Nr 3/2010

 PRZYRODA I KRAJOBRAZ   

Aleksandra Mackiewicz

Życie na ziemi jest niemożliwe bez dostępu do źródeł wody, stąd rozwój cywilizacyjny od czasów starożytnych koncentrował się w dorzeczach dużych rzek. W starożytności na wielkich rzekach, takich jak Nil, Eufrat czy Tygrys, budowano zapory wodne, a także tworzono systemy rozprowadzania wody akweduktami. Aby tak duże obiekty mogły powstać, ówcześni ludzie musieli posiadać wiedzę o stanach wód i ich zasobach. Najstarsze obserwacje zjawisk wodnych pochodzą z czasów starożytnej cywilizacji egipskiej. Dotyczą one badania stanów wody przy pomocy tzw. nilomierzy, służących do obserwacji wysokości wezbrań Nilu. Już około 3000 lat p.n.e. używano różnorakiego rodzaju wodowskazów do pomiaru stanów wody w rzece. Były to na przykład schody wiodące do rzeki bądź specjalnie wybudowane obiekty w kształcie studni połączonej z rzeką kanałami. Stan wody odczytywano na schodach takiego zbiornika bądź na centralnie umieszczonej kolumnie.

Współcześnie, miejsce, w którym odczytuje się stany wody (nazywane posterunkiem wodowskazowym), wyposażone jest w łatę wodowskazową bądź zainstalowany wraz z łatą limnigraf. Łata wodowskazowa jest najprostszym i najczęściej wykorzystywanym przyrządem pomiarowym na naszych rzekach. Jest to urządzenie służące do pomiaru stanu wody składające się z konstrukcji nośnej z przymocowanym do niej podziałem w postaci segmentowanych tablic. Za pomocą łaty wodowskazowej mierzy się wysokość lustra wody w stosunku do obranej płaszczyzny odniesienia (tzw. zera wodowskazu). Należy przy tym pamiętać, że stan wody nie odzwierciedla rzeczywistej głębokości wody w rzece. Podziałka składa się z szeregu dwucentymetrowych podziałek, na przemian koloru czarnego i białego. W określonych godzinach odczyt stanu wody dokonywany jest przez obserwatora z dokładnością do jednego centymetra. W bieżącym roku wielokrotnie słyszeliśmy w mediach, że stany Wisły, Odry czy też ich dopływów zostały przekroczone o ileś centymetrów. Tego typu informacje pochodziły z posterunków wodowskazowych IMGW.

Łata wodowskazowa na Wiatrołuży w okolicach Królówka.

Fot. Aleksandra Mackiewicz

Na terenie WPN-u urządzenia do ciągłych obserwacji stanów wody umieszczone są w pomalowanych na zielono budkach, które zabezpieczają je przed zmiennymi warunkami atmosferycznymi. Urządzenia te, rejestrujące stan i zmiany poziomu wody, nazywane są limnigrafami. Samo urządzenie składa się z pływaka, który porusza się w pionowej rurze umieszczonej w skarpie brzegowej. Rura połączona jest z rzeką przy pomocy kolejnej rury, tym razem poziomej, ale na takiej głębokości, aby woda z rzeki mogła ciągle dopływać do rury pionowej. Urządzenie rejestrujące zmiany wysokości wody umieszczone jest w budce nad rurą i służy do zapisu stanów wody w czasie. Wahania pływaka w rurze przekazywane są na pręt pionowy, na którym znajduje się pisak dotykający do bębna. Na bęben zakładany jest pasek papieru z naniesioną podziałką, na którym zostaje wykreślona linia odpowiadająca zmianom stanów wody. Jeśli stany wody nie zmieniają się, to wykres ma postać linii, w przypadku gdy woda w rzece zaczyna podnosić się lub opadać, pisak kreśli krzywą.

W przeciwieństwie do łat wodowskazowych (które do odczytu potrzebują obserwatora), limnigrafy nie wymagają zbyt dużo czasu do ich obsługi, dają nam zaś dokładne informacje o zmianach stanu wody w kolejnych okresach pomiarowych.

Wnętrze „zielonej budki” - limnigraf zapisujący na papierze

stan wody. Fot. Aleksandra Mackiewicz

Na terenie Wigierskiego Parku Narodowego zamontowane są cztery limnigrafy typu analogowego, czyli zapisujące ruch pływaka na pasku papieru. Obecnie coraz popularniejsze stają się urządzenia prowadzące zapis danych w formie cyfrowej. „Zielone budki” zainstalowane są na następujących rzekach:

● Czarnej Hańczy, w pobliżu mostu w Sobolewie,

● Czarnej Hańczy, przy moście w Czerwonym Folwarku,

● Wiatrołuży, w pobliżu wsi Królówek,

● Piertance, przy moście we wsi Tartak.

Rzeki cechuje duża zmienność stanów w czasie, na którą składa się nieregularność zasilania opadami i wodami gruntowymi. Poza okresami, gdzie stany wody mają przeciętne wielkości, wystąpić mogą niżówki i wezbrania. Niżówkami nazywa się okresy niskich stanów wody, powstałych w wyniku długotrwałego braku opadów atmosferycznych; w zimie dochodzi do tego długotrwałe zamarzanie gruntu. O wezbraniu mówimy wtedy, gdy ilość wody, która spadała na ziemię, przewyższa zdolność gruntu do jej wchłonięcia lub kiedy ilość wody dopływającej do rzek jest większa niż pojemność koryta.

Posterunek wodowskazowy na Czarnej Hańczy we wsi Sobolewo. Fot. Aleksandra Mackiewicz

Spośród rzek Wigierskiego Parku Narodowego Czarna Hańcza należy do największych nie tylko na jego terenie, ale również na Suwalszczyźnie. Limnigrafy zainstalowane w Sobolewie i Czerwonym Folwarku pokazują odmienny charakter tych miejsc również w przypadku stanów wody. Odcinek pomiędzy wsią Sobolewo a jeziorem Wigry charakteryzuje się dużym spadkiem, a co za tym idzie dużą szybkością nurtu. Natomiast ta sama rzeka po opuszczeniu Wigier zmienia swój charakter i staje się leniwie płynącą rzeką nizinną. Wezbrania na Czarnej Hańczy notowane są wiosną w okresie roztopów. W niektórych latach Czarna Hańcza wzbierała także w lipcu lub sierpniu, po intensywnych opadach deszczu. Niżówki pojawiają się zimą – przy braku opadów i przemarznięciu gruntu oraz latem, gdy przez długi okres nie pada deszcz. Średnie roczne stany wody w Sobolewie na przestrzeni ostatniej dekady zawierały się między 231 cm a 244 cm; w Czerwonym Folwarku był to przedział między 187 cm a 206 cm. Najbardziej charakterystyczne różnice między tymi punktami dotyczą zmienności stanów wody. W Sobolewie, w ciągu miesiąca, prawie zawsze różnica między najwyższym i najniższym stanem przekraczała 10 cm, często osiągała wielkość do 40 cm. W Czerwonym Folwarku wysokość wody w rzece była bardziej ustabilizowana i na ogół wynosiła poniżej 10 cm. W latach 1999-2009 tylko 7-krotnie amplituda miesięczna osiągnęła wielkość między 10 a 20 cm. Bardzo często, zwłaszcza w sezonach zimowych, notowano w Czerwonym Folwarku minimalne wahania wody, rzędu 2-4 cm, a czasem wręcz stan wody przez okres miesiąca nie zmieniał się. Przyczyna tego zjawiska tkwi w tym, że na zasoby wody w tym miejscu wpływa jezioro Wigry, które zimą z reguły pokryte jest lodem. Widać to na wykresie pokazującym dobowe stany wody na obu punktach na Czarnej Hańczy w roku 2009. Warto zauważyć, że w Czerwonym Folwarku w miesiącach styczeń - marzec stan wody nie zmieniał się.

Kolejny limnigraf zamontowano na rzece Wiatrołuża. Ta niewielka nizinna rzeka, biorąca początek w pobliżu wsi Kaletnik, na prawie całym odcinku przepływa przez tereny leśne. Początkowo płynie w głębokim korycie, silnie meandruje i ma szybki nurt. W środkowym biegu dopływa do niej mniejsza rzeczka – Maniówka oraz liczne źródła, kończy bieg w jeziorze Pierty. Odmienny charakter Wiatrołuży względem Czarnej Hańczy miał odzwierciedlenie w stanach wody z limnigrafu. Różnice między najniższymi i najwyższymi stanami wody w poszczególnych latach w Sobolewie wynosiły średnio około 40 cm, w Czerwonym Folwarku około 20 cm a na Wiatrołuży było to około 100 cm ! Na rzece tej corocznie odnotowywano wezbrania roztopowe w miesiącach luty-kwiecień, które były spowo- dowane wodą ze stopniałego śniegu z rozległych terenów leśnych. Koryto rzeki w czasie roztopów całkowicie wypełniało się wodą, której stan sięgał do 150 a nawet 170 cm. Po tak obfitej ilości wody na przełomie zimy i wiosny, latem była ona zdecydowanie mniejsza i wtedy pojawiały się niżówki letnie. Czasem również w wyniku dużych opadów atmosferycznych pojawiały się latem wezbrania opadowe, ale były on zdecydowanie niższe i krótsze od roztopowych. Średnie roczne stany w omawianym czasie zawarły między 63 a 83 cm.

Ostatni posterunek wodowskazowy posiadający limnigraf znajduje się w miejsco- wości Tartak na rzece Piertance, nazywanej też Piertówką. Jest to maleńka rzeka, biorąca początek z jeziora Pierty, po przepłynięciu przez jezioro Omułówek wpada do zatoki Zadworze w Wigrach. Podobnie jak na Wiatrołuży wysokie stany spowodowane wodami roztopowymi obserwowane były w miesiącach luty – kwiecień, ale różnice w wysokości tych stanów nie były aż tak duże (między najniższym a najwyższym w różnych latach było to od 25 do 70 cm). Wśród omawianych rzek na Piertance zanotowano najmniejsze różnice w średnich stanach rocznych – od 190 do 202 cm.

Przedstawione wyżej informacje ze stanów wody z limnigrafów („zielonych budek”), świadczą o tym, że jesteśmy spokojni co do pojawienia się powodzi na tym terenie. Wezbrania, które okresowo pojawiają się na rzekach Wigierskiego Parku Narodowego nie powinny stwarzać warunków do zaistnienia powodzi.

Niestety w przeszłości, gdy zamontowano na terenie parku limnigrafy, zdarzały się akty wandalizmu na tych urządzeniach. Mam nadzieję, że tym artykułem rozwiałam również wątpliwości co do zawartości tajemniczych zielonych obiektów umiejscowionych na brzegach rzek WPN-u.

Analiza stanów wód powierzchniowych, a także podziemnych jest elementem prowadzonego przez park monitoringu środowiska. Zainteresowanych zapraszam do lektury rocznych raportów z badań monitoringowych, dostępnych są na parkowej stronie www.

Wykres dobowych stanów wody na Czarnej Hańczy w Sobolewie i Czerwonym Folwarku w roku 2009

Wykres dobowych stanów wody na Wiatrołuży w roku 2009