Wprowadzenie - Urząd Miasta Kielce

1. Wprowadzenie
1.1. Zarysowanie problemu
Określenie aktualnego stanu cieków i rzek jest niezwykle ważnym zadaniem, które
znalazło odzwierciedlenie w ramowym programie polityki wodnej w krajach Unii Europejskiej
(RDW 2000).
Ramowa Dyrektywa Wodna zakłada działania zmierzające do polepszenia stanu czystości wód
i osiągnięcia dobrego stanu wód do roku 2015. Dokument ten obliguje wszystkie państwa
członkowskie do wprowadzenia ekologicznej oceny i klasyfikacji wód powierzchniowych
bazujących na różnych kryteriach, w tym na hydromorfologicznym. Kryterium to stosowane jest
na potrzeby oceny rzek różnej wielkości (od małych do dużych) położonych w regionach
fizycznogeograficznych, charakteryzujących się rzeźbą nizinną, wyżynną i górską. W krajach
członkowskich UE wykorzystuje się wiele metod oceny hydromorfologicznej cieków (Final
Report, Annex 3 2004) zwanej także ekohydromorfologiczną lub ekohydrologiczną. Ten ostatni
termin będzie stosowany w prezentowanej pracy. Przegląd metod stosowanych za granicą
zaprezentowano w pracy M. Adynkiewicz-Piragasa (2006), natomiast w Polsce - P. Oglęckiego
(2006). W tej ostatniej pracy przeprowadzono ocenę trzech, najczęściej stosowanych w Polsce
metod tj. Ilnickiego i Lewandowskiego (tzw. Poznańska), Oglęckiego i Pawłata (indeksowa
SGGW) oraz LÖFL-LWA (niemiecka) wykazując ich „kompatybilność”. Wynika to np. z faktu,
że wszystkie one posiadają ujednolicony zakres oceny obejmujący ekosystemy koryta rzecznego,
jego brzegów oraz terenów zalewowych (CEN/TC, 2003) i oparte są na pięciostopniowej skali, a
zatem nie ma problemu z przeliczaniem otrzymanych wartości. Zdaniem P. Oglęckiego (2006)
każda z tych metod jest przydatna do określania stanu ekohydrologicznego koryt i dolin rzecznych
a ich wybór zależy od uwarunkowań lokalnych, finansowych i kadrowych. W prezentowanym
opracowaniu zastosowano tę ostatnią, bowiem była ona już wcześniej kilkakrotnie wykorzystana
dla oceny stanu rzek miasta Kielce (w odniesieniu do rzeki Silnicy, Sufragańca i Chodczy), co
umożliwia analizy porównawcze (Kupczyk i in. 1993-1996; Ciupa, Biernat, Suligowski 2010).
W przypadku małych, niekontrolowanych hydrometrycznie cieków istotnym problemem
jest także rozpoznanie lokalnych uwarunkowań obiegu wody, elementów gospodarki wodnej,
a szczególnie lokalizacji miejsc zrzutów ścieków do cieku głównego. Najczęściej są to ścieki
komunalne i przemysłowe o charakterze legalnym (na podstawie pozwoleń wodnoprawnych)
i nielegalnym („dzikich”). W przypadku tych ostatnich niezwykle ważna jest dokładna lokalizacja
wylotów kanałów ściekowych – odkrytych i zakrytych.
4
Ocenę hydromorfologiczną oraz aktualną lokalizację miejsc zrzutów można przeprowadzić
jedynie na podstawie szczegółowego kartowania terenowego z wykorzystaniem mapy katastralnej.
Pozwoli to na identyfikację ognisk zanieczyszczeń, a w dalszej konsekwencji podjęcie działań
administracyjnych. Mogą one polegać np. na analizie bilansu objętości zużycia wody czystej
i odprowadzonych ścieków, co doprowadzi do uporządkowania lokalnej
gospodarki
wodościekowej.
Cieki na terenie miasta Kielce znajdują się pod wzmożoną i silną antropopresją co wynika
z tendencji do zagospodarowywania den ich dolin (budownictwo, komunikacja i działalność
przemysłowa). Obszary te w takich warunkach tracą szybko równowagę ekologiczną, bowiem
sama przyroda nie jest w stanie przeciwdziałać narastającym obciążeniom. W celu osiągnięcia
równowagi ekologicznej koniecznym staje się dostosowywanie szybkości oddziaływań
antropogenicznych do tempa możliwości regeneracji systemów naturalnych. Istotna staje się
zatem potrzeba dokonania oceny ekohydrologicznej cieków oraz ich bezpośredniego otoczenia.
Ocena taka pozwala również określić sprawność cieku tj. stan jego utrzymania oraz
przepustowości hydrologicznej i ekologicznej. Wyniki te umożliwiają także podejmowanie
różnych decyzji w zakresie projektowania prac związanych z renaturyzacją koryt i dolin
rzecznych, planami przestrzennego ich zagospodarowania, dokumentacjami związanymi z nową
zabudową hydrotechniczną i konserwacją istniejącej oraz analizę problemów związanych z
zarządzaniem nimi.
1.2. Cel i metody opracowania
Celem
opracowania
jest
przeprowadzenie
waloryzacji
ekohydrologicznej
niekontrolowanych hydrometrycznie cieków powierzchniowych, na tle katastrów w granicach
miasta Kielce,: Bukowiec, Kaczeniec, Sufragańczyk, Zagórka i Zofiówka, z uwzględnieniem ich
zagrożeń
wynikających
głównie
z
lokalnych
ognisk
zanieczyszczeń
uporządkowanej
waloryzacja
ekohydrologiczna
i nieuporządkowanej gospodarki ściekowej.
Podstawową
metodą
zastosowaną
w
pracy
jest
(hydromorfologiczna) w odniesieniu do trzech biotopów: korytowego, brzegowego i lądowego
z uwzględnieniem przepustowości ekologicznej rzeki jest opracowana w Niemczech metoda
LÖFL-LWA (DVWK 1984). Zdaniem Ilnickiego i Lewandowskiego (1995) jest to pierwsza
kompletna i do tej pory jedna z najważniejszych metod waloryzacji ekohydrologicznej.
Uwzględniając lokalne potrzeby i uwarunkowania terenowe wynikające z bardzo zróżnicowanego
użytkowania den dolin i całych zlewni zastosowano modyfikację tej metody. Zmiana ta polegała
5
na wydzieleniu odcinków cieku charakteryzujących się podobnym stanem zachowania
(stabilnością) i ingerencją człowieka, a zatem jednorodnych w swej strukturze. Dodatkowo
określono przepustowość hydrologiczną i ekologiczną cieków, której wynik jest szczególnie
istotny w przypadku koryt cieków przepływających przez obszary zurbanizowane, bowiem koryta
te często nie posiadają parametrów geometrycznych dostosowanych do rosnącej częstości
i wysokości wezbrań na skutek wzrostu powierzchni terenów uszczelnionych. Ponadto w korytach
tych cieków zlokalizowane są przeszkody zaburzające ciągłość ekologiczną tj. zabudowa
hydrotechniczna koryta i brzegów oraz prowizoryczne progi, zastawki, kładki np.
Przy waloryzacji stanu koryta uwzględniono jego geometrię i zmiany przebiegu będące
wynikiem ingerencji człowieka, charakter dna i rodzaj osadów (mineralne, organiczne), roślinność
korytową, stan jego zacienienia, utrzymania, zanieczyszczenia a także form erozji i akumulacji
rzecznej, wynikających z charakteru, energii i reżimu przepływów. W ocenie tej brano pod uwagę
również występowanie sztucznych barier zakłócających naturalną przepustowość hydrologiczną
i ekologiczną.
Biotop brzegowy charakteryzowano poprzez strukturę brzegów, sposób ich umocnienia,
w tym rodzaj osadów i typ roślinności, zabudowę hydrotechniczną oraz stopień utrzymania (np.
koszenia, zanieczyszczenia).
Przy waloryzacji biotopu lądowego (w odległości do 50 m od koryta) uwzględniono cechy
krajobrazu dolinnego (w tym użytkowanie i jego zasięg), różnorodność przestrzeni życiowych
i charakter związku miedzy doliną i ciekiem.
Przepustowość hydrologiczną oceniono na podstawie form erozji i akumulacji
występujących ww. biotopach oraz śladów wysokich przepływów, natomiast ekologiczną
w oparciu o analizę intensywności zaburzeń stanu pierwotnego koryta i wody, stopnia zacienienia,
rodzaju i wysokości przeszkód utrudniających lub uniemożliwiających migrację różnych
gatunków fauny.
Ocena ekohydrologiczna ww. biotopów oraz przepustowości, w obrębie jednorodnych
odcinków, została przeprowadzona podczas kartowania terenowego prowadzonego niezależnie
przez trzech specjalistów: z hydrologii, geomorfologii fluwialnej i ochrony środowiska. Każdemu
ocenianemu biotopowi oraz przepustowości przypisano ocenę w zakresie od 1 (ciek naturalny) do
5 (ciek całkowicie przekształcony) wg wskazań zawartych w tabelach 1-4.
Wydzielenia w obrębie trzech obszarów oraz przepustowości wydają się być wystarczające
dla całościowej oceny stanu ekohydrologicznego cieku i doliny. Procesy zachodzące są tu ze sobą
silnie powiązane i każda ingerencja człowieka w dowolny obszar powoduje zmiany w całym
ekosystemie.
6
Tab. 1. Ocena biotopu korytowego – A
Wartość
oceny
Oznaczenie
1
Całkowicie naturalny
2
Zbliżony do natury
3
Pośrednio zbliżony do
natury
4
Odległy od natury
5
Obcy naturze
Wyjaśnienie
Różnorodne, typowe dla naturalnych przestrzeni występowanie
struktur niezmienionych przez ingerencję człowieka. Stan dziki
Struktura podobna do naturalnego cieku w profilu poprzecznym i
podłużnym, ale zauważalny wpływ człowieka
Struktura dna z elementami naturalnymi, przebieg jeszcze
częściowo z ciekiem naturalnym
Znacznie zmienione łożysko i profil podłużny, tzn. ciek częściowo
wyprostowany, na długich odcinkach uboga struktura dna.
Samoistna zmiana fauny jest niemal niemożliwa
Maksymalna zabudowa techniczna cieku, koryto prostoliniowa.
Zabudowa techniczna z materiałów sztucznych
Tab. 2. Ocena biotopu brzegowego – B
Wartość
oceny
Oznaczenie
1
Całkowicie naturalny
2
Zbliżony do natury
3
Pośrednio zbliżony do
natury
4
Odległy od natury
5
Obcy naturze
Wyjaśnienie
Różnorodne, typowe dla naturalnych przestrzeni występowanie
struktur niezmienionych przez ingerencję człowieka. Stan dziki
Struktura brzegu porównywalna z ciekiem naturalnym, ale
rozpoznawalny wpływ człowieka
Struktura brzegu posiada jeszcze elementy zbliżone do natury,
takie jak obrywy, podmycia, nawisy. Widoczny miejscami silny
wpływ działalności człowieka
Struktura brzegu posiada słabą zdolność do samoistnych zmian.
Ciek silnie obudowany – częściowo materiały sztucznymi.
Rzadko występują elementy zabudowy biologicznej
Brak strefy zalewowej. Przekrój przepływu wielkiej wody
umocniony materiałami sztucznymi
Tab. 3. Ocena biotopu lądowego – C
Wartość
oceny
Oznaczenie
1
Całkowicie naturalny
2
Zbliżony do natury
3
Pośrednio zbliżony do
natury
4
Odległy od natury
5
Obcy naturze
Wyjaśnienie
Otoczenie niezmienione lub przeważnie niezmienione przez
człowieka. Wysokie walory krajobrazowe
Otoczenie cieku porównywalne z dolina naturalną. Dominują
elementy naturalne w krajobrazie doliny
Otoczenie cieku jeszcze tylko w niewielkim stopniu
porównywalne z naturalnym. Dolina zapewnia różnorodne
przestrzenie życiowe dla wielu gatunków flory i fauny
Otoczenie słabo odpowiadające właściwościom naturalnym.
Rolnicze użytkowanie doliny
Brak wszelkich związków z doliną naturalną cieku. Gęsta
zabudowa (osiedla, tereny przemysłowe) oraz sieć dróg
7
Tab. 4. Ocena przepustowości ekologicznej cieku – D
Miara
przepustowości
przepustowość
1
Bardzo dobra
2
Dobra
3
Istnieje
4
Zła
5
Nie istnieje
wyjaśnienie
Łożysko koryta naturalne lub bliskie naturalnemu, bez wpływów
antropogenicznych
Zauważalny wpływ działalności człowieka, nieznaczne zaburzenia
Widoczna są zaburzenia stanu pierwotnego. Występują różne
struktury lokalne i zmiany jakości wody, brak zacienienia
Bardzo silne zaburzenia stanu pierwotnego np. obetonowanie
brzegów, bardzo duże prędkości, lokalny brak roślinności, różne
lokalne progi w dnie – do 20 cm wysokości, dno gładkie
Przekrój zabudowany materiałami sztucznymi. Progi w dnie o
wysokości powyżej 20 cm. Tylko dla nielicznych gatunków nie ma
przeszkód
Wydzielenia w obrębie trzech obszarów oraz przepustowości wydają się być wystarczające
dla całościowej oceny stanu ekohydrologicznego cieku i doliny. Procesy zachodzące są tu ze sobą
silnie powiązane i każda ingerencja człowieka w dowolny obszar powoduje zmiany w całym
ekosystemie.
Cząstkowe wyniki stały się podstawą do wykonania syntetycznej również 5-stopniowej
waloryzacji przyrodniczo-ekologicznej. Łączna ocena ekohydrologiczna cieku w danym odcinku
była średnią z ocen w 3 biotopach oraz przepustowości hydrologicznej i ekologicznej. Na tej
podstawie określono ostatecznie następujące stany cieku i dna doliny:
I – bardzo dobry, odcinek całkowicie naturalny (ocena 1,0-1,49),
II – dobry, odcinek zbliżony do natury (ocena 1,50-2,49),
III – umiarkowany, pośrednio zbliżony do natury (ocena 2,50-3,49),
IV – słaby, odcinek odległy od natury (ocena 3,50-4,49),
V – zły, odcinek obcy naturze (ocena 4,50-5,0).
W opracowaniu wykorzystano różnorodne metody, narzędzia i techniki badawcze, które
miały
i
charakter
kartograficznych),
kameralny
terenowy
(opracowanie
(wykonanie
istniejących
materiałów
szczegółowego
kartowania
archiwalnych
terenowego
i dokumentacji fotograficznej) i studialny. Prace te dotyczyły:

delimitacji zlewni na podstawie Numerycznego Modelu Terenu,

lokalizacji i identyfikacji zrzutów ścieków w obrębie poszczególnych działek
z wykorzystaniem technik GIS,

wykonania dokumentacji fotograficznej stanu koryta, brzegów i dna doliny oraz charakteru
wylotów zrzutów ścieków,
8

analizy przebiegu cieku (w latach 1983–2011) ustalonej w oparciu o dostępne materiały
kartograficzne, tj. mapy topograficzne, obrazy satelitarne i ortofotomapy oraz aktualne
kartowanie terenowe.
Praca składa się z części tekstowej, dokumentacji kartograficznej opracowanej w technice
GIS a także dokumentacji fotograficznej. Dodatkowo, dane GIS zostały opracowane w postaci
warstw informacyjnych (w formacie ESRI ShapeFile) w Państwowym Układzie Współrzędnych
Geodezyjnych 1992.
1. Położenie zlewni cieków
Spośród 5 opracowywanych cieków zlewnie aż 4 z nich (Sufragańczyk, Zagórka,
Bukowiec, Kaczeniec) położone są tylko częściowo w granicach administracyjnych Kielc,
a jedynie zlewnia Zofiówki w całości (rys. 1, 3). Jedynie Sufragańczyk wpływa na obszar miasta,
natomiast pozostałe wypływają. Z wyjątkiem Sufragańczyka oraz Zagórki pozostałe cieki są
okresowe. Największe zlewnie posiadają Sufragańczyk i Zagórka a zatem te, które posiadają cieki
stałe. Ze zlewni Sufragańczyka wody odpływają do Sufragańca, a następnie do Bobrzy, zaś
Zofiówki – do Silnicy, zatem obydwie zlewnie położone są w zlewni Bobrzy. Natomiast pozostałe
zlewnie są położone w zlewni Lubrzanki i odwadniają południowo-wschodnią część miasta (rys.
1, 3). Zagórka uchodzi bezpośrednio do Lubrzanki, zaś Bukowiec jest dopływem Zagórki.
Kaczeniec wpływa do Dopływu z Sukowa a ten do Lubrzanki (rys. 4).
Według podziału fizjograficznego J. Kondrackiego (2011), wszystkie zlewnie w całości położone
są w mezoregionie Gór Świętokrzyskich (342.34-35), który należy do Wyżyny Kieleckiej (342.3).
9