Zlewnia Dzierżąznej

Katedra Hydrologii i Gospodarki Wodnej UŁ rozpoczęła w 1998 r. monitoring stosunków wodnych w otulinie aglomeracji miejskiej Łodzi. Poligonem badawczym stała się zlewnia Dzierżąznej, reprezentująca warunki fizycznogeograficzne typowe dla regionu. Pomiary hydrologiczne uzupełniono badaniami z zakresu meteorologii, geologii, geomorfologii i zagospodarowania przestrzeni. Trwające od kilkunastu lat badania pozwoliły na ilościową i jakościową ocenę zasobów wodnych w małej zlewni podmiejskiej.

 

Charakterystyka zlewni badawczej

W użytkowaniu terenu przeważają grunty orne i użytki zielone, które zajmują łącznie ponad 40 %. Zwarta zabudowa jednorodzinna występuje jedynie w południowej części zlewni, na obszarze Zgierza. Lesistość zlewni Dzierżąznej wynosi niespełna 28 %. Istotnym elementem antropogenicznym jest odcinek autostrady A2 Emilia–Stryków. Przecina on równoleżnikowo obszar zlewni na długości 7 km.

Sieć rzeczną zlewni tworzą dwa główne cieki. Oś zlewni tworzy Dzierżązna uchodząca do Czarnawki (recypientem Czarnawki jest Moszczenica – lewy dopływ Bzury). Początek Dzierżązna bierze w źródlisku w Rudunkach, nieco powyżej kąpieliska w Malince. Jej dolina od samego początku jest wyraźnie zarysowana w krajobrazie i charakteryzuje się znacznymi spadkami zboczy. W tej części zlewni dominują piaski i żwiry wodnolodowcowe, przykryte płatami glin zwałowych zlodowacenia warty.

Jedynym większym dopływem Dzierżąznej jest Ciosenka. Bierze ona początek we wsi Ciosny, w źródlisku położonym na północ od Rosanowa. Górna część zlewni Ciosenki zbudowana jest z piasków i żwirów fluwioglacjalnych o kilkunastometrowej miąższości. W dalszym biegu dolina rzeki wykorzystuje płytką nieckę wysłaną mułkami zastoiskowymi.

W zlewni Dzierżąznej znajduje się kilka źródlisk: w Rudunkach, w Głowie, w Ciosnach oraz w Rosanowie. Z uwagi na piaszczysto-żwirowy charakter wodonośca i dużą zasobność drenowanego zbiornika wód podziemnych ich wydajność jest stała lub mało zmienna. Największym wypływem są źródła Ciosenki o łącznej wydajności ok. 52 dm3·s-1.

Dzięki dużym zdolnościom retencyjnym zlewni wezbrania Dzierżąznej są stosunkowo niewielkie i mogą być wywołane tylko przez gwałtowne roztopy lub obfite opady deszczu. Przepływ rzeki w przekroju zamykającym wynosi średnio 0,23 m3·s-1. Najwyższy zmierzony przepływ wystąpił w czerwcu 1999 r. i wynosił 1,57 m3·s-1, zaś obliczona teoretycznie kulminacja największego wezbrania osiągnęła 2,88 m3·s-1. W okresie głębokiej suszy hydrologicznej przepływy Dzierżąznej maleją do około 0,09 m3·s-1.

W wielu miejscach cieki przegrodzono zaporami ziemnymi, wodę spiętrzono w licznych zbiornikach. Dawniej, przy większości z nich funkcjonowały młyny wodne – obecnie pozostał tylko młyn w Ciosnach (istniejący od XVI w.). Większość zbiorników pełni funkcje hodowlaną (Ciosny, Biała, Dąbrówka W.) lub rekreacyjną (Malinka). Ich łączna powierzchnia wynosi ok. 20 ha.

Dzierżązna jest jedną z niewielu rzek w regionie łódzkim która jeszcze prowadzi stosunkowo czyste wody. Przewodność elektrolityczna wód rzecznych wynosi 0,4 mS·cm-1 i ulega jedynie niewielkim wahaniom sezonowym. Nieco podwyższoną konduktywnością charakteryzują się odcinki cieków do których przylega zabudowa wiejska. Najwyższe wartości, rzędu 10-20 mS·cm-1, notowane są w okresie zimowym w kolektorach odprowadzających wodę z autostrady A2.

 

Zakres prowadzonych badań

Pomiary terminowe są prowadzone codziennie przez obserwatorów. Co dwa tygodnie pracownicy Katedry biorą udział w pomiarach patrolowych obejmujących kilkanaście stałych punktów kontrolnych. Ciągle powiększająca się baza danych Dzierżąznej zawiera serie następujących charakterystyk:

        stan wody na wodowskazie zamykającym zlewnię (ponad 4000 pomiarów),

        stany wód podziemnych (około 1500 pomiarów),

        przepływ cieków (ponad 1400 pomiarów),

        wydajność źródeł (ponad 950 pomiarów),

        podstawowe cechy fizykochemiczne (temperatura, przewodność elektryczna właściwa, odczyn) wód powierzchniowych (ponad 2900 pomiarów) oraz wód podziemnych (ponad 600 pomiaów),

        mętność wody (ponad 580 pomiarów),

Do pomiarów wykorzystywane są m.in.: młynek hydrometryczny Valeport BFM002, pH-konduktometr Elmetron CPC-401, tlenomierz Elmetron CO-411 oraz nefelometr WTW 355T.

Od sierpnia 2006 r. stan wody i jej podstawowe właściwości fizykochemiczne są rejestrowane także w sposób automatyczny (co 10 minut) za pomocą sondy wieloparametrycznej firmy OTT. W zlewni zainstalowana jest także Automatyczna Stacja Meteorologiczna wyposażona w:

        standardowy deszczomierz Hellmanna,

        impulsowy miernik opadu OP 2G,

        czujnik kierunku wiatru KWG4,

        czujnik prędkości wiatru PRW9,

        czujnik ciśnienia atmosferycznego CA M2,

        pyranometr CM 3,

        czujnik wilgotności gleby ML2x,

        czujnik temperatury gleby Pt 100,

        zintegrowany czujnik temperatury i wilgotności powietrza HMP 45D.

Czujniki są podłączone do logera RC-12 firmy TRAX. Dane są zapisywane z 10-minutową częstością. Na stacji wykonuje się także pomiary grubości pokrywy śnieżnej oraz obserwacje osadów atmosferycznych.

Badania w zlewni Dzierżąznej są realizowane także w ramach odbywających się corocznie ćwiczeń terenowych z hydrologii. Studenci geografii oprócz wykonywania pomiarów hydrometrycznych przeprowadzają także płytkie wiercenia geologiczne, wykonują przekroje hydrotopiczne, zajmują się kartowaniem wypływów wód podziemnych lub identyfikacją ognisk zanieczyszczeń. Podczas ćwiczeń dokonano również oceny hydromorfologicznej cieków w zlewni Dzierżąznej, stosując metodę RHS.

 

Zrealizowane projekty badawcze

        Grant Prezydenta Miasta Łodzi „Wpływ budowy i eksploatacji powstającej autostrady A2 w sąsiedztwie Łodzi na stosunki wodne w strefie przyległej”, 2005-2006,

        Grant MNiI nr 2P04E02929 „Oddziaływanie autostrady na obieg i jakość wody w środowisku”, 2006-2007.

 

Bibliografia Dzierżąznej

  1. Jokiel P., Maksymiuk Z., 2000, Morfologiczne i geologiczne tło procesu obiegu wody w małej zlewni położonej w północnej części Wyżyny Łódzkiej. Acta Geogr. Lodz., Folia Geogr. Phys., 5, 9-28.
  2. Jokiel P., Moniewski P., 2000, Warunki gromadzenia i drenażu oraz kierunki ochrony zasobów wód podziemnych w strefie podmiejskiej Łodzi na przykładzie zlewni Dzierżąznej. Acta Geogr. Lodz., Folia Geogr. Phys., 5, 29-48.
  3. Bartnik A., Tomaszewski E., 2000, Charakterystyka sieci rzecznej małej zlewni położonej w strefie krawędziowej Wyżyny Łódzkiej. Acta Univ. Lodz., Folia Geogr. Phys., 5, 49-65.
  4. Krysiak S., 2000, Struktura użytkowania ziemi w dorzeczu Dzierżąznej – charakterystyka i aspekty hydrologiczne zagospodarowania zlewni. Acta Univ. Lodz., Folia Geogr. Phys., 5, 83-92.
  5. Maksymiuk Z., Moniewski P., 2000, Hydrologiczna i krajobrazowa rola źródeł małej zlewni w zachodniej części strefy krawędziowej Wzniesień Łódzkich. Acta Univ. Lodz., Folia Geogr. Phys., 5, 67-81.
  6. Jokiel P., 2002, Woda na zapleczu wielkiego miasta. IMGW, W-wa.
  7. Miklas M., Moniewski P., 2002, Warunki rozwoju oraz zagrożenia nisz źródłowych na przykładzie wybranych źródeł ze strefy krawędziowej Wzniesień Łódzkich. [w:] Ciupa T., Kupczyk E., Suligowski R. (red.), Obieg wody w zmieniającym się środowisku, Prace Inst. Geogr. AŚ, 7, Kielce, 53-62.
  8. Jokiel P., Tomalski P., 2005, Odpływ oraz fizykochemiczne właściwości wód płynących w sąsiedztwie węzła autostrad A1 i A2 w okolicy Łodzi. Acta Sci. Pol.; Ser. Form. Circum., 2, Wyd. Akad. Roln., Kraków.
  9. Tomalski P., 2005, Odczyn i przewodność elektrolityczna właściwa wód rzecznych strefy krawędziowej Wzniesień Łódzkich i ich zmienność sezonowa. [w:] J. Burchard (red.), Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce. t. III, Wyd. UŁ, Łódź.
  10. Jokiel P., Tomalski P., 2006, Sezonowe zmiany fizykochemicznych właściwości wód rzecznych w sąsiedztwie powstających autostrad A1 i A2 w okolicach Łodzi. [w:] M. Ziułkiewicz (red.), Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce. t. V, Wyd. UŁ, Łódź.
  11. Jokiel P., Tomalski P., 2006, Temperatura i pH wód podziemnych zlewni Dzierżąznej. [w:] M. Ziułkiewicz (red.), Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce. t. V, Wyd. UŁ, Łódź.
  12. Stolarska M., 2006, Sezonowe zmiany podstawowych właściwości hydrochemicznych wód podziemnych w małej zlewni nizinnej. Mat. I Ogólnop. Konf. Geografów-Doktorantów, Lublin 12-14.06.2006 r., Wyd. UMCS, Lublin.
  13. Tomalski P., Tomaszewski E. , 2006, Rola źródeł w formowaniu odpływu w zlewni Dzierżąznej. [w:] P. Moniewski, P. Tomalski, M. Ziułkiewicz (red.), Źródła – środowiskowe aspekty badań. Wyd. Regina Poloniae, Częstochowa.
  14. Moniewski P., Stolarska M., 2007, Podstawowe właściwości fizykochemiczne wód w niszy źródliskowej Rosanów I. [w:] P. Jokiel, P. Moniewski, M. Ziułkiewicz (red.), Źródła Polski. Wybrane problemy krenologiczne. Wyd. Regina Poloniae, Częstochowa.
  15. Moniewski P., Stolarska M., 2007, Wpływ naturalnych i antropogenicznych czynników na podstawowe charakterystyki fizykochemiczne wody w małej zlewni strefy podmiejskiej Łodzi. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, t. 7, z. 1 (19), Wyd. IMUZ, Falenty.
  16. Moniewski P., Stolarska M., Tomalski P., 2007, Zmiany warunków krążenia wody w zlewni Dzierżąznej pod wpływem budowy autostrady A2 w okolicach Łodzi. [w:] Z. Michalczyk (red.), Obieg wody w środowisku naturalnym i przekształconym. Badania hydrograficzne w poznawaniu środowiska, tom VIII. Wyd. UMCS, Lublin.
  17. Tomalski P., Tomaszewski E., 2007, Alimentacja wód źródlanych i ich rola w strukturze odpływu małej zlewni nizinnej. [w:] P. Jokiel, P. Moniewski, M. Ziułkiewicz (red.), Źródła Polski. Wybrane problemy krenologiczne. Wyd. Regina Poloniae, Częstochowa.
  18. Moniewski P., Tomalski P., 2008, Wpływ systemu odwodnienia autostrady na ilość i jakość wody małej rzeki [w:] J. Partyka, J. Pociask-Karteczka (red.), Wody na obszarach chronionych, IGiGP UJ, Kraków, 237-246.
  19. Moniewski P., Stolarska M., Wpływ przekształceń infrastruktury drogowej na podstawowe cechy fizykochemiczne wód powierzchniowych małej zlewni podmiejskiej. [w:] Problemy ekologii krajobrazu, PAEK, Poznań (w druku).
  20. Bartnik A., Moniewski P., Tomalski P., Rola naturalnych i antropogenicznych elementów obiegu wody w zlewni miejskiej (Sokołówka) i podmiejskiej (Dzierżązna). [w:] Problemy ekologii krajobrazu, PAEK, Poznań (w druku).