Określenie warunków wodnych zlewni potoku Leśnickiego

Opiekun naukowy:

dr hab.inż. Ryszard Ślizowski Prof. AR

Autorzy:

Ewa Balinka

Rafał Błaut

Dominika Nowogrodzka

Katarzyna Piotrowska

Paweł Ponisz

Anna Rzemińska

Sebastian Satora

Katarzyna Smolarczyk

Michał Walczyk

Koło Naukowe Sekcji Wodociągów i HydrogeologiiAkademia Rolnicza w Krakowie

Leśnica 2002

Celem pracy jest określenie warunków wodnych oraz charakterystyka źródeł wypływających na terenie zlewni potoku Leśnickiego w miejscowości Leśnica na Słowacji.

Rozpoznanie tych warunków oraz źródeł nastąpiło podczas obozu naukowego zorganizowanego w okresie od 2 do 11 września 2002 roku przez Koło Naukowe Inżynierii Środowiska, Sekcję: Wodociągów i Hydrogeologii, działającą przy Wydziale Inżynierii Środowiska Akademii Rolniczej w Krakowie. Badaniami objęto zlewnię potok Leśnicki o powierzchni: 11,45 km2.

Obóz ten był kontynuacją badań z roku 2001

Charakterystyka terenu Teren objęty badaniami znajduje się w obrębie Małych Pienin, w niedalekiej

odległości od Szczawnicy. Miejscowość Leśnica położona jest w pasie przygranicznym w obrębie Pienińskiego Parku Narodowego w dolinie potoku Leśnickiego.

 Potok Leśnicki o długości 4,9 km i powierzchni zlewni 11,45 km2 składa się z

czternastu dopływów, z których siedem jest lewostronnych i siedem prawostronnych. Niektóre z nich posiadają nazwy takie jak: Bystrzyk, Głęboki, Glinnik i Spod Zabanisk. Najdłuższy dopływ posiada długość 2,2 km, najkrótszy 0,45 km.

  Pod względem geologicznym na omawianej zlewni zalegają w dolnej partii

morskie organogeniczne utwory węglanowe tworzące serię pienińską, natomiast w środkowej i górnej osłona skałkowa składająca się z piaskowcowo-wapiennych utworów miejscami fliszowych. Seria pienińska składa się z mocno sfałdowanych i zaburzonych kredowych wapieni rogowcowych i warstw globigerynowo-radiolariowych, a utwory osłony ze słabo pofałdowanych paleogeńskich, kredowych i jurajskich warstw piaskowcowo-wapiennych z iłołupkami.

Zlewnia potoku Leśnickiego

W czasie trwania obozu przeprowadzono:

· wizje terenową obszaru zlewni; · naniesiono przekroje pomiarowe na mapę sytuacyjno – wysokościową w skali 1:50000;· wielokrotne pomiary metodami hydrologicznymi prędkości przepływów w wytyczonych przekrojach wodowskazowych;· obliczenia powierzchni przekrojów poprzecznych koryt;· ustalono wielkości przepływów oraz odpływ jednostkowy.

Nr przekroju

Data pomiaru

Tśr

[s]

V

[m/s]

F

[m2]

Q 2001

[m3/s]

Q 2001

[dm3/s]

Q 2002

[m3/s]

Q 2002

[dm3/s]

8

03.09.2002 4,85 0,41 0,012 0,0043 4,3 0,0050 5,0

05.09.2002 4,68 0,43 0,008 0,0077 7,7 0,0034 5,4

07.09.2002 5,12 0,39 0,015 0,0105 10,5 0,0059 5,9

09.09.2002 5,28 0,38 0,010 0,0099 9,9 0,0041 4,1

16

03.09.2002 6,42 0,31 0,092 0,0308 30,8 0,0287 28,7

05.09.2002 6,33 0,32 0,055 0,0273 27,3 0,0174 17,4

07.09.2002 6,32 0,32 0,075 0,0212 21,2 0,0237 23,7

09.09.2002 5,52 0,36 0,082 0,0319 31,9 0,0297 29,7

Wyniki prowadzonych badań

W okresie 2 do 11 września badania objęły 15 dopływów oraz 2 przekroje poprzeczne na potoku Leśnickim. Dopływy te pod względem morfologicznym są najczęściej źródłami typu zboczowego o hydraulice wypływu descenzyjnej.

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów na przekrojach w rejonie ujścia potoku Leśnickiego do Dunajca oraz jego górnym biegu opracowano tabelaryczne zestawienie wyników (tab.1) oraz sporządzono przekroje 8 i 16. Badania prędkości przepływu w 2 wybranych punktach cieku zostały przeprowadzone metodą pływakową. Określono pole przekrojów poprzecznych koryta na podstawie metody analitycznej.

Tab 1. Zestawienie danych do obliczeń wielkości przepływów w danych przekrojach.

Przekrój poprzeczny nr 8 potoku leśnickiego z dnia 03.09.2002

0,0750,085

0,075 0,078 0,08

0

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,090 0 0,27 0,8 1,4 1,5 1,5

Odległośc od brzegu [m]

Głe

bo

koś

ć [m

]

Przekrój poprzeczny nr 8 potoku leśnickiego z dnia 07.09.2001

0,057 0,058

0,039

0,0650,06

0

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,070 0 0,5 1 1,5 1,7 1,7

Odległośc od brzegu [m]

Głe

bo

koś

ć [m

]

Przekrój poprzeczny nr 16 potoku leśnickiego z dnia 03.09.2002

0,040,03

0,05

0,065 0,06

0,12 0,12

0,09

0,035

0,01

0,115

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2

Odległośc od brzegu [m]

Głe

bo

ko

ść [m

]

Przekrój poprzeczny nr 16 potoku leśnickiego z dnia 07.09.2001

0,045

0,11 0,11

0,135

0,11

0,082

0

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,6 1,6

Odległośc od brzegu [m]

Głe

bo

ko

ść [m

]

Do ustalenia wielkości przepływów w danych przekrojach korzystanoz następujących wzorów:

V = L / t [m/s]

L – długość odcinka [m].t – czas pokonania danego odcinka przez pływak [s].V – prędkość obliczana metodą pływakową [m/s].

Q = V * F [m3/s]

F – powierzchnia przekroju [m2]

Dysponując tymi danymi obliczono przepływ na danym odcinku potoku Leśnickiego

Kolejnym punktem badań było przeprowadzenie pomiarów metodą wolumetryczną

przepływów średnich na poszczególnych dopływach potoku Leśnickiego.

Na 14 dopływach pomierzono ilość przepływającej wody oraz czas jej przepływu.

Wynik zestawiono w tab.3. Obliczony przepływ średni dla kolejnych dopływów

zilustrowano wykresami.( wykresy nr 1 – 17 bez 8 i 16).

Tabela 3. Zestawienie wyników do metody wolumetrycznej.

Data pomiaru

Numer dopływu

Czas

[s]

Ilość wody

[dm3]

Przepływ

[dm3/s]

Przepływ średni

[dm3/s]

03.XI.02

7

2,16

2,30

9,50

13,00

4,40

5,655,03

05.XI.021,25

1,40

13,00

13,75

10,40

9,8210,11

07.XI.021,13

1,00

16,50

16,50

14,60

16,5015,55

09.XI.02

1,12

1,30

1,30

14,00

12,25

12,00

12,50

9,42

9,23

10,38

Wykres zależności przepływu od czasu dla dopływu nr. 7.

Wykres zależności przepływu od czasu (7.)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 dzień 3 dzień 5 dzień 7 dzieńData

Prz

ep

ływ

dm

3 /s

wrzesien 2001 wrzesien 2002

L.pData

pomiaru

Przepływ

Powierzchnia zlewni

[km2]

Odpływ jednostkowy

[dm3/min·ha]dm3/min m3/s

Fc F1 F2

1. 03.XI.02 1870 0,03117

11,45 1,83 9,62

1,63

2,022. 05.XI.02 2384 0,03973 2,08

3. 07.XI.02 2895 0,04825 2,53

4. 09.XI.02 2125 0,03542 1,86

L.pData

pomiaru

Przepływ

Powierzchnia zlewni

[km2]

Odpływ jednostkowy

[dm3/min·ha]dm3/min m3/s

Fc F1 F2

1. 07.XI.01 2082 0,0347

11,45 1,83 9,62

1,82

1,602. 09.XI.01 1794 0,0299 1,57

3. 11.XI.01 1662 0,0277 1,45

4. 13.XI.01 1806 0,0301 1,58

W końcowym etapie naszych badań obliczono powierzchniowe odpływy jednostkowe zlewni cząstkowych. Na tej podstawie ustalono odpływ jednostkowy średni z powierzchni całej zlewni.

5. Wnioski W roku 2001 przeprowadzone zostały badania zlewni potoku Leśnickiego o powierzchni 11,45 km2. Pomiary wykonane w roku 2002 zostały zaktualizowane i porównane.

• przeprowadzone badania wykazują występowanie na terenie omawianej zlewni przeważnie źródeł zboczowych descenzyjnych, zwietrzelinowych i szczelinowych• wrzesień 2002 roku był miesiącem skąpym w opady;• dwa przekroje pomiarowe znajdujące się na strumieniu (w pobliżu Chaty Pieniny oraz przy ujściu do Dunajca) opanowała silna eutrofizacja. Mieszkańcy Leśnicy nie wykazali inicjatywy, aby oczyścić koryto cieku. Przez zastosowanie prostych zabiegów pielęgnacyjnych moglibyśmy uniknąć zarastania i zamulania potoku.• na podstawie dwuletniej obserwacji nie zauważono znacznych zmian na przekroju numer 8. Powodem tego jest uregulowany odcinek cieku w centrum wsi Leśnica. Przepływ jest w miarę jednostajny w granicach 3,4 – 5,9 dm3/s. W roku 2001 ze względu na intensywne opady atmosferyczne zanotowano przepływy wyższego rzędu od 4,3 do nawet 10,5 dm3/s.• Przekrój numer 16 w roku 2001 charakteryzuje się przepływami 21,2 – 39,9 dm3/s. Natomiast rok później od 17,4 do 29,7 dm3/s. W miarę upływu czasu wystąpiło naniesienie materiału wleczonego. Spowodowało to zmianę struktury dna, ze szczególnym naciskiem na brzeg lewy. Najlżejsze cząstki i najdrobniejsze frakcje zostały przetransportowane w dół rzeki, natomiast rumowisko cięższe odkładało się w pobliżu ujścia, a tym samym utrudniło spływ wody do Dunajca.

• na przekroju numer 17 z 2001 roku przepływy osiągały wartości maksymalne, rzędu 48,6–68,9 dm3/s. W roku 2002 sytuacja zmieniła się diametralnie. Nie było potrzeby stosowania metody pływakowej pomiar dokonaliśmy metodą wolumetryczną. Koryto cieku było pokryte roślinnością prawie w 60 %. oraz naniesione sporą ilością materiału rzecznego. Wartości liczbowe wyniosły 0,81 – 1,0 dm3/s. Jak widać obecne warunki terenowe miały bardzo duży wpływ na gwałtowny spadek przepływu.• w okresie badawczym drugim naszym celem było określenie średniego przepływu na poszczególnych dopływach i porównanie go z rokiem ubiegłym. Rok 2001 to wartości przepływów w granicach 0,09 do 12,19 dm3/s; rok 2002 - od 0,32 do 10,27 dm3/s. • całkowity przepływ potoku wyniósł 37,75 dm3/s. Jest on niewiele większy od ubiegłorocznego ( 30,58 dm3/s ). Może to być spowodowane dodatkowym zasileniem w wodę dopływu numer 7 w sposób naturalny niekontrolowany w postaci podsiąku.• w odniesieniu do jednostki powierzchni zlewni przepływ całkowity daje obraz jednostkowego odpływu podziemnego. Dla całej zlewni oraz średniego przepływu wyniósł w tym okresie badawczym 2,02 dm3/min*ha. W porównaniu z wrześniem 2001 roku odpływ wzrósł o 20%. • reasumując - na badanym odcinku potoku, szczególnie w końcowym jego biegu zauważono znaczne straty w odpływie. Mogło to być spowodowane, po pierwsze ubogą w opady letnią porą roku. Po drugie – część wody infiltrowała w grunt zmniejszając tym samym ilość wody płynącą w cieku. Akumulacja rumowiska wleczonego oraz nieuregulowana część potoku to trzecia i ostatnia przyczyna strat.  

DZIĘKUJEMY