Streszczenia
referatów
i posterów

Instytut Badań Czwartorzędu
Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza
Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich Komisja Badań Czwartorzędu
Polskiej Akademii Nauk
III Seminarium
GENEZA, LITOLOGIA I STRATYGRAFIA UTWORÓW CZWARTORZĘDOWYCH
w 20 rocznicę śmierci PROFESORA BOGUMIŁA KRYGOWSKIEGO

Bartłomiej Wyżga Instytut Ochrony Przyrody PAN Kraków

Wpływ pogłębiania się koryt rzek karpackich na warunki sedymentacji pozakorytowej
Rzeki transportują większość swego obciążenia mineralnego w suspensji a pewna część tak transportowanego materiału ulega akumulacji w obszarze zalewowym. Odmienna sytuacja ma miejsce wówczas, gdy wskutek obniżania dna rzeka zwiększa pojemność swego koryta, tak że może ono przenosić całość lub zdecydowaną większość objętości wód wezbraniowych. W wyniku prowadzonej od początku XX wieku regulacji koryt karpackie dopływy Wisły wcięły się w swych dolnych i środkowych biegach o 1,5-3,8 m, przy czym tempo pogłębiania się koryt było wyraźnie większe w drugiej połowie stulecia. Badania prowadzone uprzednio w dolinie Raby wykazały, że szybkiemu wcinaniu się rzeki towarzyszył drastyczny spadek tempa narastania osadów pozakorytowych. Niniejsze badania stanowią próbę określenia wpływu pogłębiania się koryt głównych rzek polskich Karpat na zmianę warunków sedymentacji pozakorytowej w ich dolinach.
Stwierdzono, że wcinanie się rzek we wschodniej i w zachodniej części polskich Karpat przebiegało nieco odmiennie; w rezultacie, inne też były główne czynniki wpływające na zmiany sedymentacji pozakorytowej. Wcinanie się rzek odwadniających wschodnią część polskich Karpat, o stosunkowo małym spadku i niskiej energii, przebiegało przy zachowaniu stabilności ich biegu. Natomiast w zachodniej części polskich Karpat, gdzie rzeki mają duży spadek i wysoką energię, pogłębianiu się koryt towarzyszyła erozja brzegów; prowadziło to do wycinania wąskich równi zalewowych w niższym poziomie i przekształcania dawnych równi zalewowych w terasy nadzalewowe. Charakterystyczny dla obu tych obszarów przebieg zjawiska zilustrowano na przykładzie przekrojów wodowskazowych Łabuzie na Wisłoce i Wadowice na Skawie.
Koryto Wisłoki w Łabuziach pogłębiło się w latach 1970-1996 o około 2 m, czemu odpowiadało obniżenie się minimalnych rocznych stanów wody o 1,25 m. W wyniku wzrostu pojemności koryta wywołanego jego pogłębieniem przepływ pełnokorytowy zwiększył się w tym okresie ponad dwukrotnie, ze 167 do 354 m3/s, przy wzroście okresu powtarzalności przepływu pełnokorytowego o około 70%. Zaznaczyło się zmniejszenie maksymalnego stanu związanego z określonym przepływem, było ono jednak niewielkie i wyniosło 45 cm dla przepływu o 5-letnim okresie powtarzalności, a 26 cm dla przepływu o 20-letniej powtarzalności. Bardzo wyraźnie, o 45%, wzrosła natomiast średnia głębokość przy przepływie pełnokorytowym i jednocześnie znacznie zwiększyła się względna wysokość maksymalnych stanów ponad dnem rzeki (o 1,4 m dla 5-letniego przepływu i o 1,7 m dla 20-letniego przepływu). Spowodowało to, że równia zalewowa Wisłoki jest obecnie zatapiana jedynie przez najwyższe partie wód wezbraniowych niosące zawiesinę jednorodną, natomiast grubsze frakcje obciążenia zawiesinowego rzeki, transportowane w suspensji frakcjonalnej, są przenoszone w obrębie koryta. To zmniejszenie frakcji materiału klastycznego przenoszonego wraz z wodami wezbraniowymi do obszaru zalewowego musiało radykalnie ograniczyć depozycję w strefie pozakorytowej, mimo że wraz ze zmniejszeniem się głębokości zatopienia obszaru zalewowego prędkości przepływu są tu obecnie mniejsze.
Dno Skawy w Wadowicach obniżyło się w latach 1959-1997 o 1 m. Przepływ pełnokorytowy zwiększył się w tym okresie zaledwie o 1/3, ze 159 do 211 m3/s, co było związane z uformowaniem się nowej, wąskiej równi zalewowej w poziomie o ponad 1 m niższym od dawnej równi zalewowej. Koncentracja przepływu w pogłębionym korycie i w obszarze nowej równi zalewowej spowodowała drastyczne obniżenie się maksymalnych stanów (o 136 cm dla 5-letniego przepływu i o 84 cm dla przepływu o 20-letniej powtarzalności) i przekształcenie wyższego poziomu w terasę nadzalewową. Jednocześnie średnia prędkość przepływu w obszarze równi zalewowej zwiększyła się o 15% w przypadku 5-letniego wezbrania i o 26% w przypadku 20-letniego wezbrania. Obecnie średnia prędkość przepływu ponad równią zalewową przekracza 1 m3/s już przy przepływie o 8-letniej powtarzalności, a przy 20-letnim przepływie wynosi 1,63 m3/s. W czasie dużych wezbrań, przenoszących największe ładunki mineralne, prędkości przepływu są więc zbyt duże, by umożliwiać depozycję w obszarze zalewowym Skawy i transportowany w zawiesinie materiał jest odprowadzany w dół jej biegu.
Gwałtowne wcinanie się rzek karpackich w ostatnich dziesięcioleciach radykalnie ograniczyło możliwość formowania się osadów pozakorytowych w ich dolinach. We wschodniej części polskich Karpat, gdzie pogłębianie koryt przebiegało przy zachowaniu stabilnego biegu rzek, głównymi czynnikami ograniczającymi tempo narastania osadów pozakorytowych było zmniejszenie częstotliwości zatapiania obszaru zalewowego i postępująca koncentracja przepływu obciążenia zawiesinowego w obrębie koryta w miarę wzrostu względnej wysokości brzegów ponad dnem rzeki. Natomiast w dolinach rzek w zachodniej części polskich Karpat depozycję osadów pozakorytowych ograniczają wysokie prędkości przepływu wód wezbraniowych ponad wąskimi równiami zalewowymi uformowanymi wzdłuż wciętych koryt.

(c) 1998 Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich
Ostatnia aktualizacja 1999.02.14