Wpływ zjawisk lodowych na

zbiorniki wodne

(na przykładzie Dolnej Wisły i Zbiornika

Włocławskiego)

Anna Wiśniewska

TiR III



Formy zlodzenia pojawiające się w fazie

zamarzania, trwałej pokrywy lodowej i spływu

lodu. Określa się je wizualnie na podstawie

wyglądu zewnętrznego.

- W fazie zamarzania występują: śryż, lepa,

lód denny, lód brzegowy i częściowa pokrywa

lodowa.

- Pierwszą fazę zlodzenia kończy trwała i

nieruchoma pokrywa lodowa o gładkiej lub

nierównej powierzchni, pokrywająca

zwierciadło wody na całej szerokości rzeki.

Pod stałą pokrywą mogą występować podbitki

śryżowe.

- Trzecią fazę rozpoczyna kruszenie i spływ

lodu a formami zlodzenia są tu kra i zator.



Śryż - lód o strukturze gąbczastej, tworzący się w całej masie

przechłodzonej wody. Łącząc się wypływa na powierzchnię

tworząc krążki śryżowe, a te z kolei mogą tworzyć pola śryżowe.



Lepa - śnieg przesiąknięty wodą.



Lód denny - gąbczasta masa tworząca się na występach

dennych i roślinności wodnej. Po osiągnięciu dużych objętości

wypływa na powierzchnię, gdzie łącząc się ze śryżem i lepą

tworzy lód prądowy (w postaci krążków otoczonych białym

wianuszkiem).



Lód brzegowy - oblodzenie rzeki w linii zwilżonej, rozwijające

się od brzegów koryta ku środkowi.



Częściowa pokrywa lodowa - nierównomierna pokrywa

lodowa, będąca następstwem rozwoju lodu brzegowego.

Rozciąga się na całej szerokości rzeki lecz ma liczne miejsca

niezamarznięte.



Kra - części popękanej pokrywy lodowej unoszone z prądem

rzeki.



Zator - specyficzna forma zlodzenia rzeki. Tworzy się w

przewężeniach koryta, na mieliznach i przy utrudnionym spływie

(np. kra w górze rzeki i stała pokryw w dole), z nagromadzonego

lodu prądowego (zator śryżowy) lub kry (zator lodowy).

Śryż

Kra

Zator

Lód
brzegowy



Projekt U.S. Army CRREL oraz U.S.
Geological Survey (USA)



projekt „NatureWatch” (Canadian
Nature Federation and Environment
Canadas – EMANCO: Ecological
Monitoring and Assessment Network
Coordinating Office) (Kanada)



program "Monitoringu Lodowego" w
Polsce



Powstał w oparciu o pomysł kanadyjskiego

projektu Nature Watch (Ice Watch).



Jest to ogólnokrajowy projekt monitorujący

zjawiska lodowe na rzekach i jeziorach.

Dzięki umieszczonym na stronie internetowej formularzom

każdy zainteresowany, będący świadkiem wystąpienia zjawisk

lodowych może przesłać wyniki swoich obserwacji. Na ich

podstawie budowana jest ogólnokrajowa baza danych.



Bodźcem do utworzenia tego programu było

potencjalne zagrożenie spiętrzeniami

zatorowymi i powodziami. Ponieważ w Polsce na

wielu rzekach, a szczególnie na Dolnej Wiśle

obserwuje się często występowanie zjawisk

lodowych (w tym zatorów), uznano za konieczne

utworzenie bazy danych archiwizujących

podstawowe informacje o zlodzeniu.



Standardowe obserwacje zjawisk lodowych,
wykonywane przez służbę hydrologiczną
obejmują:
- określenie formy zlodzenia,
- ocenę natężenia zlodzenia (w skali 0 - 10),
- grubość pokrywy lodowej
- czas trwania trzech podstawowych faz
zlodzenia.



Obserwacje te wykonywane są
w profilach wodowskazowych,
a te na Dolnej Wiśle
zlokalizowane są co 50 - 60 km,
dlatego też wiele spiętrzeń
zatorowych bywa nie objętych
obserwacjami.



Badanie blizn lodowych jest metodą

uzupełniającą inne dane dotyczące przebiegu

zlodzenia, stosowaną m. in. w USA.



Drzewa (pnie) okaleczone przez lód występują

na odcinkach poziomu zalewowego rzeki,

gdzie często formują się czoła zatorów. Blizny

powstają w czasie wolnego przemieszczania

się upakowanych mas lodu. Tworzą się na

wysokości zbliżonej (lub niższej) do kulminacji

wezbrania.



Analiza dendrologiczna drewna drzew

umożliwia określenie roku wystąpienia zatoru.



Analizę położenia blizn lodowych przeprowadzono na

odcinku dolnej Wisły od Modlina do Tczewa.

Występowanie blizn lodowych na odcinku Dolnej Wisły i
Zbiorniku Włocławskim

Schemat przedstawiający
tworzenie się blizn
lodowych

Przykładowe

występowanie blizn

lodowych

1. Zmiana struktury zlodzenia



Po spiętrzeniu pokrywa lodowa powstaje około 20 dni
wcześniej, a czas jej zalegania uległ wydłużeniu o
około 35 dni w stosunku do stanu sprzed spiętrzenia.



Jest to wynik skrócenia czasu trwania fazy
formowania pokrywy lodowej, w wyniku pochodu
lodu prądowego, z około 40-45 dni do 8 dni.



Wisła charakteryzuje się szczególnie długim okresem
pochodu lodu prądowego, który poprzedza powstanie
zwartej pokrywy lodowej. Stanowi on około 50-60 %
czasu trwania zlodzenia. Podczas łagodnych zim obok
lodu brzegowego jest to jedyna forma zlodzenia.

2. Spadek prędkości przepływu



W dolnej i środkowej części zbiornika, gdzie
prędkości przepływu są najmniejsze, pokrywa
lodowa powstaje najszybciej, zwykle przez
połączenie się lodu brzegowego. Napływający
do zbiornika lód prądowy zatrzymuje się na
skraju wcześniej utworzonej pokrywy lodowej
i dochodzi do wypełniania czaszy zbiornika
lodem.

3. Blokada tranzytowego spływania lodu



Na każdym zbiorniku zaznacza się tendencja do
dłuższego utrzymywania się pokrywy lodowej w
stosunku do rzeki swobodnie płynącej powyżej.



Lód prądowy zalega w zbiorniku do momentu
rozpadu pokrywy lodowej. W takiej sytuacji
rozpoczyna się pochód lodu na Wiśle i napływanie
dużej ilości kry. Dlatego też nieodzowne jest
przygotowanie zbiornika do przyjęcia dużej ilości
lodu. Wzdłuż całej jego długości lodołamacze
wykonują rynnę o szerokości około 500 m.
Zadaniem jej jest umożliwienie tranzytowego
przepływania lodu spływającego z rzeki swobodnie
płynącej.

4. Zmiany ustroju lodowego rzeki poniżej
stopnia piętrzenia



Zmiany te objęły odcinek rzeki o długości około 34 km.
Charakterystyczną cechą odcinka jest brak pokrywy
lodowej bezpośrednio poniżej stopnia.



Tworząca się pokrywa lodowa ma krótkotrwały
charakter. Często są to bariery śryżowe w płytkich
miejscach i miejscach lokalnych spadków prędkości
przepływu. Krótkotrwały charakter pokrywy lodowej
wynika ze szczytowej pracy elektrowni wodnej i
dobowych wahań stanów wody przekraczających
nawet 1,5 m.



Zimą 1985 i 1987 roku w Nieszawie podbitki
zajmowały nawet 70 % powierzchni przekroju
poprzecznego.

4. Podział Wisły poniżej stopnia wodnego na 4
odcinki



Odcinek I: Stopień wodny

Charakteryzuje się on utrudnionymi warunkami

hydrodynamicznymi formowania pokrywy lodowej

oraz powstawaniem bezpostaciowego śryżu.



Odcinek 2:

Pokrywę lodową budują krążki i pola śryżowe.



Odcinek 3: Zatorowy

Wyznacza on granicę najsilniejszego

oddziaływania stopnia wodnego.



Odcinek 4:

Występowanie pokrywy lodowej, zbudowanej ze

stłoczonych krążków.

4. Powstawanie powodzi zatorowych

(ekstremalne przypadki)



Związane z nadpiętrzeniami wywołanymi
gromadzeniem się ogromnych ilości lodu w
czaszy zbiornika.



Przykładem może być powódź zatorowa na
Zbiorniku Włocławskim w styczniu 1982 roku

4. Zniszczenia infrastruktury - umocnień i budowli



W okresie zlodzenia zakłóceniu ulega praca urządzeń

hydrotechnicznych. Głównym powodem jest oblodzenie

części zainstalowanych w wodzie.



W wyniku zlodzenia występują trudności eksploatacyjne na

stopniu wodnym we Włocławku. Mechaniczne niszczenie

korony wału przez krę lodową lub zdzieranie odwodnej

skarpy wału w przypadku dużej prędkości wody i kry

lodowej, może spowodować powstanie inicjalnej wyrwy.



Notuje się przypadki naruszenia lub zniszczenia budowli

wodnych, najczęściej mostów, w okresie gwałtownego

ruszenia lodu. Szczególnie duże zagrożenie zniszczeniem

tych budowli występuje po długotrwałej i mroźnej zimie.

W marcu 1947 roku, w okresie pochodu lodu, powstało kilka dużych

zatorów. Zniszczone zostały mosty prowizorycznie odbudowane po II

wojnie światowej. Zmiana przebiegu nurtu była przyczyną uszkodzenia

drewnianego mostu w Wyszogrodzie zimą 1986 roku.

1. Akcja lodołamania na

Zbiorniku Włocławskim

2. Akumulacja lodu na

brzegu zbiornika

3. Przerwanie mostu w

Wyszogrodzie (1986r)

Linki:

Źródła zdjęć:



http://www.imgw.pl/internet/zz/wie
dza/hydro/_enc_hydro/zjawiska_lod
owe.html



http://www.geo.uni.torun.pl/www/z
aklady/zkibp/monitoring/index.htm



http://www.geo.uni.torun.pl/www/z
aklady/zkibp/serwis-lodowy.htm



http://www.geo.uni.torun.pl/www/z
aklady/zkibp/archiwum_lod/blizny.h
tm



http://geoinfo.amu.edu.pl/sgp/LA/L
A08/LA8_24.pdf



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co

mmons/2/24/Sryz_01.jpg



http://kajak.org.pl/wiedza/metodyka/zima

/Wda5_1.jpg



http://wloclawskie24.pl/photos/0017/137

9/kra2_article.jpg



http://static1.money.pl/i/galeria/221/30/2

6845.jpg

