyku

Międzynarodowa Komisja Helsińska

– HELCOM stwierdziła w komunikacie

ogłoszonym na początku grudnia 2006 r.

w Helsinkach, że nadzór powietrzny nad

Morzem Bałtyckim przyczynił się, w ciągu

ostatnich ośmiu lat, do zmniejszenia o po-

nad 50% liczby wycieków ropy na tym mo-

rzu.

Anne Christine Brusendorff, sekretarz

wykonawczy HELCOM-u stwierdziła, że

„Pocieszające jest to, że sytuacja się po-

prawia, ale w dalszym ciągu liczba wycie-

ków ropy jest nie do zaakceptowania”.

Od 1988 r. prowadzone są regular-

ne patrole powietrzne nad Bałtykiem.

W 1989 r. odnotowano największą liczbę

wycieków – aż 763 w ciągu 3491 godzin

lotu. Od 1998 r. zaobserwowano stałe

zmniejszanie się tej liczby, średnia rocz-

na wynosiła 300-400. Z analizy uzyska-

nych danych wynika, że w 2005 r. pod-

czas 5637 godzin lotu zaobserwowano

224 wypadki wycieku ropy i olejów. Jest

to najmniejsza liczba od 1998 r., w którym

w ciągu 5002 godzin odnotowano 454 po-

dobnych wypadków.

Obecnie, z dziewięciu państw nadbał-

tyckich, w tym z Polski, prowadzony jest

stały powietrzny nadzór morskich szlaków

żeglugowych. Do tego celu wykorzystuje

się ponad 20 samolotów i helikopterów.

Większość z tych maszyn wyposażona

jest w wiele urządzeń technicznych, ta-

kich jak SLAR (Side-Looking Airborne Ra-

dar – „radar lotniczy skanujący na boki”),

kamery pracujące w podczerwieni (IR) lub

ultrafiolecie (UV), aparaturę fotograficzną

i video.

W 2005 r. na głównych morskich szla-

kach żeglugowych Morza Bałtyckiego

odnotowano sześć większych wycie-

ków, w wyniku których do morza za każ-

dym razem dostawało się ponad 10 me-

trów sześciennych ropy. Zostały one wy-

kryte na południowo-zachodnim Bałtyku,

w cieśninie Kattegat, na północny zachód

od Gotlandii, jak również w Zatoce Bot-

nickiej i Zatoce Fińskiej. Dwa największe

wycieki, każdy powyżej 100 metrów sześ-

ciennych ropy, zlokalizowano w pobliżu

wybrzeży Danii, tj. na południe od wyspy

Lolland oraz w zachodniej części cieśniny

Kattegat.

Obok katastrof morskich najczęstszą

przyczyną wycieków są nielegalne zrzu-

ty wynikające z wprowadzania do morza

odpadów wytwarzanych przez statki oraz

pozostałości ładunku.

Międzynarodowa Konwencja o zapo-

bieganiu zanieczyszczaniu morza przez

statki z 1973 r., zamieniona Protokołem

z 1978 r. odnoszącym się do niej (Marpol

73/78), reguluje, jakie odpady mogą być

zrzucane ze statków do środowiska mor-

skiego, oraz wymaga od państw stron za-

pewnienia w portach odpowiednich urzą-

dzeń portowych do odbioru odpadów wy-

twarzanych przez statki.

W ostatnich latach w nadbałtyckich por-

tach odnotowuje się wzrost ilości ście-

ków olejowych odbieranych ze statków.

Potwierdza to fakt, że nielegalne zrzuty

są coraz rzadsze. Takie zachowanie jest

wynikiem wdrażania systemu „no-special-

-fee”, tj. systemu bez opłat specjalnych” za

odbiór odpadów wytwarzanych przez stat-

ki. Kraje nadbałtyckie uzgodniły, iż koszty

te będą pokrywane z opłat portowych lub

opłat środowiskowych.

Źródło: HELCOM press office

Oczyszczalnia ścieków na dachu

W celu zmniejszenia zużycia wody na

terenie budynków nowy system „zielonego

dachu” oczyszcza i ponownie wykorzystu-

je zanieczyszczoną wodę.

Angielska spółka zamierza wprowadzić

na rynek system, który łączy korzyści dla

środowiska oraz ponownie wykorzystuje

wodę. Zakłady Uzdatniania Wody w Wiel-

kiej Brytanii stworzyły Green Roof Re-

cycling System (GROW), we współpracy

z Imperial College w Londynie i Uniwer-

sytetem Cranfield. Projekt jest finansowa-

ny przez Radę Naukową Inżynierii i Nauk

Ścisłych.

Główna część domowego zużycia

wody na przykład do spłukiwania toalety

lub prac ogrodniczych nie musi być wodą

przydatną do spożycia. W związku z tym

system oczyszczania wody mógłby dra-

matycznie zmniejszyć całkowite zużycie

wody przez ponowne jej wykorzystanie,

zanim trafi ona do systemu oczyszczania

ścieków.

GROW jest skonstruowany na dachu

budynku. Tak zwana „szara woda” z umy-

walek, wanien i urządzeń prysznicowych

jest pompowana do systemu GROW, gdzie

jest poddawana oczyszczeniu przez rośli-

ny lądowo-wodne. Korzenie roślin w spo-

sób naturalny wchłaniają rozpuszczone

w wodzie substancje zanieczyszczające

pozostawiając tzw. „zieloną wodę”. Taka

woda nie nadaje się do spożycia i jest

w tym celu barwiona, natomiast może być

wykorzystana do spłukiwania toalet, mycia

podłóg lub podlewania roślin.

Poza ograniczaniem zużycia wody, bu-

dynki wyposażone w taki system mogłyby

czerpać korzyści, jakie dają „zielone da-

chy”, jak choćby zwiększoną izolację ciep-

lną, zagospodarowanie deszczówki, a tak-

że walory estetyczne.

Pierwszy prototyp systemu GROW był

testowany od 2001 r. Został on również

nagrodzony nagrodą CIWEM First World

of Difference (angielska nagroda przyzna-

wana przez Instytut Menedżerów Środo-

wiska i Gospodarki Wodnej).

Źródło: http://www.wwuk.co.uk/Gre-

enRoofs.htm; http;//ec.europa.

eu/environment/etap

Katalog bioproduktów dla zakupów

bardziej przyjaznych dla środowiska

Francuska Agencja ds. Zarządzania

Środowiskiem i Energią ADEME opubliko-

wała oryginalny i przydatny podręcznik ka-

talog bioproduktów. Pomoże on organiza-

cjom publicznym włączyć produkty oparte

na biomasie do swoich polityk zamówień

publicznych.

Większe zużycie materiałów opartych

na komponentach roślinnych (odnawialna

postać węgla) może pomóc zastąpić su-

rowce kopalne i ograniczyć emisję dwu-

tlenku węgla.

Takie produkty alternatywne są dostęp-

ne i coraz szerzej wykorzystywane, cho-

ciaż nadal dla wielu jednostek pozostają

nieznane.

Francuska Agencja ds. Zarządzania

Środowiskiem i Energią ADEME opra-

cowała dobrą koncepcję, jak zapewnić

zbyt bioproduktom – opublikowała kata-

log.

Katalog przedstawia potencjalnym na-

bywcom wiele użytecznych informacji

i konkretnych danych dotyczących kwestii

związanych ze środowiskiem. Prezentuje

10 głównych sposobów zastosowań bio-

produktów, w tym m.in. biopaliwa, ogrze-

wanie drewnem, opakowania, tusze do

drukarek, smary, materiały budowlane,

środki czyszczące, produkty fitosanitarne.

Każda sekcja zawiera przegląd istniejące-

go rynku we Francji i w Europie oraz kon-

tekst prawny.

Korzyści zastosowania alternatywnych

produktów roślinnych są wymienione łącz-

nie z istniejącą ofertą handlową (dostaw-

cy, producenci, dystrybutorzy). Niektóre

znaczące zastosowania przedstawiono

francuskim władzom zarówno na szczeblu

regionalnym, jak i lokalnym.

Inicjatywa powinna pomóc w populary-

zacji produktów opartych na komponen-

tach roślinnych we Francji, a nawet może

zostać wykorzystana na terenie całego

obszaru Unii Europejskiej: „zielone za-

mówienia publiczne” mogą zadziałać jak

katalizator wzrostu rynków materiałów

odnawialnych i związanego z nimi prze-

mysłu w Europie.

Źródło: http://ec.europa.

eu/environment/etap

Opracowały:

Anita Radziszewska, Katarzyna Tyczko

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Gospodarka wodna 1 2007
Gospodarka wodna 3 2007
Gospodarka wodna 4 2007
Gospodarka wodna 6 2007
Gospodarka wodna 9 2007
Gospodarka wodna 7 2007
Gospodarka wodna 9 2007
Gospodarka wodna 6 2007
Gospodarka wodna 3 2007
Gospodarka wodna 10 2007
Gospodarka wodna 11 2007

więcej podobnych podstron