Zaopatrzenie ludności i przemysłu w wodę
w województwie śląskim
Prof. nzw. dr hab. inż. Beniamin Więzik
Globalne Partnerstwo dla Wody
Warsztaty
Warszawa - 24 lutego 2016 r.
Stowarzyszenie Hydrologów Polskich
Wyższa Szkoła Administracji w Bielsku-Białej
Woda, której dotykasz w rzece jest ostatkiem tej,
która przeszła i początkiem tej, która przyjdzie.
(Leonardo da Vinci)
Susza
Powódź
Beskid Żywiecki
Beskid Mały
Beskid Śląski
Pogórze Śląskie
Kotlina Oświęcimska
Wyżyna Śląska
Wyżyna
Krakowsko-Częstochowska Równina Opolska
Wyżyna
Woźnicko-Wieluńska
Wyżyna Przedborska
Kotlina Raciborska
Płaskowyż Głubczycki
Kotlina Ostrawska
Niecka Nidziańska
Kotlina Żywiecka
Krainy geograficzne województwa śląskiego
Środkowa Wisła
Warta
Mała Wisła
Górna Wisła
Górna Odra
Czadeczka
Środkowa Odra
Dorzecze
Z
l
e
w
n
i
a
Powierzchnia Powierzchnia
A A
[km2] [%] [%]
Wisły
M
a
ł
e
j
W
i
s
ł
y 3281
8,0
44,5
G
ó
r
n
e
j
W
i
s
ł
y 1221
Ś
r
o
d
k
o
w
e
j
W
i
s
ł
y 987
Odry
G
ó
r
n
e
j
O
d
r
y 2750
25,6
55,3
Ś
r
o
d
k
o
w
e
j
O
d
r
y 913
W
a
r
t
y 3157
Wagu (Dunaju)
C
z
a
d
e
c
z
k
i 25 0,2
R
a
z
e
m
1233
3 100
Hydrografia
województwa śląskiego
Dorzecze
Zlewnia Powierzchnia Powierzchnia
[km2] [%] [km2] [%]
Wisła
Małej Wisły 3281 26,6
5488
44,5 Górnej Wisły 1221 9,9
Środkowej Wisły 987 8,0
Odra
Górnej Odry 2750 22,3
6820
55,3 Środkowej Odry 913 7,4
Warty 3157 25,6
Wagu (Dunaju) Czadeczki 25 0,2
Zaopatrzenie w wodę
Rok
Pobór wody
ogółem
[hm3]
Pobór wody
[%]
Pobór wody
powierzchniowej
[%]
Woda przeznaczona do spożycia
przez ludzi 2009
2013
298,4
266,3
100
-10,9
63,6
59,4
Woda dla przemysłu 2009
2013
108,0
111,4
100
+3,1
51,2
48,5
Woda dla rolnictwa i leśnictwa
oraz uzupełniania stawów rybnych 2009
2013
75,9
80,6
100
+6,2
Razem 2009
2013
482,3
458,4
100
-5,0
Zaopatrzenie w wodę w województwa śląskiego w roku 2009 i 2013
(Rocznik GUS)
System zaopatrzenia w wodę aglomeracji górnośląskiej, bielskiej i częstochowskiej
Wodociągi Ziemi Cieszyńskiej
Zb. PRZECZYCE
Zb. WAPIENICA
Zb. KOZŁOW GÓRA
Zb. WISŁA-CZARNE
Cieszyn
Zb. ŁĄKA
70 000 m3∙d-1
223 000 m3∙d-1
Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji
Okręgu Częstochowskiego S.A. 145 300 m3·d-1
Zbiornik retencyjny
Rzeka Pojemność [hm3]
Maksymalna Użytkowa
Wisła Czarne
Wisła 5,06 2,11
Goczałkowice 161,25 88,22
Tresna
Soła
96,11 53,47
(61,85)
Porąbka 27,17 19,47
Czaniec 1,32 0,56
Kozłowa Góra Brynica 16,75 13,82
Przeczyce Przemsza 20,74 16,55
Łąka Pszczynka 11,20 7,90
Wapienica Wapienica 1,14 1,01
Dziećkowice 52,8
Razem
340,76 255.91
(264,29)
Zbiorniki retencyjne w systemie zaopatrzenia w wodę
województwa śląskiego
Ujęcia wody ze zbiornika retencyjnego Goczałkowice
Fot. A. Siudy
Gospodarka wodna na zbiorniku retencyjnym Goczałkowice
2 5 3 ,8
2 5 3 ,9
2 5 4 ,0
2 5 4 ,1
2 5 4 ,2
2 5 4 ,3
2 5 4 ,4
2 5 4 ,5
2 5 4 ,6
2 5 4 ,7
2 5 4 ,8
2 5 4 ,9
2 5 5 ,0
20
14
-12
-27
00
:00
20
15
-01
-16
00
:00
20
15
-02
-05
00
:00
20
15
-02
-25
00
:00
20
15
-03
-17
00
:00
20
15
-04
-06
00
:00
20
15
-04
-26
00
:00
20
15
-05
-16
00
:00
20
15
-06
-05
00
:00
20
15
-06
-25
00
:00
20
15
-07
-15
00
:00
20
15
-08
-04
00
:00
20
15
-08
-24
00
:00
20
15
-09
-13
00
:00
C za s t [d o b y]
Na
pe
łnie
nie
H [
m n
.p.m
.]
V = 1 2 ,7 8 h m3
N P P
2 5 .0 6 .2 0 1 5 r . 1 .0 9 .2 0 1 5 r .
V = 1 1 ,4 3 h m3
V = 7 6 ,4 4 h m3
Vuż = 88,22 hm3
(Zbionik Goczałkowice zapas wody → 355 dni)
Zbiornik retencyjny Tresna - 1.09.2015 r.
3,4 m
NPP
Fot. B. Więzik
Gospodarka wodna na zbiorniku retencyjnym Tresna
336,5
337,0
337,5
338,0
338,5
339,0
339,5
340,0
340,5
341,0
341,5
342,0
2014-1
2-2
7 0
0:0
0
2015-0
1-1
6 0
0:0
0
2015-0
2-0
5 0
0:0
0
2015-0
2-2
5 0
0:0
0
2015-0
3-1
7 0
0:0
0
2015-0
4-0
6 0
0:0
0
2015-0
4-2
6 0
0:0
0
2015-0
5-1
6 0
0:0
0
2015-0
6-0
5 0
0:0
0
2015-0
6-2
5 0
0:0
0
2015-0
7-1
5 0
0:0
0
2015-0
8-0
4 0
0:0
0
2015-0
8-2
4 0
0:0
0
2015-0
9-1
3 0
0:0
0
Czas t [doby]
Nap
ełnie
nie
H [
m n
.p.m
.] NPP
V = 19,85 hm3
V = 14,53 hm3
V = 34,62 hm3
25.06.2015 r. 1.09.2015 r.
V uż = 53,47 hm3
(Kaskada Soły zapas wody → 243 dni)
Bielsko-Biała
Gminy województwa śląskiego poza systemami zaopatrzenia w wodę
opartymi o retencje zbiornikową
≈ 250 000 mieszkańców
Potok Cięcinka
Potok Hrobaczy
Potok Zimny
Potok Kalonka
Wiejskie systemy zaopatrzenia w wodę
Ujęcie wody na potoku górskim - 31 sierpnia 2015 r.
Koryto powyżej ujęcie wody na potoku górskim - 31 sierpnia 2015 r.
Koryto poniżej ujęcie wody na potoku górskim - 31 sierpnia 2015 r.
APc0,03171Qsr
Przepływ średni roczny - wzór Iszkowskiego (1886)
gdzie:
Qsr – przepływ średni roczny w m3 s-1,
c – współczynnik odpływu (góry jak Beskidy, Wogezy c = 0,55),
P – wysokość opadu średniego rocznego (normalnego) w m,
A – powierzchnia zlewni w km2.
sr1Qν0,4Q
Przepływ średni niski Q1 (SNQ)
gdzie:
ν - współczynnik retencji,
Przepływ nienaruszalny metoda Kostrzewy (potoki górskie)
1nnQ1,52Q
Zasoby eksploatacyjne
nnsreQQQ
Errare humanum est sed modus in rebus est
Błądzić jest rzeczą ludzką, ale są granice, których nie można przekraczać
( Seneka Starszy)
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r.
w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody
(Dz.U. z 2002 r. Nr 8 poz. 70 )
Lp.
Wyposażenie mieszkań w instalacje
Przeciętne normy zużycia wody
dm3/mk ·dobę m3/mk ·mc
4 Wodociąg, ubikacja, łazienka, lokalne źródło
ciepłej wody (piecyk węglowy, gazowy –
gaz z butli, elektryczny bojler)
80 – 100 *
2,4 – 3,0 *
*) Wartości niższe odnoszą się do budynków podłączonych do zbiorników na terenach nieskanalizowanych, a wartości wyższe odnoszą się do budynków podłączonych do sieci kanalizacyjnych.
1 dm3∙s-1 = 85,4 m3∙d-1 → 854 mieszk.
Roczne krzywe sum czasów trwania przepływów wraz z wyższymi
Przekrój ujęcia wody na potoku Wilkówka
0 ,0 0
0 ,1 0
0 ,2 0
0 ,3 0
0 ,4 0
0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 1 8 0 2 1 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 3 3 0 3 6 0
C z a s t [d o b y ]
Prz
ep
ływ
Q [
m3s
-1]
2 0 0 3 2 0 0 2 2 0 0 1
2 0 0 0 1 9 9 9 1 9 9 8
1 9 9 7 1 9 9 6 1 9 9 5
1 9 9 4 1 9 9 3 1 9 9 2
1 9 9 1 1 9 9 0 1 9 8 9
1 9 8 8 1 9 8 7 1 9 8 6
1 9 8 5 1 9 8 4 1 9 8 3
1 9 8 2 1 9 8 1 1 9 8 0
1 9 7 9 1 9 7 8 1 9 7 7
1 9 7 6 1 9 7 5 1 9 7 4
1 9 7 3 1 9 7 2 1 9 7 1
Q e + Q n n = 0 ,0 1 7 m3
s-1Qe + Qnn = 10,7 dm3 s-1
Gwarancja przepływu eksploatacyjnego
Przekrój ujęcia wody na potoku Wilkówka
0 ,0
0 ,2
0 ,4
0 ,6
0 ,8
1 ,0
0 ,0 0 0 ,0 2 0 ,0 4 0 ,0 6 0 ,0 8
P rz e p ły w Q [m3s
-1]
Dy
str
yb
ua
nta
ro
zk
ład
u
Gw
ara
nc
ja
0 ,8
0 ,7
1
0 ,9
0 ,6
0 ,5
0 ,42
1
3
4
5
C z a s y trw a n ia
1 - 3 6 5 d n i
2 - 3 4 0 d n i
3 - 3 1 0 d n i
4 -2 8 0 d n i
5 - 2 5 0 d n i
0 ,0 1 0 7
Problemy do rozwiązania w ramach
„Strategii zaopatrzenia w wodę województwa śląskiego”
1. Zmiana instrukcji gospodarowania wodą w systemie Mała Wisła – Soła.
2. Określenie zdolności przepustowych urządzeń przelewowo-spustowych
obiektów piętrzących wodę.
3. Aktualizacja poborów wody w pozwoleniach wodnoprawnych.
4. Rzetelna ocena zasobów eksploatacyjnych w przekrojach małych ujęć
wody.
5. Analiza wariantowa podniesienia gwarancji poboru wody (budowa małych
zbiorników retencyjnych, przerzuty międzyzlewniowe).