marian mokwa migracja ryb przez wĘzŁy … · przepływ nienaruszalny - jest to umowny, właściwy...

MARIAN MOKWA MIGRACJA RYB PRZEZ WĘZŁY HYDROENERGETYCZNEPRZYCZYNY ZAGROŻENIA MOŻLIWOŚCI OCHRONY

INSTYTUTINŻYNIERIIŚRODOWISKA

Marian Mokwa

MIGRACJA RYB PRZEZ WĘZŁY HYDROENERGETYCZNEPRZYCZYNY - ZAGROŻENIA - MOŻLIWOŚCI OCHRONY

KONFERENCJA ZASTOSOWANIE PRZEPŁAWEK BIOLOGICZNYCH W BUDOWLACH HYDROTECHNICZNYCH DLA RESTYTUCJI RYB DWUŚRODOWISKOWYCH

KRAKÓW 29 – 31 MARCA 2012



anadromiczne

diadromiczne(dwuśrodowiskowe)

katadromiczne

potamodromiczne(jednośrodowiskowe)

WĘDRÓWKI RYB

mig

rac j

a w

stę

pują

ca

mig

rac j

a z

stę p

ują

ca



MIGRACJA PRZEZ STOPIEŃ HYDROENERGETYCZNY



RODZAJE PRZEPŁAWEK

komorowe

szczelinowe

meandrowe

Denila

szczotkowe

bystrotoki

rampy,

przelewyszorstkie

obejścia

węgorzowe

specjalne

windy

technicznekomorowe koryto-podobne

bliskienaturze

śluzy



DROGI MIGRACJI ZSTĘPUJĄCEJ

- komora turbin (znaczny stres i śmiertelność)- przelewy urządzeń hydrotechnicznych- specjalne urządzenia obejściowe- niektóre typy przepławek

krata ~1 mm



• warunki hydrologiczne,• parametry techniczne urządzeń,• rozdział wody w węźle,• rodzaj i wymogi środowiskowe ryb.

TYP URZĄDZENIA DO MIGRACJI RYB

należy dobierać indywidualnie biorąc pod uwagę:



EFEKTYWNOŚĆ FUNKCJONOWANIA URZĄDZEŃ DO MIGRACJI RYB

dla gatunków priorytetowych – ryby dwuśrodowiskowe(załącznik II i V Dyrektywy Siedliskowej 92/43/EWG): 95% ryb z opóźnieniem kilku godzin,dla pozostałych gatunków: 70% ryb z opóźnieniem kilku dni



PRZEPŁYWY CHARAKTERYSTYCZNE

• przepływ najwyższy z najwyższych obserwowanych WWQ,• przepływ średni z najwyższych SWQ,• przepływ średni ze średnich SSQ,• przepływ średni z najniższych SNQ,• przepływ najniższy z obserwowanych NNQ,

• przepływy ekstremalne o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia Qp%,

• przepływ nienaruszalny Qn,

• przepływy o określonym czasie trwania



KRZYWA SUM CZASÓW TRWANIA



KRZYWA NATĘŻENIA PRZEPŁYWU



ROCZNE ZMIANY PRZEPŁYWÓW CHARAKTERYSTYCZNYCH

Przepływ charakterystyczny wody

[m³/s]

Miesiąc

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

SNQ 0,82 0,70 0,71 0,67 0,54 0,50 0,56 0,56 0,56 0.61 0,69 0,65

SSQ 1,07 1,60 1,44 1,23 0,76 1,16 1,57 1,25 1,03 0,91 0,99 1,0

SWQ 2,12 4,75 3,42 3,07 3,16 5,30 9,17 4,53 3,14 1,67 2,69 2,84

SSQ Zima 1,22 m3/s Rok 1,16 m3/s Lato 1,11 m3/s

Okresy migracji tarłowych poszczególnych gatunków tworzących ichtiofaunę danego cieku, analizowane na tle charakterystycznych przepływów i możliwości pokonywania przez nie prądu wody są podstawą formułowania założeń projektowanych przepławek.

Gostynka profil Paprocany



ROCZNE ZMIANY PRZEPŁYWÓW CHARAKTERYSTYCZNYCH

Okresy migracji tarłowych poszczególnych gatunków tworzących ichtiofaunę danego cieku, analizowane na tle charakterystycznych przepływów i możliwości pokonywania przez nie prądu wody są podstawą formułowania założeń projektowanych przepławek.



Pora głównych migracji tarłowych (miesiące) Gatunek

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Ciernik

Kiełb

Kleń

Leszcz

Okoń

Płoć

Szczupak

Śliz

Ukleja

OKRESY MIGRACJI TARŁOWYCH WYBRANYCH GATUNKÓW RYB



Qdysp.[ m3/s] przepływ powyżej piętrzenia, wynikający z warunków hydrologicznych cieku

PRZEPŁYW DYSPOZYCYJNY

Odpływ dyspozycyjny Qdys.zachowanie przepływu nienaruszalnego Qn,przepływ przez przepławkę Qp, (uwzględnić w Qn),pobór wody (Qe + Qu +...)



PRZEPŁYW EKSPLOATACYJNY

Qelspl. [m3/s]

przepływ dyspozycyjny (Qdysp.) pomniejszony o przepływ

nienaruszalny (Qn). Ilość wody jaką można wykorzystać dla różnych celów.

Qeksp. = Qdysp. - Qn



QN [m3/s]Przepływem nienaruszalnym Qn nazywamy graniczną wartość przepływu rzecznego, poniżej której przepływy wody w rzekach nie powinny być zmniejszane na skutek działalności gospodarczej [Kostrzewa 1977].

PRZEPŁYW NIENARUSZALNY

PRZEPŁYW GWARANTOWANY (WYMAGANY)

Qgwarant. [m3/s]przepływ pozostawiony w cieku poniżej budowli piętrzącej , rozumiany jako suma przepływu nienaruszalnego oraz przepływu niezbędnego na pokrycie różnych odbiorców z uwzględnieniem hierarchii użytkowania



W odniesieniu do powyższego przykładu, Prawo wodne art. 63 pkt 2 mówi, że:można odstąpić od określania przepływu nienaruszalnego.Należy jednak zapewnić dwukierunkową migrację wszystkich organizmów wodnych, w tym faunie dennej, poprzez budowę odpowiednich urządzeń, np. przepławki naturalnej w formie bystrotoku kamiennego.



Bezzwrotne ujęcie wody powyżej budowli piętrzącej

1. Qn ≤ Qp → Qn = Qd – Qp (jest zapewniony przez przepławkę) 2. Qn ≥ Qp → +Qj (Qu = Qd –Qn)



Bezzwrotne ujęcie wody poniżej budowli piętrzcej Qd = Qe = Qp + Qgw (Qj)

1. Qn ≤ Qp (jest zapewniony przez przepławkę) Qgw. ≥ Qu 2. Qn ≥ Qp

Qgw.. = Qu + (Qn – Qp)



Migracja odbywa się kanałem derywacyjnym i przepławką

w rzece należy zapewnić Qn zrzucany przez jaz



Migracja odbywa się rzeką i przepławką

W kanale derywacyjnym należy zapewnić Qn po wyłączeniu elektrowni



W operatach wodnoprawnych podawany jest zazwyczaj przepływ nienaruszalny Qn. Nie określa się sposobu jego wyznaczania. Powoduje to duże komplikacje z rozdziałem wody w węzłach hydroenergetycznych oraz zapewnienia odpowiednich głębokości granicznych.



METODY OKREŚLANIA PRZEPŁYWU NIENARUSZALNEGO Qn

1. Metoda Kostrzewy2. Metoda Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej3. Metoda ekologiczna4. Metoda Stochlińskiego5. Metoda hydrobiologiczna6. inne



METODA KOSTRZEWY

Qnh = k SNQ, przy czym Qnh ≥NNQ, Qnh – przepływ nienaruszalny w m³/s, SNQ – przepływ średni niski roczny z wielolecia w m³/s, NNQ – przepływ najniższy zaobserwowany z wielolecia, k – parametr zależny od wielkości zlewni (dla rzek nizinnych 0,50 – 1,27)

kryterium hydrobiologiczne warunkujące zachowaniepodstawowych form flory i fauny



METODA KOSTRZEWY cd.

Qnr – przepływ ustala się indywidualnie dla poszczególnych rzek w zależności od gatunku ryb i okresu ich rozwoju. Przepływ może być sezonowo zmienny

kryterium rybacko-wędkarskie






Qnop – przepływ zapewniający ochronę obiektów przyrodniczychkryterium ochrony przyrody (środowiska)






Qnop – przepływ zapewniający ochronę obiektów przyrodniczychkryterium ochrony przyrody (środowiska)

Qnt – przepływ spełniający wymagania turystyki wodnej (głębokości)

0,25 – 0,30 – szlaki kajakowe 1,00 – 1,25 – szlaki żeglarskie

kryterium turystyczne



METODA NARODOWEJ FUNADCJIOCHRONY ŚRODOWISKA I GOSPODARKI WODNEJ

przepływ nienaruszalny Qn z uwagi na wysokie walory krajobrazoweJest równy przepływowi średniemu niskiemu rocznemu z wielolecia

(SNQ)Qn = SNQ

SNQ – przepływ średni roczny z wielolecia w m3/s



METODA EKOLOGICZNA

gdzie: Q - przepływ aktualny w m³s-1, Qn - przepływ nienaruszalny w m³s-1, Q7,10 - przepływ minimalny siedmiodniowy o prawdop. 10% w m³s-1, QNT - przepływ najdłużej trwający w m³s-1, Qsr - przepływ średni roczny w m³s-1.



Przepływ nienaruszalny - 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 korzystania z wód, nie powinny być, z wyjątkiem okresów zagrożeń nadzwyczajnych, obniżane poprzez działalność człowieka. Dla częci tego przepływu przyjęto nazwę hydrobilolgiczny

METODA STOCHLIŃSKIEGO



W Polsce stosowane są różne sposoby określania przepływów nienaruszalnych opartych o statystyki przepływu, a nie najbardziej

miarodajne metody genetyczne (znane pod nazwą metod IFIM – Istream Flow Incremental Methodology).

Wielkości przepływu nienaruszalnego praktycznie są określane na podstawie publikacji IMGW ( wg Kostrzewy – kryterium hydrobiologiczne).

Wartości te są traktowane przez władze administracji państwowej jako obowiązujące przy sporządzaniu bilansów wodnogospodarczych,

obliczeniach parametrów energetycznych itp.Qn = k (SNQ)



metoda IFIM - Istream Flow Incremental Methodology. – metoda preferowanych miejsc. Łączy ona wielkość siedlisk

wykorzystywanych przez ryby z wielkością przepływu - metoda LAWA 2005 (Landerarbeitsgemainschaft) – badania

prowadzone tylko w jednym przekroju, wyznaczonym na zasadzie oceny najgorszego mikrosiedliska.

Przepływ nienaruszalny ekologicznie uzasadniony Qn eu



Przepływem nienaruszalnym jest przepływ o wartości odpowiadającej granicznemu napełnieniu koryta cieku, przy którym zachowane są podstawowe procesy biologiczne ekosystemu wodnego.

METODA HYDROBIOLOGICZNA

w odniesieniu do ryb:- dla krainy pstrąga hgr > 0.18 m, V śr > 0.4 m/s- dla krainy lipienia hgr > 0.20 m, V śr > 0.3 m/s



Dla poszczególnych krain określa się okresy przepływu SNQ zabezpieczające podstawowe wymagania biocenoz wodnych ze względu

na migrację ryb, tarło i okres rozwoju narybku kraina pstrąga – SNQZIMA , okres krytyczny październik-styczeń

kraina lipienia – SNQLATO, okres krytyczny marzec-maj

METODA EKOHYDROLOGICZNA Qn ekoh



METODY WYZNACZANIA PRZEPŁYWÓW NIENARUSZALNYCH NA ŚWIECIE

1. Metody oparte na wartościach hydrologicznych lub statystycznych – przepływ średni (SQ), Francja, USA, – przepływ średni niski (SNQ), Niemcy, Austria, Polska, – wartości z krzywej sum czasów trwania Q84..., Szwajcaria, Niemcy,

2. Metody oparte na zasadach „fizjograficznych”

- wyrażone w l/s na km2 z obszaru zlewni (USA).

3. Formuły oparte na prędkości i głębokości wody

- metoda styryjska v od 0,3 m/s, h > 0,1 m - metoda oregońska v do 2,4 m/s, 12 ÷ 24 cm 4. Metody oparte na analizie multikryterialnej uwzględniające parametry ekologiczne

– Narzędzia decyzji multikryterialnej – Stosunek rozcieńczenia wody – Fizyczny Model Symulacji Habitatu (PHABSIM) ryby (głębokość, prędkość

przepływu, temperatura, sedymentacja) – Szacowanie minimalnych zasobów biologicznych (specjalistyczne badania) – Wskaźnik Jakości Habitatu (HQI) - zdolność ryb do przeżycia – Wskaźnik Jakości Retencji (PQI)



Jeżeli przepływ hydrobiologiczny Qn hb jest w przybliżeniu ≤ SNQ – zostaje on przyjęty jako przepływ nienaruszalny.W przeciwnym wypadku jako przepływ nienaruszalny przyjmujemy przepływ ekohydrologiczny Qn ekoh



PRZYKŁAD RZ. DAJNY O DŁ. 55 KM

STACHOWIZNAKm 15+400A =292 km2

Qn = 0,17 m3/s

NIEWODNIK 2Km 17+600A =272 km2

Qn = 0,34 m3/s

NIEWODNIK 1Km 18+300A =270 km2

Qn = 0,23 m3/s



Dziękuję za uwagę

marian mokwa migracja ryb przez wĘzŁy … · przepływ nienaruszalny - jest to umowny, właściwy...

Documents