zlewnia potoku WIELKA PUSZCZA 

 

kliknij aby powiększyć Zlewnia potoku Wielka Puszcza jest zlewnią eksperymentalno - badawczą Instytutu Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej. Potok Wielka Puszcza jest prawobrzeżnym dopływem rzeki Soły położonym w Beskidzie Małym, swój bieg kończy w miejscowości Porąbka w cofce zbiornika Czaniec. Powierzchnia zlewni wynosi 19.3 km2, długość cieku głównego wynosi 7.5 km przy średnim spadku 5.88 %. Najwyższym punktem zlewni jest szczyt góry Kocierz (879 m npm), zaś rzędna przekroju zamykającego wynosi 325 m npm. Zlewnia potoku Wielka Puszcza jest zlewnią górską charakteryzującą się dużymi spadkami terenu, nieprzepuszczalnym podłożem i gęstą siecią rzeczną. Cechą charakterystyczną jest duża powierzchnia zalesienia (80%). Pozostałą część powierzchni stanowią pola uprawne i łąki (17%) oraz zabudowania gospodarskie (3%). Dominują tutaj krótkie wezbrania związane z opadami burzowymi (wezbrania letnie) oraz wezbrania wiosenne zależne są od szybkości topnienia pokrywy śniegowej, które w większości przypadków przebiegają łagodnie. Prace badawcze w zlewni potoku Wielka Puszcza zostały zapoczątkowane w 1973 roku, od 1991 rozpoczęto wprowadzanie do obserwacji automatycznego systemu pomiarowego, który jest systematycznie udoskonalany i rozbudowywany. Prowadzone prace badawcze mają na celu obserwację procesów i zjawisk zachodzących w zlewni górskiej oraz pozyskiwanie informacji wykorzystywanych przy modelowaniu procesów zachodzących w zlewni. Oprócz prac badawczych w ostatnich latach zlewnia służy również jako poligon do praktycznego zdobywania wiedzy z hydrologii, meteorologii i hydrogeologii przez studentów Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Krakowskiej.

 

AUTOMATYCZNY SYSTEM POMIAROWY

Pierwsze posterunki do pomiaru wysokości opadu i stanu wody zainstalowano w zlewni w roku 1973, opierając się na standardowych urządzeniach do pomiarów terminowych (łata wodowskazowa, deszczomierz Hellmanna) oraz aparaturze samopiszącej (limnigraf, pluwiograf). System ten nie pozwalał na odzwierciedlenie pełnej dynamiki zmian zachodzących w zlewni. W 1991 rozpoczęto wprowadzanie do obserwacji automatycznego systemu pomiarowego, który miał na celu zbierania i przetwarzanie danych hydrometeorologicznych. Struktura systemu została opracowana w Instytucie Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej. Wszystkie prace instalacyjne zostały wykonane przez pracowników Zakładu Systemów i Prognoz Hydrologicznych. Jako bazowy punkt zlewni został wybrany i zaadoptowany budynek (punkt pomiarowy P2), jest to stara leśniczówka położona przy głównym szlaku komunikacyjnym zlewni oraz w miejscu ujścia potoku Roztoka do Wielkiej Puszczy. System pomiarowy składa się z punktów pomiarowych, których lokalizację pokazano na rysunku. W punktach tych są mierzone i rejestrowane parametry hydrometeorologiczne zestawione w tabeli. Oprócz tego od roku 1995 są analizowane pod względem składu chemicznego próbki wody z potoków Wielka Puszcza i Roztoka. W punktach pomiarowych w dalszym ciągu prowadzone są standardowe obserwacje, pozwalające na monitorowanie prac systemu automatycznego.

               
         

P3

   
 

P5

P4

         
 

P6

 

 

       
               
          P2

P1

 
               
   

P7

         
               

aby zobaczyć zdjęcie posterunków - kliknij w odpowiedni numer

  

Zestawienie prowadzonych obserwacji w punktach pomiarowych (stan na rok 1996))

Rodzaj pomiaru

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

opad atmosferyczny

x

x

x

x

 

x

x

opad netto, poletka infiltracyjne i spływ po pniu

 

x

 

 

 

 

 

stan wody

 

x

 

 

x

 

 

stan wody gruntowej

 

 

 

x

 

 

 

temperatura powietrza

x

x

x

x

 

x

x

temperatura wody

 

x

 

x

 

 

 

temperatura wody gruntowej

 

 

x

 

 

 

 

wilgotność powietrza

x

x

x

 

 

x

x

prędkość wiatru na wysokości 2 m

x

x

x

 

 

 

x

kierunek wiatru

 

 

 

 

 

 

x

radiacja

 

x

 

 

 

 

 

temperatura i wilgotność na wysokości koron drzew

 

x

 

 

 

 

 

prędkość wiatru na wysokości koron drzew

 

x

 

 

 

 

 

temperatura i wilgotność 4 m poniżej koron drzew

 

x

 

 

 

 

 

konduktancja wody

 

x

x

 

x

 

 

PH wody

 

x

x

 

 

 

 

konduktancja i PH opadu (pomiar dla opadu i opadu netto)

 

x

 

 

 

 

 

Na koniec września 1996 w skład automatycznego systemu pomiarowego wchodzą : 3 stacje klimatyczne (są to posterunki P1, P2, P3) i 2 posterunki pomiaru stanu wody - P2, P5 (w przypadku punktu P2 pomiar stanu wody jest dokonywany w dwóch przekrojach na potoku Wielka Puszcza i jego lewym dopływie Roztoce), w punkcie P2 zainstalowano również poletko pomiaru opadu netto oraz maszt do gradientowych pomiarów elementów hydrometeorologicznych. Kompleksowy pomiar wysokości opadu, stanu wody, temperatury wód i powietrza, prędkości wiatru, ciśnienia atmosferycznego oraz wysokości intercepcji pozwala na tworzenie globalnej dla całej zlewni bazy danych, w której gromadzone są wyniki z krokiem 10-cio minutowych już od 1994 roku. Wszystkie te pomiary są monitorowane przez sieć standardowych urządzeń pomiarowych. Dane hydrometeorologiczne z tych urządzeń wykorzystane są do weryfikacji czy też uzupełniania danych z automatycznego systemu pomiarowego. Oprócz parametrów hydrometeorologicznych w zlewni potoku Wielka Puszcza wprowadzono badania chemizmu wody. Systematycznie w całym profilu podłużnym potoku Wielka Puszcza i w potoku Roztoka pobierane są próbki wody dla których określa się podstawowe parametry chemiczne pozwalające ocenić wpływ czynników antropogenicznych w wodach powierzchniowych zlewni. Do maja 1997 roku planuje się rozbudowę automatycznego systemu pomiarowego zlewni potoku Wielka Puszcza poprzez : uzupełnienie istniejących punktów pomiarowych o urządzenia służce do pomiaru przewodności i odczynu wód płynących i opadowych.  Na wałach zbiornika na górze Żar znajduje się punkt P7 - jest to najwyższy punkt w okolicy zlewni. Punkt pomiarowy P8 - znajduje się na południowym stoku doliny potoku Wielka Puszcza.

System automatyczny składa się z czujników pomiarowych, rejestratora i mikrokomputera klasy IBM PC. Do pomiaru wysokości opadu, stanu wody, ciśnienia atmosferycznego , wilgotności względniej powietrza oraz ciśnienia ssącego gruntu zastosowano czujniki strunowe]. Rejestrator służy do : sterowania pracą systemu, zbierania danych z podłączonych do niego czujników, przechowywania informacji w pamięci wewnętrznej oraz jej transmisji do mikrokomputera. Urządzenia te zostały wyposażone w pamięć operacyjną 11x16 kB. Zastosowane w nich układy elektroniczne zapewnia niezawodny sposób zapisu informacji i jej przechowania przy niskim poborze mocy, umożliwia to, dla wersji RC4, stosowanie zasilania z akumulatorów.

Struktura automatycznego systemu pomiarowego

System automatyczny składa się z czujników pomiarowych, rejestratora i mikrokomputera klasy IBM PC. Do pomiaru wysokości opadu, stanu wody, ciśnienia atmosferycznego , wilgotności względniej powietrza oraz ciśnienia ssącego gruntu zastosowano czujniki strunowe]. Rejestrator służy do : sterowania pracą systemu, zbierania danych z podłączonych do niego czujników, przechowywania informacji w pamięci wewnętrznej oraz jej transmisji do mikrokomputera. Urządzenia te zostały wyposażone w pamięć operacyjną 11x16 kB. Zastosowane w nich układy elektroniczne zapewnia niezawodny sposób zapisu informacji i jej przechowania przy niskim poborze mocy, umożliwia to, dla wersji RC4, stosowanie zasilania z akumulatorów.
Rejestrator dla stacji klimatycznych o pamięci 176 kB zużywa tylko 40 W mocy i jest wyposażony w 3 płyty pomiarowe do obsługi:
- 8 czujników strunowych,
- 3 wiatromierzy, 2 kierunki wiatru i 24 czujników impulsowych,
- 16 czujników analogowych.
Rejestrator umożliwia :
- zbieranie danych ze zmienną częstotliwością (od 1 do 60 min),
- zmianę programu prowadzenia rejestracji danych (ustawienie dowolnej konfiguracji zabierania danych z czujników),
- przeliczania wielkości wyjściowych z czujników na wartości fizyczne mierzonego parametru,
- wprowadzenie współczynników korekcyjnych,
- określanie średnich wartości w zadanych przedziałach czasowych.
Transmisja danych pomiędzy czujnikiem a rejestratorem odbywa się bezpośrednio drogą kablową (do 500 m). Na alfanumerycznym wyświetlaczu rejestratora oprócz czasu można obserwować 3 rejestrowane lub próbkowane wielkości. w układzie bezpośredniego połączenia komputera z rejestratorem można ponadto dokonać przeglądu danych zapisanych w pamięci lub wykonywać niezależne pomiary przez dowolnie wybrana grupę czujników. Rejestrator współpracuje z przenośnym mikrokomputerem typu LAPTOP (NOTE-BOOK) lub innym kompatybilnym z IBM PC.
     

aktualizacja: grudzień 2010 Dziobak