Specyfika kształtowania się warunków termiczno-tlenowych w zbiorniku Solina

Artykuł dotyczy problematyki kształtowania się warunków termiczno-tlenowych w zbiorniku Solina. Zbiorniki zaporowe stanowią specyficzny typ akwenów, ale mimo że wykazują cechy pośrednie wód lotycznych i lenitycznnych, to przez ustawodawcę zostały jednoznacznie zdefiniowane jako wody płynące. Wieloakwenowa budowa zbiornika Solina sugeruje pewną autonomiczność funkcjonowania poszczególnych części oraz brak możliwości łatwego wydzielenia strefy rzecznej, przejściowej i jeziornej. Skomplikowana morfologia wpływa na rzeczywisty czas retencji, który determinuje charakter procesów fizyczno-chemiczno-biologicznych. Roczna dynamika mas wodnych w zbiorniku obejmuje cyrkulację wód w czasie homotermii (wiosną i jesienią) i ich stagnację w czasie stratyfikacji (latem i zimą). Analiza warunków termiczno-tlenowych podczas cyrkulacji (w kwietniu) i stagnacji (w sierpniu) pozwoliła stwierdzić dobre warunki tlenowe w zbiorniku we wszystkich badanych terminach w każdej ze stref. Nigdy nie doszło do wyczerpania tlenu i powstania warunków beztlenowych. W warstwie powierzchniowej pojawiały się niejednokrotnie przesycenia wody tlenem. Zdiagnozowano każdy typ krzywej tlenowej (orto-, klino-, heterogradę dodatnią i ujemną). Warstwy termiczne były wyraźnie wykształcone, zwłaszcza w strefie przejściowej i jeziornej. Zaznaczał się głęboki hypolimnion, rosnąca ku zaporze średnia grubość metalimnionu przy jednoczesnym malejącym średnim gradiencie jego temperatury, epilimnion zaś pozostawał warstwą o zbliżonej grubości w każdej ze stref.

The article deals with the issues of thermal and oxygen conditions in the Solina reservoir. Dam reservoirs are a specific type of water reservoirs because they combine the features of flowing and stagnant waters. Despite this, Polish law classifies them as inland flowing waters. The Solina reservoir is characterized by a multi-body water structure and there is no possibility of easy and unambiguous separation of the reservoir zones (riverine zone, transitional zone and lacustrine zone). Nevertheless, selected measurement-control points included in the analysis seems to reflect spatial differences and a slight autonomy in the functioning of individual parts. The complicated structure of the reservoir affects the actual retention time, which determines the nature of the physicochemical and biological processes. The rate of water flow through the reservoir determines the absorption of solar radiation and, together with the ambient temperature, affects the temperature of the water. This, in turn, affects the solubility of oxygen in water. The annual dynamics of water masses in reservoirs of the temperate climate zone is characterized by a dimictic nature – it includes the circulation of waters during homothermia (spring and autumn) and their stagnation during stratification (summer and winter). The analysis of thermal-oxygen conditions in the Solina reservoir covered the period of circulation (April) and stagnation (August). Each type of oxygen curve was found (orthograde, clinograde, positive heterograde and negative heterograde), and the decrease in oxygen concentration was never associated with the formation of anaerobic conditions. The analysis of water saturation with oxygen allows to notice supersaturation especially in the transitional and lacustrine zone during stagnation. April measurements reflecting the state of homothermia indicate good mixing of waters and homogeneity of temperature and oxygen concentration conditions in the whole hydrometric plumb. Due to the turbulent nature of the flow, which is especially visible in the riverine zone, while in transitional and lacustrine zones, slight thermal differentiation is noticeable even then. August measurements show thermal stratification. The decrease in temperature with depth is usually accompanied by a decrease in oxygen concentration resulting from its consumption in the decomposition process. The lower average concentration of oxygen in the riverine zone results from its consumption on the decomposition of organic matter deposited by the river from the catchment area. The temperature variability in the hydrometric plumbs of successive zones of the reservoir (riverine, transitional, lacustrine) increased both during homothermia and stratification, with a simultaneous decreasing variability of oxygen concentration. The variability of both these parameters during stagnation (August) in the lacustrine zone proves a well-developed hypolimnion. All thermal layers clearly developed during the stagnation, which was best visible in the transitional zone and in the lacustrine zone. The range of the hypolimnion towards the dam increased, what is related to the increasing depth of the reservoir. The average thickness of the metalimnion also increased, while the average temperature gradient of this layer was decreasing. The surface layer of warm water – epilimnion – had a similar range in each of the zones.