68

Henryk Kasza

głębia najczęściej usytuowana jest przy zaporze w korycie rzeki. Głębokość średnią określa się matematycznie, dzieląc objętość zgromadzonej w zbiorniku wody przez powierzchnię jej zwierciadła. Oba te parametry również ulegają nieustannym zmianom wielkości, wynikającym z wahań zwierciadła wody.

Głębokość zbiorników determinowana jest wysokością zapory i po gabarytach tej budowli hydrotechnicznej można z pewnym przybliżeniem wnioskować o rozmiarach słupa piętrzonej wody, a więc i o głębokości. Podział zbiorników z uwagi na tę cechę morfometryczną przedstawia tabela 2.20.

Tabela 2 20 Klasyfikacja zbiorników zaporowych według głębokości (wg Avakiana i in. 1979)

Kategoria	Głębokość w metrach
	maksymalna	średnia
nadzwyczaj głębokie	>200	>60
bardzo głębokie	100-200	30-60
głębokie	50-99	15-29
średnio głębokie	20-49	7-14
dość płytkie	10-19	3-6
pfrfrjg-	<10	<3

Ważnym czynnikiem ekologicznym w zbiornikach zaporowych jest szybkość wymiany wody. Określa ona czas, jaki jest potrzebny do napełnienia zbiornika zaporowego lub czas potrzebny do pełnej wymiany wody w zbiorniku. Oblicza się go na podstawie pojemności zbiornika i średniego dopływu wody. Stosuje się następujący wzór:

gdzie:

V - pojemność zbiornika (nr)* d - średni dopływ wody (m³ • s'¹),

S - długość czasu wymiany (s).

Czas wymiany wody w zbiornikach zaporowych podaje się najczęściej w dniach. Korzystając z powyższego wzoru należy o tym pamiętać i przeliczyć sekundy na dni (doby). Przykład obliczenia szybkości wymiany wody dla Zbiornika Goczałkowskiego byłby następujący: V = 165,5 min m\ d = 7,3 m³ ■ s’\ S » 262 dni. Ta ilość dni, potrzebna do pełnej wymiany wody w zbiorniku, stanowi 0,72 roku (262/365). Czas wymiany wody, oprócz charakterystyki zbiornika, służy do określenia w nim częstości wymiany. Aby uzyskać ten parametr wystarczy wyliczyć odwrotność szybkości wymiany wody podanej w latach, czyli 1/0,72. Dla rozpatrywanego przykładu wynik dzielenia to 1,4. Oznacza to, że woda w Zbiorniku Goczałkowickim przeciętnie wymienia się około 1,4 razy w roku. Dla zbiornika Wisła Czarne (V = 2 min m\ d - 0,87 m³ • s*¹) szybkość wymiany wody (S) wynosi 26,6 dni, I GH w zbiorniku w ciągu roku wymienia się 13,7 razy (Kasza 1986). Dla zbiornika Myczkowce (jest to zbiornik wyrównawczy dla Soliny) S = 3 dni (doby), czyli woda wymienia się w nim około 120 razy w roku (Mastyński, Wajdowicz 1994).

Obliczone powyżej czasy wymiany wody są wartościami średnimi. Każdy zbiornik jako całość może posiadać swoiste cechy, ale pewne fragmenty mogą odróżniać się od reszty.

Są nimi na przykład zatoki, gdzie warunki wymiany wody mogą znacznie odbiegać od pozostałego fragmentu zbiornika. T aka sytuacja występuje w zbiorniku Dobczyce, w którym średni czas wymiany wody wyliczony w oparciu o dane z wielolecia wynosi 0333 roku, a w zatoce Wolnicy (powierzchnia zatoki wynosi 95 ha, objętość 3 min m\ gdyby nie było wezbrań głównego dopływu Raby, wynosiłby 1,9 roku (Banaś, Styka 2006).

Starmach (1958) podzielił zbiorniki zaporowe na dwa typy, z uwagi na częstość całkowitej wymiany w nich wody:

-    typ limniczny - zbiornik, w którym pełna wymiana wody zachodzi rzadziej niż 10 razy w roku; inaczej mówiąc, czas przebywania (retencji) wody jest w nim dłuższy niż 36 dni,

-    typ reolimniczny - w tym zbiorniku woda jest wymieniana częściej niż 10 razy w roku; oznacza to, że czas retencji jest krótszy niż 36 dni.

Giziński, Falkowska (2003) proponują uwzględnienie trzeciej kategorii zbiorników:

-    typ superreolimniczny - w takim zbiorniku woda przebywa nie dłużej niż 10 dni, a więc wymienia się co najmniej 36 razy w roku.

W zbiornikach limnicznych (gr. limne - jezioro, staw) przeważają cechy wód stojących (jeziornych). Zbiorniki reolimniczne (gr. rheo - płynę) nieco przypominają przepływowe jeziora naturalne, z tą różnicą, że w takich zbiornikach, w odróżnieniu od jezior, występują znaczne oscylacje zwierciadła wody oraz mniej wyraźne w profilu pionowym gradienty temperatury i tlenu. W tych zbiornikach, im częstsza wymiana wody, tym bardziej ujawniają się cechy rzeczne. Zbiorniki suppeneolimniczne jtie są zbiornikami zaporowymi, lecz nieco zmienionymi rzekami' i według sugestii wspomnianych wyżej autorów, powinny być nazwane stopniami wodnymi. Funkcjonują one inaczej niż typowe zbiorniki zaporowe. Zgodnie z powyższą typologią, zbiorniki Włocławski i Zegrzyński należy zaliczyć do stopni wodnych.

Czas retencji wody (retencja to czas przebywania wody w zbiorniku, określany na podstawie stosunku pojemności jego misy do rocznego dopływu i jest tożsamy z czasem wymiany wody - np. dla Zbiornika Goczalkowickiego wynosi zgodnie z podanym wyżej przykładem 0,72 roku lub 262 dni) w niektórych zbiornikach Polski Południowej przedstawia tabela 2.21. W niektórych okresach czas retencji może odbiegać od średnich wartości i wahać się w szerokich granicach. Np. dla zbiornika Tresna zawiera się w przedziale od 8 do 62 dni. dla Porąbki od 8 do 18 dni (Stachowicz, Czemoch 1992). Podawane czasy retencji wody wynikają z matematycznych wyliczeń i oddają rzeczywisty stan dla zbiorników korytowych, w których woda płynie całą powierzchnią. W szeroko rozlanych - dopływająca woda rzeczna nie przemieszcza się równomiernie w kierunku odpływu. W tego typu zbiornikach główny ruch wody odbywa się na niewielkiej powierzchni zbiornika. W związku z tym. w miejscach zastoiskowych (np. w zatokach - zostało to nieco wcześniej opisane na przykładzie zbiornika Dobczyce, na szeroko rozlanych płyciznach) czas przebywania wody jest dłuższy, niż wynika to z matematycznej średniej. Stąd też przy charakteiystyce zbiorników zaporowych, podając tempo wymiany, należy pamiętać, że jest to wartość teoretyczna.