Factors affecting seasonal changes of the chemical composition in the hydrochemical profile of the Kościeliski Stream in Tatra National Park

Celem pracy było poznanie czynników warunkujących zmienność sezonową wód Kościeliskiego Potoku. Pobór próbek wody uzależniony był od nawodnienia masywu górskiego ,tj.: niżówka zimowa, roztopy, wezbranie majowe (wyjątkowa sytuacja meteorologiczna), wezbranie letnie i niżówka jesienno-zimowa. W sumie pobrano 105 próbek wody; w części krystalicznej (N=22), w części osadowej (N=83) i w podziale na sezony: w czasie niżówki zimowej (N=22), roztopów (N=27), wezbrania majowego (N=12), wezbrania letniego (N=23) i niżówki jesienno-zimowej (N=20). Skład chemiczny wód oznaczono w Laboratorium Hydrologiczno-Chemicznym Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej względem 14 jonów metodą chromatografii jonowej na urządzeniu Dionex ICS-2000. Pod względem odczynu występowały wody słabo zasadowe, pod względem mineralizacji - ultra słodkie i słodkie, twardości - wody od bardzo miękkich przez miękkie do średniotwardych. W strukturze składu chemicznego wyrażonej w [% mval/L] dominującym kationem był wapń (34% mval/L) a wśród anionów – wodorowęglany (37% mval/L). Wyróżniono 4 typy hydrochemiczne, w tym wcześniej nieobserwowane wody siarczanowe. Zaobserwowano także większą zmienność funkcjonowania Lodowego Źródła niż było uważane, a także występowanie źródeł siarczanowych w obrębie Tomanowgo Potoku. Wykazano, że skład chemiczny wód determinowany jest przez czynniki związane z budową geologiczną, uwarunkowaniami hydrochemicznymi (Lodowe Źródło) i procesem rozcieńczenia wód w czasie roku.

The aim of the study was to determine factors affecting seasonal changes of the chemical composition of Kościeliski Stream waters. Samples were taken according to mountain massif hydration, i.e. at winter low-water period, thaw, May high-water period (exceptional meteorological situation), summer high-water period and autumn/winter low-water period. In all, 105 samples were taken – from crystalline core region (N=22) and sedimentary rocks region (N=83), and according to seasons: at winter low-water (N=22), thaw (N=27), May high-water period (N=12), summer high-water period (N=23), and autumn/winter low-water period (N=20). Chemical composition of waters was determined by ion chromatography at Hydrochemical Laboratory of the Insitute of Geography and Spatial Management, JU according to 14 ions using ion chromatography on Dionex ICS-2000. In terms of pH, each water was weakly alkaline, in terms of mineralization – very low and low mineral concentration, and in terms of hardness – from very soft, through soft, to moderately hard. In chemical structure expressed in [% mval/L], the dominant cation was Ca (34% mval/L), and the dominant anion – hydrogen carbonates (37% mval/L). Four hydrochemical types were distinguished, including previously undetected sulfate waters. It was noticed that Lodowe Źródło is much more variable in functioning the previously thought, and the occurrence of sulfate waters was determined in Tomanowy Potok. It was shown that the dominant factors affecting seasonal changes of the chemical composition is the geological structure, hydrochemical conditions (Lodowe Źródło) and dilution.