Ocena możliwości retencyjnych polskich zbiorników zaporowych

Zadanie 8. Przeciwdziałanie degradacji polskich zbiorników retencyjnych
Ocena możliwości retencyjnych
polskich zbiorników zaporowych
klimat.imgw.pl
e-mail: [email protected]
Analiza i ocena dotychczasowych pomiarów
Zbiorniki retencyjne mają istotne znaczenie dla warunków życia społeczeństwa
oraz rozwoju gospodarczego kraju,
zwłaszcza w okresach niedoboru wody
(susze) jak i jej nadmiaru (powodzie). Liczba, a co za tym idzie łączna pojemność
zbiorników w Polsce jest niewystarczająca i wynosi niewiele ponad 4% średniego
rocznego odpływu rzek. Szacuje się, że
powinna ona wynosić ponad 10% tej wielkości. Pojemność zbiorników znacząco
maleje w trakcie ich eksploatacji a przyczyną jest zjawisko zamulania wywoływane głównie rumowiskiem pochodzącym
z denudacji zlewni. Na transport materiału
erodowanego ze zlewni mają m.in. wpływ
suma i natężenie opadów oraz wielkość
powierzchniowego spływu wody. Czynniki
te są w sposób bezpośredni zależne
od panujących warunków klimatycznych,
a więc i ich zmian „prowadzących
do ustalenia się nowego stanu równowagi
całego systemu klimatycznego względem
stanu wyjściowego”. W Polsce występują
trudności z lokalizacją i budową nowych
zbiorników retencyjnych. W tej sytuacji koniecznym jest oszacowanie wielkości zamulenia, jego kontrola w eksploatowanych
obiektach oraz ustalenie możliwości technicznych jak i ekonomicznych odzyskiwania utraconej pojemności retencyjnej. Badaniami objęto 51 zaporowych zbiorników
retencyjnych zlokalizowanych na naturalnych ciekach a których pojemność
w chwili oddawania ich do eksploatacji
wynosiła w każdym przypadku, co najmniej 5 mln m3. Zbiorniki te podzielono
na karpackie, sudeckie i nizinne. Opracowano i zweryfikowano dla nich karty inwentaryzacyjne.
Grupa zbiorników, na których nie wykonano nigdy pomiarów batymetrycznych,
objęła 24 obiekty o łącznej wyjściowej
maksymalnej pojemności wynoszącej 644,8 mln m3. Sredni czas ich eksploatacji do końca 2008 r. wynosił 39,7 lat.
W zależności od przyjętych współczynników rocznej denudacji zlewni łączna wielkość strat pojemności w czasie eksploatacji tych zbiorników wynosi od 8,52 mln m3
do 27,35 mln m3, średnio 17,94 mln m3,
,
czyli od 1,32% do 4,24% ich pojemności
początkowej. Rzeczywistą wielkość tych
strat można ustalić jedynie na podstawie
bezpośredniego pomiaru. W efekcie przeprowadzonych prac ustalono, że 49 analizowanych zbiorników o łącznej wyjściowej objętości wynoszącej 2674,67 mln m3
w czasie eksploatacji, której średni czas
wyniósł 45,2 lat straciło na skutek
procesów akumulacji w nich rumowiska 159,92 mln m3 co stanowi 6% ich pojemności. Daje to średnią roczną stratę
pojemności 3,539 mln m3, a więc wielkość
bardzo istotną dla gospodarki wodnej
w kraju. Jedynie dwa zbiorniki
(Mietków i Nysa) powiększyły łącznie
swoją pojemność z 182,80 mln m3
do 200,42 mln m3 a jest to efektem intensywnego wydobywania z nich kruszywa.
Klimkówka – karpacki zbiornik retencyjny (fot.
A. Kosik)
Dobromierz – sudecki zbiornik retencyjny (fot.
S. Selerski)
Przeczyce – nizinny zbiornik retencyjny (fot.
A. Kosik)
Sposób obliczania aktualnej
zbiornika przedstawiono na
zbiornika rożnowskiego
pojemności
przykładzie
Zadanie 8. Przeciwdziałanie degradacji polskich zbiorników retencyjnych
Ocena możliwości retencyjnych
polskich zbiorników zaporowych
klimat.imgw.pl
e-mail: [email protected]
Analiza i ocena dotychczasowych pomiarów
Najwiarygodniejszym sposobem ustalenia
aktualnej pojemności zbiornika jest pomiar batymetryczny jego czaszy. W rozpatrywanej grupie wyodrębniono zbiorniki
mające aktualny wynik pomiaru batyme-
trycznego, takie na których przynajmniej
raz w czasie ich eksploatacji wykonano
taki pomiar i na tej podstawie obliczono
prawdopodobną obecnie pojemność oraz
zbiorniki na których nigdy nie wykonano
pomiarów batymetrycznych a ich aktualną
pojemność orientacyjnie oszacowano
dwoma metodami opartymi o wskaźniki
denudacji powierzchniowej zlewni.
Pojemności zbiorników ustalone na podstawie aktualnego pomiaru batymetrycznego
Nazwa
zbiornika
Besko
Bukówka
Dobczyce
Dobromierz
Jeziorsko
Łąka
Mietków
Poraj
Sulejów
Rok
Rok wykonania
pierwszego ostatniego pomiaru
napełnienia batymetrycznego
1978
1988
1987
1987
1988
1986
1986
1978
1973
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
Średnie roczne zamulenie (mln m3)
obliczone na podstawie
Pojemność zbiornika (mln m3)
w roku wykonania
wyjściowa ostatniego pomiaru
batymetrycznego
14,70
13,71
16,79
16,45
141,74*
137,95
11,35
11,17
202,80
202,04
11,15
10,17
71,80
76,98
21,11
20,80
77,59
75,11
strata pojemności
(mln m3)
pomiaru
0,99
0,34
3,79
0,18
0,76
0,98
-5,18**
0,31
2,48
0,033
0,017
0,345
0,009
0,038
0,045
0,010
0,099
∑ = 569,03
metody
RenigerDębskiego
0,036
0,010
0,295
0,02
0,017
0,04
0,008
0,001
0,010
wskażnika
denudacji
odpływowej
0,010
0,001
0,120
0,001
0,022
0,002
0,008
0,002
0,019
∑ = 9,83
* - Wielkość ustalona dla roku 1997, ** - Ze zbiornika jest intensywnie wydobywane kruszywo
Pojemność zbiorników obliczona na podstawie pomiarów batymetrycznych wykonanych w latach ubiegłych
Nazwa
zbiornika
Chańcza
Czchów
Goczałkowice
Koronowo
Kozłowa Góra
Leśna
Lubachów
Myczkowce
Nysa
Otmuchów
Pilchowice
Porąbka
Rożnów
Rybnik
Solina
Tresna
Turawa
Złotniki
Średnie roczne
Rok
Maksymalna ostatniego
Maksymalna
zamulenie
Rok
objętość
objętość
pierwszego początkowa V
pomiaru zmierzona V do ostatniego
o batymetry1 pomiaru Z
napełnienia
(mln m3)
(mln m3)
cznego
(tys. m3/rok)
1985
1950
1956
1960
1937
1905
1918
1960
1972
1933
1913
1936
1941
1972
1968
1967
1948
1924
24,22
12,00
168,40
80,60
15,80
15,00
8,00
10,90
111,00
142,65
50,50
32,15
228,70
25,82
492,00
108,00
106,00
12,40
∑ =1643,64
2003
2003
1993
1988
1996
1974
1933
1982
1999
2001
1959
2006
2003
1999
1981
1999
1980
1974
23,94
7,97
165,60
77,50
15,17
14,23
7,86
9,82
123,44**
130,45
49,08
27,19
160,72
25,63
489,96
102,70
103,58
10,90
15,6
94,5
76,3
112,8
15,9
11,5
9,4
51,6
187,4
20,1
77,0
1297,5
7,1
157,2
169,7
76,5
31,9
Maksymaln
Strata
Liczba lat a objetość pojemności Powierzchnia
eksploatacj zbiornika zbiornika
zlewnii
i zbiornika w 2008 r.
do 2008 r. (km2
do 2008 r.
).
(mln m3)
(mln m3)
23
58
52
48
71
103
90
48
36
75
95
72
67
36
40
41
60
84
23,86
7,59
164,48
75,36
14,71
13,87
7,20
8,68
129,26
48,12
27,05
156,21
25,57
485,75
101,25
101,51
9,99
0,36
4,41
3,92
5,24
1,09
1,13
0,80
2,22
-12,44**
13,39
1,88
5,10
72,49
0,25
6,25
6,75
4,49
2,41
∑ =132,18
475
452*
523
4108
184
303
157
66*
901*
196*
1209
61*
4864
308
1189
1030
1422
288
Wskaźnik
rocznej
denudacji
zlewni
(mm/rok)
0,033
0,209
0,146
0,027
0,087
0,038
0,060
0,103
0,079
0,017
0,149
0,277
0,023
0,132
0,165
0,054
0,111
* Wielkość zlewni różnicowej, ** Ze zbiornika jest intensywnie wydobywane kruszywo. W latach 1972-1999 maksymalna objętość zbiornika
zwiększyła się o 12,44 mln m3