Zbiornik Słupsko

Autorzy: Dr Robert Machowski, Prof. dr hab. Mariusz Rzętała

ENCYKLOPEDIA WOJEWÓDZTWA ŚLĄSKIEGO

TOM: 10 (2023)

Rys. 1. Lokalizacja zbiornika Słupsko: 1 – zbiorniki wodne, 2 – cieki powierzchniowe, 3 – zapory, 4 – drogi, 5 – granice jednostek administracyjnych, 6 – urządzenia zrzutowe, urządzenia upustowe.

Zbiornik Słupsko położony jest w środkowo-zachodniej części województwa śląskiego, w odległości kilku kilometrów od przebiegającej na zachód od niego granicy z województwem opolskim (rys. 1). Jest to klasyczny zbiornik zaporowy, który został utworzony w dolinie rzecznej Potoku Toszeckiego, poprzez jej przegrodzenie budowlą piętrzącą (fot. 1). Zbiornik Słupsko jest stosunkowo nowym sztucznym jeziorem, które powstało na terenie województwa śląskiego. Zbiornik został oddany do użytkowania na początku XXI wieku.

W oparciu o regionalizację fizycznogeograficzną obszaru Polski zbiornik Słupsko można umiejscowić w północno-wschodniej części mezoregionu Kotlina Raciborska, który wchodzi w skład makroregionu Nizina Śląska. Tereny te zaliczane są do podprowincji Niziny Środkowopolskie. Powierzchnia zlewni zbiornika w przekroju zapory wynosi 55,2 km². Większa jej część znajduje się w granicach wspomnianej Kotliny Raciborskiej. Przez Potok Toszecki odwadniane są także niewielkie fragmenty mezoregionów Chełm, Garb Tarnogórski oraz Wyżyna Katowicka, stanowiące część makroregionu Wyżyna Śląska.

Położenie administracyjne zbiornika jest nieco skomplikowane. Zasadnicza część czaszy jeziora położona jest na terenie sołectwa Słupsko, od którego zbiornik przyjął swoją nazwę. Tereny te położone są na obszarze gminy Rudziniec. Przez górną, środkową część zbiornika (dawna oś doliny potoku) z północy na południe przebiega granica administracyjna pomiędzy gminą Rudziniec a gminą Toszek. Północno-wschodni sektor jeziora o powierzchni około 4 ha administracyjne przynależy do wsi Ciochowice w gminie Toszek. Obydwie gminy stanowią część powiatu gliwickiego. Tereny otaczające zbiornik reprezentowane są wyłącznie przez grunty wiejskie. Poza położonym najbliżej Słupskiem są to również takie sołectwa jak wspomniane Ciochowice oraz: Poniszowice, Niewiesze, Paczyna, Boguszyce i Niekarmia. Po zachodniej stronie zbiornika, wzdłuż zapory czołowej, przebiega droga wojewódzka nr 907 łącząca północną część Niewieszy z południową częścią Toszka. Jednocześnie jest to łącznik pomiędzy drogami krajowymi nr 40 na południu i 94 na północy. W bliskim sąsiedztwie zbiornika, po jego północnej stronie, przebiega jeden z ważniejszych szlaków kolejowych w Polsce, łączących Górny Śląsk m.in. z Opolem i Wrocławiem.

Geneza, morfometria i zabudowa hydrotechniczna

Fot. 1. Zbiornik Słupsko (fot. D. Chętnicki).

Zbiornik Słupsko został wybudowany przez człowieka w ściśle określonych celach. Jego powstanie związane jest z przegrodzeniem Potoku Toszeckiego w km 2 + 670 zaporą, która pozwala na piętrzenie wód tego cieku (fot. 2). Z uwagi na swoje parametry jezioro zaliczane jest do mniejszych obiektów limnicznych znajdujących się na terenie województwa śląskiego. Budowa zbiornika została zrealizowana w dość krótkim czasie. Prace rozpoczęły się w połowie listopada 1998 roku i trwały do końca czerwca 2003 roku, kiedy to zbiornik został oddany do użytku. Przygotowanie misy przyszłego zbiornika do jej zalania nie wymagało dużego nakładu prac. Tereny doliny przed powstaniem jeziora wykorzystywane były głównie jako rolnicze łąki i pastwiska, tylko w niewielkim stopniu pokryte zadrzewieniami i zakrzewieniami, które wymagały wykarczowania. W ramach inwestycji wybudowano dwie zapory – czołową oraz boczną. Zapora czołowa, której długość wynosi 472 m, została wykonana z miejscowych gruntów. Do usypania korpusu zapory wykorzystano piaski pylaste drobne i średnie, piaski gliniaste, żwiry, pyły i gliny piaszczyste oraz same gliny. Szerokość zapory w jej koronie wynosi 4,0 m, a jej rzędna została ustalona na wysokości 209,15 m n.p.m. Na koronie zapory wykonano drogę o szerokości 3 m ze zbrojonych płyt betonowych. Strona odwodna zapory została dodatkowo zabezpieczona stalową barierką, a strona odpowietrzna została ustabilizowana poprzez jej obsianie trawami. Nachylenie skarpy odwodnej wynosi 1:2,5, a strony odpowietrznej 1:2. Skarpa odwodna została zabezpieczona poprzez ułożenie na jej powierzchni zbrojonych betonowych płyt o szerokości 5 m i grubości 20 cm. Wykonano również dodatkowe zabezpieczenia w postaci fartucha z folii, który ma ograniczyć infiltrację wody przez podłoże zapory.

W obrębie zapory czołowej znajduje się kilka specjalistycznych urządzeń hydrotechnicznych, których obecność związana jest z prowadzeniem prawidłowej gospodarki wodnej na zbiorniku. Dzięki zainstalowaniu tych elementów hydrotechnicznych możliwe jest optymalne sterowanie obiegiem wody. Około 175 m od prawego przyczółka zapory, w jej korpusie, znajduje się blok przelewowo-spustowy (fot. 3). Cechą charakterystyczną tej instalacji jest owalny przelew szybowy w postaci wieży żelbetowej zakończonej krawędzią przelewową. Ponadto na wlocie do bloku wieży znajdują się zamknięcia szandorowe. Wewnątrz szyb został podzielony na dwie części ścianką działową. Do wieży prowadzi betonowy mostek, zabezpieczony stalową balustradą (fot. 4). Częścią przelewu jest upust denny w postaci dwóch rur stalowych o średnicy 600 mm każda, które łączą wieżę przelewową z komorą wlotową. Rury zostały wyposażone w regulowane zamknięcia w formie przepustnic o średnicy 600 mm. Następnie woda, która opuszcza zbiornik, przepływa przez dwa żelbetowe kanały spustowe o przekroju 2,0 x 2,5 m każdy. Kanały zakończone są komorą wylotową znajdującą się na dolnym stanowisku zapory, której zadaniem jest rozpraszanie energii wody wypływającej ze zbiornika (fot. 5).

Fot. 2. Przyzaporowa część zbiornika Słupsko (fot. D. Chętnicki).

Tuż obok bloku przelewowo-spustowego w korpusie zapory znajduje się schodkowa przepławka żelbetowa, wyposażona w progi zwalniające. Dzięki takiej konstrukcji możliwa jest migracja ryb w obydwu kierunkach.

W bliskim sąsiedztwie prawego przyczółka zapory, w odległości około 80 m od niego, w korpusie zapory zainstalowane zostało ujęcie umożliwiające pobór wody dla gorzelni. Ujęcie zostało wybudowane w postaci żelbetowego mnicha stawowego (stojak), żelbetowego rurociągu w korpusie zapory, wykonanego z kręgów o średnicy 600 mm. Poniżej zapory znajduje się wylot dokowy na skarpie odpowietrznej. Do mnicha prowadzi wąska kładka betonowa ograniczona stalową balustradą. Z uwagi na likwidację gorzelni ujęcie obecnie jest nieczynne. Poniżej zapory czołowej, w stopie skarpy odpowietrznej, równolegle do niej wybudowano rów opaskowy, który zbiera wody odciekowe pochodzące z przesączania przez zaporę.

Spiętrzenie wód Potoku Toszeckiego zaporą czołową groziło zalaniem terenów leśnych przylegających do zbiornika od wschodu. Dlatego też, aby ochronić las, na odcinku 410 m została wybudowana zapora boczna. Ma ona podobną budowę jak zapora czołowa. Powierzchnia odwodna nachylona jest w stosunku 1:2,5 i została zabezpieczona żelbetowymi płytami. Stronę odpowietrzną oraz koronę zapory pokrywa roślinność trawiasta. Na zaporze nie ma żadnych dodatkowych zabezpieczeń w postaci barierek, jak ma to miejsce w przypadku zapory czołowej. Rzędna korony zapory o szerokości 3 m została ustalona na wysokości 209,0 m n.p.m. Nachylenie skarpy odpowietrznej wynosi 1:2. Tereny zawala odwadniane są za pomocą rowu opaskowego i następnie grawitacyjnie odprowadzane rurociągiem żelbetowym o średnicy 800 mm. Jego wylot znajduje się poniżej zapory czołowej zbiornika, gdzie woda odpływa do rowu opaskowego.

Pomimo stosunkowo krótkiego funkcjonowania zbiornika, w przeszłości konieczne były prace remontowe. W 2014 roku przez miesiąc, w okresie od maja do czerwca, przeprowadzono działania naprawcze, które dotyczyły upustów dennych. W tym czasie zbiornik wyłączony był z normalnego użytkowania. Obecnie pilnego remontu wymaga fragment zapory bocznej zbiornika. W 2016 roku pojawiły się obsunięcia na skarpie rowu opaskowego. Przemieszczeniom uległa jedynie powierzchniowa warstwa gruntu. Powstałe uszkodzenia wprawdzie nie wpływają znacząco na stateczność samej zapory, jednak wymagają przeprowadzenia działań naprawczych. Prace remontowe będą polegały głównie na wykonaniu nowego drenażu, umocnieniu półki zapory bocznej oraz skarp rowu, a także odpowiednim wyprofilowaniu nachylonych powierzchni tak, aby zapobiec w przyszłości pojawianiu się ruchów masowych w obrębie zapory.

Parametry morfometryczne zbiornika Słupsko, z uwagi na możliwość ręcznego sterowania poziomu piętrzenia wody, dynamicznie zmieniają się w czasie. Kształt jeziora jest odzwierciedleniem układu dawnej doliny rzecznej. W górnej (północnej) części czaszy oś zbiornika ma przebieg południkowy. W środkowej strefie oś dawnej doliny zmienia kierunek na zachodni przyjmując orientację równoleżnikową. Długość zbiornika wynosi około 1,4 km, a jego maksymalna szerokość mierzona w strefie przyzaporowej osiąga około 350 m. Długość linii brzegowej wynosi około 3,8 km. Rozkład głębokości w jeziorze jest charakterystyczny dla zbiorników zaporowych. Największe głębokości, które nieco przekraczają 5 m, występują w środkowej części strefy przyzaporowej. Głębokości zmniejszają się zarówno w górę doliny, ku strefie cofkowej, jak i w kierunku brzegów jeziora. Przestrzenny rozkład głębokości wyraźnie nawiązuje do układu dna doliny przed jej zalaniem. Podczas normalnej eksploatacji zbiornika jego powierzchnia osiąga 35,2 ha, a możliwości retencyjne wynoszą 685 000 m³. Średnia głębokość zbiornika w tym czasie osiąga 1,95 m.

Parametr	Wartość
Minimalny poziom piętrzenia	202,10 m n.p.m.
Normalny poziom piętrzenia	207,35 m n.p.m.
Maksymalny poziom piętrzenia	208,35 m n.p.m.
Powierzchnia zbiornika przy normalnym poziomie piętrzenia	35,2 ha
Powierzchnia zbiornika przy maksymalnym poziomie piętrzenia	58,0 ha
Powierzchnia zbiornika przy nadzwyczajnym poziomie piętrzenia	71,0 ha
Pojemność przy normalnym poziomie piętrzenia	685 tys. m3
Pojemność przy miarodajnym poziomie piętrzenia	960 tys. m3
Pojemność powodziowa stała	465 tys. m3
Pojemność powodziowa forsowana (kontrolne maksymalne)	1 150 tys. m3
Pojemność przy nadzwyczajnym poziomie piętrzenia	1 300 tys. m3
Głębokość maksymalna przy normalnym poziomie piętrzenia	5,3 m
Głębokość średnia przy normalnym poziomie piętrzenia	1,95 m
Długość zbiornika	1,45 km
Długość linii brzegowej	3,8 km

Tabela 1. Podstawowe dane morfometryczne zbiornika Słupsko

Cechy wód jeziornych

Fot. 3. Elementy bloku zrzutowo-upustowego (fot. D. Chętnicki).

Wahania stanów wody i retencja jeziorna

Zbiornik Słupsko jako obiekt hydrotechniczny, który powstał w wyniku przegrodzenia doliny rzecznej zaporą wyposażoną w urządzenia przelewowo-spustowe, cechuje się zmienną w czasie powierzchnią oraz pojemnością wynikającą z aktualnie realizowanej gospodarki wodnej. Zbiornik został wybudowany głównie w celu regulowania przepływów Potoku Toszeckiego poniżej jego zapory. Praca zbiornika uwidacznia się zarówno w okresach utożsamianych z wezbraniami, jak również w czasie pojawiania się niżówek. Jednak stosunkowo niewielkie rozmiary zapory oraz ograniczone zdolności zainstalowanych urządzeń hydrotechnicznych nie pozwalają na zbyt duże możliwości regulowania stanów wody w jeziorze. Normalny poziom piętrzenia na zbiorniku ustalony został na wysokości 207,35 m n.p.m. W tym czasie powierzchnia jeziora osiąga 35,2 ha, a jego możliwości retencyjne kształtują się na poziomie 685 000 m³. Maksymalny poziom piętrzenia w zbiorniku Słupsko jest o zaledwie 1 m większy i wynosi 208,35 m n.p.m. Powierzchnia zlewu w takiej sytuacji zwiększa się do 58 ha, a jego pojemność wzrasta do 1 150 000 m³. W ekstremalnych sytuacjach możliwe jest podpiętrzenie wody o kolejne 30 cm do poziomu 208,65 m n.p.m., co skutkuje wzrostem powierzchni jeziora do 71 ha i zatrzymaniem w misie 1 300 000 m³ wody. Utrzymywanie na zbiorniku stanów niższych od normalnego poziomu piętrzenia odbywa się sporadycznie, kiedy przewiduje się możliwość wystąpienia wezbrań na Potoku Toszeckim powyżej zbiornika. O ile to możliwe, unika się tego typu sytuacji. Zasoby wodne zbiornika w okresach posusznych wykorzystywane są do podwyższenia przepływów niżówkowych na tyle, aby możliwe było utrzymanie życia biologicznego w cieku poniżej zapory. W tym celu możliwe jest wykorzystanie 116 186 m³ wody, która znajdują się pomiędzy rzędnymi 207,00 i 207,35 m n.p.m. Spożytkowanie tej objętości pozwala na zwiększenie przepływów poniżej zapory o blisko 45 l/s.

Warunki termiczno-tlenowe

Termiczny ustrój zarówno jezior, jak i sztucznych zbiorników wodnych, kształtowany jest przez wiele czynników - zarówno tych bezpośrednich, jak i pośrednich. Największy wpływ przypisuje się warunkom klimatycznym powszechnie związanym z temperaturą powietrza regionu. Należy wymienić także usłonecznienie oraz kierunek i siłę wiatru. Mniejsze znaczenie przypisuje się położeniu i morfometrii zbiornika, rodzajowi podłoża oraz pokryciu terenu. W tej grupie znajdują się ponadto takie czynniki jak cechy obiegu wody w strefie okołozbiornikowej oraz wpływ antropopresji.

Zmiany temperatury wód zbiorników wykazują sezonową zmienność. Największa zmienność temperatury zachodzi w przypowierzchniowej warstwie wody do głębokości 2 m. Wynika to z faktu pochłaniania promieniowania podczerwonego przez tę warstwę. Małe przewodnictwo cieplne wody sprawia, iż głębsze partie wody ocieplają się w wyniku występowania prądów konwekcyjnych powodowanych różnicą gęstości wody, a także miksji wywołanej falowaniem i przepływem prądów. Uwarstwienie termiczne występuje w zbiornikach głębszych, zazwyczaj od głębokości kilkunastu metrów. W jeziorach płytkich – do kilku metrów – temperatura wody w pionie jest stosunkowo wyrównana, a różnice wynoszą przeciętnie 1-2 ºC. Do tego typu jezior zaliczany jest także zbiornik Słupsko. Jeziora umiarkowanej strefy klimatycznej określane są mianem jezior dymiktycznych. Zbiorniki te charakteryzują się rozkładem temperatury w postaci rocznego, czterofazowego cyklu. Jednak tego typu zjawiska pojawiają się najczęściej w głębokich jeziorach i zbiornikach wodnych. W przypadku płytkich obiektów, takich jak zbiornik Słupsko, uwarstwienie termiczne pojawia się jedynie w wyjątkowych sytuacjach. Najczęściej rozkład temperatury w profilu pionowym jest stosunkowo wyrównany. Nieznaczne zróżnicowanie temperatury wody pomiędzy powierzchnią i dnem może pojawiać się w najgłębszej, przyzaporowej części zbiornika. Pośrednim wskaźnikiem temperatury wód limnicznych są wyniki pomiarów temperatury wód Potoku Toszeckiego poniżej zapory zbiornika. W początkowym okresie funkcjonowania jeziora, w latach hydrologicznych 2004-2009, temperatura wód na wypływie wyraźnie nawiązywała do pór roku i zawierała się w przedziale od około 1,0 ºC do maksymalnie blisko 21,0 ºC. Najniższe temperatury były charakterystyczne dla miesięcy od grudnia do lutego ze średnią na poziomie 3,1 ºC. Najcieplejsze wody notowano w okresie od czerwca do lipca, kiedy to średnia wynosiła 16,6 ºC.

Wody powierzchniowe zawierają w swoim składzie rozpuszczone gazy, spośród których największe znaczenie ma tlen (O₂). Wolny tlen występuje w wodzie w formie rozpuszczonej. Do wód powierzchniowych gaz ten dostaje się bezpośrednio z atmosfery oraz jako uboczny produkt fotosyntezy. Obecność tlenu w wodzie warunkuje natężenie przebiegu procesów biologicznych oraz umożliwia rozwój życia organizmów wodnych. Atmosferyczny tlen występuje tylko w przypowierzchniowej warstwie wody, a jego ilość warunkowana jest przez aktualne warunki termiczne wody oraz jej dynamikę, a także panujące aktualnie ciśnienie atmosferyczne. Przenikanie tego gazu w głębsze partie toni wodnej hamowane jest przez małą intensywność dyfuzji. Tlen pochodzący z procesu fotosyntezy także występuje tylko w obrębie płytkiej strefy przenikania promieni słonecznych. Zachodząca cyrkulacja wód w zbiornikach oraz występujące w jego obrębie prądy konwekcyjne powodują rozprzestrzenianie się tlenu we wszystkie partie profilu pionowego zbiornika. Stopień rozpuszczalności tlenu, a zarazem jego zawartość w wodzie, bezpośrednio zależy od jej temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury wody obserwuje się spadek rozpuszczalności tego gazu. Analogicznie wraz ze spadkiem temperatury wody wzrasta rozpuszczalność tlenu. Zbiornik Słupsko zaliczany jest do jezior eutroficznych, w których pojawiają się modyfikacje warunków tlenowych związane z okresowym zakwitem glonów. O tego typu zmianach świadczą także zmiany natelnienia wód odpływających z jeziora. Natlenienie wód Potoku Toszeckiego poniżej zbiornika w latach 2004-2009 zmieniało się w dość szerokim zakresie od 2,2 mg O₂/dm³ do maksymalnie 11,6 mg O₂/dm³. Wartości średnie dla tego okresu zmieniały się w przedziale 10,6-11,6 mg O₂/dm³ i były na stosunkowo wyrównanym poziomie.

Właściwości fizyko-chemiczne wody

Fot. 4. Widok na południowy przyczółek zapory zbiornika Słupsko (fot. D. Chętnicki).

Właściwości fizyko-chemiczne wód retencjonowanych przez zaporowe zbiorniki wodne w głównej mierze są pochodną składu jonowego wód rzecznych cieku, na którym wybudowano zaporę. Parametry fizyko-chemiczne wód Potoku Toszeckiego zasadniczo kształtowane są przez antropopresję rolniczą, która dominuje w zlewni. Jakość wód powierzchniowych częściowo jest także pochodną obecności terenów zurbanizowanych reprezentowanych zasadniczo przez obszar miejski Toszka. W użytkowaniu gruntów na terenie zlewni zbiornika Słupsko wydziela się także tereny leśne. Duży kompleks lasów przylega bezpośrednio do zbiornika od wschodu w okolicy zapory bocznej. Przeprowadzone badania wskazują, że zbiornik Słupsko wyraźnie wpływa na zmianę parametrów fizyko-chemicznych wód Potoku Toszeckiego. Stwierdzono, że zbiornik powoduje redukcję rzędu 30%, przede wszystkim związków biogennych takich jak azotany, tylko w niewielkim stopniu zatrzymując związki fosforu. Wyraźny wpływ zbiornika w obniżaniu żyzności wód potamicznych uwidaczniał się zwłaszcza w początkowym okresie jego funkcjonowania. W 2004 roku średnie roczne stężenia fosforanów i azotanów w wodach Potoku Toszeckiego wynosiły odpowiednio 1,15 mg PO₄^3-/dm³ i 16,20 mg NO_3-/dm³, a w 2009 roku były to wartości na poziomie 0,39 mg PO₄^3-/dm³ i 16,85 mg NO_3-/dm³. Przy czym akurat w przypadku azotanów zdecydowanie niższą wartość stwierdzono rok wcześniej – 11,76 NO_3-/dm³ (2008 rok).

Podobne zależności stwierdzono także w przypadku chlorków i siarczanów, związków w głównej mierze odpowiedzialnych za stopień zasolenia wód powierzchniowych. We wspomnianym okresie 2004-2009 stężenia jonów Cl^- uległy obniżeniu z poziomu 37,2 mg Cl^-/dm³ do 28,8 mg Cl^-/dm³. W przypadku siarczanów zakres zmienności zawiera się w przedziale 68,4-55,3 mg SO₄^3-/dm³. Notowane stężenia zarówno w wodach zbiornika Słupsko, jak i przepływającego przez niego Potoku Toszeckim, są na stosunkowo niskim poziomie, dlatego trudno mówić w tym przypadku o zasoleniu jako istotnym zanieczyszczeniu.

Odczyn roztworu wodnego to stopień jego kwasowości lub zasadowości, który zależy od stosunku zdysocjowanych jonów wodoru H⁺ oraz hydroksylu OH^-. W literaturze określany jest także jako ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia jonów wodorowych. Zmienność wartości pH zawiera się w zakresie od 0 do 14. Naturalne wody mają odczyn w granicach 4-9, najczęściej jednak występują wartości od 6,5 do 8,5. Tego typu wartości były charakterystyczne dla wód wypływających ze zbiornika Słupsko w latach 2004-2009. W tym czasie średni roczny odczyn wód był wyrównany i kształtował się w zakresie 7,4-7,9. Nieco większe różnice dotyczą wartości skrajnych. Najniższy odczyn wody rzędu pH 6,9 stwierdzono w 2009 roku, a najwyższy poziom pH to 8,0.

O stanie jakości wody zbiornika Słupsko pośrednio można wnioskować na podstawie badań wody Potoku Toszeckiego poniżej zbiornika, a przed jego ujściem do zbiornika Pławniowice, prowadzonych w ramach monitoringu operacyjnego i monitoringu obszarów chronionych wrażliwych na eutrofizację ze źródeł komunalnych przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Katowicach. Zgodnie z wynikami tych badań w 2015 roku stwierdzono następujące średnie wartości wybranych parametrów jakościowych wody Potoku Toszeckiego poniżej zbiornika Słupsko: fitobentos (wskaźnik okrzemkowy IO) – 0,311, temperatura wody – 11,1°C, tlen rozpuszczony – 9,4 mg O₂/l, BZT₅ – 2,3 mg O₂/l, OWO – 6,9 mg C/l, przewodność w 20°C – 565 μS/cm, substancje rozpuszczone – 385 mg/l, twardość ogólna – 261,0 mg CaCO₃/l, odczyn wody – 7,1-7,9 pH, azot amonowy – 0,54 mg N/l, azot Kjeldahla – 0,71 mg N/l, azot azotanowy – 2,72 mg N/l, azot ogólny – 3,43 mg N/l, fosforany – 0,154 mg P-PO₄/l, fosfor ogólny – 0,128 mg P/l, azotany – 12,1 mg NO₃/l. W wyniku badań realizowanych w 2015 roku stwierdzono zły stan wód jednolitej części wód powierzchniowych.

Procesy brzegowe i osady denne

Fot. 5. Odpływ ze zbiornika Słupsko (fot. D. Chętnicki).

Niewielka powierzchnia i pojemność Zbiornika Słupsko jest czynnikiem ograniczającym rozwój procesów brzegowych, a tym samym wpływa na małą liczbę i zróżnicowanie powstałych form brzegowych. W początkowym okresie funkcjonowania jeziora zakres geomorfologicznych przemian w strefie brzegowej odznaczał się największą intensywnością. Istotne znaczenie w tym zakresie odgrywały także wahania stanów wody. Badania nad charakterem i intensywnością limnicznych procesów brzegowych w obrębie zbiorników regionu górnośląskiego pozwoliły na wyróżnienie czterech etapów rozwoju strefy litoralnej, pozostających w ścisłym związku z ewolucją zbiorników jako geoekosystemów. Obecnie można przyjąć, że zbiornik Słupsko znajduje się na ostatnim (czwartym) etapie – tzw. biogenicznym. W tym czasie następuje intensywny przyrost masy roślinnej w konsekwencji procesów sedymentacyjnych i sedentacyjnych w nadwodnej i podwodnej części strefy litoralnej. Procesowi kolonizacji wybrzeża przez roślinność sprzyja łagodny już profil poprzeczny strefy brzegu, inicjowany rozwój procesów glebotwórczych, a także wysoki poziom trofii wód akwenu. Występuje dość szeroki pas roślinności szuwarowej, wśród której dominuje trzcina pospolita i pałka wodna. Szczególnie duże powierzchnie zajęte są w górnej części zbiornika, w tym w strefie kontaktu wód potamicznych z limnicznymi. Tego typu roślinność pojawiła się także w sąsiedztwie zapory bocznej.

Na ograniczenie procesów brzegowych zachodzących w strefie brzegowej zbiornika Słupsko wpływ ma również obecność antropogenicznych umocnień brzegu w postaci zapory czołowej i bocznej, na które przypada blisko 25% długości linii brzegowej jeziora.

Głównym źródłem substancji mineralnych i organicznych w przypadku większości zbiorników zaporowych jest materiał rumowiskowy wnoszony przez zasilające je rzeki. Wielkość dostawy rumowiska wleczonego, toczonego i zawieszonego jest zróżnicowana w czasie i zależna od warunków hydrologicznych cechujących Potok Toszecki. Zdecydowanie większa dostawa materiału rumowiskowego następuje w okresach wezbrań, kiedy obserwuje się wzrost przepływów w rzece, a tym samym wzrasta siła transportowa wody. Na terenie województwa śląskiego ważną rolę w zakresie powstawania pokryw osadów dennych odgrywają także ilościowo-jakościowe antropogeniczne zmiany w obiegu wody. Tylko niewielka część substancji budujących osady denne pochodzi z atmosfery. Kolejnym źródłem substancji wchodzących w skład osadów dennych jest lokalna dostawa materiału budującego brzegi zbiornika. Przy czym w zbiorniku Słupsko ilość dostawy tych substancji mogła mieć pewne znaczenie jedynie w krótkim, początkowym okresie funkcjonowania jeziora.

Znaczenie zbiornika

W większości przypadków zbiorniki zaporowe, a takim jest sztuczne jezioro Słupsko, najczęściej budowane są w ściśle określonych celach, zazwyczaj pełniąc jednocześnie kilka funkcji. Zbiornik Słupsko został utworzony na Potoku Toszeckim przede wszystkim jako obiekt tzw. małej retencji. Jego podstawowym zadaniem jest ochrona terenów poniżej zapory przed podtapianiem w czasie wysokich stanów wód na rzece, utożsamianych z powodziami. Z uwagi na niewielkie rozmiary jeziora jego możliwości zmniejszenia fali powodziowej również są ograniczone. Funkcję przeciwpowodziową zbiornika Słupsko najlepiej obrazują dane dotyczące wielkości redukcji przepływów kulminacyjnych zestawione w tabeli 2.

Prawdopodobieństwo pojawienia się przepływu P (%)	Przepływ kulminacyjny przed budową zbiornika Qmax	Przepływ kulminacyjny po budowie zbiornika Qmax	Wielkość redukcji przepływu kulminacyjnego Qmax
[%]	[m3/s]
1	56,79	47,00	9,79
2	42,83	34,50	8,33
3	32,15	25,50	6,65
10	19,41	15,20	4,21

Tabela 2. Wpływ zbiornika Słupsko na redukcję przepływów Potoku Toszeckiego

Odpowiednio prowadzona gospodarka wodna na zbiorniku pozwala zmniejszyć przepływy poniżej zapory do wartości, które jedynie w skrajnych przypadkach mogą powodować zagrożenie powodziowe. Ocenia się, że wielkość przepływów do wysokości 19,41 m³/s poniżej zapory nie będzie powodowała szkód gospodarczych. Wyższe przepływy spowodują wystąpienie wód z koryta rzeki i podtopienie terenów zalewowych przylegających bezpośrednio do potoku. Z przeprowadzonych obliczeń na etapie projektowania zbiornika wynika, że powodzie o katastrofalnym charakterze i prawdopodobieństwie wystąpienia 1%, mogą pojawiać się na Potoku Toszeckim, kiedy przepływy w przekroju zapory osiągną wielkość blisko 56,8 m³/s. Rezerwa powodziowa zbiornika pozwala na obniżenie przepływów kulminacyjnych do poziomu 47,0 m³/s, co będzie skutkowało zminimalizowaniem strat gospodarczych.

Zupełnie odmienną funkcję zbiornik pełni w czasie, kiedy na Potoku Toszeckim pojawiają się przepływy niżówkowe. Retencja jeziorna pozwala na zwiększenie ilości płynących wód poniżej zapory. Z uwagi na obserwowane współcześnie zmiany klimatyczne na Ziemi utożsamiane z globalnym ocieplaniem, już teraz obserwowane są coraz częstsze przypadki niedoboru wody w wielu rzekach na terenie całej Polski. Wykorzystanie zasobów wodnych zgromadzonych w zaporowych zbiornikach powszechnie pożytkowane jest na podnoszenie przepływów minimalnych. Tego typu działania są również charakterystyczne dla zbiornika Słupsko. Ustalono, że minimalny przepływ poniżej zapory powinien wynosić 0,055 m³/s. Jest to tzw. przepływ biologiczny, który pozwala na zapewnienie funkcjonowania organizmów żywych w cieku.

Zbiornik Słupsko znajduje się w wykazie wód Polskiego Związku Wędkarskiego. Bezpośrednią pieczę nad jeziorem sprawuje Koło PZW nr 43 Pyskowice. Zbiornik Słupsko jest popularnym łowiskiem wśród wędkarzy, zwłaszcza z okolicznych miejscowości. W wodach jeziora powszechnie łowione są ryby pochodzące przede wszystkim z celowych zarybień takich jak: karp, karaś, lin, leszcz, szczupak i sandacz. Z relacji wędkarzy wynika, że można tu złowić rekordowe okazy suma o długości około 150 cm i wadze kilkunastu- lub kilkudziesięciu kilogramów. W zbiorniku znajduje się także duża populacja niewielkich ryb: wzdręgi, płocie i okonie. Jezioro poddane jest dużej presji wędkarskiej. Niestety do negatywnych jej przejawów należą duże ilości śmieci pozostawione na brzegach jeziora przez nieodpowiedzialnych wędkarzy. Poza wędkarstwem na zbiorniku Słupsko zasadniczo nie obserwuje się innych przejawów jego rekreacyjnego wykorzystania. Do wyjątków można jedynie zaliczyć piesze spacery i przejażdżki rowerowe wzdłuż jego brzegów.

Retencja sztucznego jeziora Słupsko może być wykorzystywana także w specjalnych celach, do których zalicza się funkcję przeciwpożarową. Dogodny dojazd nad brzegi zbiornika pozwala na zaopatrywanie wozów jednostek straży pożarnej, które prowadzą działania w jego sąsiedztwie.

W przeszłości wody zbiornika pobierane były za pośrednictwem specjalnie do tego celu wybudowanego ujęcia znajdującego się w zaporze czołowej. Woda wykorzystywana była przez gorzelnię, która znajdowała się na terenie gminy. Z uwagi na likwidację zakładu obecnie ujęcie jest nieczynne. Obecność specjalistycznych urządzeń hydrotechnicznych nie wyklucza w przyszłości możliwości zaopatrywania zakładów przemysłowych w wodę pochodząca ze zbiornika Słupsko.

Poza typowo społeczno-gospodarczym znaczeniem zbiornik Słupsko odgrywa również szereg funkcji przyrodniczych. Każda ingerencja człowieka w stosunki wodne poprzez spiętrzenie wód rzecznych w postaci zbiornika, oddziałuje na poszczególne komponenty środowiska geograficznego. Zasięg oddziaływania zbiornika jest uzależniony przede wszystkim od jego wielkości. Największa modyfikacja dotyczy stosunków wodnych w relacji rzeka – zbiornik, zarówno powyżej jak i poniżej zapory. Poza zmianami ilościowymi obserwuje się również zmiany jakościowe wód rzecznych. Zbiornik Słupsko zlokalizowany został w dolinie Potoku Toszeckiego powyżej zbiornika Pławniowice i niejako pełni w stosunku do niego funkcję buforową. Funkcjonowanie zbiorników w zlewni będącej pod wpływem antropopresji rolniczej skutkuje wzrostem żyzności ich wód, utożsamianym z postępującą eutrofizacją geosystemu. Dlatego też zbiornik Słupsko należy traktować jako swego rodzaju osadnik wstępny dla zbiornika Pławniowice, w którym następuje zatrzymanie poszczególnych związków chemicznych obecnych w wodach rzecznych

Bibliografia

1. Burchard J., Hereźniak-Ciotowa U., Kaca W.: Metody badań i ocena jakości wód powierzchniowych i podziemnych, Łódź 1990.
2. Choiński A.: Zarys limnologii fizycznej Polski, Poznań 1995.
3. Dojlido J. Chemia wód powierzchniowych, Białystok 1995.
4. Dojlido J., Dożańska W., Hermanowicz W., Koziorowski B., Zerbe J.: Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Warszawa 1999.
5. Instrukcja utrzymania i eksploatacji zbiornika Słupsko. Śląski Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych, Katowice 2003..
6. Kondracki J.: Geografia regionalna Polski, Warszawa 1998.
7. Kopala P.: Charakterystyka hydrologiczna zbiornika Słupsko na Potoku Toszeckim, Sosnowiec 2015.
8. Kostecki M., Nocoń W.: Rola płytkiego nizinnego zbiornika zaporowego w układzie „rzeka – zbiornik – rzeka”. Część I. Wybrane wskaźniki hydrochemiczne oraz bilans związków azotowych w zbiorniku Słupsko, [w:] „Inżynieria i Ochrona Środowiska” 2009, t. 12, nr 4, s. 249-269.
9. Kostecki M., Nocoń W.: Rola płytkiego nizinnego zbiornika zaporowego w układzie „rzeka – zbiornik – rzeka”. Część II. Przemiany i bilans związków fosforu w zbiorniku Słupsko, [w:] „Inżynieria i Ochrona Środowiska” 2010, t. 13, nr 4, s. 245-257.
10. Opracowanie dokumentacji na remont zapory bocznej zbiornika wodnego „Słupsko” położonego w m. Słupsko, gm. Rudziniec oraz Ciochowice, gm. Toszek, pow. gliwicki, woj. śląskie.
11. Rzętała M.: Bilans wodny oraz dynamika zmian wybranych zanieczyszczeń zbiornika Dzierżno Duże w warunkach silnej antropopresji. Prace Naukowe UŚ w Katowicach nr 1913, Katowice 2000.
12. Rzętała M.: Funkcjonowanie zbiorników wodnych oraz przebieg procesów limnicznych w warunkach zróżnicowanej antropopresji na przykładzie regionu górnośląskiego, Katowice 2008.
13. Rzętała M.A.: Wybrane przemiany geomorfologiczne mis zbiorników wodnych i ocena zanieczyszczeń osadów zbiornikowych w warunkach zróżnicowanej antropopresji (na przykładzie regionu górnośląsko-zagłębiowskiego), Katowice 2014.
14. Zbiornik wodny Słupsko na cieku Toszeckim w m. Słupsko oraz Ciechowice, gm. Rudziniec, Toszek. Śląski Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych w Katowicach – folder informacyjny [b.d.].

Źródła on-line

Machowski R., Rzętała M.: Zbiornik Pławniowice, w: „Encyklopedia Województwa Śląskiego” 2020, t. 7.

Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Katowicach

Zakładka STAN_ocena jcw 2015 – zawiera ocenę stanu ekologicznego, stanu chemicznego i stanu wód badanych w roku 2015 z uwzględnieniem wyników ocen za lata 2011-2014.

Zobacz też

Dorzecze Odry

Wody podziemne

Wody powierzchniowe

Zbiornik Dzierżno Duże

Zbiornik Pławniowice

Zlewnia Kłodnicy