Przestrzenne i sezonowe zróżnicowanie wybranych parametrów jakości wody w zlewni zurbanizowanej na przykładzie Potoku Służewieckiego = Spatial and seasonal variability of selected water-quality parameters in an urbanised catchment as exemplified by Warsaw’s Służewiecki Stream

Halaś, Agnieszka; Czarnecka, Kaja; Piasecki, Krzysztof; Łaszewski, Maksym

doi:2300-8466 (on-line)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

Przestrzenne i sezonowe zróżnicowanie wybranych parametrów jakości wody w zlewni zurbanizowanej na przykładzie Potoku Służewieckiego = Spatial and seasonal variability of selected water-quality parameters in an urbanised catchment as exemplified by Warsaw’s Służewiecki Stream Halaś, AgnieszkaCzarnecka, KajaPiasecki, KrzysztofŁaszewski, Maksym

Object structure

Przegląd Geograficzny T. 91 z. 1 (2019)

Halaś, Agnieszka : Autor ; Czarnecka, Kaja : Autor ; Piasecki, Krzysztof : Autor ; Łaszewski, Maksym : Autor

water quality ; physical and chemical parameters ; anthropopression ; Służewiecki Stream ; urbanised catchment

Urban streams have recently become an important topic of diversified scientific research. This reflects their ecological and recreational significance. It is well known that progressive urbanisation in large cities poses a threat to natural ecosystems like bodies of water and watercourses. Changes in stream morphology caused by regulation and inflows from municipal and industrial wastewater treatment plants influence water quality and interfere with the water cycle. The 65.3 km2 catchment of the Służewiecki Stream is located in the south-western part of Warsaw. It flows 17.1 km through five districts of the capital city and is the largest tributary of the River Vistula in the Warsaw area. Due to a huge (86.8%) contribution of built-up areas, including land associated with communications, industry and commerce, the stream is under a constant, wide-ranging anthropopressure. Upstream, from source to outlet from the Airport rainwater treatment plant, the Służewiecki Stream flows mainly through an underground channel. However, downstream there is a significant modification introduced in the catchment thanks to two artificial bodies of water (called Staw Wyścigi and Staw Służewiecki). The aim of this study was to determine the spatial and seasonal variability of selected quality parameters of water in the Służewiecki Stream catchment. Research sought to identify changes in physical and chemical parameters along the Stream and its two tributaries, as well as to determine seasonal variation in these parameters. For those purposes, the field investigations run from November 2017 through to October 2018, over a regular two-week cycle, involved water temperature, oxygen saturation, conductivity and pH. A monthly cycle was in turn applied in determining concentrations of nitrates and phosphates. Measurements were conducted at 11 sites across the catchment, of which nine (P1-P9) were along the Stream itself, and two (D1, D2) on its largest tributaries (the Rów Grabowski and Kanał Wolicki). Measurement sites were selected to ensure assessment of the impacts of various forms of anthropopressure on the selected water-quality parameters; with the Warsaw Airport rainwater treatment plant and two artificial bodies of water considered to influence most. On the basis of the data obtained, magnitude and variability parameters were calculated, while the similarity of measurement sites was determined using the Ward agglomeration method. Additionally, in August 2018, field investigation of aquatic vegetation was carried out, indicating the presence of five species of macrophyte along the Służewiecki Stream. The results indicate that the physico-chemical regime along the Służewiecki Stream is mostly disturbed by the two artificial bodies of water, which interrupt the natural continuum of the river. Thermal and oxygen conditions undergo the greatest transformation. The bodies of water also cause a change in phosphate concentration due to their bioaccumulation and immobilisation of ions. However, tributaries and the operation of the Airport rainwater treatment plant also exert a significant impact on spatial variability to investigated parameters along the Służewiecki Stream. Seasonal differentiation in physico-chemical characteristics was mainly related to meteorological conditions, the vegetative cycle of photosynthetic organisms and changes in anthropopressure. Most of the tested parameters displayed a clear seasonal cycle, though the exceptions were nitrate and phosphate, whose cycles reflect the impact of various, independent factors, such as hydrological conditions, decomposition processes and wastewater inflow.

1. Banasik K., (red.) 2002, Operat hydrologiczny Potoku Służewieckiego w przekroju ul. Przyczółkowskiej, Katedra Inżynierii Wodnej i Rekultywacji Środowiska SGGW, Warszawa.
2. Barszcz M., 2009, Prognoza maksymalnych przepływów prawdopodobnych wywołanych ulewami w zurbanizowanej zlewni Potoku Służewieckiego, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 18, 4, 46, s. 3-21.
3. Barszcz M., 2014, Analiza wpływu zastosowania obiektów do infiltracji i retencji wód deszczowych na kształtowanie odpływu ze zlewni Potoku Służewieckiego w Warszawie, Gospodarka Wodna, 74, 4, s. 134-140.
4. Barszcz M., 2014, Ocena przydatności konceptualnego modelu Nasha do symulacji hydrogramu przepływów w zlewni zurbanizowanej z uwzględnieniem scenariuszy warstwy opadu, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 64, 23, 2, s. 113-123.
5. Barszcz M., 2015, Zastosowanie modelu SWMM do prognozy przepływów prawdopodobnych w zlewni miejskiej, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 24, 3, 69, s. 209-223.
6. Barszcz M., 2017, Porównanie przepływów o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia obliczonych w zlewni miejskiej za pomocą modeli SWMM i SBUH, Przegląd Geograficzny, 89, 3, s. 429-449. https://doi.org/10.7163/PrzG.2017.3.5
7. Barszcz M., 2018, Radar Data Analyses for a Single Rainfall Event and Their Application for Flow Simulation in an Urban Catchment Using the SWMM Model, Water, 10, 8, 1007, s. 1-18.
8. Bartnik A., 2016, Wieloletnie zmiany odpływu małej rzeki miejskiej pod wpływem antropopresji (na przykładzie Sokołówki - Łódź), Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 39, s. 93-113.
9. Bartnik A., 2017, Mała rzeka w dużym mieście, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź.
10. Bartnik A., Moniewski P., 2015, Funkcjonowanie osadników i zbiorników przepływowych w warunkach zlewni miejskiej i podmiejskiej (Sokołówka i Dzierżązna), Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska Lublin - Polonia, Sectio B, 70, 2, s. 83-99.
11. Bartnik A., Moniewski P., Tomalski P., 2013, Seasonality of the basic physical and chemical characteristics of water flowing through the cascades of small reservoirs, Limnological Review, 13, 2, s. 63-71. https://doi.org/10.2478/limre-2013-0007
12. Błażejczyk K., Kuchcik M., Milewski P., Dudek W., Kręcisz B., Błażejczyk A., Szmyd J., Degórska B., Pałczyński C.M., 2014, Miejska wyspa ciepła w Warszawie - uwarunkowania klimatyczne i urbanistyczne, Wydawnictwo Akademickie SEDNO, IGiPZ PAN, Warszawa.
13. Bojakowska I., Lech D., Jaroszyńska J., 2012, Wskaźniki zasolenia w wodach Potoku Służewieckiego i Jeziora Wilanowskiego w Warszawie, Górnictwo i Geologia, 7, 2, s. 85-99.
14. Fundacja Promocji m.st. Warszawy - Służewiecki Balaton, http://www.warszawa.pl/miasto/sluzewiecki-balaton/, dostęp: 11.03.2019 r.
15. Ignatius A.R., Rasmussen T.C., 2016, Small reservoir effects on headwater water quality in the rural-urban fringe, Georgia Piedmont, USA, Journal of Hydrology - Regional Studies, 8, s. 145-161.
16. Jarosiewicz A., 2007, Proces samooczyszczania w ekosystemach rzecznych, Słupskie Prace Biologiczne, 4, s. 27-41.
17. Jaskuła J., Wicher-Dysarz J., Sojka M., Dysarz T., 2016, Ocena zmian zawartości związków biogennych w wodach rzeki Ner, Inżynieria Ekologiczna, 46, s. 31-37. https://doi.org/10.12912/23920629/61448
18. Kiryluk A., Rauba M., 2009, Zmienność stężenia związków azotu w różnie użytkowanej zlewni rolniczej rzeki Ślina, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 9, s. 71-86.
19. Kondracki J., 2011, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
20. Kozłowski R., Przybylska J., Kaleta J., 2017, Wpływ zbiornika zaporowego Cedzyna na wybrane parametry jakości wody rzeki Lubrzanki w okresie letnim, Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 19, 1, s. 81-89.
21. Krajewski A., Banasik K., 2013, Czas reakcji zlewni zurbanizowanej na opady wywołujące wezbrania, Acta Scientiarum Polonorum Seria Architectura, 12, 4, s. 135-146.
22. Liu J.-S., Guo L.-C., Luo X.-L., Chen F.-R., Zeng E.Y., 2014, Impact of anthropogenic activities on urban stream water quality: a case study in Guangzhou, China, Environmental Science and Pollution Research, 21, s. 13412-13419. https://doi.org/10.1007/s11356-014-3237-5
23. Lessard J.L., Hayes D.B., 2003, Effects of elevated water temperature on fish and macroinvertebrate communities below small dams, River Research and Applications, 19, s. 721-732. https://doi.org/10.1002/rra.713
24. Łaszewski M., Jeleński P., 2013, Porównanie warunków termicznych wód rzek Raby i Świdra, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 22, s. 239-248.
25. Mamun M., An K.G., 2019, The application of chemical and biological multi-metric models to a small urban stream for ecological health assessments, Ecological Informatics, 50, s. 1-12. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2018.12.004
26. Mielnicki S., Poszytek K., Rewerski B., 2015, Sprawozdanie z badań fizyczno-chemicznych próbek wód pobranych w dniu 12, 17, 27, 28 marca oraz 3 i 14 kwietnia 2015 z Jeziora Wilanowskiego, Stawu Południowego oraz Potoku Służewieckiego, RDLS, Warszawa.
27. Moniewski P., 2014, Sezonowe zmiany wybranych cech fizyczno-chemicznych wód małej rzeki podmiejskiej na przykładzie Dzierżąznej, Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 2, 20, s. 407-416.
28. Moniewski P., 2015, Rola zbiorników wodnych w kształtowaniu cech fizykochemicznych wód rzecznych na przykładzie Ciosenki, Prace i Studia Geograficzne, 58, s. 7-23.
29. Oksiuta M., 2007, Ocena odpływu wezbraniowego ze zlewni Potoku Służewieckiego w Warszawie, Prace i Studia Geograficzne, 38, s. 57-71.
30. Oksiuta M., 2008, Przemiany sieci hydrograficznej i zagospodarowania terenu na obszarze miejskim (zlewnia Potoku Służewieckiego, Warszawa), Prace Geograficzne IGiGP UJ, 120, s. 105-115.
31. Ostrowska M., 2010, Zmienność stężenia biogenów w wodzie rzeki Mała Panew pod wpływem opadów atmosferycznych i przepływów w rzece, Problemy Ekologii, 14, 3, s. 139-143.
32. Paul M.J., Meyer J.L., 2008, Streams in the Urban Landscape, [w:] J.M. Marzluff, E. Shulenberger, W. Endlicher, M. Alberti, G.Bradley, C. Ryan, U. Simon, C. ZumBrunnen (red.), Urban Ecology, Springer, Boston, MA, s. 207-231.
33. Pietrak M., Banasik K., 2009, Redukcja fali wezbraniowej Potoku Służewieckiego za pomocą małych zbiorników, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 18, 4, 46, s. 22-34.
34. Rada m.st. Warszawy, Załącznik tekstowy i tabelaryczny do Programu Ochrony Środowiska dla miasta stołecznego Warszawy na lata 2009-2012 z uwzględnieniem perspektywy do 2016 r., Załączniki do uchwały Rady m.st. Warszawy Nr XCIII/2732/2010 z dnia 21 października 2010 r., Warszawa.
35. Rzętała M., 2008, Funkcjonowanie zbiorników wodnych oraz przebieg procesów limnicznych w warunkach zróżnicowanej antropopresji na przykładzie regionu górnośląskiego, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice.
36. Świerk D., Szpakowska B., Dudzińska A., 2010, Wartości rekreacyjne naturalnych i sztucznych zbiorników położonych na terenie Poznania, Krajobrazy rekreacyjne - kształtowanie, wykorzystanie, transformacja. Problemy Ekologii Krajobrazu, 27, s. 495-503.
37. Tong S.T.Y., Chen W., 2002, Modeling the relationship between land use and surface water quality, Journal of Environment Management, 66, s. 377-393. https://doi.org/10.1006/jema.2002.0593
38. Tu J., 2013, Spatial Variations in the Relationships between Land Use and Water Quality across an Urbanization Gradient in the Watersheds of Northern Georgia, USA, Environmental Management, 51, s. 1-17. https://doi.org/10.1007/s00267-011-9738-9
39. 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
40. White M.D., Greer K.A., 2006, The effects of watershed urbanization on the stream hydrology and riparian vegetation of Los Pe-asquitos Greek, California, Landscape and Urban Planning, Elsevier, 74, s. 125-138. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2004.11.015
41. Wojtkowska M., Matula M., Kozińska P., 2018, The water quality of streams located in large urban agglomeration, case study of the Służewiecki Stream, 10th Conference on Interdisciplinary Problems in Environmental Protection and Engineering EKO-DOK 2018, 44, 00193. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184400193
42. Wysocka-Czubaszek A., Wojno W., 2014, Sezonowa zmienność chemizmu wody w małej rzece w zlewni zurbanizowanej, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 23, 1, 63, s. 64-76.