Zbigniew Popek

Analysis of the connections between hydromorphological conditions and biocenotic diversity on the example of the Zwoleńka River

Analysis of the connections between hydromorphological conditions and biocenotic diversity on the example of the Zwoleńka River The paper presents the evaluation of ecological status of two hydromorphologically diverse stream reaches of the Zwoleńka River. The studied sections of 500 m length are localized in a natural river-bed (Siekierka) and river-bed transformed due to a regulation (Zwoleń). The hydromorphological assessment of the stream has been performed by means of River Habitat Survey method (RHS). Level of habitat transformation has been determined with a help of numerical indices of the method: HMS and HQA; their naturalness has been also evaluated. Biotic conditions have been evaluated on a base of macrophyte river assessment and benthos macroinvertebrates. Macroinvertebrates have been determined to the level of family and following water quality indices have been also calculated: BMWP-Pl, ASPT, and EPT%. Value of BMWP-Pl has revealed that waters within the natural section of the stream could be qualified to the II grade of quality, while those in transformed section - to III grade. Moreover, it has been found that EPT% indicator has been much higher in non-transformed section. Evaluation of examined stream sections on a basis of Macrophyte Index for Rivers (MIR) has revealed that the numerical value of the indicator has been almost unaffected by the river-bed transformation degree. In both cases, examined fragments of the stream have been qualified as the II grade. In addition, physicochemical determinations of water have been carried out. However, no substantial differences of water quality, that could influence on biocenotic diversity of those habitats, between analyzed stream sections, have been recorded. Content of organic particles in sediments as well as granulation characteristics have been determined as well. Therefore, the present research has allowed to learn some relationships between abiotic and biotic elements of a small lowland river, which can be an initial point for further studies. Analiza związku warunków hydromorfologicznych ze zróżnicowaniem biocenotycznym na przykładzie rzeki Zwoleńki W artykule przedstawiono ocenę stanu ekologicznego dwóch zróżnicowanych pod względem hydromorfologicznym odcinków rzeki Zwoleńki. Odcinki badawcze o długości 500 m zlokalizowano w korycie naturalnym (Siekierka) i przekształconym w wyniku regulacji (Zwoleń). Ocena hydromorfologiczna rzeki została wykonana przy użyciu metody River Habitat Survey (RHS). Za pomocą liczbowych indeksów tej metody HMS i HQA określono stopień przekształcenia siedlisk oraz oceniono ich naturalność. Warunki biotyczne oceniono na podstawie makrofitowej metody oceny rzek oraz makrobezkręgowców bentosowych. Makrobezkręgowce oznaczono do poziomu rodziny oraz obliczono wskaźniki jakości wody BMWP-Pl, ASPT i EPT%. Na podstawie BMWP-Pl stwierdzono, że wody odcinka naturalnego zaliczają się do II klasy jakości, a przekształconego - do III klasy. Stwierdzono ponadto, że wskaźnik EPT% był znacznie wyższy na odcinku nieprzekształconym. Ocena badanych odcinków na podstawie Makrofitowego Indeksu Rzecznego (MIR) wykazała, że na wartość liczbową tego wskaźnika stopień przekształcenia koryta nie miał większego wpływu. W obydwu przypadkach badane odcinki rzeki zaklasyfikowano do klasy II. Dodatkowo przeprowadzone zostały badania fizykochemiczne wody. Pomiędzy analizowanymi odcinkami badawczymi nie odnotowano istotnych różnic w jakości wody, które mogłoby wpływać na zróżnicowanie biocenotyczne tych stanowisk. Określono także zawartość części organicznych w osadach oraz określono charakterystyki uziarnienia. Dotychczasowe badania umożliwiły więc określenie pewnych relacji pomiędzy elementami abiotycznymi a elementami biotycznymi małej rzeki nizinnej i mogą stanowić bazę wyjściową do dalszych badań.

Variability of bedload transport rate during flood flows in the Zagożdżonka River.

Variability of bedload transport rate during flood flows in the Zagożdżonka River The paper presents the measurement results of bedload sediment transport during the flood flows observed in the Zagożdżonka River. The point for measuring the bedload transport, equipped with sediment catcher, devices for continuous measurements, and automated data recording, was localized above the Czarna gauge station in catchment studied by the Department of Hydraulic Engineering and Environmental Restoration, Warsaw University of Life Sciences - SGGW. The results of bedload transport measurements during one of the flood flow waves were compared to those calculated by using the Bagnolds formula. To determine the critical bed-shear stress, the Authors formula resulting from laboratory experiments, was used. Calculated variability of bedload transport rate during analyzed flood flow wave apparently differed from that directly measured. Nevertheless, mass of bedload achieved from calculations was lower by 6% than that from measurements, which can be considered as good result consistence. Zmienność natężenia ruchu rumowiska wleczonego w czasie wezbrań w rzece Zagożdżonce W pracy przedstawiono wyniki pomiarów transportu rumowiska wleczonego w czasie siedmiu wezbrań obserwowanych w rzece Zagożdżonce. Do pomiaru wleczenia wykorzystano łapacz rumowiska wyposażony w aparaturę do ciągłego pomiaru i automatycznej rejestracji masy zatrzymanego w nim rumowiska. Na podstawie parametrów hydraulicznych zarejestrowanych podczas przepływu jednej z analizowanych fal wezbraniowych obliczono wartości chwilowe jednostkowego natężenia ruchu rumowiska wleczonego. W obliczeniach wykorzystano formułę Bagnolda, przy czym naprężenia graniczne określono według formuły autora, ustalonej na podstawie badaá laboratoryjnych. Zmierzone chwilowe wartości natężenia wleczenia oraz całkowitą masę rumowiska wleczonego porównano z wartościami obliczonymi.

Using the River Habitat Survey method in forecasting effects of river restoration

Abstract Using the River Habitat Survey method in forecasting effects of river restoration. Research presents usability of the River Habitat Survey (RHS) evaluation method in forecasting effects of the Zielawa River restoration, performed in selected section between 18 + 960 km and 19 + 460 km. The EU so-called Water Framework Directive signalizes necessity of achieving a good ecological status of European rivers in the immediate future. Accordingly, river restoration is the main tool for already technically regulated rivers’ quality upgrading. Present research contains a collation of four proposed restoration works variants and the ecological evaluation of chosen river reach before and after initiating restoration works in accordance to various variants, using the RHS method. The conclusion is fact, that in dependence of established variant it is possible to receive improvement of ecological class from present Class V to Class IV (variants 1 and 2) or Class III (variants 3 and 4) Streszczenie Prognozowanie efektów renaturyzacji rzeki z wykorzystaniem metody River Habitat Survey. W pracy przestawiono możliwość wykorzystania metody River Habitat Survey (RHS) do oceny przewidywanych efektów renaturyzacji rzeki Zielawy na odcinku między km 18 + 960 a km 19 + 460. Tak zwana Ramowa Dyrektywa Wodna nakłada konieczność osiągnięcia w najbliższym czasie przez rzeki europejskie dobrego stanu ekologicznego. Renaturyzacja rzek jest głównym narzędziem poprawy jakości rzek, uregulowanych według wymagań technicznych. W artykule przedstawiono propozycję renaturyzacji odcinka rzeki Zielawy według czterech wariantów robót oraz dokonano oceny, wykorzystując metodę RHS, wpływu tych prac na poprawę obecnego stanu hydromorfologicznego rzeki. Stwierdzono, że w zależności od przyjętego wariantu robót poprawa stanu odcinka rzeki jest możliwa z obecnej V klasy do IV klasy (warianty 1 i 2) lub III klasy (warianty 3 i 4).

Geometry Description of Local Scouring Process in Various Laboratory Water Structure Models

Water structures are usually used to stabilise river bed, although they also are a cause of degradation processes like erosion and scouring. The aim of this study was to correlate scour geometry, characterized by the scour medium and maximal depth and its length with hydraulic and granulometric properties. The study presents results obtained for three laboratory models (with and without weir flow) with partially or totally erodible bed, with median grain size d 50 = 0.91 mm in clear-water and live-bed conditions. The experiment duration was sufficient to obtain equilibrium, stable scour shape. Analysed relationships were parameterized using linear and exponential functions. The intensity of the sediment transport was investigated using the modified principle of fluvial hydraulics—the Lane’s relation, originally derived from basic rules of the sediment transport as a qualitative expression.

Analysis of technical feasibility of status improvement the river and valley environment on the example of selected objects

Abstract In order to improve the status of rivers and valleys environment, protective measures are often insufficient – technical measures are also required. The paper presents two concepts of technical solutions proposed for the sections of the Świder and Rawka rivers, lying within the boundaries of natural protected areas. Due to the purpose of the project, the type of planned works, their scope and the expected final result, these concepts may be typical examples of river restoration and river and valley revitalization. The proposed activity on the Świder river is to inhibit erosion of the deep riverbed, by reconstructing the former natural estuary. Therefore, these actions can be classified as typical river restoration. In the case of the Rawka river, the aim is to revitalize the river and the valley, by ensuring the ecological continuity of the riverbed and improving the status of valley habitats.

Variability of morphological conditions of the Vistula river channel in the section Czerwińsk-Kępa Polska

Abstract: Variability of morphological conditions of the Vistula river channel in the section Czerwińsk-Kępa Polska. The paper presents an assessment of morphological changes that occurred in the Vistula river channel in selected section of about 33 km long, located in the middle of the Vistula river course between Czerwińsk and Kępa Polska (km 576–609). Based on the analysis of archival material from 1972–2009, a characteristics of river channel changes, taking primarily into account the horizontal layout (shape in the plan), was obtained. An attempt was made to estimate the trends and rate of transformation of the following parameters in the river channel: width, length, and position of the riverbanks, abundance and size of islands and fluvial deposits, as well as their percentage in the total area of the main river channel and the floodplain area between levees.

Water budget of the Zdworskie Lake in 2008–2012 period

Abstract Water budget of the Zdworskie Lake in 2008-2012 period. The paper presents the results of water balance calculations for the Zdworskie Lake, Poland, based on meteorological and hydrological data of 2008-2012 period. Meteorological data have come from automatic measurement station located near Łąck in a distance of about 7.5 kilometer from geometric center of the Zdworskie Lake. The station is a part of the monitoring system of The State Forests National Forest Holding. Hydrological data has been collected from five water-gauging stations located in the Wielka Struga River catchment to which belongs the Zdworskie Lake. The water-gauging stations has been established by Department of Water Engineering of Warsaw University of Life Sciences - SGGW within monitoring net constructed as a part of the Restoration Programme of the Lakes in the Łąck Commune, Płock district. Water balance calculations revealed that throughout the analyzed period the retained water amount in Zdworskie Lake should be much larger than it was actually observed. Groundwater level fluctuations observed in one of the water-gauge sections together with geological conditions in the immediate lake catchment area suggest periodic outflow of the lake water into the ground. In the years 2008-2012 the annual loss of lake water caused by the groundwater alimentation varied ranging from about 761,000 to 2,078,000 m3. Streszczenie Bilans wodny Jeziora Zdworskiego w okresie 2008-2012. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń bilansu wodnego dla Jeziora Zdworskiego, wykonane na podstawie danych meteorologicznych i hydrologicznych z lat 2008-2012. Dane meteorologiczne pochodzą z automatycznej stacji pomiarowej należącej do Lasów Państwowych, zlokalizowanej koło Łącka, w odległości około 7,5 km od geometrycznego środka Jeziora Zdworskiego. Natomiast dane hydrologiczne pochodzą z 5 posterunków wodowskazowych, założonych w zlewni Wielkiej Strugi i Jeziora Zdworskiego przez Katedrę Inżynierii Wodnej SGGW do badań monitoringowych realizowanych w ramach Programu renaturyzacji jezior Pojezierza Łąckiego. Na podstawie wyników obliczeń bilansowych stwierdzono, że w całym analizowanym okresie objętości wody zretencjonowanej w Jeziorze Zdworskim powinny być znacznie większe od zaobserwowanych. Warunki geologiczne w części bezpośredniej zlewni jeziora a także wyniki pomiarów stanu wody gruntowej w jednym z przekrojów wodowskazowych świadczą o okresowym odpływie wód jeziornych do gruntu podłoża. W latach 2008-2012 roczne straty wody w Jeziorze Zdworskim spowodowane odpływem do gruntu były zróżnicowane i wyniosły od około 761 do 2078 tys. m3.