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.
|
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.
|
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.
|