Assessment of the possibilities for determining the channel environmental flow based on the environmental requirements of ichthyofauna and macrozoobentos

• Autorzy: Grela J. , Madej P.

Warianty tytułu

PL

Ocena możliwości wyznaczania korytowego przepływu środowiskowego w oparciu o wymagania środowiskowe ichtiofauny i makrozoobentosu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the study The purpose of the article is to present the effects of work on developing a method for determining environmental channel flows that could be implemented as a tool for assessing the degree of possible use of water resources by humans without compromising the functioning of the broadly understood environment. Such a method is considered as an alternative to methods of minimum acceptable flow used so far in Poland, including for example the Kostrzewa method. Material and methods 34 research catchments were analysed, diversified in terms of abiotic and biotic factors. In the first phase of work, the focus was on the living conditions of ichthyofauna and a simple hydrological formula was used to estimate the minimum flows in rivers, determined on the basis of the MesoHABSIM habitat model. Next the method was extended to include environmental requirements of macrozoobenthos. The relationship between environmental flow and water depth was developed for macrozoobenthos Results and conclusions A hybrid method was proposed, combining habitat requirements for fish and macrozoobenthos. A set of hydrological formula coefficients was included, making it possible to calculate the value of the environmental flow for each river in Poland and each of the 4 bio-periods of the year, provided that the mean annual low flow (MALF) value is known. The authors compared the value of environmental flows obtained by this method with those obtained by the Kostrzewa method, in the analysis of data from 345 river ganges. The summary indicates the weaknesses of the method, resulting from the diversity of the hydrological regime within one biotic type and the effects of averaging the coefficients.

PL

Cel pracy Celem artykułu jest przedstawienie efektów prac nad opracowaniem metody określania przepływów środowiskowych korytowych, która mogłaby być wdrożona jako narzędzie do oceny stopnia możliwego wykorzystania zasobów wodnych przez człowieka bez jednoczesnego uszczerbku dla funkcjonowania szeroko rozumianego środowiska. Metoda taka rozważana jest jako alternatywą dla stosowanych dotąd w Polsce metod wyznaczania przepływów nienaruszalnych, w tym np. metody Kostrzewy. Materiał i metody Przeanalizowano 34 zlewnie badawcze, zróżnicowane pod względem abiotycznym i biotycznym. W pierwszej fazie prac skoncentrowano się na warunkach bytowania ichtiofauny i zastosowano prostą formułę hydrologiczną do oszacowania minimalnych przepływów w rzekach, w oparciu o habitatowy model MesoHABSIM. Następnie metodę poszerzono o uwzględnienie wymagań środowiskowych makrozoobentosu. Dla makrozoobentosu zbudowano zależności przepływu środowiskowego od głębokości wody Wyniki i wnioski Zaproponowano metodę hybrydową, łącząc wymagania habitatowe dla ryb i makrozoobentosu. Zawarto zestaw współczynników do formuły hydrologicznej pozwalający dla każdej rzeki w Polsce i każdego z 4 bioperiodów w roku obliczyć wartość przepływu środowiskowego pod warunkiem znajomości wartości przepływu średniego niskiego. Autorzy dokonali porównania wartości przepływów środowiskowych uzyskanych tą metodą z metodą Kostrzewy, analizując 345 wodowskazów. W podsumowaniu wskazano też słabe strony metody, wynikające z różnorodności reżimu hydrologicznego w ramach jednego typu biotycznego i skutków uśredniania współczynników w formule hydrologicznej.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2019
• Tom: 18
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.59-70,fig.,ref.

Twórcy

autor

Grela J.

• MGGP S.A., Juliusza Lea 112, 33-133 Krakow, Poland

autor

Madej P.

• MGGP S.A., Juliusza Lea 112, 33-133 Krakow, Poland

Bibliografia

• Arthington, A.H. (1998). Comparative evaluation of environmental flow assessment techniques: Review of holistic methodologies. LWRRDC Occasional Paper 26/98. Land and Water Resources Research and Development Corporation (LWRRDC): Canberra.
• Bovee, K.D. (1982). A guide to stream habitat analysis using the instream flow incremental methodology. Instream Flow Information Paper 12, United States Fish and Wildlife Service, Fort Collins, Colorado.
• European Commission (2015). Ecological flows in the implementation of the Water Framework Directive. Guidance document n°31. Technical Report 2015, 086.
• Grela, J., Madej, P. (2019)., Kalibracja habitatowej metody wyznaczania przepływów środowiskowych korytowych w Polsce. Aura, 3, 3–7.
• Grela, J., Stochliński, T. (2005). Doświadczenia w zastosowaniu metody IFIM do obliczenia wielkości przepływu hydrobiologicznego na obszarze Karpat. Gospodarka Wodna, 2, 52–57.
• Jowett, I.G. (1997). Instream flow methods: a comparison of approaches. Regulated Rivers Research & Management 13, 115–127.
• Kostrzewa, H. (1977). Weryfikacja kryteriów i wielkości przepływu nienaruszalnego dla rzek Polski. Mat. Badawcze, seria: Gospodarka Wodna i Ochrona Wód. Warszawa.
• KZGW (2015a). Ustalenie metody szacowania przepływów środowiskowych w Polsce. Etap II raport końcowy. Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej, grudzień 2015 r.
• KZGW (2015b). Ostateczna uzgodniona typologia wód powierzchniowych ze streszczeniem. Warszawa, Gliwice: KZGW.
• KZGW (2017). Wdrożenie metody szacowania przepływów środowiskowych w Polsce. Weryfikacja i kalibracja metody szacowania przepływów środowiskowych – metodyka i część terenowa. Zad. 1.1.3 Metodyka weryfikacji i kalibracji metody szacowania przepływów środowiskowych, Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej, październik 2017 r.
• KZGW (2018a). Wdrożenie metody szacowania przepływów środowiskowych w Polsce. Weryfikacja i kalibracja metody szacowania przepływów środowiskowych – część analityczna (wraz z uzupełnieniem badań terenowych). Zad. 2.1 Wykonanie uzupełniających badań terenowych w zlewniach pilotażowych. Raport z badań terenowych I i II etapu, Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej, październik 2018 r.
• KZGW (2018b). Wdrożenie metody szacowania przepływów środowiskowych w Polsce. Weryfikacja i kalibracja metody szacowania przepływów środowiskowych – część analityczna (wraz z uzupełnieniem badań terenowych) oraz opracowanie narzędzi do wdrożenia metody. Szczegółowa metodyka i opis sposobu wdrażania ostatecznej metody ustalania przepływów środowiskowych, Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej, październik 2018 r.
• Milhous, R.T., Updike, M.A, Schneider, D.M. (1989). Physical Habitat Simulation System Reference Manual—Version II. Instream Flow Information Paper 26. United States Fish and Wildlife Service, Fort Collins, Colorado.
• Młyński, D., Wałęga, A., Wachulec, K. (2015). Porównanie metod do wyznaczania przepływu środowiskowego na przykładzie zlewni górskiej. Inżynieria Ekologiczna, 44, 184–190.
• Olden, J.D., Poff. N.L. (2003). Redundancy and the choice of hydrologic indices for characterizing streamflow regimes. River Research and. Applications, 19, 101–121.
• Parasiewicz, P., Dunbar, M.J. (2001), Physical Habitat Modelling for Fish: A developing approach. Large Rivers, 12(24), Archiv fur Hydrobiologie, Suplement, 135 (2–4), 239–268.
• Parasiewicz, P., Rogers, JN, Gortazar, J., Vezza, P., Wiśniewolski W., Comoglio, C. (2013), The MesoHABSIM Simulation Model – development and applications. In: Maddock I., Harby A., Kemp P., Wood P. Ecohydraulics: an integrated approach. John Wiley & Sons Ltd., 109–124.
• Parasiewicz, P., Prus, P., Suska, K., Marcinkowski, P. (2018). „E = mc²” of Environmental Flows: A Conceptual Framework for Establishing a Fish-Biological Foundation for a Regionally Applicable Environmental Low-Flow Formula. Water, 10, 1501.
• Pusłowska-Tyszewska, D., Rycharski, M. (2015). Wymagania wodne ekosystemów zależnych od wód jako podstawa określenia przepływów nienaruszalnych/środowiskowych. Część I: Koncepcja. Gospodarka wodna, 12, 371–376.
• Pusłowska-Tyszewska, D., Rycharski, M., Oświecimska-Piasko, Z., Teodorowicz, M. (2016). Wymagania wodne ekosystemów zależnych od wód jako podstawa określenia przepływów nienaruszalnych/środowiskowych. Część II: Przykłady z Narwi i Baryczy. Gospodarka wodna, 2, 48–60.
• Pusłowska-Tyszewska, D., Tyszewski. S. (2014). Wymagania ekosystemów wodnych i zależnych od wód w zarządzaniu zasobami wodnymi. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN. Warszawa. 20, 247–258.
• Richter, BD, Baumgartner, JV, Powell, J, Braun ,DP. (1996). A method for assessing hydrologic alteration within ecosystems. Conservation Biology, 10, 1163–1174.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 28 kwietnia 2004 r. w sprawie zakresu i trybu opracowywania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy w warunkach korzystania z wód regionu (2004) Dz. U. Nr 126, poz. 1318.
• Tennant, D.L. (1976). Instream flow regimens for fish, wildlife, recreation and related environmental resources. Fisheries 1, 6–10
• Tharme, R.E. (2003). A global perspective on environmental flow assessment: emerging trends in the developments and applications of environmental flow methodologies for rivers. River Research and. Applications, 19, 397–441.
• Więzik, U., Więzik, B.(2006): Metodyka określenia przepływu nienaruszalnego według kryterium hydrobiologicznego w zlewniach rzek i potoków górskich, w Ekologiczne uwarunkowania gospodarki wodnej w zlewniach rzek i potoków górskich, Monografie KGW PAN, 26, 55–73.
• Witowski, K., Filipkowski, A., Gromiec, M.J. (2008). Obliczanie przepływu nienaruszalnego – poradnik. Monografie Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.