Sedimentation of the Vistula overbank deposits at Tyniec.
cytuj
pobierz pliki
RIS BIB ENDNOTEChoose format
RIS BIB ENDNOTESedymentacja mad wiślanych w Tyńcu
Publication date: 18.02.2019
Geographical Studies, 2018, Issue 155, pp. 157 - 172
https://doi.org/10.4467/20833113PG.18.019.9542Authors
Sedymentacja mad wiślanych w Tyńcu
Sedimentation of the Vistula overbank deposits at Tyniec
The study area is located in the gorge section of the Upper Vistula river valley between Tyniec and Piekary near Kraków, where natural and industrial overbank alluvia with a different radionuclide activity, heavy metals content and grain size composition occur. Overbank deposits cover three levels of the floodplain where three cores of deposits were collected. Alluvia of the lowest level along the channel are more heterogeneous and coarser than those on the middle and the highest level. Most of the overbank deposits were accumulated in the lower regime of water flow. On the basis of luminescence dating it was determined that the accumulation of overbank deposits on the first level started 200 years ago and on the highest level – 3,000 years ago.
All the three alluvium cores investigated in this study show a similar and regular vertical pattern of 137Cs and 210Pb activity. The vertical distribution of 137Cs in the profiles reflects its postdepositional migration and soil mixing due to ploughing. At the same time the vertical distribution of 210Pb seems not to be disturbed by this process. Moreover, he peaks of 137Cs are concomitant with a decrease in heavy metal concentration in the top part of all profiles. This reflects the diminishing of industrial activity in Poland after the early 80’s of the 20th century. The vertical profile of 210Pb activity in the two cores from the upper levels of the floodplain wasused for the estimation of accumulation rates which occur to be approximately 0.4 cm/year. The vertical differentiation of heavy metals concentration in these profiles reflects both the economic changes in this region over the last century as well as the fluvial activity of the Vistula river. The higher pollution in the upper parts of the two profiles can be correlated with the industrial period which began at the end of the 19th century and lasted up to the middle of the 20th century in the upper Vistula river basin (Silesian Upland and Kraków Upland). The decrease of pollution at the top of all the profiles have results from economic recession and pro-ecological activities since the 1990’s.
Keywords: lithology of overbank deposits, luminescence dating, radionuclide activity, deposition rate, heavy metals concentration, floodplain, upper Vistula river valley
Zarys treści: Obszar badań jest położony w przełomie doliny górnej Wisły pomiędzy Tyńcem a Piekarami pod Krakowem, gdzie znajdują się naturalne i przemysłowe aluwia pozakorytowe (mady), w których badano uziarnienie, aktywności radionuklidów i zawartość metali ciężkich. Mady znajdują się na trzech poziomach równiny zalewowej, z każdego z nich pobrano jeden rdzeń osadów. Aluwia na najniższym poziomie są najgrubsze i niejednorodne w porównaniu z madami zdeponowanymi na dwóch wyższych poziomach. Większość aluwiów była deponowana w warunkach dolnego ustroju przepływu. Na podstawie datowań luminescencyjnych określono, że akumulacja mad na najniższym poziomie rozpoczęła się 200 lat temu, a na najwyższym 3 tys. lat temu. We wszystkich trzech badanych rdzeniach aluwiów stwierdzono podobny i regularny przebieg aktywności 137Cs i 210Pb. Rozkład pionowy 137Cs odzwierciedla jego migrację w głąb i mieszanie gleby w wyniku orki. Jednocześnie wydaje się, że ten proces nie zakłóca pionowego rozkładu 210Pb. Ponadto, wyraźne piki aktywności 137Cs korelują ze zmniejszeniem stężenia metali ciężkich w górnej części wszystkich profili. Ukazuje to kryzys przemysłowy w Polsce z początku lat 80. XX w. Profil pionowy aktywności 210Pb w dwóch rdzeniach z górnych poziomów terasy zalewowej wykorzystano do oszacowania tempa akumulacji, które wynosi około 0,4 cm/rok. Pionowe zróżnicowanie koncentracji metali ciężkich w profilach przedstawia zarówno zmiany ekonomiczne w tym regionie w ciągu ostatniego stulecia, jak i natężenie akumulacji aluwiów Wisły. Wyższe zanieczyszczenie w górnej części dwóch profili pobranych z wyższych poziomów można skorelować z okresem przemysłowym, który w dorzeczu górnej Wisły (Wyżyny Śląska i Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej) rozpoczął się pod koniec XIX w. i trwał do połowy XX w. Obniżenie skażenia mad w stropie wszystkich profili jest spowodowane kryzysem gospodarczym i działaniami proekologicznymi od końca lat 80. XX w.
Alexandrowicz S., 1960, Budowa geologiczna okolic Tyńca, Biuletyn Instytutu Geologii, 152, 5–93.
Bojakowska I., 1995, Wpływ odprowadzania ścieków na akumulację metali ciężkich w osadach wybranych rzek Polski, Instrukcje i Metody Badań Geologicznych, 55, Warszawa.
Ciszewski D., Czajka A., 2009, Akumulacja osadów na równinach zalewowych rzek silnie zmienionych antropogenicznie: górna Wisła i Odra, Przegląd Geologiczny, 57 (7), 576–583.
Czajka A., 2007, Środowisko sedymentacji osadów przykorytowych rzek uregulowanych na przykładzie górnej Odry i górnej Wisły, Wyd. UOE, Katowice.
Fauth H., Hindel R., Siewers U., Zimmer J., 1995, Geochemischer Atlas Bundesrepublik Deutschland Bundesantalt fur Geowissenchaften und Rohstoffe (BGR), Hannover.
Förstner U., 1989, Contaminated sediments, Springer Verlag, Berlin.
Froehlich W., Walling D.E., 2006, The use of 137Cs and 210Pbex to investigate sedimentsources and overbank sedimentation rates in the Teesta River basin, Sikkim Himalaya, India, Sediment
Dynamics and the Hydromorphology of Fluvial Systems (Proceedings of a symposium held in Dundee, UK, July 2006), IAHS Publ. 306, 380–388.
Gębica P., 2004, Przebieg akumulacji rzecznej w górnym Vistulianie w Kotlinie Sandomierskiej, Prace Geograficzne, IGiPZ PAN, 193, 7–226.
Gilewska S., 1972, Wyżyny Śląsko-Małopolskie [w:] M. Klimaszewski (red.), Geomorfologia Polski, tom 1, Góry i wyżyny, PWN, Warszawa, 232–279.
He Q., Walling D.E., 1996, Use of fallout Pb-210 measurements to investigate longer-term rates and patterns of overbank sediment deposition on the floodplains of lowland rivers, Earth Surface Processes and Landforms, 21, 141–154.
Helios-Rybicka E., 1983, The content and chemical forms of heavy metals in the sediments of the Cracow area – the role of clay minerals, Environmental Technology Letters, 4, 515–520.
Klimaszewski M., 1972, Podział geomorfologiczny Polski Południowej [w:] M. Klimaszewski (red.), Geomorfologia Polski, tom 1, Góry i wyżyny, PWN, Warszawa, 5–17.
Klimek K., Zawilińska L., 1985, Trace elements in alluvia of the upper Vistula as indicators of palaeohydrology, Earth Surface Processes and Landforms, 10, 273–280.
Korobova E., Linnik V., Chizhikova N., 2008, The history of the Chernobyl Cs-137 contamination of the flood plain soils and its relation to physical and chemical properties of the soil horizons (a case study), Journal of Geochemical Exploration, 96, 236–255.
Kunz A., Pflanz D., Weniger T., Urban B., Krüger F., Chen Y.-G., 2014, Optically stimulated luminescence dating of young fluvial deposits of the Middle Elbe River Flood Plains using different age models, Geochronometria, 41 (1), 36–56.
Łokas E., Wachniew P., Ciszewski D., Owczarek P., Chau N.D., 2010, Simultaneous use of trace metals, 210Pb and 137Cs in floodplain sediments of a lowland river as indicators of anthropogenic impacts, Water Air and Soil Pollution, 207, 57–71.
Macklin M.G., Klimek K., 1992, Dispersal, storage and transformation of metal-contaminated alluvium in the upper Vistula basin, southwest Poland, Applied Geography, 12, 7–30.
Murray A.S., Olley J.M., Caitcheon G.G., 1995, Measurement of equivalent doses in quartz from contemporary water-lain sediments using optically stimulated luminescence, Quaternary Science Reviews, 14, 365–371.
Oczkowski H. L., Przegietka K.R., 1998, TL dating of young aeolian deposits from Kepa Kujawska, Radiation Measurements, 29, 435–439.
Poręba G., Bluszcz A., 2007, Determination of the initial 137Cs fallout on the areas contaminated by Chernobyl fallout, Geochronometria, 26, 35–38.
Preusser F., 1999, Luminescence dating of fluvial sediments and over bank deposits from Gossau, Switzerland: fine grain dating, Quaternary Science Reviews, 18, 217–222.
Punzet J., 1981, Zmiany w przebiegu stanów wody w dorzeczu górnej Wisły na przestrzeni 100 lat (1971–1970), Folia Geographica, Series Geographica-Physica, 14, 5–28.
Rees A.I., 1966, Some flume experiments with a fine silt, Sedimentology, 6, 209–240.
Rutkowski J., 1986a, Materiał antropogeniczny we współczesnych osadach Wisły pod Tyńcem koło Krakowa, Sprawozdanie z Posiedzenia Komisji Nauk. PAN Oddział w Krakowie 27/1, 231–232.
Rutkowski J., 1986b, The occurrence of carboniferous coal of anthropogenic origin in the contemporaneous Vistula river sediments near Cracow (Southern Poland), Earth Surface Processes and Landforms, 11, 321–326.
Rutkowski J., 1987, Vistula river valley in the Cracow Gate during the Holocene [w:] L. Starkel (red.), Evolution of the Vistula River Valley during the last 15000 year, part II, Geographical Studies, Special Issue 4, IGiPZ PAN, 31–50.
Sly P.G., Thomas R.L., Pelletier B.R., 1983, Interpretation of moment measures derived from water-lain sediments, Sedimentology, 30, 219–233.
Soja R., Mrozek T., 1990, Hydrological characteristics of the Vistula river [w:] L. Starkel (red.), Evolution of the Vistula river valley during the last 15 000 years, part III, Geographical Studies, Special Issue 5, IGiPZ PAN, 45–62.
Stach A., 1996, Możliwości i ograniczenia zastosowania cezu-137 do badan erozji gleb na obszarze Polski, Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, Seria K 2.11, 203–226.
Szmańda J.B., 2006, Rytmika powodziowa w aluwiach pozakorytowych Wisły, Drwęcy i Tążyny, Dokumentacja Geograficzna, 32, 266–270.
Szmańda J.B., 2011, Zapis warunków depozycji w uziarnieniu aluwiów pozakorytowych, Landform Analysis, 18, 3–97.
Szmańda J.B., Oczkowski H.L., Przegiętka K.R., 2004, Age of the Vistula river overbank deposits in Toruń, Geochronometria, 23, 35–38.
Teisseyre A.K., 1988, Mady dolin sudeckich. Cz. III: Subarealnie i subakwalnie deponowane osady pozakorytowe w świetle eksperymentu terenowego (1977–1979), Geologia Sudetica, 23 (2), 1–55.
Walling D.E., He Q., 1997, Use of fallout 137Cs in investigation of overbank sediment deposition on river floodplane, Catena, 29, 263–282.
Walling D.E., He Q., 1999, Changing rates of overbank sedimentation on the floodplains of British rivers during the past 100 years [w:] A.G. Brown, T.A. Quine (red.), Fluvial Processes and Environmental Change, John Willey & Sons Ltd., 207–222.
Wallinga J., 2002, Optically stimulated luminescence dating of fluvial deposits: a review, Boreas, 31, 303–322.
Weckwerth P., Przegiętka K.R., Chruścińska A., Pisarska-Jamroży M., 2013, The relation between optical bleaching and sedimentological features of fluvial deposits in the Torun Basin (Poland), Geological Quarterly, 57, 31–44.
Information: Geographical Studies, 2018, Issue 155, pp. 157 - 172
Article type: Original article
Titles:
Sedymentacja mad wiślanych w Tyńcu
Sedimentation of the Vistula overbank deposits at Tyniec.
Institute of Geography , Pedagogical University of Cracow, Podchorążych 2, 30-084 Kraków
Polska Akademia Nauk, Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, ul. Radzikowskiego 152, 31–342 Kraków
Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, ul. Reymonta 19, 30–059 Kraków
Institute of Geography and Spatial Management, Jagiellonian University
Poland
Institute of Geography, Jan Kochanowski University, Świętokrzyska 15, 25-406, Kielce
Faculty of Geography and Regional Studies, University of Warsaw
ul. Krakowskie Przedmieście 30, 00-927 Warszawa, Poland
Instytut Fizyki, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, ul. Grudziądzka 5, 87–100 Toruń
Państwowy Instytut Geologiczny, Oddział Karpacki, ul. Skrzatów 1, 30–962 Kraków
Published at: 18.02.2019
Article status: Open
Licence: CC BY-NC-ND
Percentage share of authors:
Article corrections:
-Publication languages:
PolishView count: 2110
Number of downloads: 1924