Geografia regionalna Polski

Geografia regionalna Polski (blok hydrologiczny)

13.10.2011 r.

Przyrodnicze uwarunkowania obiegu wody:

Warunki naturalne wpływające na obieg wody: klimat, budowa geologiczna, rzeźba, hipsometria, pokrycie terenu

a)budowa geologiczna:

-wody podziemne: charakter zalegania, warunki krążenia, charakter wypływu na powierzchnię, zasoby

-3/4 powierzchni Polski pokrywają utwory czwartorzędowe - wody porowe

-skały krasowe - wody krasowe

-skały krystaliczne - wody szczelinowe

b) utwory powierzchniowe (gleby):

-przepuszczalność podłoża

-zdolność retencyjna dorzecza (zlewni)

-udział odpływu(zasilania) gruntowego

-rodzaj gleby decyduje o możliwościach rozwoju szaty roślinnej i charakterze użytkowania terenu

c)rzeźba:

Czwartorzędowe formy i osady erozji i akumulacji wodnej i wodnolodowcowej i lodowcowej decydują o:

-przepuszczalności podłoża

-spływie powierzchniowym

-udziale zasilania gruntowego w odpływie

-przebiegu wezbrań i niżówek

-kształcie zlewni: czas koncentracji wezbrań (krótki, wydłużony)

-nachyleniu terenu: szybkość spływu, wsiąkania, parowania

-jeziorności (retencja, przebieg odpływu)

-gęstości sieci rzecznej

Zróżnicowanie warunków infiltracji:

Obszary o korzystnych warunkach infiltracji:

-obszary ostatniego zlodowacenia

-wyżyny zbudowane ze skał węglanowych

Pomorze i Mazury; o korzystnych warunkach infiltracji decydują:

-dobrze przepuszczalne podłoże

-stosunkowo głęboko występujące zwierciadło wód podziemnych

-obecność licznych zagłębień bezodpływowych (zagłębienia bezodpływowe typu chłonnego)

Wyżyny węglanowe (wapienie, dolomity, margle); o korzystnych warunkach infiltracyjnych decyduje:

-spękanie i częściowo skrasowiałe skały

-głębokie zaleganie wód podziemnych

Obszary o niekorzystnych warunkach infiltracji :

-góry

-niziny

Góry:

-znaczne spadki terenu

-występowanie skał o słabej wodonośności

-występowanie słabo przepuszczalnych gliniastych osadów zwietrzlinowych

-częste opady w postaci deszczy nawalnych

Niziny:

-płytkie występowanie zwierciadła wód podziemnych (Biebrza, Narew)

-występowanie ilastych osadów o słabej przepuszczalności

Parowanie potencjalne: wielkość parowania ogranicza tylko energia promieniowania.

Parowanie potencjalne jest wyższe od rzeczywistego.

Czynnikiem ograniczającym parowanie w Polsce jest ilość wody, a nie ilość energii.

Świadczy to o dużej suchości klimatu Polski szczególnie jej części środkowej.

Wielkość parowania potencjalnego jest mniejsza od wielkości opadów ( w mm) tylko w Tatrach, w niższych partiach Sudetów i Karpat.

Bilans wody = suma opadu - parowanie potencjalne

Klimatyczny bilans wodny jest na znacznej części Polski ujemny.

Typy krążenia wody:

szybkiego krążenia:

-Karpaty, Sudety, G. Świętokrzyskie

-spowodowany: częstymi opadami o dużym natężeniu, słabą przepuszczalnością i ograniczoną wodonośnością podłoża, dużymi deniwelacjami terenu, gęstą siecią dolinną

-charakteryzuje się: dużym zasilaniem opadowym w czasie lata, zasilaniem wodą z topnienia pokrywy śnieżnej wiosną, słabą infiltracją wody, bardzo małymi zasobami wód podziemnych, szybkim spływem powierzchniowym, dużym odpływem i współczynnikiem odpływu, dużą przewagą odpływu powierzchniowego nad podziemnym, dużymi amplitudami przepływów, częstymi wezbraniami opadowymi oraz głębokimi niżówkami

powolnego krążenia:

-Wyżyna Śląska, Krakowsko - Częstochowska, Lubelska, Roztocze

-spowodowany: równomiernym zasilaniem, dobrą przepuszczalnością i wodonośnością podłoża, stosunkowo małymi deniwelacjami terenu, rzadką siecią dolinną

-charakteryzuje się: średnim zasilaniem głównie roztopowym, dużymi zasobami wód podziemnych, niewielkim spływem powierzchniowym, średnio dużym odpływem,

przepuszczalnością luźnych osadów glacjalnych i fluwioglacjalnych, wysoką retencją powierzchniową, dużymi zasobami wód podziemnych i przewagą odpływu podziemnego nad powierzchniowym

20.10.11 r.

Typ bardzo powolnego krążenia wody:

-pojezierza południowobałtyckie

-spowodowany: równomiernym zasilaniem w ciągu roku, dużą liczbą jezior, znacznym udziałem osadów o dobrej przepuszczalności, dużą liczbą zagłębień bezodpływowych

-charakteryzuje się: dużym, regularnym zasilaniem w czasie całego roku, duża retencja powierzchniowa, znaczna retencja przejściowa, znaczna infiltracja, duże zasoby wód podziemnych, powolny, nieznaczny spływ powierzchniowy, średnio duży odpływ, dość wysokimi wartościami współczynnika odpływu, znaczna przewaga odpływu podziemnego nad powierzchniowym, bardzo małe amplitudy przypływu

Typ zróżnicowanego krążenia:

-N. Środkowopolskie, pobrzeże, Dolina Dolnej Wisły, pradolina Noteci - Warty

-spowodowany: włączeniem do obiegu w krótkim czasie dużej ilości wód roztopowych, dużym udziałem osadów słabo przepuszczalnych, małymi deniwelacjami terenu, dużymi startami wody na parowanie, płytko występującymi wodami podziemnymi

-charakteryzuje się: małym zasilaniem, głównie roztopowym wiosną, zróżnicowaną infiltracją wody w osady czwartorzędowe, średnimi zasobami wód podziemnych, powolnym i niewielkim spływem powierzchniowym, małym odpływem, bardzo niskimi wartościami współczynnika odpływu, równowagą odpływu powierzchniowego i podziemnego, zróżnicowanymi, jednak częściej małymi amplitudami przepływów, dość rzadkim występowaniem wezbrań - wyłącznie roztopowych, bardzo głębokimi niżówkami

Charakterystyka odpływu rzecznego w Polsce

odpływ całkowity :

-podstawową wielkością charakteryzującą wielkość odpływu całkowitego jak również ogólne zasoby wodne kraju jest średni odpływ z wielolecia

-całkowity odpływ rzek polskich formuje się na obszarze o powierzchni 351.208 km², tj. na powierzchni większej o 12,3 % od powierzchni kraju (312.677 km²)

-różnica między odpływem całkowitym a odpływem z obszaru kraju wynosi 7,6 mld m³ i stanowi 14% odpływu z obszaru Polski

-wynika z tego, że zlewnie rzek wpływających do kraju są bardziej zasobne w wodę niż średnie zasoby kraju

-niewielka wartość współczynnika regresji trendu liniowego świadczy o braku tendencji zmienności odpływu w czasie z obszaru Polski

-roczne wartości odpływu całkowitego w ostatnich 100 latach charakteryzuje się stosunkowo małą zmiennością

-odpływy w kolejnych latach są od siebie zależne, świadczy o tym istotny statystycznie współczynnik autokorelacji

-analiza zależności odpływu całkowitego od opadu atmosferycznego wskazuje na silniejszy związek odpływu z opadem w roku poprzedzającym

-bezwładność odpływu rzecznego w stosunku do opadów i innych charakterystyk klimatu Polski ma związek z retencją wód podziemnych oraz sposobem i reżimem zasilania rzek polskich

-stan retencji na końcu bądź na początku następnego roku hydrologicznego zależy od tempa wyczerpywania się zasobów w półroczu ciepłym

-średni opad w minionym stuleciu wynosił około 628 mm, odpłynęło 175 mm co daje współczynnik odpływu c = 0,28, 1/3 opadu odpływa rzekami

-zmienność warstwy odpływu zeszłego stulecia wskazuje na występowanie lat o odpływie powyżej i poniżej średniego (lata wilgotne i posuszne)

-odpływ rzeczny w Polsce charakteryzuje się dużą zmiennością przestrzenną, która jest efektem zróżnicowania środowiska geograficznego i warunków klimatycznych

-średnie zróżnicowanie odpływu jednostkowego w Polsce wynosi 1 : 25 ( zlewnie karpackie, sudeckie - 10-20 l/s/km²,zlewnie tatrzańskie >50, zlewnie wyżynne 5-6, zlewnie nizin środkowopolskich 2-4,Kujawy <1, zlewnie w strefie pojezierzy i przymorza 8-10)

-większy odpływ w zlewniach różnicowych dużych rzek tranzytowych: Wisła, Odra , Warta, Narew, Bug 1-3 l/s/km²

-w małych zlewniach, słabo drenujących wody podziemne, w okresach suszy odpływ może zanikać

-maksymalne wartości odpływów jednostkowych są silnie uzależnione od przebiegu pogody, warunków fizyczno - geograficznych i wielkości zlewni; są tym większe im intensywniejsze są opady i większe ich sumy, wzniesienia nad poziom morza i spadki zlewni.

Odpływ powierzchniowy

-obszary górskie 300 - 1000 mm

-obszary podgórskie 200 - 300 mm

-obszary wyżynne i wysoczyzny pojezierne ok. 100 - 200 mm

-pozostała część niżu 50 - 100 mm

-zróżnicowanie i przebieg izorei odpływu powierzchniowego w Polsce wynika z rozkładu opadów atmosferycznych, rzeźby, zasilenia i rodzaju podłoża

-rozkład przestrzenny odpływu powierzchniowego jest odbiciem pasowości rzeźby Polski

-zmienność czasowa odpływu powierzchniowego jest bardzo duża

-odpływ powierzchniowy w latach 1931-1960 stanowił 45%odpływu całkowitego (większe zagrożenie powodziowe Wisły niż Odry)

27.10.11 r.

Odpływ podziemny:

-regionalna zmienność odpływu podziemnego zależy od zasobów warstw wodonośnych,

-wielkości i zróżnicowanie odpływu podziemnego zależy w znacznym stopniu od warunków geologicznych

-znaczący wpływ na wielkość odpływu podziemnego - zasilenia podziemnego rzek mają właściwości retencyjne zlewni (zdolność retencyjną zlewni można określić za pomocą współczynnika retencyjności, który jest stosunkiem średniego maksymalnego miesięcznego odpływu podziemnego do średniego minimalnego; im mniejsza wartość tego stosunku tym większe zdolności retencyjne; dla Polski wynosi 1,7)

-duża zdolność retencyjna 1,11-1,52 (zlewnie charakteryzujące się występowaniem głębokiego krasu, rzeźby młodo glacjalnej z jeziorami i powierzchniami sandrowymi oraz nieciągłych struktur fałdowych w obszarze sudeckim)

-średnia zdolność retencyjna 1,53-2,35 (zlewnie obszarów lessowych, pradolinnych morenowych i starszych zlodowaceń)

-mała zdolność retencyjna 2,36 - 3,60 (ma niewielki wpływ, ma znaczenie tylko podczas ochrony przeciwpożarowej)

-średnia wielkość odpływu podziemnego w Polsce wynosi 3,15 l/s/km²

-największe wartości odpływu podziemnego występują w obszarze karpackim

-duży odpływ podziemny występuje na Wyżynie Śląsko - Krakowskiej, Pojezierzu Pomorskim,

-niski odpływ podziemny występuje na obszarze Nizin Środkowopolskich

-rozkład średniego odpływu podziemnego odzwierciedla:

*zasobność horyzontów wodonośnych

*warunki drenażu wód podziemnych, które są związane z rodzajem skał budujących zlewnię zarówno na powierzchni jak i w granicach strefy saturacji

-udział zasilania podziemnego w odpływie całkowitym:

*największy>70% obszary wyżyn zbudowanych ze skał węglanowych, zlewnie młodo glacjalne na pojezierzach

*najmniejszy<35% Karpaty i szczytowe partie Sudetów, znaczne spadki terenu, nieregularne zasilanie opadami, słaba wodonośność podłoża

*w centralnej części kraju udział zasilania podziemnego kształtuje się na poziomie 40-60%

Charakterystyka zmienności przepływów rzecznych w Polsce

Obszary o największej wartości współczynnika zmienności przepływów (cv)

-Pojezierze Poznańskie, Gnieźnieńskie, Równina Kutnowska, Wschodnie Kujawy; uwarunkowania: słabo przepuszczalne podłoże, niska zdolność retencyjna, duże wartości parowania terenowego

Obszary o najmniejszym cv:

-Pojezierze Pomorskie; uwarunkowania: dobra przepuszczalność podłoża, duża zdolność retencyjna, znaczna lesistość

Regionalne zróżnicowanie zmienności przepływów:

A - obszary o najbardziej stabilnych przepływach - bezwładne cv<22,5%

B - pośrednie 22,5-32,5%

C - o najbardziej zmiennych przepływach - aktywne>32,5%

Największy wpływ na zmienność przepływów mają:

-wielkość zasilania podziemnego

-wielkość opadów

-przepuszczalność podłoża

-lesistość

Średni współczynnik zmienności przepływów w Polsce od 0,46-0,68; świadczy to o tym, że wezbrania i niżówki mogą się pojawić w każdej porze roku
Współczynnik nieregularności przepływów:

-najniższe wartości współczynnika: Brda, Drawa, Wda, Noteć, Słupia

-zmienność przepływów skrjanych<50: pojezierze pomorskie, mazurskie, wyżyny krakowsko -częstochowskiej

-wartości współczynnika rosną w kierunku południowym

-największa zmienność przepływów skrajnych występuje w strefie podgórskiej

-zasadniczo rzeki o stosunkowo małych przepływach charakteryzują się dużą różnicą przepływów ekstremalnych

Sezonowa zmienność przepływu:

-na większej części terytorium Polski przeważa odpływ w półroczu zimowym

-rzeki obszarów górskich charakteryzują się wyższymi odpływami w półroczu letnim

-w półroczu zimowym z obszaru Polski odpływa 57,3 %, letnim 42,7 %

03.11.2011 r.

Charakterystyka odpływu rzecznego w Polsce

-zmienność odpływu w wieloleciu: półrocze zimowe - 0,21, letnie - 0,25, w roku 0,19

-współczynnik nieregularności przepływu półrocze zimowe - 3,1, letnie - 3,0, rok - 2,4

-większą wieloletnią zmiennością przepływów charakteryzują się mniejsze dorzecza

-różnica wielkości przepływów między latami suchymi a mokrymi wynosi 40%

-największe przepływy marzec 1924 - 8620 m³*s^-1

-najmniejsze przepływy styczeń 1933 - 141 m³*s^-1

-wezbranie - każdorazowe wyraźne podniesienie się stanu wody w ciekach lub jeziorach spowodowane zwiększonym zasilaniem lub podpiętrzaniem zwierciadła wody wskutek utrudnienia odpływu

-przybór - nieznaczne podniesienie stanu wody poniżej stanu brzegowego

-powódź - wystąpienie wody z koryta cieku na teren doliny w efekcie czego powstają szkody materialne

-utożsamianie powodzi z wezbraniem nie jest słuszne ( nie każde wezbranie powoduje powódź, ale każda powódź jest spowodowana wezbraniem)

-przyczyny występowania powodzi:

Niekorzystne warunki atmosferyczne
Niewielka zdolność retencyjna dorzecza:
Wylesienie
Nieodpowiednia uprawa ziemi
Brak retencji dolinnej

-powodzie w Polsce pojawiają się średnio co 3-3,5 roku

-klasyfikacje wezbrań:

Wezbrania i powodzie zwykłe: osiągają poziom SWQ, występują co kilka lat
Wezbrania i powodzie katastrofalne: osiągają poziom WWQ lub go przekraczają, występują co kilkanaście, kilkadziesiąt lat
Wezbrania wg Dębskiego:

-wezbrania zwyczajne H_max≤WW 50%

-powodzie zwyczajne H_max≤WW 4%

-powodzie katastrofalne H_max >WW 4%

-wezbrania opadowe:

Opadowe gwałtowne - wywołane przez lokalne burze termiczne i deszcze nawalne; od maja do października; pojawiają się w małych potokach górskich i strugach na nizinach o powierzchni zlewni mniejszej od 50 km²
Opadowe frontalne - wywołane deszczami występującymi w strefach frontów atmosferycznych; wezbrania tego typu mają większy zasięg; występują zazwyczaj od czerwca do września
Opadowe rozlewne - geneza podobna jak w przypadku frontalnych; wydajność opadów wzmacniają uwarunkowania orograficzne; występują w obszarach górskich od czerwca do września; mają największy zasięg terytorialny

-wezbrania roztopowe - formują się w czasie gwałtownego tajania pokrywy śnieżnej, często przyspieszone przez padające deszcze; charakteryzują się rozległym zasięgiem terytorialnym; występują najczęściej w marcu, kwietniu,

-wezbrania zimowe (zatorowe) - tworzą się w przewężeniach koryta, zakrętach rzeki, przekrojach mostowych, pojawiają się zarówno na rzekach nizinnych jak i górskich

Zatorowo - śryżowe : spowodowane szybkim tworzeniem się śryżu i lodu dennego, co prowadzi do zatkanie przekroju poprzecznego rzeki i powstania spiętrzeń zwierciadła wody; najczęściej w grudniu i styczniu
Zatorowo - lodowe: powstają podczas wiosennego rozpadu pokrywy lodowej, zazwyczaj w marcu, w wyniku piętrzenia się w korycie rzecznym kry lodowej

-wezbrania sztormowe - spowodowane wiatrami sztormowymi wiejącymi od morza ku brzegowi; przyczyną piętrzenia się wody w ujściowych odcinkach rzek uchodzących do morza jest utrudniony odpływ wód rzecznych do morza oraz napływ wód morskich w ujścia rzek; zazwyczaj zimą

-inne typy wezbrań: związane głównie z podpiętrzaniem wody spowodowanym np. intensywnym zarastaniem koryt rzecznych, obrywami, działalnością bobrów

-wezbranie nie tworzy się jednocześnie na całej długości rzeki lecz przemieszcza się wzdłuż jej biegu w postaci fali wezbraniowej ( następuje skracanie czoła fali i zwiększanie jej długości)

-wysokość wezbrania zależy od ilości przepływającej wody ale również od czynników regulujących szybkość przepływu takich jak: spadek, szerokość i kształt koryta oraz terenów zalewowych, szorstkość

-najczęstsze w Polsce są wezbrania marcowo-kwietniowe i lipcowo-sierpniowe, rzadziej w lutym i czerwcu, w innych miesiącach pojawiają się rzadko

-dominującym typem wezbrań w Polsce są wezbrania roztopowe na rzekach nizinnych oraz opadowe na górskich