Transformacja właściwości wody i osadów w profilu podłużnym zbiorników zaporowych Kaskady Górnej Wołgi* = Transformation of water and sediment properties along the longitudinal profile of the Upper Volga Cascade Reservoirs

Gierszewski, Piotr J.; Zakonnov, Viktor V.; Kaszubski, Michał; Kordowski, Jarosław

doi:0033-2143 (print)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

Transformacja właściwości wody i osadów w profilu podłużnym zbiorników zaporowych Kaskady Górnej Wołgi* = Transformation of water and sediment properties along the longitudinal profile of the Upper Volga Cascade Reservoirs Gierszewski, Piotr J.Zakonnov, Viktor V.Kaszubski, MichałKordowski, Jarosław

Object structure

Przegląd Geograficzny T. 89 z. 3 (2017)

Gierszewski, Piotr J. ; Zakonnov, Viktor V. ; Kaszubski, Michał ; Kordowski, Jarosław

Geografia -- czasopisma [KABA] ; Polska -- geografia -- czasopisma [KABA] ; kaskada zbiorników zaporowych ; nieciąłość rzeki ; rumowisko rzeczne ; górna Wołga ; Rosja

Na przykładzie zbiorników zaporowych górnej Wołgi przedstawiono problem zmian właściwości fizyczno-chemicznych wody, zawiesiny i osadów dennych w profilu podłużnym zbiorników funkcjonujących w układzie kaskadowym. Wykazano, że również takie zbiorniki zachowują charakterystyczną trójdzielność, wyrażoną obecnością strefy rzecznej, przejściowej i jeziornej. Duża energia i siła erozyjna wód poniżej kolejnych zapór upodabnia te odcinki do stref rzecznych zbiorników funkcjonujących samodzielnie. Trójdzielność zbiorników widoczna jest przede wszystkim w zróżnicowaniu właściwości osadów dennych, mniej wyraźnie zaznacza się w odniesieniu do cech fizyczno-chemicznych wody. Podobny skład i wielkość mineralizacji wód powyżej i poniżej zapór świadczy jednak o istnieniu ciągłości hydrochemicznej między zbiornikami. Wyniki badań zbiorników tworzących Kaskadę Górnej Wołgi wykazały, że tworzą one spójny system, funkcjonujący jako swego rodzaju kontinuum zbiorników.

1. Abraham J., Allen P.M., Dworkin S.I., 1999, Sediment type distribution in reservoirs: Sediment morphometry, Environmental Geology, 38, 2, s. 101-110.
https://doi.org/10.1007/s002540050406 -
2. Alexeevsky N.I., Chalov R.S., Berkovich K.M., Chalov S.R., 2013, Channel changes in largest Russian rivers: Natural and anthropogenic effects, International Journal of River Basin Management, 11, 2, s 175-191.
3. Babiński Z., 1992, Współczesne procesy korytowe dolnej Wisły, Prace Geograficzne, IGiPZ PAN, 157.
4. Bailey M.C., Hamilton D.P., 1997, Wind induced sediment resuspension: A lake-wide model, Ecological Modelling, 99, 2/3, s. 217-228.
https://doi.org/10.1016/S0304-3800(97)01955-8 -
5. Banach M., 1985, Osady denne – wskaźnik hydrodynamiki Zbiornika Włocławskiego, Przegląd Geograficzny, 57, 4, s. 487-497.
6. Barbosa F.A.R., Padisák J., Espíndola E.L.G., Borics G., Rocha O., 1999, The cascading reservoir continuum concept (CRCC) and its application to the River Tietê-basin, São Paulo State, Brazil, [w:] J.G. Tundisi, M. Straškraba (red.), Theorical Reservoir Ecology and its Application, Backhuys Publishers, Leiden, s. 425-437.
7. Bikbulatov E.S., Lebedev Yu.M., Litvinov A.S., Bikbulatova E.M., Roshchupko V.F., Ershov Yu V., Tsel'movich O.L., 2001, Hydrochemical characteristics of the Upper Volga Reservoirs in the low-water season of 1997, Water Resources, 28, 5, s. 553-561.
https://doi.org/10.1023/A:1012337324068 -
8. Blott S. J., Pye K., 2001, GRADISTAT: a grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments, Earth Surface Process and Landforms, 26, s. 1237-1248.
https://doi.org/10.1002/esp.261 -
9. Butorin N.V. (red.), 1978, Ivankovskoe vodochranilišče i ego žizn, Nauka, Leningrad.
10. Callisto M., Goulart M., Barbosa F.A.R., Rocha O., 2005, Biodiversity assessment of benthic macroinvertebrates along a reservoir cascade in the lower São Francisco river (northeastern Brazil), Brazilian Journal of Biology, 65, 2, s. 229-240.
https://doi.org/10.1590/S1519-69842005000200006 -
11. Chick J.H., Pegg M.A., Koel T.M., 2006, Spatial patterns of fish communities in the upper Mississippi River system: Assessing fragmentation by low-head dams, River Research and Applications, 22, s. 413-427.
https://doi.org/10.1002/rra.912 -
12. Debolskij V.K., Grigorieva I.L., Komissarov A.B., 2014, Sovremennaja gidrochimičeskaja charakteristika vodochranilišč Volžskogo kaskada v period letnej mežen, [w:] D.B. Gelašvili G.V., Šurganova (red.), Ekologičeskij monitoring. VIII Sovremennyje problemy monitoringa presnovodnych ekosistem, Izd. Nižegorodskogo Gosuniversiteta, Nižnij Novgorod, s. 61-76.
13. Dubnyak S., Timchenko V., 2000, Ecological role of hydrodynamic processes in the Dnieper reservoirs, Ecological Engineering, 16, 1, s. 181-188.
https://doi.org/10.1016/S0925-8574(00)00103-8 -
14. Èdelštejn K.K., 1991, Vodnyje massy dolinnych vodochranilišč, Izd-vo MGU, Moskva.
15. Èdelštejn K.K., 1998, Vodochranilišča Rossii: Ekologičeskije problemy i puti ich rešenija, GEOS, Moskva.
16. Folk R.L., Ward W.C., 1957, Brazos River bar: A study in the significance of grain size parameters, Journal of Sedimentary Petrology, 27, s. 3-26.
https://doi.org/10.1306/74D70646-2B21-11D7-8648000102C1865D -
17. Frémion F., Bordas F., Mourier B., Lenain J.F., Kestens T., Courtin-Nomade A., 2016, Influence of dams on sediment continuity: A study case of a natural metallic contamination, Science of The Total Environment, 547, s. 282-294.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.023 -
18. Georgievskij V.Û., (red.), 2015, Naučno-prikladnoj spravočnik: Osnovnye gidrologičeskie charakteristiki rek bassejna Verchnej Volgi, (Èlektronnyj resurs), Ministerstvo Prirodnych Resursov i Èkologii Rossijskoj Federacii, Federal'naja Služba po Gidrometeorologii i Monitoringu Okružajuščej Sredy, Federalnoje gosudarstvennoje bûdžetnoje učreždenie Gosudarstvennyj Gidrologičeskij Institut, Izdatelstvo Muhametov G.V., Livny.
19. Gierszewski P., 2004, Zmiany chemizmu wód w profilu podłużnym dolnej Wisły – wpływ zabudowy hydrotechnicznej, prognoza zmian, [w:] M. Błaszkiewicz, P. Gierszewski (red.), Rekonstrukcja i prognoza zmian środowiska przyrodniczego w badaniach geograficznych, Prace Geograficzne, IGiPZ PAN, 200, s. 69-99.
20. Gierszewski P., 2011, Impact of the Włocławek Reservoir on the conditions for the transport of suspended load, Geomorphologia Slovaca et Bohemica, 11, 1, s. 28-41.
21. Gierszewski P., Szmańda J.B., Luc M. 2006, Distribution of the bottom deposits and accumulation dynamics in the Włocławek Reservoir (central Poland), WSEAS Transactions on Environment and Development, 5, 2, s. 543-549.
22. Gierszewski P.J., Szmańda J.B., Luc M., 2015, Zmiany układu koryt Wisły spowodowane funkcjonowaniem stopnia wodnego "Włocławek" na podstawie analizy zdjęć lotniczych, Przegląd Geograficzny, 87, 3, s. 517-533.
https://doi.org/10.7163/PrzG.2015.3.6 -
23. Grigorieva I.L., 2012, Mnogoletnije tendencii izmenenija kačestva vody verchnevolžskich vodochranilišč, [w:] A.V. Krylov (red.), Bassejn Volgi v XX-m veke: Struktura i funkcionirovanie ekosistem vodochranilišč, IBVV RAN, Borok, s. 48-51.
24. Habel M., 2013, Dynamics of Vistula River channel deformation downstream of the Włocławek Reservoir, Wydawnictwo Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz.
25. Kawara O., Yura E., Fujii S., Matsumoto T., 1998, A study on the role of hydraulic retention time in eutrophication of the Asahi river dam reservoir, Water Science and Technology, 37, 2, s. 245-252.
26. Kim B.R., Higgins J.M., Bruggink D.J., 1983, Reservoir circulation patterns and water quality, Journal of Environmental Engineering, 109, s. 1284-1294.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1983)109:6(1284) -
27. Kimmel B.L., Groeger A.W., 1984, Factors controlling primary production in lakes and reservoirs: A perspective, Lake and Reservoir Management, 1, 1, s. 277-281.
https://doi.org/10.1080/07438148409354524 -
28. Kopylov A.I. (red.), 2001, Ekologičeskije problemy Verchnej Volgi: Kollektivnaja monografija, Izd. ÂGTU, Jaroslavl.
29. Koster E.H., 1978, Transverse rib: Their characteristics, origin and paleohydrologic significance [w:] A.D. Miall (red.), Fluvial Sedimentology, Canadian Society of Petrology Geologists Mem., 5, s. 161-186.
30. Lindim C., Pinho J.L., Vieira J.M.P., 2011, Analysis of spatial and temporal patterns in a large reservoir using water quality and hydrodynamic modeling, Ecological Modelling, 222, s. 2485-2494.
https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2010.07.019 -
31. Litvinov A.S., Mineeva N.M., Papchenkov V.G., Korneva L.G., Lazareva V.I., Shcherbina G.Kh, Gerasimov Yu.V., Dvinskikh S.A., Noskov V.M., Kitaev A.B., Alexevnina M.S., Presnova E.V., Seletkova E.B., Zinov'ev E.A., Baklanov M.A., Okhapkin A.G., Shurganova G.V., 2009, Volga River Basin, [w:] K. Tockner, U. Uehlinger, C.T. Robinson (red.), Rivers of Europe, Elsevier, Academic Press, s. 23-57.
32. Magilligan F.J., Nislov K.H., 2005, Changes in hydrologic regime by dams, Geomorphology, 71, s. 61-78.
https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2004.08.017 -
33. McCartney M.P., Sullivan C., Acreman M.C., 2001, Ecosystem Impaacts of Large Dams, Background Paper, 2, Prepared for IUCN/UNEP/WCD IUCN and UNEP, Switzerland.
34. McLaren P., 1981, An interpretation of trends in grain size measures, Journal of Sedimentary Petrology, 51, s. 611-624.
35. Miranda L.E., Habrat M.D., Miyazono S., 2008, Longitudinal gradients along a reservoir cascade, Transactions of the American Fisheries Society, 137, s. 1851-1865.
https://doi.org/10.1577/T07-262.1 -
36. Morris G.L., Fan J., 1998, Reservoir Sedimentation Handbook: Design and Management of Dams, Reservoirs, and Watershed for Sustainable Use, McGraw-Hill, New York.
37. Mycielska-Dowgiałło E., Ludwikowska-Kędzia M., 2011, Alternative interpretations of grain-size data from Quaternary deposits, Geologos, 17, 4, s. 189-203.
https://doi.org/10.2478/v10118-011-0010-9 -
38. Palmer R.W., O'Keeffe J.H., 1990, Downstream effects of impoundments on the water chemistry of the Buffalo River (Eastern Cape), South Africa, Hydrobiologia, 202, 1, s. 71-83.
https://doi.org/10.1007/BF02208128 -
39. Poff N.L., Zimmerman J.K.H., 2010, Ecological response to altered flow regimes: A literature review to inform science and management of environmental flows, Freshwater Biology, 55, s. 194-205
https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2009.02272.x -
40. Schumm S.A., 1977, The Fluvial System, John Wiley &Sons, New York.
41. Štefan V.N., 1980, Vodoobmen vodochranilišč volžsko-kamskogo kaskada, Kompleksnyje issledovanija vodochranilišč, Vyp. V, Izd. MGU, Moskva, s. 46-55.
42. Silva C.A., Train S., Rodrigues L.C., 2005, Phytoplankton assemblages in a Brazilian subtropical cascading reservoir system, Hydrobiologia, 537, s. 99-109.
https://doi.org/10.1007/s10750-004-2552-0 -
43. Smith W.S., Espíndola E.L.G., Rocha O., 2014, Environmental gradient in reservoirs of the medium and low Tietê River: Limnological differences through the habitat sequence, Acta Limnologica Brasiliensia, 26, 1, s. 73-88.
https://doi.org/10.1590/S2179-975X2014000100009 -
44. Straškraba M., 1990, Limnological particularities of multiple reservoir series, Archiv für Hydrobiologie Beiheft Ergebnisse der Limnologie, 33, s. 677-678.
45. Straškraba M., 1994, Vlatava cascade as teaching grounds for reservoir limnology, Water Science and Technology, 30, s. 289-297.
46. Straškraba M., 1999, Retention time as a key variable of reservoir limnology, [w:] M. Straškraba, J.G. Tundisi (red.), Theoretical Reservoir Ecology and its Applications, International Institute of Ecology, Kraków, s. 385-410.
47. Ward J.V., Stanford J.A., 1995, The serial discontinuity concept: Extending the model to floodplain rivers, Regulated Rivers – Research and Management, 10, s. 159-168.
https://doi.org/10.1002/rrr.3450100211 -
48. Waterloo Hydrogeologic, AQUACHEM®, Kitchener, ON, Canada.
49. Vannote R.L., Minshall G.W., Cummins K.W., Sedell J.R., Cushing C.E., 1980, The river continuum concept, Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 37, s. 130-137.
https://doi.org/10.1139/f80-017 -
50. Velichko A.A., Faustova M.A., Gribchenko Yu.N., Pisareva V.V, Sudakova N.G., 2004, Glaciations of the East European Plain – distribution and chronology, [w:] J. Ehlers, P.L. Gibbard (red.), Quaternary Glaciations Extent and Chronology Part I: Europe, Developments in Quaternary Sciences, 2, 1, s. 337-354.
https://doi.org/10.1016/S1571-0866(04)80083-6 -
51. Zakonnov V.V., 1995, Space and time heterogeneity in the distribution and accumulation of bottom sediments in the Upper Volga Reservoirs, Vodnyje Resursy, 22, 3, s. 362-371.
52. Zakonnov V.V., Poddubnyj S.A., 2002, Structural variations of bottom sediments in the Rybinsk Reservoir, Water Resources, 29, 2, s. 181-190.
https://doi.org/10.1023/A:1014905321467 -