Projekt

2013/09/B/ST10/00056 Określenie wielkości i zasięgu współczesnego wcięcia się rzek polskich Karpat i jego wpływu na hydraulikę przepływów wezbraniowych.
Kierownik projektu:
Wykonawcy:

mgr inż. Maciej Liro

tel.: 12 370 35 24

mgr Paweł Mikuś

tel.: 12 370 35 25
Źródło finansowania:Narodowe Centrum Nauki
Kwota na realizację:305 500 PLN
Okres realizacji: 2014 - 2017
Opis projektu:

1. Najważniejsze wykonane zadania

  • Sformułowano model koncepcyjny wskazujący, że pogłębienie koryta rzeki może nastąpić albo w wyniku zmiany szerokiego i płytkiego koryta w koryto wąskie i głębokie bez zmiany jego pojemności (transformacja rzeki) albo wskutek wcięcia się rzeki zwiększającego pojemność koryta. Poprawność modelu zweryfikowano, badając paleokoryta Raby o różnej geometrii i porównując ich pojemność z pojemnością współczesnego, wciętego koryta rzeki.
  • Wykazano, że wpływ wcięcia się rzeki o określoną wielkość (w metrach) na zmiane pojemności koryta i częstość zatapiania dna doliny zwiększa się w górę biegu rzeki, wraz z malejącą początkową pojemnością jej koryta.
  • Wykazano, że różnice w przebiegu wcinania się rzek z zachodniej i wschodniej części polskich Karpat, odpowiednio o większej i mniejszej energii przepływów wezbraniowych, znajdują odzwierciedlenie w zróżnicowaniu zmian prędkości przepływu i częstości zatapiania obszaru zalewowego w czasie wezbrań, wywołanych  tym procesem.
  • Przedstawiono metodykę analizy archiwalnych zdjęć lotniczych z drugiej połowy XX wieku pozwalającą na określenie stopnia wcięcia się rzeki w określonych horyzontach czasowych wzdłuż jej biegu i jej przydatność wykazano na podstawie analizy zmian wysokościowego położenia koryta w głęboko wciętym odcinku Czarnego Dunajca w latach 1963-2012.
  • Na podstawie numerycznego modelowania warunków hydraulicznych wykazano, że we wciętym odcinku rzeki przepływy wezbraniowe cechują się znacznie większymi prędkościami i siłami wleczenia wywieranymi na dno i brzegi koryta niż w stabilnym pionowo, wielonurtowym korycie. Pomiary uziarnienia wykazały natomiast, że we wciętym odcinku rzeki osady korytowe sa znacznie bardziej gruboziarniste niż w stabilnym pionowo odcinku.

2. Znaczenie projektu, wpływ na rozwój dyscypliny, stan istniejącej wiedzy oraz znaczenie badań dla społeczeństwa

Wyniki projektu umożliwiają lepsze rozpoznanie występowania, przebiegu, skali oraz skutków współczesnego wcięcia się rzek. Pozwoli to na podejmowanie skutecznych działań zaradczych umożliwiających ograniczenie wcięcia się rzek oraz zmniejszających jego negatywne skutki dla stanu ekologicznego rzek i zagrożenia powodziowego w ich niższym biegu. Wskazanie obniżenia się stanów wody związanych z określonym przepływem jako cechy rozpoznawczej wcięcia się rzek pozwoli odróżniać to zjawisko, prowadzące do wzrostu pojemności koryt, od dostosowania się rzek do zmniejszonego obciążenia rumowiskiem, przebiegającego bez zmiany pojemności koryt. Wykazanie, że hydrauliczne skutki wcięcia się rzek są największe w ich górnym biegu wskazuje, że należy tam dołożyć szczególnych starań dla zapobieżenia wcinaniu się rzek lub powstrzymania i odwrócenia tego procesu. Rozpoznanie odmiennych hydraulicznych skutków wcięcia się rzek przebiegającego przy poziomej stabilności koryta lub w powiązaniu z jego boczną migracją ma kluczowe znaczenie dla minimalizacji ryzyka powodziowego związanego z gospodarowaniem w obszarach zalewowych przylegających do wciętych rzek. Opracowanie metodyki określania stopnia wcięcia się rzeki w określonym horyzoncie czasowym dla dowolnego miejsca wzdłuż biegu rzek na podstawie fotogrametrycznej analizy archiwalnych zdjęć lotniczych pozwoli na odtworzenie skali i przebiegu wcinania się rzek poza przekrojami wodowskazowymi; metodyka ta będzie mogła być także wykorzystana do analizy elementów rzeźby cechujących się dużą dynamiką zmian pionowego położenia ich powierzchni, takich jak osuwiska. Analiza hydraulicznych warunków przepływów wezbraniowych we wciętej rzece górskiej poddanej rewitalizacji wskazuje na możliwość podjęcia działań zmierzających do odwrócenia niekorzystnych skutków wcięcia się rzek.

Lista projektów