The use of a geochemical method in the detection of groundwater discharge to floodplain lakes

• Autorzy: Glinska-Lewczuk K. , Burandt P. , Banaszek Z. , Chormanski J. , Slapinska M. , Timofte C. , Serwotka L. , Sawczyn J. , Jarzab N.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody geochemicznej do identyfikacji zasilania podziemnego starorzeczy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Water quality parameters of floodplain lakes may be indicative of the intensity of groundwater recharge. The main assumption made in the study is that the direct influence of groundwater recharge is reflected in the vertical gradient of temperature and aeration along the whole water column. Considering this, we seasonally monitored physical and chemical properties of 22 oxbow lakes in postglacial river valleys (the Słupia, Drwęca and Łyna rivers) in temperate climate zone in the southern watershed of the Baltic Sea (N Poland). The results were compared with groundwater samples from transects of piezometers located near the floodplain lakes. The floodplain water bodies showed variability (both in vertical and spatial dimensions) in temperature, aeration and electrolytic conductivity, affected mainly by different sources of water supply. The temperatures and dissolved oxygen contents declined not only with the increasing depth of water and a distance from the river channel, but also a significant drop in the parameters’ values have been associated with groundwater recharge within the floodplain edge.

PL

Parametry jakości wód w jeziorach rzecznych mogą być traktowane jako indykatory intensywności zasilania podziemnego. Głównym założeniem prowadzonych badań był bezpośredni wpływ zasilania podziemnego na jakość wód starorzeczy zidentyfikowany na podstawie gradientu temperatury i natlenienia wody w przekrojach pionowych i podłużnych zbiorników. Uwzględniając tę hipotezę, monitoringowi poddano właściwości fizyczne i chemiczne wody w 22 starorzeczach północnej Polski (w dolinie rzeki Słupi, Drwęcy i Łyny) położonych w umiarkowanej strefie klimatycznej, w warunkach fizyczno-geograficznych południowego zlewiska Bałtyku. Wyniki uzyskane z monitoringu wód starorzeczy porównano z jakością wód gruntowych badanych w piezometrach położonych w pobliżu jezior rzecznych. Badane zbiorniki charakteryzowały się dużą zmiennością cech fizykochemicznych, głównie natlenienia, przewodności elektrolitycznej wynikającej z różnych źródeł pochodzenia wody. Badania wykazały, że zarówno temperatura, jak i koncentracje tlenu rozpuszczonego zmniejszają się nie tylko wraz ze wzrostem głębokości zbiorników i odległości względem rzeki, ale także znaczący spadek tych wskaźników związany jest z zasilaniem gruntowym u podnóży krawędzi dolin rzecznych.

Słowa kluczowe

EN

geochemical method; detection; ground water; discharge; flood plain lake; oxbow lake; hydrological connectivity; thermal gradient; aeration

• Wydawca: -
• Czasopismo: Baltic Coastal Zone. Journal of Ecology and Protection of the Coastline
• Rocznik: 2013
• Tom: 17
• Opis fizyczny: p.21-34,fig.,ref.

Twórcy

autor

Glinska-Lewczuk K.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 2, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Burandt P.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 2, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Banaszek Z.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 2, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Chormanski J.

• Department of Water Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Slapinska M.

• Department of Water Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Timofte C.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 2, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Serwotka L.

• Department of Land Reclamation and Environmental Management, Faculty of Environmental Management and Agriculture, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 2, 10-719 Olsztyn, Poland

autor

Sawczyn J.

• Department of Ecology, Institute of Biology and Environmental Protection, Pomeranian University in Slupsk, Arciszewskiego 22, 76-200 Slupsk, Poland

autor

Jarzab N.

• Department of Ecology, Institute of Biology and Environmental Protection, Pomeranian University in Slupsk, Arciszewskiego 22, 76-200 Slupsk, Poland

Bibliografia

• Amoros C., Bornette G., 2002. Connectivity and biocomplexity in waterbodies of river floodplains. Freshwat. Biology, 47, 517-539.
• Anibas C., Verbeiren B., Buis K., Chormański J., de Doncker L., Okruszko T., Meire P., Batelaan O., 2011. A hierarchical approach on groundwater-surface water interaction in wetlands along the upper Biebrza River, Poland. Hydrol. Earth Syst. Sci. Discussions, 8, 9537-9585.
• Berner E.K., Berner R.A., 1996. Global Environment: Water, Air and Geochemical cycles. Prentice Hall Inc.
• Chormanski J., Okruszko T., Ignar S., Batelaan O., Rebel K.T., Wassen M.J., 2011. Flood mapping with remote sensing and hydrochemistry: A new method to distinguish the origin of flood water during floods. Ecol. Eng., 37(9), 1334-1349.
• Glińska-Lewczuk K., 2006. Effect of land use and lake presence on chemical diversity of the Łyna river system. Pol. J. of Environ. Stud., 15(2), 259-269.
• Glińska-Lewczuk K., 2009a. Influence of morphogenesis and connecting with a river on a rate of oxbow lake evolution in young-glacial river valleys. Chapter I. In: Wetlands –their functions and protection. (Ed.) A. Łachacz, Series: Contemporary problems of management Environmental Protection, UWM, Olsztyn, vol. 2, 9-28.
• Glińska-Lewczuk K., 2009b. Water quality dynamics of oxbow lakes in young-glacial landscape of NE Poland in relation to their hydrological connectivity. Ecol. Eng., 35(1), 25-37.
• Hillbricht-Ilkowska A., 1994. Charakterystyka wód zasilania rzecznego i jego wpływ na wody jezior Suwalskiego Parku Krajobrazowego. (Characteristics of river water supply and its impact on lake waters in the Suwalski Landscape Park). Zesz. Nauk. Kom. Nauk. PAN Człowiek i Środowisko, 7, 163-179, (in Polish).
• Hynes, H.B.N., 1975. The stream and its valley. Verh. Internat. Verein. Limnol., 19, 1-25.
• Larkin R.G., Sharp J.M., 1992. On the relationship between river-basin geomorphology, aquifer hydraulics, and ground-water flow direction in alluvial aquifers. Geol. Soc. America Bull., 104(12), 1608-1620.
• Mazurek M., 2000. Zmienność transportu materiału rozpuszczonego w zlewni Kłudy jako przejaw współczesnych procesów denudacji chemicznej (Pomorze Zachodnie). (Variability of dissolved matter transport in the Kłuda catchment as an indication of contemporary processes of chemical denudation (Western Pomerania)). Seria Geografia, 62, UAM, Poznań, (in Polish).
• Meybeck M., 1987. Global chemical weathering of surficial rocks estimated from river dissolved loads. Am. J. Sci., 287, 401-428.
• Obolewski K., 2011. Biodiversity of Macroinvertebrates in Oxbow-Lakes of Early Glacial River Basins in Northern Poland. In: Ecosystems Biodiversity. (Ed.) O. Grillo, G. Venora, InTech.
• Petts G.E., 1990. The role of ecotones in aquatic landscape management. In: The Ecology and Management of Aquatic-Terrestrial Ecotones. (Eds). R.J. Naiman, H. Décamps UNESCO, Paris and Parthenon Publishing Group, Carnforth, 227-261.
• Piégay H., Bornette G., Grante P., 2002. Assessment of silting-up dynamics of eleven cut-off channel plugs on a free-meandering river (the Ain River, France). In: Applied Geomorphology, Theories, and Practice. (Ed.) R.J. Allison, New York: John Wiley and Sons, Inc, 227-247.
• Ter Braak C.J.F., 1995. Ordination. In: Data Analyses in Community and Landscape Ecology. (Eds.) R.G.H. Jongman, C.J.F. Ter Braak, O.F.R. Van Tongeren. Cambridge University Press, 91-173.
• Ter Braak C.J.F., Smilauer P., 2002. Canoco for Windows 4.5. Biometrics, the Netherlands. Tockner K., Stanford J.A., 2002. Riverine flood plains: present state and future trends. Environ. Conserv, 29 (3), 308-330.
• Walling D.E., Webb B.W., 1983. The dissolved load of rivers: A global overview. In: Dissolved loads of rivers and surface water quality. Proceedings of the Hamburg symposium. (Ed.) B.W. Webb, IAHS publ. no 141.
• Ward J.V., Malard F., Tockner K., 2002. Landscape ecology: a framework for integrating pattern and process in river corridors. Landscape Ecol., 17, Suppl. 1, 35-45.