Pobierz - Gmina Kościerzyna
Transkrypt
Pobierz - Gmina Kościerzyna
Hydrologiczna ocena mo liwo ci wykorzystania wybranych cieków powierzchniowych w gminie Ko cierzyna jako odbiorników cieków oczyszczonych ZLECENIODAWCA: Art Projekt K&M Sp. z o.o., ul. Przemysłowa 7f, 83-400 Ko cierzyna AUTORZY OPRACOWANIA: Michał Szydłowski, ul. Any owa 86, 81-589, Gdynia Piotr Zima, ul. Trapowa 3E, 80-299, Gda sk Gda sk, sierpie 2012 SPIS TRE CI: 1. PODSTAWA OPRACOWANIA .......................................................................................... 6 2. CEL I ZAKRES OPRACOWANIA ...................................................................................... 6 3. LITERATURA ORAZ WYKORZYSTANE MATERIAŁY...................................................... 8 4. PODSTAWY TEORETYCZNE .......................................................................................... 9 4.1. Pomiary hydrometryczne ............................................................................................ 9 4.1.1. Punktowe pomiary pr dko ci ..............................................................................10 4.1.2. Identyfikacja hydraulicznych parametrów koryta rzeki .........................................11 4.2. Obliczenia hydrauliczne .............................................................................................14 4.3. Migracja zanieczyszcze ...........................................................................................15 5. CHARAKTERYSTYKA HYDROLOGICZNA WÓD POWIERZCHNIOWYCH ....................18 5.1. Ogólna charakterystyka hydrograficzna gminy Ko cierzyna ......................................18 5.2. Hydrologia rzeki Wierzycy..........................................................................................20 5.3. Hydrologia rzeki Wdy .................................................................................................23 6. ODPROWADZANIE CIEKÓW DO WÓD POWIERZCHNIOWYCH ................................27 6.1. Stan istniej cy ...........................................................................................................27 6.2. Stan projektowany .....................................................................................................28 7. OBLICZENIA SYMULACYJNE .........................................................................................32 7.1. Numeryczne modele rzek ..........................................................................................32 7.2. Wyniki oblicze hydraulicznych .................................................................................33 7.3. Wyniki oblicze migracji zanieczyszcze ...................................................................43 7.4. Wyniki oblicze długo ci drogi mieszania ..................................................................55 8. WNIOSKI..........................................................................................................................56 SPIS TABEL: Tabela 1: Zestawienie wyników pomiarów hydrometrycznych oraz obliczonych współczynników oporu n w przekrojach hydrometrycznych w zlewni rzeki Wdy ........11 Tabela 2: Zestawienie wyników pomiarów hydrometrycznych oraz obliczonych współczynników oporu n w przekrojach hydrometrycznych w zlewni rzeki Wierzycy .11 Tabela 3: Główne dopływy Wierzycy ...................................................................................22 Tabela 4: Przepływy charakterystyczne w przekrojach wodowskazowych na rzece Wierzycy .................................................................................................................................22 2 Tabela 5: Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ obliczone przez IMGW [11] dla charakterystycznych miejsc dla rzeki Wierzyca .........................................................23 Tabela 6: Główne dopływy Wdy ..........................................................................................25 Tabela 7: Przepływy charakterystyczne w przekrojach wodowskazowych na rzece Wdzie .25 Tabela 8: Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ obliczone przez IMGW [11] dla charakterystycznych miejsc dla rzeki Wda ................................................................26 Tabela 9: Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ dla charakterystycznych miejsc na ciekach z górnej zlewni rzeki Wdy.............................................................................26 Tabela 10: Ilo cieków z oczyszczalni Łubiana ................................................................30 Tabela 11: Ilo cieków z oczyszczalni W glikowice .........................................................30 Tabela 12: Ilo cieków z oczyszczalni Wielki Klincz .........................................................30 Tabela 13: Ilo cieków z oczyszczalni Ko cierzyna ..........................................................30 Tabela 14: Ilo cieków z oczyszczalni Nowa Kiszewa ......................................................31 Tabela 15: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SNQ w zlewni rzeki Wdy ..........................................................................39 Tabela 16: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SSQ w zlewni rzeki Wdy ..........................................................................40 Tabela 17: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SNQ w zlewni rzeki Wierzycy ...................................................................41 Tabela 18: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SSQ w zlewni rzeki Wierzycy ...................................................................42 Tabela 19: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Łubiana do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wdy ..........................................................................................................................45 Tabela 20: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O W glikowice do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wdy ..................................................................................................................47 Tabela 21: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Ko cierzyna do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wierzycy...........................................................................................................49 Tabela 22: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Wielki Klincz do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wierzycy...........................................................................................................51 Tabela 23: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Nowa Kiszewa do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wierzycy...........................................................................................................53 3 Tabela 24: Wyniki oblicze długo ci drogi mieszania w warunkach przepływu SSQ i SNQ w przypadku analizowanych lokalizacji zrzutów z oczyszczalni cieków.......................55 SPIS RYSUNKÓW: Rys.1. Przekroje hydrometryczne w zlewni rzeki Wdy .........................................................12 Rys.2. Przekroje hydrometryczne w zlewni rzeki Wierzycy ..................................................13 Rys.3. Zlewnie Wdy i Wierzycy na Mapie Podziału Hydrograficznego Polski.......................19 Rys.4. Schemat hydrograficzny rzeki Wierzycy (km wg IMGW 2004) ..................................21 Rys.5. Schemat hydrograficzny rzeki Wdy do wodowskazu Bł dno (km wg IMGW 2004) ...24 Rys.6. Przybli ona lokalizacja istniej cych i projektowanych oczyszczalni cieków.............29 Rys.7. Model sieci rzecznej zlewni rzeki Wdy ( ródło: HEC-RAS) .......................................33 Rys.8. Model sieci rzecznej zlewni rzeki Wierzycy ( ródło: HEC-RAS) ................................33 Rys.9. Profile cieków uwzgl dnione w modelu zlewni rzeki Wdy ( ródło: HEC-RAS) ..........34 Rys.10. Profile cieków uwzgl dnione w modelu zlewni rzeki Wierzycy ( ródło: HEC-RAS) .34 Rys.11a. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wdy ( ródło: HEC-RAS) ...............................35 Rys.11b. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wdy – ci g dalszy ( ródło: HEC-RAS) ..........36 Rys.12a. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wierzycy ( ródło: HEC-RAS) ........................37 Rys.12b. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wierzycy – ci g dalszy ( ródło: HEC-RAS) ...38 Rys.13. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Łubiana w warunkach przepływu SSQ....................................45 Rys.14. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Łubiana w warunkach przepływu SNQ ...................................46 Rys.15. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków W glikowice w warunkach przepływu SSQ.............................47 Rys.16. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków W glikowice w warunkach przepływu SNQ ............................48 Rys.17. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Ko cierzyna w warunkach przepływu SSQ .............................49 Rys.18. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Ko cierzyna w warunkach przepływu SNQ .............................50 4 Rys.19. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Wielki Klincz w warunkach przepływu SSQ ............................51 Rys.20. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Wielki Klincz w warunkach przepływu SNQ ............................52 Rys.21. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Nowa Kiszewa w warunkach przepływu SSQ .........................53 Rys.22. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczyszczalni cieków Nowa Kiszewa w warunkach przepływu SNQ .........................54 5 1. PODSTAWA OPRACOWANIA Podstaw opracowania stanowi umowa o dzieło zawarta pomi dzy Art. Projekt K&M Sp. z o.o., ul. Przemysłowa 7f, 83-400 Ko cierzyna, reprezentowan przez Arkadiusza Malinowskiego (zwanym dalej Zleceniodawc ) a autorami niniejszego opracowania: Michałem Szydłowskim, zam. ul. Any owa 86, 81-589, Gdynia oraz Piotrem Zim , zam. ul. Trapowa 3E, 80-299, Gda sk. 2. CEL I ZAKRES OPRACOWANIA Niniejsza ocena hydrologiczna mo liwo ci wykorzystania wybranych cieków powierzchniowych jako odbiorników cieków oczyszczonych została wykonana na potrzeby opracowania koncepcji rozwi zania gospodarki wodno- ciekowej na terenach chronionych Gminy Ko cierzyna dla miejscowo ci: Gołu , Wdzydze, Czarlina, Loryniec, W glikowice, Grzybowo, Grzybowski Młyn, Sycowa Huta, Lizaki, Juszki, Rybaki, Sarnowy, Stawiska, Nowa Kiszewa i Szenajda. W koncepcji tej przyj to dwa rozwi zania wariantowe dotycz ce lokalizacji oczyszczalni cieków, odprowadzaj cych cieki oczyszczone do wód powierzchniowych. W pierwszym wariancie zało ono, e do oczyszczania cieków odbieranych z projektowanego systemu gminnej kanalizacji sanitarnej wykorzystane zostan istniej ce i eksploatowane ju oczyszczalnie cieków w Ko cierzynie, Wielkim Klinczu oraz Łubianie. Odbiornikami cieków oczyszczonych z dwóch pierwszych oczyszczalni s cieki powierzchniowe zlewni rzeki Wierzycy, za z trzecia zlokalizowana jest w zlewni rzeki Wdy. W drugim wariancie, prócz wykorzystania istniej cych oczyszczalni cieków, zaproponowano koncepcj lokalizacji dwóch nowych, mniejszych oczyszczalni w W glikowicach i Nowej Kiszewie. Pierwsza le ałaby w zlewni rzeki Wdy, a druga Wierzycy. W obu wariantach zało ono, e oczyszczalnia we Wdzydzach Kiszewskich zostanie zamkni ta. Znajduje si ona w bezporednim s siedztwie jeziora Wdzydze, b d cego odbiornikiem cieków oczyszczonych, co nie jest sytuacj po dan zarówno ze wzgl du hydrologicznego, jak i jako ciowego. Trzeci rozpatrywany w koncepcji wariant rozmieszczenia oczyszczalni cieków w gminie nie jest analizowany w niniejszym opracowaniu, gdy dotyczy zrzutów cieków do gruntu. Celem opracowania hydrologicznego była ocena mo liwo ci wykorzystania cieków powierzchniowych jako odbiorników cieków oczyszczonych. W ocenie tej skupiono si na dwóch aspektach. Po pierwsze okre lono relacje mi dzy wielko ciami zrzutów cieków a przepływami charakterystycznymi w przekrojach odbiorników gdzie zlokalizowane s lub maj by oczyszczalnie, a po drugie zbadano czas migracji zanieczyszcze , którymi s cie- ki oczyszczone, w dółbiegu odbiorników. Za szczególnie istotny nale y uzna drugi z wymienionych problemów, gdy wi e si on bezpo rednio z mo liwo ci lokalizacji oczysz- czalni ze zrzutami do cieków dopływaj cych do jezior, która to wynika z zapisów polskiego Prawa Wodnego. 6 Otó w obu zlewniach (rzeki Wdy i rzeki Wierzycy) cieki powierzchniowe cz sto przepływaj przez jeziora, a odległo ci mi dzy jeziorami s relatywnie niedu e. Zgodnie z Prawem Wodnym (Dz. U. 2001 Nr 115 poz. 1229 z dnia 18 lipca 2001r. z pó niejszymi zmianami) Art. 39, ust. 1, pkt. 2 lit. d, zabrania si wprowadzania cieków do wód jezior oraz do ich dopływów, je eli czas dopływu cieków do jeziora byłby krótszy ni 24 godziny. Artykułten dotyczy wszystkich nowoprojektowanych obiektów oraz urz dze wodnych i nie ma od niego odst pstwa. W przypadku obiektów istniej cych mo na powoła si na Ustaw z dnia 3 czerwca 2005 r. o zmianie ustawy - Prawo wodne oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. z 2005 r. Nr 130, poz. 1087, oraz z 2011r. Nr 32, poz. 159) Art. 15, zgodnie z którym zakaz, o którym mowa w Art. 39 ust. 1 pkt 2 lit. d ustawy, nie dotyczy cieków pochodz cych z jednostek osadniczych istniej cych przed dniem 1 stycznia 2002 r., które z uwagi na lokalizacj nie maj technicznych mo liwo ci przestrzegania tych zakazów, a tak e cieków pochodz cych z obiektów, które posiadały ostateczn decyzj o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu przed dniem 12 stycznia 2003 r. W przypadku projektowania nowego zrzutu lub zmiany jego parametrów (ilo ciowych i/lub jako ciowych) niezb dne jest zastosowanie rozwi za technicznych wydłu aj cych czas dopływu cieków do jeziora do wymaganych ustaw 24 godzin. Zapis powy szy wymaga dla nowych oczyszczalni wykonania analizy czasu przepływu cieków od miejsca zrzutu do najbli szego jeziora. Analiza ta została przeprowadzona w tym opracowaniu w oparciu o symulacje numeryczne rozwi zania równania nieustalonego transportu substancji rozpuszczonej dla okre lonych warunków hydrologicznych panuj cych w zlewni. W obliczeniach rozpatrzono przypadek najbardziej niekorzystnego ze wzgl du na oddziaływanie cieków na odbiornik, a mianowicie przyj to, e substancja wprowadzona do rzeki nie podlega procesom rozkładu (biodegradacji) w rodowisku wodnym. W analizie uwzgl dniono tylko procesy fizyczne, tj. adwekcj , dyfuzj , mieszanie i rozcie czanie. Analiz przeprowadzono po przyj ciu wariantowych lokalizacji zrzutów cieków, dla oczyszczalni istniej cych oraz projektowanych. Wykonanie oceny wymagało realizacji szeregu prac składowych. Były to mi dzy innymi: – ogólna charakterystyka hydrologiczna Gminy Ko cierzyna, – przyj cie przepływów charakterystycznych w przekrojach cieków w miejscach istniej cych i projektowanych zrzutów cieków, – wizja lokalna oraz pomiary hydrometryczne na ciekach analizowanych zlewni na potrzeby wyznaczenia współczynników oporów hydraulicznych koryt rzecznych, – wykonanie numerycznych modeli sieci rzecznej w analizowanych zlewniach na potrzeby oblicze hydraulicznych oraz migracji zanieczyszcze w odbiornikach cieków, – wariantowe obliczenia symulacyjne i wyci gni cie wniosków. 7 3. LITERATURA ORAZ WYKORZYSTANE MATERIAŁY [1]. Atlas Hydrologiczny Polski, IMGW, Wyd. Geolog., 1986 i 1987 Warszawa. [2]. Atlas Podziału Hydrograficznego Polski, IMGW, 2005. [3]. Mapy topograficzne w skali 1:10 000. [4]. Byczkowski A., Hydrologia t. I i II. PWN Warszawa, 1999. [5]. HEC-RAS River Analysis System, Hydraulic Reference Manual, US Army Corps of Engineers, Davis 1997. [6]. Kubrak J., Hydraulika techniczna. SGGW Warszawa, 1998. [7]. Kubrak J., Nachlik E., Hydrauliczne podstawy obliczania przepustowo ci koryt rzecznych. SGGW Warszawa 2003. [8]. Sawicki J.M.: Przenoszenie masy i energii. Gda sk: Wydawnictwo Politechniki Gda skiej 1993. [9]. Inwentaryzacja i waloryzacja przyrodnicza gminy Ko cierzyna, Biuro Dokumentacji i Ochrony Przyrody, Gda sk 1997. [10]. Program ochrony rodowiska gminy Ko cierzyna na lata 2004 - 2007 z uwzgl dnieniem perspektywy na lata 2008 – 2011. [11]. Wyznaczenie granic obszarów bezpo redniego zagro enia powodzi w celu uzasadnionego odtworzenia terenów zalewowych etap II, Wierzyca, IMGW, 2005. [12]. Wyznaczenie granic obszarów bezpo redniego zagro enia powodzi w celu uzasadnionego odtworzenia terenów zalewowych etap II, Wda, IMGW, 2005. [13]. Warunki hydrologiczne rzek województwa gda skiego. Zlewnia rzeki Wierzycy. Hydroprojekt, 1992. [14]. Warunki hydrologiczne rzek województwa gda skiego. Zlewnia rzeki Wdy. Hydroprojekt, 1993. [15]. Aneks do opracowania pt. "Mo liwo ci hydrologiczne i hydrauliczne wykonania tymczasowego mostu nad rzek Wierzyc w km 44+840 dla potrzeb budowy autostrady A1", E. Wołoszyn i M. Szydłowski, Gda sk, 2006. [16]. Operat wodnoprawny na wprowadzanie cieków oczyszczonych do rzeki Pieliski w km 6+130, Usługi Projektowe mgr in . Arkadiusz Malinowski, Ko cierzyna, 2006. [17]. Operat wodnoprawny do pozwolenia na wprowadzenie cieków oczyszczonych z rozbudowanej oczyszczalni cieków w m. Wielki Klincz do wód powierzchniowych rzeki Wierzycy, Kielce, 2011. [18]. Operat wodnoprawny na pobór wód podziemnych i odprowadzenie cieków w miejscowo ci WDZYDZE KISZEWSKIE gm. Ko cierzyna, Ko cierzyna, 2004. [19]. Krukowski M. Porównanie warto ci współczynników dyspersji zanieczyszcze pasywnych wyznaczonych z pomiarów na rzece Wkrze z obliczeniami zale no ci empirycznych. Przegl d Naukowy In ynieria i Kształtowanie rodowiska 1 (2002), 24: 228–239. [20]. Marivoet J. L., van Craenenbroeck W.: Longitudinal dispersion in shipcanals. Journal of Hydraulic Research,1986, Vol. 24, No. 2, s. 123-132. 8 4. PODSTAWY TEORETYCZNE 4.1. Pomiary hydrometryczne W ramach niniejszej pracy wykonano podstawowe pomiary hydrometryczne w korytach wybranych cieków. Pomiary, wykonane przez autorów niniejszego opracowania, polegały na sondowaniu dna koryta oraz na pomiarach pr dko ci przepływu. Miały one na celu okre lenie oporów przepływu w korycie rzeki na podstawie pomierzonego nat enia prze- pływu Q. Uniwersaln metod , w przypadku okre lania oporów przepływu w korycie głównym, jest wyznaczenie współczynnika oporu (szorstko ci) w oparciu o pomiary hydrometryczne w terenie. Na terenach zalewowych, ze wzgl du na incydentalno przepływów (w czasie podtopie oraz powodzi), metoda ta w praktyce jest nieprzydatna. W niniejszym opracowaniu współczynnik szorstko ci dla koryta głównego wyznaczono na podstawie pomiarów wykonanych podczas wizji lokalnych. Na terenach zalewowych (poza korytem rzeki), przyj to redni współczynnik oporów n = 0,1. Nat enie przepływu w korytach otwartych o zło onych przekrojach poprzecznych jest silnie uzale nione od materiału zalegaj cego na dnie oraz ro linno ci pokrywaj cej dno jak i brzegi oraz tereny zalewowe. Rozkład pr dko ci na szeroko ci koryta uzale niony jest głównie od napr e stycznych zwi zanych z tarciem o dno oraz brzegi. Opory ruchu w takim przypadku mo na okre li stosuj c np. formuł Manninga [7]: u= 1 × Rh × I [m/s] n 2 3 1 2 gdzie: u – rednia pr dko w korycie [m/s], n – współczynnik szorstko ci wg. Manninga [m-1/3/s], Rh – promie hydrauliczny [m], I – spadek linii energii (straty) [/]. Nat enie przepływu Q wyra a si wzorem: Q = A × u [m3/s] gdzie: A – pole przekroju poprzecznego płyn cej strugi [m2], Q – nat enie przepływu [m3/s]. 9 Mo na wi c napisa : Q = A×u = 1 Rh × I × A [m3/s] n 2 3 1 2 St d opory ruchu, okre lone poprzez współczynnik szorstko ci Manninaga, oblicza si stosuj c wzór: n= 1 Rh × I × A Q 2 3 1 2 Podej cie to wymaga okre lenia podstawowych parametrów przepływu w przekrojach kontrolnych kanału (pola przekroju poprzecznego, spadku hydraulicznego, promienia hydraulicznego oraz nat enia przepływu) na podstawie pomiarów wykonanych w terenie. 4.1.1. Punktowe pomiary pr dko ci Nat oraz enie przepływu wyznaczono na podstawie punktowych pomiarów pr dko ci pomiaru u rednionego w pionie. Pomiary te wykonano za pomoc elektromagnetycznego urz dzenia do punktowego pomiaru pr dko ci w kanałach otwartych Flo-Mate model 2000 firmy Marsh-McBirney oraz przeno nego przepływomierza typu PCM model 2100 firmy ISCO. Przyrz d Flo-Mate jest elektromagnetycznym urz dzeniem do punktowego pomiaru pr dko ci w oparciu o pomiar indukowanej siły elektro-motorycznej pod wpływem przepływaj cej wody. Ze wzgl du na brak ruchomych elementów mechanicznych, pozwala on mierzy pr dko przepływu nawet w mocno zanieczyszczonym i zaro ni tym kanale. Czas pomiaru wynosił30s, a wyniki, jako warto ci u rednione, odczytywane były z rejestratora. Wyniki te pozwoliły wyznaczy tachoidy pr dko ci w pionie pomiarowym. To z kolei umo liwiało całkowanie pr dko ci w przekroju czynnym kanału w celu obliczenia nat enia przepływu. Przepływomierz firmy ISCO serii 2100 u ywany był w przypadku szerokich przekrojów (głównie rzeka Wierzyca), w których pomiary wykonywane były z mostu lub brodzenia, a jego czujnik ultrad wi kowy zainstalowany na odpowiednim wysi gniku spoczywałna dnie kanału, w pionie pomiarowym. Aparatura zapewniała „ci gły” (u redniony w czasie 30 s) pomiar zasadniczych parametrów przepływu, tj. napełnienia, pr dko ci redniej w przekroju (przeliczanej równie na przepływ) oraz temperatury wody wraz z cyfrowym zapisem pomierzonych wielko ci. Pomiar pr dko ci odbywałsi z wykorzystaniem efektu Dopplera. W celu okre lenia współczynnika szorstko ci na podstawie formuły Manninga, wykonano pomiary geometrii przekrojów porzecznych w wybranych przekrojach kontrolnych oraz wyznaczono lokalne spadki hydrauliczne na podstawie geodezyjnych. 10 własnych pomiarów 4.1.2. Identyfikacja hydraulicznych parametrów koryta rzeki Pomiary nat enia przepływu w wybranych przekrojach analizowanych odcinków rzece, wykonano w dniach od 1-3.06.2012r. Przekroje kontrolne zlokalizowano w 14 miejscach, z czego 8 w zlewni rzeki Wdy, a 6 w zlewni rzeki Wierzycy. Ich poło enie przedstawiono w tabelach 1 i 2 oraz na fotografiach na rys.1 i 2. W wyniku przeprowadzonych pomiarów w korycie cieku, wyznaczono w ka dym z przekrojów przepływ Q, pole A, obwód zwil ony oraz promie hydrauliczny Rh oraz spadek hydrauliczny I. Nast pnie korzystaj c z formuły Manninga wyznaczono współczynniki szorstko ci n dla poszczególnych przekrojów. Otrzymane wyniki przedstawiono w tab.1 i 2. Tabela 1: Zestawienie wyników pomiarów hydrometrycznych oraz obliczonych współczynników oporu n w przekrojach hydrometrycznych w zlewni rzeki Wdy Pilica L [km] 5+500 A [m2] 1.68000 vr [m/s] 0.226 Q Q I n [dm3/s] [m3/s] [/] [m-1/3/s] 379.8 0.38 0.00070 0.0616 2 Graniczna 1+730 0.74750 0.599 447.7 0.45 0.00050 0.0226 3 Trzebiocha 3+560 3.06667 0.552 1692.0 1.69 0.00150 0.0350 4 Trzebiocha 0+100 5.06667 0.338 1715.0 1.72 0.00100 0.0632 5 D brznica 1+320 0.13650 0.320 43.7 0.04 0.00120 0.0246 6 D brznica 0+000 0.63000 0.080 50.4 0.05 0.00100 0.0624 7 Wda 171+980 6.18750 0.540 3342.5 3.34 0.00050 0.0316 8 Wda 168+590 17.00000 0.220 3735.0 3.74 0.00060 0.0803 Numer punktu 1 Rzeka Tabela 2: Zestawienie wyników pomiarów hydrometrycznych oraz obliczonych współczynników oporu n w przekrojach hydrometrycznych w zlewni rzeki Wierzycy Numer Rzeka punktu 9 Wierzyca L [km] 154+300 A [m2] 1.50000 vr [m/s] 0.280 Q Q I n [dm3/s] [m3/s] [/] [m-1/3/s] 420.0 0.42 0.00100 0.0635 10 Wierzyca 147+360 1.44550 0.420 607.2 0.61 0.00030 0.0237 11 Wierzyca 145+580 2.44150 0.265 647.0 0.65 0.00013 0.0224 12 Wierzyca 144+870 2.58600 0.244 630.1 0.63 0.00009 0.0281 13 Wierzyca 142+410 1.61650 0.530 857.4 0.86 0.00036 0.0249 14 Wierzyca 134+490 0.94500 0.510 481.8 0.48 0.00175 0.0223 Jak wynika z przedstawionych rezultatów, obliczony współczynnik szorstko ci n, w zakresie analizowanych napełnie i przepływów, jest zró nicowany dla poszczególnych cieków: Pilica 0.062, Graniczna 0.023, Trzebiocha od 0.035 do 0.063, D brznica od 0.025 do 0.062, Wda od 0.032 do 0.080, Wierzyca od 0.022 do 0.064. Zaprezentowane wyniki współczynników szorstko ci zbli one s do współczynników dla koryt naturalnych, podawanych w 11 Punkt nr 1 – rz. Pilica km 5+50 – most na drodze 20 Punkt nr 2 – rz. Graniczna km 1+73 – most Łubiana Punkt nr 3 – rz. Trzebiocha km 3+56 – most Grzybowo Punkt nr 4 – rz. Trzebiocha km 0+00 – uj cie do Wdy Punkt nr 5 – rz. D brznica km 1+32 – projekt. zrzut Punkt nr 6 – rz. D brznica km 0+00 – uj cie do Trzebiochy Punkt nr 7 – rz. Wda km 171+98 – wod. Wawrzynowo Punkt nr 8 – rz. Wda km 168+59 – most Czarlina Rys.1. Przekroje hydrometryczne w zlewni rzeki Wdy 12 Punkt nr 9 – rz. Wierzyca km 154+30 – Wlk. Klincz Punkt nr 10 – rz. Wierzyca km 147+36 – most Wierzysko Punkt nr 11 – rz. Wierzyca km 145+58 – most droga le na Punkt nr 12 – rz. Wierzyca km 144+87 – most Mały Podle Punkt nr 13 – rz. Wierzyca km 142+41 – wod. Sarnowy Punkt nr 14 – rz. Wierzyca km 134+49 – Nowa Kiszewa Rys.2. Przekroje hydrometryczne w zlewni rzeki Wierzycy literaturze [6,7]. Do dalszych oblicze przyj to warto współczynnika oporu w korycie głów- nym zgodnie z warto ciami przedstawionymi w tab.1 i 2. W wykonanym modelu matematycznym modelowanych zlewni rzek, przyj to otrzymane warto ci współczynnika n w przekrojach głównych, natomiast w przekrojach pomocniczych (interpolowanych pomi dzy przekrojami pomierzonymi), warto współczynnika n otrzymano na drodze interpolacji pomi dzy warto ciami znanymi. 13 4.2. Obliczenia hydrauliczne Obliczenia hydrauliczne przeprowadzono dla dwóch przepływów charakterystycznych, to jest przepływu redniego rocznego (SSQ) oraz redniego przepływu niskiego (SNQ). Rozkład wydatków wzdłu rzek przyj to zgodnie z charakterystyk i danymi hydrologicznymi, opisanymi w rozdziale 5. Obliczenia zostały wykonane odr bnie dla systemów rzecznych zlewni Wdy i zlewni Wierzycy, na odcinkach cieków obejmuj cych zrzuty cieków z oczyszczalni cieków. Szczegółwe dane dotycz ce analizowanych w obliczeniach hydraulicznych odcinków rzek opisano w rozdziale 7. Wykonanie oblicze hydraulicznych wymagało zebrania danych i materiałów podkładowych. Do analizy wykorzystano dane uzyskane z dokumentacji projektowych [11,14] i opracowa własnych [np. 15]. Dodatkowo wykorzystano dane o parametrach koryt pozyskane w trakcie pomiarów hydrometrycznych. Przekroje poprzeczne cieków zamieniono na posta numeryczn tworz c modele koryt rzek. Dodatkowo, oprócz rzeczywistych przekrojów poprzecznych naniesionych na podstawie istniej cej dokumentacji i pomiarów, dokonano interpolacji przekrojów przyjmuj c, e odcinek obliczeniowy zostanie podzielony na odcinki o maksymalnej długo ci do 20. metrów. Współczynnik oporu przepływu dla analizowanych odcinków cieków, w postaci współczynnika Manninga, wyznaczono na drodze identyfikacji tego parametru opartej na pomiarach hydrometrycznych nat enia przepływu i geometrii koryta, co opisano w rozdziale 4.1. Informacje o oporach w korycie cieku uzupełniono wykorzystuj c dane zebrane w trakcie wizji lokalnejh przeprowadzonych w terenie (zdj cia przekrojów koryta i terenów przyległych (rys.1 i 2). Obliczenia hydrauliczne wykonano za pomoc modelu jednowymiarowego HEC-RAS [5], przyjmuj c warunki przepływu ustalonego o zadanym nat eniu przepływu. Model HEC- RAS jest modelem opracowanym przez U.S. Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center. Model ten jest szeroko u ywany w Europie i polecany tak e w Polsce jako podstawowe narz dzie analizy przepływów w kanałach otwartych [7]. Model ten odwzorowuje ustalony przepływ w pełnej gamie przypadków, w tym, zarówno ruch spokojny, jak i rw cy. W obliczeniach wykorzystuje si jednowymiarowe równanie bilansu energii mechanicznej strumienia: z i + hi + αu i2 2g = z i +1 + hi +1 + gdzie: z – rz dna dna koryta [m], h – napełnienie w korycie [m], 14 αu i2+1 2g + hstr – współczynnik de Saint-Venanta [-], u – rednia pr dko w przekroju koryta [m/s], g – przyspieszenie ziemskie [m/s2], hstr – wysoko strat energii mechanicznej [m]. Straty energii w modelu szacuje si wykorzystuj c formuł Manninga. Dane potrzebne do uruchomienia modelu to: • geometria koryta i budowli hydrotechnicznych, • współczynniki szorstko ci wg Manninga we wszystkich przekrojach obliczeniowych, • nat enie przepływu w przekroju dopływowym (górnym) i dodatkowa informacja o warunku brzegowym na brzegu odpływowym (dolnym). 4.3. Migracja zanieczyszcze Zanieczyszczenie wód płyn cych odbywa si stancji, których ilo poprzez wprowadzenie do nich sub- przekracza okre lone normy. Nast pnie zanieczyszczenia te prze- mieszczaj si pod wpływem ruchu cz steczek o rodka. Proces ten to adwekcja. Obok adwekcji, ruch molekułsubstancji rozpuszczonej wywołany jest poprzez ró nic st e . Proces ten nosi nazw dyfuzji molekularnej. W przypadku procesów burzliwych, uwzgl dnienie turbulencji odbywa si zazwyczaj za pomoc analogii do procesu dyfuzji z zastosowaniem współczynnika wymiany zale nym od stopnia burzliwo ci przepływu. Reasumuj c, transport masy rozproszonej w strumieniu wody mo e by opisany równaniem uwzgl dniaj cym, zarówno proces adwekcji, jak i dyfuzji lub w przypadku modeli u rednionych dyspersji. W zale no ci od czynników hydrodynamicznych, udział tych dwóch procesów mo e by ró ny, pocz wszy od przypadku wód stoj cych - wyst puje tylko dyfuzja, a sko czywszy na przypadku przepływów w rzekach, gdzie dominuje adwekcja. Do oblicze migracji zanieczyszcze wykorzystano własny model obliczeniowy oparty na ogólnym równaniu transportu masy, a niezb dne parametry hydrauliczne pozyskano z oblicze wykonanych programem HEC-RAS. Nieustalony w czasie transport zanieczyszcze w rzece mo na opisa przy pomocy jednowymiarowego równania adwekcji-dyspersji. Równanie to w ogólnym przypadku jest nast puj cej postaci [8]: ∂ (C j S ) ∂ (C j Q ) ∂ 2 C j 1 ∂ C j ∂ (S K L ) + −K L − =0 ∂t ∂x ∂ x2 S ∂ x ∂ x gdzie: enie transportowanej j-tej substancji [mg/m3], Cj - st S - pole przekroju poprzecznego [m2], 15 enie przepływu [m3/s], Q - nat KL - współczynnik dyspersji[m2/s]. Kluczowym problemem, niezb dnym do rozwi zania powy szego równanie jest okre lenie współczynnika dyspersji. Formuły słu dyspersji wielko ci skalarnej (st ce do okre lania współczynników enia lub temperatury) bazuj na teorii G.I. Taylora, która została opracowana dla przypadku przepływu w przewodach o przekroju kołowym pod ci nieniem, pocz tkowo dla warunków ruchu laminarnego. Istnieje wiele szczegółowych postaci formuł umo liwiaj cych obliczanie wspominanego współczynnika [8]. W przypadku koryt otwartych, cz sto stosowana jest formuła Eldera: K L = 5.93 ⋅hv * gdzie: h – gł boko v * - tzw. pr dko rzeki, dynamiczna: v* = n gu Rh1 / 6 , g – przyspieszenie ziemskie, n – współczynnik oporu wg Manninga, Rh – promie hydrauliczny, Rh = A A Oz (1) – pole przekroju poprzecznego rzeki, Oz – obwód zwil ony. Ze wzgl du na prostot , zale no Eldera jest powszechnie stosowana do obliczania współ- czynników dyspersji. Fischer stwierdził, i warto ci współczynników dyspersji obliczane z powy szej zale no ci mog by zani one, poniewa zale no ta nie uwzgl dnia poprzecz- nych zmian pr dko ci w przekroju. Fischer opublikowałw 1975 prost zale no do oblicza- nia współczynników dyspersji, na podstawie parametrów hydraulicznych przepływu, tj. gł boko ci, szeroko ci, redniej pr dko ci i pr dko ci dynamicznej wody [20]: K L = 0.11 ⋅ gdzie: B – szeroko koryta rzeki. 16 u 2 B2 − hv * Formuła ta jest cz sto stosowana w przypadku okre lania współczynnika dyspersji w przypadku cieków naturalnych [5,19] i została zastosowana w modelowaniu transportu zanieczyszcze w przypadku niniejszego opracowania. Zastosowanie modelu jednowymiarowego w przypadku transportu zanieczyszcze , wymaga tak e zało enia, e rozwa ane st enie jest rednie w całym przekroju poprzecz- nym. Zawsze istnieje pewna strefa, zwana stref mieszania, w której nast puje wyrównanie st enia w całym przekroju poprzecznym cieku. Istniej w literaturze wzory, które pozwalaj na oszacowanie tej strefy, w zale no ci od usytuowania zrzutu w stosunku do odbiornika (zrzut w osi lub brzegowy). Cz sto stosowan formuł w przypadku zrzutu brzegowego jest wzór [8]: LM = 0,536 ⋅ u ⋅ B2 KT gdzie: LM – długo KT – współczynnik dyspersji w kierunku poprzecznym. drogi mieszania, Formuł na okre lenie współczynnik dyspersji w kierunku poprzecznym mo na przytoczy za Elderem: K T = 0.23 ⋅hv * Formuła ta została wykorzystana w dalszej cz ci opracowania do okre lenia długo ci drogi mieszania w przypadku analizowanych zrzutów cieków. 17 5. CHARAKTERYSTYKA HYDROLOGICZNA WÓD POWIERZCHNIOWYCH Poni sza charakterystyka hydrologiczna została wykonana na podstawie opracowania [9] i opracowa IMGW [11,12] oraz prac własnych [np.15]. 5.1. Ogólna charakterystyka hydrograficzna gminy Ko cierzyna Obszar gminy Ko cierzyna le y w obr bie trzech jednostek hydrograficznych: dorzecza Wdy, Wierzycy i Raduni. Dorzecze Raduni obejmuj niewielkie fragmenty gminy na północ od wsi Skorzewo. Obszar poło ony na zachód od Ko cierzyny i dróg ł cz cych Ko cierzyn z Kłobuczynem i Sarnowymi, wchodzi w skład zlewni Wdy, a na wschód do zlewni Wierzycy. Obie wy ej wymienione zlewnie odwadniaj ponad 95% powierzchni gminy. Oddzielone s one od zlewni Raduni działem wodnym I rz du, biegn cym najwy szymi partiami terenu w tej cz ci gminy. Granic mi dzy zlewni Wdy i Wierzycy stanowi działwodny II rz du. Zostałon przedstawiony na mapie z podziałem hydrograficznym na rysunku 3. Rzeka Wierzyca na obszarze gminy na północ od m. Wielki Klincz płynie dolin szeroko ci 100 - 250 m, a samo koryto rzeki nie jest szersze ni 2 - 4 m. Od granicy gminy , a do uj cia do jez. Wierzysko rzeka płynie dolin równole nikow . Wypływaj c z jeziora rzeka zmienia kierunek na południkowy. Szeroko szeroko doliny wynosi tu 50 - 70 m, a samo koryto ma 4 - 5 m. Na tym odcinku zlokalizowany jest posterunek wodowskazowy Sarnowy. Po wypłyni ciu z jez. Zagnanie rzeka tworzy silne meandry. W okolicy m. Nowa Kiszewa rzeka wypływa poza granice gminy. W zlewni Wierzycy zlokalizowane s obecnie dwa zrzuty cieków z oczyszczalni w Wielkim Klinczu (Wierzyca km 154+300 wg IMGW) oraz z oczyszczalni w Ko cierzynie. Zachodnia cz gminy odwadniana jest przez rodkowy odcinek rzeki Wdy, która wpływa na teren gminy poni ej jez. Schodno. Nast pnie płynie równole nikow dolin , w okolicach m. W glikowice skr ca ma wschód i płynie południkowo wzdłu drogi W glikowice - Czarlina. Na tym odcinku Wda jest wyprostowana i uregulowana. Po wypłyni ciu z jez. Słupinko rzeka płynie do jez. Radolnego, b d cego cz Cze północno-zachodni i zachodni ci kompleksu jezior Wdzydzkich. gminy odwadniaj liczne dopływu Wdy. `Główny dopływ - Trzebiocha, w górnym biegu zwana Borow i Pilic , w rodkowym - Graniczn , a dopiero od jez. Sudomie - Trzebioch , wpływa do Wdy w okolicach m. Loryniec. Poni ej zlokalizowany jest posterunek wodowskazowy Wawrzynowo. Borowa wypływa z jez. Sumino, przepływa przez jez. Gostomskie, a nast pnie płynie dolin niewyra n , cz ciowo zabagnion . Czarna Wda, zwana tak e Czyst Wod wypływa z niszy ródlanej na pograniczu wysoczyzny morenowej i sandru, w który wcina si tworz c rynn posiadaj c strome zbocza i płaskie, cz 18 ciowo zabagnione dno. Rys.3. Zlewnie Wdy i Wierzycy na Mapie Podziału Hydrograficznego Polski ródłem danych hydrograficznych jest Mapa Podziału Hydrograficznego Polski wykonana przez Zakład Hydrografii i Morfologii Koryt Rzecznych IMGW na Zamówienie Ministra rodowiska i sfinansowana ze rodków Narodowego Funduszu Ochrony rodowiska i Gospodarki Wodnej. [2] 19 Pilica jest dalszym ci giem Borowej. W okolicach m. Kacza wpływaj do Pilicy dwa dopływy: Dłu nica i Kania, która w górnym biegu nosi nazw Ow niczka. Doliny tych rzek s w skie i zazwyczaj charakteryzuj si do płaskim dnem. Rakownica wypływa w okolicach Skorzewa. W dolnym odcinku przepływa przez jeziora rynnowe: Wieprznickie, Garczyn i Graniczne. Rzeka Graniczna do jez. Sudomie płynie w zabagnionej dolinie, a od jez. Sudomie ju jako Trzebiocha, wykorzystywana jest przez stawy w okolicach Grzybowskiego Młyna. Bardzo istotnym elementem w charakterystyce warunków hydrograficznych zlewni Wdy s jeziora, których liczba jest znaczna. Najwi ksze z nich to kompleks jez. Wdzydze Północne, Radolne, Gołu i Jelenie. Kompleks Wdzydze stanowi najpi kniejszy rejon wód stoj cych w województwie gda skim. Wdzydze Północne s zagospodarowane rekreacyjnie (o rodki wczasowe, zajazd, stanica wodna, usytuowane głównie na brzegach północnym i północno-wschodnim). Z pozostałych jezior gminy najwi ksze to; Sudomie, Osuszyno, Zagnanie i Gatno. Na terenie gminy 33 jeziora maj powierzchni wi ksz ni 10 ha. Najcz ciej s to jeziora po- chodzenia rynnowego, wytopiskowego i morenowego. W zlewni Wdy w granicach gminy zlokalizowane s obecnie dwa zrzuty cieków z oczyszczalni w Łubianie do rzeki Pilicy w km 4+000 oraz z oczyszczalni we Wdzydzach Kiszewskich przez staw szuwarowy do jeziora Gołu (kompleks jezior Wdzydzkich). 5.2. Hydrologia rzeki Wierzycy Rzeka Wierzyca jest lewostronnym dopływem Wisły o długo ci około 172,56 km. Wierzyca wpada do Wisły na jej 876,7 km biegu jako lewostronny dopływ w okolicach miasta Gniewu. Całkowita powierzchnia zlewni rzeki Wierzycy wynosi około 1602,6 km2 . Wierzyca wypływa na Pojezierzu Kaszubskim niedaleko wsi Piotrowo ok.13 km na pn.wsch. od Ko cierzyny Główne dopływy Wierzycy to: Kacinka, Wietcisa z Rutkownic i Strug spod Trzci ska, Piesienica, W giermuca, Janka z dopływami Lisk i Bek . Ich zestawienie przedstawiono w tab.3. Na obszarze zlewni rzeki Wierzycy wyst puj przewa nie jeziora rynnowe o wydłu onym kształcie. Kierunek przebiegu rynien jeziornych jest zgodny z kierunkiem spływu wód powierzchniowych. Do wi kszych jezior wyst puj cych na tym obszarze zaliczy mo na jez.: Borzechowskie Wielkie, Kr g, Zagnanie, Grabowskie, Przywidzkie, Wierzysko, Piotrowskie. Schemat hydrograficzny rzeki przedstawiono na rys. 4. 20 rzeka Wisła 2 A=1602.0 km Brody Pomorskie km: 11.27 A=1544.2 km2 km: 13.15 A=1538.3 km2 rz. Janka A=1361.2 km2 A=177.1 km2 Pelplin km: 32.0 A=1331.0 km km: 38.50 A=51.1 km2 most tymczasowy km: 44.84 A=1303.0 km2 2 rz. W giermuca 2 A=168.4 km2 A=1134.6 km 2 Starogard km: 62.0 A=847.0 km km: 72.59 A=1043.1 km2 rz. Piesienica 2 A=204.5 km2 A=838.6 km Zapowiednik km: 87.27 A=794.3 km2 A=787.0 km2 rz. Wietcisa 2 A=284.6 km 2 A=602.4 km Skarszewy km: 9.8 A=235.7 km2 km: 93.17 Bo epole Szlacheckie km: 113.59 A=401.7 km2 2 A=400.0 km rz. Kacinka 2 A=270.5 km 2 A=129.5 km 2 A=224.6 km dopływ z jez. Kr g 2 2 A=179.5 km A=45.1 km A=44.1 km2 Sarnowy km: 142.41 A=125.5 km 2 wodowskaz wodowskaz zlikwidowany Rys.4. Schemat hydrograficzny rzeki Wierzycy (km wg IMGW 2004) 21 Tabela 3: Główne dopływy Wierzycy Kilometr rzeki Dopływ Prawy/lewy Janka P 13+150 W giermuca P 38+500 Piesienica P 72+590 Wietcisa L 93+170 Mała Wierzyca L 114+940 2004 Przepływy charakterystyczne w przekrojach wodowskazowych, zestawione w tabeli 4 przyj to za opracowaniem IMGW [11]. Warto ci przepływów w innych przekrojach charakterystycznych zestawiono w tabeli 5. Tabela 4: Przepływy charakterystyczne w przekrojach wodowskazowych na rzece Wierzycy Wodowskaz Brody Pomorskie km 11+270 Zapowiednik km 87+270 Bo epole Szlacheckie km 113+590 Sarnowy km 142+410 SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] 8.77 3.99 5.48 2.35 2.83 1.16 0.90 0.51 22 Tabela 5: Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ obliczone przez IMGW [11] dla charakterystycznych miejsc dla rzeki Wierzyca Miejsce SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] Przed mostem w Zieleninie 0.43 0.2 Za dopływem z jeziora Kr g 1.57 0.88 Za dopływem Małej Wierzycy 1.91 1.03 Jaroszewy - okolice 2.96 1.23 Za dopływem Wietcisy 5.45 2.34 Za dopływem W giermucy 7.07 3.21 5.3. Hydrologia rzeki Wdy Rzeka Wda jest lewostronnym dopływem Wisły o długo ci około 198.4 km. Wda wpada do Wisły na jej 813,5 km biegu jako lewostronny dopływ w okolicach miasta wiecia. Całkowita powierzchnia zlewni rzeki Wdy wynosi około 2325,2 km2. Wda wypływa z jeziora Wieckiego na wysoko ci około 155.5 m n.p.m. W górnym odcinku rzeka przepływa przez Pojezierze Kaszubskie charakteryzuj ce si ukształtowaniem morenowym. Dolina Wdy powstała w okresie topnienia lodowca, którego wody przemieszczały si w kierunku południowo-wschodnim w kierunku pradoliny toru skoeberswaldzkiej. Wi ksza cz zlewni pokryta jest niskiej jako ci glebami (piaszczyste i wirowe utwory sandrowe). Ze wzgl du na wyst puj ce liczne jeziora rynnowe i wytopiskowe oraz wysoki poziom lesisto ci zlewni (Bory Tucholskie) zlewnia rzeki Wdy nale y do bardzo atrakcyjnych rejonów turystycznych. Na jej terenie usytuowane s parki Krajobrazowe: Wdzydzki oraz Wdecki oraz rozległy kompleks wielkich jezior Wdzydze i Gołu . Główne dopływy Wdy to: Trzebiocha, Niechwaszcz, Zelgoszczówka, Prusina, Sobina, Wyrwa Ich zestawienie przedstawiono w tab.6. W dolnej cz ci Wdy zlokalizowane s zaporowe zbiorniki wodne ( ur, Gródek). Poni ej 25 km (wg 2004) na długo ci 6110 m biegnie stare koryto Wdy. Schemat hydrograficzny rzeki przedstawiono na rys. 5. 23 lewobrze ny dopływ rz. Wisły Bł dno km: 65.875 A=1387.7 km km: 80.450 dopływ z jeziora Słonego A=1235.5 km2 A=84.4 km2 A=1151.1 km2 A=1337.4 km2 2 rz. Brzezianek 2 A=98.0 km2 A=1239.4 km km: 82.500 Czarna Woda km: 133.695 A=940.1 km2 2 km: 135.035 Kanał Czarnowodzki (odpływ) A=918.8 km rz. Niechwaszcz 2 A=210.9 km2 A=707.9 km Jaz w Górkach km: 154.950 Jeziorna km: 157.335 A=538.1 km2 jeziora Wdzydzkie km: 166.0 Wawrzynowo km: 171.980 A=421.2 km rz. Trzebiocha A=420.5 km2 A=246.4 km2 A=174.1 km2 2 km: 172.485 jezioro Wieckie km: 198.4 wodowskaz ródła Rys.5. Schemat hydrograficzny rzeki Wdy do wodowskazu Bł dno (km wg IMGW 2004) 24 Tabela 6: Główne dopływy Wdy Kilometr rzeki Dopływ Prawy/lewy dopływ z jez. Karpno L 186.580 rzeka Trzebiocha L 172.485 dopływ z jez. Czystego L 157.110 rzeka Studzienicka Struga L 138.615 rzeka Niechwaszcz P 135.035 dopływ z jez. Trzechowskiego L 115.500 rzeka Zelgoszczówka L 93.160 dopływ z jez. Słone L 82.500 rzeka Brzezianek P 80.450 dopływ z jez. Brze no P 66.490 rzeka Prusina P 43.300 rzeka Sobina L 33.100 dopływ z jeziora Stelchno L 16.890 2004 Przepływy charakterystyczne w przekrojach wodowskazowych, zestawione w tabeli 7 przyj to za opracowaniem IMGW [12]. Warto ci przepływów w innych przekrojach charakterystycznych zestawiono w tabeli 8. Tabela 7: Przepływy charakterystyczne w przekrojach wodowskazowych na rzece Wdzie Wodowskaz SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] Wawrzynowo 3.10 2.02 Czarna Woda 6.36 3.35 Bł dno 9.06 6.03 Kr plewice 11.67 0.17 25 Tabela 8: Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ obliczone przez IMGW [11] dla charakterystycznych miejsc dla rzeki Wda Miejsce SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] Wpływ do jeziora Schodno 2.87 1.87 Wypływ z jeziora Wdzydze 3.60 2.35 Niechwaszcz - dopływ 6.26 3.30 Dopływ z jez. Szlachty 6.52 3.44 Dopływ z Jez. Trzechowskiego 6.85 3.61 Dopływ z Jez. Słone 7.43 4.02 Prusina –dopływ 10.10 6.72 Sobina - dopływ 11.36 3.82 Wyrwa - uj cie 12.45 4.72 Ze wzgl du na niezb dne do wykonania oblicze hydraulicznych warto ci przepływów charakterystycznych na ciekach tworz cych sie dopływów górnej Wdy przez rzek Trzebioch , przepływy te przyj to za opracowaniem Hydroprojektu [14] oraz na podstawie własnych oblicze hydrologicznych. Zestawienie przepływów charakterystycznych w wybranych przekrojach dodatkowych zestawiono w tabeli 9. Tabela 9: Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ dla charakterystycznych miejsc na ciekach z górnej zlewni rzeki Wdy Rzeka SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] Pilica (uj cie do rzeki Granicznej) 0.52 0.23 Graniczna km 1+730 0.86 0.39 Graniczna (j. Sudomie) 1.319 0.53 Trzebiocha (uj cie do Wdy) 2.02 1.18 D brznica (uj cie do Trzebiochy) 0.188 0.068 26 6. ODPROWADZANIE CIEKÓW DO WÓD POWIERZCHNIOWYCH Poni szy krótki opis sposobu odprowadzania cieków oczyszczonych do wód po- wierzchniowych na terenie gminy Ko cierzyna, dotyczy stanu istniej cego oraz dwóch rozpatrywanych w realizowanej koncepcji gospodarki wodno- ciekowej na terenach chronionych Gminy Ko cierzuna wariantów lokalizacji oczyszczalni. Charakterystyk stanu obecnego wykonano na podstawie opracowania [16-18] oraz operatów wodnoprawnych [10], na podstawie których uzyskano pozwolenia wodnoprawne na działanie wspominanych zakładów. Dane dotycz ce stanu projektowanego przyj to na podstawie bilansu cieków wykonanego na rzecz realizowanej koncepcji. 6.1. Stan istniej cy Obecnie na obszarze gminy Ko cierzyna eksploatowane s trzy oczyszczalnie cieków - w Łubianie, Wdzydzach Kiszewskich oraz w Wielkim Klinczu. Dodatkowo w koncepcji rozpatruje si mo liwo korzystania z istniej cej miejskiej oczyszczalni w Ko cierzynie. Po- ni ej zamieszczono syntetyczne opisy tych zakładów w uj ciu hydrologicznym. Oczyszczalnia w Łubianie Oczyszczalnia cieków zlokalizowana jest w zlewni rzeki Wdy. Odprowadzenie cieków oczyszczonych nast puje do rzeki Pilicy (Pieliski) w km 4+000. Rzeka Pilica jest dopływem rzeki Granicznej wpadaj cej do jeziora Sudomie, poł czonego z jeziorem Nast pnie z jeziora ółnowo. ółnowo wypływa rzeka Trzebiocha b d ca lewostronnym dopływem rzeki Wdy. Do rzeki Pilicy odprowadzane s ł cznie jednym zrzutem oczyszczone cieki technologiczne, sanitarne oraz deszczowe. Oczyszczalnia we Wdzydzach Kiszewskich cieki po oczyszczeniu w mechanicznobiologicznej oczyszczalni z symultanicznym str caniem fosforu odprowadzane s do sztucznego stawu szuwarowego poł czonego z jeziorem Gołu w kompleksie jezior Wdzydzkich (zlewnia Wdy). Powierzchnia jeziora Gołu wynosi 536ha, a rednia gł boko to 7,6 m. Oczyszczalnia usytuowana jest na polanie z trzech stron (północnej, wschodniej i zachodniej) otoczonej lasem sosnowym o wysoko ci 34 m. Odległo oczyszczalni od jeziora wynosi około 300m. Oczyszczalnia w Wielkim Klinczu Teren oczyszczalni zlokalizowany jest w naturalnym obni eniu terenu w odległo ci ok. 25m od koryta rzeki Wierzycy. Najbli sza zabudowa mieszkaniowa znajduje si w odległo ci ok. 100 m (pojedyncza zabudowa zagrodowa) od granicy przedmiotowej działki. Pozostałe tereny s siaduj ce z oczyszczalni cieków stanowi grunty rolne, podmokła ł ka 27 (torfowisko) i fragment lasu ł gowego rosn cego nad brzegiem rzeki Wierzycy (ok. 25m od granicy działki). Odbiornikiem cieków oczyszczonych z oczyszczalni cieków w Wiel- kim Klinczu jest rzeka Wierzyca. Wylot cieków zlokalizowany jest około 4,5 km powy ej jeziora Wierzysko w km 154+300 rzeki (wg IMGW). cieki oczyszczone ze zbiornika ko cowego przepływaj grawitacyjnie rur PCV o długo ci ok. 10m (przez wałokalaj cy zbiornik) do niewielkiego cieku uchodz cego nast pnie (ok. 15m) do rzeki Wierzycy. Oczyszczalnia Ko cierzyna Odpływ cieków po ich oczyszczeniu w mechaniczno biologicznej oczyszczalni, zlokalizowanej w Ko cierzynie przy ul. Markubowo 7 nast puje do cieku Bibrowa (dopływ spod Ko cierzyny) około 1,5 km powy ej jeziora Wierzysko. Ko cowym odbiornikiem cieków jest w tym wypadku rzeka Wierzyca. 6.2. Stan projektowany W ramach opracowywanej koncepcji gospodarki wodno- ciekowej na terenach chronionych Gminy Ko cierzyna zało ono dwa warianty eksploatacji oczyszczalni cieków z odprowadzaniem cieków oczyszczonych do wód powierzchniowych. W obu przypadkach do likwidacji została przewidziana oczyszczalnia we Wdzydzach Kiszewskich, st d nie rozpatruje si jej pracy w modelu symulacyjnym migracji zanieczyszcze . Wariant pierwszy nie przewiduje budowy nowych oczyszczalni, a jedynie wykorzystanie ju istniej cych do oczyszczania zwi kszonej ilo ci cieków doprowadzanych ze skanalizowanych miejscowo ci. Całkowite ilo ci cieków doprowadzanych do oczyszczalni zostały oszacowane w przygotowywanej koncepcji na podstawie aktualnej liczby mieszka ców i turystów w poszczególnych miejscowo ciach. Te oszacowane warto ci wykorzystano do oblicze symulacyjnych. W wariancie drugim przyj to mo liwo budowy dwóch nowych oczyszczalni cie- ków. Pierwsza z nich zlokalizowana byłaby w okolicy miejscowo ci W glikowice, a cieki oczyszczone kierowane byłyby do cieku D brznica (km 1+320), który uchodzi do rzeki Trzebiochy, około 100m powy ej uj cia tej do rzeki Wdy. Druga z projektowanych oczyszczalni zlokalizowana ma by w miejscowo ci Nowa Kiszewa, le cej bezpo rednio nad rzek Wie- rzyc około km 134+490. Lokalizacj wszystkich, zarówno istniej cych, jak projektowanych oczyszczalni na tle mapy okolic gminy Ko cierzyna z naniesionymi miejscowo ciami, ciekami wodnymi i wododziałem przedstawiono na rys. 6. Mapa ta pochodzi z opracowywanej koncepcji gospodarki wodno- ciekowej na terenach chronionych Gminy Ko cierzyna. W tabelach od 10 do 14 zestawiono aktualne oraz projektowane w dwóch wariantach ilo ci cieków odprowadzane z poszczególnych oczyszczalni, odpowiadaj ce dopływom cieków wyst puj cych w trakcie sezonu turystycznego. 28 Rys.6. Przybli ona lokalizacja istniej cych i projektowanych oczyszczalni cieków 29 Tabela 10: Ilo cieków z oczyszczalni Łubiana Łubiana (istniej ca) Pilica km 4+000 Wariant Q_ rd [m3/d] Q_maxd [m3/d] Q_maxh [m3/h] Q_ rd [m3/s] Q_maxd [m3/s] Q_maxh [m3/s] SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] Obecne pozwolenie w-p 1157.00 1352.00 148.40 0.0134 0.0156 0.0412 0.520 0.230 2.6 5.8 7.9 17.9 Aktualne z uwzgl dnieniem planowanych sieci kanalizacyjnych 950.00 1110.00 122.56 0.0110 0.0128 0.0340 0.520 0.230 2.1 4.8 6.5 14.8 wariant I wariant II 1446.41 1584.38 2102.82 1385.94 246.67 157.06 0.0167 0.0183 0.0243 0.0160 0.0685 0.0436 0.520 0.520 0.230 0.230 3.2 3.5 7.3 8.0 13.2 8.4 29.8 19.0 Tabela 11: Ilo Q_ rd / Q_ rd / Qmaxh/S Qmaxh/S SSQ [%] SNQ [%] SQ [%] NQ [%] cieków z oczyszczalni W glikowice W glikowice (projektowana) D brznica km 1+320 Wariant Q_ rd [m3/d] Q_maxd [m3/d] Q_maxh [m3/h] Q_ rd [m3/s] Q_maxd [m3/s] Q_maxh [m3/s] SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.0000 0.0000 0.188 0.068 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 358.44 0.00 716.88 0.00 89.61 0.0000 0.0041 0.0000 0.0083 0.0000 0.0249 0.188 0.188 0.068 0.068 0.0 2.2 0.0 6.1 0.0 13.2 0.0 36.6 Obecne pozwolenie w-p wariant I wariant II Tabela 12: Ilo Q_ rd / Q_ rd / Qmaxh/S Qmaxh/S SSQ [%] SNQ [%] SQ [%] NQ [%] cieków z oczyszczalni Wielki Klincz Wlk. Klincz (istniej ca) Wierzyca km 154+300 Wariant Q_ rd [m3/d] Q_maxd [m3/d] Q_maxh [m3/h] Q_ rd [m3/s] Q_maxd [m3/s] Q_maxh [m3/s] SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] Obecne pozwolenie w-p 660.00 1120.57 88.20 0.0076 0.0130 0.0245 0.430 0.200 1.8 3.8 5.7 12.3 Aktualne z uwzgl dnieniem planowanych sieci kanalizacyjnych 333.35 541.70 87.40 0.0039 0.0063 0.0243 0.430 0.200 0.9 1.9 5.6 12.1 wariant I wariant II 464.30 386.99 803.60 648.98 87.40 87.40 0.0054 0.0045 0.0093 0.0075 0.0243 0.0243 0.430 0.430 0.200 0.200 1.2 1.0 2.7 2.2 5.6 5.6 12.1 12.1 Tabela 13: Ilo Q_ rd / Q_ rd / Qmaxh/S Qmaxh/S SSQ [%] SNQ [%] SQ [%] NQ [%] cieków z oczyszczalni Ko cierzyna Ko cierzyna (istniej ca) Bibrowa Wierzyca km 1+200 km 147+800 przepływy charakt. Wierzyca Sarnowy Wariant Q_ rd [m3/d] Q_maxd [m3/d] Q_maxh [m3/h] Q_ rd [m3/s] Q_maxd [m3/s] Q_maxh [m3/s] SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] Obecne pozwolenie w-p 3600.00 12000.00 500.00 0.0417 0.1389 0.1389 0.900 0.510 4.6 8.2 15.4 27.2 Aktualne z uwzgl dnieniem planowanych sieci kanalizacyjnych 3307.00 6048.00 252.00 0.0383 0.0700 0.0700 0.900 0.510 4.3 7.5 7.8 13.7 wariant I wariant II 3367.21 3367.21 6168.42 6168.42 267.05 267.05 0.0390 0.0390 0.0714 0.0714 0.0742 0.0742 0.900 0.900 0.510 0.510 4.3 4.3 7.6 7.6 8.2 8.2 14.5 14.5 30 Q_ rd / Q_ rd / Qmaxh/S Qmaxh/S SSQ [%] SNQ [%] SQ [%] NQ [%] Tabela 14: Ilo cieków z oczyszczalni Nowa Kiszewa Nowa Kiszewa (projektowana) Wierzyca km 134+490 Wariant Q_ rd [m3/d] Q_maxd [m3/d] Q_maxh [m3/h] Q_ rd [m3/s] Q_maxd [m3/s] Q_maxh [m3/s] SSQ [m3/s] SNQ [m3/s] 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.0000 0.0000 1.570 0.880 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 77.31 0.00 154.62 0.00 19.33 0.0000 0.0009 0.0000 0.0018 0.0000 0.0054 1.570 1.570 0.880 0.880 0.0 0.1 0.0 0.1 0.0 0.3 0.0 0.6 Obecne pozwolenie w-p wariant I wariant II Q_ rd / Q_ rd / Qmaxh/S Qmaxh/S SSQ [%] SNQ [%] SQ [%] NQ [%] Bior c pod uwag aktualne i projektowane lokalizacje oczyszczalni mo na zauwa y , e wyst puj tu do korzystne stosunki mi dzy redni ilo ci cieków zrzucanych do od- biorników we wszystkich wariantach a charakterystycznymi rednimi przepływami w odbiornikach. Ilo cieków w relacji do przepływów w korytach nie przekracza w tym przypadku 5%. W sytuacji wyst powania rednich niskich przepływów stosunek ten nie przekracza 10%. Wi kszy udział cieków w przepływie korytowym mo e pojawia tylko w sytuacjach ekstremalnych, to jest gdy porówna si maksymalne mo liwe godzinowe rzuty cieków w stosunku do niskich przepływów w odbiornikach. Najwi ksza zmiana wydatku cieków oczyszczonych w przepływie korytowym mógłaby wyst pi w cieku D brznica w wyniku zrzutu z projektowanej oczyszczalni w W glikowicach. Najmniejsz zmian hydrologicznych warunków przepływu spowodowałoby wprowadzanie cieków oczyszczonych do rzeki Wierzycy w ilo ci oszacowanej dla projektowanej oczyszczalni w Nowej Kiszewie. Ogólnie mo na stwierdzi , e istniej ce i projektowane zrzuty cieków, w sytuacji normalnej eksploatacji oczyszczalni i wyst powania rednich warunków hydrologicznych nie spowoduj nadmiernych ilo ciowych zmian hydrologicznych w wodach powierzchniowych. Potwierdzaj to aktualne pozwolenia wodnoprawne, wydane dla istniej cych zakładów. Wydaje si równie , e jest mo liwe rozbudowywanie oczyszczalni i zwi kszanie zrzutu cieków oczyszczonych. Wymaga to jednak ka dorazowo analizy poszczególnych rozwi za , szczególnie w kwestii czasu migracji zanieczyszcze , zrzucanych w postaci cieków oczyszczonych, do najbli szego z jezior znajduj cego si na drodze przepływu. Zagadnieniu temu powi cono kolejny rozdziałopracowania. 31 7. OBLICZENIA SYMULACYJNE Na podstawie wcze niejszej analizy hydrologicznej, wizji w terenie oraz wykonanych pomiarów hydrometrycznych, wykonany zostałmodel matematyczny sieci cieków w analizowanych cz ciach zlewni rzek Wdy oraz Wierzycy. Zlewnie te oddziela linia wododziału (rys.6). Z tego wzgl du wykonano dwa niezale ne modele: fragmentu zlewni rzeki Wdy oraz fragmentu zlewni rzeki Wierzycy. W ka dym z tych modeli w pierwszej kolejno ci wykonano obliczenia poło enia zwierciadła wody oraz rozkładu pr dko ci w warunkach ruchu ustalonego dla przepływów SSQ i SNQ wzdłu poszczególnych cieków za pomoc programu HECRAS [5]. Nast pnie, uzyskane wyniki posłu yły do oblicze nieustalonego transportu zanieczyszcze w badanych sieciach cieków. Symulacje te przeprowadzono w warunkach naj- mniej korzystnych ze wzgl du na wpływ na jako wód rzeki, czyli analizuj c przepływ sub- stancji nierozkładalnej i niepodlegaj cej reakcjom w postaci tzw. trasera. W warunkach wprowadzania zanieczyszcze biodegradowalnych (z takimi mamy do czynienia w rozwa anym przypadku zrzutu cieków oczyszczonych z oczyszczalni cieków) wyniki te mog by znacznie korzystniejsze pod wzgl dem zasi gu jak i czasu przebywania wprowadzonych do rzeki ładunków poszczególnych substancji. 7.1. Numeryczne modele rzek Wykonane zostały dwa niezale ne modele matematyczne sieci rzek: dla zlewni rzeki Wdy oraz zlewni rzeki Wierzycy (odpowiednio rys. 7 oraz 8). W przypadku zlewni Wdy uwzgl dnione zostały nast puj ce cieki: rzeka Pilica od km 5+550 do km 0+000 (do jej uj cia do Granicznej) wraz z uwzgl dnieniem zrzutu cieków z O Łubiana w km 4+000, rzeka Graniczna od km 3+000 do km 0+000 (do jej uj cia do jeziora Sudomie) wraz z wł czeniem dopływu rzeki Pilicy w km 2+130, rzeka Trzebiocha od km 7+620 do km 0+000 (do jej uj cia do Wdy) wraz z uwzgl dnieniem jeziora Sudomie i ółwno (km od 7+620 do 4+940 jej biegu) oraz wł czeniem dopływu rzeki D brznica w km 0+100, rzeka D brznica od km 1+320 (zrzut cieków z projektowanej O W glikowice) do km 0+000 (do jej uj cia do rzeki Trzebiochy), rzeka Wda od km 173+000 do km 166+000 (do jej uj cia do jeziora Słupinko) wraz z wł czeniem dopływu rzeki Trzebiochy w km 172+485. W przypadku zlewni Wierzycy uwzgl dnione zostały nast puj ce cieki: Bibrowa od km 1+320 (zrzut cieków z O Ko cierzyna) do km 0+000 (do jej uj cia do jeziora Wierzysko), rzeka Wierzyca od km 154+300 (zrzut cieków z O Wielki Klincz) do km 41+770 (przekrój sonda owy IMGW [11]) wraz z wł czeniem jeziora Wierzysko (od km 148+950 do km 147+360 jej biegu), jeziora Zagnanie (od km 141+450 do km 140+500) oraz wł czeniem dopływu z Bibrowej przez jezioro Wierzysko w km 147+850, dopływu z jeziora Przywłoczno i Czerwonko w km 125+100 i zrzutów cieków z 2 oczyszczalni: O Wielki Klincz w km 154+300 oraz projektowanej O Nowa Kiszewa w km 134+490 biegu rzeki Wierzycy. 32 Rys.7. Model sieci rzecznej zlewni rzeki Wdy ( ródło: HEC-RAS) Rys.8. Model sieci rzecznej zlewni rzeki Wierzycy ( ródło: HEC-RAS) 7.2. Wyniki oblicze hydraulicznych W ka dym modelu odtworzona została sie cieków wraz z ich w złami poł czeniowymi oraz ich geodezyjne poło enie w terenie. W modelach wykorzystane zostały dane dotycz ce geometrii przekrojów poprzecznych w charakterystycznych punktach cieków. Zestawione zostały tak e dane dotycz ce współczynnika oporów, który okre lono zgodnie z formuł Manninga (p.4.1.2 niniejszego opracowania). Dodatkowo wyznaczone zostały przekroje po rednie (co 20 m) na drodze interpolacji geometrycznej, któr umo liwia program HECRAS. Uzyskane profile przedstawiono na rys.9 i 10. 33 Wda WDA Reach 2 T R Z E B I O C H A 150 148 146 W D A R e a c h D Ê B R Z N I C A R 1 e a c h R e a c h 2 1 J e GRANICZNA Reach 2 z i o r o TRZEBIOCHA Reach 1 R e a c h G R A N I C Z N A PILICA Reach 1 Legend WS SSQ [m3/s] Ground R e a c h 1 1 Elevation (m) 144 142 140 138 136 134 132 0 5000 10000 15000 20000 25000 Main Channel Distance (m) Rys.9. Profile cieków uwzgl dnione w modelu zlewni rzeki Wdy ( ródło: HEC-RAS) Wierzyca WIERZYCA Reach 4 J e z i o r o 160 K r ¹ g 140 R e a c h 1 Elevation (m) 120 WIERZYCA Reach 3 J e z i o r o Z a g n a n i e W I E R Z Y C A R e a c h 2 B I B R O W A R e a c h 1 W I E R Z Y C A Legend WS SSQ Ground R e a c h 1 R e a c h 1 100 80 60 40 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 Main Channel Distance (m) Rys.10. Profile cieków uwzgl dnione w modelu zlewni rzeki Wierzycy ( ródło: HEC-RAS) Przepływ przez jeziora w wykonanych modelach odtworzono okre laj c hipotetyczn szeroko strumienia wody i przyjmuj c przekrój obliczeniowy tak jak w przypadku modelowanych cieków. Nast pnie wykonane zostały obliczenia hydrauliczne dla dwóch wariantów przepływów charakterystycznych (SNQ i SSQ) oraz dwóch wariantów zrzutu cieków (p.6) przyjmuj c rednie dobowe nat enia dopływu cieków do odbiornika. Przykładowe wyniki w prze- krojach charakterystycznych dla przepływu SSQ i SNQ przedstawiono na rysunkach 11 i 12. 34 a) Rzeka Pilica, przekrój w km 5+550 –most na drodze nr 20 Wda Przekrój nr 001, most na drodze nr 20, km 5+550 .12 153 .0616 .12 Legend WS SSQ [m3/s] WS SNQ [m3/s] 152 Ground Elevation (m) Bank Sta 151 150 149 148 0 2 4 6 8 10 Station (m) b) Rzeka Graniczna, przekrój w km 1+730 Wda Przekrój nr 004, Graniczna km 1+730 .12 147.5 .0126 .12 Legend WS SSQ [m3/s] 147.0 WS SNQ [m3/s] 146.5 Bank Sta Elevation (m) Ground 146.0 145.5 145.0 144.5 0 2 4 6 8 10 Station (m) c) Rzeka Trzebiocha, przekrój w km 3+560, most Grzybowo Wda Przekrój nr 007, mostek Grzybowo, km 3+560 .12 142.2 .035 .12 Legend WS SSQ [m3/s] 142.0 WS SNQ [m3/s] Elevation (m) 141.8 Ground Bank Sta 141.6 141.4 141.2 141.0 140.8 0 2 4 6 8 10 12 Station (m) d) Rzeka D brznica, przekrój w km 0+000 – przekrój w miejscu uj cia do rzeki Trzebiochy Wda Przekrój nr 014, ujœ cie Dêbrznicy do Trzebiochy, km 0+000 .12 138.5 .08 .12 Legend WS SSQ [m3/s] 138.0 WS SNQ [m3/s] 137.5 Bank Sta Elevation (m) Ground 137.0 136.5 136.0 135.5 0 1 2 3 4 5 6 Station (m) Rys.11a. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wdy ( ródło: HEC-RAS) 35 e) Rzeka Trzebiocha, przekrój w km 0+100, uj cie do Wdy Wda Przekrój nr 008, ujœ cie Dêbrznicy, km 0+100 .12 137.0 .035 .12 Legend WS SSQ [m3/s] 136.8 WS SNQ [m3/s] Ground 136.6 Elevation (m) Bank Sta 136.4 136.2 136.0 135.8 135.6 0 2 4 6 8 10 12 Station (m) f) Rzeka Wda, przekrój w km 171+980 – wodowskaz Wawrzynowo Wda Przekrój nr 010, wodowskaz Wawrzynowo, km 171+980 .12 138.0 .0315 .12 Legend WS SSQ [m3/s] 137.5 WS SNQ [m3/s] 137.0 Bank Sta Elevation (m) Ground 136.5 136.0 135.5 135.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Station (m) g) Rzeka Wda, przekrój w km 168+590 – most drewniany w Czarlinie Wda Przekrój nr 010, most w Czarlinie, km 168+590 .12 137.5 .08 .12 Legend WS SSQ [m3/s] 137.0 WS SNQ [m3/s] Ground 136.5 Elevation (m) Bank Sta 136.0 135.5 135.0 134.5 134.0 0 5 10 15 20 25 Station (m) Rys.11b. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wdy – ci g dalszy ( ródło: HEC-RAS) 36 a) Rzeka Wierzyca, przekrój w km 154+300 – miejsce zrzutu cieków z O Wielki Klincz Wierzyca Przekrój nr 001, OS Wielki Klincz, km 154+300 .12 152.0 .063 .12 Legend WS SSQ 151.8 WS SNQ 151.6 Bank Sta Elevation (m) Ground 151.4 151.2 151.0 150.8 0 2 4 6 8 10 Station (m) b) Rzeka Wierzyca, przekrój w km 147+360 Wierzyca Przekrój nr 004, km 147+360 .12 145.9 .024 .12 Legend WS SSQ 145.8 WS SNQ Ground 145.7 Elevation (m) Bank Sta 145.6 145.5 145.4 145.3 145.2 0 2 4 6 8 10 Station (m) c) Rzeka Wierzyca, przekrój w km 145+580 Wierzyca Przekrój nr 005, km 145+580 .12 145.5 .022 .12 Legend WS SSQ 145.4 WS SNQ Elevation (m) 145.3 Ground Bank Sta 145.2 145.1 145.0 144.9 144.8 144.7 0 1 2 3 4 5 6 7 Station (m) d) Rzeka Wierzyca, przekrój w km 144+870 Wierzyca Przekrój nr 006, km 144+870 .12 145.3 .028 .12 Legend WS SSQ 145.2 WS SNQ Ground 145.1 Elevation (m) Bank Sta 145.0 144.9 144.8 144.7 0 2 4 6 8 Station (m) Rys.12a. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wierzycy ( ródło: HEC-RAS) 37 e) Rzeka Wierzyca, przekrój w km 142+410 – wodowskaz Sarnowy Wierzyca Przekrój nr 007, wodowskaz Sarnowy, km 142+410 .12 145.0 .025 .12 Legend WS SSQ 144.9 WS SNQ Ground 144.8 Elevation (m) Bank Sta 144.7 144.6 144.5 144.4 144.3 0 1 2 3 4 5 6 7 Station (m) f) Rzeka Wierzyca, przekrój w km 134+490 – miejsce zrzutu cieków z O Nowa Kiszewa Wierzyca Przekrój nr 011, OS Nowa Kiszewa, km 134+490 .12 139.4 .022 .12 Legend WS SSQ WS SNQ 139.2 Ground Elevation (m) Bank Sta 139.0 138.8 138.6 138.4 0 2 4 6 8 10 12 14 Station (m) g) Rzeka Wierzyca, przekrój w km 41+770 – przekrój zamykaj cy model zlewni rzeki Wierzycy Wierzyca przekrój poprzeczny km 41+ 770 .06 45.5 .06 .06 Legend WS SSQ 45.0 WS SNQ Elevation (m) 44.5 Ground Bank Sta 44.0 43.5 43.0 42.5 42.0 41.5 180 190 200 210 220 230 240 250 260 Station (m) Rys.12b. Przykładowe wyniki oblicze hydraulicznych w charakterystycznych przekrojach obliczeniowych w modelu zlewni rzeki Wierzycy – ci g dalszy ( ródło: HEC-RAS) Wyniki oblicze hydraulicznych dla wariantu nr I i nr II zrzutu cieków z analizowanych oczyszczalni cieków praktycznie były identyczne (przyj to redniodobowe nat cieków do odbiorników). St d te do dalszych oblicze enia zrzutu migracji zanieczyszcze przyj to wyniki z podziałem na przepływy SNQ i SSQ. Szczegółowe wyniki oblicze hydraulicznych (nat enie przepływu, gł boko , rednia pr dko w przekroju poprzecznym) dla przepły- wów SNQ i SSQ przedstawiono w tabelach od numeru 15 do numeru 18. 38 Tabela 15: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SNQ w zlewni rzeki Wdy Kilometr rzeki Q h u [km] 3 [m /s] [m] [m/s] WDA 173.000 0.30 0.26 0.14 WDA 172.485 0.30 0.40 0.07 WDA 172.485 2.02 0.40 0.50 WDA 171.980 2.02 0.55 0.30 WDA 168.590 2.05 0.81 0.14 WDA 166.000 2.05 0.92 0.12 TRZEBIOCHA 7.620 0.53 0.36 0.41 TRZEBIOCHA 4.940 0.85 0.25 0.52 TRZEBIOCHA 3.560 0.98 0.27 0.45 TRZEBIOCHA 0.100 0.98 0.44 0.24 TRZEBIOCHA 0.100 1.18 0.44 0.28 TRZEBIOCHA 0.000 1.18 0.39 0.46 PILICA 5.550 0.23 0.33 0.20 PILICA 4.000 0.23 0.34 0.19 PILICA 0.000 0.23 0.22 0.34 GRANICZNA 3.000 0.16 0.12 0.44 GRANICZNA 2.130 0.16 0.20 0.24 GRANICZNA 2.130 0.39 0.18 0.66 GRANICZNA 1.730 0.39 0.18 0.56 GRANICZNA 0.000 0.39 0.36 0.30 D BRZNICA 1.320 0.07 0.16 0.40 D BRZNICA 0.000 0.07 0.49 0.05 Rzeka 39 Tabela 16: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SSQ w zlewni rzeki Wdy Kilometr rzeki Q h u [km] 3 [m /s] [m] [m/s] WDA 173.000 0.89 0.38 0.24 WDA 172.485 0.89 0.48 0.15 WDA 172.485 3.10 0.47 0.55 WDA 171.980 3.10 0.71 0.35 WDA 168.590 3.18 1.05 0.16 WDA 166.000 3.18 1.14 0.14 TRZEBIOCHA 7.620 1.32 0.53 0.62 TRZEBIOCHA 4.940 1.57 0.31 0.62 TRZEBIOCHA 3.560 1.75 0.36 0.57 TRZEBIOCHA 0.100 1.75 0.55 0.32 TRZEBIOCHA 0.100 2.02 0.55 0.37 TRZEBIOCHA 0.000 2.02 0.47 0.57 PILICA 5.550 0.52 0.55 0.26 PILICA 4.000 0.52 0.55 0.25 PILICA 0.000 0.52 0.31 0.47 GRANICZNA 3.000 0.34 0.18 0.59 GRANICZNA 2.130 0.34 0.30 0.32 GRANICZNA 2.130 0.86 0.27 0.92 GRANICZNA 1.730 0.86 0.28 0.75 GRANICZNA 0.000 0.86 0.54 0.40 D BRZNICA 1.320 0.19 0.27 0.58 D BRZNICA 0.000 0.19 0.60 0.12 Rzeka 40 Tabela 17: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SNQ w zlewni rzeki Wierzycy Kilometr rzeki Q h u [km] 3 [m /s] [m] [m/s] WIERZYCA 154.300 0.17 0.34 0.21 WIERZYCA 148.950 0.20 0.38 0.21 WIERZYCA 147.850 0.20 0.35 0.24 WIERZYCA 147.800 0.38 0.26 0.18 WIERZYCA 147.360 0.38 0.18 0.26 WIERZYCA 145.580 0.45 0.34 0.33 WIERZYCA 144.870 0.45 0.33 0.18 WIERZYCA 142.410 0.51 0.28 0.28 WIERZYCA 141.450 0.58 0.31 0.30 WIERZYCA 140.950 0.58 0.26 0.35 WIERZYCA 140.950 0.58 0.26 0.35 WIERZYCA 140.500 0.66 0.30 0.35 WIERZYCA 140.000 0.73 0.25 0.56 WIERZYCA 134.490 0.88 0.23 0.66 WIERZYCA 125.100 0.88 0.24 0.71 WIERZYCA 125.100 0.88 0.24 0.71 WIERZYCA 121.900 1.03 0.26 0.69 WIERZYCA 114.940 1.16 0.27 0.68 WIERZYCA 113.590 1.42 0.26 0.48 WIERZYCA 93.170 2.35 0.29 0.62 WIERZYCA 87.270 2.41 0.28 0.65 WIERZYCA 72.590 2.52 0.24 0.73 WIERZYCA 62.000 3.01 0.29 0.71 WIERZYCA 46.610 3.21 0.56 0.48 WIERZYCA 45.690 3.21 0.51 0.46 WIERZYCA 45.400 3.21 0.53 0.38 WIERZYCA 44.847 3.21 0.60 0.34 WIERZYCA 44.220 3.21 0.61 0.30 WIERZYCA 41.770 3.21 0.72 0.43 BIBROWA 1.200 0.21 0.41 0.24 BIBROWA 0.100 0.21 0.36 0.30 BIBROWA 0.000 0.21 0.35 0.32 Rzeka 41 Tabela 18: Wyniki oblicze hydraulicznych w przekrojach charakterystycznych dla przepływu SSQ w zlewni rzeki Wierzycy Kilometr rzeki Q h u [km] 3 [m /s] [m] [m/s] WIERZYCA 154.300 0.36 0.50 0.26 WIERZYCA 148.950 0.43 0.55 0.27 WIERZYCA 147.850 0.43 0.43 0.39 WIERZYCA 147.800 0.70 0.37 0.24 WIERZYCA 147.360 0.70 0.28 0.32 WIERZYCA 145.580 0.80 0.39 0.41 WIERZYCA 144.870 0.80 0.48 0.22 WIERZYCA 142.410 0.90 0.42 0.35 WIERZYCA 141.450 1.00 0.43 0.38 WIERZYCA 140.950 1.00 0.38 0.43 WIERZYCA 140.950 1.00 0.38 0.43 WIERZYCA 140.500 1.15 0.42 0.45 WIERZYCA 140.000 1.28 0.30 0.68 WIERZYCA 134.490 1.57 0.33 0.81 WIERZYCA 125.100 1.57 0.29 0.89 WIERZYCA 125.100 1.57 0.29 0.89 WIERZYCA 121.900 1.93 0.36 0.89 WIERZYCA 114.940 2.85 0.50 0.99 WIERZYCA 113.590 3.55 0.45 0.68 WIERZYCA 93.170 5.45 0.50 0.87 WIERZYCA 87.270 5.56 0.48 0.91 WIERZYCA 72.590 5.76 0.42 1.02 WIERZYCA 62.000 6.68 0.49 0.98 WIERZYCA 46.610 7.07 0.80 0.62 WIERZYCA 45.690 7.07 0.77 0.61 WIERZYCA 45.400 7.07 0.82 0.5 WIERZYCA 44.847 7.07 0.93 0.45 WIERZYCA 44.220 7.07 0.96 0.4 WIERZYCA 41.770 7.07 1.01 0.54 BIBROWA 1.200 0.34 0.51 0.27 BIBROWA 0.100 0.34 0.44 0.35 BIBROWA 0.000 0.34 0.41 0.39 Rzeka 42 7.3. Wyniki oblicze migracji zanieczyszcze Nast pnie przeprowadzone zostały symulacje migracji zanieczyszcze w postaci substancji biernej i nierozkładalnej w postaci tzw. trasera w warunkach nieustalonych dla ustalonych warunków przepływu SNQ i SSQ rozwi zuj c numerycznie jednowymiarowe równanie nieustalonego transportu substancji rozpuszczonej opisane w rozdziale 4.3. Do rozwi zania zastosowano metod obj to ci sko czonych. W tym celu wykonano numeryczny model sieci analizowanych cieków, a ka dy z odcinków poddano dyskretyzacji dziel c go na komórki obliczeniowe o długo ci 20 m. W ten sposób nawi zano si do przekrojów obliczeniowych i wyników uzyskanych z oblicze hydraulicznych za pomoc programu HEC- RAS. Wyniki te wykorzystane zostały jako dane wej ciowe do symulacji rozkładu substancji rozpuszczonej. Obliczenia rozkładu trasera wykonano dla 5 przypadków, przyjmuj c do analizy zrzut z ka dej badanej lokalizacji oczyszczalni cieków (obiekty istniej ce i projektowane). W modelu przyj to, e symulacja zrzutu cieków b dzie realizowane poprzez punktowy zrzut substancji w nast puj cych lokalizacjach przyj tej sieci hydrograficznej: oczyszczalnia cieków Łubiana w km 4+000 rzeki Pilicy, nowoprojektowana oczyszczalnia cieków W glikowice w km 1+320 rzeki D brznica, oczyszczalnia cieków Ko cierzyna w km 1+200 cieku Bibrowa, oczyszczalnia cieków Wielki Klincz w km 154+300 rzeki Wierzyca oraz nowoprojektowana oczyszczalnia cieków Nowa Kiszewa w km 134+490 rzeki. Dla ka dego z przypadków przyj to stały zrzut cieków do odbiornika w postaci impulsu z przykładowym st eniem 1. W wyniku takiego podej cia analizie podlegało przemieszczanie si zanieczyszcze w postaci tzw. frontu trasera w dół poszczególnych cieków. Podczas oblicze (oprócz adwekcji i dyspersji) takie procesy jak rozcie czanie st enia zanieczyszcze w wy- niku dopływu zewn trznego wody (uwzgl dnienie przyrostu nat przyrostem zlewni ci uwzgl dnione zostały enia przepływu wraz z cej do danego przekroju poprzecznego – spływ powierzchniowy i dopływ wód gruntowych) oraz rozcie czanie wodami cieków w miejscach ich uj cia. Obliczenia wykonano w warunkach ruchu ustalonego niejednostajnego, uwzgl dniaj c zmiany parametrów hydraulicznych tj. pr dko ci, gł boko ci oraz pola przekroju poprzecznego w poszczególnych przekrojach obliczeniowych. Z tego wzgl du, pomimo stałej warto ci st trasera w przekroju w miejscu zrzutu cieków, jego st enia enie ulegało zmianom na skutek ró - nicy pr dko ci pomi dzy przekrojami obliczeniowymi. Analizuj c uzyskane wyniki mo na zaobserwowa wzrost st enia trasera w miejscach, gdzie pr dko przepływu spada (np. w rejonach wyst powania cofki przed jeziorami i uj ciami do cieków nadrz dnych, w rejonach zmiany spadku dna kanału na mniejszy) obserwujemy wzrost st enia trasera, natomiast w przypadku wzrostu pr dko ci (np. w rejonach, w których zwi ksza si spadek kanału) obserwujemy spadek st enia trasera. 43 W wyniku przeprowadzonych symulacji komputerowych obliczony zostałczas doj cia fali zanieczyszcze do newralgicznych punktów (ze wzgl du na cel opracowania) tj. jezior oraz uj cieków. W przypadku braku jezior na drodze przepływu trasera, pokazano jego zasi g po 12, 18 i 24 godzinach od wprowadzenia go do wody w miejscu zrzutu. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie graficznej (rys.13 – 22), pokazuj c profile st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji w poszczególnych ciekach, po okre lonym czasie oblicze oraz w formie tabelarycznej (tab.19 – 23), gdzie zestawione zostały czasy dotarcia czoła frontu zanieczyszcze do miejsc newralgicznych w modelu (głównie jeziora). Za czas dotarcia czoła fali rozumiany jest tu czas, gdy st enie dawki trasera osi gnie 0.1 % w punkcie charakte- rystycznym. Zrzut z istniej cej O Łubiana (wariant I i II) Analiza zrzutów ładunku cieków z oczyszczalni cieków Łubiana w postaci impulsu trasera o st eniu 1 w miejscu wł czenia odpływu cieków do rzeki Pilicy w km 4+000 (zlewnia rzeki Wdy) wykazała, e propagacja frontu zanieczyszcze odbywa si rzek Pilic , w dółjej biegu, by po 2.96 h (dla SSQ) lub 4.34 h (SNQ) dopłyn do uj cia rzeki Pilicy do rzeki Granicz- nej w km 2+130. Na tym odcinku, na przestrzeni 1 km od miejsca zrzutu, pr dko ci nieznacznie maleje, a st enie trasera ro nie. Po poł czeniu z wodami rzeki Granicznej, nast - puje znaczne rozcie czenie substancji rozpuszczonych i st enie trasera spada praktycznie do 10%. Nast pnie cieki popłyn z wodami rzeki Granicznej, by po 3.95 h (dla SSQ) lub 5.50 h (dla SNQ) dopłyn do jeziora Sudomie. Na tym odcinku wyst puje spadek pr dko ci w rzece na skutek cofki przed jeziorem, co jest powodem wzrostu st enia trasera. Za jezio- rem Sudomie i ółnowo cieki wpływaj do rzeki Trzebiochy i pojawi si po czasie 8.21 h (dla SSQ) oraz 11.06 h (dla SNQ) w miejscu uj cia D brznicy do Trzebiochy w km 0+100, licz c od momentu zrzutu. Bezpo rednio przed uj ciem D brznicy, na odinku ok. 0.5 km, wyst puje cofka, maleje pr dko ci w rzece Trzebiocha, a st enie wzrasta. cieki pojawi si w wodach Wdy, w km 172+485 odpowiednio po 8.72 h oraz 11.57 h, a na skutek rozcie czenia wodami Wdy st enie ich spadnie do warto ci ok. 1% ich pocz tkowej warto ci. Do jeziora Słupinko cieki dotr odpowiednio po 16.81 h lub 20.13 h, a ze wzgl du na malej c pr dko na tym odcinku rzeki Wdy, st enie ich nieznacznie wzro nie. Szczegółowe wyniki symulacji propagacji fali zanieczyszcze zrzucanych z istniej cej oczyszczalni cieków Łubiana wa ne dla wariantów I i II przedstawione zostały w tab.19 oraz na rysunkach 13 i 14 odpowiednio dla warunków przepływu SSQ i SNQ. 44 Tabela 19: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Łubiana do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wdy Czas dotarcia czoła frontu zanieczyszcze warunki SSQ warunki SNQ Zrzut z O Łubiana do rzeki Pilicy w km 4+000 Punkt charakterystyczny Uj cie Pilicy do Granicznej w km 2+130 2.96 h 4.34 h Uj cie Granicznej (km 0+000) do jeziora Sudomie 3.95 h 5.50 h Uj cie D brznicy do Trzebiochy w km 0+100 8.21 h 11.06 h Uj cie Trzebiochy do Wdy w km 172+485 8.72 h 11.57 h Uj cie Wdy w km 166+000 do jeziora Słupinko 16.81 h 20.13 h 1.4 1.3 zrzut z O 1.2 Łubiana 1.1 ujscie D brznicy 1 0.9 0.8 Jezioro Słupinko Jeziora Sudomie i ółnowo C 0.3 t = 16.81 h 0.4 t = 8.72 h 0.5 t = 8.21 h 0.6 t = 3.95 h t = 0.0 h t = 2.96 h 0.7 0.2 0.1 0 (od km 5+550 d o km 0 +00 0) (o d km 2 +13 0 do km 0+000) 0 1 PILICA 2 3 4 5 Rys.13. Wyniki rozkładu st GRANICZNA 6 7 8 9 (od km 7+620 d o km 0 +00 0) 10 TRZEBIOCHA 11 L [km] 12 13 14 15 (od km 17 2+485 d o km 16 6+000 ) 16 17 18 WDA 19 20 21 22 enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Łubiana w warunkach przepływu SSQ 45 1.4 1.3 zrzut z O 1.2 Łubiana 1.1 ujscie D brznicy 1 0.9 0.8 Jeziora Sudomie i ółnowo Jezioro Słupinko C t = 20.13 h 0.3 t = 11.57 h 0.4 t = 11.06 h 0.5 t = 5.50 h 0.6 t = 4.34 h t = 0.0 h 0.7 0.2 0.1 0 (od km 5+550 d o km 0 +00 0) (o d km 2 +13 0 do km 0+000) 0 1 PILICA 2 3 4 5 Rys.14. Wyniki rozkładu st GRANICZNA 6 7 8 9 (od km 7+620 d o km 0 +00 0) 10 TRZEBIOCHA 11 L [km] 12 13 14 15 (od km 17 2+485 d o km 16 6+000 ) 16 17 18 WDA 19 20 21 22 enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Łubiana w warunkach przepływu SNQ Zrzut z nowoprojektowanej O W glikowice (wariant II) Analiza zrzutów ładunku cieków z nowoprojektowanej oczyszczalni cieków w W glikowicach wykonana została analogicznie jak w przypadku oczyszczalni cieków w Łubianie. Analizie podlegała tak e dawka zanieczyszcze w postaci impulsu trasera o st eniu 1 w miej- scu wł czenia odpływu cieków do rzeki D brznicy w km 1+320 (zlewnia rzeki Wdy) wykazała, e propagacja frontu zanieczyszcze odbywa si rzek D brznic , w dółjej biegu, by po 0.54 h (dla SSQ) lub 0.86 h (SNQ) dopłyn do uj cia rzeki D brznicy do rzeki Trzebiochy w km 0+100. Na tym odcinku wyst puje cofka wywołana stanem wody w miejscu uj cia do Trzebiochy, pr dko na tym odcinku spada a st dami Trzebiochy, na skutek mieszania, st enie znaczne ro nie. Po poł czeniu z wo- enia trasera maleje do ok. 25% jego pierwotnej warto ci. Nast pnie cieki pojawi si w wodach Wdy, w km 172+485 odpowiednio po 0.82 h oraz 1.24 h, a ich st enie w wodach Wdy spadnie do ok. 1% ich pierwotnej warto ci. Do jeziora Słupinko dotr odpowiednio po 7.54 h lub 8.78 h. Szczegółowe wyniki symulacji propagacji fali zanieczyszcze zrzucanych z nowoprojektowanej oczyszczalni w W glikowicach zostały przeprowadzone tylko dla wariantu II. i przedstawione zostały w tab.20 oraz na rysunkach 15 i 16 odpowiednio dla warunków przepływu SSQ i SNQ. 46 Tabela 20: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O W glikowice do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wdy Czas dotarcia czoła frontu zanieczyszcze warunki SSQ warunki SNQ Zrzut z O W glikowice do rzeki D brznicy w km 1+320 Punkt charakterystyczny Uj cie D brznicy do Trzebiochy w km 0+100 0.54 h 0.86 h Uj cie Trzebiochy do Wdy w km 172+485 0.82 h 1.24 h Uj cie Wdy w km 166+000 do jeziora Słupinko 7.54 h 8.78 h 3 zrzut z O W glikowice C 2 1.5 Jezioro Słupinko TRZEBIOCHA (od km 0+100 d o km 0 +0 00) 2.5 1 t = 7.54 h t = 0.82 h t = 0.54 h 0 t = 0.0 h 0.5 (od km 1+320 d o km 0 +0 00) 0 D BRZNICA 0.5 1 1.5 Rys.15. Wyniki rozkładu st (od km 17 2+485 d o km 1 66+000 ) 2 2.5 3 3.5 4 L [km] 4.5 WDA 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków W glikowice w warunkach przepływu SSQ 47 5 zrzut z O 4.5 3.5 C 3 2.5 2 0 t = 8.78 h 0.5 t = 1.24 h 1 t = 0.86 h t = 0.0 h 1.5 Jezioro Słupinko TRZEBIOCHA (od km 0+100 d o km 0 +0 00) 4 W glikowice (od km 1+320 d o km 0 +0 00) 0 D BRZNICA 0.5 1 1.5 Rys.16. Wyniki rozkładu st (od km 17 2+485 d o km 1 66+000 ) 2 2.5 3 3.5 4 L [km] 4.5 WDA 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków W glikowice w warunkach przepływu SNQ Zrzut z istniej cej O Ko cierzyna (wariant I i II) Analiza zrzutów ładunku cieków z oczyszczalni cieków Ko cierzyna w postaci impulsu trasera o st eniu 1 w miejscu wł czenia odpływu cieków do cieku Bibrowa w km 1+200 (zlewnia rzeki Wierzycy) wykazała, e propagacja frontu zanieczyszcze odbywa si kanałem Bibrowej, w dółjego biegu, by po 0.46 h (dla SSQ) lub 0.55 h (SNQ) dopłyn Bibrowej do jeziora Wierzysko (km 147+800 rzeki Wierzycy). Na tym odcinku st do uj cia enia trase- ra spada, by po poł czeniu z wodami rzeki Wierzycy w jeziorze Wierzysko spa poni ej 10% ich pierwotnej warto ci. Nast pnie cieki z jeziora Wierzysko popłyn z wodami rzeki Wierzycy, by po 6.02 h (dla SSQ) lub 7.26 h (dla SNQ) dopłyn do jeziora Zagnanie. Na tym odcinku, po wypłyni ciu z jeziora na skutek malej cej pr dko ci ich st by nast pnie (po wzro cie pr dko ci) spa nego st enie wzro nie, przed jeziorem Zagnanie do ok. 5% ich pierwot- enia. Za jeziorem Zagnanie, cieki płyn dalej wodami Wierzycy i pojawi si po czasie 13.08 h (dla SSQ) oraz 15.15 h (dla SNQ) w miejscu uj cia kanału prowadz cego wody z jeziora Przywłoczno w km 125+100 biegu rzeki Wierzycy. cieki po 24 h (licz c od momentu zrzutu) pojawi si ok. km 97+000 dla SSQ lub ok. km 92+000 dla SNQ biegu rzeki Wierzycy. Na tym odcinku st enie trasera zmienia si na poziomie 1-3% jego pierwotnej warto ci pod wpływem zmian pr dko ci oraz zasilania zewn trznego w korycie rzeki Wierzy- 48 cy. Szczegółowe wyniki symulacji propagacji fali zanieczyszcze zrzucanych z istniej cej oczyszczalni cieków w Ko cierzynie, wa ne dla wariantu I i II, przedstawione zostały w tab.21 oraz na rysunkach 17 i 18 odpowiednio dla warunków przepływu SSQ i SNQ. Tabela 21: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Ko cierzyna do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wierzycy Czas dotarcia czoła frontu zanieczyszcze warunki SSQ warunki SNQ Punkt charakterystyczny Zrzut z O Ko cierzyna do cieku Bibrowa w km 1+200 Uj cie Bibrowej w km 0+000 do jeziora Wierzysko 0.46 h 0.55 h Uj cie Wierzycy w km 141+450 do jeziora Zagnanie 6.02 h 7.26 h Uj cie kanału z jeziora Przywłoczno w km 125+100 rzeki Wierzycy 13.08 h 15.15 h Rzeka Wierzyca km 97+000 (dla SSQ) oraz 92+000 (dla SNQ) 24.00 24.00 1.4 zrzut z O 1.3 Koscierzyna 1.2 1.1 (o d km 1 +2 00 do km 0+000 ) BIBROWA 1 z jeziora Przywłoczno C 0.5 0.4 0.3 t = 24.00 h 0.6 t = 12.00 h 0.7 t = 6.02 h t = 0.46 h t = 0.0 h Jezioro Zagnanie 0.8 t = 13.08 h Jezioro Wierzysko 0.9 0.2 0.1 0 (od km 147 +80 0 do km 141 +4 50) 0 WIERZYCA 2 4 6 8 (od km 14 0+500 d o km 12 5+100 ) (o d km 1 25+100 d o km 9 9+000 ) WIERZYCA WIERZYCA 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 Rys.17. Wyniki rozkładu st L [km] enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Ko cierzyna w warunkach przepływu SSQ 49 1.4 zrzut z O 1.3 Koscierzyna 1.2 1.1 (o d km 1 +2 00 do km 0+000 ) BIBROWA 1 z jeziora Przywłoczno C 0.5 0.4 0.3 t = 24.00 h 0.6 t = 12.00 h 0.7 t = 7.26 h t = 0.55 h t = 0.0 h Jezioro Zagnanie 0.8 t = 15.15 h Jezioro Wierzysko 0.9 0.2 0.1 0 (od km 147 +80 0 do km 141 +4 50) 0 WIERZYCA 2 4 6 8 (od km 14 0+500 d o km 12 5+100 ) (o d km 1 25+100 d o km 9 9+000 ) WIERZYCA WIERZYCA 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 L [km] Rys.18. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Ko cierzyna w warunkach przepływu SNQ Zrzut z istniej cej O Wielki Klincz (wariant I i II) Analiza zrzutów ładunku cieków z oczyszczalni cieków Wielki Klincz w postaci impulsu trasera o st eniu 1 w miejscu wł czenia odpływu cieków bezpo rednio do rzeki Wierzyca w km 154+300 (zlewnia rzeki Wierzycy) wykazała, e propagacja frontu zanieczyszcze odbywa si korytem rzeki Wierzycy, w dółjej biegu, by po 3.04 h (dla SSQ) lub 4.15 h (SNQ) dopłyn do uj cia rzeki Wierzycy do jeziora Wierzysko (km 147+800 rzeki Wierzycy). Na tym odcinku warunki hydrauliczne nie zmieniaj si znacz co, a st enie trasera nie ulega zmianie. Dopiero ok. 1 km przed jeziorem wyst puje cofka, pr dko na tym odcinku spada, co powoduje wzrost st enia trasera. Nast pnie cieki z jeziora Wierzysko popłyn z wodami rzeki Wierzycy, by po 10.16 h (dla SSQ) lub 12.38 h (dla SNQ) dopłyn do jeziora Zagna- nie. Na tym odcinku, po wypłyni ciu z jeziora na skutek malej cej pr dko ci ich st wzro nie, by nast pnie (po wzro cie pr dko ci) spa ich pierwotnego st enie przed jeziorem Zagnanie do ok. 5% enia. Za jeziorem Zagnanie, cieki płyn dalej wodami Wierzycy i poja- wi si po czasie 17.21 h (dla SSQ) oraz 21.05 h (dla SNQ) w miejscu uj cia kanału prowadz cego wody z jeziora Przywłoczno w km 125+100 biegu rzeki Wierzycy. cieki po 24 h (licz c od momentu zrzutu) pojawi si ok. km 102+500 dla SSQ lub ok. km 114+000 dla SNQ biegu rzeki Wierzycy. Na tym odcinku st enie trasera zmienia si na poziomie 1-3% jego pierwotnej warto ci pod wpływem zmian pr dko ci oraz zasilania zewn trznego w kory- 50 cie rzeki Wierzycy. Oczyszczalnia w Wielkim Klinczu jest oczyszczalni istniej c i nieprzeznaczon do likwidacji, wi c symulacje propagacji fali zanieczyszcze zrzucanych w miejscu jej posadowienia zostały przeprowadzone dla dwóch wariantów. Szczegółowe wyniki tych symulacji, wa ne dla wariantu I i II, przedstawione zostały w tab.22 oraz na rysunkach 19 i 20 odpowiednio dla warunków przepływu SSQ i SNQ. Tabela 22: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Wielki Klincz do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wierzycy Czas dotarcia czoła frontu zanieczyszcze warunki SSQ warunki SNQ Zrzut z O Wielki Klincz do rzeki Wierzyca w km 154+300 Punkt charakterystyczny Uj cie Wierzycy w km 148+950 do jeziora Wierzysko 3.04 h 4.15 h Uj cie Wierzycy w km 141+450 do jeziora Zagnanie 10.16 h 12.38 h Uj cie kanału z jeziora Przywłoczno w km 125+100 rzeki Wierzycy 17.21 h 21.05 h Rzeka Wierzyca km 102+500 (dla SSQ) oraz 114+000 (dla SNQ) 24.00 24.00 1.4 (od km 15 4+3 00 do km 14 8+9 50) WIERZYCA zrzut z O Wielki Klincz 1.3 1.2 1.1 z jeziora Przywłoczno 0.8 C t = 24.00 h t = 17.21 h 0.3 t = 12.00 h 0.4 t = 10.16 h 0.5 t = 3.04 h 0.6 t = 0.0 h 0.7 Jezioro Zagnanie 0.9 Jezioro Wierzysko 1 0.2 0.1 0 (od km 1 47+80 0 do km 141 +45 0) (od km 140 +50 0 do km 125 +1 00) 0 2 4 6 8 WIERZYCA WIERZYCA (o d km 1 25+100 d o km 9 9+000 ) WIERZYCA 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 Rys.19. Wyniki rozkładu st L [km] enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Wielki Klincz w warunkach przepływu SSQ 51 1.4 (od km 15 4+3 00 do km 14 8+9 50) WIERZYCA zrzut z O Wielki Klincz 1.3 1.2 1.1 z jeziora Przywłoczno 1 C 0.3 t = 21.05 h 0.4 t = 12.83 h t = 12.00 h 0.5 t = 4.15 h 0.6 t = 0.0 h 0.7 Jezioro Zagnanie 0.8 t = 24.00 h Jezioro Wierzysko 0.9 0.2 0.1 0 (od km 1 47+80 0 do km 141 +45 0) (od km 140 +50 0 do km 125 +1 00) 0 2 4 6 8 WIERZYCA WIERZYCA (o d km 1 25+100 d o km 9 9+000 ) WIERZYCA 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 L [km] Rys.20. Wyniki rozkładu st enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Wielki Klincz w warunkach przepływu SNQ Zrzut z nowoprojektowanej O Nowa Kiszewa (wariant II) Analiza zrzutów ładunku cieków z nowoprojektowanej oczyszczalni cieków Nowa Kiszewa w postaci impulsu trasera o st eniu 1 w miejscu wł czenia odpływu cieków bezpo rednio do rzeki Wierzyca w km 134+490 (zlewnia rzeki Wierzycy) wykazała, e propagacja frontu zanieczyszcze odbywa si korytem rzeki Wierzycy, w dółjej biegu, by po 2.55 h (dla SSQ) lub 3.15 h (SNQ) dopłyn do uj cia kanału prowadz cego wody z jeziora Przywłoczno w km 125+100 biegu rzeki Wierzycy. cieki po 12 h (licz c od momentu zrzutu) pojawi si ok. km 100+500 dla SSQ lub ok. km 102+500 dla SNQ, po 18 h pojawi si ok. km 82+500 dla SSQ lub ok. km 86+500 dla SNQ, a po 24 h pojawi si ok. km 64+500 dla SSQ lub ok. km 67+500 dla SNQ. Na całym odcinku rzeki Wierzycy, na którym odbywa si propagacja fali zanieczyszcze nie wyst puj jeziora, a st enie trasera systematycznie spada na skutek rozcie czania wodami dopływaj cymi do Wierzycy w postaci spływu powierzchniowego oraz dopływu wraz z wodami gruntowymi. Oczyszczalnia cieków w Nowej Kiszewie jest oczyszczalni nowoprojektowan , st d te symulacje propagacji fali zanieczyszcze zrzucanych w miejscu posadowienie jej zrzutu do rzeki Wierzycy zostały przeprowadzone tylko dla warian- 52 tu II., a ich szczegółowe wyniki przedstawione zostały w tab.23 oraz na rysunkach 21 i 22 odpowiednio dla warunków przepływu SSQ i SNQ. Tabela 23: Wyniki oblicze czasu dotarcia czoła frontu zanieczyszcze zrzucanych z O Nowa Kiszewa do charakterystycznych punktów dla przepływu SSQ i SNQ w zlewni rzeki Wierzycy Czas dotarcia czoła frontu zanieczyszcze warunki SSQ warunki SNQ Punkt charakterystyczny Zrzut z O Nowa Kiszewa do rzeki Wierzyca w km 134+490 Uj cie kanału z jeziora Przywłoczno w km 125+100 rzeki Wierzycy 2.55 h 3.15 h Rzeka Wierzyca km 100+500 (dla SSQ) oraz 102+500 (dla SNQ) 12.00 h 12.00 h Rzeka Wierzyca km 82+500 (dla SSQ) oraz 86+500 (dla SNQ) 18.00 h 18.00 h Rzeka Wierzyca km 64+500 (dla SSQ) oraz 67+500 (dla SNQ) 24.00 24.00 1.4 zrzut z O 1.3 Nowa Kiszewa z jeziora Przywłoczno 1.2 1.1 1 0.9 0.8 C t = 24.00 h 0.4 t = 18.00 h t = 12.00 h 0.5 t = 2.55 h 0.6 t = 0.0 h 0.7 0.3 0.2 0.1 0 WIERZYCA (od km 134+490 do km 64+500) 0 5 10 15 Rys.21. Wyniki rozkładu st 20 25 30 35 L [km] 40 45 50 55 60 65 70 enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Nowa Kiszewa w warunkach przepływu SSQ 53 1.4 zrzut z O 1.3 Nowa Kiszewa z jeziora Przywłoczno 1.2 1.1 1 0.9 0.8 C t = 24.00 h 0.4 t = 18.00 h t = 12.00 h 0.5 t = 3.15 h 0.6 t = 0.0 h 0.7 0.3 0.2 0.1 0 WIERZYCA (od km 134+490 do km 64+500) 0 5 10 15 Rys.22. Wyniki rozkładu st 20 25 30 35 L [km] 40 45 50 55 60 65 70 enia trasera wzdłu drogi jego propagacji po zrzucie z oczysz- czalni cieków Nowa Kiszewa w warunkach przepływu SNQ Przeprowadzone symulacje propagacji frontu zanieczyszcze wykonano w dwóch wariantach, opisanych w p. 6 niniejszego opracowania, rozwa aj c niezale nie lokalizacj zrzutu zanieczyszcze z ka dej z pi ciu analizowanych oczyszczalni cieków. Do oblicze przyj to w ka dym wariancie stały, redniodobowy zrzut cieków z ka dej z oczyszczalni. Pomimo ró nic w ilo ci zrzucanych cieków w zale no ci od przyj tego wariantu (nr I lub II) ich wpływ na hydrodynamik odbiornika dla warunków przepływu SSQ i SNQ byłznikomy. Z tego wzgl du analiz propagacji czoła fali zanieczyszcze przeprowadzono niezale nie dla ka dej z oczyszczalni (5 lokalizacji zrzutów cieków) w warunkach wyst pienia przepływu SSQ i SNQ. Uzyskane wyniki pozwoliły na okre lenie czasu dotarcia czoła fali zanieczyszcze (w postaci substancji biernej i nierozkładalnej – przypadek najmniej korzystny) do okrelonych punktów le cych na drodze przepływaj cej fali. Ze wzgl du na zapisy w Prawie Wodnym, problem dotyczy głównie jezior. W przypadku istniej cych oczyszczalni cieków czas dopływu w warunkach przepływu SSQ do najbli szego jeziora jest nast puj cy: w przypadku zrzutu z O Łubiana cieki dotr do jeziora Sudomie po 3.95 h, w przypadku zrzutu z O Ko cierzyna cieki dotr do jeziora Wierzysko po 0.46 h, a nast pnie do jeziora Zagna- nie po 6,02 h, w przypadku zrzutu z O Wielki Klincz cieki dotr do jeziora Wierzysko po 3.04 h, a nast pnie do jeziora Zagnanie po 10.16 h. Pomimo, e adna z tych wielko ci nie przekracza wymaganego w Prawie Wodnym czasu 24 h, to bior c pod uwag fakt, e oczyszczalnie te istniej i posiadaj aktualne pozwolenia wodnoprawne, zgodnie z Ustaw z dnia 3 czerwca 2005 r. o zmianie ustawy - Prawo wodne oraz niektórych innych ustaw (Dz. 54 U. z 2005 r. Nr 130, poz. 1087, oraz z 2011r. Nr 32, poz. 159) Art. 15 oraz przyjmuj c, e zmiany parametrów zrzutów nie b d istotne, mo na ubiega si o wydanie pozwole wodnoprawnych na odprowadzanie cieków oczyszczonych do wód powierzchniowych. Inaczej jest w przypadku oczyszczalni nowoprojektowanych. W analizowanych w ramach tego opracowania przypadkach problem ten dotyczy dwóch oczyszczalni: w zlewni Wdy jest to O W glikowice oraz w zlewni Wierzycy jest to O Nowa Kiszewa. W przypadku O W glikowice czas dopływu cieków w warunkach przepływu SSQ do jeziora Słupinko wynosił7.54 h i jest mniejszy od minimalnego wymaganego Prawem wodnym czasu 24 h. W przypadku O Nowa Kiszewa, która odprowadza cieki do rzeki Wierzycy w km 134+490, poni ej zrzutu cieków a do uj cia Wierzycy (km 0+000) do Wisły, nie ma adnego jeziora. Dla warunków przepływu SSQ po 24 h czoło fali zanieczyszcze dotrze do ok. 64+500 kilometra jej biegu i w tej materii nie narusza zapisów Prawa Wodnego. 7.4. Wyniki oblicze długo ci drogi mieszania Ostatnim elementem w przeprowadzonych symulacjach obliczeniowych było okre lenie długo ci drogi mieszania dla poszczególnych zrzutów wprowadzaj cych cieki do odbiorników naturalnych. Obliczenia przeprowadzono dla zrzutu z pi ciu oczyszczalni cieków (istniej ca O Łubiana, nowoprojektowana O W glikowice, istniej ca O niej ca O Wielki Klincz oraz nowoprojektowana O Ko cierzyna, ist- Nowa Kiszewa) w warunkach przepły- wu SSQ i SNQ. Wyniki przedstawione zostały w tab.24. Wynika z nich, e w najdłu sza droga mieszania b dzie w przypadku O Nowa Kiszewa i wyniesie w warunkach przepływu SSQ ok. 3 km, a najkrótsza w przypadku O Ko cierzyna i wyniesie w warunkach przepływu SSQ ok. 130 m. Tabela 24: Wyniki oblicze długo ci drogi mieszania w warunkach przepływu SSQ i SNQ w przypadku analizowanych lokalizacji zrzutów z oczyszczalni cieków Obiekt Długo drogi mieszania LM [m] warunki SSQ warunki SNQ Zrzut z O Łubiana do rzeki Pilicy w km 4+000 269 382 Zrzut z O W glikowice do rzeki D brznicy w km 1+320 136 158 Zrzut z O Ko cierzyna do cieku Bibrowa w km 1+200 129 118 Zrzut z O Wielki Klincz do rzeki Wierzyca w km 154+300 159 164 Zrzut z O Nowa Kiszewa do rzeki Wierzyca w km 134+490 2926 3766 55 8. WNIOSKI W opracowaniu dokonano oceny mo liwo ci wykorzystania wybranych cieków powierzchniowych w gminie Ko cierzyna jako odbiorników cieków oczyszczonych. Do analizy przyj to dwa hydrologiczne przepływy charakterystyczne: SNQ i SSQ. Jako kryterium oceny wykorzystano dwa zagadnienia. Po pierwsze przeanalizowano kwesti nat ilo ciowej zmiany enia przepływu w korytach, powodowanej przez bezpo rednie zrzuty cieków oczysz- czonych do odbiorników. Z analizy tej wynika, e w przypadku wyst powania rednich przepływów korytowych (SSQ) i u rednionej wielko ci zrzutów, zmiany powodowane przez istniej ce oraz projektowane oczyszczalnie nie s nadmierne. Mniej korzystnie sytuacja pojawia si w przypadku analizy maksymalnych zrzutów godzinowych i niskich przepływów w ciekach (SNQ). Jest to zarówno widoczne w przypadku istniej cych oczyszczalni w warunkach obecnych oraz w wariantach ich wykorzystania do oczyszczania dodatkowych ilo ci cieków ze skanalizowanych miejscowo ci, jak i nowo projektowanej oczyszczalni w W glikowicach ze zrzutem do cieku D brznica. Najlepiej pod tym wzgl dem wypada oczyszczalnia zaprojektowana w Nowej Kiszewie, która w najmniejszym stopniu zmienia hydrologiczne i hydrauliczne warunki przepływu w korycie rzeki Wierzycy. Nale y te podkre li , e wykorzystane w koncepcji istniej ce oczyszczalnie b d musiały, w przypadku przekroczenia parametrów zrzutów okre lonych w aktualnych pozwoleniach wodnoprawnych, wyst pi o nowe decyzje. Jako drugi, najistotniejszy element analizy mo liwo ci lokalizacji zrzutów cieków oczyszczonych do cieków powierzchniowych, nale y potraktowa analiz czasów dopływu zrzucanych cieków do najbli szych jezior. Kryterium to wynika bezpo rednio z zapisów polskiego Prawa Wodnego, które wymaga, by czas ten nie byłkrótszy ni 24h. W tym celu wykonano obliczenia hydrauliczne i komputerowe symulacje migracji zanieczyszcze dla wszystkich rozpatrywanych lokalizacji zrzutów. I tak przeanalizowano trzy lokalizacje obecnych zrzutów cieków oraz dwa miejsca nowoprojektowanych oczyszczalni cieków. Obliczenia parametrów hydraulicznych rzek wykonano na podstawie przeprowadzonych pomiarów hydrometrycznych i oblicze ruchu ustalonego. Czas przepływu cieków wyznaczono wykonuj c komputerowe symulacje nieustalonego transportu masy substancji rozpuszczonej na przedmiotowych odcinkach cieków. Dodatkowo dla ka dego zrzutu obliczono długo drogi pełnego wymieszania cieków w przekroju poprzecznym odbiornika. Analizuj c uzyskane wyniki mo na stwierdzi , e adna z istniej cych oczyszczalni (Łubiana, Wielki Klincz, Ko cierzyna) nie spełnia aktualnie wymaga Prawa Wodnego, co do czasu dopływu cieków oczyszczonych do najbli szego jeziora. Odwołuj c si do zapisów Ustawy z dnia 3 czerwca 2005 r. o zmianie ustawy - Prawo wodne oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. z 2005 r. Nr 130, poz. 1087, oraz z 2011r. Nr 32, poz. 159) Art. 15 mo na za- 56 ło y , e wykorzystanie istniej cych oczyszczalni do odprowadzania dodatkowych ilo ci cieków b dzie jednak mo liwe. Jednak e warunki takiego korzystania z wód musz zosta szczegółowo okre lone przez odpowiednie organy administracji. W przypadku nowoprojektowanych oczyszczalni cieków sytuacja jest nast puj ca. Obliczenia symulacyjne wykazały, e lokalizacja zrzutu cieków z oczyszczalni W glikowice do rzeki D brznicy nie spełnia ogranicze narzuconych przez Prawo wodne. Czas migracji cieków do najbli szego jeziora jest tu zbyt krótki. Sytuacja ta praktycznie uniemo liwia uzyskanie pozwolenia wodnoprawnego na opisane szczególne korzystanie z wód. W przypadku nowoprojektowanej oczyszczalni cieków Nowa Kiszewa nie pojawia si problem z czasem dopływu cieków do jezior. W ci gu doby cieki przemieszczaj si wył cznie korytem rzeki Wierzycy. Podsumowuj c przeprowadzon ocen mo na stwierdzi , e: − ze wzgl du na bardzo mał odległo mi dzy oczyszczalni cieków we Wdzydzach Kiszewskich a jeziorem Wdzydze, b d cym odbiornikiem cieków oczyszczonych, racjonalna wydaje si zaproponowana w koncepcji gospodarki wodno- ciekowej na terenach chronionych Gminy Ko cierzyna, propozycja likwidacji tej oczyszczalni. − z hydrologicznego punktu widzenia mo liwe jest wykorzystanie aktualnych lokalizacji zrzutów z oczyszczalni cieków w Łubianie, Wielkim Klinczu i Ko cierzynie do odprowadzania cieków z projektowanej w gminie Ko cierzyna kanalizacji sanitarnej. W przypadku przekrocze aktualnych parametrów zrzutów konieczne b dzie uzyskanie pozwole wodnoprawnych, narzucaj cych nowe warunki korzystania z wód. − mo liwe jest odprowadzanie cieków oczyszczonych z nowoprojektowanych oczyszczalni cieków w W glikowicach do rzeki D brznicy oraz w Nowej Kiszewie do rzeki Wierzycy. Nale y jednak podkre li , e w przypadku pierwszej z nich udziałzrzucanych cieków w stosunku do przepływu korytowego byłby do znaczny. Jest to szczególnie widoczne w przypadku niskich przepływów w rzece D brznicy. Jednocze nie lokalizacja tego zrzutu nie spełnia wymaga Prawa wodnego, co do czasu dopływu odprowadzanych do odbiornika cieków do najbli szego jeziora. Du o korzystniejsza ze wzgl du hydrologicznego jest lokalizacja oczyszczalni cieków w Nowej Kiszewie nad rzek Wierzyc . Udziałodprowadzanych cieków w przepływie hydrologicznym byłby tu niewielki, a tak e nie wyst puje w tym przypadku problem zbyt krótkiego czasu dopływu cieków do jezior. 57