Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej
Centrum Edukacji Hydrologiczno - Meteorologicznej
Metody określania przepływu nienaruszalnego
zalety i wady
Beniamin Więzik
SEMINARIUM
Stowarzyszenia Hydrologów Polskich
Warszawa 22.04.2009 r.
Przepływ eksploatacyjny o określonej gwarancji czasowej
- definiowany jest jako przepływ dyspozycyjny pomniejszony
o przepływ nienaruszalny i oznacza ilość wody, jaka może
zostać pobrana do celów gospodarczych (zaopatrzenia w
wodę ludności, przemysłu i rolnictwa) z określonego prze-
kroju cieku.
Przepływ eksploatacyjny
gdzie:
Qe - przepływ eksploatacyjny w m3s-1,
Qd - przepływ dyspozycyjny w m3s-1,
Qnn - przepływ nienaruszalny w m3s-1.
nnde QQQ
Przepływem wymaganym
- jest przepływ, który powinien być pozostawiony w cie-
ku z uwagi na innych użytkowników, określany według
kryterium: eksploatacyjnego (istniejące niżej ujęcia wo-
dy), krajobrazowego, wędkarskiego, żeglugowego z
uwzględnieniem hierarchii użytkowników w systemie.
Metody określania przepływu nienaruszalnego
- Metoda Kostrzewy
- Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
- Metoda ekologiczna
- Metoda Stochlińskiego
- Metoda hydrobiologiczna
Metoda Kostrzewy
Przepływem nienaruszalnym jest to ilość wody wyrażona
w m3/s, która powinna być utrzymana jako minimum w
danym przekroju poprzecznym ze względów biologicz-
nych i społecznych, przy czym konieczność utrzymania
tego przepływu w zasadzie nie podlega kryteriom eko-
nomicznym.
Metoda Kostrzewy
gdzie:
Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,
SNQ – przepływ średni niski (qasi-naturalny) w m3s-1,
k – parametr przyjmowany z odpowiedniej tabeli.
Przykładowo dla zlewni górskich o powierzchni mniejszej
od A = 300 km2 parametr k = 1,52
SNQkQnn
kryterium hydrobiologiczne
Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej
Przepływem nienaruszalnym z uwagi na walory krajobra-
zowe jest przepływ równy przepływowi średniemu
niskiemu (SNQ)
Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej
gdzie:
Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,
SNQ – przepływ średni niski (qasi-naturalny) w m3s-1,
SNQQnn
Dla zlewni o wysokich walorach krajobrazowych
Metoda ekologiczna
gdzie:
Q – przepływ aktualny w m3s-1,
Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,
Q7,10 – przepływ minimalny siedmiodniowy o prawdopodo-
bieństwie 10% w m3s-1,
QNT – przepływ najdłużej trwający w m3s-1,
Qsr – przepływ średni roczny w m3s-1.
NT
7,10QNT
Q
7,10QsrQ
7,10sr
srNT7,10nn Q
QQ)Q(QQ
Przepływ nienaruszalny według kryterium ekologicznego
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
0,160
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800
Przepływ obserwowany Q [m3/s]
Prz
epły
w n
ien
aru
szal
ny
Q
nn [
m3/s
] .
Q NT = 0,135 m3
/s
Potok Leśnianka
Przekrój ujęcia wody
Q 7,10 = 0,072 m3
/s
Metoda Stochlińskiego
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA
w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz warunków korzystania z wód regionu wodnego
z dnia 28 kwietnia 2004 r. (Dz. U. Nr 126 poz. 1318. z dnia 3 czerwca 2004 r.)
Przepływ nienaruszalny - przepływ nienaruszalny w danym
przekroju cieku i dla danego okresu roku, jest to umowny,
właściwy dla założonego ekologicznego stanu cieku, przepływ,
którego wielkość i jakość, ze względu na zachowanie tego stanu,
nie mogą być, a ze względu na instytucję powszechnego korzy-
stania z wód, nie powinny być, z wyjątkiem okresów zagrożeń
nadzwyczajnych, obniżane poprzez działalność człowieka.
Dla części przepływu nienaruszalnego związanej z koniecznością
zachowania założonego ekologicznego stanu cieku przyjęto
nazwę przepływ nienaruszalny hydrobiologiczny (przepływ
hydrobiologiczny). (ZAŁĄCZNIK Nr 1, pkt. IIB)
9. Wielkością przepływu wód zabezpieczającą założony stan
ekologiczny cieku regionu wodnego jest przepływ nienaruszalny.
Wielkość tego przepływu jest wyznaczana wg metody
Kostrzewy, z uwzględnieniem kryterium hydrobiologicznego i
rybacko-wędkarskiego (przeżywalności ryb), lub wg metody
małopolskiej. Wielkości przepływów nienaruszalnych są
określane na podstawie wielkości przepływów wody.
2.5. Hydrograficzne charakterystyki obszaru dorzecza
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA
w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz warunków korzystania z wód regionu wodnego
z dnia 28 kwietnia 2004 r. (Dz. U. Nr 126 poz. 1318. z dnia 3 czerwca 2004 r.)
Metoda małopolska
gdzie:
Qnn mc – przepływ nienaruszalny (miesięczny)w m3s-1,
SNQmc – przepływ średni niski (miesięczny) w m3s-1,
QPmc – przepływ pomocowy (miesięczny) w m3s-1.
mcmcnn SNQQ
dobry stan ekologiczny
gorszy stan ekologiczny
2
mcmcmcnn
DQNNQQ
mcmcmc NNQSNQDQ
mcmc QD0,15QP
Przepływem nienaruszalnym jest przepływ o wartości
odpowiadającej granicznemu napełnieniu koryta
cieku, przy którym zachowane są podstawowe procesy
biologiczne ekosystemu wodnego.
Metoda hydrobiologiczna
Qnn = F vśr
gdzie:
Qnn – przepływ nienaruszalny w m3s-1,
F – pole przekroju poprzecznego koryta w m2, przy napełnieniu granicznym:
F = f (hgr)
vśr – prędkość średnia w przekroju w m∙s-1 , przy napełnieniu granicznym:
vśr = g(hgr)
Napełnienie graniczne hgr
- posiadają wąski i specyficzny zakres wymagań ekologicznych,
- występują w środowisku licznie, są w nim pospolite,
- mają szeroki zasięg geograficzny,
- posiadają długi cykl życiowy (roczny lub kilkuletni),
- mają kilka generacji w ciągu roku,
- są łatwe do oznaczania,
- cechują się małym stopniem zmienności morfologicznej
i genetycznej.
Makrobezkręgowce bentosowe jako organizmy wskaźnikowe
( J.I. Rybak – Bezkręgowce zwierzęta słodkowodne )
Plecoptera - widelnice
Trichoptera – chruściki
Odonata – ważki
Organizmy wskaźnikowe
( J.I. Rybak – Bezkręgowce zwierzęta słodkowodne )
Diptera – muchówki
Ephemeroptera – jętki
Oligocheta - skąposzczety
Rozkład makrobezkrgowców bentosowych w przekroju I koryta potoku Leśnianka
0
100
200
300
400
500
600
700
1 2 3 4 5 6 7
Nr sekcji poboru prób
Lic
zeb
no
ść o
sob
nik
ów
na
po
wie
rzch
ni
1 m
2
.
Plecoptera
Ephemeroptera
Diptera
Trichoptera
Hydracarina
Oligochaeta
Inne
LegendaPotok Leśnianka
Przekrój ujęcia wody
0,00
0,10
0,20
0,30
0 1 2 3 4 5 6 7
Odległość od brzegu lewego L [m]
Głe
bo
ko
ść h
[m
] .
Zwierciadło wody zaniwelowane dnia 10.09.2002 r.
Napełnienie graniczne
-0,19
-0,14
-0,09
-0,04
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Standaryzowana liczebność organizmów
Głę
bo
ko
śc o
d z
wie
rcia
dła
wo
dy
h [
m]
Plecoptera
Ephemeroptera
Diptera
Trichoptera
Hydracarina
Oligochaeta
Inne
Potok Straconka
Przekrój ujęcia wody
Napełnienie graniczne
Legenda
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005
Wariancja
Ob
niż
enie
głę
bo
ko
ści
od
zw
ierc
iad
ła w
od
y h
[m
]
Napełnienie graniczne
Zmienność funkcji wariancji procesu stochastycznego
Krzywa konsumcyjna w przekroju ujęcia wody
0,00
0,10
0,20
0,30
0 1 2 3 4 5 6 7
Odległość od brzegu lewego L [m]
Głe
bo
ko
ść h
[m
] .
Zwierciadło wody zaniwelowane dnia 10.09.2002 r.
Napełnienie graniczne
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250
Przepływ Q [m3/s]
Nap
ełn
ien
ie h
[m
] .
Przepływ nienaruszalny
Q nn = 0,106 m3
/s
Napełnienie graniczne h = 0,24 m
Potok Leśnianka
Przekrój ujęcia wody
0,000
0,100
0,200
0,300
0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00
Gwarancja czasowa
Prz
epły
w g
war
anto
wan
y i
dysp
ozy
cyjn
y Q
[m
3s-1
]
Kostrzewy
IMGW
NFOSiGW
Hydrobiologiczna
Przepływy dyspozycyjny
Przepływy eksploatacyjny
Q e = 0,070 m3s
-1
Przepływ nienaruszalny
metoda:
Gwarancja poboru wody w przekroju ujęcia na potoku Leśnianka
Zamiast wniosków
Cokolwiek czynisz czyń rozważnie i przewiduj skutki
(Publius Oidius 43 r.p.n.e)