Rzeki się zmieniają. Na dobre czy na złe?
Przepływom rzek postanowili – korzystając z grantów NASA – przyjrzeć się dwaj badacze. Przeanalizowali dane o nich w różnych punktach oraz stworzone na tej podstawie modele i potwierdzili, że wrażenie niejednoznaczności jest w tym wypadku słuszne. Na najbardziej podstawowe pytanie – czy zmiany w hydrologii rzek w ogóle są istotne – odpowiedź jest twierdząca. Wiele rzek zmieniło w ciągu ostatnich trzydziestu kilku lat swój przepływ. Wśród wyjątków są tak duże rzeki, jak Amazonka, Missisipi, Ganges czy Brahmaputra. Ich przepływ z roku na rok oczywiście zmieniał się, nieraz drastycznie, ale ostateczne zmiany się uśredniły.
Rzędowość Strahlera
W tym systemie rząd 1. mają potoki od źródła do pierwszego dopływu. Dwa potoki rzędu 1. łączą się w potok rzędu 2., dwa potoki rzędu 2. w rzeczkę rzędu 3. itd. Każdy ciek zaczyna więc od rzędu 1. i może na nim zakończyć albo rzędowość jego kolejnych odcinków rośnie wraz z przyjmowaniem dopływów. Rząd wzrasta po połączeniu równorzędnych cieków, a więc potok rzędu 1., wpadając do potoku rzędu 2., nie zmienia jego rzędu na wyższy. Duże rzeki o dopływach tworzących silnie rozgałęziony system mają przy ujściu do morza wysoki rząd. W hydrologii taka miara jest uważana za więcej mówiącą niż sama długość rzeki. Dwie tak samo długie rzeki mogą nieść inną masę wody – ta o większej powierzchni zlewni i wyższej rzędowości więcej niż rzeka prawie pozbawiona dopływów.
Tam, gdzie zmiany układają się w istotny statystycznie trend, wyniki są różne. Nie jest jednak tak, że dane pokazują kompletny chaos. W pewnych warunkach przeważa jeden kierunek.
Autorzy przeanalizowali nie tyle rzeki, ile ich odcinki według rzędowości Strahlera. To pozwoliło rozwiązać paradoks sprzecznych trendów, bo o ile 17,1 proc. cieków (czy też odcinków) 1. rzędu wykazało trend rosnący, o tyle aż 44,2 proc. odcinków o rzędzie co najmniej ósmym zmniejszyło ilość niesionej wody. W obu grupach były przypadki z odwrotnym trendem, ale mniej liczne – odpowiednio 9,9 proc. i 11,9 proc. Oznacza to, że w wielu przypadkach górny odcinek rzeki obecnie ma większy przepływ niż ćwierć wieku temu i większą podatność na powódź, za to dolny odcinek ma przepływ mniejszy. Badacze określili to zjawisko przesunięciem topologicznego centrum rzeki. W przypadku dużych rzek regułą jest przesunięcie centrum ku źródłom. Występuje to nawet w tych przypadkach, gdy ogólne zmiany przepływu są niejednoznaczne – np. w Missisipi.
Zjawisko przesunięcia centrum ku źródłom szczególnie zauważalne jest w Wiśle. Zaszło też – choć nieco w mniejszym stopniu – w Odrze, Dniestrze i Niemnie. W ogóle dotknęło większości dużych rzek Europy od Tagu po Wołgę, choć z trendu wyłamują się niektóre rzeki zasilane przez Alpy: Ren, Pad czy Dunaj.
Zwiększenie przepływu w potokach 1. i 2. rzędu nie jest równomierne. W Polsce w zasadzie dotyczy tylko tych górskich, podczas gdy na obszarze większości kraju jest odwrotnie. Zatem w Polsce wyżynnej i nizinnej ilość wody niesionej przez rzeki zmalała niezależnie od ich rozmiaru.
Sięgnij do źródeł
Badania naukowe: More flow upstream and less flow downstream: The changing form and function of global rivers
Autorzy analizy zauważają, że niejednorodność zmian ma wpływ na gospodarkę wodną. Zwiększenie przepływu w ciekach górskich nie tylko zwiększa ryzyko powodziowe. Większa energia wody to także większy transport głazów czy żwiru, co stwarza zagrożenie dla elektrowni wodnych, które głównie tam są lokowane. Za to mniejsza energia wody w dolnych odcinkach oznacza mniej materiału niesionego do delt, które zaczynają się cofać – tutaj zmiany przepływu nakładają się na zaburzenie transportu osadów przez zapory wodne. Autorzy nie wspominają o konsekwencjach dla żeglugi rzecznej, ale zmniejszenie przepływu niewątpliwie jest dla tej aktywności kolejnym wyzwaniem.