Spatial distribution of sediments in Suchedniów reservoir

The paper presents measurements of the amount, spatial distribution, grain size structure, density and the content of organic matter in sediments of Suchedniów reservoir. After 33 years of exploitation, the primary volume of the reservoir decreased by 78 thousand m³. Catchment area covered in 45% by forests is 83 km². Mean annual water flow is estimated at 0.63 m³·s^–1. Primary volume of the reservoir was 303 thousand m3 and its surface area – 21.4 ha. The greatest width of the reservoir is 490 m, distance from the river inlet to the dam is 655 m and the length along assumed water course is 740 m. Mean and maximum depths are 1.42 and 4 m, respectively. The analyses of vertical and horizontal distribution of sediments revealed that in the deepest parts of the water body, where depth exceed 2.6 m, only 16% of sediment volume were deposited. In the inlet part of a relative volume of 0.2, 32% of sediment volume were deposited and in the outlet part – 16%. The reservoir accumulates material of a grain size <1.0 mm whose density varies between 2586 and 2758 kg·m^–3. Percent of organic parts in sediments ranged from 0.24 to 18.97%. The existing methods of description of sediment distribution in retention reservoirs do not allow for accurate predicting of this distribution. They do not account for many factors affecting the distribution of sediments in reservoirs and for the time of exploitation. None of the dimensionless curves of the Annandale’s nomograph [ANNANDALE 1984] describes the distribution of sediments in Suchedniów Reservoir. The curve closest to the actual distribution curve corresponds to the value dP/dx = 1.2 while for Suchedniów Reservoir dP/dx is 0.0014 (P – wetted perimeter of the reservoir’s cross section, x – distance from the dam). Sediments in vertical profiles have laminar structure and bottom material in layers largely differs in grain size and colour which is an evidence of different conditions of sedimentation in different hydrological periods and exploitation conditions. In general, grain size of sediment particles tends to decrease along the water flow direction.

W pracy przedstawiono przebieg pomiarów ilości osadów, ich przestrzenny rozkład i skład granulometryczny, ciężar właściwy i zawartość części organicznych w osadach w zbiorniku wodnym Suchedniów. Po 33 latach jego eksploatacji zmniejszenie pojemności pierwotnej zbiornika wyniosło ok. 78 tys. m³. Pole zlewni wynosi 83 km², a lasy zajmują 45% powierzchni. Średni roczny przepływ wody ocenia się na 0,63 m³·s^–1. Pierwotna pojemność zbiornika wynosiła 303 tys. m³, a powierzchnia lustra wody – 21,4 ha. Największa szerokość zalewu wynosi 435 m, długość w linii prostej od zapory do wlotu rzeki do zbiornika 655 m, zaś wzdłuż domniemanego nurtu – 740 m. Średnia głębokość akwenu to 1,42 m, a maksymalna – 4 m. Na podstawie analizy pionowego i poziomego rozmieszczenia osadów stwierdzono, że w najgłębszych partiach akwenu, gdzie głębokość przekraczała 2,6 m, odłożyło się tylko 16% objętości osadów. W części wlotowej akwenu, o objętości względnej 0,2, zdeponowane zostało 32%, a w części wylotowej – 16% objętości namułów. W zbiorniku jest akumulowany materiał o średnicy ziaren <1,0 mm, którego gęstość właściwa zawierała się w przedziale od 2586 do 2758 kg·m^–3. Udział części organicznych w namułach wahał się od 0,24 do 18,97%. Istniejące metody opisu rozkładu osadów w zbiornikach retencyjnych nie dają możliwości trafnego prognozowania tego rozkładu. Nie uwzględniają wielu czynników kształtujących rozkład osadów w czaszy zbiornika i czasu eksploatacji. Żadna z krzywych bezwymiarowych nomogramu Annandala [ANNANDALE 1984] nie opisuje rozkładu osadów w zbiorniku Suchedniów. Krzywa nomogramu najbliższa w stosunku do rzeczywistej krzywej rozkładu odpowiada wartości dP/dx = 1,2 (P – obwód zwilżony przekroju poprzecznego zbiornika, x – odległość od zapory), a dla zbiornika Suchedniów dP/dx = 0,0014. Osady mają w profilu pionowym budowę warstwową, a materiał denny w warstwach charakteryzuje się znacznym zróżnicowaniem uziarnienia i barwy, co świadczy o odmiennych warunkach jego sedymentacji w różnych okresach hydrologicznych i warunkach eksploatacji. Ogólnie widoczne jest zmniejszanie się średnicy ziaren osadu zgodnie z kierunkiem przepływu.