Dominik Madusiok

Artykuł przedstawia analizę dna zbiornika poeksploatacyjnego kruszywa naturalnego (eksploatacja spod lustra wody) do określenia najlepszego możliwego kierunku jego rekultywacji. Celem badań jest przeanalizowanie czy możliwa jest rekultywacja w kierunku wodno-rekreacyjnym oraz który wariant jest bardziej korzystny: wodno-rekreacyjny jako kąpielisko czy wodno-rekreacyjny jako łowisko rybne dla wędkarzy.

Odpowiedzi poszukano, analizując następujące trzy parametry:

• nachylenie skarp podwodnych przybrzeżnych,
• stopień zamulenia dna w strefi e brzegowej (struktura powierzchni dna),
• stopień pokrycia roślinnością dna w strefi e brzegowej (wegetacja).

W celu przeanalizowania opisanych parametrów, wykonana została mapa batymetryczna zbiornika, mapa twardości struktury powierzchni dna oraz mapa pokrycia roślinnością. Do obliczenia nachylenia skarp przybrzeżnych wykonano pomiar batymetryczny, aby określić stopień zamulenia zbiornika, sporządzono pomiar twardości powierzchni dna, natomiast w celu analizy wegetacji, pomierzono ilość roślin znajdujących się na dnie akwenu. Zbiornik znajduje się na granicy Krakowa z Wieliczką w Kopalni Kruszywa „Brzegi”, która należy do Krakowskich Zakładów Eksploatacji Kruszywa S.A. (rys. 1). Pomiar wykonano skonstruowanym przez autora zdalnym zestawem batymetrycznym Smart SonarBoat, umożliwiającym jego sterowanie z linii brzegowej (rys. 3). Opisano sposób pozyskania informacji geoprzestrzennych dla dna i skarp podwodnych oraz możliwości ich analizy i interpretacji, z wykorzystaniem dostępnych technologii geoinformatycznych. Przeprowadzone badania oraz analizy wyników umożliwiły stwierdzenie, który kierunek rekultywacji jest bardziej korzystny.

W granicach miasta Krakowa zlokalizowanych jest kilka ważnych i wartościowych pod względem przyrodniczo-krajobrazowym, gospodarczym oraz rekreacyjnym akwenów wodnych. Jednym z nich jest Zalew Bagry zwany Bagrami Wielkimi, położony w Płaszowie, w sąsiedztwie strefy przemysłowej, magazynowej, komunikacyjnej (linii kolejowej nr 91) oraz mieszkalnej. W całym okresie jego istnienia i użytkowania, akwen ulegał częstym zmianom geometrycznym. Przeobrażenia wynikały głównie z zapotrzebowania okolicznych cegielni na glinę oraz żwirów i piasków eksploatowanych na potrzeby prowadzonych inwestycji w rejonie Płaszowa, zwłaszcza w okresie okupacji hitlerowskiej oraz etapu pierwszej fazy industrializacji socjalistycznej Polski przypadającej na lata 1950–1970. Zakończenie eksploatacji w 1972 roku i pozostawienie wyrobiska bez przeprowadzenia procesu rekultywacji, spowodowało powrót wód gruntowych do stanu równowagi hydrogeologicznej (samoistna likwidacja leja depresji). Zmiana poziomu zwierciadła wody oraz bardzo urozmaicona linia brzegowa, charakterystyczna dla tego typu wyrobisk pogórniczych, powoduje często separację peryferyjnych fragmentów wyrobiska od części głównej akwenu. To z kolei ogranicza możliwości zastosowania popularnych zestawów batymetrycznych, tj. echosond montowanych na pokładach łodzi lub innych jednostek pływających w procesie sondowania akustycznego takich stref wodnych. Zlokalizowane w części południowo-zachodniej oczko wodne, które jeszcze w 1999 roku stanowiło integralną część Zalewu Bagry, dziś oddzielone jest od części głównej akwenu wąskim pasem terenu. Stąd uzupełnienie dokumentacji hydrografi cznej wymagało zastosowania automatycznych narzędzi pomiarowych. W artykule przedstawiono wyniki zastosowania hydrodrona Smart-Sonar-Boat w opracowaniu mapy batymetrycznej trudnodostępnego fragmentu Bagrów, co stanowi uzupełnienie opracowania kartograficznego części głównej sporządzonego przez R. Gawałkiewicza (Gawałkiewicz R., 2017).

Rozpoznanie geomorfologiczne oraz przyrodnicze akwenu pozwala na prowadzenie skutecznych działań zmierzających do właściwego zagospodarowania zbiornika lub jego części oraz przypisanie mu właściwej funkcji. Od lat w Krakowie istnieje szereg koncepcji zagospodarowania wielu akwenów pogórniczych w ramach Miejscowych Planów Zagospodarowania Przestrzennego. W granicach miasta Krakowa zlokalizowanych jest kilka ważnych i wartościowych pod względem przyrodniczo-krajobrazowym, gospodarczym oraz rekreacyjnym akwenów wodnych. Jednym z nich jest Zalew Bagry zwany Bagrami Wielkimi. Obecnie składa się on z dwóch rozdzielonych wąską groblą części: większej o powierzchni 30,03 ha pełniącej funkcję rekreacyjno-sportową i gospodarczą (Łowisko Specjalne „Wspólnota” będące pod opieką Zarządu Okręgowego Polskiego Związku Wędkarskiego Z.O. PZW Kraków) oraz mniejszej o powierzchni 0,57 ha, która stanowi od lat miejsce lęgowe kilku chronionych gatunków ptaków oraz tarlisko ryb. Znajomość geometrii misy zbiornika, charakterystyki powierzchni dna (rodzaj powierzchni, zamulnie) oraz lokalizacji roślinności wodnej, stanowi podstawę i składową wiarygodnej oceny stanu środowiska wodnego oraz podjęcie właściwych decyzji w zakresie ochrony zasobów przyrodniczych lub rewitalizacji akwenu. W artykule przedstawiono możliwości systemu pomiarowego Lowrence Mark-4, który poza danymi hydrografi cznymi, dzięki specjalistycznym algorytmom interpretacyjnym sygnału powrotnego, dostarcza ponadto informacje w formie liczbowej o twardości dna oraz miąższości masy roślinnej zalegającej na jego powierzchni. Pomiary wykonane przy wykorzystaniu zdalnie sterowanej jednostki pływającej Smart-Sonar-Boat wyposażonej w sonar Lowrence Mark-4 oraz odbiornika GPS R8s Trimble’a dostarczyły istotnych danych, które dają podstawę wstępnej oceny kondycji oraz wartości przyrodniczej trudnodostępnej części Zalewu Bagry.

Odkrywkowa eksploatacja kruszyw naturalnych (piasku i żwiru) niesie ze sobą zmiany w krajobrazie, przyczyniając się również do powstawania antropogenicznych zbiorników wodnych. Badania zostały przeprowadzone w wybranych kopalniach kruszyw w południowej Polsce z zastosowaniem autorskiego. zdalnie sterowanego urządzenia batymetrycznego Smart-Sonar-Boat. Pierwszym celem badań była weryfikacja metody pomiarowej w ściśle określonych warunkach, jakie występowały w kopalniach odkrywkowych kruszyw naturalnych. Cykl badań miał przede wszystkim na celu sprawdzenie, w jakim stopniu zdalna batymetria mogła być pomocna do ochrony środowiska wodnego.

W artykule poruszono następujące kwestie:

• charakterystyka zastosowanego zdalnego zestawu batymetrycznego Smart-Sonar-Boat,
• charakterystyka uzyskanych danych batymetrycznych,
• badania batymetryczne przy zastosowaniu zdalnie sterowanego zestawu batymetrycznego, jakie zostały przeprowadzone przez autora w kopalniach odkrywkowych,
• wkład, jaki może być wniesiony w wiedzę o środowisku wodnym w kopalniach odkrywkowych stosując tego typu obserwacje.

Pomiary badawcze przeprowadzono w południowej Polsce w następujących obiektach:

• Kopalnia Kruszywa „Zator – Podolsze-Nowe” w miejscowości Zator, gdzie gniazdowały rzadko występujące kolonie ślepowronów (Nycticorax nycticorax),
• Kopalnia Kruszywa „Dwory” w Oświęcimiu, w której prowadzono eksploatację surowca w bliskim sąsiedztwie linii wysokiego napięcia oraz linii kolejowej,
• Kopalnia Kruszywa „Brzegi” w Krakowie, gdzie prowadzone były prace rekultywacyjne dla zagospodarowania terenu poeksploatacyjnego w celu utworzenia obiektu rekreacyjnego „Przystań Brzegi”,
• Otwarty zbiornik rekreacyjny Bagry Wielkie w Krakowie, gdzie wykonane zostały pomiary badawcze trudnodostępnego obszaru wodnego.

Wyniki wykazały, że zastosowana metoda zdalnej batymetrii była w kopalniach odkrywkowych praktyczna, skuteczna i dokładna. Badania potwierdziły możliwość znacznego wkładu takich obserwacji w ochronę środowiska wodnego. Poszczególne etapy badań zostały szeroko opisane w osobnych artykułach. Szczegółowe wyniki planowanych zadań zostaną opisane po zakończeniu obserwacji.