background image

Wpływ zjawisk lodowych na 

zbiorniki wodne

(na przykładzie Dolnej Wisły i Zbiornika 

Włocławskiego)

Anna Wiśniewska

TiR III

background image

Formy zlodzenia pojawiające się w fazie 

zamarzania, trwałej pokrywy lodowej i spływu 

lodu. Określa się je wizualnie na podstawie 

wyglądu zewnętrznego. 

- W fazie zamarzania występują: śryż, lepa, 

lód denny, lód brzegowy i częściowa pokrywa 

lodowa. 

- Pierwszą fazę zlodzenia kończy trwała i 

nieruchoma pokrywa lodowa o gładkiej lub 

nierównej powierzchni, pokrywająca 

zwierciadło wody na całej szerokości rzeki. 

Pod stałą pokrywą mogą występować podbitki 

śryżowe. 

- Trzecią fazę rozpoczyna kruszenie i spływ 

lodu a formami zlodzenia są tu kra i zator. 

background image

Śryż - lód o strukturze gąbczastej, tworzący się w całej masie 

przechłodzonej wody. Łącząc się wypływa na powierzchnię 

tworząc krążki śryżowe, a te z kolei mogą tworzyć pola śryżowe.

Lepa - śnieg przesiąknięty wodą. 

Lód denny - gąbczasta masa tworząca się na występach 

dennych i roślinności wodnej. Po osiągnięciu dużych objętości 

wypływa na powierzchnię, gdzie łącząc się ze śryżem i lepą 

tworzy lód prądowy (w postaci krążków otoczonych białym 

wianuszkiem).

Lód brzegowy - oblodzenie rzeki w linii zwilżonej, rozwijające 

się od brzegów koryta ku środkowi. 

Częściowa pokrywa lodowa - nierównomierna pokrywa 

lodowa, będąca następstwem rozwoju lodu brzegowego. 

Rozciąga się na całej szerokości rzeki lecz ma liczne miejsca 

niezamarznięte. 

Kra - części popękanej pokrywy lodowej unoszone z prądem 

rzeki. 

Zator - specyficzna forma zlodzenia rzeki. Tworzy się w 

przewężeniach koryta, na mieliznach i przy utrudnionym spływie 

(np. kra w górze rzeki i stała pokryw w dole), z nagromadzonego 

lodu prądowego (zator śryżowy) lub kry (zator lodowy). 

background image

Śryż

Kra

Zator

Lód 
brzegowy

background image

Projekt U.S. Army CRREL oraz U.S. 
Geological Survey (USA)

projekt „NatureWatch” (Canadian 
Nature Federation and Environment 
Canadas – EMANCO: Ecological 
Monitoring and Assessment Network 
Coordinating Office) (Kanada)

program "Monitoringu Lodowego" w 
Polsce

background image

Powstał w oparciu o pomysł kanadyjskiego 

projektu Nature Watch (Ice Watch).

Jest to ogólnokrajowy projekt monitorujący 

zjawiska lodowe na rzekach i jeziorach. 

Dzięki umieszczonym na stronie internetowej formularzom 

każdy zainteresowany, będący świadkiem wystąpienia zjawisk 

lodowych może przesłać wyniki swoich obserwacji. Na ich 

podstawie budowana jest ogólnokrajowa baza danych.

Bodźcem do utworzenia tego programu było 

potencjalne zagrożenie spiętrzeniami 

zatorowymi i powodziami. Ponieważ w Polsce na 

wielu rzekach, a szczególnie na Dolnej Wiśle 

obserwuje się często występowanie zjawisk 

lodowych (w tym zatorów), uznano za konieczne 

utworzenie bazy danych archiwizujących 

podstawowe informacje o zlodzeniu.

background image

Standardowe obserwacje zjawisk lodowych, 
wykonywane przez służbę hydrologiczną 
obejmują: 
- określenie formy zlodzenia, 
- ocenę natężenia zlodzenia (w skali 0 - 10),
- grubość pokrywy lodowej 
- czas trwania trzech podstawowych faz 
zlodzenia. 

Obserwacje te wykonywane są
w profilach wodowskazowych, 
a te na Dolnej Wiśle 
zlokalizowane są co 50 - 60 km,
dlatego też wiele spiętrzeń 
zatorowych bywa nie objętych 
obserwacjami.

background image

Badanie blizn lodowych jest metodą 

uzupełniającą inne dane dotyczące przebiegu 

zlodzenia, stosowaną m. in. w USA. 

Drzewa (pnie) okaleczone przez lód występują 

na odcinkach poziomu zalewowego rzeki, 

gdzie często formują się czoła zatorów. Blizny 

powstają w czasie wolnego przemieszczania 

się upakowanych mas lodu. Tworzą się na 

wysokości zbliżonej (lub niższej) do kulminacji 

wezbrania.

Analiza dendrologiczna drewna drzew 

umożliwia określenie roku wystąpienia zatoru.

Analizę położenia blizn lodowych przeprowadzono na 

odcinku dolnej Wisły od Modlina do Tczewa.

background image

Występowanie blizn lodowych na odcinku Dolnej Wisły i 
Zbiorniku Włocławskim

background image

Schemat przedstawiający 
tworzenie się blizn 
lodowych

Przykładowe 

występowanie blizn 

lodowych

background image

1. Zmiana struktury zlodzenia

Po spiętrzeniu pokrywa lodowa powstaje około 20 dni 
wcześniej, a czas jej zalegania uległ wydłużeniu o 
około 35 dni w stosunku do stanu sprzed spiętrzenia. 

Jest to wynik skrócenia czasu trwania fazy 
formowania pokrywy lodowej, w wyniku pochodu 
lodu prądowego, z około 40-45 dni do 8 dni.

Wisła charakteryzuje się szczególnie długim okresem 
pochodu lodu prądowego, który poprzedza powstanie 
zwartej pokrywy lodowej. Stanowi on około 50-60 % 
czasu trwania zlodzenia. Podczas łagodnych zim obok 
lodu brzegowego jest to jedyna forma zlodzenia.

background image

2. Spadek prędkości przepływu

W dolnej i środkowej części zbiornika, gdzie 
prędkości przepływu są najmniejsze, pokrywa 
lodowa powstaje najszybciej, zwykle przez 
połączenie się lodu brzegowego. Napływający 
do zbiornika lód prądowy zatrzymuje się na 
skraju wcześniej utworzonej pokrywy lodowej 
i dochodzi do wypełniania czaszy zbiornika 
lodem.

background image

3. Blokada tranzytowego spływania lodu

Na każdym zbiorniku zaznacza się tendencja do 
dłuższego utrzymywania się pokrywy lodowej w 
stosunku do rzeki swobodnie płynącej powyżej.

Lód prądowy zalega w zbiorniku do momentu 
rozpadu pokrywy lodowej. W takiej sytuacji 
rozpoczyna się pochód lodu na Wiśle i napływanie 
dużej ilości kry. Dlatego też nieodzowne jest 
przygotowanie zbiornika do przyjęcia dużej ilości 
lodu. Wzdłuż całej jego długości lodołamacze 
wykonują rynnę o szerokości około 500 m. 
Zadaniem jej jest umożliwienie tranzytowego 
przepływania lodu spływającego z rzeki swobodnie 
płynącej.

background image

4. Zmiany ustroju lodowego rzeki poniżej 
stopnia piętrzenia

Zmiany te objęły odcinek rzeki o długości około 34 km. 
Charakterystyczną cechą odcinka jest brak pokrywy 
lodowej bezpośrednio poniżej stopnia.

Tworząca się pokrywa lodowa ma krótkotrwały 
charakter. Często są to bariery śryżowe w płytkich 
miejscach i miejscach lokalnych spadków prędkości 
przepływu. Krótkotrwały charakter pokrywy lodowej 
wynika ze szczytowej pracy elektrowni wodnej i 
dobowych wahań stanów wody przekraczających 
nawet 1,5 m.

Zimą 1985 i 1987 roku w Nieszawie podbitki 
zajmowały nawet 70 % powierzchni przekroju 
poprzecznego.

background image

4. Podział Wisły poniżej stopnia wodnego na 4 
odcinki

Odcinek I: Stopień wodny 

Charakteryzuje się on utrudnionymi warunkami 

hydrodynamicznymi formowania pokrywy lodowej 

oraz powstawaniem bezpostaciowego śryżu.

Odcinek 2: 

Pokrywę lodową budują krążki i pola śryżowe.

Odcinek 3: Zatorowy

Wyznacza on granicę najsilniejszego 

oddziaływania stopnia wodnego.

Odcinek 4: 

Występowanie pokrywy lodowej, zbudowanej ze 

stłoczonych krążków.

background image

4. Powstawanie powodzi zatorowych 

(ekstremalne przypadki)

Związane z nadpiętrzeniami wywołanymi 
gromadzeniem się ogromnych ilości lodu w 
czaszy zbiornika.

Przykładem może być powódź zatorowa na 
Zbiorniku Włocławskim w styczniu 1982 roku 

background image

4. Zniszczenia infrastruktury - umocnień i budowli

 

W okresie zlodzenia zakłóceniu ulega praca urządzeń 

hydrotechnicznych. Głównym powodem jest oblodzenie 

części zainstalowanych w wodzie. 

W wyniku zlodzenia występują trudności eksploatacyjne na 

stopniu wodnym we Włocławku. Mechaniczne niszczenie 

korony wału przez krę lodową lub zdzieranie odwodnej 

skarpy wału w przypadku dużej prędkości wody i kry 

lodowej, może spowodować powstanie inicjalnej wyrwy.

Notuje się przypadki naruszenia lub zniszczenia budowli 

wodnych, najczęściej mostów, w okresie gwałtownego 

ruszenia lodu. Szczególnie duże zagrożenie zniszczeniem 

tych budowli  występuje po długotrwałej i mroźnej zimie. 

W marcu 1947 roku, w okresie pochodu lodu, powstało kilka dużych 

zatorów. Zniszczone zostały mosty prowizorycznie odbudowane po II 

wojnie światowej. Zmiana przebiegu nurtu była przyczyną uszkodzenia 

drewnianego mostu w Wyszogrodzie zimą 1986 roku.

background image

1.

2.

3.

1. Akcja lodołamania na 

Zbiorniku Włocławskim 

2. Akumulacja lodu na 

brzegu zbiornika

3. Przerwanie mostu w 

Wyszogrodzie (1986r)

background image

Linki:

Źródła zdjęć:

http://www.imgw.pl/internet/zz/wie
dza/hydro/_enc_hydro/zjawiska_lod
owe.html

http://www.geo.uni.torun.pl/www/z
aklady/zkibp/monitoring/index.htm

http://www.geo.uni.torun.pl/www/z
aklady/zkibp/serwis-lodowy.htm

http://www.geo.uni.torun.pl/www/z
aklady/zkibp/archiwum_lod/blizny.h
tm

http://geoinfo.amu.edu.pl/sgp/LA/L
A08/LA8_24.pdf

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co

mmons/2/24/Sryz_01.jpg

http://kajak.org.pl/wiedza/metodyka/zima

/Wda5_1.jpg

http://wloclawskie24.pl/photos/0017/137

9/kra2_article.jpg

http://static1.money.pl/i/galeria/221/30/2

6845.jpg

http://www.geo.uni.torun.pl/www/zaklad

y/zkibp/lod/formy_zlodzenia.pdf

http://www.geo.uni.torun.pl/www/zaklad

y/zkibp/lod/Rysunek1.jpg

http://www.geo.uni.torun.pl/www/zaklad

y/zkibp/lod/bp3.jpg

http://www.geo.uni.torun.pl/www/zaklad

y/zkibp/monitoring/images/0%20rys1.jpg

http://www.geo.uni.torun.pl/www/zaklad

y/zkibp/monitoring/images/Rysunek3.JPG

-  

Grześ M. 1981. Zatory i powodzie zatorowe na dolnej Wiśle. 

Warunki i mechanizmy. Instytut Geografii i Przestrzennego 
Zagospodarowania PAN. Warszawa. 


Document Outline