78

Henryk Kasia

Wszystkie czynności eksploatacyjne związane z zaporą są kontrolowane i kierowane z centrali lub sterowni. Aby system niezbędnych działań związanych ze współczesnymi zaporami przebiegał prawidłowo, centrala lub sterownia wyposażona jest w konieczną aparaturę, taką jak: monitory, oprogramowane komputery, systemy komunikacyjne. Monitorowaniu podlegają też warunki atmosferyczne, dopływ, poziom wody zbiornika oraz poziom wody poniżej (Jankowski, Chmielewska 2008).

Woda przeznaczona na „zaopatrzenie w wodę" lub dla nawodnień jest czerpana ze zbiorników za pomocą ujęcia wodnego. Ujęcia usytuowane na różnych głębokościach zezwalają na selektywny wybór i mieszanie wody. Z kolei na turbiny elektrowni wodnych jest ona kierowana za pomocą specjalnych rurociągów. Zbiornikowi sprzężonemu z elektrownią wodną towarzyszą generatory i rozdzielnic. Rozwiązania techniczne ww. konstrukcji i urządzeń są różne, indywidualnie dostosowane do każdego zbiornika.

2.4.6. Różnice między rzekami, jeziorami a zbiornikami zaporowymi

Zbiorniki zaporowe powstałe na rzekach, ze względu na sposób ich zasilania wodą, przypominają jeziora przepływowe (jeziora zasilane rzekami). Ale z uwagi na odmienny kształt misy zbiornika oraz zdecydowany wpływ wód rzeki na procesy w nich zachodzące, stanowią pośrednie ogniwo pomiędzy rzeką a jeziorem. Misa jezior - w przekroju pionowym - przybiera najczęściej kształt półeliptyczny, a w zbiornikach kontur czaszy jest asymetryczny, zbliżony do trójkąta. W zbiorniku najgłębsze miejsce z reguły znajduje się w strefie przyzaporowej, a najpłytsze w dopływowej części zbiornika. Od rzek zbiorniki różnią się m.in. tym, że w zbiorniku prąd rzeczny zostaje stopniowo wyhamowany. W typowym zbiorniku, wzdłuż jego głównej osi, można wyróżnić strefy: rzeczną, przejściową i jeziorną (zob. rozdz. 2.4.2) różniące się szybkością biegu wody oraz gradientem innych czynników środowiskowych, takich jak: zasobność w substancje pokarmowe, ilość zawiesiny, dostępność światła, zawartość tlenu rozpuszczonego w wodzie czy zmiana głębokości od góry ku dołowi zbiornika itp. Ta strefowość jest tym wyraźniejsza, im węższa i dłuższa dolina, w której utworzono zbiornik i im większy dopływ wody. W zbiorniku szeroko rozlanym i o małym dopływie wody gradient czynników środowiskowych jest mniej wyraźny. Z kolei w zbiornikach superreolimnicznych (stopniach wodnych) krótki czas przebywania wody sprawia, że przeważają w nich cechy rzeczne. Inaczej mówiąc, podpiętrzony odcinek w dalszym ciągu jest rzeką, jednak z tą różnicą, że jest ona nieco szersza i o wolniejszym prądzie w stosunku do okresu przed powstaniem budowli piętrzącej (Giziński, Falkowska 2003).

Inne cechy różniące zbiorniki zaporowe od jezior i wynikające z tego konsekwencje opisano poniżej (Starmach K. 1958, Starmach J. 1994, Kajak 1995,1998).

1) Większy współczynnik wyrażający stosunek całkowitej powierzchni zlewni do powierzchni zbiornika - wynoszący dla zbiorników przeważnie >100, zaś dla jezior < 100. Często te współczynniki pomiędzy rozpatrywanymi tutaj typami wód różnią się 10 i więcej razy. Wartości współczynnika mówią o wpływie zlewni na jednostkę powierzchni zbiornika (jeziora). Na ogół większe wartości tego współczynnika powodują

wyższe obciążenie materią jednostki powierzchni dna. Większe obciążenie materią, to także większe obciążenie substancjami eutrofogennymi.

2)    Krótszy czas retencji wody w zbiornikach - liczony zwykle w dniach, tygodniach lub miesiącach. W jeziorach czas przebywania wody wynosi lata, setki a nawet tysiące lat.

Z retencją ściśle wiąże się zdolność do samooczyszczania wody. Im woda bardziej „stngnująca", tym mniej sprzyjające warunki do mineralizacji materii organicznej obecnej w wodzie.

3)    Większe i częstsze wahania poziomu wody wynoszące w zbiornikach kilka, kilkanaście a nawet kilkadziesiąt metrów, podczas gdy w jeziorach najczęściej zwierciadło wody zmienia się w granicach I m. Przemienne cofanie się lustra wody i odsłanianie dna oraz jego ponowne zalewanie istotnie wpływają na chemizm wody i na rozwój niektórych zgrupowań organizmów w zbiornikach zaporowych. Zawarta w czasowo odsłanianych płyciznach materia organiczna (szczątki roślinne i zwierzęce) w warunkach dostępu tlenu atmosferycznego, działania słońca i mrozu (zimą) ulega przyśpieszonemu rozkładowi i po ponownym zalaniu łatwo ..oddaje" do wody produkty rozkładu, w tym substancje biogenne. To przemienne zalewanie i odsłanianie nieraz nawet dużych obszarów dna zbiorników zaporowych powoduje także słaby rozwój, a czasem nawet brak typowej strefy litoralnej z charakterystyczną strefą roślinności wyższej. W zbiorniku brak litoralu przyczynia się do erozji i abrazji brzegów (ląd ustępuje pod naporem wody). Z kolei w jeziorach - po dłuższym okresie czasu - ląd wkracza poprzez litoral do jeziora. Zakres wahań poziomu wody w niektórych zbiornikach w Polsce przedstawiono w tabeli 2.23.

4)    Przewaga w zbiornikach osadów pochodzących ze zlewni - osady denne zbiornikowe zawierają mniej materii organicznej niż osady denne jeziorne. Zasilająca zbiornik rzeka dostarcza duże ładunki zawiesiny mineralnej, powodując „rozcieńczenie” osiadłej na dnie autochtonicznej i allochtonicznej materii organicznej.

5)    Zbiorniki zaporowe są znacznie młodsze - tylko nieliczne z nich mają więcej niż 100 lat, podczas gdy wiek jezior określany jest (tych w naszej strefie klimatycznej) na co najmniej 10 tysięcy i więcej lat. Czasza zbiorników, w odróżnieniu od jezior, głównie po lodowcowych i tektonicznych, w chwili ich powstawania pokryta jest glebą i roślinnością. Po zalaniu nowego zbiornika w glebach i darni roślinnej pokrytej wodą czynne są w dużym nasileniu procesy (m.in. redukcji, utlenienia, wyługowania), które wpływają przez kilka lat niekorzystnie na właściwości fizykochemiczne ujmowanej wody (opisano szerzej w rozdz. 5.2).

6)    W zbiornikach występuje szereg biotopów, zmieniających się w miarę wzrostu głębokości zbiornika w kierunku zapory oraz w miarę rozlewania się na boki. Asymetria misy powoduje nierównomierny rozkład fizykochemicznych i związanych z nimi warunków biologicznych. W płytszej, dopływowej strefie są one podobne do rzecznych, gdy tworząca zbiornik dolina jest wąska, a objętość dopływającej wody duża lub przypominają warunki stawowe, gdy zasilanie wodą rzeczną jest niewielkie, a miejsce zalewu jest szerokie. W przyzaporowej, głębokiej części zbiornika zbliżone są one do jeziornych. Ta opisywana sytuacja dotyczy przede wszystkim zbiorników limnicznych i rcolimnicznych.