Dynamika Holoceńskich Procesów Fluwialnych W Świetle Badań Sedymentologicznych Na Przykładzie Liwca

Uniwersytet Warszawski Wydział Geografii i Studiów Regionalnych

Emilia Bala

Dynamika holoceńskich procesów fluwialnych w świetle badań sedymentologicznych na przykładzie Liwca

Rozprawa doktorska w zakresie nauk o Ziemi dyscyplina geografia

Rozprawa doktorska przygotowana pod kierunkiem Prof. UW dr hab. Ewy Smolskiej Wydział Geografii i Studiów Regionalnych

Warszawa, 2018

Niniejszym pragnę serdecznie podziękować mojej promotorce

Pani Profesor UW dr hab. Ewie Smolskiej za wszelką okazaną pomoc, życzliwość i cierpliwość. Dziękuję za poświęcony czas na konsultacje, badania terenowe i laboratoryjne oraz konstruktywną krytykę.

Dziękuję wszystkim moim bliskim za cierpliwość, wyrozumiałość i motywację.

Streszczenie

Słowa kluczowe: Procesy fluwialne, rzeka meandrująca, aluwia, analiza litodynamiczna, holocen, Liwiec, Mazowsze W niniejszej pracy podjęto próbę rekonstrukcji holoceńskich procesów fluwialnych oraz określenie czynników warunkujących te procesy a także ich zmienność w czasie w dolinie rzeki Liwiec, która płynie na pograniczu Mazowsza i Podlasia. Przeprowadzone badania miały na celu rozpoznanie przebiegu procesów fluwialnych w holocenie, ostatnich 200 latach oraz współcześnie. Badania realizowano na wybranych odcinkach Liwca w jego środkowym biegu i fragmentach doliny. Osiągnięcie zasadniczego celu wymagało przede wszystkim poznania: układu i cech metrycznych koryta współczesnego i w przeszłości oraz osadów korytowych i pozakorytowych, a na ich podstawie wnioskowanie o warunkach depozycji. Na podstawie badań terenowych i laboratoryjnych rozpoznano cechy osadów kopalnych i współczesnych Liwca. Do szczegółowych badań wybrano reprezentatywne odcinki doliny Liwca, w obrębie których wykonano wiercenia, pobrano osady do analiz sedymentologicznych. Do wnioskowania o zachodzących procesach fluwialnych i ich dynamice wykorzystano metody stosowane w sedymentologii tj. analizę uziarnienia, analizę zależności pomiędzy wskaźnikami sedymentologicznymi. Dostępne materiały kartograficzne archiwalne i współczesne wykorzystano do poznania zmian w przebiegu rzeki w czasie ostatnich 200 lat, zmiany holoceńskie określono na podstawie śladów dawnych koryt rozpoznanych w dnie doliny Liwca jak na podstawie ortofotomapy. Obliczono parametry geometryczne badanych paleozakoli i współczesnego koryta rzeki. Fazy osadnicze ustalono na podstawie analizy literatury archeologicznej oraz Archeologicznego Zdjęcia Polski. Liwiec wykorzystuje stosunkowo szeroką dolinę przecinającą obszar staroglacjalny zbudowany z glin zwałowych oraz osadów sandrowych, co sprzyja swobodnemu meandrowaniu. Rzeka w badanym okresie tj. od początku holocenu do dziś zmieniała swój charakter i koreluje z etapami rozwoju wyznaczonymi dla rzek nizinnych w Polsce. W rozwoju Liwca zapisały się etapy: wielkich meandrów, układu wielokorytowego, małych i średnich meandrów oraz antropopresji. Współczesne

aluwia wykazują większą dynamikę środowiska niż osady kopalne. Wraz ze zmianą układu koryta i antropopresji następowała zmiana cech teksturalnych aluwiów. Osady bruku korytowego reprezentujące makromeandry charakteryzują się większą średnicą ziarna i ogólnym słabym wysortowaniem, słabszym niż analogiczne osady z paleozakoli małych i średnich rozmiarów. Na podstawie analizy koncentracji pierwiastków śladowych oraz w oparciu o przeprowadzone datowania osadów wypełniających paleozakola wyznaczono dwa etapy zmiany cech aluwiów, które korelują z rozwojem osadnictwa w dolinie Liwca: starszy od epoki żelaza i młodszy od wczesnego średniowiecza.

Abstract:

The dynamics of the Holocene fluvial processes in the light of sedimentological research in the Liwiec river valley Key words: Fluvial processes, meandering river, alluvia, lithodynamic analysis, Holocene, the Liwiec river, Mazovian district, In this dissertation an attempt was made to reconstruct Holocene fluvial processes and to identify the determinants of these processes as well as their variation over time in the river Liwiec valley, which flows on the border between Mazovia and Podlasie region. The aim of the conducted studies was to recognize fluvial processes in the Holocene, last 200 years and the present. The research was implemented on selected sections of the Liwiec river in its middle course and chosen parts of the valley. The achievement of the essential goal required in the first place to recognize a trajectory of river pattern and its metric features in the past and present, river bed deposits and alluvium (point bar deposits), and depositional conditions. Field research and laboratory analysis have led to reconnoitre features of palaeo and contemporary alluvial sediments of the Liwiec river. For the detailed studies, some representative sections of the Liwiec river valley had been chosen, where there had been done drillings and samples collected for sedimentological analysis. The common sedimentological methods had been used to infer about the fluvial processes and their dynamics: granulometric analysis, relationship between sedimentological indicators

analysis. There had been used available archive and contemporary cartographic materials to identify changes in the river channel patterns during the last 200 years. Changes in the Holocene were identified basing on paleochannels visible on orthophotomaps. The geometric parameters of palaeochannels and present river channel had been calculated. Settlement phases had been stipulated on the basis of Archaeological Photo of Poland (in Polish: Archeologiczne Zdjęcie Polski). The Liwiec river uses a relatively broad valley intersecting the oldglacial area built with glacial till and sandur deposits, which is favorable for easy meandering. In the considered period of time (from the beginning of the Holocene to present) the river was changing its channel pattern which corresponds with the stages of rivers development designated for the lowland rivers in Poland. In the development of the Liwiec river, the following stages had been recorded: macromeanders, anastomosing channel pattern, small and middle-sized meanders as well as human impact. Contemporary alluvium shows higher dynamics than fossil deposits. Parallel with changes of channel pattern and human impact there was a change of textural features of sediments. Riverbed sediments representing macromeanders have bigger mean grain size and are generally worse sorted, worse than analogical sediments from small and middle-sized meanders. Basing on geochemical analysis and radiocarbon dating, there had been designated two phases of alluvial changes, which are corresponding with development of settlement in the Liwiec valley, namely older: from Iron Age and younger: from early medieval period.

Spis treści

Spis treści: ...... 6

1. Wstęp ...... 8

1.1. Przedmiot i cel pracy ...... 9 1.2. Metody badań ...... 10

1.2.1. Metody badań terenowych ...... 10 1.2.2. Metody badań laboratoryjnych ...... 11 1.2.3. Prace kameralne ...... 12

1.3. Przegląd literatury ...... 14

2. Charakterystyka środowiska przyrodniczego zlewni Liwca ...... 17

2.1. Położenie obszaru badań ...... 17 2.2. Budowa geologiczna ...... 18 2.3. Cechy rzeźby zlewni i doliny Liwca ...... 20 2.4. Warunki klimatyczne ...... 27 2.5. Warunki hydrologiczne ...... 28 2.6. Użytkowanie terenu ...... 30

3. Zmiany antropogeniczne w dolinie i zlewni Liwca ...... 32

3.1. Rozwój osadnictwa ...... 32 3.2. Zmiany w dolinie Liwca wywołane działalnością człowieka ...... 40

4. Charakterystyka osadów dna doliny i współczesnego koryta ...... 43

4.1. Cechy sedymentologiczne osadów wypełniających paleomeandry ... 43

4.1.1. Pierzchały ...... 43 4.1.2. Sowia Góra ...... 51 4.1.3. Jarnice ...... 64 4.1.4. Liw ...... 75 4.1.5. Borzychy ...... 82

4.2. Cechy geochemiczne osadów ...... 98

4.3. Cechy tekstualne współczesnych osadów korytowych ...... 106

5. Holoceńska ewolucja systemu fluwialnego Liwca ...... 118

5.1. Zmiany rozwinięcia i parametrów koryta Liwca ...... 118 5.2. Charakterystyka litodynamiczna aluwiów ...... 127 5.3. Dynamika procesów fluwialnych Liwca i jej uwarunkowania ...... 138

6. Wnioski ...... 143 7. Literatura ...... 145

Spis rycin ...... 160 Spis tabel ...... 165 Spis fotografii ...... 165 Spis załączników ...... 166 Załączniki: ...... 167

1. Wstęp

Dynamika procesów fluwialnych ma odzwierciedlenie w układzie koryta i cechach aluwiów zarówno korytowych jak i pozakorytowych. Badania z uwzględnieniem tych dwóch aspektów były podejmowane wielokrotnie, rozpoznano zależności między typem koryta a jego spadkiem, budową doliny i reżimem rzeki (Leopold, Wolman 1957, Brice 1964, Schumm 1971, 1977, 1984, Teisseyre 1991, Montgomery, Buffington 1993, Rosgen 1994, 1996). Zazwyczaj cechy osadów uznawano za wskaźnikowe dla typu koryta (roztokowe lub meandrujące) i wiązano je ze zmianami klimatycznymi w końcu plejstocenu i w holocenie, głównie z zanikiem wieloletniej zmarzliny i następnie rozwojem roślinności (Antczak 1986, Gonera 1986, Florek i in. 1987, Huisink 1997, Vandenberghe 1995, 2002, Starkel 2001, Macklin i in. 2006, Turkowska 2006). Późniejsze, holoceńskie zmiany klimatu wiązano ze zróżnicowaną wielkością zakoli, a okresy aktywności fluwialnej wyznaczono na podstawie powałów pni drzew, odcinanych zakoli i awulsji koryt. Podsumowaniem takich badań są m.in. opracowania Andrzejewskiego (1984) dotyczące doliny Zgłowiączki, Błaszkiewicza (1998) dotyczące doliny Wierzycy, czy Starkla (2001), w którym zebrano wyniki dla Wisły oraz wielu jej odpływów. Dla europejskich rzek, opracowania dotyczące stratygrafii i morfologii doliny w odniesieniu do zmian klimatu wykonano m.in. dla Mozy (Paulissen 1973), Morawy (Havliček 1991) czy Dunaju (Brilly 2010). Analiza rozwoju koryta oraz tendencji jego zmian jest również istotna w skali lokalnej, wiele takich zebranych danych daje możliwość wnioskowania o przebiegu procesów w skali ponad lokalnej. Pozwala na poznanie reakcji koryta na zmiany warunków klimatycznych i/lub antropogenicznych, jakie wystąpiły w przeszłości. Cechy osadów fluwialnych mogą stanowić cenny sedymentologiczny zapis przemian w układzie koryta (m.in. Falkowski 1967, 1971, Szumański 1986, Andrzejewski 1985, Rotnicki, Młynarczyk 1989, Florek 1991, Kaczmarzyk 1997, Ludwikowska Kędzia 2000, Michno 2004, Wachecka-Kotkowska 2004, Szmańda 2011). Szczególnie dobrze zaznacza się zmiana sedymentacji w dnach dolin i układu koryta wraz z zanikiem wieloletniej zmarzliny (Antczak 1986, Gonera 1986, Florek i in. 1987, Starkel 2001, Turkowska 2006). Zapis sedymentologiczny w zbyt małym stopniu dotychczas

wykorzystywany był w badaniach rekonstrukcji paleośrodowiska dolin na obszarze nizinnym Polski (Mycielska-Dowgiałło 1998, 2007). Na tle badań w Polsce widać niedostatek opracowań z obszaru nizinnego. Z okresem ochłodzenia i zwilgotnienia klimatu Małej Epoki Lodowej powiązano wielokorytowy układ górnej Warty (Petera, Forysiak 2004) i Bzury (Kobojek 2006), jednak w obu opracowaniach badania sedymentologiczne stanowiły margines. Generalnie przeważa pogląd, że działalność człowieka, szczególnie wylesienie i regulacja koryt mają decydujący wpływ na cechy aluwiów i maskują wpływ naturalnych zmian klimatu (Starkel 1989, Bork 1989, Klimek 2000, Kalicki 2006, Verstraeten i in. 2017). Zagadnienie to wymaga dalszych badań, szczególnie w dolinach niewielkich rzek, gdzie łatwiej jest analizować wpływ gospodarczej działalności człowieka w pradziejach jak i czasach historycznych na system fluwialny i wskazać okresy antropopresji. Rzeki Mazowsza należą do słabo rozpoznanych. Analizowano wybrane odcinki dolin: Narwi koło Różana (Falkowski 1971), Świdra i Pisi Gągoliny (Szwarczewski 2009) oraz Rawki, Bzury (Kobojek 1997, 2000, 2007) czy Skrwy (Brykała 2006). Nasilające się ulewy powodują uaktywnienie procesów fluwialnych, wykorzystanie danych z przeszłości może być przydatne do wnioskowania o kierunku współczesnej transformacji koryt.

1.1. Przedmiot i cel pracy

Niewielka liczba opracowań dotycząca dynamiki procesów fluwialnych na Nizinie Mazowieckiej skłoniła do podjęcia badań z tego zakresu w dolinie rzeki Liwiec. Głównym ich celem była rekonstrukcja holoceńskich procesów fluwialnych oraz określenie czynników warunkujących te procesy a także ich zmienność w czasie. Przeprowadzone badania miały na celu rozpoznanie przebiegu procesów fluwialnych w holocenie, ostatnich 200 latach oraz współcześnie. Badania realizowano na wybranych odcinkach Liwca w jego środkowym biegu i fragmentach doliny. Osiągnięcie zasadniczego celu wymagało przede wszystkim poznania: (1) układu i cech metrycznych koryta współczesnego i w przeszłości oraz (2) osadów korytowych i pozakorytowych, i na ich podstawie wnioskowanie o warunkach depozycji.

Pierwsze z zadań badawczych było realizowane poprzez ogólne rozpoznanie typu koryta Liwca i cech metrycznych paleozakoli widocznych w dnie doliny, a dla ostatnich 200 lat również na podstawie archiwalnych map. Drugie zadanie to przede wszystkich szczegółowe rozpoznanie cech litologicznych osadów współczesnych i starszych, analiza sedymentologiczna tych osadów i wnioskowanie o typie sedymentacji aluwiów korytowych i pozakorytowych oraz o dynamice procesów fluwialnych zachodzących na omawianym obszarze. Ponieważ procesy fluwialne są uwarunkowane zarówno środowiskiem przyrodniczym zlewni, warunkami klimatycznymi jak i działalnością człowieka, rozpoznano cechy tła paleogeograficznego doliny środkowego Liwca, przede wszystkim budowę geologiczną i etapy rozwoju rzeźby. W celu poznania wpływu człowieka na środowisko przeanalizowano rozwój osadnictwa pradziejowego i historycznego.

1.2. Metody badań

1.2.1. Metody badań terenowych Badania terenowe przeprowadzono w latach 2011 – 2016. Polegały one na wykonaniu sondowań ręcznych do głębokości 1,5 – 3 m w dnie doliny Liwca i analizie odsłonięć w brzegach współczesnego koryta oraz pobraniu próbek osadów do analiz laboratoryjnych. Łącznie wykonano 25 płytkich wierceń, przeanalizowano 11 odsłonięć we współczesnym brzegu rzeki. Sondowanie wykonywano próbnikiem żłobkowym Ejkelkampa. Wybrane profile pionowe zostały w terenie wstępnie opisane i z każdej wyróżnionej makroskopowo warstwy pobierano próbkę osadu do dalszych badań laboratoryjnych. Przy wyborze pionowych profili do badań laboratoryjnych uwzględniono uwagi o etapach sedymentacji odciętych zakoli (Dépret i in. 2017). Wykonano także badania w 6 profilach poprzecznych przez koryto w celu rozpoznania osadów współczesnych. W profilach tych pobrano próbki współczesnych aluwiów korytowych z uwzględnieniem strefy nurtu jak i odsypów. Łącznie pobrano 575 próbek. W poszczególnych profilach i wierceniach liczba próbek była różna ze względu na makroskopowo widoczne zróżnicowanie osadów. Wykonano szczegółowe kartowanie geomorfologiczne wybranych do badań odcinków rzeki (w okolicach Sowiej Góry, Liwa, Węgrowa i Borzych), które polegało na inwentaryzacji brzegów podcinanych współcześnie w wyniku erozji bocznej,

akumulowanych odsypów korytowych a także wyznaczenie brzegów stabilnych. Ponadto zwrócono uwagę na ślady przepływu dawnymi korytami. Kartowanie zostało wykonane przy użyciu zmodyfikowanej (uproszczonej) wersji instrukcji do kartowania morfodynamicznego koryt rzecznych wg Kamykowej, Kaszowskiego i Krzemienia (1975, 1999) (Angiel 1999, Smolska 1996, 1999). Rezultatem kartowania jest szkic geomorfologiczny przedstawiający współczesne procesy korytowe. Dodatkowo podczas prac terenowych dokonano inwentaryzacji istniejącej zabudowy hydrotechnicznej rzeki.

1.2.2. Metody badań laboratoryjnych Badania laboratoryjne objęły analizę uziarnienia pobranych próbek metodą sitową oraz kombinowaną sitowo-areometryczną (w zależności od rodzaju pobranego osadu) według procedury opisanej przez E. Mycielską-Dowgiałło (1995, 2007). Do metody sitowej wzięto sita o wielkości oczek: 4; 2; 1.6; 1.25; 1; 0.8; 0.5; 0.315; 0.250; 0.2; 0.125; 0.1; 0.063; 0.050 mm. Analizę areometryczną wykonano wg Cassagranda w modyfikacji Pruszyńskiego (za Mycielską-Dowgiałło 1995). Została określona zawartość materii organicznej w osadach, do której posłużyła analiza strat na prażeniu w temperaturze 550°C. Sprawdzono również zawartość węglanów metodą Scheiblera. Analizy te wykonane zostały w laboratorium WGSR UW. Dla dwóch wybranych profili pionowych osadów została wykonana analiza na określenie zawartości pierwiastków śladowych. Ekstrakcję wykonano w stężonym kwasie azotowym metodą mikrofalową, a oznaczenie zawartości pierwiastków metodą ICP MS na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Oznaczono zawartość następujących pierwiastków: beryl, magnez, glin, mangan, żelazo, kobalt, nikiel, tytan, arsen, molibden, tal, uran, fosfor, chrom, węgiel, cynk, stront, kadm, bar i ołów. Do szczegółowej analizy ich zmienności w wybranych profilach pionowych osadów uwzględniono takie pierwiastki: fosfor, chrom, nikiel, miedź, kobalt, stront, ołów, cynk, bar, molibden i kadm, ze względu na ich związek z działalnością człowieka wykazany w wielu opracowaniach (m.in. Kelly, Thornton 1996, Aston i in. 1998, Weng i in. 2003, Zgłobicki 2008). W celu ustalenia wieku analizowanych paleozakoli datowano metodą radiowęglową (C-14) 8 wybranych próbek z osadów zawierających materię organiczną.

Datowanie radiowęglowe zostało wykonane w Laboratorium Datowań Bezwzględnych w Cianowicach k/Krakowa (tab. 1).

1.2.3. Prace kameralne Prace kameralne objęły studia dostępnej literatury krajowej jak i zagranicznej zarówno w początkowym etapie realizacji pracy jak i przy analizie uzyskanych wyników badań. Do opracowania kameralnego należała analiza map archiwalnych oraz współczesnych, a także wszelkie obliczenia parametrów koryta oraz wskaźników sedymentologicznych, wykonanie zestawień uzyskanych parametrów w postaci tabel, wykresów oraz wykonanie rysunków. Podjęto analizę dostępnych topograficznych map archiwalnych i współczesnych. Do pracy wykorzystano następujące mapy:  Reymanna, wykonaną przez niemieckich kartografów w latach 1806 – 1808 w skali 1:200 000 (ark. 65B Różan, 81B Mińsk, 81C Siedlce),  Mapę Kwatermistrzostwa Królestwa Polskiego z 1839 r. w skali 1:126 000 (ark. Sekcja III, IV, VII),  Karte des Westlichen Russlands niemieckich służb kartograficznych wydawaną od końca XIX w. do 1919 r. w skali 1:100 000 (ark. J31 Wyszków, J32 Stanisławów, K32 Węgrów, K33 Siedlce, L33 Łosice),  mapy wykonane przez Wojskowy Instytut Geograficzny w latach 1919 – 1939 w skali 1:100 000 (ark. Wyszków, Tłuszcz, Węgrów, Siedlce, Łosice),  mapy wykonane przez Army Map Service z 1944 r. w skali 1:100 000 (ark. N16 Wyszków, P16 Siedlce, P17 Łuków)  Mapę Sztabową Wojska Polskiego z 1985 r. w skali 1:50 000 (ark. N-34-128A Kamieńczyk, N-24-128C Jadów, N-34-128D Liw, N-34-129C Węgrów, N-34-140B Kałuszyn, N-34-141A Mokobody, N-34-141B Siedlce Północ, N-34-141D Siedlce Południe, N-34-142A Łosice, N-34-142C Krzesk Nowy).

Tabela 1 Zestawienie wyników datowań radiowęglowych

Stanowisko Datowanie Data kalibrowana Uwagi Typ Numer Lp. i głębokość konwencjonalne 95,4% materiału laboratoryjny 68,2% [cm] BP 1192 (0,7%) 1176 BC Jarnice J5 1 torf MKL-2415 2750±90 996 – 816 BC 1161 (0,8%) 1144 BC spąg torfu 55-60 1131 (93,8%) 786 BC Piasek z Jarnice J6 1369 (1,4%) 1361BC przewarstwie 2 materią MKL-2416 2960±100 1420-921 BC 130-140 1296 (66,85) 1021 BC nie organiczną 750 (16,9%)683 BC spąg osadów Liw Zamek Z1 piasek 668 (7,5%) 638 BC 3 MKL-2417 2450±100 803 (95,4%)380 BC z materią 140-147 próchniczny 619 (0,7%) 616 BC organiczną 590 (43,1%) 415 BC 1042 (24,4%) 1095 AD Liw Zamek Z1 namuły 4 MKL-2418 890±60 1120 (10,1%)1142 AD 1027 – 1251 AD spąg torfu 70-75 torfiaste 1147 (33,7%) 1214 AD Sowia Góra SG5 piasek 1218 (59,0%)1304 AD 5 MKL-2419 730±70 1161 – 1399 AD gleba kopalna 100 próchniczny 1365 (9,2%)1384 AD Pierzchały P1 204 BC-2 AD 359(13,1%) 273 BC 6 torf MKL-3258 2090±80 spąg torfu 110-145 262(82,3%) 60 AD 3338 (40,0%)3208 BC Pierzchały P4 3361 (92,0%) 3009 BC 7 torf MKL-3259 4480±60 3194 (13,4%) 3091 BC spąg torfu 170-175 2981 (3,4%) 2938 BC 3141 (14,8%) 3091 BC 7028 (7,3%) 6931 BC Borzychy B1 piasek 6752 (5,4%)6720 BC 8 MKL-3260 7780±110 6921 (3,7%) 6877 BC gleba kopalna 90-93 próchniczny 6710 (62,8%) 6470 BC 6859 (84,3%) 6441 BC

Analiza map archiwalnych posłużyła do oceny zmian położenia koryta i zagospodarowania doliny. Współczesny przebieg koryta oraz paleozakoli analizowano na podstawie zdjęć lotniczych oraz danych LIDAR udostępnionych przez Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej w Warszawie. Analizowano także Archeologiczne Zdjęcie Polski w celu określenia rozwoju osadnictwa i działalności człowieka w dolinie Liwca i jej sąsiedztwie od neolitu po czasy nowożytne. Główną część pracy stanowi analiza porównawcza wybranych wskaźników sedymentologicznych i morfologicznych współczesnego koryta oraz paleokoryt a także analiza litodynamiczna osadów wypełniających badane paleozakola. Na podstawie analizy uziarnienia obliczono procentowy udział poszczególnych frakcji ziaren w ogólnej masie osadu oraz wskaźniki tekstualne wg Folka i Warda (1957). Do obliczeń standardowych wskaźników sedymentologicznych wykorzystano program „Sita”. Obliczono średnią średnicę ziarna (Mz), odchylenie standardowe (σ1), skośność (Sk1) i kurtozę (KG). Z uzyskanych danych, w programie Ms Excel wykreślono wykresy pionowego zróżnicowania cech teksturalnych osadów oraz wykresy zależności

średniej średnicy ziarna i odchylenia standardowego (Mz/σ1), średniej średnicy ziarna i skośności (Mz/SK1) oraz skośności i odchylenia standardowego (Sk1/σ1) (Mycielska- Dowgiałło, Ludwikowska-Kędzia 2011, Szmańda 2011), skośności i kurtozy liczone metodą momentów (SK1/Kg) (Sly 1983, Szmańda 2011) oraz diagram C/M wg R. Passegi (1957, 1964). Na podstawie zdjęć lotniczych i map topograficznych obliczono parametry: rozwinięcia współczesnego koryta (Si), spadek koryta (S) oraz promienie współczesnych zakoli i paleokoryt (Rm). Na podstawie Archeologicznego Zdjęcia Polski zestawiono występujące ślady osadnictwa od czasów prehistorycznych do czasów nowożytnych.

1.3. Przegląd literatury

Naturalny charakter oraz niewielkie zainteresowanie ze strony naukowców regionem doliny Liwca było główną przesłanką odnośnie do wyboru terenu badań. Dodatkowo, jak już wspomniano wcześniej, większej uwagi wymagają badania małych

rzek nizinnych pod względem rozpoznania współczesnych i holoceńskich procesów fluwialnych. O ile publikacji z zakresu historii (np. Piórkowska 2012, Kołodziejczyk, Swat 1991, Szczechura 1970, Wyszomirski 1959, Gruszecki 1976, Kazimierski 1970, Kołodziejczyk i in. 2006) i walorów turystycznych regionu i Liwca (np. Postek 2008, Pilch 1982, Poliszczuk i in. 2010, Mączka 2010, Starczewski i in. 2014) powstało stosunkowo dużo, to dotyczących zagadnień przyrodniczych jest już niewiele. Badania w dolinie Liwca i jej okolicach były prowadzone już od końca XIX. Pierwsze opracowania dotyczące tego regionu prowadzone przez Tymoteusza Łuniewskiego i Zygmunta Glogera dotyczyły środowiska przyrodniczego, archeologii jak też sytuacji ekonomicznej czy społecznej regionu. Wyniki badań archeologicznych publikowane były w Wiadomościach Archeologicznych. Natomiast zwieńczeniem badań przyrodniczych Łuniewskiego jest opracowanie fizjograficzne pt. Brzegi i dolina Liwca” wydane w 1881 r. Późniejsze badania w regionie prowadzone były przed II Wojną Światową przez archeologa Otto Warpechowskiego, które konsultował z naukowcami z Państwowego Muzeum Archeologicznego w Warszawie. Kolejne badania archeologiczne prowadzone były przez Elżbietę Kempisty w latach 70 XX w. (1972, 1973, 1975) oraz na zlecenie Narodowego Instytutu Dziedzictwa w Warszawie przy okazji prac nad Archeologicznym Zdjęciem Polski od lat 80tych XX do 2003 roku (Wróblewski 1984, 1985, 1989, 1990, Andrzejowski 1983, 1984a,b, Kalaga 1986, Kalaga, Głowacz 1986, Cwetsch 1986, Bryńczak 2001, 2003, 2003, Figiel 1998, Wielgus i in. 1998). Typowe badania przyrodnicze w omawianym regionie długo nie były podejmowane przez naukowców. Powstawały natomiast opracowania opisujące środowisko przyrodnicze regionu. Przykładem takiego opracowania jest publikacja Tomasza Szczechury pt. „Dzieje powiatu węgrowskiego od czasów najdawniejszych do 1970 roku”, której maszynopis dostępny jest w Bibliotece Miejskiej im. A. Cieszkowskiego w Węgrowie. Dodatkowo należy wspomnieć, iż wzmianki dotyczące stanu środowiska przyrodniczego jak też zjawisk przyrodniczych, głównie hydrologicznych i meteorologicznych, w ujęciu ponadregionalnym znaleźć można w opracowaniu dotyczącym historii Węgrowa i okolic w latach 1441–1944 autorstwa A. Kołodziejczyka i T. Swata (1991).

Współczesnych opracowań przyrodniczych z tego regionu jest niewiele aczkolwiek w ostatnich latach pojawia się coraz więcej prac z zakresu gleboznawstwa (Kalembasa, Becher 2009a, 2009b, Kalembasa i in. 2009, Kalembasa, Becher 2010) i hydrologii (Stańczykowska i in. 2002, Piętka 2009, 2010, 2011, Somorowska, Piętka, 2010, 2012). Ponadto w ramach projektów realizowanych przez pracowników i doktorantów Wydziału Przyrodniczego Uniwersytetu Przyrodnio-Humanistycznego w Siedlcach powstają prace dotyczące przede wszystkim zagadnień związanych z problemem zanieczyszczenia gleb (Szczykutowicz i in. 2003, Kalembasa 2007) i wód w dolinie Liwca (Królak 1999, Wójcik-Augustyniak M 1999, Jurkiewicz-Karnikowska 2015, Korycińska, Królak 2006, Królak, Korycińska 2008). Podejmowane były także zagadnienia dotyczące inżynierii środowiska (Bala i in. 1989, Kiciński T 1971, Mordziński 1970, Palczyński, Pawłat 1988, Prończuk 1988, Jankowska i in. 2013). Wielu informacji dotyczących budowy geologicznej obszary dostarczają objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski w skali 1:50 000 (Brzezina 2000, Albrycht 2001, Pruś, Albrycht 2001, Piotrowska, Kucharska 2003, 2005, Małek 2004, Wrotek 2006, 2011, Wełniak 2007) oraz Mapy Geośrodowiskowej w skali 1:50 000 (Bednarz i in. 2010, Gałka i in. 2010, Mądry i in. 2010, Olszak i in. 2010, Pobratyn 2010, Ptak i in. 2010, Doroz i in. 2011). Niniejsza praca jest pierwszym opracowaniem podejmującym tematykę z zakresu geomorfologii i sedymentologii w dolinie Liwca. Wymagane są dalsze badania w celu dokładniejszego rozpoznania specyfiki procesów fluwialnych rzeki zarówno w przeszłości jak i współcześnie. Do pracy wykorzystano liczne publikacje krajowe i zagraniczne podejmujące tematykę dynamiki procesów fluwialnych i wpływu człowieka. Przegląd literatury na temat metod interpretacji warunków hydro- i litodynamicznych zawarł w swojej pracy Szmańda (2011).

2. Charakterystyka środowiska przyrodniczego zlewni Liwca

2.1. Położenie obszaru badań

Obszar badań obejmuje dolinę Liwca (ryc. 1). Liwiec jest lewym dopływem Bugu, do którego uchodzi na 80,5 km biegu, na wysokości około 80 m. n.p.m., powyżej miejscowości Kamieńczyk. Uwzględniając podział na regiony fizycznogeograficzne Polski według Kondrackiego (2002) zlewnia Liwca leży w granicach prowincji Niziny Środkowopolskie (318), w podprowincjach: Nizina Podlaska (318.9) i Nizina Środkowomazowiecka (318.7); mezoregionach: Równina Łukowska (318.96), Wysoczyzna Siedlecka (318.94), Obniżenie Węgrowskie (318.93), Równina Wołomińska (318.78) i Dolina Dolnego Bugu (318.74) (ryc. 1).

Rycina 1 Regiony fizycznogeograficzne zlewni Liwca wg Kondrackiego (2002)

Zlewnia Liwca obejmuje obszar o powierzchni 2779 km2. Pod względem administracyjnym obszar położony jest na terenie województwa mazowieckiego, w jego granicach znajdują się fragmenty powiatów: wyszkowskiego, wołomińskiego, węgrowskiego i siedleckiego.

Długość Liwca wynosi 143,55 km, jest on rzeką czwartego rzędu. Przyjmuje 12 większych dopływów, według kolejności przyjęcia wód są to: Stara Rzeka (P), Sosenka (P), Helenka (L), Muchawka (L), Kostrzyń (L), Struga (L), Czerwonka (P), Ada (P), Miedzanka (P), Moszczana (L), Kopanka (P), Osownica (L) oraz nieliczne bezimienne niewielkie dopływy. Największymi dopływami są Kostrzyń (44,8 km), Osownica (33 km), Muchawka (29,7 km) i Miedzanka (25 km).

2.2. Budowa geologiczna

Pod względem geologiczno-strukturalnym zlewnia Liwca znajduje się na obszarze platformy paleozoicznej. Północna część zlewni leży na południowym skłonie Wyniesienia Mazursko-Suwalskiego (Wrotek 2002, 2006, 2011), południowa natomiast – w zachodniej części Obniżenia Podlaskiego (Piotrowska, Kucharska 2003). Na podłożu krystalicznym prekambru leżą osady proterozoiku, kambru, ordowiku, syluru, permu, triasu, jury, kredy, trzeciorzędu i czwartorzędu. Osady czwartorzędowe pochodzą ze zlodowaceń południowopolskich i środkowopolskich, przedzielają je utwory interglacjałów podlaskiego, małopolskiego, ferdynandowskiego, mazowieckiego i eemskiego (Brzezina 2000, Albrycht 2001, Albrycht, Pruś 2001, Wrotek 2002, 2006, 2011, Piotrowska, Kucharska 2003, Małek 2004, Pruś, Albrycht 2005, Wełniak 2007). Łączna miąższość osadów czwartorzędowych wynosi od 80 do 200 m. Najstarszymi utworami występującymi na powierzchni terenu w zlewni Liwca są gliny zwałowe (ryc. 2) ze zlodowacenia środkowopolskiego (Odry) stadiału Warty o miąższości dochodzącej do 32 m (Piotrowska, Kucharska 2003, Pruś, Albrycht 2005), wg wcześniejszego podziału stratygrafii czwartorzędu ze zlodowacenia warty (Bruj, Krupiński 2000). W południowej i środkowej części zlewni występują osady, które powstały w czasie recesji lądolodu i są reprezentowane głównie przez gliny zwałowe i piaski lodowcowe, lokalnie są to piaski, żwiry i głazy morem czołowych. Utwory wodnolodowcowe, m.in. piaski i żwiry sandrowe występują głównie w części zachodniej i północno-wschodniej, natomiast piaski i mułki kemowe występują w kilku miejscach na południu i w środkowo-północnej części zlewni (Brzezina 2000, Albrycht 2001, Albrycht, Pruś 2001). Piaski i żwiry ozów osiągające miąższość do 5 m

rozpoznano w okolicach Miedzny (Wrotek 2002) i Kisielan (Pruś, Albrycht 2005) oraz na południowy-wschód od Siedlec w okolicy wsi Okniny (Małek 2004). W końcowym etapie deglacjacji w obniżeniach terenu osadziły się iły i mułki zastoiskowe.

Rycina 2 Mapa geologiczna zlewni Liwca (opracowanie własne na podstawie Mapy Geologicznej Polski 1:500 000 wg L. Marksa, A. Bera, W. Gogołka, K. Piotrowskiej (red.) 2006)

Czwartorzęd; holocen: 3 – piaski, żwiry, mady rzeczne oraz torfy i namuły; 5- piaski eoliczne lokalnie w wydmach; 6 – piaski i żwiry stożków napływowych; 9 – lessy piaszczyste i pyły lessopodobne; plejstocen: 10 – gliny, piaski i gliny z rumoszami, soliflukcyjno-deluwialne; 11 – piaski, żwiry i mułki rzeczne; 12 – piaski i mułki jeziorne; 19 – torfy, gytie, kreda jeziorna, iły, mułki oraz piaski, żwiry i mułki rzeczno-jeziorne; 23 – iły, mułki i piaski zastoiskowe; 24 – piaski i żwiry sandrowe; 25 – piaski i mułki kemów; 27 – żwiry, piaski, głazy i gliny moren czołowych; 28 – gliny zwałowe, ich zwietrzeliny oraz piaski i żwiry lodowcowe (zachowano oryginalną numerację z Mapy geologicznej Polski).

Na powierzchni odsłaniają się również osady wykształcone w interglacjale eemskim w postaci torfów, gytii i kredy jeziornej wypełniające zagłębienia wytopiskowe na obszarze źródliskowym Liwca (Brzezina 2000), na południowy-wchód od Siedlec w dolinie Zbuczynki i Muchawki (Małek 2004). Piaski i mułki jeziorne występujące w obniżeniach terenu w południowej części zlewni, piaski i mułki rzeczne występujące wzdłuż dolnego biegu Liwca oraz niewielkie obszary glin i piasków soliflukcyjno-deluwialnych w pobliżu doliny rzeki Kostrzyń zostały zakumulowane w okresie panowania klimatu peryglacjalnego na tym obszarze. Z tego okresu

pochodzą również piaski i żwiry stożków napływowych w NW części zlewni, na Równinie Wołomińskiej. Tarasy akumulacyjne Bugu, pradoliny z okresu zlodowacenia bałtyckiego i młodsze ze schyłku tego zlodowacenia i początku holocenu, występujące w północnej części zlewni zbudowane są przeważnie z piasków, miejscami z piasków ze żwirem. W dolinie Liwca nadzalewowy poziom budują głównie piaski, ich miąższość dochodzi do 30 m (Małek 2004, Albrycht 2001, Wełniak 2007, Wrotek 2011). Z tego samego okresu pochodzą pola piasków przewianych i wydmy a także lessy piaszczyste i pyły lessopodobne (Pruś, Albrycht 2005, Wełniak 2007), które rozpoznano lokalnie w południowej części zlewni w okolicach dolin rzecznych. Osady holoceńskie występują w dolinie Liwca i jego dopływów i są reprezentowane przez piaski i żwiry rzeczne tarasów zalewowych o miąższości dochodzącej do 3 metrów, miejscami przykryte madami. Torfy i namuły wypełniają starorzecza i zagłębienia bezodpływowe a ich miąższość może dochodzić do 3,5 m (Pruś, Albrycht 2005, Wrotek 2002, 2006, 2011, Pruś, Albrycht 2001, 2005, Wełniak 2007). Urozmaicona litologia terenu odpowiada dość dużemu zróżnicowaniu występujących tu gleb. Przeważającymi typami gleb są płowe, brunatne wyługowane, bielicowe i rdzawe. W obniżeniach występują gleby hydromorficzne i glejowe. W dnie doliny przeważają mady piaszczyste (Olędzki 2007).

2.3. Cechy rzeźby zlewni i doliny Liwca

Obszar zlewni Liwca jest nachylony z południowego wschodu na północny zachód. Charakteryzuje się on staroglacjalną rzeźbą polodowcową. Wysoczyzna morenowa ukształtowana podczas stadiału Warty zlodowacenia środkowopolskiego, interglacjału eemskiego, następnie przekształcona w warunkach klimatu peryglacjalnego podczas fazy leszczyńskiej i poznańskiej zlodowacenia północnopolskiego (Różycki 1972, Albrycht, Pruś 2001, 2005, Piotrowska, Kucharska 2003, Wrotek 2002, 2006, 2011, Wełniak 2007) jest rozcięta przez dolinę Liwca i jego dopływy. Deniwelacja maksymalna w obrębie zlewni osiąga 130 m. Najwyższym wzniesieniem na terenie zlewni jest Góra Sygnałowa (217 m n.p.m.) na północ od miejscowości Rozbity Kamień w części wschodniej zlewni, najniższym natomiast jest ujście Liwca do Bugu (86 m n.p.m.).

Wysoczyzna morenowa płaska i falista zajmuje ponad 80% powierzchni zlewni w jej środkowej i górnej części. Leży ona na wysokości od 150 do 220 m n p m. Dolna (północna) część zlewni Liwca leży w obrębie stożków napływowych i równin denudacji peryglacjalnej (ryc. 3). W środkowej i południowej części zlewni występują pagórki moren czołowych, lokalnie tworząc ciągi. Cechuje je niezbyt duża wysokość względna (do 15 m) i niewielkie nachylenie stoków (do 9o). Obszar zlewni urozmaicony jest pagórkami i plateau kemowymi, których największe skupiska występują w południowej części zlewni. Zarówno stoki pagórków jak i tarasów kemowych są przeważnie łagodnie nachylone i stosunkowo słabo zaznaczone w rzeźbie. Pojedyncze wały ozów występujące w okolicy Kisielan (południowo-wschodnia cześć zlewni) są wyraźnymi formami rzeźby, osiągają długość 1-1,5 m, a ich wysokość względna dochodzi do kilku metrów (Pruś, Albrycht 2005) oraz na południowy-wschód od Siedlec o długości od 1,5 do 4,5 m i wysokości do 7 m (Małek 2004). W części północnej zlewni na tarasach Bugu i na stożkach napływowych występują wydmy wraz z polami piasków przewianych, lokalnie występują one również na równinie denudacji peryglacjalnej czy sandrach, terasach kemowych. Są to formy wyraźne w morfologii, większe osiągają kilka metrów wysokości, również wyraźne są misy deflacyjne pomiędzy wydmami, zazwyczaj wypełnione torfami. Na wysoczyźnie morenowej występują zagłębienia wytopiskowe różnych rozmiarów z równinami torfowymi i piaskami humusowymi o miąższości przekraczającej niekiedy 4 m (Bruj, Krupiński 2000). Większe obniżenia występują w górnym biegu Liwca, Muchawki i Kostrzynia i są związane z zanikaniem lobu lądolodu zlodowacenia warty (Bruj, Krupiński 2000). Stoki pagórków w obrębie wysoczyzny morenowej są urozmaicone suchymi dolinami pochodzenia peryglacjalnego. Fragment zlewni obejmuje mezoregion Obniżenie Węgrowskie, to jest dolinę środkowego Liwca oraz dolinę środkowego i dolnego Kostrzynia. Cechuje się występowaniem obszarów osiągających wysokość 5 m nad poziom jego dna. Wyrównaną powierzchnię urozmaicają jedynie wydmy i ciągi wzgórz czołowomorenowych o wysokości dochodzącej do 20 m oraz kemy. Obniżenie Węgrowskie położone jest na wysokości około 100 – 150 m n.p.m. tj. o około 20 – 50 m niżej niż Wysoczyzny Kałuszyńska czy Siedlecka. Zostało ukształtowane podczas zaniku lądolodu zlodowacenia warty. Wówczas zaczął kształtować się zbiornik jeziorny pod

wpływem wytapiania się lodu gruntowego i brył martwego lodu, co doprowadziło do powstania zagłębienia bezodpływowego (Bruj, Krupiński 2000). Obszar ten był również wykorzystywany przez wody roztopowe zlodowacenia warty (Pruś, Albrycht 2005).

Rycina 3 Szkic geomorfologiczny zlewni Liwca

1 – wysoczyzna morenowa, 2 – równiny sandrowe i terasy kemowe, 3 – dna dolin, 4 – równiny denudacji peryglacjalnej, 5 – terasy akumulacyjne, 6 – pagórki morenowe, 7 – wydmy, 8 – wytopiska, 9 – rzeki (opracowanie własne na podstawie mapy geomorfologicznej Polski 1:500 000, wg Mojskiego 1986, zmienione), 10 – I-V – stanowiska badań

Szczególnie wyraźnie w rzeźbie zaznacza się dolina Liwca. Charakteryzuje się zmienną szerokością od kilkudziesięciu metrów do około trzech kilometrów. Wcięta jest na głębokość od kilku do 20 m w stosunku do otaczającej wysoczyzny. Zbocza doliny mają nachylenie średnie w granicach 6-9O, a w wielu miejscach znacznie większe osiągające 15o, jak np. w okolicach Jarnic, Sowiej Góry i Witanek. W górnej, źródłowej części występuje obniżenie w okolicy wsi Sobicze o powierzchni około

20km2. Kolejne obejmuje dolinę Liwca od miejscowości Wyczółki do Chodowa. To drugie obniżenie związane jest z występowaniem w tym rejonie doliny kopalnej biegnącej od Siedlec do Wiechetek, pochodzącej ze schyłku trzeciorzędu i odnawianej wskutek silnej erozji w czasie preglacjału i czwartorzędu (Pruś, Albrycht 2005). Jak wspomniano wcześniej dolina Liwca charakteryzuje się zmienną szerokością. Najwęższe odcinki występują: od Kolonii Krześlin do Chodowa (ok. 8km długości i szerokości nie przekraczającej 1 km), od Niwisk do ujścia Kostrzynia (10 km długości i 500-800 m szerokości) oraz w okolicy Grodziska (1,5 km długości, 500-700m szerokości). Odcinek od Niwisk do ujścia Kostrzynia stanowi przełomowy fragment doliny i związany jest z okresem interglacjału eemskiego (Pruś, Albrycht 2005). Pomiędzy wąskimi odcinkami Liwiec płynie szeroką od 1 do 5 km doliną, od Chodowa do Niwisk (ok 6 km długości i 1,3-2,5 km szerokości), od ujścia Kostrzynia do Pierzchał (ok. 3 km długości, od 1 do 1,6 km szerokości), od Grodziska dno doliny się rozszerza ku dolnemu biegowi, osiągając maksymalną szerokość około 5 km w okolicach Łochowa. Dno doliny jest dość urozmaicone, widoczne są liczne starorzecza wypełnione wodą oraz paleozakola o zróżnicowanej wielkości. Także widoczne są etapy rozwoju niektórych paleozakoli w postaci wałów meandrowych i obniżeń międzywałowych. Obniżenia w dnie to baseny popowodziowe, z których największe występują w okolicach Chodowa, Wyszkowa, Pierzchał, Liwa oraz Borzych i wypełnione są torfami i namułami torfiastymi. Średni spadek rzeki wynosi 0,52‰ i jest mało zróżnicowany (ryc. 4). W górnym biegu wynosi 0,5-0,7 ‰, w środkowym – 0,2-0,4 ‰, w dolnym natomiast – 0,6-0,7 ‰. Rzeka bierze swój początek ze strefy źródliskowej w okolicy wsi Sobicze (powiat siedlecki, gmina Zbuczyn) na wysokości ok. 160 m n.p.m. Średnia krętość rzeki wynosi 1,36, co wskazuje na kręty charakter rzeki. Wartość wskaźnika krętości zmienia się wzdłuż biegu rzeki. Największą krętość obserwuje się na odcinku od Pierzchał do Jarnic, wskaźnik krętości wynosi tu 1,56, co klasyfikuje ten fragment do rzek meandrujących. Prosty przebieg koryta występuje raczej na krótkich odcinkach i jest związany z przeprowadzonymi w latach 70-tych regulacjami. Najdłuższy prosty odcinek Liwca stanowi rów melioracyjny biegnący od źródeł rzeki do ujścia Starej Rzeki i liczy on ok. 30 km długości. Wyrównanym (prostym)

przebiegiem koryto charakteryzuje się w okolicy Chodowa, Wyszkowa, Liwa, Węgrowa, na odcinku od Paplina do Wólki Paplińskiej oraz od Łochowa do Koszelanki. Odcinki te zaznaczono schematycznie na ryc. 4. Szerokość koryta rzeki zmienia się od kilku metrów w górnym biegu do 50 w ujściowym odcinku. Promienie krzywizny meandrów mieszczą się w granicach 12 m w górnym biegu (od źródeł do Chodowa k/Siedlec) do 280 m w dolnym (od okolic Łochowa do Kamieńczyka). Zakola o mniejszych promieniach występują w środkowym biegu rzeki w szczególności powyżej odcinków przełomowych doliny tj. od Żukowa do Mokobodów oraz w okolicach Jarnic i Kucyka k/Wyszkowa. Największe są natomiast w dolnym biegu rzeki w okolicy Łochowa i Świniotopu oraz Starejwsi (ryc. 4). Wzdłuż biegu Liwca widocznych jest wiele odciętych starorzeczy wciąż wypełnionych wodą. Ponadto w korycie rzeki liczne są aktywne podcięcia brzegów i odsypy meandrowe, lokalnie występują wyspy śródkorytowe. Liwiec na odcinku od Borzych do Kalinowca zachowuje charakter rzeki anastomozującej, wykorzystując drugie koryto o nazwie Bełcząc. Ponadto w okolicy miejscowości Wyszków istnieje odnoga, która stanowi koryto ulgi podczas wysokich stanów wody. Na odcinkach o największej krętości funkcjonują kanały przelewowe. Przebieg koryta i jego zmiany analizowane na podstawie map archiwalnych przedstawiono w artykule (Bala, Smolska 2012). Inne doliny jak i rzeki nimi płynące się znacznie mniejsze. Największy dopływ Liwca – Kostrzyń (44,8 km) uchodzący do niego powyżej miejscowości Wyszków, płynie doliną o szerokości od około 400 do 900 m, obejmującą południową część Obniżenia Węgrowskiego. Osownica (33 km) – drugi największy dopływ Liwca, uchodzący powyżej miejscowości Urle, zajmuje natomiast dolinę o szerokości nie przekraczającej 750 m, rozcinającą równinę sandrową. Do szczegółowej analizy osadów wypełniających paleozakola Liwca wybrano najbardziej reprezentatywne odcinki dla badanej rzeki (tab. 2). Wybrane odcinki zlokalizowane są przeważnie w miejscach, gdzie Liwiec płynie szeroką płaskodenną doliną, umożliwiającą swobodne meandrowanie. Są to przede wszystkim obszary nie objęte regulacjami, jakie były wykonywane w korycie Liwca w drugiej połowie XX w.

Rycina 4 Profil podłużny Liwca oraz cechy koryta

Tabela 2 Cechy metryczne doliny i koryta w miejscach badań

Promienie Szerokość Długość Średni promień Szerokość Stanowisko Spadek dna Długość rzeki badanych równi Lp. doliny Si współczesnych koryta Liwca doliny [‰] [km] paleozakoli zalewowej Wd [km] zakoli Rm [m] W [m] [m] [km] I Pierzchały 2 0,20 2,5 1,25 290 80 1 10-40 II Sowia Góra 1,53 0,46 3,65 2,38 52-154 20 1,3 20-30 III Jarnice 2,11 0,33 4,46 2,11 85-100 45,5 1,5 10-25 IV Liw 1,6 0,25 2,0 1,25 20-140 46,6 1,5 15-30 V Borzychy 2,2 0,50 4,0 1,81s 33-42 57,5 1,7 17-22

2.4. Warunki klimatyczne

Zagadnienia z klimatologii czy meteorologii w dolinie Liwca są poruszane przy okazji opracowywania dokumentów dla gmin i powiatów m.in. programów ochrony środowiska i opracowań ekofizjograficznych. Dlatego też do pracy zaczerpnięto informacje z Atlasu współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, t. XXX „Klimat Północno-wschodniej Polski według podziału fizycznogeograficznego J. Kondrackiego i J. Ostrowskiego” pod red. M. Stopy-Boryczki i in. (2013), z Programu Ochrony Środowiska dla Powiatu Węgrowskiego na lata 2012 – 2015 z perspektywą na lata 2016 – 2019 (2012) oraz ze Strategii Rozwoju Powiatu Węgrowskiego na lata 2007-2015 (2007). Charakterystyka klimatu w wyżej wymienionych opracowaniach jest oparta na danych ze stacji meteorologicznej IMGW w Siedlcach, która jest położona w górnej części zlewni Liwca a także innych stacjach zlokalizowanych w pobliżu regionu (Nur, Radzyń Podlaski). Według podziału rolniczo-klimatycznego zaproponowanego przez Gumińskiego (1954), zlewnia Liwca leży w IX wschodniej dzielnicy obejmującej Nizinę Północnopodlaską, Nizinę Południowopodlaską oraz Polesie Zachodnie. Natomiast zgodnie z regionalizacją klimatyczną Polski Okołowicza i Martyn (1979) badany obszar znajduje się w granicach Mazowiecko-Podlaskiego regionu klimatycznego. Zlewnia Liwca charakteryzuje się zróżnicowanymi warunkami klimatycznymi, z wyraźnym wpływem klimatu kontynentalnego. Na podstawie długoletnich danych meteorologicznych średnie miesięczne temperatury wynoszą od -4,6°C w lutym do +18,6°C w lipcu. Średnie roczne temperatury osiągają ok 7-7,5°C. Liczba dni gorących wynosi 36-39 z największą częstością występowania w lipcu, natomiast liczba dni mroźnych wynosi 27-28, a ich największa częstość przypada na luty. Okres wegetacyjny w regionie trwa średnio 208 dni. Poziom wilgotności jest zbliżony do otaczających obszarów i wynosi około 80%. Najbardziej pochmurnymi miesiącami są listopad i grudzień (85%), natomiast najmniejsze zachmurzenie występuje w miesiącach letnich tj. w czerwcu i lipcu oraz we wrześniu (51-52%). Rocznie w zlewni Liwca spada około 545 mm opadu, głównie w miesiącach letnich. Największymi sumami opadów charakteryzuje się czerwiec, na który przypada

od 73 do 83 mm. Dla miesięcy letnich charakterystyczne jest również występowanie burz, które pojawiają się średnio przez 21 dni w roku, głównie w czerwcu (5,8) i lipcu (6). Pokrywa śnieżna utrzymuje się przez średnio 78 dni w roku, od listopada do kwietnia, aczkolwiek w styczniu i lutym charakteryzuje się największą zwartością. W regionie przeważa wiatr z kierunku zachodniego 16,6 % oraz południowo- zachodniego – 16,1%. Średnia prędkość wiatru wynosi około 3,8 m/s.

2.5. Warunki hydrologiczne

Dotychczas obszar zlewni Liwca był objęty badaniami dotyczącymi odpływu wód (Piętka 2009), zmian ustroju hydrologicznego (Somorowska, Piętka 2012a, 2012b), dynamiki wód strefy aeracji (Somorowska, Piętka, 2010) a także badaniami wód podziemnych (Gajownik 1962, Załuski 1972). Liwiec jest rzeką IV rzędu i jednocześnie najważniejszą w powiecie węgrowskim. Charakteryzuje się niwalnym, silnie wykształconym reżimem zasilania (Dynowska 1994) i koncentracją odpływu głównie w okresie wiosennych wezbrań roztopowych. Stany niżówkowe przeważają natomiast w okresie letnim i jesiennym. Charakterystyczne przepływy wody w Liwcu można przedstawić na podstawie danych z posterunku wodowskazowego w Łochowie zlokalizowanego w dolnym biegu rzeki i zamykającego zlewnię o powierzchni 2470,2 km2. Maksymalny przepływ zanotowano w kwietniu 1958 roku i wyniósł on prawie 80 m3s-1 (ryc. 5). Minimalny przepływ wyniósł 2 m3s-1 i został zanotowany we wrześniu 2016 roku. Średni wieloletni przepływ mieści się w granicach 7,5–16,6 m3s-1. Zwykle w okresach roztopów wiosennych wody Liwca wylewają się w obrębie łożyska rzeki (fot. 1), rzadziej zajmują całe dno doliny, powodując straty materialne w niżej położonych gospodarstwach (Bala 2016). Na przykładzie profilu wodowskazowego w Łochowie, przedstawiono charakterystyczne przepływy w okresie badań (ryc. 6). Średni roczny przepływ wniósł od 7,65 do 9,83 m3s-1, był on prawie o połowę niższy od tego z wielolecia (ryc. 5). Maksymalny przepływ osiągnął 25 m3s-1 i wystąpił w 2014 roku w lutym. Ponadto w okresie badań obserwowano coroczne wystąpienia wody z koryta m.in. w kwietniu i na przełomie maja i czerwca 2013 roku oraz w lutym 2014 roku. W 2015 i 2016 roku wezbrania pozakorytowe nie były obserwowane, co było związane z niewielkimi

opadami śniegu w tych latach. W literaturze można znaleźć wzmianki o ekstremalnych stanach wody w Liwcu m.in. z 1775 roku, kiedy Liwiec osiągnął tak wysoki poziom, że została zalana droga z Węgrowa do Liwa (obecnie droga krajowa nr 637) (Kołodziejczyk, Swat 1991). Można szacować, iż wody Liwca osiągnęły wówczas poziom około 5-6 m ponad dno doliny.

Fotografia 1 Dolina Liwca w dniu 18 kwietnia 2013 r., widok z Jarnic (zdjęcie własne)

Jak wspomniano wcześniej Liwiec przyjmuje wiele dopływów różnej wielkości. Pełni przede wszystkim funkcję odwadniającą zlewnię (Załuski 1972), ale jego wody wykorzystywane są także dla rolnictwa i nielicznych zakładów przemysłowych zlokalizowanych w regionie oraz stawów rybnych.

Q 90 m3/s 80

50 1958 1968 40 1978 30 średni roczny 20

0 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X

Rycina 5 Średnie miesięczne i roczne przepływy Liwca (profil wodowskazowy Łochów) w latach 1958-1978 (Roczniki Hydrologiczne IMGW)

Q 30 m3/s 25

20 2014 15 2015 średni roczny 10 2016

0 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X

Rycina 6 Średnie miesięczne i roczne przepływy Liwca (profil wodowskazowy Łochów) w latach 2014-2016 (http://monitor.pogodynka.pl/#station/hydro/152210120)

Monitoring jakości wód Liwca przeprowadzony w 2014 roku w punkcie pomiarowo-kontrolnym zlokalizowanym w Paplinie, obejmującym odcinek rzeki od ujścia Kostrzynia, zgodnie z Programem Państwowego Monitoringu Środowiska Województwa Mazowieckiego na lata 2013-2015 (WIOŚ 2012) wykazał dobry stan wód rzeki zaliczając je do II klasy stanu czystości wód powierzchniowych (http://www.wios.warszawa.pl/pl/monitoring-srodowiska/monitoring-wod/monitoring- rzek/1095,Monitoring-rzek-w-latach-2010-2015.html). Biorąc pod uwagę regionalizację hydrogeologiczną, obszar badań leży w obrębie Niecki Mazowieckiej (Paczyński, Sadurski 2007). Według Paczyńskiego (1977) region ten wpisuje się w region IV – basen Podlaski. Natomiast według podziału na 172 jednolitych części wód podziemnych (JCWPd) zgodnego z Ramową Dyrektywą Wodną obowiązującego od początku 2016 r. badany obszar leży w obrębie 55 części, wpisując się tym samym w subregion Bugu nizinny. W obrębie zlewni Liwca znajduje się czwartorzędowy zbiornik wód podziemnych GZWP nr 223 dolina kopalna górnego Liwca o powierzchni 424 m2, który objęty jest wysoką ochroną (Oficjalska i in. 1996).

2.6. Użytkowanie terenu

Obszar zlewni Liwca wykorzystywany jest przede wszystkim rolniczo. Grunty orne zajmują 48% powierzchni, łąki i pastwiska 15%. Tereny zabudowane stanowią około 2 % (ryc. 7) powierzchni zlewni. Grunty orne wykorzystywane są pod uprawę zbóż, ziemniaków, roślin pastewnych, zwykle na glebach dobrej i średniej klasy

bonitacyjnej. Część gleb, szczególnie tych położonych w dolinach rzek zagospodarowana jest jako łąki i pastwiska. Lasy zajmują powierzchnię około 35% zlewni i zlokalizowane są głównie w jej środkowej i południowej części. Występują tu dąbrowy świetliste (Potentillo albae- Quercetum petraeae), bory mieszane (Querco roboris-Pinetum) oraz w dnach dolin olsy (Alnion glutinosae) (Kot 1997). Część doliny Liwca od 1977 r. jest objęta ochroną jako Siedlecko-Węgrowski Obszar Chronionego Krajobrazu i obejmuje obszar o powierzchni ok 36 000 ha od miasta Siedlce do Węgrowa. Dodatkowo od 2004 cała dolina Liwca została objęta programem Natura 2000 Ostoja Nadliwiecka PLH140032, ze względu na jedną z ważniejszych w Polsce wschodniej ostoi lęgowych ptaków wodno-błotnych związanych z siedliskami doliny rzeki średniej wielkości, która w większości zachowała naturalny charakter.

Rycina 7 Struktura użytkowania terenu wg Corine Land Cover 2012 (http://www.igik.edu.pl/pl/corine-mapy) 1 – grunty orne, 2 – sady i plantacje, 3 – łąki i pastwiska, 4 – lasy, 5 – obszary zabudowane, 6 – rzeki

3. Zmiany antropogeniczne w dolinie i zlewni Liwca

3.1. Rozwój osadnictwa

Badania archeologiczne w regionie Liwca były prowadzone już pod koniec XIX w. przez Warpechowskiego, Wawrzenieckiego, Glogera (Kalaga 1989, Kalaga, Głowacz 1986) i Łuniewskiego (Figiel 1998). Ich zainteresowania skupiały się głównie w okolicy Węgrowa i Liwa. Od lat 80-tych XX w. do początku XXI w. na obszarze doliny Liwca opracowywano Archeologiczne Zdjęcie Polski1 (AZP). Głównymi wykonawcami AZP na tym obszarze byli: Kalaga, Wróblewski, Andrzejowski, Wielgus, Moszczyńska, Cwetsch, Bryńczak, Figiel. Według powyższych autorów najbardziej popularne regiony dla osadnictwa pradziejowego znajdowały się w bliskim sąsiedztwie rzeki i jej dopływów. Artefakty najczęściej spotykano w dolinie rzeki, rzadziej na terenach bardziej oddalonych, co spowodowane było występowaniem lekkich w uprawie gleb w dolinie rzeki. Innym ważnym czynnikiem stanowiącym o atrakcyjności osadniczej tego obszaru była sama rzeka, spławna przez większą część roku, którą można było wykorzystywać jako szlak komunikacyjny. Te dwa czynniki stwarzały w czasach prehistorycznych bardzo dobre warunki dla rozwoju gospodarki opartej na rolnictwie. Ponadto punkty osadnicze wskazują na usytuowanie w miejscach zapewniających dogodny dostęp do wody. Obszary równinne, położone z dala od wody, były mało atrakcyjne dla osadnictwa pradziejowego (Wróblewski 1984, Bryńczak 2003). Najstarsze znaleziska na badanym obszarze pochodzą z późnego paleolitu. Są one bardzo nierównomiernie rozmieszczone wzdłuż całej doliny Liwca. Z biegiem czasu pojawiało się coraz więcej nowych śladów osadnictwa, obozowisk, czy też osad coraz bardziej oddalonych od samej rzeki. Największa liczba znalezisk pochodzi z okresu epoki żelaza i średniowiecza. Zauważalna jest również koncentracja znalezisk w okolicach niektórych miejscowości, co wskazywałoby na wyjątkową atrakcyjność tych miejsc. Do najbardziej atrakcyjnych obszarów należały m.in. okolice miejscowości Kamieńczyk (ujście Liwca do Bugu), Węgrów, Liw, Jarnice a także obszar między Liwcem a jego dopływem – Kostrzyniem (ryc. 8-14). W tych miejscach występuje

1 W dalszej części pracy AZP 32

największe nagromadzenie stanowisk archeologicznych. Wiele z odkrytych stanowisk jest wielokulturowych, co przemawia za kontynuacją osadnictwa z okresów wcześniejszych. W dolinie Liwca znaleziono również wiele cmentarzysk oraz kilka pojedynczych grobów. Najstarsze cmentarzysko pochodzi z neolitu (kultura amfor kulistych), które odkryto w miejscowości Niwiski (Cwetsch 1986). Najwięcej cmentarzysk pochodzi z okresu wpływów rzymskich, reprezentujących głównie kulturę przeworską, kulturę łużycką epoki brązu oraz kulturę grobów kloszowych epoki żelaza. Obiekty te często towarzyszą lub sąsiadują z odkrytymi osadami bądź obozowiskami, rzadziej z grodziskami. Na badanym obszarze odkryto 9 grodzisk, głównie z okresu wczesnego średniowiecza i średniowiecza, które znajdują się w miejscowościach takich jak Barchów, Grodzisk, Klimy, Krzymosze, Kucyk, Łochów, Mordy, Węgrów, Wyłazy. Są one znacznie od siebie oddalone. Wspólną ich cechą jest występowanie w bliskim sąsiedztwie rzeki, często w zakolach rzek, bądź w widłach Liwca i jego dopływu. Najlepiej zachowane są grodziska w Barchowie, Grodzisku, Krzymoszach i Wyłazach. Przeprowadzona na podstawie Archeologicznego Zdjęcia Polski analiza rozwoju osadnictwa w dolinie Liwca potwierdza wyniki badań z innych regionów, że dolina wraz ze zboczami i strefą przykrawędziową stanowiła preferowany obszar zasiedlenia w czasach prehistorycznych (Cwetsch 1986, Wróblewski 1989, Figiel 1998). Najwcześniej (od mezolitu) były zasiedlane tereny w pobliżu koryta rzeki i jej dopływów (ryc. 8). Z biegiem czasu coraz częściej osiedlano się na zboczu doliny i na tarasach nadzalewowych (epoka brązu i epoka żelaza (ryc. 9 i 10), a w późnym średniowieczu osadnictwo przeniosło się na obszary położone z dala od rzeki (Kalaga, Głowacz 1986) (ryc. 13). Najdłużej wolne od osadnictwa były obszary wododziałowe (Wróblewski 1989). Sądzić można, że w lokalizacji grodzisk najważniejszą rolę odgrywało bezpieczeństwo. Sytuowane one były bowiem w widłach rzeki, na cyplach, bądź też na wyniesieniach na dnie podmokłej doliny. Dodatkowo ważnym elementem oprócz wałów była fosa okalająca grodzisko (Wróblewski 1991). Rozwój rolnictwa w dolinie Liwca związany był z kulturą pucharów lejkowatych (neolit), której przypisywany jest wzrost intensywności rolniczo-hodowlanej (Kaczanowski, Kozłowski 1998). Po zaniku kultury pucharów lejkowatych, zamykającą

okres tzw. neolityzacji na przełomie epoki kamienia i epoki brązu pojawiają się w dolinie Liwca kultury amfor kulistych i niemeńska (grzebykowo-dołkowa) (Kempisty 1973). Z kulturą amfor kulistych związany jest rozwój pasterstwa (Sałacińska, Sałaciński 2010). Na drugą połowę I okresu epoki brązu aż do III okresu tej epoki na obszarze doliny Liwca datowana jest kultura trzciniecka, skoncentrowana w dolnym i środkowym biegu rzeki. Związana jest z kolejnym etapem rozwoju rolnictwa w pradziejach uzależnionym od warunków glebowych, opierała się bowiem obok hodowli, zbieractwa i łowiectwa na odgrywającej coraz większą rolę uprawie ziemi. Na podłożu kultury trzcinieckiej powstała kultura łużycka (III okres epoki brązu do początku epoki żelaza) (Węgrzynowicz 1973, Mogielnicka-Urban 2001). Rozkład przestrzenny osadnictwa kultury łużyckiej sugeruje, że urodzajność gleby nie miała większego znaczenia dla zakładania stałych osad, co potwierdzałyby ślady osadnictwa na glebach utworzonych z kamieni i żwirów oraz piasków (Węgrzynowicz 1973, Mogielnicka-Urban 2001) a także prawie zupełny brak narzędzi wykorzystywanych do uprawy ziemi. Z narzędzi wykorzystywanych do przerobu ziarna znane są jedynie kamienie żarnowe i rozcieracze, brak natomiast narzędzi do spulchniania gleby. Z badań wiadomo, że hodowano bydło, kozy lub owce, świnie i konie, co potwierdzają znalezione kości tych zwierząt. Ponadto znajdowano kości sarny, szczątki ryb karpiowatych i szczupaka oraz muszle małży skójki, co przemawia za udziałem łowiectwa, rybołówstwa i zbieractwa w zdobywaniu środków do życia (Węgrzynowicz 1973, Mogielnicka-Urban 2001). Od końca okresu halsztackiego epoki żelaza do okresu środkowo-lateńskiego na omawianym obszarze rozwijała się kultura grobów kloszowych (Mogielnicka-Urban 2001 za Andrzejowska 1995) a równolegle z nią kultura pomorska (Mogielnicka-Urban 2001 za Chomentowska 1970). Jednak największą rolę w rozwoju osadnictwa w epoce żelaza odegrała kultura przeworska (druga połowa II w. p.n.e. do III w. n.e.(faza B2/C1 okresu wpływów rzymskich) (Andrzejowski 2004 za Dąbrowska 1988, 2001, Andrzejowski 2001c, 2005) oparta na uprawie ziemi i hodowli zwierząt (Andrzejowski 2005). W tym okresie nastąpiła zmiana w strukturze gospodarki rolnej z przerzutowo- wypaleniskowej na przemienno-odłogową. Narzędzia motykowe zastąpiono przez radła rylcowe i płozowe (Kaczanowski, Kozłowski 1998). W okresie lateńskim epoki

żelaza zaczęła się rozwijać kultura wielbarska, która współistniała z kulturą przeworską około II w n.e. i przetrwała na obszarze doliny Liwca do późnego okresu rzymskiego (faza D, 375 - 450 r. n.e.). Odegrała ona znacznie mniejszą rolę niż poprzedzająca ją kultura przeworska (Andrzejowski 2001a, 2005). Po zaniku kultury wielbarskiej dolina Liwca pozostaje wolna od osadnictwa przez kilkaset lat. Dopiero przybycie nowych osadników sygnalizują w Świniotopie w okolicach ujścia Liwca do Bugu nie powiązane ze sobą znaleziska należące do praskiego typu datowane na połowę VI w n.e. (Andrzejowski 2001a, 2004, 2005). Pierwsze wypalenia lasu pod uprawę ziemi pochodzą z neolitu. Początkowo były to lokalne, raczej niewielkie poletka. Dopiero od II wieku p.n.e. wraz z kulturą przeworską nastąpił rozwój rolnictwa, lecz nadal areał upraw był niewielki. Istotniejsze powiększenie zagospodarowanych przez człowieka terenów i rozwój rzemiosła następuje wraz z powstawaniem grodzisk wczesnośredniowiecznych i osiedli w ich sąsiedztwie (ryc. 11 i 12). Ta korzystna sytuacja wynikała z położenia na pograniczu Mazowsza i Podlasia. Tędy przebiegały szlaki wypadów wojennych na Jaćwingów. Korzystniejsze warunki osadnicze i gospodarcze przyniosły unie polsko - litewskie. Poczynając od unii w Krewie z 1385 r., związki gospodarcze i polityczne przyspieszają rozwój osadnictwa, który trwał do potopu szwedzkiego. Na późne średniowiecze przypada lokacja miast i ukształtowanie się sieci osadniczej oraz jej stabilizacja. O rozwoju regionu może świadczyć informacja o Węgrowie z 1580 r. „Istniało więc w Węgrowie 20 domów rynkowych, 148 domów ulicznych oraz 115 nędznych chałup. Miasto posiadało 5 i pół włók osiadłych, 2 wójtowskie oraz 31 ogrodów, 6 kół walnych dziedzicznych, 3 doroczne oraz 3 kotły gorzałczane. Poza tym występowali tu liczni rzemieślnicy, a to: szewców 3, krawców 3, kuśnierzy 2, kowali 3, ślusarzy 2, siodlarz 1, rzeźników 3, piekarzy 10, szynkarzy 5, stelmachów 4, stolarzy 2, kołodziejów 2 oraz rymarzy 2” (Kazimierski 1970). Dalsze lata od XVII do początków XIX w. nie sprzyjają rozwojowi regionu. Dopiero w drugiej połowie XIX stulecia rozpoczęło się uprzemysławianie Łochowa, gdzie powstały zakłady przemysłu metalowego i maszynowego. Powstała linia kolejowa Warszawa - Petersburg ze stacją osobowo - towarową w Łochowie, a także dwa trakty: Ostrów Mazowiecka - Mińsk Mazowiecki oraz Węgrów - Wyszków. Położone w widłach rzek Liwca i Muchawki miasto Siedlce do początku XIX w. omijały główne szlaki

komunikacyjne toteż region ten charakteryzował się spowolnionym rozwojem. Rozwój regionu górnego Liwca wiązał się z rozwojem w XIX w. m. Siedlce, co było spowodowane funkcjonowaniem miasta jako ośrodka administracyjnego, m.in. stolicy departamentu w Księstwie Warszawskim, stolicy województwa podlaskiego, siedziby władz gubernialnych i powiatowych. W XIX w. przez miasto poprowadzono linie kolejowe łączące Siedlce z Warszawą, Brześciem, Małkinią i Czeremchą. Rozwijała się wówczas działalność rzemieślnicza zapoczątkowana w XVI w. w późniejszym okresie stopniowo przekształcająca się w niewielkie zakłady produkcyjne. W 1863 r. w Siedlcach istniały: garbarnia, olejarnia, cegielnia i dwie fabryki octu (Winter 1986). Z czasem przybywało zakładów tak przemysłowych jak i rzemieślniczych. Jednak ze względu na brak bazy surowcowej w regionie indywidualne rzemiosło stanowiło obok handlu ważny czynnik w rozwoju miasta. Okres wojen spowodował zastój w rozwoju całego regionu doliny Liwca. Obecnie gospodarka w regionie oparta jest przede wszystkim na rolnictwie, głównie uprawach zbożowych, a także w mniejszym stopniu na hodowli bydła oraz nielicznych zakładach przemysłowych skupiających różne branże m.in. konstrukcji stalowych, meblarską, spożywczą, budowlaną.

Rycina 8 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z okresu Epoki Kamienia i przełomu Epoki Kamienia i Brązu na obszarze doliny Liwca (AZP)

Rycina 9 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z okresu Epoki Brązu i przełomu Epoki Brązu i Żelaza na obszarze doliny Liwca (AZP)

Rycina 10 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z okresu Epoki Żelaza na obszarze doliny Liwca (AZP)

Rycina 11 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych ze Starożytności na obszarze doliny Liwca (AZP)

Rycina 12 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z wczesnego średniowiecza na obszarze doliny Liwca (AZP)

Rycina 13 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych ze średniowiecza na obszarze doliny Liwca (AZP)

Rycina 14 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z czasów nowożytnych na obszarze doliny Liwca (AZP)

3.2. Zmiany w dolinie Liwca wywołane działalnością człowieka

Pierwsze regulacje w dolinie Liwca wprowadzano już z XVI w. (Szczechura 1970). W tym czasie był zmieniany przede wszystkim bieg małych dopływów Liwca w celu lepszego wykorzystania pól ornych i łąk. Według danych przedstawionych przez Kołodziejczyka i Swata (1991) Liwiec, mimo niskich stanów wody był wykorzystywany do spławu od XV do połowy XVII w. W przeszłości ważnym elementem zabudowy technicznej rzek były młyny. W przypadku Liwca liczba młynów zmieniała się w poszczególnych okresach (tab. 3).

Tabela 3 Młyny na Liwcu w poszczególnych latach (Kołodziejczyk, Swat 1991, Mierzeja 1986, Mapy WIG 1937)

Rok Liczba młynów 1580 6 1621 11 1859 5 1911 39 1928 5 1937 9

Po II Wojnie Światowej wszystkie jazy młyńskie zostały zniszczone, w czego konsekwencji nasiliły się procesy erozji dennej powodujące pogłębienie koryta o około 1 m, jednocześnie przyczyniając się do obniżenia zwierciadła wody gruntowej w dolinie Liwca i pogorszenia warunków wodnych na przyległych do rzeki użytkach rolnych (informacja ustna WZMiUW Inspektorat w Węgrowie). Późniejsze regulacje wykonywane były lokalnie na krótkich odcinkach, głównie w latach 50-70 XX w. Największe zmiany zostały wprowadzone w górnym biegu Liwca. Od 1958 roku stopniowo wprowadzano regulacje prowadzące do całkowitego wyprostowania biegu rzeki. W ramach regulacji zostało wykopane nowe koryto od ujścia Starej Rzeki do źródeł Liwca. Stare koryto, łączące się z nowym na 129 kilometrze, pełni rolę rowu melioracyjnego odwadniającego użytki zielone. Ponadto przy okazji budowy jazów odcinane były pojedyncze zakola wzdłuż całej rzeki (Mierzeja 1986, dane ustne

pracownika Inspektoratu Wojewódzkiego Zarządu Melioracji i Gospodarki Wodnej w Siedlcach):

 51+500 – 51+700 km – zakole na wysokości jazu klapowego w Węgrowie Grudziach (1972-1974)  53+700 – 54+200 km – zakole na wysokości jazu zasuwowego w Węgrowie na ulicy Żeromskiego (1961-1962)  55+500 – zakole powyżej zbiornika wodnego „Zalew” (lata 60-te XX w.)  89+550 – zakole na wysokości jazu klapowego w Żukowie (1969 r.).

Poza przeprowadzanymi regulacjami koryta Liwca wykonywano obustronne regulowanie uwilgotnienia, zarówno nawadnianie jak i odwadnianie. Większość inwestycji pochodzi z lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX w. (Prończuk 1988, Borys 2011, Pierzgalski i in. 2012). Głównymi obiektami melioracyjnymi, jakie występują na omawianym obszarze to: rowy szczegółowe, wały przeciwpowodziowe oraz urządzenia hydrotechniczne zlokalizowane na rzece Liwiec i jej dopływach. Na Liwcu zlokalizowanych jest ponad 40 urządzeń inżynieryjnych, z czego 25 to mosty drogowe, 3 mosty kolejowe, kilka kładek, 11 jazów (kozłowe i zasuwowe) oraz 7 przepustów z różną wielkością piętrzenia. Najwięcej obiektów hydrotechnicznych znajduje się w górnym biegu rzeki (ryc. 4). W środkowym i dolnym biegu zabudowa nie jest już tak gęsto rozmieszczona i nie zawsze odpowiada warunkom jakie panują w zlewni (Zespół Projektowy Spółki Wodnej „Mierzeja” 1986). Wzdłuż biegu Liwca zastosowano umocnienia brzegów w postaci płotków faszynowych, ażurowych i gabionów (Dębski i in. 1968, Ciepielowski i in. 1969, Kiciński 1971, Prończuk 1988, Palczyński, Pawłat 1988, Melwodprojekt 2002). Na odcinku od Węgrowa do Starej Wsi zastosowano dwa rodzaje płotków ażurowych: płotki podłużne i poprzeczne. Płotki podłużne zastosowano w celu utrwalenia istniejących i nowych linii regulacyjnych koryta, a płotki poprzeczne w celu zabudowania obszarów poza trasą regulacyjną objęły m.in. rozlewiska i starorzecza. W większości miejsc, gdzie zostały zastosowane spełniły swoją rolę zabezpieczając brzegi przed rozmywaniem (Palczyński, Pawłat 1988).

W latach 2006-2007 koryto Liwca zostało objęte programem „Wykorzystanie doliny Liwca do celów turystycznych”. W ramach tego programu przeprowadzono remont zbiornika wodnego „Zalew” w Krypach k. Węgrowa (8,64 ha powierzchni), uformowano trzy stawy o łącznej powierzchni 1,25 ha w istniejących starorzeczach Liwca (Melwodprojekt 2002). W wyniku tej inwestycji umocniono brzeg rzeki na długości 30 m (15 m powyżej i poniżej jazu zasuwowego na ulicy Żeromskiego). W celu zabezpieczenia brzegu przed procesami wymywania zastosowano geowłókninę (geotextil 310 g/m3), a powyżej jazu gabiony o grubości 30 cm i szerokości 4 m ustabilizowane kołkami. Skarpę natomiast wyprofilowano i obsiano trawą. Wówczas wyremontowano również jedyny istniejący na Liwcu wał przeciwpowodziowy liczący 1,9 km długości, zlokalizowany wzdłuż prawego brzegu rzeki na wysokości miasta Węgrowa. Na początku marca 2014 roku oddano do użytku po generalnym remoncie most na drodze krajowej nr 637 na tzw. Mostach Liwskich. Warto podkreślić, iż istniejąca zabudowa inżynieryjna na rzece Liwiec występuje lokalnie i w niewielkim stopniu wpływa na przebieg procesów fluwialnych. Zagadnienie melioracji w dolinie Liwca i regulacji rzeki szczegółowiej omówiono w artykule (Bala 2015).

4. Charakterystyka osadów dna doliny i współczesnego koryta

4.1. Cechy sedymentologiczne osadów wypełniających paleomeandry

4.1.1. Pierzchały Stanowisko Pierzchały reprezentuje górną część pierwszego z badanych fragmentów doliny Liwca położonego pomiędzy Pierzchałami a Liwem (rozdział 3, ryc. 3). Koryto Liwca zmienia tu przebieg z prostego uregulowanego na meandrowy (Si = 1,4). Jest to fragment stosunkowo wąskiej doliny typu przełomowego (patrz rozdz. 2, ryc. 3). Ma ona tu szerokość ok. 1 km. Krótki odcinek stosunkowo suchej terasy zalewowej znajduje się miedzy wsiami Pierzchały po prawej stronie doliny i Grodzisk przy lewym zboczu. Dobrze zaznaczają tu się dawne zakola o dużych rozmiarach. Zachowały się one jedynie w położeniu przy zboczu doliny. Łukowy przebieg i znaczne nachylenie zboczy doliny wskazuje, że były one podcinanie przez rzekę wielkomeandrową. Widoczne paleozakola są dość dobrze wykształcone, widać etapy ich rozwoju (ryc. 15). Promienie krzywizny dużych zakoli osiągają 90 m. Ich część centralna jest zwykle położona około 30 40 cm poniżej równi zalewowej, a miejsca najgłębsze poniżej 50-60 cm. Lokalnie wydobywano z nich torf i występują tu doły potorfowe wypełnione wodą lub podmokłe. Poza dużymi paleozakolami występują tu również mniejsze. Ich promienie krzywizny są zróżnicowane i wynoszą od 68 do 21 m, a średnio jest to 45 m (tab. 2; rozdz. 3).

Rycina 15 Lokalizacja wierceń w paleozakolu w Pierzchałach

Wybrane do badań duże paleozakole jest położone w sąsiedztwie zbocza doliny powyżej wsi Pierzchały (ryc. 15). Osady występujące w paleozakolu zostaną przedstawione na podstawie trzech wierceń zlokalizowanych w osi paleozakola. Jedno (P1) wykonano w części centralnej (w głęboczku) oraz kolejne 2 w kierunku brzegu wypukłego (profile pionowe P2, P3; ryc. 16). Wypełnienie jego stanowi torf i namuły torfiaste o miąższości w części centralnej paleozakola (profil pionowy P1, ryc. 16) 110 cm i zawartości materii organicznej dochodzącej do 69%. Spąg organicznego wypełnienia datowano na 2090±80 BP (tab. 1). Głębiej (110-149 cm) zalega seria, której cechą jest występowanie przewarstwień w postaci cienkich lamin lub warstw namułów organiczno-mineralnych (28-36% strat na prażeniu) na przemian z piaskiem lub piaskiem i mułem (ryc. 16). Piaski są dobrze i średnio wysortowane, natomiast drobniejszy materiał jest bardzo słabo wysortowany (Mz = 4,5, σ1 = 2,7). Następnie do 200 cm głębokości występują piaski różnoziarniste średnio wysortowane (Mz = 1,66÷1,88, σ1 = 0,57÷0,84) o niewielkiej przewadze frakcji drobniejszych (Sk1 = 0,11÷0,24). Na głębokości 160-172 cm zalega seria piasków średnioziarnistych z niewielką domieszką żwirów (0,3-2,7%).

Rycina 16 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleozakolu Pierzchały w profilach pionowych P1, P2 i P3, głębokość w cm

1 – torf i namuły torfiaste, namuły organiczno- mineralne, 2 – namuły mineralno-organiczne, 3 – aluwia pozakorytowe, 4 – aluwia korytowe, 5 – poziom zażelazienia, 6 – masywne piaski różnoziarniste, 7 – mułki i iły, 8 - piaski drobne, mułki i iły, 9 - piaski z domieszką żwiru, 10 – żwir, 11 – osad laminowany

Piaski i piaski pylaste stanowiące przewarstwienia w obrębie serii mineralno- organicznej (110-140 cm głębokości) wskazują na okresowe przepływy w paleokorycie przed 2090±80 BP – krzywe kumulacyjne uziarnienia (tzw. krzywe Vishera; ryc. 17a) wskazują na transport w saltacji ze znacznym udziałem zawiesiny (do 30% masy próbki). Spągowa seria piasków to materiał transportowany w saltacji z niewielkim udziałem trakcji dennej (ryc. 17b). t t

Mz [phi]

Rycina 17 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleozakolu w Pierzchałach – profil pionowy P1 Część wewnętrzną zakola wypełniają piaski średnio i drobnoziarniste oraz piaski z mułem średnio i słabo wysortowane (ryc. 16; P2). Na głębokości 33-80 cm występuje torf. Pod torfem do 114 cm głębokości piaski zawierają domieszkę 4-6% mułków. Pod nimi do głębokości 210 cm wypełnienie stanowią piaski różnoziarniste, ku spągowi z wyraźną przewagą średnioziarnistych i z pojedynczymi żwirkami. Piaski te są również

średnio wysortowane ale lepiej niż zalegające wyżej σ1 = 0,52÷0,65). Niektóre z warstw cechują się ujemną skośnością. Te różnice pomiędzy górną serią i dolną dobrze odzwierciedlają krzywe kumulacyjne uziarnienia (ryc. 18).

Mz [phi]

Rycina 18 Krzywe kumulacyjne uziarnienia serii górnej (A) i dolnej (B) w paleozakolu Pierzchały

Na brzegu akumulacyjnym dawnego zakola (ryc. 16; P3) przy powierzchni (0-12cm) i na głębokości 37-78 cm występują namuły z piaskiem zawierające 6÷12% materii organicznej, ku dołowi z mniejszym udziałem mułu i materii organicznej. Są one przedzielone warstwą piasków z domieszką żwiru. Namuły są bardzo słabo wysortowane, o wyraźnej przewadze frakcji drobnej w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości. Krzywe kumulacyjne uziarnienia pokazują duży udział zawiesiny (ryc. 19a). Warstwa piasków z 1-5% domieszką żwiru, położona pomiędzy namułami (od 12 do 37 cm p.p.t.) jest lepiej wysortowana (na pograniczu średniego i słabego) o symetrycznym lub lekko ujemnym rozkładzie uziarnienia. Głębiej (78-110 cm) znajdują się piaski z przewagą drobnych, dobrze i średnio wysortowane, o symetrycznym rozkładzie uziarnienia. Różnicę między piaskami występującymi w obrębie namułów i piaskami, które występują pod namułami dobrze ukazują krzywe Vishera (ryc. 19b).

2 A t 1 P3 37-45 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P3 45-54 Mz [phi] -1 P3 54-64

P3 68-74 -2

P3 74-87 -3

-4 4 t B 3 P3 12-25

P3 25-35 2 P3 35-37 1 P3 87-90

0 P3 90-102 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 P3 102-104 -1 Mz [phi] P3 104-107 -2 P3 107+

-3 P3 100-107

-4 Rycina 19 Krzywe kumulacyjne uziarnienia serii namułów piaszczystych (A) i piasków (B) w paleozakolu Pierzchały - profil pionowy P3

Uwzględniając zróżnicowanie uziarnienia, przebieg krzywych kumulacyjnych można przedstawić budowę paleozakola w Pierzchałach (ryc. 20). Osady korytowe to piaski z niewielką domieszką żwirów, które rozpoznano w profilu pionowym P1 na głębokości 160-200 cm. Ku wewnętrznej stronie zakola występuje odsyp zbudowany z piasków średnioziarnistych, ku stropowi z coraz większym udziałem piasku drobnego (do 73%) i mułu (do 6%). W strefie nurtu odcięcie zakola zaznaczyło się serią namułów mineralno-organicznych, w której występują laminy wskazujące na okresowe wlewy wód wezbraniowych i przepływ (ryc. 17a). Od 2090±80 BP następuje zapełnianie zakola

torfami, przy czym ku stropowi wypełnienia zwiększa się zawartość części mineralnych. Górna część odsypu jest zerodowana i jak wskazuje profil pionowy P3 zakole ponownie było wykorzystywane do przepływu wód wezbraniowych, o czym świadczy seria mułów piaszczystych i piasków a okresowo piasków z dodatkiem żwiru.

Rycina 20 Przekrój przez paleozakole Pierzchały 1 - namuły mineralno-organiczne; 2 – torf; 3 – piaski różnoziarniste, 4 – piasek ze żwirem, 5 – muł i ił

Rozpoznano również wypełnienie drugiego dużego paleomeandra położonego poniżej miejscowości Pierzchały, ok. 1,25 km w linii prostej na północ od opisanego P1, Jest on oddalony 820 m od koryta Liwca. W celu rozpoznania wypełnienia wykonano wiercenie w głęboczku do głębokości 3 m (ryc. 21). Do około 35 cm głębokości wypełnienie stanowią namuły mineralno-organiczne o zawartości materii organicznej 17-21%. Pod nimi (34-44 cm p.p.t.) występują muł z piaskiem i piasek z laminami organicznymi. Głębiej (44-160 cm p.p.t.) wypełnienie stanowi torf w górnej części słabo rozłożony, z fragmentami drewienek, ku spągowi lepiej rozłożony. Spąg torfu został datowany radiowęglowo na 4480±60 BP (tab. 1), data ta wskazuje na opuszczenie zakola wielkomeandrowego przez rzekę. Pod torfem występują piaski drobne z dodatkiem średnioziarnistych i niewielkim 2-4 % dodatkiem mułków, a w górnej części 6-8%. Serię tę cechuje występowanie przewarstwień laminami z namułów organicznych, lokalnie torfiastych

lub piasków z domieszką materii organicznej w granicach 8-15% (191-210 cm p.p.t.). Spąg wiercenia stanowią namuły torfiaste o zawartości materii organicznej 38%.

Rycina 21 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleozakola Pierzchały II w profilu pionowym P4; objaśnienie do litologii jak na ryc. 16; głębokość w cm

Osady korytowe są mało zróżnicowane. Seria w górnej części (164-185 cm p.p.t.) z większym dodatkiem mułków ma średnią średnicę ziarna w granicach 2,6÷2,7 phi, jest średnio wysortowana (σ1 = 0,65÷0,74) i o znacznej przewadze frakcji drobnej w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości

(Sk1 = 0,32÷0,39) (ryc. 21). Dolna część osadów korytowych (poniżej 220 cm) jest nieco grubsza (Mz = 2,3÷2,36) i nieco lepiej wysortowana (σ1 = 0,49÷0,65), skośność jest podobna (Sk1 = 0,28÷0,41). To niewielkie zróżnicowanie osadów ukazują krzywe uziarnienia (ryc. 22). Można stwierdzić, że osady transportowane były w saltacji, z niewielką domieszką zawiesiny, a niektóre także trakcji dennej. Inny przebieg mają krzywe reprezentujące materiał mineralny powyżej serii torfowej (ryc. 22, krzywe zaznaczone linią przerywaną) i reprezentują one okresowe przepływy wezbraniowe. Prawdopodobnie paleokoryto o dużych zakolach w okolicy Pierzchał było wykorzystywane jako koryto ulgi podczas wezbrań.

Mz [phi]

Rycina 22 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleozakolu Pierzchały II - profil pionowy P4

4.1.2. Sowia Góra Stanowisko Sowia Góra reprezentuje środkowy odcinek pierwszego z badanych fragmentów Liwca. Położone jest na 65 km biegu rzeki w pobliżu najwyższego wzniesienia w rejonie – Sowiej Góry (145 m n.p.m.). Oddalone jest o około 2,5 km od stanowiska Pierzchały. Koryto ma zróżnicowaną szerokość: od 10 m na międzyzakolowych odcinkach do 25 m w zakolach. Rzeka cechuje się występowaniem zakoli wielomodalnych (Brice 1964). Promienie zakoli osiągają od 15 do 70 m. Średni promień meandra wynosi 37 m. Szerokość doliny na tym odcinku dochodzi do 3 km. Przez ten fragment doliny Liwiec przepływa asymetrycznie. W górnej części odcinka koryto „opiera” się o lewe zbocze doliny, na której zlokalizowane jest średniowieczne grodzisko w miejscowości Grodzisko. Środkowa cześć wraz z najbardziej rozwiniętymi zakolami przesunięta jest w kierunku prawego zbocza. Poniżej rzeka płynie środkiem doliny. Niemal na całej równi zalewowej licznie występują starorzecza z wodą, również widoczne w terenie są okresowo wilgotne paleokoryta. W okolicy Sowiej Góry dobrze wykształcone są paleozakola różnych rozmiarów (ryc. 23) i jako przykład dawnych koryt wybrano dwa do szczegółowej analizy, jedno średniej wielkości, drugie większych rozmiarów (tab. 2, rozdz. 2). W podcięciu brzegowym obecnego koryta widoczne były osady budujące madę w dolinie Liwca i na jego podstawie rozpoznano cechy osadów wezbraniowych.

Rycina 23 Lokalizacja badanych paleozakoli i wierceń w okolicy Sowiej Góry

Wybrane do badań paleozakole większych rozmiarów (wiercenia SG2, SG3 i SG4) ma około 150 m szerokości. Reprezentuje wielkomeandrowy etap koryta. Jest oddalone od współczesnego koryta o 300 m (ryc. 23). Wiercenie SG2 wykonano na terasie zalewowej na odsypie meandrowym, jaki tworzył się podczas etapowego rozwoju tego zakola, wiercenie SG3 wykonano przy wewnętrznym jego brzegu, a SG4 po zewnętrznej stronie paleokoryta w pobliżu zbocza doliny. Wiercenie wykonane na odsypie w starszej części dużego paleozakola wykazuje znaczne zróżnicowanie litologiczne aluwiów (ryc. 24, profil pionowy SG2). Na powierzchni (0-14 cm p.p.t.) występują namuły mineralno-organiczne. Część mineralną tej serii stanowi bardzo drobny piasek z dodatkiem mułków, średnio wysortowany

(Mz = 2,2÷2,5; σ1 = 0,90÷0,97). Niżej (14-27 cm) piaski z mułkiem są laminowane smużyście, zawierają mniej materii organicznej (3 do 10%). Są one słabo wysortowane

(Mz = 2,39÷2,5, σ1 = 0,9), z malejącym ziarnem w dół profilu. Na głębokości 27-85 cm położona jest seria znacznie drobniejszego osadu – piasku z mułem i domieszką iłu, słabo i bardzo słabo wysortowanego (Mz = 2,7÷3,99; σ1 = 1,51÷2,62). Podobnie jak w wyżej położonej warstwie tu również ziarno maleje wraz z głębokością, w dół profilu. Przebieg krzywych kumulacyjnych uziarnienia tej najdrobniejszej serii w profilu pionowym SG2 (ryc. 25) wskazuje na transport w saltacji i suspensji. Na podstawie zaznaczających się członów na krzywych Vishera (1969) można mówić w tym

przypadku o przewadze transportu w suspensji, poza tym przebieg członu C jest załamany - wyróżnia się punkt ST rozdzielający saltację przydenną od chwilowego zawieszenia (Szmańda 2011).

Rycina 24 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w dużym paleozakolu koło Sowiej Góry w profilach pionowych SG2, SG3 i SG4; objaśnienie do litologii na ryc. 16; głębokość w cm

4 SG2/0-10 t SG2/10-14

3 SG2/14-15

SG2/15-20 2 SG2/23-27

SG2/27-50 1 SG2/50-75

0 SG2/75-85

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SG2/85-100 Mz [phi] -1 SG2/100-108

SG2/108-114 -2 SG2/114-125

-3 SG2/125-127 SG2/150-175

-4 SG2/127-150

Rycina 25 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w odsypie wielkopromiennego paleozakola w okolicy Sowiej Góry – profil pionowy SG2; linią przerywaną zaznaczono najgrubsze aluwia (nurt), linią kropkowaną najdrobniejsze aluwia (nadbudowa odsypu podczas opadania fal wezbraniowej), linią ciągłą osady odsypu

Na odsypie od 85 do 125 cm p.p.t. występują piaski z niewielką (3-5%) domieszką mułków (Mz = 2,23÷2,64). Jest to podobna seria do leżącej w górnej części paleozakola, różni się mniejszą (śladową) zawartością materii organicznej. Materiał jest nieco lepiej wysortowany, ale również jest to średnie wysortowanie (σ1 = 0,67÷0,83). Lokalnie zaznacza się laminacja (108-114 cm p.p.t.). Głębiej zalega 3 cm warstewka grubszego osadu ze znacznym 20% udziałem drobnego żwiru i 19% udziałem piasku gruboziarnistego (Mz = 0,56) (ryc. 24). Jest to nagorzej wysortowany osad w całym profilu pionowym, chociaż klasyfikuje się jeszcze do słabo wysortowanego (Mz = 0,56,

σ1 = 1,84) oraz o ujemnej asymetrii rozkładu uziarnienia (Sk1 = -0,44). Jest to warstwa bruku korytowego. Krzywa kumulacyjna uziarnienia (ryc. 25) wykreślona dla tych osadów wskazuje na transport w saltacji z dużym udziałem trakcji (24% populacji osadu), co z kolei wskazuje na stosunkowo dużą siłę ośrodka transportującego. Krzywe kumulacyjne uziarnienia wykreślone dla wyżej leżących serii (100-125 m p.p.t.) wskazują na transport tylko poprzez saltację. Można na tej podstawie sądzić o zmianie w reżimie przepływu w późniejszym okresie funkcjonowania koryta lub o przesunięciu koryta i powstaniu kolejnej sekwencji odsypu. Do materiału deponowanego w strefie

nurtu można zaliczyć również piaski różnoziarniste z głębokości 127-150 cm p.p.t., które cechują się sporym udziałem piasku gruboziarnistego (14%) oraz słabo ujemną skośnością. Aluwia położone na głębokości 150-127 cm wskazują na w pełni rozwinięty odsyp meandrowy z sekwencjami od najgrubszej głównego nurtu (talwegu) poprzez główny etap rozwoju odsypu meandrowego po górną część o drobniejszym ziarnie (Zieliński 1998). Poniżej 150 cm głębokości występuje osad drobniejszy, jest to piasek średni i drobny o cechach zbliżonych do piasków budujących odsyp powyżej warstwy żwirowej. Krzywe kumulacyjne uziarnienia wskazują na transport piasków w saltacji (ryc. 25), jest to część starszego odsypu. W całym analizowanym profilu pionowym (poza warstwą żwirową i piaszczysto -mułkową dominują aluwia słabo wysortowane i o słabo dodatniej skośności. Budowę zakola przy jego wewnętrznym brzegu rozpoznano do głębokości 100 cm (ryc. 24; profil SG3). Jego wypełnienie stanowi torf (MO > 80%) o miąższości około 60 cm. Niżej (od 60 do 100 cm) natomiast znajduje się piasek drobny słabo wysortowany i średni w dolnej części serii o średnim wysortowaniu (Mz = 1,99÷2,08,

σ1 = 0,77÷1,03). Dominuje osad drobniejszy w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości (Sk1 = 0,19÷0,29). Krzywe kumulacyjne ukazują, że materiał przed jego depozycją transportowany był w saltacji i suspensji (ryc. 26).

3 t

0 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -1 Mz [phi]

-2 SG3 60-65 SG3 65-72 -3 SG3 72-100 -4 Rycina 26 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w wielkopromiennym paleozakolu koło Sowiej Góry – profil pionowy SG3

Budowę paleozakola przy jego zewnętrznym brzegu rozpoznano do głębokości 150 cm (ryc. 24; profil pionowy SG4). Do głębokości 115 cm jest to piasek różnoziarnisty ze żwirem (do 11%), słabo wysortowany (Mz = 1,16÷1,79;

σ1 = 1,04÷1,68). Cechą serii jest występowanie na przemian warstw z większym i mniejszym udziałem drobnego żwiru (pojedyncze ziarna o średnicy 10 mm) oraz domieszek mułków. W jej górnej części do 70 cm głębokości występuje domieszka materii organicznej w granicach 5-15%. Na głębokości 112-115 cm występuje seria laminowanego osadu piaszczysto-mułkowego. Warstwa ta charakteryzuje się ogólnym słabym wysortowaniem i niewielką przewagą osadu drobniejszego (Mz = 1,81 phi;

σ1 = 1,22; Sk1 = 0,03). Kolejne ogniwo (115-150 cm p.p.t.) stanowi piasek ze żwirem (21,4-27,6%) słabo wysortowany (ryc. 24; SG4). Poza jedną laminowaną warstwą, całość osadów cechuje przewaga frakcji gruboziarnistej w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości, największa w spągowej serii (Sk1 = -0,22 ÷ -0,42). Ogólne słabe wysortowanie osadów potwierdzają wykreślone krzywe kumulacyjne uziarnienia o słabo nachylonym członie C, wskazującym na transport w saltacji (ryc. 27). W spągowej partii (od 115 cm p.p.t.) wypełnienia zwiększa się udział osadów transportowanych poprzez trakcję wskazującą na większe przepływy w korcie (strefa nurtu). We wszystkich krzywych brak jest członu odpowiadającego za depozycję z zawiesiny. Takie osady wg Zielińskiego (1998) wskazują na depozycję w międzyzakolowych odcinkach koryta (w przemiałach).

SG4 01-10 3 t SG4 10-20

2 SG4 20-30 SG4 30-40 SG4 40-50 1 SG4 50-60 SG4 60-70 0 SG4 70-78 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 SG4 78-88 Mz [phi] -1 SG4 88-100 SG4 100-112 SG4 112-115 -2 CT SG4 115-138 SG4 138-145 -3 SG4 145-150 Rycina 27 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w wielkopromiennym paleozakolu w okolicy Sowiej Góry– profil pionowy SG4

Kolejne wiercenie SG1 wykonano w mniejszym z wybranych do badań paleozakoli. Ma ono szerokość około 30 m i jest oddalone od współczesnego koryta Liwca o 150 m (ryc. 23). Wypełnia go seria organiczna (OM = 40÷54%) do głębokości około 50 cm (ryc. 28). Pod nią występuje bardzo drobny piasek z mułkiem i piasek różnoziarnisty (do głębokości 100 cm p.p.t.). Piasek jest średnio wysortowany

(Mz = 1,83, σ1 = 0,54) o niewielkiej przewadze frakcji gruboziarnistej (Sk1 = -0,13). Krzywa uziarnienia (ryc. 29) wskazuje na przewagę transportu w saltacji i niewielki udział materiału wleczonego oraz zawiesinowego. Są to osady o dużym podobieństwie do współczesnych zakoli w Liwcu (porównaj ryc. 71) ze względu na znacznie lepiej wyodrębnione trzy segmenty na krzywych Vishera niż w przypadku osadów związanych z wielkopromiennym paleozakolem w okolicach Sowiej Góry.

Rycina 28 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleozakolu w okolicy Sowiej Góry w profilu pionowym SG1; objaśnienie do litologii zawiera ryc. 16; głębokość w cm

4 t 3 2 1 0 SG1 60-100 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -1 Mz [phi] -2 -3 -4

Rycina 29 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w średniej wielkości paleozakolu Sowia Góra I – profil pionowy SG1

W okolicy Sowiej Góry rozpoznano budowę terasy zalewowej poprzez analizę odsłonięć w brzegach koryta rzeki występujących w odległości od siebie o około 250 m. Oba odsłonięcia zlokalizowane są na prawym, wypukłym brzegu, w miejscu, gdzie koryto Liwca przyjmuje charakter wielomodalnego meandra (ryc. 23). Osady w podcięciu brzegowym Liwca (profil SG5) rozpoznano do głębokości około 120 cm (fot. 2). Występuje tu mada piaszczysta o miąższości około 90 cm, zawierająca do 5 % materii organicznej. Osad mineralny stanowi głównie piasek drobny i średni (Mz = 2,16÷1,80) o średnim wysortowaniu (σ1 = 0,64÷0,92), z przewagą drobnego osadu (Sk1 = 0,10÷0,26). Poniżej (90-100 cm p.p.t.) występuje wyraźne wzbogacenie w materię organiczną (11,3%) – jest to gleba kopalna datowana na 730±70 BP (tab. 1. rozdz. 1). Osad mineralny stanowi nieco grubszy piasek niż powyżej i nieco lepiej wysortowany (Mz = 1,8, σ1 = 0,63), rozkład uziarnienia jest niemalże symetryczny (Sk1 = 0,05). Poniżej tj. od głębokości 100 cm występuje seria gruboziarnistego piasku masywnego z niewielką przewagą grubszego osadu w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości (Sk1 = -0,07) oraz o nieznacznie lepszym wysortowaniu (Mz = 1,24, σ1 = 0,59) (ryc. 12 SG5).

Fotografia 2 Profil Sowia Góra SG5 (zdjęcie własne)

Rycina 30 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w podcięciu rzeki, profile pionowe SG5 i SG6, objaśnienie do litologii na ryc. 16; głębokość w cm

Krzywe kumulacyjne uziarnienia wskazują na transport w saltacji oraz niewielki udział depozycji z zawiesiny i trakcji (ryc. 31). Najlepiej wysortowany jest osad położony w najniższej części profilu tj. poniżej 100 cm (ryc. 31, przerywana linia). Są to osady korytowe pozbawione materii organicznej. Po odcięciu koryta rozwinęła się gleba, która około 730±70 BP została przykryta osadami wezbraniowymi. Świadczy to o aktywności wezbraniowej rzeki w okresie po 730 lat BP. Krzywe Vishera przedstawione na ryc. 31 nie są typowe dla mady. Na ich podstawie można określić, że jest to wał przykorytowy (Kordowski 2003, Szmańda 2011). Jednak żadne struktury laminacji czy cienkich warstewek pochylonych na zewnątrz brzegu nie były widoczne. Generalnie są to osady równi zalewowej bliższej, które w okolicach Sowiej Góry są nie dużo drobniejsze od starszych osadów korytowych (ryc. 30).

4 t 3

2 SG5 0-25 1 SG5 25-50 SG5 50-75 0 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 SG5 75-100 -1 Mz [phi] SG5 100-110 SG5 110-120 -2

-3

-4

Rycina 31 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów we współczesnym podcięciu Liwca profil pionowy SG5

Osady w podcięciu brzegowym (profil SG6) położonym w niedalekiej odległości od wiercenia SG4 rozpoznano do głębokości około 270 cm (fot. 3). Ukazują one budowę odsypu średniej wielkości paleozakola. Są to piaski w całym profilu pionowym średnio i dobrze wysortowane. W górnej części, do 45 cm głębokości, cechują się domieszką mułu (frakcja pylasta). Na głębokości 45-135 cm występuje jednorodna seria piasku średnio i drobnoziarnistego. Dolna seria aluwiów jest bardziej

zróżnicowana zarówno pod względem uziarnienia jak i warstwowania. Wśród piasków masywnych pojawia się warstwowanie skośne i faliste. Piaski są średnio i dobrze wysortowane, ku dołowi (do 200 cm głębokości) częściej występuje ujemna skośność (do -0,14). Poniżej lustra wody tj. na głębokości około 3 m p.p.t. występuje piasek o zróżnicowanych cechach strukturalnych i teksturalnych (ryc. 30, profil SG6) zupełnie pozbawiony materii organicznej stanowiący osady korytowe strefy nurtu.

Fotografia 3 Profil SG 6 (zdjęcie własne)

Cechą charakterystyczną dla dolnej części aluwiów (135-260 cm) jest występowanie naprzemianległych warstw o uziarnieniu frakcjonalnym normalnym i odwróconym. Takie cechy strukturalne osadów są typowe dla międzyzakolowego odcinka koryta stopniowo przechodzącego w odsyp meandrowy (Zieliński 1998). Na głębokości 155-165 m piaski są warstwowane przekątnie i wyraźnie grubsze pod względem frakcji (średnio i gruboziarniste; Mz = 1,18). Na głębokości 175-205 cm i 235-245 cm p.p.t. zaznacza się warstwowanie smużyste. W tych warstwach

wysortowanie poprawia się ze średniego w spągu do dobrego w stropie, odpowiednio w wyższej warstwie: 185-205 cm, σ1 = 0,73÷0,41 i niższej 235-255 cm: σ1 = 0,53÷0,46. Warstwowanie smużyste wskazuje na depozycję z rytmicznego transportu przydennego i z zawiesiny (sedymentacja w dolnym ustroju przepływu – ripplemarki). W serii osadu położonej na głębokości 205-215 cm występuje niewielkie wzbogacenie w materię organiczną, osad jest drobny i dobrze wysortowany (Mz = 2,18; σ1 = 0,42) a rozkład uziarnienia niemalże symetryczny (Sk1 = 0,07). Zróżnicowanie poszczególnych serii pod względem transportu zostało zobrazowane za pomocą krzywych kumulacyjnych uziarnienia (ryc. 32). Wśród krzywych reprezentujących aluwia z profilu SG6 można wyróżnić takie, w których zaznacza się człon saltacji (A) i zawiesiny (B) oraz drugi z członami saltacji (A) i trakcji (C). Punkty załamania krzywych dla próbek, w których zostały wyróżnione poszczególne człony zostały zestawione w tabeli 5. Analizując przebieg krzywych kumulacyjnych można wyróżnić serie osadów, które były transportowane w różnicowanych warunkach. Udział osadów transportowanych w zawiesinie ogólnie nie przekracza 25% ich masy w poszczególnych warstwach. W wielu krzywych można wyróżnić punkt ST, który oddziela osady transportowane w saltacji w przesłonie trakcyjnej (dolna część członu A) od osadów transportowanych w chwilowym zawieszeniu (górna część członu A) (Szmańda 2011). Do głębokości 135 cm przeważa osad transportowany w saltacji (jednorodny człon A) oraz w chwilowym zawieszeniu stanowiący nawet 75% masy zdeponowanego osadu. Poniżej zwiększa się udział transportu ziaren w saltacji w przesłonie trakcyjnej (do 66%). Udział trakcji w transporcie osadów analizowanego profilu jest na ogół niewielki i nie przekracza 1%. Jedynie w spągowej części profilu (255-265 cm p.p.t.) osiąga wartość 17%.

5 SG6 10-25 t FT SG6 25-35 4 SG6 35-45 SG6 45-55 SG6 55-65 3 SG6 65-75 SG6 75-85 SG6 85-95 2 SG6 95-105 SG6 105-115 1 SG6 115-125 SG6 125-135 SG6 135-145 0 SG6 145-155 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 SG6 155-165 SG6 165-175 -1 Mz [phi] SG6 175-185 SG6 185-195 -2 ST SG6 195-205 SG6 205-215 SG6 215-225 -3 SG6 225-235 CT SG6 235-245 SG6 245-255 -4 SG6 255-265 Rycina 32 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów we współczesnym podcięciu Liwca – profil pionowy SG6 linie ciągłe – osady transportowane w saltacji i zawieszeniu, linie przerywane – osady z udziałem trakcji

Tabela 4 Punkty załamania krzywych kumulacyjnych uziarnienia w osadach profilu SG6

25 35 45 55 65 75 85 95 115 125 135 145 155 165 175 185 195 205 215 225 235 245 255 265

105

------

195

SG6 10 SG6 25 SG6 35 SG6 45 SG6 55 SG6 65 SG6 75 SG6 85 SG6

SG6 95 SG6

SG6 105 SG6 115 SG6 125 SG6 135 SG6 145 SG6 155 SG6 165 SG6 175 SG6 185 SG6 SG6 205 SG6 215 SG6 225 SG6 235 SG6 245 SG6 255 SG6

CT 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 1 1 0,32 0,32 1,67 ST 1,67 1,67 1,67 1,67 1,67 1,67 1,67 1,67 1,67 1 1,67 2,32 FT 2,32 3 3 3 3 3 2,32 3 3 3 2,32 3 3 2,32 3 3 2,32 3 2,32 3 2 3 3 2,32 3,32 4.1.3. Jarnice W okolicy Jarnic objęto badaniami równię zalewową po zachodniej części doliny Liwca poniżej dopływu Strugi. Jest to drugi odcinek reprezentujący środkową część badanego fragmentu Liwca (rozdz. 2. ryc. 3). Dno doliny o szerokości około 1,5 km zajęte jest w znacznej części przez Gołe Bagno (około 750 m szerokości). Sama równia zalewowa o szerokości około 900 m charakteryzuje się występowaniem licznych paleozakoli o średnim promieniu krzywizny 35,5 m, niektóre z nich są okresowo wilgotne. Koryto Liwca meandruje (Si = 1,95). Na niewielkich odcinkach obserwowano erozję boczną, gdzieniegdzie występują zakolowe odsypy korytowe. Promienie krzywizny współczesnych zakoli mieszczą się w przedziale 23-54 m, przy średnim promieniu 45,5 m. Zarówno w terenie jak i na zdjęciach lotniczych widoczne są dwa starorzecza odcięte w latach 1937-1981. Brak jest informacji odnośnie do przeprowadzonych w przeszłości regulacji koryta. Do szczegółowych badań wybrano dwa paleozakola (wiercenia J1-J2 i J5) oraz wykonano wiercenia pomiędzy nimi (J4 i J6) (ryc. 33).

Rycina 33 Lokalizacja wierceń na stanowisku Jarnice

Paleozakole Jarnice I (wiercenia J1 i J2) o szerokości około 15 m, położone jest na skraju równi zalewowej w odległości około 300 m od współczesnego koryta, wzdłuż 0,5 m wysokości krawędzi oddzielającej taras zalewowy od nadzalewowego. Reprezentuje ono średniej wielkości zakole, miejscami o dużym uwilgotnieniu lub też okresowo wypełnione wodą.

Rycina 34 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Jarnice I w profilu pionowym J1 i J2; objaśnienie litologii na ryc. 16; głębokość w cm

Wiercenie J1 wykonano w centralnej części koryta Jarnice I. Przy powierzchni

(0-25 cm) zalega pył piaszczysty źle wysortowany (Mz = 5,18, σ1 = 3,14) z zawartością materii organicznej 12% (ryc. 34). Poniżej (25-32 cm) przeważa piasek drobny przechodzący stopniowo w średnioziarnisty (Mz = 2,35÷2,03) o ogólnym słabym wysortowaniu (σ1 = 0,78÷0,9) z niewielką przewagą frakcji grubszej w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości w spągu i zawartością materii organicznej do 15%. Głębiej występuje warstewka torfu o miąższości 6 cm i zawartości materii organicznej

do 30% w spągu z niewielkim udziałem części mineralnych – piasku drobnego

(Mz = 1,9, σ1=0,90). Poniżej (39-44 cm p.p.t.) zalegają piaski różnoziarniste ku spągowi z większym udziałem dodatku żwiru, a mniejszym piasku drobnego. Aluwia są średnio i słabo wysortowane. Okresowo akumulowany był detrytus organiczny (gałązki, fragmenty drewna). Cała seria cechuje się ujemną skośnością (Sk1 = 0,16÷0,42). Krzywe kumulacyjne uziarnienia dla analizowanych osadów wskazują na przewagę transportu w saltacji (ryc. 35). Tylko w warstwie przypowierzchniowej większy udział mają osady deponowane z zawiesiny, o czym świadczy człon B na krzywej Vishera (ryc. 35). Poniżej (25-32 cm p.p.t.) osady mineralno-organiczne o stosunkowo dobrym wysortowaniu i niewielkim udziale zawiesiny potwierdzają przypuszczenia o istnieniu koryta o okresowych przepływach z umiarkowaną siłą transportu i spokojnych warunkach sedymentacji w ostatniej fazie. Akumulacja torfu w spągu tej serii (32-39 i 44-50) wskazuje na okresowy brak przepływu. Kolejne sekwencje wskazują na boczną migrację koryta (rozwój zakola) i akumulację odsypu. Seria osadów położna na głębokości 57-95 cm transportowana była już w bardziej dynamicznych warunkach typu przemiału (większa siła transportu), co potwierdza stosunkowo dobrze wykształcony człon trakcji (punkt CT na wartości 0,32 phi). Osad transportowany trakcyjnie stanowi od 6 do 22%.

J1 0-25 4 t FT J1 25-29 3 J1 29-32

J1 32-36 2 CT J1 36-39 J1 39-44 1 J1 44-50

0 J1 50-54 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 J1 54-57 -1 Mz [phi] J1 57-60 J1 60-67

-2 J1 67-75

J1 75-80 -3 J1 80-85

J1 85-90 -4 Rycina 35 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleokorycie Jarnice I - profil pionowy J1

Występujące osady w drugim z wierceń (J2) to piaski z namułami organicznymi o niewielkiej miąższości (ok. 30 cm) (ryc. 34 profil J2). Osad mineralny budujący tę serię stanowi głównie średni i drobny piasek, średnio wysortowany w przypowierzchniowej warstwie profilu i słabo w części spągowej (Mz = 2,0÷1,32, σ1 = 0,95÷1,11). Udział materii organicznej nie przekracza 14%. Głębiej (32-52 cm p.p.t.) występuje piasek i piasek z domieszką żwiru (do kilku %, maksymalnie 15%) i mniejszym udziałem piasku drobnego. Pod nim do głębokości 85 cm, występują piaski smugowane, które nie zawierają domieszek żwiru. Wysortowanie jest podobne (0,97-1,35), tylko seria smużysta jest lepiej wysortowana (54-57 cm). Krzywe kumulacyjne uziarnienia dla tego profilu (ryc. 36) reprezentują osad transportowany w saltacji w przypadku serii mineralno-organicznych (0-32 cm p.p.t.), co wskazuje na okresowe przepływy w odciętym korycie.

4 t J2 0-5 J2 5-10 3 FT J2 10-15 2 J2 15-20 J2 20-25 1 J2 25-32 J2 30-40 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 J2 40-45 Mz [phi] -1 J2 45-52 J2 52-66 -2 J2 66-72 J2 72-100 CT -3

Rycina 36 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleokorycie Jarnice I - profil pionowy J2 linie przerywane – strefa nurtu, linie kropkowane – osady odsypu zakolowego, linie ciągłe – osady pozakorytowe

Osady korytowe są mało zróżnicowane, można wyróżnić dwie serie. Pierwsza (30-66 cm p.p.t.) to strefa nurtu, co znajduje potwierdzenie w krzywych kumulacyjnych z dobrze wykształconym członem C (linie przerywane) – transport poprzez trakcję oraz zawierające żwir. Druga (poniżej 66 cm) natomiast wskazuje na mniej dynamiczne

warunki depozycji odsypu zakolowego. W krzywych kumulacyjnych wykreślonych dla tej serii (linie kropkowane) wykształcone są trzy człony reprezentujące wszystkie typy transportu, dodatkowo laminacja smużysta osadów pozwalają wnioskować, iż osady te tworzyły się w warunkach spokojnego przepływu. Na tym odcinku rozpoznano drugie nieco większe zakole (J5, ryc. 37) o szerokości około 50 m, położne w sąsiedztwie współczesnego koryta Liwca. Wypełnienie paleozakola do głębokości 40 cm stanowią namuły i torf. Poniżej (40-60 cm) zalega warstwa drobnego piasku średnio wysortowanego (Mz = 2,

σ1 = 0,64÷0,79) z namułami o zawartości materii organicznej 6-14%. Ich spąg datowano na 2750±90 BP (tab. 1). Na głębokości 60-75 cm występuje piasek drobny masywny

średnio wysortowany (Mz = 2,17÷2,28, σ1 = 0,51÷0,66). Kolejna warstwa (75-125 cm p.p.t.) to piasek średni dobrze wysortowany (Mz = 1,45, σ1 = 0,41÷0,45) o niewielkiej przewadze osadu grubszego w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości

(Sk1 = -0,02÷ -0,05). W tej warstwie występują pojedyncze ziarna żwiru. Sekwencje deponowane przed odcięciem koryta wskazują na 2 etapy akumulacji odsypu meandrowego, gdzie warstwa, z piaskiem średnioziarnistym z domieszką żwiru (bruk korytowy) oddziela sekwencje typowe dla starszego i młodszego etapu rozwoju zakola (Zieliński 1998).

Rycina 37 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Jarnice I w profilu pionowym J5; objaśnienie litologii ryc.16; głębokość w cm

Na podstawie przebiegu krzywych kumulacyjnych uziarnienia (ryc. 38) można potwierdzić wyróżnienie trzech serii osadów transportowanych w zróżnicowanych warunkach. W serii najniższej tj. 125-75 cm (linie kropkowane) można wyróżnić trzy człony krzywych, z saltacją dobrze wysortowaną (Mycielska-Dowgiałło 2007). Cechy te przemawiają za transportem w dosyć stabilnych warunkach korytowych. Wyższa seria osadów (75-66 cm p.p.t.) wskazuje na zmianę w sposobie transportu (linie przerywane) - na krzywej Vishera wykształcone są jedynie człony A i C. Ziarna z transportu w trakcji stanowią około 10% masy zdeponowanego osadu. Krzywe kumulacyjne uziarnienia reprezentujące najwyższą górną serię o mniejszym udziale trakcji (3-6%) cechuje człon A złamany (wyraźnie zaznaczone punkt przegięcia ST na poziomie 1,67 phi), dlatego też na tej podstawie można sądzić, iż część osadu była transportowana w saltacji w przesłonie trakcyjnej (Szmańda 2011 za Visher 1969). Odcięcie koryta nastąpiło około 2750±90 BP i od tego momentu starorzecze zapełniane było materią organiczną (OM>72%), której zawartość gwałtownie spada na głębokości około 20 cm (OM>16%) i w górę profilu znów wzrasta do około 35%, co wskazywałoby na dostawę osadów mineralnych podczas przepływów ponadpełnokorytowych.

4 t FT 3

2 J5 44-50 ST J5 50-55 1 J5 60-66 0 J5 66-70 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 J5 70-75 -1 J5 75-90 -2 J5 100-125 CT -3

-4

Rycina 38 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleokorycie Jarnice II - profil pionowy J5

Wykonane dwa wiercenia (J4 i J6) pomiędzy omówionymi wcześniej paleokorytami ukazują budowę terasy zalewowej. Wiercenie J4 położone jest w odległości około 200 m od współczesnego koryta Liwca (ryc. 33). Tylko w górnej części terasy do 30-40 cm występuje wzbogacenie w materię organiczną (do 13%) (ryc. 39, profil J4). Głównie jest to drobno i średnioziarnisty piasek, średnio wysortowany (Mz = 1,74÷2,21, σ1 = 0,87÷1) zawierający pojedyncze ziarna żwiru przy powierzchni równi zalewowej. Na głębokości 14-16 cm mada jest znacznie zażelaziona z większym udziałem bardzo drobnego piasku (Mz = 2,51, σ1 = 0,72).

Rycina 39 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów równi zalewowej profile J4 i J6; objaśnienie litologii na ryc.16, głębokość w cm

W profilu pionowym J4 pod madą występuje (27-41 cm p.p.t.) bardzo drobny piasek średnio wysortowany (Mz = 2,3, σ1 = 0,61 0,78), który cechuje się laminacją smużystą i zażelazieniem. Głębiej do 62 cm p.p.t. występują podobne osady ale bez domieszki żwiru, różnią się występowaniem laminacji lub smugowania, lokalnie z przewarstwieniami, zawierającymi do 3% materii organicznej. Wyróżniają je dodatnia skośność i niskie wartości KG. Dolna seria jaką rozpoznano wierceniem to piaski średnioziarniste, ogólnie o nieco lepszym wysortowaniu i ujemnej skośności. W dolnej partii pojawiają się domieszki materii organicznej (do 5%). Krzywe kumulacyjne uziarnienia wykreślone dla tego profilu pionowego (J4; ryc. 40) wskazują na osady deponowane w postaci odsypu meandrowego. Zmienność przepływów zaznacza się cyklicznie w osadach (poprzez domieszkę ziaren żwirowych i/lub piasku grubego) i kształcie krzywych. Krzywe wskazują na depozycję częściowo z trakcji i saltacji (linie kropkowane) oraz z saltacji i zawiesiny (linie ciągłe). Wśród osadów odsypu zaznaczają się 2 warstwy (ryc. 40, linie przerywane), które na krzywej Vishera odzwierciedlone są tylko saltacją o stosunkowo słabym wysortowaniu, co wskazuje na gwałtowniejszą depozycję niż innych serii. Dodatkowo udział materii organicznej i laminowanie osadu wskazują na odsyp meandrowy (człon górny). Po odcięciu koryta następowała akumulacja osadów powodziowych typu mady piaszczystej.

4 t J4 0-5 J4 5-10 3 J4 10-14 FT J4 14-16 J4 16-20 2 J4 20-27 J4 27-31 1 J4 31-35 J4 35-41 J4 41-43 0 J4 43-47 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 J4 47-55 -1 Mz [phi] J4 55-59 J4 62-64 J4 64-69 -2 J4 69-75 ST J4 75-82 J4 82-90 -3 J4 90-95 J4 95-110 -4 J4 110-120 CT Rycina 40 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w profilu J4

Profil J6 położony w odległości około 120 m od współczesnego koryta Liwca (ryc. 33) rozpoznano wierceniem do głębokości 160 cm (ryc. 39). W profilu tym widoczne są 3 serie. Górna do 60 cm głębokości to piaski różnoziarniste z wyraźną przewagą drobnych (60-55%), zawiera do 13% materii organicznej w stropie, ku dołowi spada jej udział do 6%. Środkowa seria zawiera więcej piasku średnioziarnistego (50-60%), dolna to głównie piasek średnioziarnisty (70-80%). Najwyższa jest najsłabiej wysortowana, środkowa i dolna coraz lepiej. W górnej serii przeważa wysortowanie średnie (0,68-0,89), w środkowej i dolnej średnie i dobre (0,42-0,58). Do zmian średniej średnicy ziarna i wysortowania nawiązuje skośność. Na przerwę w akumulacji wskazuje nieco większe nagromadzenie materii organicznej - poziom humusowy typu gleby kopalnej na głębokości 130-140 cm. Datowanie radiowęglowe wskazało na wiek tego poziomu 2960 BP±100 (tab. 1). Na podstawie analizy krzywych kumulacyjnych uziarnienia wykreślonych dla aluwiów w profilu J6 (ryc. 41) można wnioskować, że ziarna były transportowane przede wszystkim w saltacji ze zróżnicowanym udziałem zawiesiny i okresowo w trakcji. Najniżej położona seria charakteryzuje się niewielkim udziałem depozycji z trakcji (0,7-9%), przeważa transport saltacyjny (82-91%) i z zawiesiny (7,9-8,6%). Po odcięciu tego fragmentu koryta, był najprawdopodobniej włączany w bieg rzeki lub następowała akumulacja osadu podczas okresowych wezbrań o dużym natężeniu. Świadczą o tym trójczłonowe krzywe Vishera wykreślone dla osadów z głębokości 60-90 cm (ryc. 41, linie przerywane).

3 t FT J6 0-10 2 J6 10-20 J6 20-30 1 J6 30-40

0 J6 40-50 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 J6 50-60 -1 J6 60-70 Mz [phi] J6 70-90 -2 ST J6 90-110 -3 J6 110-120 J6 120-125 -4 CT

Rycina 41 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w profilu J6

Następnie zachodziła akumulacja osadów pozakorytowych. Górna seria do 60 cm głębokości cechuje się znacznie większym udziałem depozycji z zawiesiny, bo w granicach 20-30%, przy czym w zawiesinie transportowany był piasek drobny. Całość aluwiów budujących równię zalewową wyróżnia się niewielkimi domieszkami piasków bardzo drobnych i mułków. Ostatnim profilem wybranym do szczegółowych badań na opisywanym odcinku jest profil J7, wykonany w odległości około 140 m od współczesnego koryta Liwca (ryc. 33). Charakteryzuje osady wewnętrznej części zakola. Rozpoznano osady do głębokości 170 cm. Profil litologiczny, uziarnienie i wskaźniki sedymentologiczne wraz ze stratami na prażeniu zaprezentowano na rycinie 42.

Rycina 42 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów równi zalewowej profil J7; objaśnienia litologii ryc. 16; głębokość w cm

Do głębokości 57 cm paleozakole wypełniają namuły mineralno-organiczne o zawartości materii organicznej dochodzącej do 17% (Mz = 4,88÷5,52) o słabym i bardzo słabym wysortowaniu (σ1 = 1,89÷2,38) oraz ze znaczną przewagą frakcji drobnej w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości (0,29-0,33). Głębiej do 130 cm występujące piaski drobne z kilkunasto % dodatkiem piasków średnioziarnistych i poniżej 130 cm z większym dodatkiem, w granicach 30 40%. Obie serie cechuje dobre wysortowanie, a nawet bardzo dobre (0,32-0,34). Rozkład uziarnienia jest dodatnio skośny.

Dla pobranych próbek osadów wykreślono krzywe kumulacyjne uziarnienia zaprezentowane na rycinie 43. Do głębokości 57 cm osad deponowany był gównie z zawiesiny i w małym stopniu z saltacji w warunkach bardzo spokojnego przepływu czy też braku przepływu. Pozostałe dwie głębsze serie reprezentują 3-członowe krzywe. Na ich podstawie można oszacować udział materiału transportowanego (przed depozycją) w trakcji na kilka % w serii górnej i kilkanaście w dolej. W przypadku zawiesiny jest to kilka %, przy czym nieco więcej jej zawiera seria górna.

2 t A FT 1

0 J7 0-30 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 J7 30-40 -1 Mz [phi] J7 40-50 -2 J7 50-57

-3

-4

4 B t FT 3 J7 57-70 ST 2 J7 70-90

1 J7 115-118 J7 118-120 0 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 J7 120-128 -1 Mz [phi] J7 128-130

-2 J7 130-140

-3 CT J7 140-151 J7 151-160 -4

Rycina 43 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w profilu J7, A– osady wezbraniowe pozakorytowe, B -osady korytowe

4.1.4. Liw W dolnej części pierwszego z badanych fragmentów doliny Liwca położone jest stanowisko Liw (ok. 50 m poniżej Zamku w Liwie). Równia zalewowa osiąga szerokość około 1400 m. Liwiec na odcinku 800 m tj. od Zamku w Liwie do zniszczonego jazu młyńskiego płynie prostym uregulowanym korytem. Według podań lokalnej ludności, ten fragment koryta Liwca został przekopany na przełomie XIX i XX w. w celu uruchomienia jazu młyńskiego zlokalizowanego poniżej Liwa. Zmianę biegu rzeki odzwierciedlają mapy archiwalne (ryc. 44). Po prawej stronie współczesnego koryta biegnie dawne koryto Liwca o krętym przebiegu. Szerokość Liwca nie przekracza tu 20 m. Brzegi są raczej stabilne, umocnione roślinnością. Na równi zalewowej widoczne są liczne paleokoryta o średnim promieniu zakoli 35 m (min = 12 m, max = 94 m).

Rycina 44 Przebieg koryta Liwca na przełomie XIX i XX w. na podstawie dostępnych materiałów archiwalnych

Do szczegółowych badań wybrano dwa paleozakola – pierwsze w pobliżu współczesnego koryta Liwca, drugie – na skraju równi zalewowej w pobliżu zabudowań miejscowości Liw (ryc. 45). Paleozakole Liw I (profile Z1 i Z2) reprezentuje średniej wielkości koryto o promieniu 17 m. Natomiast paleozakole Liw II (profile S1 i S2) reprezentuje typ wielkomeandrowego koryta (promień 120 m).

Rycina 45 lokalizacja analizowanych paleozakoli Liw I (Z1 i Z2) i Liw II (S1 i S2)

Wypełnienie paleozakola Liw I (ryc. 46, profil Z1) do głębokości 70 cm stanowią namuły torfiaste i torf. Poniżej (70-96 cm p.p.t.) zalega seria piaszczysto-mułowa laminowana, o ogólnym średnim wysortowaniu (Mz = 1,91, σ1 = 0,60) i niewielką przewagą frakcji grubszej w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości (Sk1 = -0,11). Kolejne ogniwo (96-140 cm p.p.t.) to osad mineralno-organiczny o zawartości materii organicznej od 2 do 8%. Strop tej serii charakteryzuje się występowaniem pojedynczych ziaren drobnego żwiru. Poniżej miejscami występują laminy mułkowe. Seria ta charakteryzuje się uziarnieniem frakcjonalnym odwróconym i zróżnicowanym wysortowaniem od dobrego do średniego (Mz = 1,72÷2,18, σ1 = 0,35÷0,79). W górnej części serii dominuje osad grubszy (Sk1 = -0,30÷ -0,04), w dolnej natomiast skośność ma

wartości dodatnie (Sk1 = 0,1÷0,14). Podściela ją centymetrowa warstwa grubszego

średnio wysortowanego osadu (Mz = 1,08, σ1 = 0,67). Spąg tej serii (140-147 cm p.p.t.) datowano radiowęglowo na 2450±100 BP (tab. 1). Od 147 do 200 cm występuje nieco grubszy piasek z malejącą średnią średnicą ziarna w dół profilu i pogarszającym się wysortowaniem (Mz = 1,57÷1,74, σ1 = 0,74÷0,82) o dodatnim rozkładzie uziarnienia

(Sk1 = 0,12÷0,05).

Rycina 46 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów paleozakola Liw I (profil Z1); objaśnienia litologii na ryc. 16; głębokość w cm

Na podstawie krzywych kumulacyjnych uziarnienia określono warunki depozycji osadów wypełniających paleozakole Liw I (ryc. 47). W przypowierzchniowej warstwie wypełnienia wyraźny jest znaczny udział osadów deponowanych z zawiesiny, stanowiących od 15 do 30%. W spągowej części serii wyróżnić można osad transportowany w trakcji (do 8%). Zarówno transport saltacyjny jak i trakcyjny osadów wskazuje na okresowe przepływy w odciętym zakolu. Sedymentacja przypowierzchniowej warstwy torfu następowała w spokojniejszych warunkach, osad mineralny deponowany z zawiesiny stanowi około 30 %. Występowanie osadów mineralnych przemieszczanych saltacyjnie w serii osadów powyżej 140 cm, a więc po 2450±100 BP, wskazuje na okresowe funkcjonowanie koryta i akumulację osadów mineralnych z domieszką materii

organicznej. Poszczególne serie (96-100, 106-116, 126-128) dodatkowo wskazują na epizody o znacznych przepływach, gdyż w tych osadach zauważalny jest udział osadów transportowanych w trakcji i przesłonie trakcyjnej.

3 t A

2 Z1 0-30

1 Z1 30-35

0 Z1 35-47 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -1 Mz [phi] Z1 47-50 -2 Z1 50-60

-3 Z1 60-63

-4 Z1 63-70

4 t B

3 Z1 70-96 Z1 96-100 2 Z1 100-106 1 Z1 106-116

0 Z1 116-121 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 Z1 121-126 Mz [phi] -1 Z1 126-128 -2 Z1 128-130 Z1 130-137 -3 Z1 137-138 -4 Z1 138-147

Rycina 47 Krzywe kumulacyjne uziarnienia Z1, A – osady pozakorytowe, B – osady korytowe

W obrębie paleozakola Liw I wykonano kolejne wiercenie Z2 (ryc. 48). Do głębokości 75 cm występuje torf, Poniżej, na głębokości 75-150 cm piasek laminowany z mułem, charakterystyczny dla osadów odsypu (górnego członu). Kolejna seria to piasek różnoziarnisty z domieszką żwiru (dolny człon). W spągu wiercenia, na głębokości poniżej 250 cm występuje bruk korytowy. Jest to klasyczna sekwencja osadowa odsypu meandrowego zwykle występująca w osi zakola, w strefie jego największej krzywizny (Zieliński 2014).

Paleozakole Liw II zlokalizowane w sąsiedztwie zabudowań miejscowości Liw, w odległości około 300 m od współczesnego koryta Liwca rozpoznano dwoma wierceniami (ryc. 49). Pierwsze – S1 wykonano w głęboczku do głębokości 230 cm, drugie – S2 na odsypie zakolowym do głębokości 70 cm.

Rycina 48 Litologia i straty na prażeniu osadów paleozakola Liw I (profil Z2); objaśnienia litologii na ryc. 16, głębokość w cm

Wypełnienie paleozakola Liw II w jego centralnej części (profil S1) stanowi torf do głębokości 60 cm o zawartości materii organicznej dochodzącej 30% (ryc. 49). Jest on podścielony warstwą namułów z domieszką materii organicznej (OM=10%). Utwory mineralne to przede wszystkim pył z niewielką zawartością piasku drobnego i iłu, bardzo słabo wysortowane (Mz = 5,58, σ1 = 2,58), deponowane po odcięciu koryta z zawiesiny podczas zalewów zakola wodami wezbraniowymi obciążonymi zawiesiną. Sposób transportu tej serii dobrze obrazują krzywe kumulacyjne uziarnienia (ryc. 50). Poniżej (75-105 cm) nawiercono warstwę piasku masywnego średnio wysortowanego w spągowej części warstwowanego smużyście (Mz = 1,77÷2,14,

σ1 = 0,66÷0,83) reprezentującego osady korytowe. Kolejne ogniwo (105-120 cm p.p.t.) stanowi piasek z domieszką żwiru zażelaziony, średnio wysortowany (Mz = 1,22,

σ1=0,82) o prawie symetrycznym rozkładzie uziarnienia (Sk1 = 0,02). Pod nim występuje

około 10 centymetrowa warstwa piasku z pojedynczymi ziarnami żwiru, ogólnie bardzo słabo wysortowana (Mz = 1,89, σ1 = 1,28) stanowiąca warstwę bruku korytowego. Krzywe kumulacyjne uziarnienia (ryc. 49B, linie przerywane) dla tej serii wskazują na znaczny udział transportu poprzez saltację, a w przypadku drobniejszego materiału mineralnego – zawiesinę. O znacznej energii środowiska i następnie szybkiej depozycji świadczy zakres deponowanych ziaren od drobnego żwiru po bardzo drobny piasek.

Rycina 49 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów paleozakola Liw II (profil S1 i S2); objaśnienie litologii na ryc. 16; głębokość w cm

2 t A

0 S1 0-20 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S1 20-40 -1 Mz [phi] S1 30-50

-2 S1 50-75

-3

-4

3 B t FT 2 S1 75-85 S1 85-100 1 S1 100-105 S1 105-120 0 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 S1 120-130 -1 Mz [phi] S1 130-140 S1 140-150 -2 S1 150-155 S1 155-174 -3 CT S1 174-190 -4 S1 190-230

Rycina 50 Krzywe kumulacyjne uziarnienia wiercenie S1, A - osady pozakorytowe, B - osady korytowe

Na głębokości 130-150 cm występuje seria drobnego piasku o średnim wysortowaniu, charakteryzująca się uziarnieniem frakcjonalnym normalnym

(Mz = 2,44÷1,40, σ1 = 0,59÷0,83). Z przebiegu krzywych kumulacyjnych (ryc. 50B, linie ciągłe) można wnioskować o mniejszej sile transportu – w trakcji były przemieszczane ziarna o średnicy od -0,32phi (1,25 mm) do 1,67phi (0,315 mm – punkt CT; ryc. 50B) Udział trakcji w osadzie stanowi 7-10%. Również w zawiesinie transportowane były drobniejsze ziarna (FT = 3phi, tj. 0,125 mm). Poniżej głębokości 155 cm występuje piasek drobny o uziarnieniu frakcjonalnym odwróconym i poprawiającym się wysortowaniu w głąb profilu (Mz = 2,09÷2,38, σ1 = 0,43÷0,48). Osad tej serii transportowany był również w trakcji i saltacji (ryc. 50B), przy czym człon A krzywych kumulacyjnych potwierdza dobre wysortowanie osadu. Może to wskazywać na reorganizację przepływu w dawnym zakolu.

Wiercenie S2 zlokalizowano na odsypie meandrowym paleozakola Liw II (ryc. 45). Do głębokości 40 cm wypełnienie stanowi torf o zawartości materii organicznej nie przekraczającej 30% (ryc. 49, profil pionowy S2). Osad mineralny to piasek od drobnego do średniego, słabo wysortowany (Mz = 2,56÷2,13,

σ1 = 1,02÷1,23). Poniżej, do głębokości 70 cm zalega osad laminowany z przewagą pyłu (Mz = 7,21÷6,36). Depozycja tej serii odbywała się przede wszystkim z zawiesiny, co obrazują wykreślone dla osadów krzywe kumulacyjne uziarnienia (ryc. 51, linie kropkowane).

4 t

2 S2 0-10 1 S2 10-20 0 S2 20-30 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -1 Mz [phi] S2 30-40

-2 S2 40-50

-3 S2 50-70

-4

-5

Rycina 51 Krzywe kumulacyjne uziarnienia wiercenie S2

4.1.5. Borzychy Stanowisko Borzychy reprezentuje drugi z badanych fragmentów doliny Liwca. W przeszłości ten fragment koryta Liwca miał charakter rzeki anastomozującej, co potwierdzają archiwalne mapy (ryc. 52). Cechy koryta zostały opisane we wcześniejszym artykule (Bala, Smolska 2012), wybrane parametry przedstawiono w rozdziale 5.

Rycina 52 Anastomozujący układ koryta Liwca pomiędzy Węgrowem a Borzychami

Wskaźnik krętości koryta na odcinku pomiędzy Starąwsią a Borzychami wynosi 1,72, a spadek 0,27‰. Dno doliny osiąga tu szerokość około 2 km. Średni promień współczesnych zakoli wynosi około 66 m. Na terasie zalewowej widoczne są liczne paleozakola o zróżnicowanym promieniu krzywizny mieszczącym się w przedziale od 13 do 50 m, przy średniej wartości wynoszącej 26 m. Niektóre z nich są okresowo wypełnione wodą. Słabo zaznaczone są etapy rozwoju poszczególnych paleozakoli

(ryc. 52). Tworzą one natomiast dość długie i wąskie ciągi zagłębień w terenie o głębokości dochodzącej do 1 m. Koryto współczesne cechuje się aktywnymi procesami erozji bocznej. W celu rozpoznania aluwiów w tej części doliny Liwca wykonano 5 wierceń (od 85 do 250 cm głębokości) w różnej odległości od współczesnego koryta rzeki oraz dokonano analizy 2 odsłonięć we współczesnym korycie (ryc. 53).

Rycina 53 Lokalizacja wierceń stanowisko Borzychy

Wiercenie pierwsze - B1 wykonano w centralnej części paleozakola położonego w około 100 m od Liwca. Do 98 cm głębokości występują piaski, w których około połowy przypada na średnioziarniste. Cechą tej serii jest większa domieszka materii organicznej niż poniżej, w spągu do 8%. Spąg serii stanowi gleba kopalna datowana radiowęglowo na 7780±110 BP. Głębiej do 210 cm występują piaski z większym udziałem piasku drobnego, zawierające do 2% materii organicznej, w dolnej części

laminowane (ryc. 54). Na głębokości 210-260 cm p.p.t. występuje znacznie więcej piasku gruboziarnistego. W górnej serii przeważa wysortowanie średnie, w środkowej dobre, a w najniższej najgrubszej serii również występuje słabe. Skośność wskazuje przeważnie na symetryczny rozkład uziarnienia, pojedyncze warstwy o drobniejszym ziarnie cechuje rozkład dodatnio skośny. W górnej i dolnej części profilu występuje rozkład ujemnie skośny.

Rycina 54 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Borzychy I w profilu pionowym B1; objaśnienie litologii na ryc. 16; głębokość w cm

Sposób transportu osadów został zobrazowany za pomocą krzywych kumulacyjnych. Wykresy rozdzielono na poszczególne serie osadów (ryc. 55). Górna seria osadów (do głębokości 80 cm, ryc. 55A) charakteryzuje się przewagą transportu w saltacji i zawiesinie z niewielkim udziałem trakcji dennej, co oznacza okresowe przepływy przez koryto po jego odcięciu. W środkowej serii (osady odsypu) również przeważa transport saltacyjny. Krzywe kumulacyjne (ryc. 55B) można podzielić na dwa rodzaje: 2-członowe z saltacją i zawiesiną oraz 3 członowe, w których występuje również trakcja. Drobniejszy osad (> 3 phi) deponowany był z zawiesiny. Aluwia laminowane charakteryzuje nieco większy udział depozycji z zawiesiny – około 20-25% frakcji > 2,32phi (punkt przegięcia FT; ryc. 55C, linie przerywane). Osad deponowany był w spokojnych warunkach płaskiego dna (Zieliński 1998). W przypadku osadów najprawdopodobniej w strefie nurtu (ryc. 55C, linie ciągłe), zalegających poniżej

laminowanych, transport odbywał się poprzez saltację i zawiesinę, a krzywe kumulacyjne uziarnienia wyraźnie odbiegają kształtem od reprezentujących nadlegle aluwia. Wskazują na znacznie bardziej dynamiczne środowisko, w którym piasek średnioziarnisty był transportowany w zawiesinie.

4 t A FT 3 B1 0-20

2 B1 20-26

1 B1 26-36

0 B1 36-45 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -1 Mz [phi] B1 45-54

-2 B1 54-60

-3 B1 60-70 B1 70-80 -4

3 B t FT 2 B1 98-113 1 B1 113-124

0 B1 124-134 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -1 Mz [phi] B1 134-143 B1 143-155 -2 B1 155-166 -3 CT B1 166-174 -4

4 C t FT 3 B1 174-186 2 B1 186-194 1 B1 194-200 0 B1 200-210 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -1 Mz [phi] B1 210-220

-2 B1 220-230

-3 B1 230-240 -4 B1 240-250

Rycina 55 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleozakolu Borzychy I – profil pionowy B1, A - osady pozakorytowe, B - osady odsypu, C - osady laminowane – linia przerywana, osady nurtu – linia ciągła

Wiercenie B2 wykonano do głębokości około 240 cm na odsypie zakolowym (ryc. 53). Wypełnienie paleozakola do głębokości 145 cm jest reprezentowane przez osady piaszczyste ze zmienną zawartością materii organicznej nie przekraczającą na całej głębokości 8% (ryc. 56). Charakteryzuje się naprzemianległymi warstwami mineralnymi i mineralno-organicznymi. Przy powierzchni terenu (do głębokości 30 cm) jest to piasek różnoziarnisty, średnio wysortowany (Mz = 1,68÷1,79, σ1 = 0,78÷0,83) o największej zawartości materii organicznej (6-7%). Do głębokości 56 cm występuje piasek średnio i gruboziarnisty zażelaziony (Mz = 1,30÷1,44). Pod nim (do 210 cm p.p.t.) występują piaski drobno i średnioziarniste z niewielką domieszką mułu i piasków gruboziarnistych. Cechują się przewarstwieniami z domieszek organicznych w granicach 3-5%, ku spągowi przewarstwienia zawierają więcej materii organicznej, od 5 do 8%. Cechują się wysortowaniem średnim, pojedyncze warstwy o drobniejszym ziarnie są wysortowane dobrze, o grubszym słabo. Poniżej 210 cm nawiercono serię osadu laminowanego składającego się z piasków grubo i średnioziarnistych.

Rycina 56 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w profilu pionowym B2, objaśnienie litologii na ryc. 16; głębokość w cm

Analizując krzywe kumulacyjne wykreślone dla osadów omawianego profilu (ryc. 57A), można stwierdzić, iż były one transportowane poprzez saltację i w niewielkim stopniu w zawiesinie. Jedynie w osadach położnych na głębokości 77-86 cm wyróżnić można na krzywej Vishera wszystkie człony krzywej. Warstwa ta stanowi najdrobniejszy i najlepiej wysortowany osad.

4 B2 0-10 t A B2 10-20 3 B2 20-28 B2 28-38 2 B2 38-46 1 B2 46-53 B2 53-56 0 B2 56-63 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 B2 63-77 Mz [phi] -1 B2 77-86 B2 86-109 -2 B2 109-120 B2 120-136 -3 B2 136-139 B2 139-145 -4 4 B t 3 B2 145-155

B2 155-163 2 B2 163-169

1 B2 169-176

B2 176-189 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 B2 189-200 -1 Mz [phi] B2 200-210

-2 B2 210-220 B2 220-225 -3 B2 225-235 -4

Rycina 57 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B2 A - osady w górnej części paleozakola, B – osady w dolnej części paleozakola

Krzywe kumulacyjne wykreślone dla dolnej części osadów z omawianego profilu pionowego (ryc. 57B) wskazują na bardziej zmienną dynamikę transportu. Człon saltacji (A) potwierdza ogólne słabe wysortowanie osadów i bardziej gwałtowną depozycję, charakterystyczną dla osadów odsypu zakolowego. Udział trakcji w transporcie jest niewielki i nie przekracza 2-3%. Ogólnie seria środkowa cechuje się większym udziałem zawiesiny w aluwiach (ok. 20%). Osady w całym profilu pionowym są stosunkowo słabo zróżnicowane. Profile pionowe osadów B3 i B4 reprezentują budowę paleokoryta położonego w odległości około 200 m od współczesnej rzeki. Pierwszy z nich (B3) wykonano w głęboczku, natomiast kolejny (B4) na odsypie zakolowym (ryc. 53).

Rycina 58 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Borzychy II w profilach pionowych B3 i B4; objaśnienia litologii na ryc. 16; głębokość w cm

Wiercenie B3 pozwoliło na rozpoznanie osadów do głębokości około 180 cm (ryc. 58). Górną, 88 cm warstwę stanowią piaski różnoziarniste z domieszką mułu oraz z materią organiczną (OM > 12%). Przeważnie cechują się średnim wysortowaniem

(σ1 = 1,05÷0,85). Spągową warstwę (74-88 cm p.p.t.) stanowi piasek drobnoziarnisty słabo wysortowany. Poniżej zalega (88-107 cm p.p.t.) warstwa grubego piasku średnio wysortowanego (Mz = 0,88÷0,92, σ1 = 0,60÷0,75). Zawartość materii organicznej nie przekracza tu 4%. Na głębokości 107-121 cm występuje bardzo drobny piasek z domieszką mułu, średnio i słabo wysortowany (Mz = 2,4÷2,98, σ1 = 1,32÷0,73) ze znaczną zawartością materii organicznej (21%). Jest to spąg serii organicznej. Poniżej do głębokości 170 cm występuje dobrze wysortowany piasek o uziarnieniu

frakcjonalnym normalnym (Mz = 2,41÷1,80, σ1 = 0,38÷0,51). Przeważa tu osad drobniejszy w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości (Sk1 = 0,34÷0,07), z wyjątkiem głębokości 156-170 cm, gdzie występuje delikatna przewaga osadu grubszego (Sk1 = -0,09). W spągu wiercenia ponownie zaczyna wzrastać średnia

średnica ziarna, nieco pogarsza się wysortowanie (Mz = 2,22, σ1 = 0,58). Na podstawie krzywych Vishera można odróżnić osady pozakorytowe od korytowych (ryc. 59). Osady do głębokości 116 cm (linie ciągłe) były transportowane przed depozycją w saltacji ze znacznym udziałem zawiesiny (punkt przegięcia FT na wartości 1,67 phi). Taki układ krzywych wskazuje na przepływy o większym natężeniu niż w osadzie w głębszych partiach profilu. W przypadku aluwiów korytowych (ryc. 59, linie przerywane) obok transportu w saltacji wyróżnić można również transport w przesłonie trakcyjnej (punkt przegięcia CT na wartości 1,67), wskazujący na transport w spokojniejszych warunkach.

4 B3 35-42 t FT B3 42-49 3 B3 49-55 B3 55-63 2 B3 63-74 B3 74-85 1 B3 85-88 B3 88-96 0 B3 96-107 B3 107-111 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -1 B3 111-116 Mz [phi] B3 116-121 B3 121-132 -2 B3 132-142 B3 142-150 -3 CT B3 150-156 B3 156-170 -4 B3 170+

Rycina 59 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B3, linie ciągłe – osady pozakorytowe, linie przerywane – osady korytowe

Wiercenie B4 ukazuje budowę odsypu paleokoryta (ryc. 58). Występują w nim głównie różnoziarniste piaski. Do głębokości około 50 cm cechują się domieszką materii organicznej (do 10%), następne około 10 cm to osad laminowany. Stanowią go laminy z drobnego piasku ogólnie średnio wysortowanego (Mz = 2,06÷2,18, σ1 = 0,97÷0,09) na przemian z namułami organicznymi. Kolejną serię stanowi osad mineralno-organiczny

z malejącą średnią średnicą ziarna i lepszym wysortowaniem wraz z głębokością

(Mz = 2,23÷1,51, σ1 = 0,81÷0,52), z przewarstwieniem namułami torfiastymi w spągu (do 20% materii organicznej). Poniżej (86-121 cm p.p.t.) zalega piasek masywny dobrze wysortowany o symetrycznym rozkładzie uziarnienia (Mz = 1,46÷1,64, σ1 = 0,44÷0,66,

Sk1 = -0,05÷0,03) z tendencją grubienia ziarna w dół profilu. Ogniwo to podścielone jest 40 cm miąższości warstwą z laminami mineralno-organicznymi. Zawartość materii organicznej osiąga 10%. Laminy mineralne to przede wszystkim piasek średnioziarnisty (Mz = 1,36÷1,42) nieco drobniejszy (Mz = 1,71÷1,91) w dolnej części warstwy o ogólnym dobrym i średnim wysortowaniu (σ1 = 0,48÷0,93). Głębiej osad staje się drobniejszy (Mz = 1,69÷2,02) i głównie dobrze wysortowany (σ1 = 0,31÷0,57), z nieznaczną przewagą osadu grubszego w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości

(Sk1 = -0,08÷-0,02). Na podstawie przebiegu krzywych kumulacyjnych (ryc. 60) można podzielić aluwia w tym zakolu na górną część (ryc. 60A) ze stosunkowo dużym udziałem transportu w zawiesinie (od 20 do 57 %) ziaren drobniejszych niż 2,32 phi (0,2 mm). Pozostałe ziarna piasku poza gruboziarnistymi transportowane były w saltacji. W przypadku niektórych próbek (np. gł. 56-62, 131-136, 136-144 cm) również obywał się transport w trakcji dennej ziaren > 0,32 phi (0,8 mm). Transport osadów nawierconych poniżej 144 cm (ryc. 60B) odbywał się w mniej dynamicznych warunkach. W trakcji transportowane były ziarna o średnicy do 1 phi (0,5 mm), udział depozycji z trakcji nie przekraczał 4% w zdeponowanym osadzie. Krzywe kumulacyjne charakteryzują się załamaniem w okolicy 1,67 phi (punkt ST; 0,315), co wskazuje na transport w przesłonie trakcyjnej (saltacja przydenna) (Szmańda 2011). Takie wartości punktów przegięcia CT i ST wskazują na mniejszą zdolność do transportu, w przeliczeniu na średnicę ziaren o ponad 0,5phi.

4 B4 36-44 A t FT B4 44-49 3 B4 49-56 B4 56-62 2 B4 62-66 B4 66-70 1 B4 70-77 B4 77-86 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 B4 86-100 -1 B4 100-112 Mz [phi] B4 112-117 -2 B4 117-121 B4 121-125 -3 B4 125-131 B4 131-136 -4 B4 136-144

4 B FT 3 ST B4 144-152 2 B4 152-162 1 B4 162-173

0 B4 173-182 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -1 B4 182-186

-2 B4 186-200

-3 B4 200-210

-4 CT

Rycina 60 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B4 A - osady odsypu zakolowego część górna, B – osady odsypu część dolna

Wiercenie B5 wykonano w paleozakolu, oddalonym o około 280 m od współczesnego koryta Liwca. Paleozakole to tworzy ciąg stale wilgotnych zagłębień o krętym przebiegu widocznych jako funkcjonujące na początku XX w. koryto Liwca (ryc. 61 A) i jako koryto ulgi w 1937 r. (ryc. 61 B). Wiercenie wykonano do głębokości 85 cm (ryc. 62), ze względu na zbyt duże uwilgotnienie osadów w dolnej części profilu. Wypełnienie do głębokości około 60 cm stanowi torf o zawartości materii organicznej nie przekraczającej 40%. Na głębokości 60-77 cm zalega piasek średni o średnim i dobrym wysortowaniu (Mz = 1,17÷1,38, σ1 = 0,64÷0,44), podścielony cienką, 2 cm warstwą piasku drobnego o słabym wysortowaniu (Mz = 2,38, σ1 = 1,01). Następną, spągową warstwę stanowi piasek średni dobrze wysortowany (Mz = 1,08, σ1 = 0,37).

Rycina 61 Mapy archiwalne przedstawiające przebieg Liwca w pierwszej połowie XX wieku okolice Borzych i Starejwsi

Rycina 62 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Borzychy III, objaśnienia jak na ryc.16; głębokość w cm

Krzywe kumulacyjne wykreślone dla osadów profilu B5 (ryc. 63) wskazują na transport w saltacji (w tym w zawiesinie gradacyjnej) i zawiesinie. Zdecydowanie przeważała depozycja z transportu saltacyjnego, z zawiesiny jednorodnej była nieznaczna (ok. 3% masy osadu). Osad zalegający pod warstwą torfu deponowany był prawdopodobnie w strefie nurtu.

t 4 FT

3 B5 58-60

2 B5 60-69 1 B5 69-71 0 B5 71-77 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -1 Mz [phi] B5 77-79 -2 CT B5 79-85 -3

-4

Rycina 63 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B5

W okolicach Borzych poddano analizie również dwa podcięcia we współczesnym korycie (ryc. 53), które można odnieść do rozwoju koryta na przełomie XIX i XX w. Pierwsze (S) objęło brzeg rzeki o wysokości około 3 metrów od poziomu wody w rzece, wynoszącym w dniu badań około 1 m w najgłębszym punkcie koryta. Przypowierzchniową warstwę o miąższości 40 cm stanowią utwory mineralno- organiczne (ryc. 64). Poniżej do głębokości 200 cm zalega piasek z przewagą

średnioziarnistego o średnim i dobrym wysortowaniu (Mz = 1,32÷1,64, σ1 = 0,87÷0,46). Cechą jest występowanie przewarstwień wzbogaconych w próchnicę. Najwyraźniejsze poziomy próchniczne zaobserwowano na głębokości 110 oraz 150 cm, stanowiące najprawdopodobniej glebę kopalną. Na głębokości 200-220 cm zalega seria piasku z ponad 9% udziałem drobnego żwiru stanowiąca bruk korytowy o ogólnym słabym wysortowaniu (Mz = 0,78, σ1 = 1,1). Poniżej do poziomu wody w rzece występuje piasek średnioziarnisty średnio wysortowany (Mz = 1,05÷1,4; σ1 = 0,62÷0,74). W całym

profilu dominuje osad grubszy w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości

(Sk1 = -0,1÷ -0,32).

Rycina 64 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w profilach S i BP, głębokość w cm

Dla osadów podcięcia brzegowego S charakterystyczne są 3 członowe krzywe Vishera, przy czym wyraźny jest udział osadu transportowanego w trakcji (ryc. 65). Dodatkowo w niektórych z nich można wyróżnić punkt przegięcia ST, na podstawie którego można oddzielić osady transportowane w przesłonie trakcyjnej od osadów transportowanych w chwilowym zawieszeniu. Taki kształt krzywych wskazuje na transport o zróżnicowanej dynamice przy jednoczesnym średnim natężeniu przepływu.

t 4 FT

3 S 20 S 50 2 S 80 1 S 110 S 150 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 S 180 -1 Mz [phi] S 200 ST -2 S 220 S 260 -3 CT S 300 -4

Rycina 65 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów podcięcia S

Podcięcie BP zlokalizowane na erodowanym brzegu poniżej miejscowości Borzychy (ryc. 53, fot. 4) miało wysokość około 230 cm od poziomu wody w rzece. Poziom wody wyniósł w dniu badań około 80 cm w najgłębszym punkcie. Do głębokości 30-40 cm występuje mada pylasta słabo wysortowana. Osad mineralny to pyły o bardzo słabym wysortowaniu. Głębiej występują na przemian warstwy masywnego piasku średnioziarnistego oraz piasku z mułkiem w górnej części, a w dolnej średniego i grubszego piasku. Osady na głębokości 50, 80 i 180 cm charakteryzuje się ogólnym słabszym wysortowaniem (σ1 = 0,74÷0,59) w porównaniu z osadami rozdzielającymi te warstwy (σ1 = 0,50÷0,39). W przypadku osadów położonych niżej, na głębokości

200 cm wysortowanie jest nieco lepsze (σ1 = 0,57÷0,66). Średnia średnica ziarna mieści się w przedziale 1,22÷1,39. W ogólnym rozkładzie uziarnienia przeważa osad grubszy w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości (Sk1 = 0,00÷ -0,19).

Mada deponowana była głównie z zawiesiny, która stanowi ok. 45% jej masy (ryc. 66, profil BP). W przypadku osadów korytowych położonych do głębokości 80 cm transport odbywał się poprzez saltację z niewielkim udziałem zawiesiny. Dobre wysortowanie aluwiów świadczy o długim transporcie i wielokrotnym przemywaniu osadów. Poniżej 100 cm głębokości aluwia są grubsze i wzrasta udział depozycji z transportu przydennego ziaren poniżej 1 phi. To z kolei mówi o większym natężeniu przepływu. Występowanie grubego piasku z domieszką drobnego żwiru wskazuje na osad bruku korytowego bądź przemiału.

3 t A

2 FT 1

BP 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 BP 20 -1 Mz [phi] BP 30

-2

-3

-4

t 4 B FT

3 BP 40

2 BP 50 BP 60 1 BP 80

0 BP 100 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -1 Mz [phi] BP 130 BP 150 -2 BP 180

-3 BP 200 CT -4 BP 220

Rycina 66 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów podcięcia BP, A – mada, B – osady korytowe

Fotografia 4 Erodowany brzeg Liwca w Borzychach

4.2. Cechy geochemiczne osadów

W ostatnim czasie coraz częściej prowadzone są badania mające na celu określenie wpływu antropopresji na środowisko przyrodnicze na podstawie zwiększonej koncentracji pierwiastków śladowych w osadach stokowych, fluwialnych i jeziornych (Kelly i in. 1996, Hudson-Edwards i in. 1998, Kabata-Pendias, Pendias 2001, Renberg i in. 2001). Zwiększona koncentracja niektórych pierwiastków w osadach jest wynikiem rolniczej i rzemieślniczej, a szczególnie przemysłowej działalności człowieka w przeszłości: w czasach prehistorycznych i historycznych. W wyniku procesów denudacyjnych i sedymentacyjnych następuje przemieszczanie materiału wraz z zanieczyszczeniami do podnóży stoków, den dolin i zagłębień oraz jezior. Na podstawie analizy zwartości pierwiastków śladowych w nagromadzonych osadach można wnioskować o tempie sedymentacji aluwiów (Klimek 2002, Dearing i in. 2006, Zgłobicki 2005, 2008). Pierwsze podwyższone koncentracje metali ciężkich w osadach wiązane są zazwyczaj z epoką brązu i żelaza (Mannion 2001). Ostatnie badania dowodzą, że na podstawie rozkładu pionowego koncentracji pierwiastków śladowych można oszacować wiek deponowanych osadów poprzez korelację z fazami osadniczymi, a także dokonać oceny antropopresji na danym obszarze (m.in. Klimek 1996, Klimek, Zawilińska 1985, Sokołowska, Szwarczewski 1998, Ciszewski 2001, Zgłobicki 2008, 2010, Zgłobicki i in. 2008, Horak, Hercman 2013). Na terenach północnego Mazowsza, w okolicy Brudzenia Dużego, gdzie występują podobne fazy osadnicze, zwiększoną zawartość pierwiastków śladowych skorelowano z kulturą

przeworską i wielbarską (po II w. n.e.) oraz z okresem od wczesnego średniowiecza do XIV/XV w. n.e. (Szwarczewski 2003, 2005, Szwarczewski, Smolska 2013). Na potrzeby niniejszej pracy wykonano analizę zawartości pierwiastków śladowych w dwóch profilach pionowych badanych paleozakoli. Pierwszy profil zlokalizowany jest powyżej miejscowości Jarnice (J7) (ryc. 33, rozdz. 4.1.3.), drugi w miejscowości Liw (Z1) (ryc. 45, rozdz. 4.1.4.). Wyboru profili dokonano na podstawie analizy rozmieszczenia stanowisk archeologicznych na badanym obszarze, charakteryzujących się znaczną liczbą artefaktów w środkowym biegu rzeki, szczególnie w epoce żelaza, wczesnym średniowieczu i średniowieczu. Do wnioskowania o przebiegu procesów sedymentacji jak i wpływu antropopresji na środowisko najbardziej wskaźnikowe są pierwiastki takie jak: kadm, miedź, chrom, ołów, cynk i fosfor (Aston i in. 1998, Weng 2003). Przed dokonaniem analizy należy wcześniej oznaczyć tło geochemiczne osadów, które jest zależne od naturalnych czynników: litologii, opadów atmosferycznych (pyły, deszcze), zawartości substancji organicznej (Horowits, Elrick 1991, Kabata-Pendias 1995, Kabata-Pendias, Pendias 2001). Sposoby oznaczania tła geochemicznego omówił m.in. Zgłobicki (2008). Za tło geochemiczne można także przyjąć koncentracje pierwiastków śladowych, jakie występują w osadach akumulowanych przed antropopresją. Dla porównania z badanymi osadami Liwca zestawiono zawartość wybranych metali ciężkich w glebach na badanym obszarze i w dolinie Skrwy (tab. 5). Badane osady charakteryzuje niewielka zawartość metali ciężkich, w granicach tła geochemicznego lub nieznacznie przekraczających jego wartości wyznaczone dla gleb w Polsce (Kabata-Pendias i in. 2012) oraz osadów aluwialnych w dolinie Liwca (Pasieczna 2012). Generalnie wraz z większą zawartością materii organicznej zwiększa się zawartość pierwiastków śladowych, mimo to można zauważyć poziomy o wyraźnym ich wzbogaceniu jak również zaznaczają się równice w koncentracji pierwiastków w obu badanych paleozakolach. Cechą koncentracji pierwiastków śladowych w Jarnicach jest występowanie wyższych wartości P, Ba i Sr na głębokości 140-145 cm (ryc. 67). Są to pierwiastki wskazujące na znaczne użyźnienie gruntu związane zarówno z osadnictwem jak i hodowlą (Wilson i in. 2005). Ich wysokie wartości, a szczególnie fosforu są łączone z intensywnym użytkowaniem terenu. W przypadku P są to wysokie koncentracje

sięgające ponad 2500 mg/kg. Podobne wartości koncentracji fosforu pomierzono u podstawy grodziska w Poganowie koło Kętrzyna (Smolska, Szwarczewski 2015, mat. niepublikowane). Dla porównania w Brudzeniu w osadach doliny Skrwy maksymalne wartości osiągały ok. 500 mg/kg (Smolska, Szwarczewski 2012). Niewielka zawartość materii organicznej (poniżej 5%) jak i drobnopiaszczysta frakcja wskazują na czynnik antropogeniczny, jako przyczynę dostawy fosforu do osadów rzecznych Liwca. Również od tej głębokości w osadach paleozakola następuje niewielkie wzbogacenie w Zn, Cu, Cr, Mo; natomiast w Cd, Co i Pb kilkanaście cm wyżej. Są to pierwiastki śladowe jakie dostają się do środowiska w wyniku spalania oraz wraz z fekaliami (Aston i in. 1998), a także rzemieślniczej działalności (Wilson i in. 2005, Zgłobicki 2010).

Tabela 5 Zakres zawartości pierwiastków śladowych w osadach (mg/kg)

Cd Cu Co Cr Ni Pb Zn

Aluwia, Wisła 0,5-109,5 1-419 1-14 1-420 2-282 5-1920 10-2759 (Pasieczna 2012) Aluwia, Bug 0,5-1,3 2-21 1-5 1-27 2-32 5-144 17-141 (Pasieczna 2012) Aluwia, Liwiec 0,5-2,6 1-36 1-3 1-64 2-8 5-54 23-1478 (Pasieczna 2012) Gleba, 0-20 cm (Kabata-Pendias i in. 0,3-1,0 15-40 20-50 10-50 30-70 50-100 2012) Skały macierzyste, 80-120 cm głębokości 0,03-1,0 0,4-23,5 0,3-15,4 2-64 0,5-28,5 0,5-21 5-59 (Czarnowska 1996) Osady paleozakoli Skrwy (Szwarczewski, 0,03-0,17 4,8-13,3 2-5,7 3,1-10,4 5,6-12,7 5,2-12 16,8-44,4 Smolska 2013) Badane osady Okolice Jarnic 0,03-0,29 1,54-9,32 1,3-6,13 5,43-23,5 1,7-15 15,4-75,2 14,5-73 Okolice Liwa 0-0,23 1,03-7,3 1,1-3,49 1,4-5,76 0,74-7,7 21,9-5,8 7,4-33,2

100

Rycina 67 Zawartość wybranych pierwiastków śladowych w osadach paleozakola w Jarnicach w profilu pionowym J7, na tle strat na prażeniu i faz osadniczych (kultur), głębokość w cm

W profilu tym nie wykonano datowania radiowęglowego, natomiast poprzez korelację z sąsiednimi paleozakolami można ogólnie wskazać na początek tych zmian przypadający po 2450±100 BP. W tym czasie w Jarnicach funkcjonowała późnolateńska osada (12 jam zasobowych) i cmentarzysko. Na 2250±100 BP, 250-150 lat BC datowano warstwę kulturową z głębokości 80 cm z okolic Grodziska położonego zaledwie 3 km powyżej Jarnic (Wróblewski, 1995-1998), gdzie odkryto jamę mieszkalną kultury przeworskiej. Osadnictwo kultury przeworskiej w dolinie Liwca znane jest również z Karczewca i Kamieńczyka, Nadkola, Starejwsi oraz okolic ujścia Kostrzynia do Liwca (Dąbrowska 1995-1998, Andrzejowski 2001c, 2005). Kultura przeworska istniała na tym terenie do około III w. n.e. i opierała się na produkcji roślinnej i hodowli zwierząt (Andrzejowski 2005). W odsypach powyżej warstwy wzbogaconej w pierwiastki śladowe pojawiają się domieszki mułu, które mogą wskazywać na dostawę drobnej frakcji do Liwca pochodzącej z erozji gleby ze stoków użytkowanych rolniczo i stopniowym rozwojem rolnictwa w zlewni Liwca. Kolejne poziomy cechuje mniejsze wzbogacenie w pierwiastki śladowe występujące na głębokości ok. 120 cm oraz 75 cm (P, Sr, Zn, Pb), pozostałe pierwiastki (poza Cd) cechuje nieznaczny wzrost koncentracji, który utrzymuje się na poziomie nieco wyższym niż tło geochemiczne. Zawartość P jest znacznie mniejsza niż w poziomie 145 cm głębokości, ale są to także znaczne koncentracje, w głębiej położonym w granicach 1000 i płycej - 700 mg/kg. Stosunkowo ogólne rozpoznanie archeologiczne tej części Mazowsza nie pozwala na dokładniejszą korelację tych dwóch poziomów wzbogaceń w pierwiastki śladowe. Głębszy z poziomów (115-128) wydaje się odpowiadać okresowi wpływów rzymskich i rozwojowi hutnictwa w dolinie Liwca. Zawartość geochemicznych wskaźników związanych ze spalaniem, czy metalurgią nieco wyższa niż tło geochemiczne być może wskazuje na okres wędrówki ludów. Zwraca się uwagę na wzrost osadnictwa w okresie przełomu VII/VIII w. związany z napływem ludności (Andrzejowski 2005), co może korelować z poziomem na głębokości 70-80 cm. Dopiero od głębokości 60 cm następuje 2-3 krotne wzbogacenie we wszystkie pierwiastki śladowe i wskazuje na zwiększoną antropopresję zarówno w wyniku rolnictwa jak i spalania, także na działalność rzemieślniczą, metalurgiczną. Znaczny wzrost As, Cr w porównaniu z głębszymi poziomami może dowodzić rozwoju

garbarstwa. Jednocześnie zmianie ulega typ sedymentacji – zakole zapełniane jest drobnym piaskiem i pyłem, udział materii organicznej sięga ponad 15%. Taki materiał wypełnia odcięte zakole do dziś. Na podstawie zawartości w aluwiach pozakorytowych P, As, Ba, można wydzielić dolną warstwę o większej zawartości wymienionych pierwiastków i mniejszej (ryc. 67). Można ją skorelować z wczesnym średniowieczem. Osada obronna w Grodzisku funkcjonowała w XI-XIII wieku. Drugie wybrane do analizy geochemicznej paleozakole położone w sąsiedztwie zamku w Liwie cechuje podobne pionowe zróżnicowanie zawartości pierwiastków śladowych (ryc. 68). Wykonane daty radiowęglowe dobrze korelują z danymi archeologicznymi. Poziom wzbogacenia na analogicznej głębokości (145 cm) w większość analizowanych pierwiastków śladowych jest tu słabiej zaznaczony, prawdopodobnie z powodu większej odległości od funkcjonujących osad w Jarnicach i Grodzisku z początków kultury przeworskiej. Natomiast znacznie wyraźniej zaznacza się kolejny wyższy poziom wzbogacenia, który można skorelować z okresem wpływów rzymskich. Odsyp akumulowany w czasie funkcjonowania kultury przeworskiej i później do wczesnego średniowiecza cechuje się przewarstwieniami namułów (depozycja materiału zawiesinowego). Otrzymana data 890±60 BP (1027-1251 cal. AD) dla serii torfu dobrze koreluje z danymi archeologicznymi i okresem funkcjonowania grodziska powyżej Liwa. Poziom maksymalnych koncentracji pierwiastków śladowych po tym czasie (ok. 55 cm głębokości) odpowiada początkom zamku średniowiecznego w Liwie. Również w tym profilu pionowym Z1 (ryc. 68) górny poziom wzbogacenia jest dwudzielny, z wyraźną warstwą rozdzielającą poziom dolny od górnego. Wczesne średniowiecze i średniowiecze to okres dynamicznego rozwoju badanych terenów, położonych w tym czasie na pograniczu Mazowsza i Podlasia. Powstają grodziska w Wyłazach (XI-XII w.) i Grodzisku (XI w.) funkcjonujące do XIII w. (Trzeciecki 2015), o których wspominano w rozdziale 3.1. Gospodarka w tym okresie opierała się na produkcji hutniczej, związanej z występowaniem licznych złóż darniowych w dolinie Liwca (Wróblewski 1995-1998). W tym okresie dolina Liwca stanowiła ważny obszar osadniczy (patrz rozdział 3). Spadek zawartości metali można wiązać z nieco spokojniejszym w regionie rozwojem osadnictwa nowożytnego (XV-XVII w.) i koncentrację osadnictwa w większych kształtujących się w tym czasie ośrodkach miejskich takich jak Węgrów, Siedlce, Łochów, Mokobody, w których

103

z względu na brak bazy surowcowej nie rozwijał się przemysł. Zlewnia Liwca jest użytkowana przede wszystkim rolniczo. Warto zwrócić uwagę na różnice w zawartości pierwiastków śladowych w osadach zakola w Jarnicach i Liwie, np. metale ciężkie Cu, Cd, Co, Ni, prawie 8-7 krotna. Pierwszy z nich jest położony w bliskim sąsiedztwie osad, drugi w odległości ok. 3 km w linii prostej od zabudowań w Grodzisku leżącym w górę biegu rzeki. Te różnice w koncentracjach ukazują znaczenie rozcieńczenie początkowych koncentracji pierwiastków śladowych w środowisku rzeki wraz z transportem. Powyższe wyniki analizy zawartości pierwiastków śladowych w aluwiach Liwca należy uznać za wstępne, zagadnienie wymaga dalszych szczegółowych badań. Mimo ogólnej korelacji z danymi archeologicznymi, z wyróżnionymi fazami osadniczymi na wschodnim Mazowszu analiza pozwoliła na wyróżnienie długiego okresu od ok. 2400 BP do wczesnego średniowiecza, w którym zachodziła sedymentacja w dolinie Liwca polegająca na lateralnym przyroście łach zakolowych. Powyższa data skorelowana jest początkiem fazy osadniczej kultury przeworskiej. Do tego czasu zarówno aluwia korytowe ze strefy nurtu jak i odsypów cechowały się prawie całkowitym brakiem frakcji <0,063 mm (>4phi). Następnie wraz z osadnictwem przeworskim zaznacza się niewielki udział drobnych frakcji w osadach zakolowych - wskazuje to na początek antropopresji. Podobny styl sedymentacji trwa do wczesnego średniowiecza. Dopiero wówczas w dolinie Liwca zaczyna następować zapełnianie zakoli masywnymi osadami typu mady. Podobnego wieku jest poziom gleby kopalnej widoczny w wielu miejscach w podcięciach brzegowych, co dobrze koresponduje ze zmianą sedymentacji – początkiem agradacji w dnie doliny Liwca masywnej mady.

104

Rycina 68 Zawartość wybranych pierwiastków śladowych w osadach paleozakola w Jarnicach w profilu pionowym Z1, na tle strat na prażeniu i faz osadniczych (kultur), głębokość w cm

4.3. Cechy tekstualne współczesnych osadów korytowych

Współczesne osady korytowe rozpoznano na podstawie badań terenowych wykonanych podczas niskich stanów wody w Liwcu w okresie od lipca do września w latach 2013-2015. W czasie prowadzonych badań stan wody na wodowskazie w Łochowie mieścił się w przedziale 107-121 cm. Wybór miejsc poboru osadów korytowych do szczegółowych badań był skorelowany z badaniami osadów w paleozakolach. Ponadto pobrano osady korytowe powyżej oraz poniżej szczegółowo omawianych odcinków doliny, a także pomiędzy nimi. Osady korytowe pobrano w pobliżu miejscowości Wyszków, Jarnice k. Sowiej Góry, Węgrów, Starawieś (powyżej Borzych), oraz poniżej Borzych (ryc. 69). Osady pobierano w profilach poprzecznych koryta uwzględniając odsypy boczne oraz w miarę możliwości strefę nurtu. W korycie pobierano osady przeważnie od brzegu akumulacyjnego w kierunku brzegu erodowanego z głębokości 0-5 cm. Uziarnienie aluwiów i wartości wskaźników sedymentologicznych zestawiono na rycinie 68. Pomiary głębokości w profilu poprzecznym pozwoliły na rozpoznanie kształtu koryta. Przy omawianiu podano szerokość koryta i głębokość przy niskim stanie wody. Współczesne aluwia i ich cechy analizowano od dawna (np Hjulstrom 1935, Einstein 1950, Einstein, Bagnold 1956, Chien 1956, Sundborg 1956, 1967, Visher 1969, 1972, Sly i in. 1983). Badania te miały na celu rozpoznanie zależności pomiędzy natężeniem, prędkością przepływu a transportowanym materiałem i jego rozkładem w korytach rzek. Na podstawie rozpoznanych zależności opracowano diagramy wykorzystywane w interpretacjach paleohydrodynamicznych. Zależności pomiędzy uziarnieniem osadów korytowych były wykorzystywane do wnioskowania o dynamice środowiska rzecznego polskich rzek, analizowano np. aluwia Bobru (Kostrzewski 1970), Prosny (Kaniecki 1976, Młynarczyk 1985, 1996, Nidy (Ciupa 1990), Wisły (Giriat 2002) czy Białej Przemszy (Zieliński 1993) a także Wisłoki i górnej Wisły (Niedziałkowska i in. 1977, Niedziałkowska 1991). W niniejszej pracy również podjęto próbę określenia dynamiki współczesnych procesów fluwialnych na podstawie analizy cech teksturalnych aluwiów Liwca. Rozpoznanie współczesnych osadów rzecznych ma szczególne znaczenie w badaniach i analizie cech sedymentologicznych starszych

aluwiów (Rotnicki 1988, Rotnicki, Młynarczyk 1989). Poniższe wnioski oparto na analizie siedmiu profili poprzecznych przez współczesne koryto rzeki (ryc. 69).

Rycina 69 Lokalizacja profili poprzecznych przez koryto wraz z uziarnieniem i wskaźnikami sedymentologicznymi; objaśnienia w tekście

107

Profil Wyszków zlokalizowany jest w górnym biegu rzeki (ryc. 69). Poboru próbek dokonano w miejscu, gdzie Liwiec ma około 13 m szerokości i charakteryzuje się prostym biegiem, w odległości około 20 m poniżej mostu drogowego. Powyżej tego profilu (ok. 440 m) Liwiec przyjmuje koryto ulgi funkcjonujące podczas wysokich stanów wody. Oba brzegi na tym odcinku są porośnięte trawą bądź trzciną. Koryto jest typowe, asymetryczne z odsypem przy lewym brzegu. Głębokość wody w głęboczku podczas badań wynosiła około 1,2 m. Dno koryta cechuje się występowaniem przemiałów i przegłębień (plosa) oraz odsypów meandrowych. Cechą aluwiów w tym profilu jest wyraźne zróżnicowanie na strefę nurtu (grubszy osad) i odsypu zakolowego (drobniejszy osad). Przy lewym brzegu górną część odsypu (WM1-3) buduje bardzo drobny pylasty piasek, bardzo słabo wysortowany

(Mz = 3,65 phi, σ1 = 2,13). Skłon odsypu buduje średnio wysortowany piasek

(Mz = 1,44÷1,66, σ1 = 0,49÷0,64), a strefę nurtu – piasek gruboziarnisty ze żwirem słabo wysortowany (Mz = 0,87÷0,89, σ1 = 0,61÷0,87). Górna powierzchnia odsypu cechuje się osadem o wyraźnie dodatniej skośności, skłon odsypu i nurt ujemną skośnością (odpowiednio Sk1 = -0,13 ÷ -0,06 i Sk1 = -0,27 ÷ -0,01). Zróżnicowanie aluwiów w zależności od miejsca depozycji odzwierciedlają krzywe kumulacyjne uziarnienia (ryc. 70).

t 5

4 WM1 3 WM2 2 WM3

1 WM6 WM7 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 WB1 -1 Mz [phi] WB2

-2 WB3 WB4 -3 CT -4

Rycina 70 Krzywe uziarnienia strefy aluwiów nurtu (linie przerywane, WM), odsypu zakolowego (linie kropkowane, WM) i odsypu przybrzeżnego (linie ciągłe (WB) w Wyszkowie

108

W przypadku strefy nurtu zaznaczają się segmenty odpowiadające saltacji, trakcji dennej i niewielki udział depozycji z zawiesiny. W przypadku odsypu zaznacza się segment odpowiadający transportowi materiału w saltacji. Dodatkowo uwzględniono osady z odsypu bocznego (WB) o szerokości 0,5 m i 2 m długości, zlokalizowanego na lewym brzegu rzeki. Powierzchnię odsypu budują piaski różnoziarniste, o średnim wysortowaniu (Mz = 1,28÷2,22 phi, σ1 = 0,82÷1,01,

Sk1 = -0,24÷0,21). Odsyp boczny cechuje się podobną frakcją jak strefa nurtu, nieco gorszym wysortowaniem i nieco większą przewagą frakcji gruboziarnistej w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości. To gorsze wysortowanie ma odzwierciedlenie w przebiegu krzywych kumulacyjnych uziarnienia (ryc. 70). Profil Sowia Góra. W pobliżu Sowiej Góry, Liwiec ma meandrowy charakter, a szerokość koryta w miejscu poboru próbek wynosi 22 m. Prawy brzeg jest aktywnie podcinany i stanowi krawędź o wysokości około 3 m powyżej niskiego poziomu wody. Budowa tej krawędzi została opisana w rozdziale 4.1.2. Przy lewym brzegu wykształcony jest odsyp meandrowy. Głębokość koryta zmierzona w głęboczku podczas poboru próbek z dna rzeki wynosiła około 1 m. Osad budujący koryto Liwca w tym profilu jest jednorodny - to piasek średnio i gruboziarnisty z niewielkim udziałem

żwiru w strefie nurtu (Mz = 1,03÷1,52phi, σ1 = 0,5÷1,01, Sk1 = -0,43÷0,09). Krzywe kumulacyjne uziarnienia (ryc. 71A) reprezentujące strefę nurtu i skłon odsypu cechują się wyraźnym segmentem odpowiadającym wleczeniu, saltacji i niewielkim udziałem zawiesiny. Odsyp meandrowy zlokalizowany na lewym brzegu Liwca ma 1,5 m szerokości oraz 10 m długości. Próbki pobrane zostały również wzdłuż tego odsypu poczynając od strony doprądowej (SG1-SG11). Osad budujący odsyp jest mało zróżnicowany pod względem frakcjonalnym, buduje go przede wszystkim piasek średnioziarnisty o dobrym i średnim wysortowaniu (Mz = 1,25÷1,97, σ1 = 0,43÷0,69, Sk1 = -0,27÷0,09), przy czym im dalej w kierunku strony zaprądowej tym lepiej wysortowany osad, co dobrze odzwierciedlają krzywe kumulacyjne (ryc. 71B). Ponadto w części doprądowej przeważa osad o ujemnej skośności, co przemawia za selektywną depozycją grubszych frakcji i dalszemu transportowi drobniejszej zwykle jako saltacji i zawiesiny. Na podobne cechy odsypów śródkorytowych Wisły zwracała uwagę D. Giriat (2002).

109

t 4 A FT 3 SG12 2 SG13 1 SG14 0 SG15 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 SG16 -1 Mz [phi] SG17 -2 SG18 -3 CT -4

t 4 B FT

3 SG1

2 SG2 SG3 1 SG4

0 SG5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 SG6 -1 Mz [phi] SG7 -2 SG8 SG9 -3 SG10 CT -4 SG11

Rycina 71 Krzywe uziarnienia A - strefy aluwiów nurtu (linie przerywane) i odsypu zakolowego (skłon - linie ciągłe), B – wierzchowina odsypu w okolicy Sowiej Góry

Profil Węgrów. W odległości 400 m poniżej jazu w Węgrowie k/Kryp zlokalizowany jest kolejny profil poprzeczny przez koryto Liwca, na lekkim łuku (ryc. 69). Koryto na tym odcinku ma prawie prosty przebieg, ze względu na przeprowadzone w latach 60-tych XX w. regulacje. Jego szerokość wynosi 30 m. Stan wody w korycie (w głęboczku) w dniu badań wyniósł około 1,6 m. Koryto cechuje się asymetrycznym kształtem, z maksymalną głębokością przy lewym brzegu, porośnięte jest jeżogłówką pojedynczą (Sparganium emersum), szczególnie w głębszych partiach koryta. Dno koryta (strefa nurtu) buduje różnoziarnisty piasek z przewagą grubego

110

i domieszką żwiru. Są tu największe domieszki żwiru, tj. od 5 do 24 % maksymalnie. Najgrubszy osad (Mz = -0,02÷1,08) występuje bliżej prawego brzegu i w centralnej części (na słabo morfologicznie wykształconym odsypie), natomiast drobniejszy (Mz = 1,04÷1,66) – bliżej lewego, w miejscu gdzie dno porośnięte jest jeżogłówką. Osad bliżej prawego brzegu jest gorzej wysortowany (σ1 = 0,7÷1,59) niż ten przy lewym brzegu (σ1=0,47÷0,88). W osadach całego profilu poprzecznego koryta przeważa osad grubszy w stosunku do frakcji o maksymalnej częstości (Sk1 = 0 ÷ -0,52). Wszystkie aluwia niezależnie od miejsca depozycji w korycie były akumulowane z saltacji oraz trakcji dennej, przy niewielkim udziale chwilowej zawiesiny (ryc. 72).

t 5

4 W1

3 W2 W3 2 W4 1 W5 W6 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 W7 Mz [phi] -1 W8

-2 W9 CT -3

Rycina 72 Krzywe uziarnienia strefy aluwiów nurtu (linie przerywane) i odsypu bocznego (stok - linie ciągłe; wierzchowina linia kropkowana) w okolicy Węgrowa

Profil Starawieś. Kolejny przekrój poprzeczny przez koryto (SK) wykonano na odcinku meandrowym rzeki między miejscowościami Starawieś a Borzychy (ryc. 69). Koryto o szerokości około 25 m i głębokości (mierzonej w głęboczku) w dniu poboru próbek wynoszącej około 1,3 m, cechowało się zróżnicowaną morfologią dna z licznymi płyciznami i przegłębieniami nieprzekraczającymi 0,5 m (w dniu pomiarów). Dno buduje przede wszystkim piasek średni z domieszką grubszego (Mz = 1,09÷1,83) i przeważnie średnim wysortowaniu (σ1 = 0,49÷ 0,87), z tendencją grubienia od prawego do lewego brzegu tj. na skłonie odsypu do jego podstawy. W głęboczku

111

natomiast występuje słabo wysortowany piasek różnoziarnisty ze żwirem (Mz = 0,68,

σ1 = 1,35). Poza wierzchowiną odsypu, aluwia w tym profilu cechują się ujemną skośnością. Na rycinie 73 przedstawiono krzywe uziarnienia z odsypu i strefy nurtu. W krzywych kumulacyjnych osadów strefy nurtu wyraźny jest człon trakcji, w której transportowane były ziarna poniżej 0 phi, tj. większe od 1mm. Krzywe te cechują się rozdzieleniem trakcji na dwie subpopulacje: grubszą i drobniejszą (punkt CO). Według E. Mycielskiej–Dowgiałło (2007) subpopulacja trakcji grubszej wskazuje na maksymalną zdolność transportową środowiska. Natomiast w przypadku osadów odsypu transport odbywał się głównie poprzez saltację. W przypadku obu populacji osadów znikomy jest udział zawiesiny, co wskazuje na większą dynamikę (siłę transportu). Przebieg krzywych jest podobny do krzywych kumulacyjnych wykreślonych dla profilu w Węgrowie. Co może być związane z faktem, iż profil SK znajduje się poniżej uregulowanego odcinka rzeki.

t 4

3 SK1

2 SK2 SK3 1 CO SK4 0 SK5 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 SK6 -1 Mz [phi] SK7 -2 SK8

-3 CT SK9

-4

Rycina 73 Krzywe uziarnienia strefy aluwiów nurtu (linie przerywane) i odsypu zakolowego (stok - linie ciągłe; wierzchowina linia kropkowana) w okolicy Starejwsi

Profil Borzychy. Kolejny profil przez koryto Liwca wraz poborem próbek zlokalizowano w Borzychach (BA) (ryc. 69). W jego pobliżu dokonano analizy osadów starszych wypełniających paleozakola. W dniu badań terenowych koryto miało głębokość zaledwie 0,3 m. Koryto o szerokości 20 m ma prosty przebieg i jest to

112

odcinek przemiału pomiędzy dwoma zakolami (dno płaskie, fot. 5). Prawy brzeg stanowi skarpę o wysokości około 3 m od dna koryta porośniętą roślinnością trawiastą. Osad budujący dno jest raczej jednorodny i stanowi go piasek średnio ziarnisty słabo wysortowany (Mz = 1,04÷2,16, σ1 = 0,48 ÷ 0,71, Sk1 = -0,16 ÷ 0,2). Przy czym najdrobniejszy osad występuje w centralnej części koryta a w kierunku obu brzegów obserwuje się wzrastającą średnią średnicę ziarna. Nie ma natomiast żadnej zależności w wysortowaniu osadu w obrębie koryta. Krzywe Vishera (ryc. 74) wskazują na różnicę w transporcie pomiędzy prawą a lewą stroną koryta. Bliżej lewego brzegu występuje większy udział transportu wleczonego, obejmującego frakcje od 1,67 phi. Bliżej prawego brzegu natomiast transport odbywał się również poprzez unoszenie (zawiesina jednorodna). Zauważalny jest wzrost średniej średnicy ziarna wleczonego w miarę przemieszczania się w stronę prawego brzegu.

Fotografia 5 Fragment płaskodennego koryta w przekroju poprzecznym BA w Borzychach

113

t 5 FT 4

3 BA1

2 BA2 BA3 1 BA4 0 BA5 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -1 Mz [phi] BA6 -2 BA7

-3 CT -4

Rycina 74 Krzywe kumulacyjne osadów w profilu Borzychy BA (linie kropkowane – osady nurtu, linie ciągłe – strefa przybrzeżna z płaskimi odsypami)

Profil Borzychy BO. W odległości około 1 km w górę rzeki od profilu BA wykonano kolejny profil przez koryto Liwca (BO, ryc. 69). Koryto rzeki o szerokości około 15 m ma asymetryczny kształt, prawy brzeg jest podcinany, przy lewym natomiast wykształcony jest odsyp boczny o długości około 120 m i szerokości 10 m. Głębokość maksymalna w głęboczku w dniu badań terenowych wyniosła około 0,8 m. Osad budujący dno na tym odcinku to przede wszystkim piasek średni słabo wysortowany ze żwirem w strefie nurtu). Najgrubsze osady występują w środkowej części koryta (Mz = 0,51÷0,96) z tendencją malejącą ku obu brzegom. Osad na całej szerokości strefy nurtu cechuje słabe wysortowanie (σ1 > 1) i przewaga grubszych frakcji, jedynie przy brzegach obserwuje się średnie i dobre (σ1 = 0,57 ÷ 0,45). Krzywe Vishera (ryc. 75A) wykreślone dla osadów korytowych tego profilu wskazują na przepływy o stosunkowo dużym natężeniu. Człon odpowiadający wleczeniu we wszystkich krzywych jest bardzo wyraźny i obejmuje osady powyżej 0,32 phi. Jedynie przy lewym brzegu (próbki BO1 – BO3) charakteryzują się niewielkim udziałem depozycji z zawiesiny. Próbki do analizy uziarnienia pobrano w profilu poprzecznym przez odsyp (BŁ) uwzględniając jego część niższą i wyższą od niej o 50 cm, porośniętą trawą. W budowie wyższego fragmentu odsypu przeważa piasek drobny średnio wysortowany

114

(Mz = 1,71÷2,48, σ1 = 0,64÷0,71, Sk1 = 0÷0,12). Natomiast w przypadku budowy niższej części przeważa piasek średni dobrze wysortowany (Mz = 1,49÷1,93, σ1 = 0,45÷0,48,

Sk1 = -0,16 ÷ -0,03). Zauważalna jest tendencja zwiększania się średniej średnicy ziarna i wzrostu udziału piasku grubego na rzecz drobnoziarnistego osadu w miarę oddalania się od brzegu rzeki w stronę nurtu. Krzywe kumulacyjne (ryc. 75B) wykreślone dla osadów odsypu nieznacznie różnią się. W osadach niższego odsypu jest bardziej wyraźny człon trakcji, natomiast w osadach wyższej części – osady deponowane z zawiesiny.

t 4 A

3 BO1 BO2 2 BO3 1 BO4 0 BO5 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 BO6 -1 Mz [phi] BO7 -2 BO8 -3 BO9

-4

t 4 B

3 BŁ1

2 BŁ2 BŁ3 1 BŁ4 0 BŁ5 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 BŁ6 -1 Mz [phi] BŁ7 -2 BŁ8

-3 BŁ9

-4

Rycina 75 Krzywe kumulacyjne osadów w profilu Borzychy (BO, BŁ): A- strefa nurtu, B- odsyp zakolowy (linie kropkowane – osady górnej wyższej strefy odsypu, linie ciągłe – osady niższej części odsypu, linie przerywane – osady skłony niższego odsypu).

115

Profil Borzychy (B). Ostatni z profili wykonano poniżej miejscowości Borzychy w odległości około 150 m powyżej miejsca, w którym Liwiec przyjmuje charakter rzeki anastomozującej. Dno koryta ma układ asymetryczny, przy czym płaski brzeg znajduje się po prawej a głęboczek po lewej stronie koryta. Poziom wody w dniu badań w najgłębszym miejscu wynosił około 0,6 m. Oba brzegi porośnięte są roślinnością trawiastą. Osad budujący dno to przede wszystkim średni i gruby piasek dobrze wysortowany (Mz = 1,17÷1,71, σ1 = 0,35÷0,52). W strefie nurtu jest to słabo wysortowany piasek z drobnym żwirem (Mz = 0,25÷0,18, σ1 = 1,47÷1,52. Na całej szerokości koryta przeważa osad z ujemnie asymetrycznym rozkładem uziarnienia

(Sk1 = 0 ÷ -0,63).

t 4

2 B1 B2 1 B3 0 B4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 B5 -1 Mz [phi] B6 -2 B7

-3

-4

Rycina 76 Krzywe kumulacyjne osadów korytowych w profilu Borzychy III (linia przerywana aluwia odsypu, linie kropkowane – aluwia strefy nurtu)

Krzywe kumulacyjne uziarnienia dla osadów strefy nurtu (linie ciągłe, ryc. 76) wskazują na przepływy o dużej dynamice – osad transportowany w trakcji obejmuje frakcję < 1 phi (ziarna większe od 0,5 mm), przy jednoczesnym niewielkim udziale zawiesiny (osad poniżej 2,32 phi, tj. mniejsze niż 0,2 mm). Analizując rozkład cech teksturalnych osadów korytowych wzdłuż biegu Liwca na odcinku 40 km, nie zaobserwowano znaczących rozbieżności pomiędzy poszczególnymi wskaźnikami sedymentologicznymi. Wspólną cechą badanych

116

odcinków jest natomiast występowanie frakcji drobno-żwirowej w mniejszym bądź większym stopniu w strefie nurtu, tj. w najgłębszych miejscach koryta. Zauważalny jest również wzrost średniej średnicy ziarna od brzegu akumulacyjnego w kierunku głęboczków.

117

5. Holoceńska ewolucja systemu fluwialnego Liwca

5.1. Zmiany rozwinięcia i parametrów koryta Liwca

Analiza rzeźby terenu, tak obrazów satelitarnych jak i map archiwalnych pozwala stwierdzić, że koryto Liwca zmieniało swoje położenie w dnie doliny przez cały okres funkcjonowania. Zmiany mają swoje odzwierciedlenie w parametrach rozwinięcia koryta (Si, Rm) czy typu rozwinięcia koryta rzeki (charakter meandrowania wg Brice 1964, Teisseyre 1991). Wyraźnie widoczne na równi zalewowej ciągi czy ślady paleokoryt, wykonane wiercenia w profilach poprzecznych dawnych zakoli pozwalają na obliczenie przybliżonych wartości podstawowych parametrów metrycznych oraz prześledzić przebieg koryta w poszczególnych okresach jego funkcjonowania. Nie na wszystkich odcinkach doliny zachowane są wszystkie generacje starszych zakoli, ze względu na ich zniszczenie w wyniku meandrowania rzeki. Autorka na podstawie wykonanych badań oraz analizy dostępnych materiałów kartograficznych podjęła próbę określenia etapów rozwoju koryta Liwca w wybranych odcinkach doliny. Zastosowano metodę zaproponowaną przez Florka (1978), polegającą na obliczeniu parametrów geometrycznych koryt. Pomiary można wykonać wykorzystując zdjęcia lotnicze, satelitarne lub mapy topograficzne. Dla wybranych paleokoryt oraz współczesnego koryta rzeki policzono następujące parametry geometryczne: średnią szerokość koryta (W), promień krzywizny meandra (Rm) i ½ fali meandra (λ). Do pomiarów wykorzystano zdjęcia lotnicze obszaru udostępnione przez Centralny Ośrodek Dokumentacji Geograficznej i Kartograficznej. Tabela 6 przedstawia wyniki pomiarów a na rycinie 77 pokazano przykłady paleozakoli i zakoli obecnego Liwca.

118

Tabela 6 Parametry geometryczne paleomeandrów

W – szerokość koryta R – promień Λ - ½ fali meandra Nazwa krzywizny meandra [m] [m] [m] WSPÓŁCZESNE Grodzisk 1 11 54 143 Grodzisk 2 17 92 176 Grodzisk 3 11 63 135 Sowia Góra 1 19 48 93 Sowia Góra 2 20 68 123 Jarnice 1 19 32 50 Jarnice 2 18 37 53 Borzychy (S) 20 47 95 Borzychy 19 51 108 PALEOZAKOLA Sowia Góra 2 56 67 127 Jarnice 5 50 50 54 Jarnice 21 27 88 Borzychy I 15 39 89 Borzychy II 18 41 67 MAKROMEANDRY Pierzchały I 49 258 Sowia Góra I 137 309 Jarnice 91 123 275

Warto w tym miejscu powołać się na teorie i badania, które wiążą parametry geometryczne meandrów z cechami hydraulicznymi cieków oraz cechami diagnostycznymi środowiska (Leopold, Maddock, 1953; Leopold 1960; Leopold i in. 1964, Schumm 1971). Na podstawie analizy geometrii paleomeandrów i związków pomiędzy nimi a cechami aluwiów można podjąć próbę odtworzenia dynamiki natężenia przepływów środowiska fluwialnego, w którym one funkcjonowały (Florek 1978). Wiele badań w Polsce pokazuje, że wielkość zakoli zmieniała się w holocenie wg podobnego schematu (m.in. Falkowski 1971, Szumański 1977, 1982, 1986, Florek 1978, Kalicki 1992, Starkel 2001). Na podstawie wielkości zakoli z dużym

119

prawdopodobieństwem można wnioskować o ich wieku. Takim odniesieniem dla autorki była praca Falkowskiego (1971), w której przedstawiono schemat zmian układu koryta dla fragmentu doliny Narwi w okolicy Różana oraz Bugu, a więc w na obszarze staroglacjalnym położnym w niedalekim sąsiedztwie.

Rycina 77 Parametry wybranych zakoli i paleozakoli Liwca

120

Największe promienie osiągające 200-250 m w okolicach Pierzchał czy poniżej Borzych mają paleozakola, które w wielu miejscach „podcinają” zbocza doliny. Dane z obszaru Polski wskazują, że zmiana układu koryta z wielkomeandrowego bądź roztokowego nastąpiła około 9500 BP (Starkel 2001), również podobny wiek uzyskano w przypadku mniejszych dolin jak Zgłowiączki (Andrzejewski 1984), czy Bzury (Turkowska 1988). Takie dwa wielkomeandrowe paleozakola rozpoznano w Pierzchałach (ryc. 15). Wielkopromienne zakola były wykorzystywane przez rzekę znacznie dłużej niż to wynika z badań na innych obszarach. Położone powyżej wsi Pierzchały rzeka wykorzystywała do 2090±80 BP (wiek cal. 262 (82,3%) 60 AD), a położone poniżej tej wsi do 4480±60 BP (tab. 1) (wiek cal. 3361 (92,0%) 3009 BC), jak wskazują daty w spągu wypełnienia namułami i torfem. Wśród aluwiów korytowych występują serie laminowane, także zawierające cienkie warstewki materii organicznej oraz warstewki piasków z większym udziałem piasku gruboziarnistego i domieszką żwiru (ryc. 16, 21). Świadczą one o opuszczaniu koryta i ponownym przepływie w nim wód wezbraniowych. Przepływy prawdopodobnie utrzymywały się przez dłuższy czas, ze względu na akumulację odsypów. Najstarszą mezoholoceńską (funkcjonującą do środkowego atlantyku (7780±110 BP; 6850-6441 BC) zachowaną w dnie doliny Liwca generację koryta reprezentuje paleozakole w Borzychach (B1) o wąskim korycie około 15 m szerokości. Wg Starkla (1990) występowała wówczas lateralna migracja koryt rzecznych i początki zaburzenia równowagi ekosystemów przez wylesianie i początki neolitycznego rolnictwa, które w dolinie Liwca zaznaczyło się szczególnie w górnym (w okolicy miejscowości Golice, Pruszynek, Mordy, Leśniczówka i Klimy) (Bryńczak, 2002, Wróblewski 1984, 1985, Figiel, 1998) i dolnym (Kamieńczyk, Koszelanka, Julin, Zawiszyn, Wólka Paplińska i Rowiska) biegu rzeki (Andrzejowski, 1984, Kalaga, Głowacz, 1986, Moszczyńska, 1987, Wróblewski, 1990, Wielgus, Wysocki, Głowacz, 1998). Ze środkowego biegu znane są nieliczne artefakty z tego okresu z okolic Węgrowa, Jarnic, Liwa i Grodzisk (Wróblewski 1985) (ryc. 8). Cechą aluwiów akumulowanych przed porzuceniem tego koryta przez rzekę jest występowanie wyraźnego bruku korytowego na głębokości 201-250 cm i następnie wypełnienie głównie aluwiami drobno-piaszczystymi. Zarówno kręte i wąskie koryto jak i stosunkowo drobnoziarniste aluwia mogą wskazywać na już w tym okresie

121

utworzenie się anastomozującego systemu. Ten układ koryta jest dobrze widoczny na archiwalnych mapach (ryc. 52). Cechą doliny na odcinku Węgrów – Borzychy jest jej stosunkowo duża szerokość (od 1,3 do 2 km) oraz niewielki spadek 0,75 ‰, Współcześnie Liwiec cechuje się znaczną erozją boczną - na odcinku 22 km zaobserwowano 60 podcięć, co daje 5 podcięć na 1 km (Bala 2016). W dnie doliny Liwca rozpoznano grupę paleomeandrów z okresu Atlantyku (Z1, J5, P4). Koryta z tego okresu charakteryzują się szerokością od 40 do 50 m. Reprezentują one meandry średniej wielkości (ryc. 77). Odcięcie paleomeandra P4 nastąpiło w neolicie (4480±60 BP), kolejne tj. J5 i Z1, położone niżej wzdłuż biegu Liwca zostały odcięte na przełomie epoki brązu i żelaza (2750±90, 2450±100 BP). Wg Starkla (2001) w tym czasie miała miejsce faza powodzi stosunkowo słabiej zaznaczona. O porzuconych zakolach z tego okresu mamy informację w literaturze, jak np. zakole w Zabierzowie Bocheńskim odcięte 2720±130 BP (Kalicki i in. 1996, Kalicki 2006), zakola w dnie doliny Bobrzy na odcinku przedprzełomowym odciętych około 2700 BP (Sołtysik 2002), czy system meandrów w Strzelcach Małych porzuconych przed 2600 BP (Gębica 1995). Nasilenie tempa migracji lateralnej koryt związane z działalnością człowieka w okresie rzymskim znane jest również z rejonu Gór Świętokrzyskich, gdzie położenie koryta zmieniała Lubrzanka (2810 BP), Czarna Nida (2530 BP), czy też Belnianka (2460 BP) (Krupa 2013). Młodsze generacje paleozakoli widocznych na tarasie zalewowej związane są z okresem subatlantyckim. Wzdłuż całego współczesnego koryta występują starorzecza wypełnione wodą. Ich parametry są podobne do współczesnego koryta Liwca. Przybliżony czas ich odcięcia od głównego koryta można prześledzić na podstawie analizy map archiwalnych. Jednak nie wszystkie dostępne mapy, ze względu na swoją zbyt małą skalę (stopień szczegółowości), pozwalają na dokładne określenie wieku poszczególnych paleokoryt. Dla tego okresu szczególne znaczenie miał okres małej Epoki Lodowej – chłodniejszy i wilgotniejszy klimat w przypadku Liwca miał swoje odzwierciedlenie w procesach fluwialnych. Można przyjąć, że stan po tym wilgotniejszym okresie ukazuje najstarsza z analizowanych map archiwalnych Mapa Reymanna. Szczegółową analizę zmian w przebiegu koryta Liwca od pierwszej połowy XIX w. do współczesności przedstawiono w artykule „Zmiany układu rzeki Liwiec

122

w ciągu ostatnich 200 lat” (Bala, Smolska, 2012). Wiele zmian w przebiegu koryta jest skutkiem prowadzonych na niektórych odcinkach regulacji (Bala 2016). Odcinanie pojedynczych zakoli spowodowało zmianę rozwinięcia rzeki z meandrującej na kręty. W miejscach o dużej krętości jak w okolicach Sowiej Góry (ryc. 23) rozwój zakoli następował w kierunku ich wydłużania (wg Hooke 1995, 2004, 2007a, 2007b) oraz tworzenia się zakoli dwufazowych (wg Brice’a 1975). W celu oceny jak szybko taki proces może postępować w przypadku Liwca, za pomocą narzędzi ArcGIS dokonano pomiarów tempa erozji bocznej wybranych fragmentów rzeki (ryc. 79). Do analizy wybrano dwa najbardziej reprezentatywne odcinki o różnym stopniu rozwoju (kształcie) zakoli. Wybrane mapy o zbliżonej dokładności (Mapa Wojskowego Instytutu Geograficznego z 1937 r. w skali 1:100 000, Mapa Sztabowa Wojska Polskiego z 1985 r. w skali 1:50 000, współczesny obraz satelitarny, ortofotomapa – geoportal.gov.pl) sprowadzono w programie ArcGIS do jednakowego układu współrzędnych 1992 EPSG 2180. Analiza objęła zmiany zasięgu wybranych zakoli na przekrojach poprzecznych. Na obu odcinkach wyznaczono po 10 przekrojów poprzecznych w różnych częściach zakoli. Na podstawie wyliczonych parametrów widać zróżnicowanie w tempie migracji lateralnej koryta. Erozja boczna nie przebiega na całej długości zakola, tylko na jego fragmentach powodując powstawanie mniejszych zakoli w obrębie większego, tzw. zakoli kilkufazowych (Brice 1975). Przybliżone tempo zmian mieści się w przedziale od 0 do 1,41 m/rok w okolicach Sowiej Góry (ryc. 78A) oraz od 0,01 do 1,32 m/rok w okolicach Grodziska (ryc. 78B). Średnia zmian w ciągu badanego okresu ostatnich 80 lat to około 0,47 m/rok w okolicach Sowiej Góry (ryc. 79A) oraz około 0,35 m/rok w okolicy Grodziska (ryc. 79B). Jednocześnie zaobserwowano największe tempo erozji bocznej w ostatnim dwudziestopięcioleciu w strefach największej krzywizny zakoli. Nierównomierne tempo erozji w obrębie pojedynczych zakoli prowadzi do przekształcania zakoli w wielofazowe (2-3 fazowe). Od lat 50-tych XX w. obserwuje się ogólny wzrost krętości rzeki (Bala, Smolska 2012), co jest spowodowane przeprowadzonymi regulacjami Liwca powyżej badanego odcinka.

123

m/rok Sowia Góra A 1,60

1,40

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00 prawy brzeg lewy brzeg prawy brzeg lewy brzeg 1937-1985 1985-2010

m/rok Grodzisk B 1,60

1,40

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00 prawy brzeg lewy brzeg prawy brzeg lewy brzeg 1937-1985 1985-2010

Rycina 78 Tempo zachodzących zmian w obrębie koryta na wybranych odcinkach Liwca; A – okolice Sowiej Góry, B – okolice Grodziska

124

Rycina 79 Rozwój zakoli Liwca na wybranych przykładach, A – okolice Sowiej Góry, B – okolice Grodziska

125

Uzyskane powyżej wartości średniego tempa erozji bocznej pozwalają oszacować, że rozwój zakola o promieniu 75 m do jego dojrzałej postaci mógł trwać od 100 do 500 lat (średnio około 200 lat). W przypadku starszych zakoli sprzed agradacji mady w dolinie Liwca mógł być prawdopodobnie szybszy, że względu na niewielki udział w budowie doliny frakcji pylasto-ilastych. W przypadku, gdy tworzy się szyja meandra, jak to pokazuje ryc. 79B, erozja postępuje w kierunku jej zwężenia z obu stron i proces staje się znacznie szybszy do ok. 1,1 - 1,18m rocznie. Szyje zakoli pokazanych na ryc. 79 zakoli mają szerokość od 55 do 160 m. Wówczas odcięcie takiego rozwiniętego zakola Liwca może nastąpić nawet bez katastrofalnej powodzi w ciągu 50 - 200 lat. Przykłady rozwoju zakoli przedstawiają m. in. Hooke (1995, 2004, 2007a, 2007b), Słowik (2012, 2016).

126

5.2. Charakterystyka litodynamiczna aluwiów

Sposób transportu analizowanych osadów korytowych pokazano na krzywych Vishera w poprzednim rozdziale. Innymi metodami służącymi do określenia dynamiki środowiska jest analiza zależności pomiędzy wskaźnikami sedymentologicznymi tj. średnią średnicą ziarna (Mz) i odchyleniem standardowym (σ1), średnią średnicą ziarna (Mz) i skośnością (Sk1), średnią średnicą ziarna (Mz) i kurtozą (Kg) oraz skośnością (Sk1) i odchyleniem standardowym (σ1) a także wykres C-M wg Passegi (1957, 1964). Istotnych wniosków o depozycji aluwiów i subśrodowiskach fluwialnych dostarczają wykresy zależności wskaźników sedymentologicznych). Na ich podstawie można porównać osady współczesne z kopalnymi, na co zwracali uwagę niektórzy badacze (Rotnicki 1988, Rotnicki, Młynarczyk 1989, Rotnicki i in. 1989). Na wykresie zależności średniej średnicy ziarna i odchylenia standardowego (ryc. 80A) osady współczesne zarówno nurtu jak i odsypów skupiają się między 0 a 3 phi w przypadku średniej średnicy ziarna oraz między 0,5 a 2 phi przy odchyleniu standardowym. Według układów genetycznych wyznaczonych przez Mycielską- Dowgiałło (1995, 2007) i Ludwikowską-Kędzię (2000) pokrywają się one z układami pierwszym (b) i drugim (c). Trend b charakterystyczny dla środowiska korytowego w przewadze reprezentuje strefa nurtu. Wyraźna jest tu tendencja poprawiającego się wysortowania wraz z drobniejszą frakcją (większa średnia średnica ziarna w jednostkach phi). Część osadów budujących odsypy cechuje się także tym trendem oraz trendem oznaczonym na ryc. 80 jako c. Trend c (drugi według Mycielskiej- Dowgiałło 1995, 2007) cechuje aluwia pozakorytowe, w których obserwowane jest gorsze wysortowanie wraz z drobnieniem osadów. W przypadku odsypów zakolowych Liwca, są one nadbudowywane podczas wezbrań facją analogiczną do pozakorytowej (z niewielką domieszką drobnego piasku i grubego pyłu transportowanego w zawiesinie) i stanowią dolną część trendu c. Ta sytuacja potwierdza uwagę Szmańdy (2011), że analiza uziarnienia nie zapewnia jednoznacznej identyfikacji subśrodowiska fluwialnego. W przypadku osadów korytowych rzeki Liwiec należy podkreślić mało zróżnicowaną frakcję aluwiów, niewielki i również mało zróżnicowany spadek rzeki, co przyczynia się do łatwego i częstego uruchamiania rumowiska dennego przy niewielkim

127

wzroście natężenia przepływu. Trudno jest jednoznacznie identyfikować subśrodowisko depzycji na styku trendów korytowego i pozakorytowego. Zakres średnicy ziarna takich aluwiów Liwca mieści się w strefie przejściowej między górnym i dolnym reżimem przepływu wg Sly i in. (1983). Uwzględnienie w badaniach współczesnych osadów korytowych Liwca wykazało, że dolny segment trendu c odpowiada depozycji korytowej poza strefą nurtu – subfacji odsypów zakolowych. Właściwa facja pozakorytowa, występująca na równi zalewowej, akumulowana podczas przepływów pozakorytowych cechuje się występowaniem trendu c. Grubsze aluwia z zakoli oraz z równi zalewowej bliższej reprezentują punkty położone na diagramie w dolnej części tego trendu, a drobniejsze z dalszej równi zalewowej zazwyczaj w części górnej. Jest to dość trudne do interpretacji, gdyż Liwiec wykorzystuje niektóre dawne zakola jako koryta ulgi. Prawdopodobnie w takich zakolach pojawia się wtedy materiał piaszczysty z przepływu i występuje wśród namułów mineralno-organicznych lub stanowi piaszczysto-pylastą madę. Potwierdza to słabo zaznaczony trend d, wiązany z depozycją zbiornikową i wypełnień paleozakoli. Osady kopalne wykazują podobieństwo do współczesnych, ponieważ na rycinie 80A zaznaczają się te same trendy, przy czym stanowią one grupę punktów przesuniętą ku drobniejszej frakcji. Warstwy z domieszką drobnego żwiru i gruboziarnistego piasku występujące zarówno w głęboczkach w centralnej części dawnych zakoli jak i w obrębie odsypów, gdzie wskazują na etapy ich przyrostu lateralnego, uznane zostały za bruk korytowy (patrz rozdz. 4). Jednak nie mają one takiego odzwierciedlenia na diagramie

Mz-σ1, podobnie jak to jest w przypadku współczesnej strefy nurtu Liwca. Analizy zależności średniej średnicy ziarna i wysortowania wykonane dla aluwiów Wisłoki i Wisły (Niedziałkowska i in. 1977, Niedziałkowska 1991) czy Warty (Antczak 1986, Gonera 1986), a także Czarnej Hańczy (Ostrowska i in. 2003) wykazywały odrębną fację bruku korytowego. Takiej facji nie zidentyfikowała Ludwikowska-Kędzia (2000) w aluwiach w dolinie Belnianki. Uwzględniając wielkopromienne paleomeandry w okolicy wsi Pierzchały oraz w okolicy Sowiej Góry, można przypuszczać, że występują w nich jedne z najstarszych osadów (wieku nie ustalono ze względu na brak odpowiednich osadów do datowania). W okolicy Sowiej Góry w centralnej części paleokoryta (profil SG4 oraz w spągu odsypu zakolowego (profile SG 2 i 3) występują aluwia o średniej średnicy ziarna w granicach

128

0,71 - 1,91 phi (piasek grubo i średnioziarnisty) i słabym wysortowaniu. Punkty odpowiadające tym seriom formują układ korytowy (b) analogiczny do współczesnej strefy nurtu, o nieco mniejszej średniej średnicy ziarna i słabszym wysortowaniu

(położony na prawo od osadów nurtu na diagramie Mz-σ1, ryc. 80A). W Pierzchałach, w profilu P2 i w spągu pozostałych rozpoznanych profili pionowych aluwiów tego wielkopromiennego zakola, można stwierdzić, że aluwia są nieco drobniejsze niż współczesne korytowe strefy nurtu i nieco lepiej wysortowane

(średnio i dobrze; 0,43 < σ1 < 0,99). Na diagramie Mz-σ1 są one „usytuowane” w dolnej części trendu b (zał. 1A). Najstarsze datowane aluwia występujące w Borzychach, pochodzą sprzed 7780 BP (6859-6441 BC) i były zdeponowane w wąskim korycie krętym, najprawdopodobniej funkcjonującym jako jedno z koryt anastomozujących. Są one również nieco drobniejsze od współczesnych aluwiów, średnio wysortowane, sporadycznie słabo. Na diagramie Mz-σ1 lokują się na styku trendów b i c (zał. 1B). Pozostałe paleozakola jakie badano: w Jarnicach opuszczone 2960±100 BP (1296-1021 BC) czy 2750±90 BP (996-816 BC), a więc funkcjonujące w okresie subborealnym (w epoce brązu) cechują się wyraźnie drobniejszym materiałem budującym zarówno nurt jak i odsypy w granicach 1,5-2 phi, wysortowanie ich jest średnie a w przypadku nieco młodszych aluwiów (J5) także dobre. Wyraźnie mniejsza średnia średnica ziarna (o około 0,5 phi) wskazuje na mniejszą energię środowiska fluwialnego. Wprawdzie daty odcięcia zakoli wskazują na okres po aktywności fluwialnej przypadającej na czas 3,5-2,9 ka BP wyróżnionej przez Starkla (2001), to drobniejsze ziarno aluwiów, lepsze wysortowanie może sugerować stosunkowo stabilne warunki depozycji w dolinie Liwca, a także „przerabianie” aluwiów budujących dno doliny i lateralną migrację koryta. Przykładem mogą być aluwia z Jarnic, które odzwierciedlone są układem typowym dla dynamicznego środowiska korytowego wg Mycielskiej-Dowgiałło jak również aluwia z Borzych, drobniejsze i o wysortowaniu średnim i dobrym (zał. 1 C).

129

4 A

osady kopalne 3

osady σ1 2 współczesne - b nurt osady 1 współczesne - c odsypy współczesne 0 pozakorytowe -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Mz 1 B

c osady kopalne 0,5 d b osady Sk 0 współczesne - nurt osady -0,5 współczesne - odsypy współczesne -1 pozakorytowe -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Mz

4 C

osady kopalne

osady współczesne - 2 d σ1 c nurt osady współczesne - 1 b odsypy

współczesne pozakorytowe 0 -1 -0,5 0 0,5 1 Sk

Rycina 80 Diagramy zależności wskaźników sedymentologicznych: A – średniej średnicy ziarna (Mz) i odchylenia standardowego (σ1), B – średniej średnicy ziarna (Mz) i skośności (Sk), C – skośności i odchylenia standardowego

130

Dopiero aluwia z paleozakola w Liwie, odciętego 803-380 BC (95,4 %) oraz akumulowane w obrębie dużego paleozakola w Pierzchałach, opuszczonego 262-60 BC cechują się większym udziałem depozycji z zawiesiny w odsypach – pojawia się w ich obrębie typowa facja pozakorytowa mułkowa i piaszczysto-mułkowa. Tę zmianę trudno jest skorelować z fazami aktywności fluwialnej 2,7-2,4 ka BP i 2,2-1,7 ka BP wyróżnianymi przez Starkla (2001). Raczej jest to związane z osadnictwem na tym obszarze. Największą rolę w rozwoju osadnictwa tego regionu wg danych archeologicznych odegrała kultura przeworska (druga połowa II w. p.n.e. do ok. III w. n.e.). W tym czasie zapoczątkowana zmiana w typie sedymentacji korytowej z większym udziałem depozycji z transportu zawiesinowego utrzymuje się i od XI-XII wieku następuje agradacja mady w dnie doliny. Cechy aluwiów zapisują się na diagramie Mz-σ1 jako trend II - pozakorytowy (c) (zał. 1D). Przy czym facja korytowa jest reprezentowana przez punkty usytuowane w dolnej części tego trendu (na styku z trendem I (b). Na wykresie zależności pomiędzy średnią średnicą ziarna a skośnością (ryc. 80B) aluwia z obecnego koryta układają się również w dwie grupy punktów. Punkty te lokują się w obrębie wyznaczonej tendencji b charakteryzującej aluwia korytowe (Mycielska- Dowgiałło 1995, 2007, Ludwikowska-Kędzia 2000, Mycielska-Dowgiałło, Ludwikowska- Kędzia 2011). Współczesne osady cechują się ujemnoskośnym rozkładem uziarnienia. Łatwiej można odróżnić osady odsypów od strefy nurtu niż w przypadku zestawienia średniej średnicy ziarna i odchylenia standardowego. Te pierwsze są nieco drobniejsze i charakteryzuje je bardziej symetryczny rozkład uziarnienia. Aluwia z najstarszych paleozakoli, szczególnie z okolic Sowiej Góry o ujemnej skośności lokują się na diagramie Mz-Sk1 podobnie jak współczesne aluwia strefy nurtu. Ujemną skośnością cechują się również aluwia z Jarnic z zakoli o średniej wielkości. Pozostałe aluwia są drobniejsze, mają dodatnie wartości skośności i tym samym wpisują się w trend c – wyznaczony przez Mycielską-Dowgiałło (1995, 2007) jako osady pozakorytowe. Wyróżniony przez Mycielską-Dowgiałło trend d, charakterystyczny dla osadów zbiornikowych i wypełnień paleozakoli zaznacza się bardzo słabo. Badania Szmańdy (2002, 2011) aluwiów pozakorytowych w dolinach Drwęcy i Tążyny czy Ludwikowskiej-Kędzi w dolinie Belnianki (2000) wskazują na wyraźne istnienie tego trendu. Również został on zidentyfikowany w dnach dolin takich

131

jak Wisła w Bramie Krakowskiej i w Kotlinie Sandomierskiej, w potoku Złotny, czy w środkowej i dolnej Wiśle a także Dunaju (Szmańda 2011). W przypadku Liwca podczas przepływów ponad pełnokorytowych często wykorzystywane są dawne zakola jako koryta ulgi, gdzie z przepływów deponowany jest drobny piasek i gruby muł, a drobniejsza mułkowo-ilasta zawiesina jest transportowana dalej. Diagram zależności pomiędzy skośnością a odchyleniem standardowym (ryc. 80C) ukazuje właściwe położenie punktów reprezentujących współczesne aluwia z koryta Liwca ze strefy nurtu tj. na lewym ramieniu paraboli. Tu lokuje się też znaczna część punktów reprezentujących współczesne odsypy. Jak też się spora część aluwiów z paleozakoli o ujemnej skośności i zróżnicowanym wysortowaniu. Są to np. słabo wysortowane aluwia z dużego paleozakola w okolicy Sowiej Góry, średniej wielkości zakola z Jarnic, natomiast pozostałe aluwia głównie odsypów (o symetrycznej i dodatniej skośności, średnim i słabym wysortowaniu, rzadziej dobrym) formują środkową część paraboli. Na wcześniejszych wykresach aluwia te formowały dolny segment trendu pozakorytowego c. Ludwikowska-Kędzia (2000) wyznacza dwa paraboliczne łuki: b, który odpowiada osadom korytowym i c – osadom pozakorytowym. Wzdłuż łuku b skupiają się osady korytowe współczesne i kopalne. Osady pozakorytowe skupiają się wzdłuż łuku c charakteryzującego aluwia gorzej wysortowane, sugerujące okresową dostawę słabiej wysortowanego materiału transportowanego w zawiesinie (Ludwikowska-Kędzia, 2000). Nieco inaczej przedstawia się późniejsza propozycja interpretacji (Mycielska-Dowgiałło 2007, Mycielska-Dowgiałło, Ludwikowska-Kędzia 2011), gdzie lewe ramię paraboli odpowiada osadom korytowym a prawe pozakorytowym. Uzyskany obraz lokacji punktów reprezentujących pobrane z koryta próbki aluwiów Liwca oraz z powierzchni równi zalewowej pozwala stwierdzić, że łuk b obejmuje aluwia korytowe zarówno ze strefy nurtu jak i odsypów - są to osady korytowe, w tym także wezbraniowe, które w przypadku odsypów są wzbogacone w drobniejszą frakcję i dlatego zwykle gorzej wysortowane. Powyżej zaznacza się rozproszona chmura punktów, formująca lewe ramię drugiej paraboli. W przypadku Liwca są to wypełnienia paleozakoli (namuły mineralno-organiczne) oraz mada formowana od średniowiecza (ok. Sowiej Góry, Liwa), jak również występująca na powierzchni równi zalewowej.

132

W powyższy sposób ustalone subśrodowiska depozycji współczesnych aluwiów Liwca pozwoliły na uściślenie interpretacji paleogeograficznej. Najstarsze aluwia wskazują na korytowe subśrodowisko nurtu i odsypów. Dopiero od subatlantyku w odsypach złożonych od 2450 BP, a jeszcze wyraźniej po 2090 BP coraz większy udział mają gorzej wysortowane drobniejsze, masywne, także laminowane warstwy. Po odcięciu zakoli następuje ich zapełnianie nie tylko materią organogeniczną ale również facją pozakorytową. Jednocześnie następuje agradacja w dnie doliny piaszczysto- pylastej mady. Daty uzyskane z gleby w spągu mady wskazują na XII-XIV w. n.e. oraz w spągu wypełnienia w paleozakolu koło Liwa XI-połowa XIII w. n.e. Wskaźniki uziarnienia mogą być obliczane także metodą momentów (Sly i in. 1983). Takie wskaźniki do ustalenia dolnego i górnego reżimu przepływu zastosował Szmańda (2011). Dla aluwiów Liwca także wykonano takie zestawienia (ryc. 81) Na podstawie analizy rozkładu próbek na diagramie zależności pomiędzy skośnością a kurtozą (ryc. 81A) można spróbować określić warunki przepływu. Wartości kurtozy mieszczą się w przedziale 2 – 23 phi, przy średniej wartości 7,15 phi. Większość próbek ma rozkład leptokurtyczny (spłaszczony) w zestawieniu ze skośnością potwierdza to wcześniejsze spostrzeżenia o okresach wyróżniających się zmienną dynamiką przepływów (Racinowski i in. 2001, Gierszewski, Szmańda 2007). Wg interpretacji Szmańdy (2010; za Sly in. 1983) osady kopalne Liwca wpisują się w tendencję dolnego reżimu przepływu z tendencją selektywnej depozycji drobnoklastycznych ziaren z zawiesiny (ryc. 81A, trend a). Natomiast współczesne aluwia Liwca znacznej części strefy nurtu jak i odsypów wpisują się w tendencję odpowiadającą górnemu reżimowi przepływu (ujemne wartości skośności, ryc. 81A trend b). Trudno uwierzyć, że wszystkie osady kopale były akumulowane przy przejściowym lub dolnym reżimie przepływu. Nieco inną interpretację sugeruje zależność między średnią średnicą ziarna i kurtozą obliczoną metodą momentów (ryc. 81B). Na tej rycinie część punktów reprezentujących najgrubsze aluwia paleokoryt znalazła się w polu górnego reżimu przepływu, podobnie jak aluwia strefy nurtu współczesnego koryta. Można zatem przyjąć na podstawie uzyskanych wyników, że zidentyfikowanie subśrodowisk sedymentacji fluwialnej wymaga analizy kilku parametrów jednocześnie.

133

Warto również nadmienić, że przy obliczeniach w metodzie momentów nie uwzględniane są najgrubsze jak i najdrobniejsze frakcje, często występujące w osadach jako domieszki. W przypadku aluwiów Liwca stanowiły one często podstawę do rozdzielenia litofacjalnego osadów. W załączniku 2 zestawiono wykresy wykonane wg Folka i Warda (1957) oraz Sly i in. (1983).

30 A

25 a osady kopalne

osady M4 15 b współczesne - nurt

osady 10 współczesne - odsypy

5 współczesne pozakorytowe

0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 M3

Rycina 81 Diagram współzależności A -skośności (M3) i kurtozy (M4), B- średniej średnicy ziarna (M1) i kurtozy (M4) obliczonych metodą momentów wg Sly i in. (1983) 1 – linia maksymalnych wartości kurtozy, 2 – zakres reżimu przejściowego pomiędzy górnym a dolnym, 3 – górny reżim, 4 – dolny reżim przepływu.

134

Najczęściej stosowanym diagramem do wnioskowania o dynamice środowiska rzecznego jest diagram C-M Passegi (1957, 1964) oraz Passegi i Byramjee (1969). Z rozkładu uziarnienia porównuje się 2 wartości: mediany M (średnia średnica ziarna) i pierwszego percentyla C, wskazującego na kompetencję środowiska transportowego. W pierwszym przypadku wyróżnia się sposób transportu osadów przed ich depozycją na podstawie układu punktów reprezentujących aluwia w postaci S-kształtnego wydłużonego pola, oznaczanego w miejscach załamania punktami N-O-P-Q-R-S oraz owalnego pola osadów pelagicznych T. W drugim przypadku diagram podzielono na IX pól, którym przypisane zostały odpowiednie charakterystyki środowiska transportowego i umożliwia interpretację gdy uzyskano obraz rozrzuconych punktów.

Rycina 82 Diagram C-M wg Passegi (1957, 1964)

Uwzględniając ogólną interpretację zależności C-M (ryc. 82) osady kopalne koncentrują się przede wszystkim w polu IV, które wskazuje na zawiesinę gradacyjną w warunkach dużej turbulencji (Szmańda 2010). W mniejszym stopniu próbki osadów kopalnych lokują się w polu I wskazującym na przewagę trakcji w transporcie osadów,

135

co wskazuje na osady bruku korytowego. Niewielka część punktów znajduje się również w polu V odpowiadającym zawiesinie gradacyjnej transportowanej w warunkach umiarkowanej turbulencji oraz polu VII – zawiesina jednorodna. W polu IV lokują się również punkty odpowiadające współczesnym osadom odsypów. Nieco grubsze ziarna reprezentujące osady odsypu ze stanowiska w Węgrowie lokują się w polu I. Punkty odpowiadające współczesnym osadom korytowym i pozakorytowym mieszczą się w polu I. Autorzy diagramu przypisują je osadom toczonym po dnie z niewielkim udziałem zawiesiny, co odpowiada najgrubszym ziarnom transportowanym w rzece. Wskazuje to na większą dynamikę środowiska współcześnie. W przypadku osadów pozakorytowych potwierdza to fakt, iż ich depozycja odbywa się przy przepływach ponadpełnokorytowych. Na podstawie przebiegu s-kształtnego pola wyznaczono punkty odpowiadające granicznym wielkościom średnicy ziarn w różnych rodzajach transportu (ryc. 82) Wyznaczono wartość Cr - odpowiadającą minimalnej średnicy ziarna przemieszczanej przez toczenie lub wleczenie po dnie, Cs – odpowiadającą największemu wymiarowi ziarna transportowanego w zawiesinie gradacyjnej, głównie przez saltację oraz Cu – wskazującą maksymalny wymiar ziaren transportowanych w zawiesinie jednorodnej (Passega 1957, 1964). Poszczególne wartości graniczne dla osadów współczesnych i kopalnych nieznacznie różnią się od siebie. Wartości Cu wyznaczone dla osadów współczesnych są nieznacznie większe niż te w przypadku osadów kopalnych oznacza to większą kompetencję rzeki współcześnie. Wykres zachowuje zbliżony do wyznaczonego przez Passegę kształt, aczkolwiek ma dwudzielny charakter. Chmura punktów koncentruje się przede wszystkim w polu P-Q-R, co wskazuje na osady różnej wielkości transportowane poprzez saltację i toczenie. Ponadto warto zwrócić uwagę na przesunięcie s-kształtnego pola w przypadku osadów współczesnych, wpisują się one w s-kształtne pole wyznaczone przez Ludwikowską-Kędzię (2000) dla Belnianki. Osady kopalne natomiast wpisują się w pole wyznaczone przez Passegę dla rzek nizinnych. To dodatkowo potwierdza większą kompetencję Liwca współcześnie. Analizując zakres wielkości punktów przegięcia CO, CT, ST, FT wyznaczonych na podstawie krzywych kumulacyjnych omówionych szczegółowo w rozdziale 4 i wartości Cr, Cs, Cu wyznaczone na podstawie diagramu C-M (ryc. 82, zał. 3), zauważalna jest wyraźna różnica w wielkości poszczególnych punktów rozdzielających sposoby

136

transportu osadów. Na tej podstawie można stwierdzić, iż w zależności od zastosowanej metody energia środowiska w przypadku Liwca jest nieco różna we wszystkich analizowanych osadach. W przypadku wielkości maksymalnego ziarna jakie jest transportowane w zawiesinie jednorodnej na podstawie krzywych wg Vishera można określić punk FT na 2-3,32 phi natomiast na podstawie diagramu C-M na 0-1 phi. Ta różnica jest podobna w przypadku pozostałych charakterystycznych wartości średnic ziarna określających dynamikę środowiska.

Rycina 83 Interpretacja rodzajów ruchu ziaren aluwiów Liwca wykonana na podstawie: A – punktów załamania krzywych kumulacyjnych (wg. Vishera, 1969), B - wg Passegi (1964), C – krzywe kumulacyjne wykreślone dla osadów różnych wiekowo 1 – najmłodsze (od 800 BP), 2 – młodsze (od 800 do 2000/2400 BP), 3 – starsze (od 2400 – 7780 BP), 4 – najstarsze (ok. 9500 BP).

137

Krzywe kumulacyjne wykreślone dla osadów różnych wiekowo, wyraźniej wskazują na różnice w sposobie ich transportu (ryc. 83C). Wydaje się, że na ich podstawie najlepiej widać różnice w cechach oraz dynamice środowiska fluwialnego, gdyż poza wartościami charakterystycznych średnic ziarna (punkty przegięć) to dodatkowo widać procentowy udział danego rodzaju transportu. Na ich podstawie można korelować sekwencje osadów występujące w różnych paleozakolach. Pozwoliło to na wyróżnienie 4 charakterystycznych sekwencji wiekowych (ryc. 83C).

5.3. Dynamika procesów fluwialnych Liwca i jej uwarunkowania

Przeprowadzone badania terenowe, laboratoryjne i prace kameralne dla wybranych odcinków doliny Liwca miały na celu rozpoznanie przebiegu procesów fluwialnych w holocenie, ostatnich 200 latach oraz współcześnie. Analiza porównawcza przeprowadzona dla osadów współczesnych i kopalnych rzeki pozwoliła na podjęcie próby w określeniu różnic w układzie i cechach metrycznych koryta współczesnego i w przeszłości oraz w dynamice transportu i depozycji osadów. Liwiec jest rzeką niziną, w większości o naturalnym, w niewielkim stopniu zmienionym biegu koryta, przepływającą przez staroglacjalny krajobraz. Stosunkowo szeroka dolina pozwala na jego swobodne meandrowanie. Prześledzenie układu koryta w przeszłości jest trudne, gdyż rzeka wielokrotnie zmieniała swoje położenie i charakter rozwinięcia i wymaga dalszych bardziej szczegółowych badań. W niektórych przeanalizowanych profilach widać zmiany w sekwencji osadów wskazujące na lateralną migrację koryta oraz ponowne wykorzystywanie porzuconych wcześniej koryt. Wykonanie datowań radiowęglowych oraz analiz geochemicznych pozwoliło na skorelowanie funkcjonowania rzeki z działalnością człowieka w epoce żelaza (kultura przeworska) oraz we wczesnym średniowieczu – okresach o największym rozwoju osadnictwa w dolinie Liwca. Działalność człowieka w obu okresach odzwierciedlają podwyższone zawartości koncentracji metali ciężkich w osadach w szczególności fosforu, baru, cynku i strontu przekraczające wartości tła geochemicznego wyznaczonego dla gleb w Polsce. Stopniowy wzrost poszczególnych pierwiastków śladowych następuje od wczesnego średniowiecza do współczesności. Analiza litodynamiczna depozycji aluwiów Liwca pozwoliła na podjęcie próby prześledzenia dynamiki transportu w poszczególnych okresach funkcjonowania rzeki.

138

Generalnie osady kopalne charakteryzują się mniejszą średnią średnicą ziarna i nieznacznie lepszym wysortowaniem od osadów współczesnych. Co wskazuje na mniejszą dynamikę procesów fluwialnych. Najstarsze generacje paleomeandrów o dużych promieniach, jakie występują w Pierzchałach czy Sowiej Górze, zostały stosunkowo słabo rozpoznane. Wykonane daty C-14 wskazały na ich późniejsze wykorzystywanie najprawdopodobniej jako koryta ulgi, a okresowo także jako koryta rzeczne. Najprawdopodobniej funkcjonowały w podobnym czasie jak na innych obszarach Polski tj. do ok. 9500 BP (np. Falkowski 1971, Kalicki 2006, Starkel 2001). Kolejne koryta pochodzą z mezoholocenu. Cechowały się wąskim i głębokim korytem o promieniu krzywizny około 40 m. Transport osadów korytowych odbywał się głównie poprzez saltację i zawiesinę. Przy czym w zawiesinę włączony był średni piasek (Mz=0,67÷2,23). Na tej podstawie można przypuszczać, iż przepływy mogły osiągać prędkość do 10 cm/s (Teisseyre 1985, Szmańda 2010). Seria laminowanych osadów nad brukiem korytowym wskazuje na znaczne zmniejszenie przepływów, co może odpowiadać przerzutowi koryta i wkładaniu nowego ogniwa aluwiów (Starkel 2001), w przypadku meandra z Borzych w późniejszym okresie nad osadami laminowanymi wykształcił się odsyp meandrowy. Koryto zostało porzucone przed 7780 BP, na co wskazuje poziom gleby kopalnej. Prawdopodobnie taki układ wielokorytowy występował nie tylko w Borzychach. Niewielki spadek doliny w Obniżeniu Węgrowskim oraz osady zastoiskowe w podłożu sprzyjały powstawaniu koryta anastomozującego o poszczególnych krętych odnogach. Na innych odcinkach rozwinęły się małe zakola (Pierzchały, Sowia Góra, Liw), podobnie jak na innych rzekach z tego okresu (Andrzejewski 1984, Florek 1991, Starkel 2001, Krupa 2013). Późniejsza generacja koryta pochodzi z wczesnego subboreału i reprezentuje ją koryto w Pierzchałach (P4, ryc. 21) funkcjonujące do 4480 BP. Na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, iż było to koryto wielkomeandrowe, ale trudno jego rozwój skorelować z fazą licznych zmian i przerzutów koryt na tym fragmencie doliny. Aluwia korytowe zalegające pod warstwą torfu wskazują na spokojne warunki przepływu, jest to średni i drobny piasek transportowany przed depozycją saltacyjnie z dodatkiem mułków z zawiesiny. Najprawdopodobniej osad występujący pod warstwą torfu osadzany był po odcięciu koryta dużego zakola, do

139

którego dochodziły wlewy wody z przepływów ponadpełnokorytowych w okresie wzmożonej aktywności powodziowej (Starkel 2001). Z okresu od późnego subboreału po subatlantyk rozpoznane zakola cechują się zróżnicowanymi promieniami (ryc. 33, 45). Zakole w pobliżu Jarnic (J5) o szerokości 50 m i promieniu krzywizny 40 m odcięte zostało przed 2750 BP. Zakole odcięte 2450 BP położone w Liwie k/zamku ma 14 szerokości i promień 17 m i wpisuje się w etap małych meandrów o znacznej głębokości (bruk korytowy na głębokości 200 cm), co było związane ze wzmożoną aktywnością rzek i pogłębianiem koryta (Kalicki 2006). Także pojawiały się przepływy w starszych zakolach jak w wielkopromiennym (258 m) w Pierzchałach (P1), w którym spąg wypełniającego je torfu datowano na 2090 BP. Okres jego wykorzystania przez wzmożone przepływy dobrze koreluje z wilgotną fazą klimatu wyróżnianą przez Starkla (2005, 2011). Po etapie akumulacji torfu, jeszcze raz do tego zakola następuje dostawa osadów mineralnych podczas przepływów ponadpełnokorytowych. Cały czas przeważają stosunkowo stabilne warunki do rozwoju koryta meandrowego, z depozycją kolejnych sekwencji odsypów. Od epoki żelaza zaczyna się w dolinie Liwca okres związany z rozwojem osadnictwa. Potwierdzają to wyniki badań geochemicznych odzwierciedlające wzrost koncentracji pierwiastków śladowych w aluwiach powiązany z intensywną eksploracją obszaru przez ludność kultury przeworskiej. Początkowo jest to dodatek do aluwiów korytowych depozycji z zawiesiny. Wraz powstawaniem grodzisk we wczesnym średniowieczu, a przede wszystkim w średniowieczu zwiększa się obszar wylesiony i zajęty pod uprawę i zmienia się typ aluwiów. W korycie Liwca następuje zwiększona depozycja z transportu zawiesinowego przy jednoczesnej agradacji mad w dnie doliny. Średnie roczne tempo agradacji można oszacować na 0,84 do 1,4 mm. Cechy sedymentologiczne aluwiów w badanych paleozakolach ogólnie są ze sobą skorelowane. Najstarsze i największe cechowały się znaczną dynamiką przepływu. W transporcie wleczeniowym przemieszczane były ziarna bardzo grubego piasku i drobnego żwiru (do ponad 4 phi), okresowo w zawiesinie były transportowane ziarna piasku średnioziarnistego i jej udział w akumulowanych aluwiach sięgał kilkunastu %. Dominowała depozycja z saltacji. Ziarna <0,062 mm (pylaste i ilaste) nie występują w najstarszych osadach. Serie wypełniające zakola średnie i mniejsze cechują się

140

dobrze wysortowanymi aluwiami piaszczystymi z niewielkim dodatkiem mułów, zdecydowanie przeważa depozycja z saltacji, która obejmuje ponad 90 % osadów. Natomiast okresowo znaczny był udział depozycji z wleczenia (nawet do 30 %) i tak transportowane były ziarna od bardzo drobnego żwiru po średni piasek. Wraz z rozwojem osadnictwa najpierw pojawia się więcej domieszek mułu w aluwiach określonych jako młodsze, natomiast nie ma istotnej różnicy w wielkości ziaren. Dopiero wraz z powstawaniem w sąsiedztwie doliny grodzisk zmienia się typ sedymentacji (najmłodsze aluwia), której cechą jest większy udział depozycji z zawiesiny ziaren pylastych w odsypach i domieszką pyłu w madzie. W tym czasie okresowo pojawiają się także domieszki depozycji z transportu wleczeniowego. Późniejsze transformacje koryta Liwca można prześledzić na podstawie archiwalnych map topograficznych. Analiza archiwalnych map wykazała, iż Liwiec zmieniał swój charakter od anastomozujacego złożonego przez anastomozujące z drugorzędnymi bocznymi korytami do meandrującego jednofazowego lub krętego lokalnie wielomodalnego. Anastomozujący charakter wyraźny jest na najstarszych dostępnych dla badanego obszaru mapach Reymanna z początku XIX w oraz Mapie kwatermistrzostwa z 1859 r. na odcinkach rozległych obniżeń o genezie wytopiskowo- zastoiskowej. W wyniku działalności człowieka zmienił się układ rzeki na jednokorytowy meandrowy. Krętość rzeki zmieniała się w czasie z tendencją wzrostu krętości współcześnie. Odcinki o największej krętości związane są z odcinkami przełomowymi m.in. poniżej i powyżej Mokobód oraz miedzy Pierzchałami a Liwem. Współcześnie Liwiec przyjmuje charakter rzeki od krętej do meandrującej, z jednym zachowanym odcinkiem o charakterze anastomozowania. Wcięcie rzeki w wyniku regulacji i prac melioracyjnych na głębokość ok. 1 m, stabilizacja sieci osadniczej, słaby kontakt wysoczyzny morenowej użytkowanej rolniczo z dnem doliny (trwale zadarnione lub zalesione zbocza doliny) spowodowały, że współczesne aluwia są najlepiej wysortowane i stosunkowo gruboziarniste.

141

Rycina 84 Zmiany wartości średniej średnicy ziarna, odchylenia standardowego, skośności oraz parametrów wybranych zakoli na tle wzmożonej działalności rzek (Starkel 1995) 6. Wnioski

W oparciu o wyżej przestawione wyniki badań i analiz można przestawić następujące wnioski dotyczące dynamiki holoceńskich procesów fluwialnych w dolinie Liwca: • Rozwój koryta Liwca koreluje z etapami wyznaczonymi dla innych rzek Polski (Falkowski 1971, 1975, Starkel 2001). Transformacja koryta Liwca objęła etapy rozwoju od wielkomeandrowej przez średnio- i mało-meandrową, anastomozującą do etapu małych / średnich meandrów. Od początku holocenu Liwiec funkcjonuje jako rzeka meandrująca.

• Największe zakola osiągające promień 200-250 m były wykorzystywane przez Liwiec dłużej niż paleozakola podobnej wielkości znane z innych rzek Polski (do 4480±60 i 2090±80 BP).

• W mezoholocenie funkcjonowały w Liwcu wąskie i głębokie koryta a rzeka miała wówczas najprawdopodobniej anastomozujący charakter.

• W Atlantyku Liwiec miał meandrowy układ o średniej wielkości meandrach.

• Obecnie Liwiec funkcjonuje jako rzeka meandrowa, miejscami kręta z jednym odcinkiem anastomozującym.

• Budowa geologiczna obszaru (piaski wodnolodowcowe, piaski drobne) sprzyja swobodnemu meandrowaniu.

• Badania geochemiczne potwierdzają wpływ człowieka na badanym obszarze w szczególności w epoce żelaza (kultura przeworska) i wczesnym średniowieczu / średniowieczu.

• Działalność człowieka w dolinie Liwca wpłynęła na zmiany w układzie koryta rzeki, co jest widoczne na mapach z połowy XIX w. i początku XX w., gdzie na przestrzenie około 50 lat porzucona (odcięta) została większość koryt drugorzędnych współcześnie wykorzystywanych w znacznym stopniu jako rowy melioracyjne.

• Wraz ze zmianą układu koryta następuje niewielka zmiana w uziarnieniu osadów Liwca. Bruk korytowy w makromeandrach cechuje się większą średnią średnicą ziarna niż w przypadku analogicznych osadów z paleozakoli średnich i małych rozmiarów. Ogólnie od początku holocenu następuje poprawa wysortowania aluwiów, przeważa sedymentacja lateralna, związana z rozwojem zakoli. Dopiero od epoki żelaza (wraz z osadnictwem kultury przeworskiej) następuje dostawa drobnego materiału do transportu fluwialnego, od wczesnego średniowiecza a szczególnie od średniowiecza rozpoczyna się agradacja mady w dnie doliny.

• Osady współczesne wskazują na większą dynamikę środowiska w porównaniu z badanymi osadami kopalnymi, co jest związane z większym spadkiem rzeki jako skutkiem regulacji (odcięcie zakoli). Wartości pierwszego percentyla (C) są zbliżone do występujących w rzece wielkomeandrowej.

• Na podstawie analizy diagramów zależności pomiędzy wskaźnikami sedymentologicznymi trudno jednoznacznie określić subśrodowisko fluwialne nizinnej rzeki meandrującej jaką jest Liwiec. Bardzo pomocna okazała się analiza litodynamiczna współczesnych osadów, która wskazała na znaczą część depozycji odsypów jako należącą do trendu pozakorytowego (dolna części trendu oznaczanego w literaturze jako drugi). To pozwoliło aluwia występujące w paleozakolach w przewadze zaliczyć do korytowych. Ich transport przed depozycją odbywał się głównie w saltacji. Zarówno na diagramie Passegi jak i na krzywych Vishera wskazano jako najbardziej dynamiczne środowisko fluwialne rzeki wielkomeandrowej i współczesnej oraz przewarstwienia występujące wśród namułów/torfów (datowanych w spągu na 204-2 AD i 1027-1250 AD, czy na podstawie pierwiastków śladowych na późne średniowiecze). Cechą osadów wypełniających paleozakola jest ich transport w saltacji z dodatkiem zawiesiny. Można to uznać za charakterystyczne dla doliny Liwca, w której podczas przepływów wezbraniowych wykorzystywane są dawne paleozakola.

• Współcześnie Liwiec charakteryzuje się znaczną erozją boczną. W ostatnich 200 latach oszacowano jej tempo na 0,4-0,7 m średnio rocznie, do 1 m maksymalnie. Proces rozwoju zakoli nie jest zbyt szybki – rozwój zakola o promieniu 75 m do dojrzałej może trwać 100 do 500 lat (średnio około 200 lat).

144

7. Literatura

Albrycht A., 2001, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Łosice (530), Państwowy Instytut Geologiczny, Andrzejewski L., 1984, Dolina Zgłowiączki – jej geneza i rozwój w późnym glacjale i holocenie, Dokumentacja Geograficzna IGiPZ PAN t. 3, s. 84 Andrzejewski L., 1985, Niektóre zagadnienia kształtowania się systemu fluwialnego w późnym glacjale i holocenie na postawie wybranych dolnych odcinków dopływów dolnej Wisły, Przegląd Geograficzny, T. LVII, z. 4, 1985 Andrzejowski J., 1983, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 49 – 72, Narodowy Instytut Dziedzictwa Andrzejowski J., 1984a, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 49 – 71, Narodowy Instytut Dziedzictwa Andrzejowski J., 1984b, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 49 – 71, Narodowy Instytut Dziedzictwa Andrzejowski J., 2001a, Przemiany osadnicze i kulturowa na wschodnim Mazowszu i południowym Podlasiu, [w:] Najstarsze dzieje Podlasia w świetle źródeł archeologicznych, red. Bryńczak, Urbańczyk, IHAP, Siedlce 2001, s. 95-136 Andrzejowski J., 2001b, Wschodnia strefa kultury przeworskiej – próba definicji, „Wiadomości Archeologiczne” LIV (54), 1995–1998 s. 59–87. Andrzejowski, J. 2001c, Nowe znaleziska z cmentarzyska kultury przeworskiej w Nadkolu nad Liwcem, Wiadomości Archeologiczne t. 54, s. 180 Andrzejowski J., 2004, Kultura przeworska i wielbarska na prawobrzeżnym Mazowszu i Podlasiu, [w:] Archeologia Mazowsza i Podlasia, Studia i materiały, t. III, Warszawa, s. 109-128. Andrzejowski J., 2005, Liwiec river as axis of local settlement structures of the Przeworsk and Wielbark Cultures, [w:] Wasserwege: Lebensadern – Trennungslinien (wyd. C. von Carnap-Bornheim, H. Friesinger), Schriften des Ar¬chäologischen Landesmuseums, Ergänzungsreihe Bd. 3, Neumünster, s. 231–252. Angiel M., 1977, Studium morfodynamiczne koryta rzeki Unieszynki, praca magisterska, arch. Instytut Geografii UG (maszynopis) s. 53. Angiel M., 1999, Morphodynamic structure of a river channel in a late-glacial relief area (case of the Łeba river, Pomorze Region in the North-Western Poland), Prace Geograficze, z. 104, 69-106 Antczak B., 1986, Transformacja układu koryta i zanik bifurkacji Warty. Wyd. Nauk. UAM, Poznań Aston MA., Martin MH., Jackson AW., 1998, The use of heavy metal soil analysis for archeological surveying, Chemosphere, t. 37, z. 3, s. 465-477 Bagnold RA., 1956, The flow of cohesionless grains in fluids, Royal Society (London), Philos. Trans., vol. 249, s. 235-297. Bala E., 2016, Charakterystyka koryta rzeki oraz zabiegów melioracyjnych i regulacyjnych w dolinie środkowego Liwca, Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie, t. 448, z. 1, s. 2-8 Bala E., Smolska E., 2012, Zmiany układu rzeki Liwiec w ciągu ostatnich 200 lat, Acta Geographica Lodziensia, Łódzkie Towarzystwo Naukowe, t. 100, s. 9-19

145

Bala W., Kosturkiewicz A., Marcilonek S., 1989, Aktualny stan potrzeb i niezbędne działanie w kierunku pełnego wykorzystania i prawidłowej eksploatacji urządzeń i systemów melioracyjnych, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych nr 375, s. 191-202 Bednarz K., Pobratyn A., Wojciechowska K., Tomassi-Morawiec H., Kwecko P., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Liw (491), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Błaszkiewicz M., 1998, Dolina Wierzycy, jej geneza oraz rozwój w późnym plejstocenie i wczesnym holocenie, Dokumentacja Geograficzna, t. 10, s. 147 Bork H.-R., 1989, Soil erosion during the past millenium in central Europe and its significance within the geomorphodynamics of the Holocene. Catena, Suppl.15, 121-131. Borys M., 2011, Ocena stanu technicznego i przydatności urządzeń przeciwpowodziowych w obszarach problemowych w dorzeczu Wisły Środkowej. Stan dotychczasowej wiedzy i dalsze kierunki prac, Ekspertyza, Falenty, 2011 Brice JC., 1964, Channel patterns and terraces of the Loup Rivers in Nebraska, U.S. Geol. Surv. Prof. Pap. T. 442, s. 1-41 Brice, J. C., 1975, Air photo interpretation in the form and behavior of alluvial River. Final Report for US Army Research Office Rotnicki 1988, Brilly M., (red.) 2010, Hydrological Processes of the Danube River Basin, Perspectives from the Danubian Countries, Springer Netherlands, s. 436. Bruj M., Krupiński KM, 2000, Jeziorny charakter obniżenia węgrowskiego w interglacjale eemskim, Przeegląd Geograficzny, t. 48, nr 1, s. 77-83 Brykała D., 2006, Prace regulacyjne melioracje wodne w zlewni Skrwy w XX wieku, Dokumentacja Geograficzna, t. 32, s. 30-34 Bryńczak B., 2001, Epoka kamienia na obszarze regionu siedleckiego, [w:] Najstarsze dzieje Podlasia w świetle źródeł archeologicznych, red. Bryńczak, Urbańczyk, IHAP, Siedlce 2001, s. 21-54 Bryńczak B., 2002, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 57 – 79, Narodowy Instytut Dziedzictwa Bryńczak B., 2003, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 57 – 78, Narodowy Instytut Dziedzictwa Brzezina R., 2000, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Krzesk (466), Państwowy Instytut Geologiczny, Chien N., 1956, The present status of research on sediment transport, Am. Soc. Civil Engin. Trans. Paper, t. 2824, s. 833-844 Ciepielowski A., Dąbkowski L., Kiciński T., 1969, Projekt biotechnicznej zabudowy rzeki Liwiec na odcinku Borzymy – Urle, Polskie Towarzystwo Gleboznawcze w Warszawie Ciszewski D., 2001, Możliwości i problemy zastosowań metali ciężkich do datowania osadów aluwialnych na przykładzie środkowej Odry, Czasopismo Geograficzne t. 72, s. 35-69. Ciupa T., 1990, Dynamika transportu i uziarnienie rumowiska wleczonego Białej Nidy, Dokumentacja Geograficzna, z.1., s. 51-69, Cwetsch K., 1986, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 57 – 77, Narodowy Instytut Dziedzictwa

146

Czarnowska K., 1996, Ogólna zawartość metali ciężkich w skałach macierzystych jako tło geochemiczne gleb, Roczniki Gleboznawcze, t. XLVII, supl. S. 43-50 Dąbrowska T., 1972, Nowe materiały z cmentarzyska w Starej Wsi, pow. Węgrów Wiadomości Archeologiczne, t. 37, s. 484-503 Dąbrowska T., 1973, Cmentarzysko kultury przeworskiej w Karczewcu, pow. Węgrów, [w:] Materiały Starożytne i wczesnośredniowieczne, PMA t. II, 1973, s. 383-527 Dąbrowska T., 1981, Kultura przeworska a kultura wielbarska na Mazowszu i Podlasiu, [w:] Problemy kultury wielbarskiej, Słupsk 1981, s. 117-125. Dąbrowska T., 1995-1998, Wschodnie tereny kultury przeworskiej w młodszym okresie przedrzymskim, Wiadomości Archeologiczne, t. LIV, s. 25-36 Dąbrowska T., 2001, Wschodnie tereny kultury przeworskiej w młodszym okresie przedrzymskim, „Wiadomości Archeologiczne” LIV (54), 1995–1998, s. 25–36. Dearing JA., Battarbee RW., Dikan R. Larocque I., Oldfield F., 2006, Human environment interactions: learning from the past, Regional Environment Change, t. 6, s. 1-16 Dépret T., Riquier J., Piégay H., 2017, Evolution of abandoned channels: Insights on controlling factors in a multi-pressure river system, Geomorphology t. 294 (2017) s. 99–118 Dębski K., Kiciński T., Ciepielowski A., Dąbkowski L., 1968, Projekt biotechnicznej zabudowy rzeki Liwiec na odcinku Julin Gniazdowo, Katedra Budownictwa Wodnego SGGW, Warszawa Doroz K., Giełżecka-Mądry D., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., Hrybowicz G., 2011, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Kałuszyn (527), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Dynowska I., 1994, Reżim odpływu rzecznego, plansza 32.3 Odpływ rzeczny [w:] Atlas Rzeczpospolitej Polskiej, IG PZ PAN, wyd. PPWK im E. Romera S.A, Warszawa. Dzierżek, J., Nitychoruk, J., Wróblewski, W., 1990, Wczesnośredniowieczne grodzisko we wsi Grodzisk, woj. Siedlce, w świetle badań geologiczno- geomorfologicznych, Sprawozdania Archeologiczne, t. 41, 1990, s. 317 – 326, Einstein HA., 1950, The bed-load function for sediment transportation in open channel flows, U.S. Dept. Agriculture Tech. Bull. Vol. 1026, p. 70. Einstein HA., Chien N., 1953, Can the rate of wash load be predicted from the bed-load function? Am. Geophys. Union Trans. t. 34, s. 876-882. Falkowski E., 1967, Ewolucja holoceńskiej Wisły na odcinku Zawichost-Solec i inżyniersko-geologiczna prognoza dalszego jej rozwoju, Biuletyn Instytutu Geologicznego, Warszawa, 57-142. Falkowski E., 1971, Historia i prognoza rozwoju układu koryta wybranych odcinków rzek nizinnych Polski, Biuletyn Geologiczny t. 12, s. 5-121 Falkowski E., 1975, Variability of channel process of lowland rivers in Poland and changes of the valley floors during the Holocene, Biuletyn Geologiczny, t. 19, s. 45-78. Figiel M., 1998, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 58 – 81, Narodowy Instytut Dziedzictwa Florek E., 1978, Wybrane metody badania współczesnych zmian koryta rzecznego na przykładzie dolnego Bobru, Badania Fizjograficzne nad Polską Zachodnią, 31, seria A, Geografia Fizyczna s. 57-78

147

Florek W., 1991, Postglacjalny rozwój dolin rzek środkowej części północnego skłonu Pomorza. WSP, Słupsk Florek W., Florek E., Mycielska-Dowgiałło E., 1987, Morphogenesis of the Vistula Valley between Kępa Polska and Płock in the Late Glacial and Holocene, [w:] Evolution of the Vistula River Valley during the last 15 000 years, part II, Geographical Studies, Special Issue 4, IGiPZ PAN, 189-205 Folk RL., Ward WC., 1957, Brazos river bar: a study in the significance of grain size parameters, Journ. Sed. Petrol. T. 27, z. 1, s. 3-26. Gajownik K., 1962, Próba określenia udziału wód podziemnych w bilansie wodnym w dorzeczu Liwca. Praca Magisterska (maszynopis), Katedra Hydrogeologii Uniwersytet Warszawski Gałka M., Marszałek S., Bojakowska I., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Siedlce Północ (529), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Gałka M., Marszałek S., Pasieczna A., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Mokobody (528), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Gałka M., Wojciechowska K., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Węgrów (492), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Gębica P., 1995, Ewolucja doliny Wisły pomiędzy Nowym Brzeskiem a Opatowcem w Vistulianie i Holocenie, Dokumentacja Geograficzna, IGiPZ PAN, t. 2, s. 1-97 Gierszewski P., Habel M., 2013, Cechy litologiczne osadów dennych Kanału Bydgoskiego. Lithological properties of bottom deposits of the Bydgoszcz Canal. Journal of Health Sciences. 2013; 3 (14) s. 56-65. Gierszewski P., Szmańda J.B., 2007, Interpretacja środowisk sedymentacyjnych zbiornika włocławskiego na podstawie badań uziarnienia osadów dennych, [W:] E. Smolska, D. Giriat (red.), Rekonstrukcja dynamiki procesów geomorfologicznych – formy rzeźby i osady. Wydział Geografii i Studiów Regionalnych UW, Komitet Badań Czwartorzędu PAN, Warszawa: 165-176. Giriat D., 2002, Cechy teksturalne osadów korytowych Wisły poniżej zapory we Włocławku, [w:] Zapis działalności człowieka w środowisku przyrodniczym, Wydz. Geogr. I Studiów Reg. UW Wyższa Szkoła Agrobiznesu w Łomży, r. 2002, s. 41-50 Gonera P., 1986, Zmiany geometrii koryt meandrowych Warty. Wyd. Nauk. UAM, Poznań Lehotský M., Novotný J., Szmańda J.B., Grešková A., 2010, A suburban inter-dike river reach of a large river: Modern morphological and sedimentary changes (the Bratislava reach of the Danube River, Slovakia), Geomorphology 117, 178-308 Gruszecki S., 1976, Węgrów kolebką arianizmu polskiego, Rocznik Mazowiecki, t. 6, s. 318-322 Gumiński R., 1954, Meteorologia i klimatologia dla rolników, Warszawa Havliček P., 1991, The Morava river basin during the last 15,000 years, [w:] L. Starkel, K.J. Gregory, Thornes (red.), Temperate paleohydrology, Wiley, Chichester. Hjulström F., 1935, Studies of the morphological activity of rivers as illustrated by the river Fyris, Bull. Geol. Inst. t. 25.

148

Hooke JM. 1995. River channel adjustment to meander cutoffs on the River Bollin and River Dane, northwest England. Geomorphology t. 14, s. 235–253. Hooke JM. 2004. Cutoffs galore!: occurrence and causes of multiple cutoffs on a meandering river. Geomorphology t. 61, s. 225–238. Hooke JM. 2007a. Spatial variability, mechanisms and propagation of change in an active meandering channel. Geomorphology t. 84, s. 277–296. Hooke JM. 2007b. Complexity, self-organization and variation in behavior in meandering rivers. Geomorphology t. 91, s. 236–258. Horak J., Hercman M., 2013, Use of trace elements from historical mining for alluvial sediment dating, Soil and Water Resources, t. 8, z. 2, s. 77-86 Horowits A., Elrick KA., 1991, The use of sediments-trace element geochemical models for the identification of local fluvial baseline concentrations, Sediment and stream water quality in a changing environment: trends and explanation, t. 203, s. 339-348 Hudson-Edwards K., Macklin MG., Curtis CD., Vaughan DJ., 1998, Chemical immobilization of contaminant metals within floodplain sediments in an incising river system: implications for dating and chemiostratigraphy, Earth Surface Processes and Landforms, t. 23, s. 671-684. Huisink M., 1997, Late-glacial sedimentological and morphological changes in a lowland river in response to climatic change: the Maas, southern Netherlands, Journal of Quaternary Science, t. 12, z. 3, s. 209-223 Jankowska J., Radzka E., Rak J., 2013, Ocena skuteczności pracy miejskiej oczyszczalni ścieków komunalnych w Węgrowie, Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie, t. 56, nr 1, s. 30-35 Jurkiewicz-Karnikowska E., 2015, Diversity of aquatic mollusc in a varied river landscape: fragment of the lower Liwiec river, Folia Malacologica, t. 23, nr 1, s. 64-65 Kabata-Pendias A., Pendias H., 2001, Trace elements in soils and plants, third edition, CRC Press, s. 403 Kabata-Pendias A., Piotrowska M., Motowicka-Terelak T., Maliszewska-Kordybach B., Filipak K., Krakowiak A., Pietruch C., 1995, Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb, Biblioteka monitoringu środowiska, Warszawa, s. 1-35 Kaczanowski P., Kozłowski J.K., 1998, Wielka Historia Polski Tom 1, Najdawniejsze dzieje ziem polskich (do VII w.), FOGRA Oficyna Wydawnicza Kaczmarzyk J., 1997, Charakterystyka środowiska sedymentacyjnego Wieprzy w świetle uziarnienia osadów korytowych holoceńskich paleomeandrów, Geologia i Geomorfologia 3, Słupsk 1997 Kalaga J., 1989, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 53 – 76, Narodowy Instytut Dziedzictwa Kalaga J., Głowacz R., 1986, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 52-75, Narodowy Instytut Dziedzictwa Kalembasa D., Becher M., 2009a, Frakcje azotu w glebach torfowo-murszowych w dolinie górnego Liwca, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, t. 9, z. 2, s. 73-82 Kalembasa D., Becher M., 2009b, Kwasy huminowe gleb torfowo-murszowych w dolinie górnego Liwca, Roczniki Gleboznawcze, t. 60, nr 3, s. 100-106

149

Kalembasa D., Becher M., 2010, Zasobność w fosfor gleb użytków zielonych doliny Liwca na Wysoczyźnie Siedleckiej, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, t. 10, z. 3, s. 107-117 Kalembasa D., Pakula K., Becher M., 2007, Metale ciężkie w madach rzecznych doliny rzeki Liwiec, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, t. 520, nr 2, s. 473-478 Kalembasa D., Pakuła K., Becher M., 2009, Profile Differences of Fe, Al and Mn in the peat-muck soils in the upper Liwiec river valley, Acta Scientiarum Polonorum – Agricultura, t. 8, nr 2, 31-41 Kalicki T., 1992, Zmiany rozwinięcia Wisły pod Krakowem w późnym Vistulianie w świetle nowych stanowisk w Pleszowie i Łęgu, Folia Geographica, Series Geographica Physica, t. 23, s. 11-124 Kalicki T., 2006, Zapis zmian klimatu oraz działalności człowieka i ich rola w holoceńskiej ewolucji dolin środkowoeuropejskich, PAN IGiPZ, Warszawa, Kalicki T., Starkel L., Sala J., Soja R., Zernickaya VP., 1996, Subboreal paleochannel system in the Vistula valley near Zabierzów Bocheński (Sandomierz Basin), [w:] L. Starkel, T. Kalicki (red.) Evolution of the Vistula river valley during last 15 000 years part VI, Geographical Studies, Special Issue, t. 9, s. 129-158. Kamykowska M., Kaszowski L., Krzemień K., 1999, River channel mapping instruction. Key to the river bed description, w: Krzemień K. (red.) River channels - pattern, structure and dynamics, Wyd. Instytu Geografii UJ, s. 9-25 Kamykowska M., Kaszowski L., Krzemień K., 2012, Kartowanie koryt rzecznych, [w:] Krzemień K. (red.), Struktura koryt rzek i potoków (studium metodyczne), Wyd. Inst. Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ, Kraków, s. 15-41 Kamykowska M., Kaszowski L., Krzemień K., Niemirowski M., 1975, Instrukcja do kartowania koryt rzecznych, maszynopis, Kraków UJ, s. 1-11 Kaniecki A., 1976, Dynamika rzeki w świetle osadów trzech wybranych odcinków Prosny, Prace Komisji Geograficzno-Geologicznej, PTPN 17 Kazimierski J., 1970, Z dziejów Węgrowa w XV-XVII wieku, Rocznik Mazowiecki, t. 3, 1970, s. 267-282 Kelly J., Thornton I., Simpson PR., 1996, Urban Geochemistry: A study of the influence of anthropogenic activity in the heavy metal content of soil in traditionally industrial and non-industrial areas of Britain, Applied Geochemistry t. 11, s. 363-370. Kempisty E., 1972, Materiały tzw. Kultury grzebykowo-dołkowej z terenu Mazowsza i Podlasia, Wiadomości Archeologiczne t. 37, z. 4, s. 411-483 Kempisty E., 1973, Kultura ceramiki grzebykowo-dołkowej na Mazowszu i Podlasiu, Wiadomości Archeologiczne, t. 38, z 1, s. 3-76 Kempisty E., 1975, Przegląd kultur neolitycznych na Mazowszu, [w:] Badania archeologiczne a Mazowszu i Podlasiu, E. Kempisty, S. K. Kozłowski red., Warszawa, s. 41-64 Kiciński T., 1971, Biotechniczna zabudowa rzeki na przykładzie Liwca, Melioracje Rolne. Biuletyn Informacyjny, nr 3–4, s. 7-22. Kiciński T., Palczyński J., 1969, Projekt biotechnicznej zabudowy rzeki Liwiec w miejscowości Nadkole i Julin, Polskie Towarzystwo Gleboznawcze w Warszawie

150

Klimek K., 1993, Środowisko sedymentacji osadów pozakorytowych w dolinach Przemszy i Wisły Śląskiej [w:] K. Klimek (red.) Antropogenne aluwia Przemszy i Wisły Śląskiej, Sosnowiec, Georama 1, s. 3-15 Klimek K., 1996, Aluwia Rudy jako wskaźnik 1000-letniej degradacji płaskowyżu Rybnickiego [w:] A. Kostrzewski (red.) Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych, UAM, t. 2, s. 155-166. Klimek K., 2000, The sudetic tributaries of Upper Odra transformation during the Holocene period, Studia Geomorphologica Catptho-Balcanica 34, PAN Kraków, 27-45 Klimek K., 2002, Zapis pradziejowej i historycznej erozji gleb w deluwiach i aluwiach górnośląskiej części dorzecza Odry, [w:] P. Szwarczewski, E. Smolska (red.) Zapis działalności człowieka w środowisku przyrodniczym, WGSR UW Warszawa, WSA Łomża, t. 1. S. 57-63. Klimek K., Zawilińska L., 1985, Trace elements in alluvia of the Upper Vistula as indicators of palaeohydrology, Earth Surface Processes and Landforms, t. 27, s. 391-402. Kobojek E, 1997, Morfologia i budowa geologiczna środkowego odcinka doliny Rawki między Rawą Mazowiecką a Nowym Dworem, AUL, Folia Geographica Physica, t. 1, s. 187-195 Kobojek E., 2000, Morfogeneza doliny Rawki, Acta Geographica Lodziensia. T. 77, s. Kobojek E., 2004, Środowiskowe skutki melioracji i regulacji rzek w dolinie Bzury w okolicach Łowicza, Acta Universitatis Lodziensis, Folia Geographica Phisica 6, s. 31 46 Kobojek E., 2007, Litologiczne uwarunkowania rozwoju współczesnych meandrów Rawki, [w:] Rekonstrukcja dynamiki procesów geomorfologicznych – formy rzeźby i osady, red. E. Smolska, D. Giriat, WGiSR UW, Warszawa, s. 260-267 Kobojek E., 2009, Reakcja rzek nizinnych na antropopresję, Łódź Kołodziejczyk A., Swat T, Szczupak M, 2006, Węgrów dzieje miasta i okolic 1944-2005, Towarzystwo Ziemi Węgrowskiej. Kołodziejczyk A., Swat T., 1991, Węgrów, dzieje miasta i okolic w latach 1441-1944, Towarzystwo Miłośników Ziemi Węgrowskiej Kondracki J., 2011, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN Kordowski J., 2003, Struktury wewnętrzne i uziarnienie osadów pozakorytowych doliny dolnej Wisły w Kotlinie Toruńskiej i Basenie Unisławskim, Przegląd Geograficzny t. 75, z. 4, s. 601-621 Korycińska M., Królak E., 2006, The use of various biotic indices for evaluation of water quality in the lowland rivers of Poland [exemplified by the Liwiec River], Polish Journal of Environmental Studies, t. 15, nr 3, s. 419-428 Kostrzewski A., 1970, Uziarnienie I obróbka współczesnych aluwiów Bobru jako wyraz dynamiki rzecznego środowiska sedymentacyjnego, Prace Komisji Geograficzno- Geologicznej, PTPN t. 7, z. 4 Kot H. (red.), 1997, Przyroda województwa siedleckiego, Siedlce, Wydawnictwo Urząd Wojewódzki w Siedlcach Wydział Ochrony Środowiska Królak E., 1999, Heavy metals and phosphorus in snails of the River Liwiec and its tributaries, Folia Malacologica, t. 7, nr 4, s. 365 Królak E., Korycińska M., 2008, Taxanomic composition of macroinvertebrates in the Liwiec River and its tributaries [cetral and eastern Poland] on the basis of

151

chosen physical and chemical parameters of water and season, Polish Journal of Environmental Studies, t. 17, nr 1, s. 39-50 Krupa J., 2013, Naturalne i antropogeniczne procesy kształtujące dno doliny Czarnej Nidy w późnym vistulianie i holocenie, Folia Quaternaria, t. 81, s. 5-174 Leopold LB, 1960, River meanders, Bulletin of Geological Society of America, vol. 71. Leopold LB, Maddock T. Jr. 1953, The hydraulic geometry of stream channels and some physiographic implications, U.S. Geological Survey Professional Paper vol. 252, Leopold LB, Wolman MG., 1957, River channel patterns: braided, meandering and straight, US Geological Survey Professional Paper, t. 282B, s. 39-85 Leopold LB., Wolman MG., Miller JP., 1964, Fluvial processes in geomorphology, San Francisco, London, W.F. Freeman and Co. Ludwikowska-Kędzia M., 2000, Ewolucja środkowego odcinka doliny rzeki Belnianki w późnym glacjale I holocenie, Wydawnictwo Akademickie Dialog, Warszawa Łuniewski T., 1881, Pamiętnik Fizyograficzny, Wyd. staraniem E. Dziewulskiego i Br. Znatowicza, Warszawa Macklin MG., Benito G., Gregory KJ., Johnstone E., Lewin J., Michczyńska DJ., Soja R., Starkel L., Thorndycraft VR., 2006, Past hydrological events reflected in the Holocene fluvial record of Europe, tom. 66, z. 1–2, s. 145-154 Małek M., 2004, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Siedlce Południe (565), Państwowy Instytut Geologiczny, Mannion, A.M., 2001, Zmiany środowiska Ziemi. Historia środowiska przyrodniczego i kulturowego [Global environmental change: a natural and cultural environmental history], Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Mączka D., 2010, Atrakcje turystyczne i rekreacyjne doliny rzeki Liwiec w powiecie węgrowskim, Zeszyty Naukowe WSG w Bydgoszczy Turystyka i Rekreacja, t. 7, s. 150-158 Mądry S., Kwecko P., Bojakowska I., Tomassi-Morawiec H., Król J., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Kamieńczyk (452), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Michno A., 2004, Transformacja doliny dolnej Nidzicy w holocenie, IGiGP UJ, Kraków Młynarczyk Z., 1985, Rola wielkości i ziarna w transporcie fluwialnym, Prace Komisji Geograficzno-Geologicznej, PTPN, t. 21. Młynarczyk Z., 1996, transport materiału piaszczystego w korycie rzeki meandrującej i krętej, Acta Quaternaria, t. 1. Mogielnicka-Urban M., 2001, Problemy epoki brązu i wczesnej epoki żelaza na Mazowszu i Podlasiu, [w:] Najstarsze dzieje Podlasia w świetle źródeł archeologicznych, red. Bryńczak, Urbańczyk, IHAP, Siedlce 2001, s. 55-94 Mojski JE, 1986 (red.), Mapa Geomorfologiczna Polski 1:500 000, ark. Warszawa Wsch. Montgomery DR., Buffington JM., 1993, Channel classification, prediction of channel response, and assessment of channel condition, Timber Fish & Wild-life, Seattle, s. 110 Mordziński S., 1970, Analiza występowania krzywizn na przykładzie rzeki Liwca, Zeszyty Naukowe SGGW – Melioracje Rolne z. 9, s. 99-104 Moszczyńska, B., 1987, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 51 – 74, Narodowy Instytut Dziedzictwa Mycielska-Dowgiałło E., 1995, Wybrane cechy teksturalne osadów i ich wartość interpretacyjna [W:] E. Mycielska-Dowgiałło, J. Rutkowski (red.) Badania

152

osadów czwartorzędowych. Wybrane metody i interpretacja wyników. Uniwersytet Warszawski, Warszawa, s. 29-105 Mycielska-Dowgiałło E., 1998, Metody badań cech tekstualnych osadów klastycznych i wartość interpretacyjna wyników, [w:] Badania cech tekstualnych osadów czwartorzędowych i wybrane metody oznaczania ich wieku pod red. E. Mycielskiej-Dowgiałło, J. Rutkowskiego, Wyd. SWPR, Warszawa Mycielska-Dowgiałło E., 2007, Metody badań cech teksturalnych osadów klastycznych i wartość interpretacyjna wyników [W:] E. Mycielska-Dowgiałło, J. Rutowski (red.) Badania cech tekstualnych osadów czwartorzędowych i wybrane metody oznaczania ich wieku. Wyd. Szkoły Wyższej Przymierza Rodzin, Warszawa, s. 95-180 Mycielska-Dowgiałło E., Ludwikowska-Kędzia M., 2011. Alternative interpretations of grain-size data from Quaternary deposits, Geologos, t. 17, z. 4, s. 189–203 Niedziałkowska E., 1991, The textural diversity of upper Quaternary fluvial deposits in the Carpathian foreland, [w:] Evolution of the Vistula river valley during the last 15 000 years, part IV, Geographical Studies, Special Issue 6, IGiPZ PAN, 119-146. Niedziałkowska E., Skubisz A., Starkel L., 1977, Lithology of the Eo- and Mezoholocene alluvia in Podgrodzie upon Wisłoka river. Studia Geomorphologica Carpatho- Balcanica t. 11, s. 89-100. Nowakowski Z., 1999, Odkrycie cmentarzyska kultury przeworskiej w Kamieńczyku- Suwcu, woj. Mazowieckie, [w:] Comhlan: studia z archeologii okresu przedrzymskiego i rzymskiego w Europie Środkowej dedykowane Teresie Dąbrowskiej w 65. rocznicę urodzin s. 295-297 Oficjalska H., Rojek K., Kaliński I., Sopoćko J., 1996, Dokumentacja określająca warunki hydrogeologiczne dla ustanowienia stref ochronnych zbiornika wód podziemnych w utworach czwartorzędowych GZWP nr 223 doliny kopalnej górnego Liwca. Centr. Arch. Geol. Warszawa Okołowicz W., Martyn D., 1979, Regiony klimatyczne Polski, [w:] Atlas geograficzny Polski, PPWK, Warszawa Olędzki JR., 2007, Regiony geograficzne Polski, Teledetekcja Środowiska, t. 38, KTŚ PTG Olszak J., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., Wojciechowska K., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Jadów (490), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Ostrowska A., Oświecimska-Piasko Z., Smolska E., 2003, Cechy sedymentologiczne różnowiekowych osadów korytowych na przykładzie doliny górnej Czarnej Hańczy (Pojezierze Suwalskie), Prace i Studia Geograficzne, t. 33, s. 59-70. Paczyński B, 1977, Regionalizacja ogólna wód podziemnych Polski, Kwartalnik Geologiczny t. 21, z. 4, s. 831 853 Paczyński B., Sadurski A (red.), 2007, Hydrogeologia regionalna Polski t. I, Państwowy Instytut Geologiczny Palczyński J., Pawłat H., 1988, Przykład biotechnicznej zabudowy koryta rzeki Liwiec w województwie siedleckim, [w:] Materiały na konferencję naukowo- techniczna Biotechniczna Zabudowa Rzek, Warszawa, 1988, s. 50-61 Pasieczna A. (red.), 2012, Atlas geochemiczny Polski, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa Passega R., 1957, Texture as characteristic of clastic deposition, American Association of Petroleum Geologists, 41

153

Passega R., 1964, Grain size representation by CM patterns as geological tool, Journal of Sedimentary Petrology, 34, 830-847 Passega R., Byramjee R., 1969, Grain size image of clastic deposits, Sedimentology, t. 13, s. 830-847. Paulissen E., 1973, De morfologie en de kwartairstratigrafie van de Maasvallei in Belgisch Limburg, Verhandel. v.Konink. Academie v. Wetenschappen van Belgie t. 35, s. 127. Petera J., Forysiak J., 2004, Holoceńska ewolucja systemu wielokorytowego Warty w okolicach Koźmina. Acta Geographica Lodziensia 88: 27–40. Pierzgalski E., Jeznach J., Baryła A., Brandyk A., Stańczyk T., Szejba D., Wiśniewski S., 2012, Weryfikacja systemów melioracyjnych pod kątem znaczenia dla bezpieczeństwa powodziowego w regionie wodnym Wisły Środkowej, SGGW, Warszawa Piętka I., 2009, Wieloletnia zmienność wiosennego odpływu rzek polskich, Prace i Studia Geograficzne, t. 43, pp. 83-98, Piętka I., 2010, Variability of Spring Riverflow of Selected Lowland Rivers, Miscellanea Geographica, t. 14, pp. 177-183 Piętka I., 2011, Zmienność uwilgotnienia strefy aeracji w zlewni nizinnej, [W:] Rozwój zrównoważony regionów Polski, Wydawnictwo Naukowe UMK, pp. Pilich P., 1982, Nad Liwcem i w Puszczy Białej, Krajowa Agencja Wydawnicza, Warszawa Piotrowska K., Kucharska M., 2003, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Kałuszyn (527), Państwowy Instytut Geologiczny, Piórkowska, M., 2012, Sprawiedliwi i ocaleni: mieszkańcy Węgrowa i okolic, pomagający Żydom w latach okupacji hitlerowskiej, Towarzystwo Miłośników Ziemi Węgrowskiej Pobratyn A., Marszałek S., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Siedlce Południe (565), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Poliszczuk D., Domański J, Poliszczuk T, 2010, Walory turystyczno-krajoznawcze powiatu węgrowskiego, Zeszyty Naukowe. Turystyka i Rekreacja, t. 5, z. 1, s. 215-235 Postek R., 2008, Liw. Miasto i zamek, WNT, Warszawa Program Ochrony Środowiska dla Powiatu Węgrowskiego na lata 2012 – 2015 z perspektywą na lata 2016 – 2019, Zarząd Powiatu Węgrowskiego, Węgrów, 2012 Prończuk J., 1988, Ekologiczna ochrona dolin rzecznych na przykładzie rzeki Liwiec, [w:] Materiały na konferencję naukowo-techniczna Biotechniczna Zabudowa Rzek, Warszawa, 1988, s. 3-13 Pruś S., Albrycht A., 2001, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Siedlce Północ (529), Państwowy Instytut Geologiczny, Pruś S., Albrycht A., 2005, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Mokobody (528), Państwowy Instytut Geologiczny, Ptak B., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., Kędzierawska A., Maleszyk M., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Krzesk (566), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy,

154

Ptak B., Maleszyk M., Kwecko P., Tomassi-Morawiec H., 2010, Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski 1:50 000, Arkusz Łosice (530), Państwowy Instytut Geologiczny, Państwowy Instytut Badawczy, Racinowski R., Szczypek T., Wach J., 2001. Prezentacja i interpretacja wyników badań uziarnienia osadów czwartorzędowych. Wyd. UŚ, Katowice, s. 146. Renberg I., Bindler R., Bränvall ML., 2001, Using the historical lead deposition record as chronological marker in sediments deposits in Europe, Holocene, t. 11, s. 511-516. Rosgen DL., 1994, A classification of natural rivers, Catena, vol. 22, z.3, s. 169-199 Rosgen DL., 1996, Applied River Morphology. Wildland Hydrology Books, Pagosa Springs, Colorado Rotnicki K., 1988, Interpretacja paleohydrologiczna form i osadów rzecznych i jej implikacje paleoklimatyczne, [w:] Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych, Streszczenia referatów, Poznań, s. 51-52. Rotnicki K., Młynarczyk Z., 1989, Późnovistuliańskie i holoceńskie formy i osady korytowe środkowej Prosny i ich paleohydrologiczna interpretacja, Seria Geografia UAM, t. 43, s. 76 Rotnicki K., Rotnicka J., Młynarczyk Z., 1989, Paleohydrologia ilościowa w analizie rozwoju den dolin i jej znaczenie dla badań paleoklimatycznych, Przegląd Geogr. t. 61, z. 4, s. 457-481 Różycki SZ, 1972, Nizina Mazowiecka [W:] R. Galon (red.) Geomorfologia Polski, PWN Warszawa, s. 271-317 Sałacińska B., Sałaciński S., 2010, „Rewolucja neolityczna” na Mazowszu. Początki nowoczesnej gospodarki, Mazowsze Studia Regionalne, Tom 5 (2010) s. 51-72 Schumm SA., 1971, Fluvial geomorphology in river mechanics, [w:] H. W. Shen (red.) Water Resources Publication, Fort Collins Colorado, s. 365-417 Schumm SA., 1977, The fluvial system, Wiley, New York Schumm SA., Harvey MD., and Watson CC., 1984, Incised Channels: Morphology, Dynamics and Control. Water Resource Publication, Littleton, Colorado Sly PG., Thomas RL., Pelletier BR., 1983, Interpretation of moment measures derived from water-lain sediments, Sedimentology, t. 30, z. 2, s. 219-233. Słowik M., 2012, Changes of river bed pattern of a lowland river: effect of natural processes or anthropogenic intervention? Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography t. 94, s. 301–320 Słowik M., 2016, The influence of meander bend evolution on the formation of multiple cutoffs: findings inferred from floodplain architecture and bend geometry, Earth Surface Processes and Landforms, t. 41, z. 5, s. 626-641, Smolska E., 1996, Funkcjonowanie systemu korytowego w obszarze młodoglacjalnym na przykładzie górnej Szeszupy (Pojezierze Suwalskie), WGiSR UW, s. 123. Smolska E., 1999, River channel structure in late glaciation area. An example of the upper Szeszupa river (Suwałki Lakeland, Northeastern Poland) [w:] K. Krzemień (red), River channels. Pattern, structure and dynamics. Prace Geogr. UJ t. 104, 109-123 Smolska E., Szwarczewski P., 2012, Funkcjonowanie krajobrazu w świetle badań sedymentologiczno-geochemicznych na przykładzie wybranych obszarów NW Mazowsza [w:] Model funkcjonalny systemu krajobrazowego, red. A. Richling, J. Lechnio, WGSR UW, Warszawa, s. 117-148

155

Smolska E., Szwarczewski P., 2014, Landscape changes based on sedimentological and geochemical studies in the region of Brudzeń Duży, Miscellanea Geographica – Regional Studies and Development, t. 18, z. 1, s. 52-60 Sokołowska G., Szwarczewski P., 1998, Metale ciężkie w różnowiekowych osadach aluwialnych Bzury, Przegląd Geograficzny, t. 4, z. 5, s. 417-420 Sokołowski T., 1995, Evolution of the lower course of the Dunajec valley during the Vistulian and Holocene, [w:] Evolution of the Vistula river valley during the last 15 000 years, part V, red. L. Starkel, Geographical Studies, Special Issue 8, IGiPZ PAN, s. 51-71. Sołtysik R., 2002, Geneza mokradeł Gór Świętokrzyskich i Niecki Nidziańskiej, Prace Instytutu Geograficznego AŚ w Kielcach t. 9, s. 1-126 Somorowska U., Piętka I., 2010, Dynamika wód strefy aeracji w zlewni nizinnej w świetle koncepcji stabilności czasowej, [W:] Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, Hydrologia w Ochronie i kształtowaniu, pp. 193-203, Somorowska U., Piętka I., 2012, Projekcja zmian ustroju hydrologicznego w skali zlewni w warunkach fluktuacji klimatycznych, [W:] Gospodarowanie wodą w warunkach zmieniającego się środowiska, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, t. 1, pp. 159-172; Stańczykowska A., Korycińska M., Królak E., 2002, The effect of treated wastewater on benthic invertebrate communities in the lowland Liwiec River (Central Poland), [W:] Kownacki, A., H. Soszka., T. Fleituch, D. Kudelska (red.): River biomonitoring and benthic invertebrate communities (Monograph). Warszawa - Kraków, Inst. Env. Protection, Karol Starmach Inst. Freshwater Biol. Polish Acad. Sci.: 53-62. Starczewski K., Rymuza K., Affek-Starczewska A., Pawlonka Z., 2014, Konkurencyjność i atrakcyjność turystyczna gmin województwa mazowieckiego położonych nad rzeką Liwiec, Acta Universitatis Lodziensis Folia Oeconomica, t. 6, nr 308, s. 161-169 Starkel L., 1989, Antropogeniczne zmiany denudacji i sedymentacji w holocenie na obszarze Europy Środkowej, Przegląd Geogr. 61, 33-49 Starkel L., 1995, Odbicie ekstremalnych wezbrań okresu historycznego w osadach rzecznych i stokowych w dorzeczu górnej Wisły, Acta Universitatis Nicolai Copernici, Geographia t. 27, 13-20. Starkel L., 2001, Historia doliny Wisły od ostatniego zlodowacenia do dziś, Wyd. IGiPZ PAN, Warszawa Starkel L., 2005, Role of climatic and anthropogenic factors accelerating soil erosion and fluvial activity in Central Europe, Studia Quaternaria t. 22, s. 27-33 Starkel L., 2011, Present day events and evaluation of Holocene palaeoclimatic proxy data. Quaternary International, t. 229, s. 2-7 Stopa-Boryczka M. (red.), 2013, Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, t. XXX „Klimat Północno-wschodniej Polski według podziału fizycznogeograficznego J. Kondrackiego i J. Ostrowskiego Strategia Rozwoju Powiatu Węgrowskiego na lata 2007-2015, Zarząd Powiatu Węgrowskiego, Węgrów, 2007. Studium generalne melioracji rzeki Liwiec i jej doliny, na zlecenie Wydziału Ochrony Środowiska, Gospodarki Wodnej i Geologii Urzędu Wojewódzkiego w Siedlcach, Zespół Projektowy Spółki Wodnej „Mierzeja”, 1986,

156

Sundborg A., 1956, The river Klaralven: a study of fluvial processes, Geogr. Ann. T. 38, s. 127-316. Sundborg A., 1967, Some aspects on fluvial sediments and fluvial morphology I. General views and graphic methods. Landscape and Processes: Essays in Geomorphology, Geogr. Ann. Ser. A., Physical Geography, t. 49, z. 2-4, s. 333-343 Szczechura T., 1970, Dzieje powiatu węgrowskiego od czasów najdawniejszych do 1970 roku. Maszynopis w Bibliotece Publicznej w Węgrowie, s. 141 Szczykutowicz A., Koc G., Radzka E., 2003, Zanieczyszczenie wody rzeki Liwiec związkami fosforu i azotu w latach 1992-2000, Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie, t. 6, nr 1, s. 22-23 Szmańda J.B., 2011, Zapis warunków depozycji w uziarnieniu aluwiów pozakorytowych, Landform Analysis, vol 18, 2011, Szumański A., 1977, Zmiany układu koryta dolnego Sanu w XIX i XX wieku oraz ich wpływ na morfogenezę lasu łęgowego, Studia Geomorp. Carpatho-Balcan. t. 9, s. 139-154. Szumański A., 1982, The evolution of lower San river valley during the late glacial and the Holocene [w:] L. Starkel (red.) Evolution of Vistula river valley during the last 15000 years, part 1, Geographical Studies, Special Issue t. 1, s. 57-78. Szumański A., 1986, Postglacjalna ewolucja i mechanizm transformacji dna doliny dolnego Sanu, Kwartalnik AGH, Geologia 12, z.1 Szwarczewski P., 2003, Wybrane geochemiczne i teksturalne cechy osadów w dolinie Utraty jako efekt działalności człowieka – współczesnej i w przeszłości, Prace i Studia Geograficzne, t. 33, s. 83-92 Szwarczewski P., 2005, Geochemiczny i Paleogeograficzny zapis dynamiki procesów rzeźbotwórczych w holocenie na przykładzie okolic Płocka [w:] A. Richling, J. Lechnio (red.) Z problematyki funkcjonowania krajobrazów nizinnych, WGSR UW, Warszawa, s. 77-88. Szwarczewski P., 2009, Wpływ zasiedlenia Mazowsza (od średniowiecza po czasy współczesne) na formy i procesy geomorfologiczne na przykładzie doliny dolnego Świdra, w: Środowiskowe uwarunkowania lokalizacji osadnictwa, L. Domańska, P. Kittel, J. Forysiak (red.) 347-353. Szwarczewski P., Smolska E., 2013, Cechy geochemiczne osadów stokowych i fluwialnych na północno-zachodnim Mazowszu, Prace i Studia Geograficzne, t. 51, s. 105-123. Teisseyre AK., 1985, Mady dolin sudeckich, cz. I: ogólna charakterystyka środowiska (na przykładzie zlewni górnego Bobru), Geol. Sudet., t. 20, z. 1, s. 113-195. Teisseyre AK., 1991, Klasyfikacja rzek w świetle analizy systemu fluwialnego i geometrii hydraulicznej, Acta Uniw. Wratis. 1287, Prace Geologiczno-Mineralogiczne, vol. 12, Wrocław Thomas R. L., Kemp L. W., Lewis C. F. M., 1972. Distribution, composition and characteristics of the surficial sediments of Lake Ontario. Jour. Sed. Petr., 42, 1, s. 66 84. Thomas RL., Jaquet JM., Kemp ALW., Lewis CFM., 1976, Surficial Sediments of Lake Erie, Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, t. 33, z. 3, s. 385-403. Trzeciecki M., 2015, Mazowsze w XIII w. – spojrzenie archeologa, Fontes Archaeologici Posnanienses, t. 51, 149-166.

157

Turkowska K., 1988, Rozwój dolin rzecznych na Wyżynie Łódzkiej w późnym czwartorzędzie, Acta Geographica Lodziensia, t. 57. Turkowska K., 2006, Geomorfologia Regionu Łódzkiego, Wyd. UŁ. Łódź Vandenberghe J., 1995, Timescales, climate and river development, Quaternary Science Reviews, tom 14, z. 6, s. 631-638 Vandenberghe J., 2002, The relation between climate and river processes, landforms and deposits during the Quaternary, Quaternary International, tom 91,z. 1, s. 17-23 Verstraeten G., Broothaerts N., Van Loo M., Notebaert B., D'Haen K., Dusar B., De Brue H., 2017, Variability in fluvial geomorphic response to anthropogenic disturbance, Geomorphology t. 294 (2017) s. 20–39 Visher GS., 1969, Grain-size distribution and depositional processes, J. Sedim. Petrol. t. 39, s. 1074-1106 Visher GS., 1972, Physical characteristics of fluvial deposits, [w:] J.K. Rigby, W.B. Hamblin (red.) Recognition of Ancient sedimentary environments: The Society of Economic Paleontologists and Mineralogists (SEPM), Wyd. Specjalne t. 16, s. 84-97 Wachecka-Kotkowska L., 2004, Ewolucja doliny Luciąży – uwarunkowania klimatyczne a lokalne, Acta Geographica Lodziensia, nr 86, Łódzkie Towarzystwo Naukowe, s. 1-161 Wełniak A., 2007, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Kamieńczyk (452), Państwowy Instytut Geologiczny, Weng X.H., Hang X.M., Chen X.H., Wu NY., 2003, The stability of the relative content ratios of Cu, Pb, Zn in soils and sediment. Environmental Geology 45: 79-85 Węgrzynowicz T., 1973, Kultura łużycka na Mazowszu i wschodnim Podlasiu, [w:] "Materiały Starożytne i Wczesnośredniowieczne", PMA, t. II, 1973, s. 7-126. Wielgus M., Wysocki J., Głowacz R., 1998, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 50 – 72, 51 – 73, Narodowy Instytut Dziedzictwa Wilson C. A., Dawidson D.A., Cresser M.S., 2005, An evaluation of multielement analysis of historic soil contamination to differentiate spaceuse and former function in an around abandoned farms. The Holocene 15, 1094-1099 Winter A., 1986, Szkic dziejów siedleckiego rzemiosła na tle rozwoju drobnego przemysłu w Polsce, Szkice Podlaskie, t. 2, s. 15-37. Wójcik-Augustyniak M., 1999, Zanieczyszczenia wód powierzchniowych oraz sposoby przeciwdziałania im na terenie zlewni rzeki Liwiec [województwo siedleckie], Zeszyty Naukowe. Seria Rolnictwo. Akademia Podlaska, t. 56, s. 107-121 Wrotek K., 2002, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Węgrów (492), Państwowy Instytut Geologiczny, Wrotek K., 2006, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Liw (491), Państwowy Instytut Geologiczny, Wrotek K., 2011, Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski 1:50 000, Arkusz Jadów (490), Państwowy Instytut Geologiczny, Wróblewski W., 1984, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 53 – 75, 58 – 80, Narodowy Instytut Dziedzictwa Wróblewski W., 1985, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 54 – 75, 57 – 80, Narodowy Instytut Dziedzictwa

158

Wróblewski W., 1989, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 56 – 76, Narodowy Instytut Dziedzictwa Wróblewski W., 1990 – 1991, Archeologiczne Zdjęcie Polski, obszar 55 – 76, Narodowy Instytut Dziedzictwa Wróblewski W., 1995-1998, Chronologia względna wczesnośredniowiecznych grodzisk środkowego i dolnego biegu Liwca, Wiadomości Archeologiczne, t. LIV, s. 3-87 Wróblewski W., 2001a, U źródeł kasztelanii liwskiej. Wczesnośredniowieczne struktury osadnicze w dorzeczu Liwca, [w:] B. Bryńczak, P. Urbańczyk (red.), Najstarsze dzieje Podlasia w świetle źródeł archeologicznych, Siedlce, s. 205–228. Wróblewski W., 2001b, Chronologia względna wczesnośredniowiecznych grodzisk środkowego i dolnego biegu Liwca. Próba analizy w świetle badań geologiczno- geomorfologicznych, Wiadomości Archeologiczne t. 54, s. 3 – 22 Wróblewski W., 2003, „Mityczny” Liw raz jeszcze, czyli o krótkich nogach niecnych praktyk badawczych, Światowit, t. V (XLVI), FASC B, s. 287-299 Wykorzystanie doliny Liwca dla celów turystycznych, w tym renowacja zbiornika retencyjnego w Krypach, Melwodprojekt, Warszawa, 2002 Wyszomirski T., 1959, Z przeszłości zboru protestanckiego w Węgrowie XVII i XVIII wieku, [w:] Odrodzenie i Reformacja w Polsce nr 4 Załącznik Nr 2 do uchwały Nr 574/268/06 Zarządu Województwa Mazowieckiego z dnia 21 marca 2006 r. „Prognoza oddziaływania na środowisko projektu programu ochrony i rozwoju zasobów wodnych województwa mazowieckiego w zakresie udrożnienia rzek dla ryb dwuśrodowiskowych” 2006, Sporządzone w Departamencie Rolnictwa i Modernizacji Terenów Wiejskich Urzędu Marszałkowskiego Województwa Mazowieckiego. Załuski M., 1972, Pierwszy poziom wód podziemnych w bilansie wodnym zlewni Liwca, Acta Geologica Polonica, t. 22, z. 2, s. 379-437 Zgłobicki W., 2005, Geochemiczne cechy osadów stokowych – zapis działalności człowieka [w:] A. Kotarba, K. Krzemień, J. Święchowicz (red.) Współczesna ewolucja rzeźby Polski, VII Zjazd Geomorfologów Polskich, Kraków 19-22 września 2005, SGP, IGiGP UJ, IGiPZ PAN Kraków, s. 537-542. Zgłobicki W., 2008, Geochemiczny zapis działalności człowieka w osadach stokowych i rzecznych, Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, s. 240 Zgłobicki W., 2010, Metody geochemiczne i radiochemiczne w badaniach dynamiki procesów stokowych, Prace i Studia Geograficzne, t. 45, s. 105-124. Zgłobicki W., Kozieł M., Lata L., Plak A., Reszka M., 2008, Próba wykorzystania wskaźników geochemicznych do oceny natężenia współczesnej sedymentacji deluwialnej i aluwialnej, ANN. UMCS, seria B, t. LXII, s. 87-103. Zieliński T., 1993, Bed morphology and sediments of the present-day Biała Przemsza alluvial channel (S Poland), Geologia (Katowice), t. 12/13, s. 199-230 Zieliński T., 1998, Litofacjalna identyfikacja osadów rzecznych [W:] E. Mycielska- Dowgiałło (red.) Struktury sedymentacyjne i postsedymentacyjne w osadach czwartorzędowych i ich wartości interpretacyjna, s. 193-257.

159

Spis rycin Rycina 1 Regiony fizycznogeograficzne zlewni Liwca wg Kondrackiego (2002) ...... 17 Rycina 2 Mapa geologiczna zlewni Liwca (opracowanie własne na podstawie Mapy Geologicznej Polski 1:500 000 wg L. Marksa, A. Bera, W. Gogołka, K. Piotrowskiej (red.) 2006) ...... 19 Rycina 3 Szkic geomorfologiczny zlewni Liwca ...... 22 Rycina 4 Profil podłużny Liwca oraz cechy koryta ...... 25 Rycina 5 Średnie miesięczne i roczne przepływy Liwca (profil wodowskazowy Łochów) w latach 1958-1978 (Roczniki Hydrologiczne IMGW) ...... 29 Rycina 6 Średnie miesięczne i roczne przepływy Liwca (profil wodowskazowy Łochów) w latach 2014-2016 (http://monitor.pogodynka.pl/#station/hydro/152210120)30 Rycina 7 Struktura użytkowania terenu wg Corine Land Cover 2012 (http://www.igik.edu.pl/pl/corine-mapy) ...... 31 Rycina 8 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z okresu Epoki Kamienia i przełomu Epoki Kamienia i Brązu na obszarze doliny Liwca (AZP) ...... 36 Rycina 9 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z okresu Epoki Brązu i przełomu Epoki Brązu i Żelaza na obszarze doliny Liwca (AZP) ...... 37 Rycina 10 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z okresu Epoki Żelaza na obszarze doliny Liwca (AZP) ...... 37 Rycina 11 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych ze Starożytności na obszarze doliny Liwca (AZP) ...... 38 Rycina 12 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z wczesnego średniowiecza na obszarze doliny Liwca (AZP) ...... 38 Rycina 13 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych ze średniowiecza na obszarze doliny Liwca (AZP) ...... 39 Rycina 14 Rozmieszczenie stanowisk archeologicznych z czasów nowożytnych na obszarze doliny Liwca (AZP) ...... 39 Rycina 15 Lokalizacja wierceń w paleozakolu w Pierzchałach ...... 43 Rycina 16 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleozakolu Pierzchały w profilach pionowych P1, P2 i P3 ...... 45 Rycina 17 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleozakolu w Pierzchałach – profil pionowy P1 ...... 46

160

Rycina 18 Krzywe kumulacyjne uziarnienia serii górnej (A) i dolnej (B) w paleozakolu Pierzchały...... 47 Rycina 19 Krzywe kumulacyjne uziarnienia serii namułów piaszczystych (A) i piasków (B) w paleozakolu Pierzchały - profil pionowy P3 ...... 48 Rycina 20 Przekrój przez paleozakole Pierzchały ...... 49 Rycina 21 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleozakola Pierzchały II w profilu pionowym P4; objaśnienie do litologii jak na ryc. 16 ...... 50 Rycina 22 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleozakolu Pierzchały II - profil pionowy P4 ...... 51 Rycina 23 Lokalizacja badanych paleozakoli i wierceń w okolicy Sowiej Góry ...... 52 Rycina 24 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w dużym paleozakolu koło Sowiej Góry w profilach pionowych SG2, SG3 i SG4; objaśnienie do litologii na ryc. 16 ...... 53 Rycina 25 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w odsypie wielkopromiennego paleozakola w okolicy Sowiej Góry – profil pionowy SG2; linią przerywaną zaznaczono najgrubsze aluwia (nurt), linią kropkowaną najdrobniejsze aluwia (nadbudowa odsypu podczas opadania fal wezbraniowej), linią ciągłą osady odsypu ...... 54 Rycina 26 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w wielkopromiennym paleozakolu koło Sowiej Góry – profil pionowy SG3 ...... 55 Rycina 27 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w wielkopromiennym paleozakolu w okolicy Sowiej Góry– profil pionowy SG4 ...... 56 Rycina 28 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleozakolu w okolicy Sowiej Góry w profilu pionowym SG1; objaśnienie do litologii zawiera ryc. 16 ... 57 Rycina 29 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w średniej wielkości paleozakolu Sowia Góra I – profil pionowy SG1 ...... 57 Rycina 30 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w podcięciu rzeki, profile pionowe SG5 i SG6, objaśnienie do litologii na ryc. 16 ...... 59 Rycina 31 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów we współczesnym podcięciu Liwca profil pionowy SG5 ...... 60

161

Rycina 32 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów we współczesnym podcięciu Liwca – profil pionowy SG6 linie ciągłe – osady transportowane w saltacji i zawieszeniu, linie przerywane – osady z udziałem trakcji ...... 63 Rycina 33 Lokalizacja wierceń na stanowisku Jarnice ...... 64 Rycina 34 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Jarnice I w profilu pionowym J1 i J2; objaśnienie litologii na ryc. 16 ...... 65 Rycina 35 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleokorycie Jarnice I - profil pionowy J1 ...... 66 Rycina 36 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleokorycie Jarnice I - profil pionowy J2 linie przerywane – strefa nurtu, linie kropkowane – osady odsypu zakolowego, linie ciągłe – osady pozakorytowe ...... 67 Rycina 37 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Jarnice I w profilu pionowym J5; objaśnienie litologii ryc.16 ...... 68 Rycina 38 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleokorycie Jarnice II - profil pionowy J5 ...... 69 Rycina 39 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów równi zalewowej profile J4 i J6; objaśnienie litologii na ryc.16 ...... 70 Rycina 40 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w profilu J4 ...... 71 Rycina 41 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w profilu J6 ...... 72 Rycina 42 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów równi zalewowej profil J7; objaśnienia litologii ryc. 16 ...... 73 Rycina 43 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w profilu J7, A– osady wezbraniowe pozakorytowe, B -osady korytowe ...... 74 Rycina 44 Przebieg koryta Liwca na przełomie XIX i XX w. na podstawie dostępnych materiałów archiwalnych ...... 75 Rycina 45 lokalizacja analizowanych paleozakoli Liw I (Z1 i Z2) i Liw II (S1 i S2) ...... 76 Rycina 46 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów paleozakola Liw I (profil Z1); objaśnienia litologii na ryc. 16 ...... 77 Rycina 47 Krzywe kumulacyjne uziarnienia Z1, A – osady pozakorytowe, B – osady korytowe ...... 78 Rycina 48 Litologia i straty na prażeniu osadów paleozakola Liw I (profil Z2); objaśnienia litologii na ryc. 16 ...... 79

162

Rycina 49 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów paleozakola Liw II (profil S1 i S2); objaśnienie litologii na ryc. 16 ...... 80 Rycina 50 Krzywe kumulacyjne uziarnienia wiercenie S1, A - osady pozakorytowe, B - osady korytowe ...... 81 Rycina 51 Krzywe kumulacyjne uziarnienia wiercenie S2 ...... 82 Rycina 52 Anastomozujący układ koryta Liwca pomiędzy Węgrowem a Borzychami ... 83 Rycina 53 Lokalizacja wierceń stanowisko Borzychy ...... 84 Rycina 54 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Borzychy I w profilu pionowym B1; objaśnienie litologii na ryc. 16 ...... 85 Rycina 55 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów w paleozakolu Borzychy I – profil pionowy B1, A - osady pozakorytowe, B - osady odsypu, C - osady laminowane – linia przerywana, osady nurtu – linia ciągła ...... 86 Rycina 56 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w profilu pionowym B2, objaśnienie litologii na ryc. 16 ...... 87 Rycina 57 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B2 A - osady w górnej części paleozakola, B – osady w dolnej części paleozakola ...... 88 Rycina 58 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Borzychy II w profilach pionowych B3 i B4; objaśnienia litologii na ryc. 16 ...... 89 Rycina 59 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B3, linie ciągłe – osady pozakorytowe, linie przerywane – osady korytowe ...... 90 Rycina 60 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B4 A - osady odsypu zakolowego część górna, B – osady odsypu część dolna...... 92 Rycina 61 Mapy archiwalne przedstawiające przebieg Liwca w pierwszej połowie XX wieku okolice Borzych i Starejwsi ...... 93 Rycina 62 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w paleokorycie Borzychy III, objaśnienia jak na ryc.16 ...... 93 Rycina 63 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów wiercenia B5 ...... 94 Rycina 64 Litologia, uziarnienie i wybrane cechy osadów w profilach S i BP ...... 95 Rycina 65 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów podcięcia S ...... 96 Rycina 66 Krzywe kumulacyjne uziarnienia osadów podcięcia BP, A – mada, B – osady korytowe ...... 97

163

Rycina 67 Zawartość wybranych pierwiastków śladowych w osadach paleozakola w Jarnicach w profilu pionowym J7, na tle strat na prażeniu i faz osadniczych (kultur) ...... 101 Rycina 68 Zawartość wybranych pierwiastków śladowych w osadach paleozakola w Jarnicach w profilu pionowym Z1, na tle strat na prażeniu i faz osadniczych (kultur) ...... 105 Rycina 69 Lokalizacja profili poprzecznych przez koryto wraz z uziarnieniem i wskaźnikami sedymentologicznymi; objaśnienia w tekście ...... 107 Rycina 70 Krzywe uziarnienia strefy aluwiów nurtu (linie przerywane, WM), odsypu zakolowego (linie kropkowane, WM) i odsypu przybrzeżnego (linie ciągłe (WB) w Wyszkowie ...... 108 Rycina 71 Krzywe uziarnienia A - strefy aluwiów nurtu (linie przerywane) i odsypu zakolowego (skłon - linie ciągłe), B – wierzchowina odsypu w okolicy Sowiej Góry ...... 110 Rycina 72 Krzywe uziarnienia strefy aluwiów nurtu (linie przerywane) i odsypu bocznego (stok - linie ciągłe; wierzchowina linia kropkowana) w okolicy Węgrowa ...... 111 Rycina 73 Krzywe uziarnienia strefy aluwiów nurtu (linie przerywane) i odsypu zakolowego (stok - linie ciągłe; wierzchowina linia kropkowana) w okolicy Starejwsi ...... 112 Rycina 74 Krzywe kumulacyjne osadów w profilu Borzychy BA (linie kropkowane – osady nurtu, linie ciągłe – strefa przybrzeżna z płaskimi odsypami) ...... 114 Rycina 75 Krzywe kumulacyjne osadów w profilu Borzychy (BO, BŁ): A- strefa nurtu, B- odsyp zakolowy (linie kropkowane – osady górnej wyższej strefy odsypu, linie ciągłe – osady niższej części odsypu, linie przerywane – osady skłony niższego odsypu)...... 115 Rycina 76 Krzywe kumulacyjne osadów korytowych w profilu Borzychy III (linia przerywana aluwia odsypu, linie kropkowane – aluwia strefy nurtu) ...... 116 Rycina 77 Parametry wybranych zakoli i paleozakoli Liwca ...... 120 Rycina 78 Tempo zachodzących zmian w obrębie koryta na wybranych odcinkach Liwca; A – okolice Sowiej Góry, B – okolice Grodziska ...... 124

164

Rycina 79 Rozwój zakoli Liwca na wybranych przykładach, A – okolice Sowiej Góry, B – okolice Grodziska ...... 125 Rycina 80 Diagramy zależności wskaźników sedymentologicznych: A – średniej średnicy ziarna (Mz) i odchylenia standardowego (σ1), B – średniej średnicy ziarna (Mz) i skośności (Sk), C – skośności i odchylenia standardowego ...... 130 Rycina 81 Diagram współzależności A -skośności (M3) i kurtozy (M4), B- średniej średnicy ziarna (M1) i kurtozy (M4) obliczonych metodą momentów wg Sly i in. (1983) ...... 134 Rycina 82 Diagram C-M wg Passegi (1957, 1964) ...... 135 Rycina 83 Interpretacja rodzajów ruchu ziaren aluwiów Liwca wykonana na podstawie: A – punktów załamania krzywych kumulacyjnych (wg. Vishera, 1969), B - wg Passegi (1964), C – krzywe kumulacyjne wykreślone dla osadów różnych wiekowo ...... 137 Rycina 84 Zmiany wartości średniej średnicy ziarna, odchylenia standardowego, skośności oraz parametrów wybranych zakoli na tle wzmożonej działalności rzek (Starkel 1995) ...... 142

Spis tabel Tabela 1 Zestawienie wyników datowań radiowęglowych ...... 13 Tabela 2 Cechy metryczne doliny i koryta w miejscach badań ...... 26 Tabela 3 Młyny na Liwcu w poszczególnych latach (Kołodziejczyk, Swat 1991, Mierzeja 1986, Mapy WIG 1937)...... 40 Tabela 4 Punkty załamania krzywych kumulacyjnych uziarnienia w osadach profilu SG6 ...... 63 Tabela 5 Zakres zawartości pierwiastków śladowych w osadach (mg/kg) ...... 100 Tabela 6 Parametry geometryczne paleomeandrów ...... 119

Spis fotografii Fotografia 1 Dolina Liwca w dniu 18 kwietnia 2013 r., widok z Jarnic (zdjęcie własne) 29 Fotografia 2 Profil Sowia Góra SG5 (zdjęcie własne) ...... 58 Fotografia 3 Profil SG 6 (zdjęcie własne) ...... 61 Fotografia 4 Erodowany brzeg Liwca w Borzychach ...... 98

165

Fotografia 5 Fragment płaskodennego koryta w przekroju poprzecznym BA w Borzychach ...... 113

Spis załączników Załącznik 1 Diagramy zależności wskaźników sedymentologicznych dla osadów różnych wiekowo ...... 167 Załącznik 2 Zestawienie wskaźników sedymentologicznych ...... 169 Załącznik 3 Diagramy C/M wg Passegi (1957) w badanych paleozakolach ...... 171

166

Załączniki: Załącznik 1 Diagramy zależności wskaźników sedymentologicznych dla osadów różnych wiekowo A Zależność między średnią średnicą ziarna i wysortowaniem najstarszych osadów w Pierzchałach i Sowiej Górze - zakolach wiekopromiennych)

B Zależność między średnią średnicą ziarna i wysortowaniem najstarszych osadów w Borzychach w korycie anastomozującym

167

C Aluwia sprzed początku wylesienia w zlewni Liwca

D Aluwia młodsze niż ok. 2000 BP

168

Załącznik 2 Zestawienie wskaźników sedymentologicznych

170

Załącznik 3 Diagramy C/M wg Passegi (1957) w badanych paleozakolach

172

173