oddziaływanie obiektów hydrotechnicznych na morfologię...

Landform Analysis, Vol. 20: 103–116 (2012)

Oddziaływanie obiektów hydrotechnicznych na morfologiękoryt rzek ziemi kłodzkiej w świetle analizy GIS

– zarys problemu i zamierzenia badawcze

The impact of hydrotechnical engineering facilities on the morphology of riversunder Klodzko County GIS analysis – an outline of the problem and research plans

Matylda Witek, Monika BiałobrzeskaInstytut Geografii i Rozwoju Regionalnego, Uniwersytet Wrocławski, pl. Uniwersytecki 1, 50-137 Wrocł[email protected]; [email protected]

Zarys treści: Jednym z elementów środowiska przyrodniczego, poddanego niezwykle silnej ingerencji człowieka, są wody po-wierzchniowe, a w szczególności rzeki. Koryta rzek ziemi kłodzkiej zostały antropogenicznie przekształcone i w różnym stopniuuregulowane, wzniesiono w nich budowle hydrotechniczne różnego typu oraz przeznaczenia. Rzeki te w okresie wiosennychroztopów i letnich ulewnych opadów często są źródłem powodzi lub lokalnych podtopień. Istotne jest zatem określenie wpływuobecności obiektów hydrotechnicznych i systemów regulacji w korytach rzek tego regionu. Autorki opracowania postanowiłyprzyjrzeć się temu zagadnieniu, wykorzystując narzędzia dostępne w oprogramowaniu GIS. Artykuł jest wynikiem wstępnegoetapu badań nad zagadnieniem wpływu obiektów hydrotechnicznych na funkcjonowanie koryt. Głównym celem opracowania,a także dalszych prac, jest próba odpowiedzi na pytanie, czy obecność konkretnych konstrukcji hydrotechnicznych wznaczącym stopniu wpływa na sposób funkcjonowania koryta oraz czy zastosowanie nowoczesnych metod analizy danych prze-strzennych pozwoli na dokładniejsze określenie tego wpływu. Na podstawie kartowania terenowego dokonano typologii korytw oparciu o analizę ich cech w profilu podłużnym z wykorzystaniem metody analizy odcinków, a następnie zobrazowano otrzy-mane wyniki przy użyciu narzędzi oprogramowania GIS. Przeprowadzono szczegółowe obserwacje w sąsiedztwie budowlipiętrzących, które ujawniły wpływ tych obiektów na zmianę typów lub podtypów koryta, a co za tym idzie na zmianę domi-nujących procesów korytowych. Przekształcenia procesów korytowych są odmienne w poszczególnych przypadkach i uwarun-kowane wieloma czynnikami, których rozpoznanie będzie celem dalszych prac.

Słowa kluczowe: koryta uregulowane, zabudowa hydrotechniczna, procesy fluwialne, typologia koryta, GIS

Abstract: Among the elements of natural environment which have suffered from a very strong human interference are sur-face waters, particularly rivers. The Kłodzko County rivers’ channels have been anthropogenically transformed and regu-lated in various levels; hydraulic stuctures of various types and purpose have been built there. These rivers often inundatetheir valleys or cause local flooding during spring thaw and summer downpours. It is important to determine the effect of thepresence of hydrotechnical facilities and channelization schemes in the river channels of the region. The authors decided todevelop a look at this issue using the tools available in GIS software. The article is the result of initial stage of research. Themain objective of the paper, and the future work, is an attempt to answer the question, whether the presence of hydraulicstructures significantly affects the processes in the river channels and whether the use of modern methods of spatial dataanalysis will allow more accurate determination of the impact. Based on field mapping, river typology has been done. Ananalysis of river characteristics was performed in the longitudinal profile using the method of river section analysis, and thenthe results were illustrated using the GIS software tools. Detailed research has been conducted in the vicinity of dam struc-tures, what revealed the influence of these objects on changes of types and subtypes of the channel and furthermore onchange of dominating channel processes. Evolution of nature of these processes varies in particular cases and depends onmany factors, which recognition of is the goal of upcoming research.

Key words: regulated river channels, hydrotechnical engineering, fluvial processes, channel typology, GIS

103

Wstęp

Środowisko geograficzne oraz zachodzące w nimprocesy, występowanie określonych form terenu czystref od dawna opisuje się za pomocą różnorodnejsymboliki. Tworzone mapy służyły wcześniej przedewszystkim do orientacji w terenie. Obecnie coraz czę-ściej korzysta się z systemów informacji geograficznej(Gotlib i in. 2007), które pozwalają na gromadzeniedanych geograficznych, ich wielopoziomową analizęw różnych skalach czasowych i przestrzennych, zapisoraz wszechstronną wizualizację. Ułatwia to graficz-ne, liczbowe oraz statystyczne wyrażenie cech środo-wiska geograficznego (Urbański 2008). Przy wykorzy-staniu różnego typu źródeł danych możliwa jestanaliza oraz prezentacja nie tylko stanu środowiska wokreślonym czasie, ale również zobrazowanie krótko-lub długoterminowych zmian w oparciu o dane z róż-nych okresów. Istotne jest ponadto prognozowaniedalszych zmian na danym obszarze.

Rzeźbotwórcza działalność rzek jest jednym zpodstawowych procesów zewnętrznych kształtu-jących powierzchnię ziemi. Procesy fluwialne (ero-zja, akumulacja, transport) zachodzą we wszystkichstrefach klimatycznych, a ich intensywność zależy odszeregu czynników naturalnych. Wydajność i inten-sywność procesów rzecznych może ulec zmianie naskutek działalności człowieka w dolinach i korytachrzecznych. Zabudowa hydrotechniczna i systemy re-gulacji wprowadzane są w obręb koryt rzecznych zróżnych przyczyn. Mogą pełnić role przemysłowe,komunikacyjne, a także ochronne – zabezpieczenieobszarów użytkowanych przez człowieka przed nega-tywnymi skutkami działania procesów rzecznych.

Rozpoznanie wpływu zabudowy koryta na sposóbjego funkcjonowania wydaje się problemem niezwy-kle ważnym, szczególnie w kontekście eliminowaniazagrożenia powodziowego. Obszar objęty obserwa-cjami – ziemia kłodzka – to teren, gdzie badania z za-kresu geomorfologii fluwialnej nie były do tej poryprowadzone na szeroką skalę (m.in.: Żurawek 1999,Latocha 2007, 2009, Witek 2007, 2010, Witek, Lato-cha 2009). Ponadto jest to obszar, na którym doliny ikoryta rzeczne zostały poddane silnej antropopresji(Latocha 2007). Wobec poważnego zagrożenia po-wodziowego w tym rejonie, zwłaszcza w okresiewzmożonych wiosennych roztopów oraz letnich opa-dów nawalnych, kiedy występowanie powodzi i lokal-nych podtopień jest zjawiskiem dość częstym, pozna-nie wpływu obiektów hydrotechnicznych naintensyfikację tego zagrożenia ma kluczowe znacze-nie.

Obszar badań

Badania prowadzono w korytach największychrzek ziemi kłodzkiej (m.in. Nysa Kłodzka, Ścinawka,Bystrzyca Dusznicka, Bystrzyca Łomnicka, BiałaLądecka, Dzika Orlica) oraz w ciekach, w którychzlokalizowane są obiekty hydrotechniczne o dużymznaczeniu dla funkcjonowania sieci rzecznej tego re-jonu, np. zapory wodne (m.in. Wilczka, Morawka).Szczególną uwagę poświęcono także potokom w Par-ku Narodowym Gór Stołowych. Do analiz szcze-gółowych prezentowanych w niniejszej pracy wybra-no koryta Nysy Kłodzkiej i Ścinawki (ryc. 1).

104

Matylda Witek, Monika Białobrzeska

Ryc. 1. Obszar badań: położenie wszystkich punktów obserwacyjnych oraz lokalizacja miejsc analiz szczegółowych na tle nu-merycznego modelu wysokościowego DEM o rozdzielczości 25 m

Fig. 1. Study area: the location of all observation points and location of sites for detailed analysis, background of DEM with25 m resolution

Nysa Kłodzka jest główną rzeką ziemi kłodzkiej,odwadniającą prawie cały jej obszar. Swoje źródła mana północno-zachodnim zboczu Jelenia w MasywieŚnieżnika, na wysokości około 920 m n.p.m., a ucho-dzi do Odry w okolicach Mikolina w województwieopolskim na wysokości około 140 m n.p.m. Morfolo-gia doliny Nysy Kłodzkiej jest zróżnicowana. W swoimźródliskowym odcinku ciek ma charakter górskiegopotoku o słabo ukształtowanym korycie. W obrębierozległej śródgórskiej Kotliny Kłodzkiej rzeka ufor-mowała szeroką dolinę oraz koryto o wyraźnieukształtowanych elementach. Dolina Nysy Kłodzkiejna analizowanym terenie przebiega południkowo i mazałożenia tektoniczne (rów tektoniczny); w jej obrębiewystępuje kilka poziomów terasowych. Koryto ma wprzewadze charakter aluwialny z nielicznymi frag-mentami, gdzie rzeka docina się do skalnego podłoża.Dolina cieku założona jest w obrębie skał wieku póź-nokredowego (margle piaszczyste, ilaste i krzemion-kowe oraz iłowce wapniste). Koryto Nysy Kłodzkiejwykazuje tendencję do meandrowania.

Ścinawka jest największym lewobrzeżnym dopły-wem Nysy Kłodzkiej w obrębie Kotliny Kłodzkiej.Swoje źródła ma w Górach Wałbrzyskich, na po-łudniowo-zachodnich stokach Borowej, na wysoko-ści około 720 m n.p.m., a uchodzi do Nysy Kłodzkiejponiżej Ścinawicy, na północ od Kłodzka, na wyso-kości około 275 m n.p.m. Morfologia doliny Ścinawkijest zróżnicowana, jednak na analizowanym odcinkupozostaje zasadniczo jednorodna. Rzeka płynie dośćszeroką, płaską doliną, zwężającą się jedynie w miej-scach niewielkich przełomów pomiędzy otaczający-mi dolinę wzgórzami. Dno doliny Ścinawki jest wy-ścielone grubą warstwą plejstoceńskich żwirów, wktórych rzeka wycięła swoje koryto, tworząc miejsca-mi wysokie, nawet dwustopniowe terasy.

Dolina Nysy Kłodzkiej stanowiła w przeszłościważny szlak komunikacyjny i handlowy, przebiegałatędy m.in. odnoga szlaku bursztynowego. Historiaosadnictwa oraz działalności człowieka w zlewniachrzek ziemi kłodzkiej sięga okresu średniowiecza.Zwarte ciągi osadnicze w dolinach rzecznychukształtowały się w XII–XIII w. (Bartkiewicz 1977,Jerkiewicz 1983, Staffa 1990, 1994, Herzig, Ruchnie-wicz 2006). Rzeki ziemi kłodzkiej były w przeszłościintensywnie wykorzystywane do celów gospodar-czych i bytowych. W korytach pojawiły się wówczaspierwsze konstrukcje hydrotechniczne w postaci pry-mitywnych tam i przegrodzeń. Budowle te byłyzwiązane z podstawowymi potrzebami ludzkimi, np.komunikacją (przeprawy), poborem wody na potrze-by codziennego życia (lokalne spiętrzenia), działal-nością gospodarczą (młyny, huty szkła, drobnezakłady przemysłowe). Obecnie większość rzek zie-mi kłodzkiej nie jest wykorzystywana do celów go-spodarczych, zanikły funkcje m.in. młynów, szlifierniczy papierni, a spośród obiektów hydrotechnicznychnajliczniej występują te, które są związane z infra-

strukturą komunikacyjną oraz pełnią funkcjeprzeciwpowodziowe i przeciwerozyjne (konstrukcjeoporowe).

Cel pracy

Celem opracowania jest prezentacja wstępnychwyników badań wpływu obiektów hydrotechnicznychi sposobów regulacji na funkcjonowanie koryt rzekgórskich na ziemi kłodzkiej oraz próba odpowiedzi napytanie, czy warunki naturalne są kluczowym czynni-kiem oddziałującym na zmiany morfologii koryt rzektego obszaru, czy też większy wpływ mają przeprowa-dzone w nich prace regulacyjne i wzniesione obiektyhydrotechniczne. Autorki postanowiły przyjrzeć siętemu zagadnieniu, wykorzystując narzędzia dostępnew oprogramowaniu GIS. Położono nacisk na analizękoryt pod kątem kształtujących je procesów orazzmian, jakie w ich morfologii wywołują obiekty antro-pogeniczne. Celem obserwacji było sprawdzenie: (i)czy obecność konkretnych konstrukcji hydrotechnicz-nych w znaczącym stopniu wpływa na sposób funkcjo-nowania koryta, (ii) czy zmianie ulegają dominująceprocesy korytowe oraz (iii) czy odcinek koryta poniżejobiektu charakteryzuje się innymi cechami niż korytopowyżej takiej konstrukcji. Udzielenie odpowiedzi natakie pytania możliwe jest przy wykorzystaniu trady-cyjnych metod badawczych, ale istotne wydaje sięsprawdzenie, czy zastosowanie nowoczesnych metodanalizy danych przestrzennych pozwoli na dokładniej-sze określenie wpływu zabudowy hydrotechnicznej namorfologię koryt.

Metody badań

Badania prowadzone były dwuetapowo – przedewszystkim w oparciu o prace w terenie oraz kameral-nie, z zastosowaniem technik GIS. Zasadniczą meto-dę badań terenowych stanowiło szczegółowe karto-wanie geomorfologiczne wybranych koryt rzecznychoraz obszaru bezpośredniego sąsiedztwa koryta napodkładzie mapy topograficznej w skali 1:10 000.Podczas obserwacji terenowych, na podstawie anali-zy szeregu cech morfologicznych oraz przekształceńantropogenicznych, dokonano typologii koryt, wy-dzielając odcinki badawcze o zbliżonym charakterze,kształtowane przez zróżnicowane procesy rzeźbo-twórcze. Wyznaczono miejsca, w których przeprowa-dzone będą bardziej szczegółowe obserwacje orazanalizy. Związane są one z odcinkami koryt, na któ-rych znajdują się obiekty hydrotechniczne o dużymznaczeniu dla regionu. Każdy punkt, w którym prze-prowadzono obserwację, został ponadto namierzonyza pomocą odbiornika GPS, a następnie powyższedane zostały zaimportowane do oprogramowaniaArcGIS 9.3, w którym wykonywano dalsze prace. Po-

105

Oddziaływanie obiektów hydrotechnicznych na morfologię koryt rzek ziemi kłodzkiej w świetle analizy GIS

zwoliło to na prezentację rozmieszczenia obiektówhydrotechnicznych. Zinwentaryzowane zostałyobiekty zabudowy hydrotechnicznej różnego typu odjazów, zapór, zapór przeciwrumowiskowych, przezprogi, stopnie, śluzy, zastawki i przepusty po zabudo-wę oporową oraz sztuczne koryta, a także mosty ikładki. W trakcie prac wykorzystano numerycznymodel terenu o rozdzielczości 50 m, a dla wybranychlokalizacji również model o rozdzielczości 25 m, a ta-kże warstwę wektorową przedstawiającą przebiegrzek na obszarze powiatu (występujące niezgodnościw trasach przebiegu rzek oraz kanałów były korygo-wane przy użyciu ortofotomapy oraz map topogra-ficznych w skali 1:10 000). Modele terenu posłużyłydo wykonania takich warstw zmiennych obja-śniających, jak m.in. nachylenie, ekspozycja stokuczy krzywizny stoku. Dane te nie zostały jednak jesz-cze zastosowane do niniejszej publikacji. Implemen-tacja danych, analiza przestrzenna najbliższego oto-czenia cieków oraz budowli hydrotechnicznychpozwoli na odnalezienie oraz ocenę współzależnościmiędzy warunkami naturalnymi i lokalizacją obiek-tów hydrotechnicznych a lokalizacją stref erozji orazakumulacji.

Typologia koryt

Analiza poszczególnych cech morfologicznych wprofilach podłużnych Nysy Kłodzkiej i Ścinawki wy-kazuje ich duże zróżnicowanie. Podobnie wyglądanatomiast stopień antropogenicznego przekształce-nia tych rzek (Latocha 2009, Witek 2010). W kory-tach występują dwa rodzaje regulacji, tj. regulacje li-niowe, czyli konstrukcje oporowe występujące nabrzegach koryt, a także formy umocnienia dna orazobiekty punktowe – różnego typu konstrukcje hydro-techniczne i komunikacyjne, m.in. jazy, zaporyprzeciwrumowiskowe, stopnie wodne, progi, młyny,mosty itp. W celu porównania poszczególnych frag-mentów koryt Nysy Kłodzkiej i Ścinawki przeprowa-dzono typologię koryt, wyznaczając odcinki kształto-wane przez te same procesy rzeźbotwórcze. Wkorytach przeanalizowano szereg cech, m.in. krę-tość, spadek, szerokość, występowanie form koryto-wych (takich jak: odsypy przybrzeżne, meandrowe iśródkorytowe, naturalne progi i bystrza, nisze erozyj-ne, przegłębienia dna itd.), stopień przekształceniakoryta przez budowle poprzeczne i podłużne. Na tejpodstawie dokonano identyfikacji dominującychprocesów kształtujących poszczególne odcinki koryt.Podział koryta na odcinki danego typuprzeprowadzono w oparciu o metodę analizy granic(Chełmicki, Krzemień 1999, Krzemień 2003), pole-gającą na obserwacji, jak wiele analizowanych cechkoryta ulega zmianie na wstępnie wyznaczonej grani-cy odcinków. Im więcej cech ulega zmianie, tym wię-ksze znaczenie danej granicy. Granice o dużym zna-

czeniu dzielą koryto na określone typy, natomiastgranice, gdzie mniejsza liczba cech uległa zmianie,rozgraniczają podtypy koryta. Typ koryta wydzielasię w oparciu o główne procesy kształtujące odcinekrzeki, natomiast podtypy na podstawie rodzajupodłoża oraz stopnia i sposobu przekształcenia kory-ta. Częstość występowania konkretnych form koryto-wych może świadczyć o dominującym procesiekształtującym dany odcinek rzeki. Przyjęto, że wystę-powanie naturalnych progów oraz przegłębień dnaświadczy o intensywnym działaniu erozji wgłębnej,podcięcia erozyjne brzegów są efektem intensywnejerozji bocznej, odsypy korytowe świadczą o od-działywaniu procesów akumulacji (depozycji). W ba-danych korytach Nysy Kłodzkiej i Ścinawki wyróż-niono 6 typów koryta (A–F) i 8 podtypów (a–h).

Typy koryta:– A – brak dominującego procesu; w korytach tego

typu występują zarówno formy erozyjne, jak iakumulacyjne. Żadne w znaczący sposób nie do-minują. W korytach obok łach i form związanychz działaniem erozji bocznej miejscami mamy doczynienia także z formami będącymi efektemdziałania erozji wgłębnej (progi, przegłębienia).

– B – dominującym procesem jest erozja wgłębna.W korycie występują liczne progi skalne orazprzegłębienia dna. Inne formy korytowe są nie-liczne i małych rozmiarów. Ten typ koryta jestcharakterystyczny dla źródłowych odcinków cie-ków, a czasami także dla odcinków przełomo-wych. Koryto typu B jest zazwyczaj węższe i cha-rakteryzuje się dużym spadkiem.

– C – odcinki kształtowane głównie przez erozjęboczną. Najliczniej występują tu podcięcia erozyj-ne o znacznych wymiarach. W mniejszej ilościspotyka się progi skalne i odsypy korytowe. Pro-ces erozji bocznej wskazuje na tendencję rzeki doposzerzania koryta i zwiększania jego krętości(ryc. 2).

106


Ryc. 2. Koryto kształtowane przez erozję boczną (typ C);rzeka Ścinawka powyżej Gorzuchowa

Fig. 2. The channel formed by the lateral erosion (type C);Scinawka river above Gorzuchow

– D – dominującym procesem jest depozycja lubredepozycja materiału (procesy akumulacji). Wkorycie występują liczne formy akumulacyjne odużej powierzchni: odsypy przybrzeżne, mean-drowe i śródkorytowe. Na bardzo małą skalę mamiejsce tworzenie się innych form. Podcięciaerozyjne brzegów są nieliczne i mają niewielkąpowierzchnię, praktycznie nie występują progiskalne (ryc. 3).

– E – w tego typu korycie trudno wyróżnić wyraźniedominujący proces, intensywnie zachodzi zarów-no erozja boczna, jak i akumulacja materiału. Wefekcie tych procesów mamy do czynienia z po-dobną liczbą podcięć erozyjnych oraz odsypówkorytowych. Ponadto tworzące się w korytachtego typu odsypy charakteryzują się dużą po-wierzchnią. Koryta kształtowane przez erozjęboczną i procesy akumulacji są najczęściej dośćszerokie (ryc. 4).

– F – dominują procesy transportu rumowiska, na-tomiast procesy erozji i akumulacji zachodzą namałą skalę, a formy, które w ich wyniku się two-rzą, są nieliczne i mają niewielkie rozmiary. W ko-rytach tego typu trudno wskazać proces rzeźbo-twórczy kształtujący koryto. Z tym typem korytmamy do czynienia najczęściej w środkowych idolnych biegach rzek (ryc. 5).Badane koryta zróżnicowano ponadto ze względu

na rodzaj podłoża. Wyróżniono koryta skalne (skal-ne i skalno-aluwialne) i aluwialne. Istotnym czynni-kiem decydującym o morfologii i sposobie funkcjo-nowania koryta jest stopień i sposób jegoprzekształcenia antropogenicznego. Ilość i rodzajobiektów hydrotechnicznych i form regulacji możeistotnie wpłynąć na działające w korycie procesy itworzące się formy. Aby uwzględnić czynnik antro-pogeniczny, wyróżniono odcinki koryt prze-kształcone przez budowle poprzeczne, podłużne lubprzez oba typy regulacji. Jako odcinki zmodyfikowa-ne za pomocą budowli podłużnych sklasyfikowano tefragmenty koryt, na których wystąpiły typy regulacjiliniowych (konstrukcje oporowe). W przypadku ba-danych cieków nie stwierdzono innych regulacyjnychbudowli podłużnych (np. kierownice). Odcinki prze-kształcone przez budowle poprzeczne to takie, naktórych zanotowano co najmniej dwa stopnie lubprogi na kilometr biegu rzeki lub fragmenty koryta wsąsiedztwie budowli poprzecznych, na których odno-towano wystąpienie zjawisk wywołanych przez tękonstrukcję (np. przegłębienia dna, akumulację ma-teriału powyżej zapory, odcinek z akumulacją mate-riału poniżej obiektu itp.).

Wynikiem tych charakterystyk jest wydzielenie 8podtypów koryta (tab. 1).

W wyniku prac terenowych w korycie Nysy Kłodz-kiej i Ścinawki odnotowano cztery typy koryta (ryc.6): C (z przewagą erozji bocznej), D (z przewagą ero-zji bocznej i akumulacji), E (kształtowane głównie

107


Ryc. 3. Koryto kształtowane przez akumulację (typ D);rzeka Ścinawka poniżej Ścinawki Dolnej

Fig. 3. The channel formed by accumulation (type D);Ścinawka river below Scinawka Dolna

Ryc. 4. Koryto kształtowane przez procesy erozji bocznej iakumulacji (typ E); rzeka Ścinawka powyżej Gorzuchowa

Fig.4 The channel formed by processes of lateral erosionand accumulation (type E); river Ścinawka aboveGorzuchow

Ryc. 5. Koryto kształtowane przez procesy transportu ma-teriału (typ F); rzeka Nysa Kłodzka poniżej BystrzycyKłodzkiej

Fig.5 The channel formed by the material transport pro-cesses (type F); river Nysa Kłodzka below BystrzycaKłodzka

przez akumulację) i F (koryto transportowe) orazwszystkie podtypy z wyjątkiem podtypu d (korytoskalne przekształcone zarówno przez budowle po-przeczne, jak i podłużne). Przeanalizowano łącznieblisko 85 km koryta. W tabeli 2 przedstawiono udziałposzczególnych typów i podtypów koryta w ogólnejdługości koryta Nysy Kłodzkiej i Ścinawki.

W tabeli 3 zamieszczono zestawienie typów i pod-typów koryta odnotowanych w Nysie Kłodzkiej i Ści-nawce wraz z lokalizacją odcinków oraz ich ogólnącharakterystyką.

Wpływ obiektów piętrzącychna charakter procesów korytowych– studium przypadku

W niniejszej pracy, oprócz analizy całych koryt,przeprowadzono szczegółowe obserwacje odcinkówkoryta w sąsiedztwie największych obiektów antro-pogenicznych, mających prawdopodobnie najistot-niejszy wpływ na funkcjonowanie koryta. Biorąc poduwagę wyniki prac innych autorów (m.in. Wyżga1993, 2005, Kościelniak 2005, Korpak 2007) założo-no, że największych zmian morfologicznych możnaspodziewać się w przypadku modyfikacji koryta zapomocą budowli poprzecznych, zwłaszcza dużychbudowli piętrzących, takich jak zapory przeciwrumo-wiskowe, jazy czy wysokie progi i stopnie wodne.Spośród funkcjonujących w badanych korytachobiektów wybrano trzy jazy stałe, dla których szcze-gółową analizę przedstawiono poniżej.

Jaz stały w Gorzuchowie, rzeka Ścinawka

Jest to budowla piętrząca wzniesiona na potrzebydziałania małej elektrowni wodnej (MEW), obecnienieczynnej. Jaz stały spiętrza wodę, dostarczaną dosztucznie przekopanego kanału elektrowni wodnej.Kanał skraca koryto o blisko połowę długości, notujesię w nim znacznie większy spadek i przyspieszenie

108


Tabela 1. Sposób określenia podtypów korytaTable 1. The way of determining the channel subtypes

Podtypkoryta

Rodzaj podłoża Koryto przekształconeprzez budowle:

skalne aluwialne podłużne poprzeczne

a + – – –

b + – + –

c + – – +

d + – + +

e – + – –

f – + + –

g – + – +

h – + + +

Tabela 2. Udział poszczególnych typów i podtypów korytaw ogólnej długości koryta Nysy Kłodzkiej i Ścinawki

Table 2. Share of individual types and subtypes of the riverchannels in the total length of the river channels of NysaKłodzka and Ścinawka rivers

Typ km %

A – –

B – –

C 3,0 3,6

D 1,1 1,3

E 30,2 35,7

F 50,2 59,4

Podtyp km %

a 1,7 2,0

b 0,1 0,1

c 0,1 0,1

d – –

e 22,7 26,8

f 12,2 14,4

g 28,1 33,2

h 19,7 23,3

Ryc. 6. Rozmieszczenie poszczególnych typów koryta NysyKłodzkiej i Ścinawki* nie zaprezentowano graficznie rozkładu przestrzennego pod-typów koryta ze względu na nieczytelność ryciny w zadanej dlapublikacji skali

Fig. 6. Location of different types of channels for NysaKłodzka and Ścinawka rivers* spatial distribution of channel subtypes is not presented graphi-cally because of the illegibility in the scale set for publication

109


Tabela 3. Lokalizacja oraz charakterystyka typów i podtypów koryta Nysy Kłodzkiej i ŚcinawkiTable 3. The location and characteristics of types and subtypes of channels of Nysa Kłodzka and Ścinawka rivers

Typ Podtyp Lokalizacja i charakterystyka odcinków

C e Głównie nieuregulowane odcinki koryta Ścinawki w jej środkowym i dolnym biegu. Koryto tego rodzaju jestcharakterystyczne dla odcinków rzeki poza osiedlami ludzkimi, gdzie nie występują żadne formy zagospoda-rowania koryta. Intensywnie zachodzi proces erozji bocznej, niehamowany obecnością zabudowy przeciwe-rozyjnej (oporowej).

g Odcinki koryta Ścinawki w sąsiedztwie dużych mostów kolejowych z filarami nieumocnionymi konstrukcjamioporowymi. Ingerencja w brzegi koryta – naruszenie naturalnej struktury brzegu (posadowienie filarów mo-stów) uruchomiło proces erozji bocznej.

h Fragment koryta Ścinawki w sąsiedztwie mostu drogowego z filarami umocnionymi konstrukcjami oporowy-mi. Mimo zabezpieczenia konstrukcji elementami przeciwerozyjnymi proces erozji bocznej nie został zaha-mowany. Elementy oporowe oraz filary konstrukcji mostowej są nadal intensywnie podmywane.

D e Odcinki koryta Ścinawki położone poza obszarem zabudowanym – brak konstrukcji hydrotechnicznych. Ko-ryto dość szerokie z typowym układem stref erozji i akumulacji nawiązującym do położenia zakoli oraz roz-szerzeń i zwężeń koryta. Koryto typu De to odcinki, gdzie koryto ulega rozszerzeniu lub wewnętrznefragmenty dużych zakoli. Charakterystyczne jest występowanie odsypów przybrzeżnych i śródkorytowych du-żych rozmiarów (długość nawet do 25–30 m).

f Odcinek koryta Ścinawki położony poniżej jazu stałego, gdzie nie zaznacza się już wpływ tej budowlipiętrzącej. Brzegi koryta obudowane konstrukcjami oporowymi. Koryto szerokie z licznymi odsypami przy-brzeżnymi dużych rozmiarów (długość ponad 10 m). Całkowity brak form erozyjnych, zarówno nisz erozyj-nych na brzegach, jak i erozji dennej (proces ten zachodził jedynie bezpośrednio za progiem jazu). Zewzględu na niewielki stopień przekształcenia koryta Ścinawki budowlami podłużnymi odcinek Df jest dośćkrótki i występuje tylko w jednym miejscu.

g Odcinki koryta Ścinawki, na których znajdują się budowle poprzeczne: jazy i mosty. Strefa intensywnej aku-mulacji występuje poniżej takich obiektów na skutek utraty siły transportowej cieku. W korycie obecne dużeformy akumulacyjne, najczęściej w formie odsypów śródkorytowych, w przypadku mostów z filarem w kory-cie – w postaci cieni sedymentacyjnych.

Koryto typu D (depozycyjne) odnotowano jedynie w Ścinawce prawdopodobnie ze względu na dużo większą inten-sywność akumulacji materiału dennego w korycie tej rzeki. Koryto Ścinawki zbudowane jest z materiału znaczniełatwiej ulegającego rozmyciu, uruchamianego do transportu, a następnie akumulowanego w postaci odsypów koryto-wych.

E e Odcinki koryta Ścinawki i Nysy Kłodzkiej występujące na całej długości biegu obu rzek i związane z fragmen-tami koryta znajdującymi się poza obszarem zabudowanym, pozbawione jakiejkolwiek zabudowy. Przewagaodcinków typu Ee w Ścinawce występuje ze względu na mniejszy stopień zagospodarowania koryta tej rzeki.W Nysie Kłodzkiej typ Ee występuje fragmentarycznie, jedynie na bardzo krótkich odcinkach koryta. Korytotego typu charakteryzuje się znaczną ilością niewielkich nisz erozyjnych oraz odsypów korytowych. Formy tewspółwystępują na całej długości odcinka, a ich wymiary nie przekraczają 10 m długości.

f Krótkie odcinki koryt obu rzek, na których proces erozji bocznej jest częściowo zatrzymywany przez obec-ność zabudowy oporowej. W korycie występują jednak niewielkie formy erozyjne, najczęściej w peryferyj-nych odcinkach murów oporowych, na kontakcie z brzegiem naturalnym. W korytach typu Ef notuje siętakże skutki erozji bocznej w postaci podmywania zabudowy oporowej. W tych odcinkach koryt występujątakże niewielkie (maksymalnie do 10 m długości) formy akumulacyjne, zbudowane najczęściej z materiałuwyerodowanego z brzegów koryta. Odcinki typu Ef przeważają w Nysie Kłodzkiej ze względu na większy od-setek brzegów zabudowanych umocnieniami podłużnymi.

g Krótkie odcinki koryta Ścinawki i Nysy Kłodzkiej w sąsiedztwie budowli poprzecznych (jazów, zapór, progów,mostów itd.). Charakterystyczne dla koryt typu Eg są zmiany morfologiczne wywołane obecnością budowli po-przecznych – dodatkowe strefy erozji i akumulacji powyżej i poniżej takich obiektów, podmywanie posadowie-nia konstrukcji na brzegach koryta. Są to odcinki krótkie ze względu na niewielki zasięg oddziaływania budowlipoprzecznych w tych rzekach. Długość takich odcinków dochodzi maksymalnie do 1–2 km.

h Odcinki koryta obu rzek łączące scharakteryzowane powyżej typy Ef i Eg. Na odcinkach tych mamy do czy-nienia z oddziaływaniem procesów erozji i akumulacji oraz wpływem obecności zabudowy poprzecznej ipodłużnej. Budowle poprzeczne wzmagają intensywność procesów w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów,natomiast umocnienia podłużne częściowo zatrzymują procesy erozji bocznej i przesuwają strefę jej od-działywania w peryferyjne fragmenty murów oporowych. Formy korytowe tworzące się na tych odcinkach sązazwyczaj dość liczne, jednak o niewielkich rozmiarach. Koryto typu Eh przeważa w Nysie Kłodzkiej zewzględu na większy stopień zabudowy tej rzeki.

przepływu wody. Obecnie jest częściowo zamkniętyza pomocą sprawnych mechanizmów zastawkowych.Jaz stały, kamienny, o wysokości piętrzenia około 2m, z obniżonym przelewem dla koncentracji mniej-szych przepływów, jest w dość dobrym stanie tech-nicznym, ma stabilne, nierozmyte przyczółki orazkamienną płytę wypadową. Kartowanie terenowewykazało znaczne zamulenie zbiornika powyżej pro-gu jazu (strefa akumulacyjna wymuszona obecnościąprzeszkody w korycie). Poniżej obiektu zaznacza siępodwójna strefa erozyjna – przegłębienie dna genezyeworsyjnej (poniżej głównego oraz drugiego – niż-szego progu obiektu). Obecność obiektu poprzecz-nego wymusza w korycie tworzenie się dodatkowejstrefy akumulacyjnej zlokalizowanej około 2–3 m po-niżej progu jazu. Jest ona wynikiem utraty prędkościprzez płynącą w korycie wodę, a tym samym utratyzdolności transportowej cieku. Akumulowany mate-riał pochodzi z erodowanych w sąsiedztwie jazu brze-gów rzeki.

Schemat typologii koryta Ścinawki w sąsiedztwiejazu w Gorzuchowie (ryc. 7) pokazuje, że w miejscu,gdzie zlokalizowany jest jaz, następuje zmiana typukoryta z erozyjno-akumulacyjnego na akumulacyjne.Proces erozji dennej obserwowany bezpośrednio po-niżej jazu ma jedynie lokalne znaczenie. Natomiastakumulację materiału dennego można obserwowaćna znacznie dłuższym odcinku poniżej obiektu. Dla-tego uznano, że akumulacja jest w tym przypadkuprocesem dominującym. Widać zatem, że obecnośćw korycie budowli piętrzącej powoduje intensyfika-cję procesu akumulacji poniżej jazu na skutek utraty

przez ciek zdolności transportowej. Po około 500 mkoryto Ścinawki ponownie staje się korytem erozyj-no-akumulacyjnym, tak jak powyżej jazu. Na tej pod-stawie można twierdzić, że w analizowanym przypad-ku budowla piętrząca wpływa na zmianę procesówfluwialnych w korycie. Akumulacja materiału denne-go zaznacza się na długości nie przekraczającej 0,5km, co pozwala stwierdzić, że oddziaływanie oma-wianego jazu jest jedynie lokalne.

W miejscu jazu zmianie ulega także podtyp kory-ta. Powyżej jazu występuje koryto aluwialne zwpływem budowli podłużnych (wały przeciwpowo-dziowe oraz umocnienie brzegów narzutem kamien-nym), natomiast poniżej wyraźnie zaznacza się obec-ność budowli poprzecznej, zwłaszcza poprzeztworzenie się dodatkowych stref erozji i akumulacji(ryc. 7). Zmiany podtypu koryta na dalszych odcin-kach rzeki wynikają z naprzemiennego występowa-nia odcinków z zabudową oporową i tej zabudowypozbawionych.

Jaz stały w Piszkowicach, rzeka Ścinawka

Jest to jaz stały wzniesiony poniżej ostrego pra-wostronnego zakola rzeki, piętrzący wodę na potrze-by małej elektrowni wodnej (MEW) i dawnegomłyna. Obiekt ma charakterystyczną zakrzywionąkoronę progu piętrzącego, którego całkowita wyso-kość wynosi około 2,5 m. Część wody spiętrzonej ja-zem powinna być kierowana do kanału młynówki odługości około 250 m. Obecnie jaz ma praktyczniecałkowicie zamulony zbiornik powyżej progu, dlate-

110


F a Fragmenty koryta skalnego występują w badanych korytach jedynie na bardzo krótkich odcinkach środkowe-go biegu Nysy Kłodzkiej. Jest to typ koryta transportowego i charakteryzuje się bardzo niewielką ilością formkorytowych. Obecność wychodni skalnych w dnie i miejscami na brzegu koryta sprawia, że efekty procesuerozji są tutaj praktycznie niewidoczne. Nawet obecność zabudowy poprzecznej (Fc) nie intensyfikuje żadne-go procesu korytowego, jak to ma miejsce w blisko 90% przypadków obiektów obecnych w korytach aluwial-nych.

b

c

e Odcinki koryta Ścinawki i Nysy Kłodzkiej odznaczające się przewagą transportu materiału dennego, wystę-pujące na całej długości badanych koryt, pozbawione ingerencji antropogenicznej. Typ Fe charakteryzujebrak lub bardzo niewielka ilość małych form korytowych. Ten typ przeważa w Ścinawce ze względu na mniej-szy stopień zabudowy jej koryta.

f Typ Ff występuje w obu korytach, w przeważającej liczbie w korycie Nysy Kłodzkiej ze względu na znacznystopień zabudowy konstrukcjami oporowymi. W przypadku odcinków tego typu w korycie nie obserwuje sięintensyfikacji procesów erozji bocznej nawet w peryferyjnych odcinkach umocnień (co jest typowe dla bada-nych koryt) lub zjawisko to nie charakteryzuje się dużą wydajnością. Na niewielką skalę dochodzi do podmy-wania konstrukcji przeciwerozyjnych. Praktycznie nie notuje się form akumulacyjnych o długości powyżej 10m.

g Odcinki koryta typu Fg zaobserwowano w obu rzekach, w większej liczbie w Nysie Kłodzkiej (więcej budowlipoprzecznych). Odcinki tego typu wyróżnia brak lub jedynie niewielka intensyfikacja procesów korytowychw sąsiedztwie budowli poprzecznych. Ma to miejsce zwłaszcza w przypadku obiektów komunikacyjnych bezfilarów w korycie oraz w przypadku niewielkich sztucznych progów.

h Typ koryta będący kombinacją typów Ff i Fg, w którym obserwować można niewielki wpływ zarówno budowlipoprzecznych, jak i podłużnych na funkcjonowanie koryta. Typ ten przeważa w Nysie Kłodzkiej ze względuna intensywniejsze zagospodarowanie jej koryta. W przypadku odcinków Fh obserwować można niewielkie irzadko występujące formy korytowe towarzyszące zabudowie antropogenicznej.

go przy niskich i średnich przepływach niemal caławoda kierowana jest do kanału młynówki. We właści-wym korycie płynie jedynie woda przeciekającaprzez nieszczelne zastawki na kanale oraz przez nie-szczelny korpus jazu. Stan techniczny obiektu nie jestdobry. Korpus jazu ulega od lat rozmywaniu, a nad-mierne przepływy w kanale młynówki prowadzą dojego przegłębiania i wzrostu zagrożenia powodzio-wego na skutek zbyt małej pojemności kanału dlawiększych przepływów. Oprócz obserwowanego za-mulenia górnego stanowiska jazu, kartowanie tere-nowe wykazało istnienie niewielkiego przegłębieniadna o genezie eworsyjnej poniżej progu. Obecnieproces erozji dennej został praktycznie zatrzymanyze względu na brak regularnego przepływu w tej czę-ści koryta. Posadowienie jazu jest jednak systema-tycznie naruszane podczas przepływów wezbranio-wych, gdy woda przelewa się przez koronę obiektu.Wynikiem tego jest intensyfikacja erozji bocznej wsąsiedztwie obiektu. Podobnie jak w przypadku wię-kszości jazów na analizowanym obszarze, obserwo-wać tu można strefę akumulacji materiału dennegow odległości około 3–5 m od progu obiektu.

Schemat typologii koryta w sąsiedztwie jazu (ryc.8) pokazuje, że w tym przypadku w miejscu zlokali-zowania jazu stałego nie następuje zmiana typu kory-ta. Można przypuszczać, że duże znaczenie dla takiejsytuacji ma zły stan techniczny konstrukcji, zamule-nie górnego stanowiska i odpływ wody sztucznym ko-rytem. Proces akumulacji materiału dennego poniżejobiektu zachodzi podobnie jak w przypadku jazu wGorzuchowie, jednak towarzyszy mu także erozjaboczna intensyfikowana podczas wyższych stanówwody i przelewania się jej przez koronę jazu. Wyni-kiem tych zjawisk jest obecność w korycie zarównoform związanych z erozją boczną, jak i form akumu-lacyjnych, a efektem tego jest brak zmiany typu kory-ta – poniżej jazu działają te same procesy, co powyżejobiektu, bez wyraźnej intensyfikacji lub zaniku któ-regoś z nich. Nie oznacza to braku wpływu obiektupiętrzącego, a sugeruje rozważenie dodatkowychczynników, takich jak m.in. stan techniczny i funkcjo-nalność obiektu, które w znaczący sposób mogą zmie-nić charakter i intensywność procesów korytowych.

W sąsiedztwie jazu zmianie ulega podtyp koryta,zarówno w korycie głównym, jak i w sztucznym kana-

111


Ryc. 7. Jaz stały na rzece Ścinawce w Gorzuchowie: A – rozkład typów i podtypów koryta w sąsiedztwie obiektu; B – uregu-lowane koryto powyżej obiektu; C – próg jazu

Fig. 7. Stable weir on river Ścinawka in Gorzuchów: A – the distribution of types and subtypes of the channel in the vicinityof the object; B – regulated riverbed above the object, C – threshold of the weir

le. Mozaika podtypów koryta wynika przede wszyst-kim z zaznaczającego się w korycie wpływu budowlipoprzecznych. W analizowanym fragmencie korytadotyczy to jazu stałego oraz położonego około 200 mponiżej niego mostu drogowego. Poniżej progu jazuwystępuje podtyp koryta g – koryto aluwialne z wpły-wem budowli poprzecznej. Most również znaczącooddziałuje na morfologię koryta Ścinawki. Za obec-nym w korycie filarem tworzy się kamienisto-żwiro-wy cień sedymentacyjny o długości ponad 20 m(także podtyp koryta „g”). Na prezentowanym frag-mencie biegu Ścinawki główne koryto rzeki pozosta-je niezabudowane konstrukcjami oporowymi, stąd wniektórych miejscach mamy do czynienia z podtypemkoryta „e” (koryto aluwialne bez wpływu budowli).Szczególną uwagę należy zwrócić na sztuczny kanał,który zaklasyfikowano na całej długości jako podtyp„h” (koryto aluwialne, wpływ zarówno budowli po-

przecznej, jak i podłużnej). Kanał obudowany jestkamiennym murem oporowym (wpływ budowlipodłużnej) i zachodzi w nim intensywna erozja den-na na skutek kierowania do niego wody spiętrzonejprzez próg jazu (wpływ budowli poprzecznej).

Jaz stały w Bystrzycy Kłodzkiej, rzeka NysaKłodzka

Jaz zlokalizowany na Nysie Kłodzkiej poniżejmiasta Bystrzyca Kłodzka piętrzy wodę na potrzebyfunkcjonującej obecnie małej elektrowni wodnej(MEW). Próg jazu o wysokości piętrzenia około 2,5m usytuowany jest ukośnie do osi nurtu rzeki. Prawybrzeg na przedłużeniu spływu wody jest zabezpieczo-ny kamiennym murem oporowym. Skutkiem takiejlokalizacji jazu jest sukcesywne rozmywanie muruoporowego przez uderzającą w konstrukcję oporową

112


Ryc. 8. Jaz stały na rzece Ścinawce w Piszkowicach: A – formy akumulacyjne poniżej obiektu; B – próg jazu; C –rozkład ty-pów i podtypów koryta w sąsiedztwie obiektu

Fig. 8. Stable weir on river Ścinawka in Piszkowice: A – accumulation forms below the object; B – threshold of the weir, C –distribution of types and subtypes of the channel in the vicinity of the object

wodę. Stan techniczny progu jest zadowalający, jed-nak jego niecka wypadowa jest systematycznie roz-mywana, ponieważ nie naprawiono uszkodzeń, którewywołały poprzednie wezbrania. Zniszczone ele-menty są nadal w korycie i każdy kolejny, nawet nie-wielki wzrost poziomu wody pogarsza stan niecki, comoże w przyszłości zagrozić konstrukcji jazu. Poniżejprogu jazu intensywnie działa więc erozja boczna,można obserwować jej skutki na przykładzie rozmy-wanych murów oporowych. W sąsiedztwie samegoprogu występuje charakterystyczne dla wszystkich ja-zów przegłębienie dna. Podobnie jak w dwóch po-przednich przypadkach obserwować można akumu-lację materiału poniżej jazu na skutek utratyprędkości i zdolności transportowej cieku.

W miejscu lokalizacji jazu nie następuje zmianatypu koryta (ryc. 9). Zarówno powyżej, jak i poniżejprogu mamy do czynienia z korytem o charakterzeerozyjno-akumulacyjnym. Obiekt hydrotechniczny

nie wpływa zatem bezpośrednio na zmianę domi-nujących w korycie procesów. Można jednakzauważyć zmianę typu koryta około 200–250 m po-niżej progu. W tym miejscu procesy erozji i akumula-cji nie są już tak wyraźne – w korycie brak dostatecz-nej ilości odpowiednich form korytowych, aby mócwnioskować o dominacji któregoś z procesów rze-źbotwórczych. Koryto ma charakter zdecydowanietransportowy. Czy jest to wynikiem obecności powy-żej dużej budowli piętrzącej? Na podstawie przepro-wadzonych obserwacji nie można tego jednoznacz-nie stwierdzić. Można przypuszczać, że rzekazakumulowała transportowany materiał na odcinkupowyżej, a skoro na skutek obecności jazu zmniej-szyła się prędkość przepływu, a co za tym idzie – tak-że siła erozyjna, woda nie wykonuje pracy erozyjnej,do koryta nie jest dostarczany materiał, który możnaby zakumulować. Świadczyłoby to o pośrednimwpływie obiektu piętrzącego obecnego w korycie po-

113


Ryc. 9. Jaz stały na Nysie Kłodzkiej w Bystrzycy Kłodzkiej: A – rozkład typów i podtypów koryta w sąsiedztwie obiektu; B –próg jazu; C – koryto uregulowane poniżej obiektu z widocznymi formami akumulacyjnymi

Fig. 9. Stable weir on the river Nysa Kłodzka in Bystrzyca Kłodzka: A – distribution of types and subtypes of the channel inthe vicinity of the object; B – threshold of the weir; C – regulated channel below the object with visible forms of accumula-tion

wyżej na charakter i intensywność procesów koryto-wych.

W analizowanym przypadku budowla piętrzącajest natomiast powodem zmiany podtypu koryta. Jejwpływ jest obserwowany zarówno w głównym kory-cie Nysy Kłodzkiej, jak i w sztucznym kanale. Ponie-waż procesy związane z obecnością jazu stałego,przede wszystkim erozja dna poniżej progu, zacho-dzą jedynie na krótkim odcinku poniżej obiektu, typkoryta „h” (koryto aluwialne z wpływem budowli po-przecznych i podłużnych) obserwowany jest tylko wodległości około 60–70 m poniżej jazu (w tym frag-mencie występują też mury oporowe). Poniżej pod-typ koryta ulega zmianie na taki, na którym nie ob-serwuje się wpływu obiektów antropogenicznych (e).Podtyp koryta w przypadku sztucznego kanału okre-ślany jest jako ten z wpływem budowli poprzecznychi podłużnych – w kanale tym wpływ budowli po-przecznej przejawia się pogłębianiem dna na skutekprzepływu znacznej ilości wody o dużej prędkości(wynik skrócenia koryta), kanał jest także w całościobudowany murem oporowym (budowla podłużna).

W przedstawionych powyżej przykładach omó-wiono trzy odmienne przypadki kształtowania sięstref z dominacją oddziaływania danych procesówkorytowych. W każdej sytuacji przeanalizowanozwiązek układu poszczególnych stref w korycie zobecnością dużej budowli piętrzącej. W każdym wa-riancie w mniejszym lub większym stopniu ujawniasię znaczenie obiektu piętrzącego dla funkcjonowa-nia koryta. W pierwszym wpływ konstrukcji jest wy-raźny i skutkuje zmianą dominującego procesu wmiejscu lokalizacji jazu (zmiana typu koryta). W dru-gim zły stan obiektu wyraźnie zmienia i zaburza cha-rakter i intensywność procesów działających w kory-cie. Obserwować można jednak pewne zmianymorfologiczne, których wyrazem jest zmiana podty-pu koryta. Przypadek trzeci wskazuje na koniecznośćszerszej analizy niektórych sytuacji, gdyż wpływobiektu hydrotechnicznego może nie być dostrzegal-ny w bezpośrednim sąsiedztwie tego obiektu, a ujaw-nić się na odcinku poniżej.

Wnioski i plan dalszych prac

Dotychczasowe wstępne prace nad analizą wpły-wu budowli hydrotechnicznych na funkcjonowaniekoryt rzek ziemi kłodzkiej prowadzone były tradycyj-nymi metodami analizy terenowej oraz kartograficz-nej. Obecna popularność metod analizy danychprzestrzennych wpłynęła na chęć podjęcia próby wy-korzystania tych technik do badania procesów flu-wialnych zachodzących w korytach poddanych zmia-nom antropogenicznym. Wstępne prace nadpołączeniem tradycyjnych metod z analizami nume-rycznymi pozwoliły stwierdzić, że techniki te umożli-wiają pełniejszą i bardziej trafną interpretację rzeźby

terenu. Typowe modele hydrologiczne dostępne woprogramowaniu GIS najczęściej rozumiane są jakopre-processing, obejmujący np.: przygotowanie mappokrycia terenu w oparciu o zdjęcia lotnicze czy sate-litarne oraz przetworzenie numerycznego modeluterenu dla potrzeb modelowania hydrologicznego ihydraulicznego, wyznaczenie zlewni elementarnych,stworzenie wektorowej bazy danych obiektów itd.Wykorzystanie narzędzi GIS do analizy wpływuobiektów hydrotechnicznych wymaga stworzeniabardzo szczegółowej bazy danych przestrzennych,zarówno rastrowych, jak i wektorowych oraz jej we-ryfikacji. Dlatego też w tym opracowaniu technikiGIS posłużyły do prezentacji wycinka danych uzy-skanych z kartowania terenowego.

Wnioski i spostrzeżenia z przeprowadzonego eta-pu prac:1) Zaprezentowany materiał ma za zadanie ukazać

zarys problemu oraz wstępne wyniki i plany wyko-rzystania technologii GIS w analizie wpływuobiektów zabudowy hydrotechnicznej na morfo-logię koryt rzecznych ziemi kłodzkiej.

2) Problemem w zastosowaniu na szeroką skalętechnologii GIS w analizie zmian koryta jestczasochłonne przygotowanie danych rastrowych,na podstawie których wykonywane są analizy.Dane te powinny odznaczać się bardzo wysokąrozdzielczością przestrzenną. Zbyt mała rozdziel-czość przestrzenna nie pozwala na wykonanieszczegółowej analizy koryt rzecznych w sąsiedz-twie zabudowy hydrotechnicznej. Błędy po-pełnione w trakcie przygotowywania danych,skanowania i kalibracji map oraz wektoryzacji wmomencie zastosowania technologii GPS potra-fią uniemożliwić albo zdecydowanie utrudnićdalszą pracę.

3) Konieczne jest wykonanie szczegółowych pomia-rów terenowych oraz wprowadzenie danych dosystemu GIS, weryfikacja tak zdobytych danych wodniesieniu do posiadanych już danych rastro-wych oraz wektorowych.

4) Powyższe opracowanie wykonywane było z wyko-rzystaniem danych dostępnych w Instytucie Geo-grafii i Rozwoju Regionalnego UniwersytetuWrocławskiego oraz zakupionych w Wojewódz-kim Ośrodku Dokumentacji Geodezyjnej i Kar-tograficznej we Wrocławiu. Numeryczny modelterenu o rozdzielczości 50 m nie był wystarczającydo uchwycenia oraz wykazania wszystkich zmian;najlepsze byłoby użycie danych pochodzących zeskaningu laserowego, ze względu na znaczniewiększą dokładność i możliwość rozpoznania na-wet niewielkich form rzeźby.

5) Planowane jest wykorzystanie większej liczbydostępnych materiałów analogowych, w szczegól-ności zdjęć lotniczych oraz dokumentacji prezen-tującej koryta rzeczne sprzed wykonania pracregulacyjnych.

114


6) W celu wykonania kompletnego opracowaniazostaną przygotowane warstwy numeryczne(wektorowe i rastrowe) przedstawiające m.in.użytkowanie terenu, budowę geologiczną podło-ża, rozmieszczenie obszarów erodowanych przezrzeki oraz stref akumulacji w korycie, które po-służą rozpoznaniu współzależności pomiędzy lo-kalizacją obiektów hydrotechnicznych i systemówregulacji koryt a naturalnymi uwarunkowaniamifunkcjonowania rzek na obszarze badań.

7) Stworzona zostanie baza danych obejmująca in-formacje o większych wezbraniach analizowa-nych rzek, generujących powodzie. Na podstawieanalizy warstw przedstawiających naturalne wa-runki terenu w sąsiedztwie obiektów hydrotech-nicznych (zwłaszcza ukształtowanie terenu,spadki koryt i nachylenia powierzchni) i przy wy-korzystaniu metodyki wyznaczania stref zagroże-nia powodziowego, zostanie skonstruowanamapa obszarów szczególnie zagrożonych pod-topieniami oraz szkic możliwości obejścia niektó-rych obiektów hydrotechnicznych przez wodypowodziowe. Podjęta będzie również próba od-powiedzi na pytanie, czy lokalizacja obiektówhydrotechnicznych wpływa na zwiększenie zagro-żenia powodziowego.

8) Dane dotyczące zagrożenia powodziowego w do-linach rzek ziemi kłodzkiej, uzyskane na podsta-wie połączonych metod terenowych i analiznumerycznych, będą mogły być podstawą doopracowania rekomendacji dotyczących stanu isposobu funkcjonowania zabudowy hydrotech-nicznej i systemów regulacji w korytach tych rzek,warunków zabudowy terenów zalewowych orazwytypowania stref o szczególnym zagrożeniu dlażycia i funkcjonowania człowieka i jego mienia.

9) Połączenie technik terenowych i numerycznychwydaje się wskazane ze względu na wzajemną we-ryfikację metod i możliwość uniknięcia dziękitemu błędów wynikających z niedoskonałości da-nych wejściowych dla analiz GIS i subiektywnejoceny sytuacji terenowej przez człowieka.

Część badań współfinansowania jest przez UnięEuropejską w ramach Europejskiego FunduszuSpołecznego oraz budżet Urzędu MarszałkowskiegoWojewództwa Dolnośląskiego w ramach programuPrzedsiębiorczy Doktorant.

Literatura

Bartkiewicz K., 1977. Dzieje ziemi kłodzkiej w wie-kach średnich. Monografie Śląskie OssolineumXXVIII.

Chełmicki W., Krzemień K., 1999. Channel typologyfor the River Feshie in the Cairngorm Mts, Scot-land. W: K. Krzemień (red.), River channel. Pat-

tern, structure and dynamics. Prace Geogr. Inst.Geogr. UJ 104: 57–68.

Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R., 2007. GIS. Ob-szary zastosowań. Wyd. PWN, Warszawa.

Herzig A., Ruchniewicz M., 2006. Dzieje ziemi kłodz-kiej. Oficyna Wydawnicza ATUT, Hamburg–Wrocław.

Jerkiewicz A., 1983. Wybrane problemy ludnościowei osadnicze w Sudetach. Acta Univ. Wrat., 506,Studia Geogr. 32: 11–21.

Korpak J., 2007. Morfologiczna rola budowli regula-cyjnych w górskich systemach fluwialnych. Pracadoktorska. Uniwersytet Jagielloński, Kraków.

Kościelniak J., 2005. Skuteczność hydrotechnicznejregulacji koryta górskiej rzeki na przykładzie Bia-łego Dunajca. W: A. Kotarba, K. Krzemień, J.Święchowicz (red.), VII Zjazd GeomorfologówPolskich, Kraków 19–22.09.2005. Współczesnaewolucja rzeźby Polski, Kraków: 222–226.

Krzemień K., 2003. The Czarny Dunajec River, Po-land, as an ex ample of human-induced develop-ment tendencies in a mountains River channel.Landform Analysis 4: 57–64.

Latocha A., 2007. Przemiany środowiska przyrodni-czego w Sudetach Wschodnich w warunkach an-tropopresji. Studia Geograficzne 80. Wyd. Uni-wersytetu Wrocławskiego, Wrocław.

Latocha A., 2009. Wpływ działalności człowieka naprocesy korytowe na przykładzie Nysy Kłodzkiejmiędzy Bystrzycą Kłodzką a Kłodzkiem. PrzyrodaSudetów 12: 99–122. Muzeum Przyrodnicze w Je-leniej Górze.

Staffa M., 1990. Przemiany krajobrazu górskiego naprzykładzie Sudetów. Wierchy 55: 5–20.

Staffa M. (red.), 1994. Słownik geografii turystycznejSudetów. T. 15. Kotlina Kłodzka. WydawnictwoI-BIS, Wrocław.

Urbański J., 2008. GIS w badaniach przyrodniczych.Wyd. UG, Gdańsk.

Witek M., 2007. Wpływ zabudowy hydrotechnicznejna procesy w korycie Bystrzycy Dusznickiej. Ma-szynopis pracy magisterskiej. Wrocław.

Witek M., 2010. Funkcjonowanie górskich systemówfluwialnych w warunkach regulacji na przykładziekoryta Ścinawki pomiędzy Ścinawką Dolną aKłodzkiem. Przyroda Sudetów 13: 275–292. Mu-zeum Przyrodnicze w Jeleniej Górze.

Witek M., Latocha A., 2009. Zabudowa hydrotech-niczna Bystrzycy Dusznickiej w warunkach zmianspołeczno-gospodarczych w ciągu ostatnich 100lat. W: W. Bochenek, M. Kijowska (red.), Zinte-growany monitoring środowiska przyrodniczego.Funkcjonowanie środowiska przyrodniczego wokresie przemian gospodarczych w Polsce. Biblio-teka Monitoringu Środowiska, Szymbark: 154–171.

Wyżga B., 1993. Funkcjonowanie systemu rzecznegośrodkowej i dolnej Raby w ostatnich 200 latach.Dokumentacja Geograficzna 6: 1–92.

115


Wyżga B., 2005. Identyfikacja zagrożeń dla zrówno-ważonego stanu środowiska cieków górskich i pro-ponowane działania zaradcze w świetle zasad do-brej praktyki. W: A. Kotarba, K. Krzemień, J.Święchowicz (red.), VII Zjazd GeomorfologówPolskich, Kraków 19–22.09.2005. Współczesnaewolucja rzeźby Polski, Kraków: 525–530.

Żurawek R., 1999. Zmiany erozyjne w dolinach rzekSudetów Kłodzkich wywołane powodziami w lipcu1997 oraz lipcu 1998 r. Prob. Zagosp. Ziem Gór-skich 45: 43–61.

116


oddziaływanie obiektów hydrotechnicznych na morfologię...

Documents