Revitalization of Zalew Zemborzycki

1. HYDROLOGICZNA ROLA
ZALEWU ZEMBORZYCKIEGO
prof. dr hab. Zdzisław Michalczyk
dr Stanisław Chmiel, mgr Sławomir Głowacki
Zakład Hydrologii UMCS

2. Położenie Zalewu Zemborzyckiego
w dorzeczu Bystrzycy
W południowej części miasta, gdzie
szerokość doliny, o płaskim zatorfionym
dnie dochodzi do 2 km, wybudowano
Zalew Zemborzycki.
Zlewnia powyżej Zalewu jest
użytkowana rolniczo, a wzdłuż
wszystkich dolin istnieją zwarte ciągi
osadnicze – z dwoma miastami Bełżyce
i Bychawa

3. Zalew Zemborzycki
- rok budowy – 1974
- powierzchnia – 282 ha
- średnie głębokość – 2 m
- maksymalna głębokość - 5 m
- pojemność – 6,3 mln m3
- czas wymiany wody - 25 dni
Bystrzyca do zalewu:
- powierzchnia – 726 km2 ,
w tym grunty orne – 78 %
(ok. 90% stanowią gleby wyt. z utworów pyłowych)
łąki - 5 %
lasy = 12 %
zabudowa = 6 %
- przepływ średni – 3,2 m3/s
- przepływ max ~100 m3/s
- zasilanie – Qc/Qp 70-90%

4. Badania prowadzone przez pracowników Zakładu Hydrologii
UMCS w rejonie Zalewu Zemborzyckiego:
- pomiary hydrometryczne:
• stany wód
• przepływ
• batymetria zbiornika
- analizy hydrochemiczne:
• temperatura, pH, PEW, mętność, tlen, chlorofil, widzialność
• zawiesina
• aniony i kationy
• TN, TIN (ogólny i mineralny)
• TP, PO4 (ogólny i mineralny)

7. opr. wstępne dr W. Sobolewski
plan batymetryczny zbiornika – maj 2013

8. Sieć rzeczna
i rozmieszczenie
wodowskazów
1. wodowskazy Zakładu
Hydrologii UMCS,
2. wodowskaz IMGW

9. Średnie wartości z pomiarów przepływu wykonanych w letnich miesiącach lat 1990-2014 w rejonie Lublina.
Lp
.
Rzeka Miejscowość A
Średnia
1990-1998
Średnia
1999-2006
Średnia
2007-2014
Średnia
1990-2014
Km2 Q q Q q Q q Q q
1 Bystrzyca Nowiny 461 1196 2,59 2123 4,61 1818 3,94 1692 3,87
2 Krężniczanka Krężnica 219 470 2,14 790 3,61 645 2,95 628 2,87
3 Bystrzyca Wrotków 725 1357 1,87 3019 4,16 2608 3,60 2290 3,16
Zlewnia różnicowa 1 = 3-1-2 45 -309 -6,86 106 2,36 146 3,24 -30 -0,66
A - powierzchnia zlewni, Q – przepływ w m3 s-1, q - odpływ jednostkowy w dm3 s-1km2

10. Ukształtowanie zwierciadła wody w rejonie Zalewu Zemborzyckiego w trzech latach:
A. 1955, B. 1995, C. 2013 (Michalczyk i in. 2014).
Hydroizohipsy, 2. Strefy nieciągłości pierwszego zwierciadła wody

11. 0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X
m
3
s
-1
Krężniczanka - Krężnica
Bystrzyca - Nowiny
Bystrzyca - Zapora
Miesięczne przepływy rzek w rejonie Zalewu Zemborzyckiego w latach 2010-2014
,

12. Średnie i maksymalne miesięczne przepływy Bystrzycy
w profilu wodowskazowym Lublin w latach 1961-2010 (dane IMGW)
0
20
40
60
80
100
120
XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X
m
3
s
-1
Średni
Najwyższy

13. Maksymalne roczne przepływy Bystrzycy w profilu wodowskazowym Lublin
(dane IMGW),
0
20
40
60
80
100
120
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
m3
s-1

14. Kosarzewka Bychawa - wiosna 2012

15. Zemborzyce - wiosna 2012

16. Bystrzyca - k/mostu przy ul. Cienistej - wiosna 2012

17. Bystrzyca Nowiny - wiosna 2012

18. Wskaźnik Opad
(106 pr.)
Spływ pow.
(54 pr.)
Wody
gruntowe
(9 źródeł)
Bystrzyca
powyżej zalewu
(dane WIOŚ +
mat. własne)
Bystrzyca
poniżej zalewu
(dane WIOŚ +
mat. własne)
N – Total
mg·dm-3
0,1-6,1/1,4 0,3-14,6/2,31 0,5-5,4/1,75 2,33-5,11/2,91 0,84–3,41/2,09
NO3
mg·dm-3
0,5-16/2,4 0,1-25/3,3 4,5-17,8/7,6 3.1–12.7/6.6 <0.1–6.2/0.4
P - total
mg·dm-3
<0,01-0,58/0,02
<0,01-7,08/
0,28
0,05-0,15/
0,32
0,1–0,49/
0,23
0,01–0,40
/0,16
Chlorofil
„a” mg·dm-3 Nie badano Nie badano. Nie badano. <25 19-236/110
Zawartość azotu, fosforu i chlorofilu w wodach zlewni Bystrzycy,
wartość minimalna-maksymalna/średnia (2009-2012)

19. Rola hydrochemiczna Zalewu Zemborzyckiego
• Wody rzeki Bystrzycy oraz Zalewu Zemborzyckiego pod względem
hydrochemicznym charakteryzują się dominacją pary jonów HCO3-Ca.
Mineralizacja tych wód kształtuje się na poziomie 200-500 mg·dm-3, co
klasyfikuje je w przedziale wód słodkich. Odczyn wód zmienia się w zakresie
od 7 do 9 jednostek pH i ma charakter sezonowy; wyższe odczyny
notowane były zazwyczaj w półroczu letnim, a podczas bujnego rozwoju
fitoplanktonu odczyn wody przekraczał nawet pH 9.
• Wody rzeki Bystrzycy powyżej zbiornika charakteryzowały się znacznym
zasobem pierwiastków o dużym potencjale eutroficznym (N i P).
• Azot mineralny w profilu Bystrzyca powyżej zbiornika stanowił około ¾
azotu ogólnego. Poniżej zbiornika stężenie azotu mineralnego miało
znacznie niższe wartości i stanowiło ~40% azotu ogólnego.
• Fosfor mineralny powyżej zbiornika stanowił ponad 70% fosforu ogólnego,
natomiast poniżej zbiornika udział fosforu mineralnego spada
zazwyczaj poniżej 40%. Taki układ form azotu i fosforu w wodach na
dopływie i odpływie ze zbiornika, wskazuje na intensywny rozwój życia
biologicznego co w konsekwencji prowadzi do obniżenia jakości wód.

20. • W Zalewie Zemborzyckim następuje spadek zawartości rozpuszczonych
węglanów w wodach rzeki Bystrzycy. Pomiary wykonywane w latach 2010-2014,
wykazały że w okresie letnim ich redukcja w zbiorniku dochodziła do 50 mg·dm-3
CaCO3, a w okresie zimowym była o połowę niższa (co jest przejawem
znacznego wzrostu poziomu trofii wód).
• Wyniki badan hydrochemicznych i hydrometrycznych wskazują, że w
przeciętnym roku hydrologicznym deponowane było w zbiorniku około 100 ton
azotu, 6 ton fosforu, 2000 ton węgla mineralnego oraz ok. 1000 t zawiesiny.
• Zawiesina ma istotny wpływ na stan troficzny zbiornika, bowiem spływy
powierzchniowe, głównie z pól uprawnych zawierają wysokie stężenia azotu i
fosforu. Na dopływie do zbiornika koncentracja zawiesiny w okresie zasilania
podziemnego rzeki wynosiła około 10 mg·dm-3. Natomiast w okresach
wezbraniowych przeciętna koncentracja wynosiła około 30 mg·dm-3. Notowane
maksymalne wartości w okresie 2010-2014 przekraczały 100 mg·dm-3.
• Zmiana charakteru rzeki z typu fluwialnego na limniczny wpływa na akumulację
większości badanych pierwiastków w zbiorniku (również metali ciężkich
toksycznych dla środowiska), co ogranicza możliwość rekultywacji wód. Dalsze
wypłycanie zbiornika będzie wzmagało procesy resuspensji pierwiastków
(w tym o charakterze biogennym N, P i C), zdeponowanych w osadach;
zwłaszcza w okresach intensywnego mieszania wód z osadami np. podczas
wezbrań czy silnych wiatrów.

23. Bystrzyca poniżej zalewu - lato 2013

24. Bystrzyca poniżej zalewu - lato 2013

25. Podsumowanie
• Hydrologiczna rola Zalewu Zemborzyckiego zmienia się w zależności od: ilości
prowadzonej wody, stanów wody podziemnej oraz od wielkości wytwarzanych depresji
w studniach ujęć komunalnych.
• W czasie bardzo wysokich przepływów Zalew w niewielkim stopniu wpływa na
transformację fali wezbraniowej, z uwagi na małą pojemność retencyjną. W okresie
przeciętnych przepływów i przy średnich lub wysokich stanach wody podziemnej
następuje niewielki przyrost ilości płynącej wody w obrębie Zalewu. Przy niskich
stanach następuje ucieczka wody powierzchniowej do zasobów podziemnych,
szczególnie przy dużych depresjach wytwarzanych w ujęciach wody.
• Poprawa stanu ekologicznego zbiornika Zemborzyckiego, możliwa będzie dopiero po
ograniczeniu dopływu biogenów z górnej części zlewni rzeki Bystrzycy oraz ich
resuspensji z osadów; co przy obecnym sposobie zagospodarowania zlewni jest trudne
do osiągnięcia.
• Dla funkcjonowania Zalewu Zemborzyckiego niezwykle istotne jest utrzymanie
odpowiedniej jakości dopływającej wody. Konieczne jest uporządkowanie gospodarki
wodno-ściekowej, doprowadzenie do sytuacji, w której wody Bystrzycy i jej dopływów w
górnych biegach będą charakteryzowały się dobrymi parametrami jakościowymi.
• Konieczna jest przebudowa zbiornika wraz z jego pogłębieniem (w tym wybranie
osadów i torfów) oraz zmiana sposobu zasilania z typu zbiornika przepływowego na typ
stawowy. Przebudowany zbiornik powinien być stale lub okresowo zasilany wodami z
małego zbiornika wstępnego o zredukowanym poziomie pierwiastków biogennych
zarówno w formie rozpuszczonej jak i zawieszonej.

26. ot. Michał Nawrocki www.gagarin.org.pl
Dziękujemy za uwagę