System trzcinowego oczyszczania wody na przykładzie rzeki Cybiny

Rzeka Cybina jest prawym dopływem rzeki Warty, do której wpada w km 240,5. Całkowita długość cieku wynosi około 41 km, natomiast powierzchnia zlewni 195,5 km2. Część Cybiny objęta niniejszym programem stanowi dolny odcinek o długości około 8 km, który zaczyna się na wlocie do kanału ulgi rzeki Warty, a kończy się na moście kolejowym w Antoninku.

Na odcinku tym, w drugiej połowie lat osiemdziesiątych, wykonano regulację koryta cieku wraz z korekcją progową i odbudowano 4 niewielkie zbiorniki wodne zagospodarowując je biologicznie. Inwestycję tą wykonano zgodnie z koncepcją pt. 'Wykorzystanie metod biologicznych dla oczyszczenia wód rzeki Cybiny przed wprowadzeniem ich do Zbiornika Maltańskiego" opracowaną w 1984r. przez Instytut Kształtowania Środowiska w Poznaniu (2.1), której założeniem było podczyszczanie wody rzeki Cybiny, tak, aby w Zbiorniku Maltańskim była min. II klasa czystości. Niestety, z braku środków, w 1990r inwestycję przerwano i do dnia dzisiejszego nie została ona dokończona.

Ponadto w latach następnych ciąg wodny praktycznie nie posiadał gospodarza i nie był eksploatowany.

Koncepcje i projekty związane z Cybiną

Istnieją różne koncepcje i projekty związane z rzeką Cybiną, w tym:

  • Projekty techniczne budowli hydrotechnicznych i komunikacyjnych na odcinku rzeki Cybiny od Zbiornika Maltańskiego do granicy miasta Poznania opracowane przez PUA-SARP Poznań w 1984r.
  • Projekty techniczne biologicznego zagospodarowania zbiorników wodnych zlokalizowanych na omawianym odcinku ciągu rzeki Cybiny opracowane przez PUA-SARP Poznań w 1984r.
  • Instrukcje eksploatacji i konserwacji Zbiornika Maltańskiego i ciągu wodnego rzeki Cybiny na odcinku od Zbiornika Maltańskiego do Jeziora Swarzędzkiego opracowane w latach 1990 - 1991 przez B.S. i P.
  • Badania własne przeprowadzone na ciągu rzeki Cybiny przez dr Ryszarda Gołdyna z Zakładu Ochrony Wód Uniwersytetu im. A.

Charakterystyka odcinków rzeki Cybiny

Odcinki rzeki

Rzeka Cybina charakteryzuje się zróżnicowaniem odcinków:

Przeczytaj także: Domowy saturator - recenzja

  • Odcinek od wylotu do kanału ulgi rzeki Warty do ul. Zamenhofa o długości ok. 270 m posiada koryto umocnione płytami betonowymi, a jego stan techniczny jest dobry.
  • Powyżej ul. Zamenhofa na odcinku 56 m koryto wyraźnie poszerza się podchodząc pod budowlę piętrzącą Zbiornik Maltański.
  • Trasa koryta rzeki na odcinku od jazu do kaskady wlotowej tj. w km 0+492 - 3+000, na długości ok. 2.500 m przebiega w dnie Zbiornika Maltańskiego.
  • Odcinek od jazu maltańskiego do kaskady z mostem o długości ok. 2.500 m przebiega w dnie Zbiornika Maltańskiego, a stan koryta cieku jest zły.
  • Powyżej kaskady z mostem tj. od km 3+100 do mostu kolejowego w Antoninku tj. do km 8+294, na długości ok. 5.200 m, trasa cieku przebiega przez liczne zbiorniki wodne.
  • Odcinek od Zbiornika Maltańskiego do granicy miasta Poznania o długości około 5.300 m, którego trasa przebiega wśród lasów przez liczne zbiorniki wodne, na znacznych odcinkach posiada koryto w złym stanie.

Stan techniczny zbiorników

  • Stan techniczny czaszy zbiornika generalnie można uznać za zadawalający. Zamulenie dna zbiornika jest minimalne, nie przekraczające 3 cm. Częściowej dewastacji uległy umocnienia brzegów zbiornika, praktycznie na całej długości linii brzegowej.
  • Stan techniczny czaszy zbiornika jest średni.
  • Stan techniczny Stawu Młyńskiego można uznać za zły. Dno jest zamulone w ca 35%, skarpy miejscami podmyte i zdeformowane.
  • Stan techniczny zbiornika jest stosunkowo dobry. Dno zamulone w około 10 - 20%, przykryte wynurzoną roślinnością wodną w 85%, skarpy w nielicznych miejscach podmyte. Ponadto w toni wodnej stawu znajduje się znaczna ilość obumarłych części roślinności wodnej.

Dopływy i cieki

Do Cybiny wpływają różne cieki i kolektory deszczowe, takie jak:

  • Kolektor deszczowy Piaśnica, (1800 i (1500 mm, o długości 5,2 km i jego dopływ, kolektor deszczowy Chartynia (1500 mm o długości 2,88 km odprowadzają wody opadowe z terenu górnego tarasu Rataj i Franowa, a ich całkowita powierzchnia zlewni wynosi 8,31 km2. Dolny odcinek kolektora Piaśnica, od ul. Katowickiej do wlotu do rzeki Cybiny wraz z budowlą wylotową został zrealizowany w latach osiemdziesiątych w trakcie przebudowy toru regatowego na Zbiorniku Maltańskim.
  • Odbiornik wód powierzchniowych z terenu Antoninka i częściowo ul. Warszawskiej o długości 3,1 km i powierzchni zlewni 3,3 km2. Generalnie, stan techniczny cieku jest dobry, regulacja wraz z budową niewielkich zbiorników zaporowych była wykonana w latach 1994-95.
  • Ciek odprowadzający wody powierzchniowe z terenu Ogrodu Zoologicznego, o długości około 1,45 km Bielinka i 1,02 km Kaczeniec oraz o bocznej powierzchni zlewni 1,13 km2. Stan techniczny cieku jest niezadawalający, rurociągi (500 mm z przełomami, częściowo podtopione, pozarywane.
  • Rów odprowadzający wody opadowe z terenu Kobylegopola i Darzyboru, o długości 1,52 km i powierzchni zlewni 2,35 km2.
  • Typowy rów leśny, odprowadzający wody powierzchniowe z terenu Lasów Komunalnych Poznania o długości 1,32 km i powierzchni zlewni 0,75 km2.
  • Krótki ciek łączący stawy Młyński z Browarnym, którego zadaniem jest zasilanie w wodę i jej odprowadzenie z istniejącej małej elektrowni wodnej, zlokalizowanej przy zabudowaniach młyna na wylocie ze Stawu Młyńskiego.

Lokalizacja dopływów

Poniżej przedstawiono lokalizację dopływów do rzeki Cybiny:

  • Piaśnica - Chartynia (kolektory deszczowe) - lewostronny, w km 0+420
  • Szklarka - prawostronny, w km 2+860
  • Bielinka - Kaczeniec (odpływ z ZOO) - prawostronny, w km 3+910
  • Darzynka - lewostronny, w km 6+250
  • Struga - lewostronny, w km 6+260
  • Młynówka (ze St. -

Charakterystyka zbiorników wodnych na Cybinie

Na rzece Cybinie znajdują się zbiorniki wodne o następujących parametrach:

Zbiornik Maltański

  • Powierzchnia całkowita: 67,46 ha
  • Powierzchnia lustra wody: 63,88 ha
  • Maksymalna pojemność: 2.000.000 m3
  • Optymalna rzędna lustra wody spiętrzonej: 58,30 m npm.
  • Maksymalna rzędna lustra wody spiętrzonej: 58,35 m npm.
  • Średnia głębokość zbiornika: 2,80 m
  • Maksymalna głębokość zbiornika: 3,70 m

Staw Antoninek

  • Powierzchnia całkowita: 3,70 ha
  • Powierzchnia lustra wody: 3,33 ha
  • Maksymalna pojemność: 36.000 m3
  • Maksymalna rzędna lustra wody spiętrzonej: 63,70 m npm.
  • Średnia głębokość zbiornika: 1,00 m
  • Maksymalna głębokość zbiornika: 1,60 m

Staw Młyński

  • Powierzchnia całkowita: 8,30 ha
  • Powierzchnia lustra wody: 7,10 ha
  • Maksymalna pojemność: 84.000 m3
  • Maksymalna rzędna lustra wody spiętrzonej: 65,50 m npm.
  • Średnia głębokość zbiornika: 1,20 m
  • Maksymalna głębokość zbiornika: 1,80 m

Staw Browarny

  • Powierzchnia całkowita: 9,85 ha
  • Powierzchnia lustra wody: 9,22 ha
  • Maksymalna pojemność: 98.000 m3
  • Maksymalna rzędna lustra wody spiętrzonej: 68,60 m npm.
  • Średnia głębokość zbiornika: 1,20 m
  • Maksymalna głębokość zbiornika: 2,30 m

Staw Olszak

  • Powierzchnia całkowita: 7,50 ha
  • Powierzchnia lustra wody: 7,20 ha
  • Maksymalna pojemność: 30.000 m3
  • Maksymalna rzędna lustra wody spiętrzonej: 69,30 m npm.
  • Średnia głębokość zbiornika: 0,50 m
  • Maksymalna głębokość zbiornika: 0,80 m

Źródła zanieczyszczeń

Na omawianym odcinku rzeki Cybiny w latach 1986-90 zostały zlikwidowane praktycznie wszystkie źródła zanieczyszczeń w postaci kolektorów odprowadzających w większości nieoczyszczone ścieki deszczowe lub ogólnospławne. Obecnie pozostało tylko 8 wylotów kolektorów deszczowych.

Kolektory deszczowe odprowadzają nieoczyszczone ścieki deszczowe z różnych ulic:

Przeczytaj także: Zraszanie vs. Nawilżacz w Terrarium

  • Kolektor deszczowy ( 300 mm odprowadzający nieoczyszczone ścieki deszczowe z ul.
  • Kolektor deszczowy ( 400 mm odprowadzający nieoczyszczone ścieki deszczowe z ul.
  • Kolektor deszczowy ( 500 mm odprowadzający nieoczyszczone ścieki deszczowe z ul.
  • Kolektor deszczowy ( 600 mm odprowadzający nieoczyszczone ścieki deszczowe z ul.

Ocena stanu czystości wód

Oceniając stan czystości wód na podstawie stężeń charakterystycznych (zgodnie z metodą przyjętą przez PIOŚ), należy cały dolny odcinek Cybiny leżący w granicach administracyjnych Poznania uznać za pozaklasowy. Szczególnie silnie zanieczyszczone są wody Cybiny opuszczające Jezioro Swarzędzkie. Normy III klasy czystości każdego roku przekracza 7-8 spośród badanych wskaźników jakości wody - tabela 1.

Do najważniejszych wskaźników należą: biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie, azotynów, fosforu ogólnego, ortofosforanów, chlorofilu-a i miana coli. Świadczą one bezpośrednio lub pośrednio o zanieczyszczeniu wód ściekami komunalnymi.

Biorąc pod uwagę wszystkie wyniki analiz z poszczególnych lat dostrzec można postępującą poprawę stanu czystości wód w tym przekroju, począwszy od 1991 r. (rys. 1). Na odcinku Cybiny między Jeziorem Swarzędzkim a Zbiornikiem Maltańskim, na którym znajdują się 4 wstępne zbiorniki retencyjne (stawy), jakość wód ulega wyraźnej poprawie. Zmniejszeniu ulegają zwłaszcza stężenia tych wskaźników, które świadczą o zanieczyszczeniu wód materią organiczną: BZT5, utlenialność, ChZT, sucha masa sestonu, chlorofil-a.

Równocześnie zwiększa się natlenienie wody, osiągając normy I klasy czystości. Silnemu zmniejszeniu ulega też liczebność bakterii Escherichia coli, wskaźnika zanieczyszczenia sanitarnego wód - tabela 2. Normy III klasy czystości okresowo nadal przekracza jednak 3-5 wskaźników jakości wody. Są to przede wszystkim stężenia fosforu ogólnego i ortofosforanów, niekiedy również BZT5, chlorofilu-a i miana coli.

Stężenia tych wskaźników, po obniżeniu w stawie Antoninek, Młyńskim i Browarnym, często ulegały ponownemu niewielkiemu wzrostowi w stawie Olszak. Związane to było z silnym zamuleniem tego zbiornika, w wyniku sedymentacji zawiesin w trakcie budowy wyżej położonych stawów w 1990 r., a częściowo również z zanieczyszczaniem go przez wody opadowe z rejonu ul. Majakowskiego.

Przeczytaj także: Dezynfekcja ozonem

Rola roślinności wodnej w procesie samooczyszczania

Bardzo pozytywną rolę w samooczyszczaniu się wód w obrębie stawów pełni roślinność wodna, zarówno wynurzona (głównie w stawie Antoninek), jak i zanurzona (w pozostałych stawach). Stanowi ona podłoże do rozwoju organizmów porostowych: bakterii i bezkręgowców, które wychwytują i rozkładają bądź konsumują materię organiczną znajdującą się w przepływającej wodzie. Same rośliny, jak i porastające je glony porostowe, pobierają z wody rozpuszczone związki mineralne, przyczyniając się do zmniejszenia ich stężeń w wodzie oraz wzbogacając wodę w tlen, wydzielany w procesie fotosyntezy.

Roślinność ta wymaga jednak okresowego koszenia i usuwania poza zbiornik, co prowadzi do usunięcia wytworzonej materii organicznej i zmagazynowanego w niej ładunku fosforu i azotu. Brak eksploatacji roślinności podwodnej powoduje, że dorasta ona do powierzchni wody. Bez przeszkód wówczas mogą rozwijać się rośliny pływające (rzęsa, glony nitkowate), gdyż osiadając na roślinach podwodnych nie są znoszone przez wiatr ku brzegom stawów. Tworzą one zwarty kożuch, odcinający dopływ światła i tlenu z atmosfery do wody, prowadząc w krótkim czasie do powstania deficytów tlenowych, a nawet całkowitego odtlenienia wód.

Wpływ Bielinki na czystość wód Cybiny

Poniżej stawów negatywny wpływ na stan czystości wód Cybiny wywiera Bielinka - prawobrzeżny dopływ, odwadniający stawy na terenie Ogrodu Zoologicznego na Białej Górze. Wnosi ona wody zawierające z reguły bardzo duże ilości fitoplanktonu (wysokie stężenia chlorofilu-a i suchej masy sestonu), bakterii coli (niskie miano coli), pierwiastków biogennych (azotu i fosforu), często wysokie BZT5 a niekiedy również niskie stężenia tlenu rozpuszczonego - tabela 2. Ponieważ ujście Bielinki do Cybiny znajduje się tylko ok. 1 km od Zbiornika Maltańskiego, zanieczyszczenia te docierają tam prawie w niezmienionej postaci.

Podwyższona żyzność wód Cybiny dopływającej do Zbiornika Maltańskiego powoduje powstanie w nim tzw. wtórnego zanieczyszczenia. Stanowi je fitoplankton, którego rozwój w zbiorniku w ostatnich siedmiu latach podlegał dużym w...

Tabele z danymi

Tabela 1. Stan czystości wód Cybiny w latach 1989-1995

Rok Wskaźnik 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995
Odczyn pH 8,7 8,8 8,7 8,6 8,6 8,2 8,0
Tlen rozpuszcz. (mgO2/l) 2,8 3,6 0,9 0,5 2,9 3,4 2,5
BZT5 (mgO2/l) 28,5 16,2 19,0 16,0 16,3 10,9 14,5
ChZT z KMnO4 (mgO2/l) 37,5 47,4 27,9 18,2 23,0 24,4 23,0
ChZT z K2Cr2O7 (mgO2/l) 148 91,0 73,0 67,4 70,7 74,1 61,2
N-NH4 (mg/l N) 4,20 3,41 2,53 3,75 2,20 2,55 2,07
N-NO2 (mg/l N) 0,055 0,074 0,140 0,097 0,315 0,174 0,079
N-NO3 (mg/l N) 1,73 1,17 2,75 4,05 1,63 18,3 11,6
N ogólny (mg/l N) 8,78 7,16 7,23 7,77 5,50 20,92 13,1
Fosforany rozp. (mg/lPO4) 4,97 6,51 5,85 3,20 2,20 1,10 1,40
Fosfor ogólny (mg/l P) nb 6,90 1,31 1,41 0,90 0,57 0,49
Miano coli 0,00004 0,00003 0,0006 0,0001 0,001 0,008 0,006
Chlorofil a ((g/l) nb nb 171,9 114,3 106,6 136,0 93,5

Tabela 2. Wybrane wskaźniki jakości wody wzdłuż biegu Cybiny w 1995 r.

Stanowisko 1 2 3 4 5 6 7
Barwa (mg/l Pt) 27 28,8 16 15 16 19 16
Odczyn (pH) 7,05-8,05 6,80-7,88 7,38-8,07 7,38-8,33 7,46-8,26 7,37-8,29 7,28-8,06
Tlen rozpuszczony (mg/l O2) 8 5,5 9,4 10,3 11,2 8,2 10,5
Nasycenie tlenem (%) 67,2 44 82,4 90,4 97,1 70 46,8
BZT5 (mg/l O2) 7,8 5,2 6,7 6,2 6,2 7,4 8,2
ChZT z KMnO4 (mg/l O2) 14,5 13,4 14,1 13,2 13,4 22,2 13,8
ChZT z K2Cr2O7 (mg/l O2) 48,1 44,9 47,9 45,1 44,9 73,3 47,7
Azot amoniakalny (mg/l N) 0,96 1,12 0,79 0,67 0,7 0,82 0,79
-//- azotanowy (mg/l N) 3,41 3,32 3,29 3,05 2,99 0,56 2,54
-//- organiczny (mg/l N) 1,56 1,39 1,53 1,52 1,51 1,88 1,53
-//- ogólny (mg/l N) 5,96 5,85 5,64 5,26 5,22 3,27 4,91
Fosforany rozp. (Mg/l PO4) 0,38 0,49 0,45 0,51 0,5 0,47 0,5
Fosfor ogólny (mg/l P.) 0,252 0,304 0,279 0,304 0,282 0,314 0,282
Chlorofil-a ((g/l) 38,5 11,6 32,2 19,6 18,3 67,4 23,8
Sucha masa sestonu (mg/l) 11,8 4,0 7,0 6,8 9,1 30,2 11,4
Miano coli 0,02 0,03 0,1 0,1 0,05 0,02 0,007
NPL coli typu fekalnego (szt/100 ml) 5366 3375 704 1024 2043 6433 13416

Stanowiska: 1 - Cybina pon. Jez. Swarzędzkiego 5 - Cybina pon. 2 - " pon. 3 - " pon. 4 - " pon. Równocześnie zwiększa się natlenienie wody, osiągając normy I klasy czystości. Silnemu zmniejszeniu ulega też liczebność bakterii Escherichia coli, wskaźnika zanieczyszczenia sanitarnego wód - tabela 2. Normy III klasy czystości okresowo nadal przekracza jednak 3-5 wskaźników jakości wody.

tags: #system #szlamu #trzcinowego #uzdatnianie #wody #zasada

Popularne posty: