Górnośląskie Pojezierze Antropogeniczne

Autor: Prof UŚ dr hab. Mariusz Rzętała

W polskiej literaturze geograficznej określenie „pojezierze” powszechnie stosuje się w odniesieniu do obszaru o typie krajobrazu determinowanego zlodowaceniami plejstoceńskimi, którego cechą jest rzeźba polodowcowa i duża liczba jezior. Pojezierza są typowe dla strefy klimatu umiarkowanego i wyróżniają się dużą jeziornością obszaru, czyli określonym procentowo udziałem powierzchni wód stojących w jego powierzchni ogólnej. Odpowiednio wysoka jeziorność dotyczy także skupisk różnorodnych zbiorników wodnych powstałych w konsekwencji działalności człowieka. W takich przypadkach korzystne jest jednak stosowanie pojęcia „pojezierze antropogeniczne”, wskazującego na odmienność genezy i warunków funkcjonowania mis limnicznych w stosunku do pojezierzy naturalnych. Coraz częściej używa się określenia „pojezierze” w odniesieniu do skupisk zbiorników wodnych bez względu na ich genezę.

Na świecie jest wiele skupisk zbiorników antropogenicznych. Również na niektórych obszarach Polski sztucznych zbiorników wodnych jest na tyle dużo, że zasługują na miano pojezierzy antropogenicznych. Stosuje się je w odniesieniu do Łuku Mużakowskiego w południowo-zachodniej Polsce czy też Wyżyny Śląskiej i Kotliny Oświęcimskiej wraz z terenami przyległymi (Górnośląskie Pojezierze Antropogeniczne) w Polsce południowej.

W 2005 r. na Wyżynie Śląskiej zinwentaryzowano 2405 zbiorników wodnych o łącznej powierzchni 60,8 km2, z czego w poszczególnych mezoregionach występowało (rys. 1): 85 zbiorników (0,35 km2) Chełm, 367 zbiorników (11,4 km2) Garb Tarnogórski, 159 zbiorników (11,3 km2) Pagóry Jaworznickie, 802 obiekty (10,0 km2) Płaskowyż Rybnicki, 992 zbiorniki (27,8 km2) Wyżyna Katowicka. Kotlinę Oświęcimską charakteryzowało występowanie 1253 zbiorników o łącznej powierzchni 80,6 km2, z czego 229 akwenów (8,1 km2) leży na Równinie Pszczyńskiej, 692 zbiorniki (59 km2) występują w Dolinie Górnej Wisły, a na Podgórzu Wilamowickim są 332 zbiorniki (13,5 km2). Jeziorność Wyżyny Śląskiej wynosi 1,5%, a Kotliny Oświęcimskiej 6,5%. Biorąc pod uwagę akweny położone w sąsiedztwie Wyżyny Śląskiej i Kotliny Oświęcimskiej, mamy do czynienia z powierzchnią wodną rzędu 150 km2 i średnią jeziornością (zbiornikowością) około 4%.

Granice Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego

Górnośląskie Pojezierze Antropogeniczne to największe w Polsce skupisko sztucznych zbiorników wodnych. Jest to obszar o powierzchni 6,8 tys. km2, który pod względem fizycznogeograficznym obejmuje Wyżynę Śląską i Kotlinę Oświęcimską oraz części kilku innych sąsiadujących z nimi makroregionów, m. in. Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, Kotliny Ostrawskiej, Niziny Śląskiej. Obszar Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego jest utożsamiany z pogranicznymi częściami krain historyczno-etnograficznych, tj. Górnego Śląska jako części Śląska i Zagłębia Dąbrowskiego jako części zachodniej Małopolski, a także coraz częściej współcześnie wydzielanego Podbeskidzia. Obszar ten jest obecnie postrzegany przez pryzmat przemysłowego znaczenia regionu, a w centralnej części (Konurbacja Katowicka, Rybnicki Okręg Węglowy) jest on uznawany za najbardziej antropogenicznie przeobrażony obszar Polski. Górnośląskie Pojezierze Antropogeniczne jest obszarem odwadnianym przez system hydrograficzny Odry (m.in. zlewnie: Olzy, Bierawki, Rudy, Kłodnicy, Małej Panwi) oraz Wisły (m.in. zlewnie: Małej Wisły, Pszczynki, Przemszy i Soły).

Górnośląskie Pojezierze Antropogeniczne (rys. 2) zostało wydzielone na podstawie obliczonych wskaźników gęstości zbiorników wodnych i jeziorności (czyli zbiornikowości), w po-lach podstawowych o długości boku 10 km i powierzchni 100 km2. Zasięg Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego ustalono metodą interpolacji, przyjmując izolinię jeziorności 0,5% jako jego granicę (skoro jeziorność Polski jest oceniana na 0,9%, a w strefie krajobrazu staroglacjalnego, wyżyn i gór jest jeszcze niższa). W dolinie Odry, Wisły i Soły oraz przez tereny pogranicza Polski i Republiki Czeskiej granicę Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego wyznaczono sztucznie, ponieważ przecina ona tzw. strefy przejściowe. Najdłuższy odcinek granicy przypada na strefę przejściową między Górnośląskim Pojezierzem Antropogenicznym i ostrawsko-karwińskim pojezierzem antropogenicznym, zaś w dolinach Wisły, Soły i Odry granica oddziela Górnośląskie Pojezierze Antropogeniczne od dolinnych skupisk zbiorników wodnych decydujących o dużej jeziorności.

Wskaźniki jeziorności i gęstości zbiorników wodnych

Obecnie na obszarze Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego występują 4773 zbiorniki wodne, których łączna powierzchnia wynosi 185,4 km2. Jeziorność poszczególnych pól podstawowych wynosi od 0,003% do 19,2%. Jeziorność całego pojezierza antropogenicznego wynosi 2,74%. Największa jeziorność występowała na obrzeżach Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego, gdzie położone są największe zaporowe i poeksploatacyjne zbiorniki wodne, a najmniejsza w jego centralnej części (rys. 3). Jeziorność Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego osiąga wartość charakterystyczną dla naturalnych polskich pojezierzy polodowcowych: Pojezierza Mazurskiego (3,05%), Pojezierza Pomorskiego (2,03%), Pojezierza Wielkopolsko-Kujawskiego (1,23%).

Średnia gęstość zbiorników wodnych osiąga 70,54 zbiorników na 100 km2 (0,7 statystyczne-go zbiornika na 1 km2). Gęstość zbiorników wodnych waha się w zakresie od 2 do 200 zbiorników na 100 km2. Największa koncentracja zbiorników wodnych występuje na południu i północy Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego, a nieco niższa w centralnej, wschodniej i zachodniej jego części (rys. 4). Daje to podstawy do bardziej szczegółowych podziałów Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego, dlatego wspomina się o tzw. Żabim Kraju w dolinie Wisły czy też Pojezierzu Dąbrowskim w Dąbrowie Górniczej i okolicach.

Geneza i morfometria zbiorników wodnych

Tabela 1. Największe zbiorniki wodne Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego.

Powstanie Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego było związane z rozwojem górnictwa surowców mineralnych (rud: srebra, ołowiu, żelaza, cynku oraz węgla kamiennego i surowców skalnych) i hutnictwa, któremu towarzyszyło uprzemysłowienie i napływ ludności, a w konsekwencji wzrost urbanizacji regionu. W różnym stopniu rozwinął się sektor usług. Tereny poza ośrodkami miejskimi od dawna były użytkowane rolniczo. Immanentną cechą trwającego kilka wieków rozwoju gospodarczego w regionie jest przekształcanie stosunków wodnych. Przykładem antropogenicznych zmian środowiska wodnego są sztuczne zbiorniki wodne. Mają one znaczenie przyrodnicze i krajobrazowe oraz pełnią określone funkcje społeczno-gospodarcze. Analizy historycznych materiałów kartograficznych wskazują, że pojezierze powstało w ciągu XX wieku, ale intensywny przyrost powierzchni wodnej zaznaczył się w jego drugiej połowie. W latach 60. dwudziestego stulecia w granicach współczesnego pojezierza występowało zaledwie 3097 zbiorników o łącznej powierzchni wodnej 113,4 km2 (rys. 5). Jeziorność wynosiła wtedy 1,68%, a na 100 km2 przypadało 45,77 akwenów.

W granicach Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego jeziora naturalne stanowią znikomy odsetek zbiorników wodnych, a jeziora antropogeniczne są rezultatem celowych zabiegów hydrotechnicznych lub niezamierzonym efektem aktywności gospodarczej (fot. 1). Pod względem genetycznym są to zbiorniki: zaporowe, groblowe, poeksploatacyjne, w nieckach osiadania, zapadliskowe, betonowe, ziemne, poregulacyjne, itd. Wiele antropogenicznych zbiorników wodnych podlega spontanicznej naturalizacji, upodabniając się do jezior jako obiektów naturalnych. Dotyczy to zwłaszcza akwenów poeksploatacyjnych, sadzawek wypełnionych wodą niecek z osiadania i zapadlisk, które już na etapie młodocianego lub dojrzałego stadium rozwoju przypominają jeziora naturalne. Inne zbiorniki wodne, zachowują cechy basenów o sztucznie kształtowanym reżimie wodnym. Hydrogeneza zbiorników wodnych Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego jest efektem specyficznego obiegu wody w tym regionie, którego wyrazem jest rozwinięty sztuczny bilans wodny zbiorników (ze złożonością uwarunkowań zarówno przyrodniczych i antropogenicznych).

W granicach Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego zdecydowanie dominują zbiorniki o powierzchni do kilku hektarów. Zbiorniki o powierzchni kilkudziesięciu lub kilkuset hektarów są nieliczne, lecz charakteryzują się one największą pojemnością (tab. 1).

Cechy chemiczne wody i osadów

Tabela 2. Właściwości fizykochemiczne wód wybranych zbiorników Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego w latach 1998-2007 (wartości średnie).

Tabela 3. Zawartość pierwiastków śladowych w osadach dennych zbiorników wodnych Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego.

Zbiorniki wodne Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego funkcjonują w warunkach zróżnicowanej antropopresji: miejskiej, przemysłowej, rolniczej, a także w obszarach o warunkach quasi-naturalnych. Powoduje to specyfikę przebiegu procesów znamiennych dla wód stojących, np. obiegu wody i wahań stanów wody, procesów termiczno-tlenowych, zjawisk lodowych, zanieczyszczenie wód (tab. 2) , zmian w żyzności wód, procesów brzegowych, formowania osadów dennych. O skali ilościowo-jakościowych zmian wód zbiorników antropogenicznych w granicach Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego świadczą:

1. zaburzenie sezonowej zmienności dopływu i odpływu powierzchniowego zbiorników wodnych, co najczęściej wynika z realizacji założeń gospodarki wodnej;
2. wahania stanów wody o rocznej amplitudzie nawet kilku metrów;
3. dynamiczne zmiany bezwzględnej ilości zasilania pluwialnego oraz parowania powodowane wymuszonymi antropogenicznie zmianami powierzchni zbiorników (z okresowym osuszeniem mis akwenów włącznie);
4. ucieczki wody ze zbiorników w podłoże czemu sprzyjają ograniczone możliwości uszczelnienia mis w warunkach rozwoju górnictwa odkrywkowego i głębinowego;
5. antropogenizacja wymiany wody w zbiornikach;
6. zaawansowana eutrofizacja o cechach politrofii i hypertrofii;
7. pogorszenie warunków tlenowych z częstym występowaniem stanów silnego przetlenienia, natlenienia deficytowego, a nawet anoksji;
8. zmniejszenie zasięgu strefy eufotycznej;
9. wysokie zasolenie wód;
10. acidifikacja lub alkalizacja wód;
11. zmieniony skład chemiczny oraz wysoka zawartość metali ciężkich i zanieczyszczeń organicznych;
12. podgrzanie cieków alimentujących oraz antropotermia wraz z istotnym ograniczeniem zjawisk lodowych i antropomiksja;
13. zwielokrotnione tempo wypełniania osadami mis zbiorników wodnych wskutek miejsko-przemysłowej dostawy materii.

Osady denne zbiorników wodnych Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego pod względem uśrednionego składu mechanicznego odpowiadają glinie ilastej z 25,5% udziałem frakcji pylastej, frakcją ilastą na poziomie 29,9% i ziarnami piaszczystymi w ilości 44,5%. Osady denne poszczególnych zbiorników wodnych są zróżnicowane pod względem składu granularnego i reprezentują wszystkie grupy osadów, z wyjątkiem gliny pylastej i pyłu. W składzie podstawowym osadów występują: SiO2 (6,83–79,94%), Al2O3 (1,24– 17,0 8%), Fe2O3 (2,07–13,08%), MnO (0,03–0,75%), MgO (0,33–13,30%), CaO (0,43–30,69%), Na2O (0,05–1,13%), K2O (0,16–2,49%), TiO2 (0,06–1,02%), P2O5 (0,06–5,28%), S (0,0–4,97%), przy stratach prażenia wynoszących 4,71–47,71%.

Osady denne większości zbiorników wodnych Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego są zanieczyszczone metalami, niemetalami i metaloidami (tab. 3). Osady denne tych zbiorników zwykle zawierają pierwiastki śladowe w ilości świadczącej o zanieczyszczeniu antropogenicznym, aczkolwiek występują też przypadki koncentracji tych substancji, zbliżonej do tła geochemicznego regionu lub od niego niższej.

Użytkowanie zbiorników wodnych

Zbiorniki wodne występujące w granicach Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego są pod względem użytkowym najczęściej obiektami wielofunkcyjnymi. Oprócz znaczenia przyrodniczego i krajobrazowego pełnią funkcje gospodarcze. Zbiorniki te spełniają zadania przeciwpowodziowe, służą zaopatrzeniu w wodę, wykorzystywane są do celów rekreacji i wypoczynku, włączone są w cykl produkcyjny zakładów przemysłowych lub hodowli ryb i innych organizmów wodnych, itd. Inne atrybuty użytkowania zbiorników to: wykorzystanie w produkcji energii elektrycznej, zabezpieczenie przeciwpożarowe, oczyszczanie ścieków, itd.

Na terenie Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego – ze względu na dużą gęstość zaludnienia, wysoki stopień urbanizacji, ważną rolę w gospodarce narodowej – priorytetowo traktowane są zbiorniki, pełniące rolę w zaopatrzeniu w wodę do celów komunalnych, przemysłowych i rolniczych oraz służące ochronie przeciwpowodziowej. Podstawowe znaczenie w tym zakresie mają duże zbiorniki zaporowe i poeksploatacyjne, zlokalizowane na obrzeżach Górnośląskiego Pojezierza Antropogenicznego.

Ważne jest również znaczenie zbiorników wodnych dla organizacji wypoczynku, rekreacji i turystyki. Przykładami akwenów, które pełnią tego typu funkcje, są zbiorniki:

1. Pogoria I, Pogoria III i Kuźnica Warężyńska w Dąbrowie Górniczej;
2. Czechowice i Kąpielisko Leśne w Gliwicach;
3. Chechło w Tarnowskich Górach;
4. Sosina w Jaworznie;
5. Stawiki i Balaton w Sosnowcu;
6. Morawa i Maroko w Katowicach;
7. Pławniowice w Pławniowicach;
8. Skałka w Świętochłowicach;
9. Paprocany w Tychach;
10. Rogoźnik Duży i Mały w Rogoźniku.

Najczęstszymi sposobami wykorzystania rekreacyjnego akwenów jest użytkowanie całości lub części ich powierzchni jako: kąpielisk, pływalni, miejsc uprawiania żeglarstwa (jachtingu, żeglarstwa deskowego windsurfingu, żeglarstwa lodowego bojerów), miejsc uprawiania kajakarstwa, urządzonych łowisk dla wędkarzy, instalacji urządzeń sportowo-rekreacyjnych i tzw. urządzeń turystycznych.

Bibliografia

1. Choiński A., Jeziora kuli ziemskiej, Poznań 2007.
2. Choiński A., Zarys limnologii fizycznej Polski, Poznań 1995.
3. Czaja S., Zbiorniki i pojezierza antropogeniczne, w: Człowiek i woda, red. T. Szczypek, M. Rzętała, Sosnowiec 2003.
4. Flis J., Słownik szkolny. Terminy geograficzne, Warszawa 1998.
5. Głodek J., Jeziora zaporowe świata, Warszawa 1985.
6. Jaguś A., Rzętała M., New lake district in Europe: origin and hydrochemical characteristics, “Water and Environment Journal” 2012, nr 26.
7. Jankowski A. T., Rzętała M., Stan badań limnologicznych w regionie górnośląskim, w: Jeziora i sztuczne zbiorniki wodne – funkcjonowanie, rewitalizacja i ochrona, red. A. T. Jankowski, M. Rzętała, Sosnowiec 2004.
8. Jędrczak A., Skład chemiczny wód pojezierza antropogenicznego w Łuku Mużakowskim, Zielona Góra 1992.
9. Machowski R., Rzętała M., Wyżyna Śląska i jej obrzeżenie jako “pojezierze antropogeniczne”, „Wszechświat” 2006, t. 107, nr 1–3.
10. Rzętała M. Funkcjonowanie zbiorników wodnych oraz przebieg procesów limnicznych w warunkach zróżnicowanej antropopresji na przykładzie regionu górnośląskiego, Katowice 2008.
11. Rzętała M., Liczebność i morfogeneza zbiorników wodnych na Wyżynie Śląskiej i w Kotlinie Oświęcimskiej, w: Geograficzne aspekty antropopresji, red. D. Absalon, A. Hibszer, Sosnowiec 2008.
12. 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.
13. Rzętała M.A., Rzętała M., Zbiorniki wodne na obszarze Górnośląskiego Związku Metropolitalnego, w: Górnośląski Związek Metropolitalny. Zarys geograficzny red. R. Dulias, A. Hibszer, Sosnowiec 2008.