Odbudowa retencji wodnej zlewni

Z punktu widzenia gospodarki wodnej występują następujące sposoby poprawy retencyjności zlewni poprzez działania:

• na obszarze zlewni poprzez właściwe jej zagospodarowanie i użytkowanie (zwiększenie pojemności retencyjnej gleb poprzez prawidłowe użytkowanie rolnicze i leśne, prace przeciwerozyjne, zalesienia, zwiększenie udziału mokradeł w powierzchni zlewni);
• w korycie i dolinie rzeki poprzez budowę małych zbiorników wodnych i urządzeń piętrzących oraz regulowanie odpływu wód powierzchniowych (prace związane z budownictwem wodnym i melioracyjnym: budowa małych zbiorników, odtwarzanie oczek wodnych, piętrzenia na ciekach naturalnych, kanałach i rowach).

Istnieje szereg metod wykorzystywanych do poprawy struktury bilansu wodnego w małych zlewniach. Wyróżnia się metody:

• techniczne – prace z zakresu hydrotechniki mające na celu zahamowanie odpływu wód powierzchniowych (budowa małych zbiorników wodnych, podpiętrzanie jezior, piętrzenia na ciekach, rowach i kanałach, retencjonowanie wód drenarskich, stosowanie prawidłowych metod odprowadzania wód deszczowych z powierzchni uszczelnionych umożliwiających wsiąkanie wody na przyległych obszarach nieuszczelnionych, renaturyzację małych cieków i odtwarzanie dolin zalewowych);
• planistyczne – kształtowanie ładu przestrzennego zlewni w celu utworzenie takiego układu przestrzennego, w którym nie będzie występował szybki odpływ wód opadowych i roztopowych (np. kształtowanie układu pól ornych, użytków zielonych i lasów, tworzenie roślinnych pasów ochronnych, odtwarzanie użytków ekologicznych, w tym oczek wodnych, mokradeł);
• zależne od sposobu użytkowania – stosowanie metod użytkowania gruntów zlewni przyczyniających się do poprawy jakości i ilości wody (np. zmiana struktury gleb rolnych i leśnych, zabiegi przeciwerozyjne, utrzymanie zbiorowisk leśnych, zapobieganie tworzeniu się uprzywilejowanych dróg spływu wód podczas prac leśnych, zachowanie obszarów infiltracyjnych w terenach zurbanizowanych).

Mała retencja spełnia większość warunków stawianych ekologicznym metodom gospodarowania zasobami wodnymi zarówno w krajobrazie rolniczym, jak i na obszarach leśnych i zurbanizowanych.

Pierwszą większą akcję propagowania małej retencji prowadzono na przełomie lat 60. i 70. XX wieku

Programy związane z rozwojem małej retencji, mające na celu poprawę bilansu wodnego kraju, były w Polsce w okresie ostatnich 60 lat przygotowywane kilka razy. Podkreślano w nich głównie konieczność zwiększenia zasobów wodnych dla potrzeb rolnictwa, zwracano uwagę na stan środowiska przyrodniczego, a także na możliwości ochrony przeciwpowodziowej. Pierwszą większą akcję propagowania małej retencji, głównie poprzez budowę małych zbiorników na terenach wiejskich, prowadzono na przełomie lat 60. i 70. XX wieku. Pod koniec lat 70. XX wieku zalecano odbudowę małych zbiorników i piętrzeń na rzekach oraz popierano rozwój małej energetyki wodnej. Brak jest jednak dokładnych danych do oceny skuteczności tych działań. W latach 70. i 80. XX wieku odbudowano kilkadziesiąt piętrzeń i zbiorników wodnych, z których część wykorzystana jest do produkcji energii elektrycznej. Jednak nie zawsze były to inwestycje mające na celu ochronę środowiska przyrodniczego. Kolejny program związany z rozwojem małej retencji usiłowano rozwinąć w 1995 roku. W 2002 roku ponownie wskazano na potrzebę rozwoju małej retencji oraz upowszechnianie i wdrażania proekologicznych metod retencjonowania wody. Opracowane zostały wojewódzkie programy rozwoju małej retencji obejmujące głównie obszary wiejskie (podstawą ich przygotowania było porozumienie podpisane przez ówczesnego Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Ministra Środowiska, Prezesa Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa oraz Prezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej). Oceniono, że inwestycje realizowane w ramach tych programów spowodowały zwiększenie retencji wodnej w kraju średnio o około 15 mln m³ rocznie, co stanowiło zaledwie 25% wielkości retencji rocznej planowanej w wojewódzkich programach (ok. 60 mln m³). Działania w zakresie rozwoju małej retencji podjęły w tym okresie także Państwowe Gospodarstwo Leśne Lasy Państwowe oraz różne organizacje ekologiczne. Wybudowano wiele niedużych piętrzeń na rowach i ciekach oraz małych zbiorników wodnych służących głównie poprawie stanu ekologicznego siedlisk leśnych i mokradłowych. Ocena uzyskanego wzrostu objętości retencyjnej nie jest jednak możliwe ze względu na  brak dokładnych danych. Ponieważ obszary leśne zajmują prawie 30% powierzchni kraju, dlatego stanowią istotny element regulujący obieg wody w zlewni rzecznej. Zwiększenie zdolności retencyjnej obszarów leśnych może w istotny sposób przyczynić się do poprawy struktury bilansu wodnego.

Duża zmienność sezonowa i przestrzenna

Zasoby wodne charakteryzują się dużą zmiennością sezonową i przestrzenną. Występujące takie ekstremalne zjawiska jak powodzie i susze, powodują niekiedy duże straty w gospodarce i środowisku przyrodniczym. W naszej strefie klimatycznej występuje korzystny rozkład opadów atmosferycznych, a największe opady występują latem, w okresie wegetacyjnym, tj. największe go zapotrzebowania na wodę. Pomimo tego na znacznej części terytorium kraju (poza terenami przymorskimi i górami) obserwuje się wyraźny deficyt opadów. Suma opadów miesięcznych jest wyraźnie mniejsza od wielkości ewapotranspiracji, określającej całokształt procesów związanych z odpływem do atmosfery wody parującej z powierzchni gleby (ewaporacja) pokrytej roślinnością (transpiracja). Rośliny wykorzystują zapasy wody zgromadzone w okresie zimowym, a kiedy tej wody zabraknie występuje zjawisko suszy. Jednocześnie występuje szybki odpływ wód wiosennych, powodujących wystąpienie szkód powodziowych. Intensyfikacja rolnictwa i ujednolicenie siedlisk leśnych, budowa odwadniających systemów melioracyjnych oraz urbanizacja spowodowały przyśpieszenie obiegu wody i materii w zlewniach rzecznych, przyczyniając się do zwiększenia częstotliwości występowania susz i powodzi. Na skutek różnych działań naturalna zdolność retencyjna zlewni uległą zmniejszeniu. Jednocześnie zwiększone zostały drogi odpływu, co powoduje, że wody opadowe i roztopowe odprowadzane są szybko do rzeki. Dlatego też celowe jest retencjonowanie i spowalnianie odpływu wód, zarówno z punktu widzenia ochrony przed powodzią, jak i przed suszą.

Przepływ wód wezbraniowych w dużym stopniu zależy od zdolności retencyjnej zlewni. Im mniejsza zdolność retencyjna zlewni tym większe natężenie prze pływu maksymalnego i szybszy jego czas pojawiania się. Realizacja obiektów małej retencji powoduje spłaszczenie fali powodziowej i opóźnienie pojawienia się przepływu maksymalnego. Po całkowitym wypełnieniu pojemności retencyjnej w wyniku znacznych opadów atmosferycznych, dalszy odpływ ze zlewni odbywa się swobodnie, a natężenie przepływu może być we wszystkich rodzajach zlewni podobne. W wyniku budowy urządzeń piętrzących następuje podwyższenie poziomu wód gruntowych, a tym samym woda staje się łatwiej dostępna dla roślin. Może to powodować zwiększenie ewapotranspiracji, prowadzące do obniżenia przepływu w cieku.

W wielu przypadkach przyspieszenie obiegu wody powoduje zwiększenie ładunku związków biogennych dopływających do wód powierzchniowych. Przy powolnym odpływie wody ze zlewni azot i fosfor mogą być wykorzystywane przez roślinność, natomiast przy szybkim przepływie wody transportowane są one do wód powierzchniowych, powodując ich zanieczyszczenie i wzrost eutrofizacji. Obecny stan zagospodarowania zlewni i dolin rzecznych oraz znaczna gęstość zaludnienia uniemożliwiają pełną odbudowę zdolności retencyjnych zlewni oraz ograniczenie skutków zjawisk ekstremalnych. Bez względu jednak na sposób i intensywność gospodarczego użytkowania terenu, w tym rolniczego i na obszarach leśnych, w każdym przypadku należy dążyć do za hamowania szybkiego odpływu wód roztopowych i opadowych, co odpowiada odtworzeniu naturalnej retencyjności zlewni rzecznej.

Mokradła i lasy

Ze wszystkich środowisk najbardziej skutecznie na obieg wody oddziałują mokradła i lasy, charakteryzują się dużą możliwością retencjonowania wód opadowych. Na zdolności retencjonowania wody przez tereny mokradłowe składa się pojemność retencyjna gleby bagiennej (zdolność gromadzenia wody w porach gleby), samego mokradła (zdolność gromadzenia wody na powierzchni obszaru mokradłowego) oraz obszarów wysoczyznowych (powstająca na skutek hamowania odpływu wód podziemnych tworzącym się torfowiskiem na wychodniach warstw wodonośnych). Mokradła odwodnione mają większą potencjalną pojemność retencyjną gleby w stosunku do mokradeł nieodwodnionych. Woda opadowa może być retencjonowana w porach glebowych pomiędzy powierzchnią terenu a zwierciadłem wód gruntowych. Im wyższy jest poziom wód gruntowych, tym mniejsza jest pojemność retencyjna gleby rozumiana jako objętość, która może być wypełniona dopływającą wodą. W mokradłach naturalnych, gdzie poziom wód gruntowych układa się na powierzchni terenu, retencja glebowa praktycznie nie występuje. 

Mokradła na obszarach o małych spadkach terenu porośnięte kępami turzyc, krzewami, charakteryzują się dużymi oporami hydraulicznymi. Dlatego też wody roztopowe lub pochodzące z wylewów rzeki bardzo wolno odpływają po powierzchni mokradła. Bagienne doliny rzek pełnią więc rolę zbiorników retencjonujących wodę. Woda, która rozlała się na takiej powierzchni, wolno spływa do rzeki, a tym samym następuje spłaszczenie fali wezbraniowej na odcinku rzeki leżącym poniżej obszaru mokradłowego (np. w dolinie Biebrzy, dolnej Warty). Spłaszczenie fali powodziowej w zlewni z dużą powierzchnią mokradeł wynika z faktu retencjonowania wody na powierzchni mokradeł, a nie w porach glebowych. Retencja glebowa jest bowiem dużo mniejsza od retencji powierzchniowej nieodwodnionego mokradła. Największy wpływ na regulację przepływu w rzece mają mokradła o rozległej, płaskiej powierzchni.

Działania w zakresie zwiększenia zdolności retencyjnych zlewni przynoszą szereg pozytywnych skutków, zarówno o charakterze ogólnospołecznym i przyrod niczym, jak i gospodarczym. Najważniejsze zalety małej retencji to: 

• zmiana struktury odpływu rzecznego, obniżenie wielkości fal wezbraniowych, zwiększenie przepływów niżówkowych;
• zaspokojenie potrzeb wodnych ekosystemów leśnych i mokradłowych oraz poprawa stanu środowiska przyrodniczego w wyniku podwyższenia poziomu wód gruntowych;
• zwiększenie zasilania warstw wodonośnych powodujące wzrost zasobów wód podziemnych;
• zaspokojenie niektórych celów gospodarczych (np. zbiorniki wodne jako ujęcia wód przeciwpożarowych, kąpieliska, ekstensywne stawy rybne, ujęcia wód do nawodnień, wodopoje dla dzikich zwierząt); poprawa walorów przyrodniczych, zwiększenie biologicznej różnorodności ekosystemów poprzez odtworzenie mokradeł, oczek wodnych, tworzenie enklaw dla zwierząt i roślin wodno-błotnych, tworzenie mikroklimatu przyjaznego dla człowieka;
• ochrona wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniem, zatrzymywanie zawiesin, oczyszczanie wód deszczowych, szczególnie ze związków biogennych (azot, fosfor).

Ochrona jakości wód i poprawa struktury bilansu wodnego

 Mała retencja może w istotny sposób przyczynić się do ochrony jakości wód i poprawy struktury bilansu wodnego. Zwiększenie potencjalnych zdolności retencyjnych zlewni, które w wielu przypadkach zostały ograniczone na skutek działalności człowieka, jest ważnym elementem ochrony i kształtowania zasobów wodnych. Mała retencja spełnia pozytywną rolę w poprawie warunków gospodarowania na obszarach rolnych i leśnych oraz zurbanizowanych, jak również stanowi istotny element niezbędny dla zachowania i poprawy stanu środowiska przyrodniczego. Upowszechnianie małej retencji może stanowić dużą pomoc we wdrażaniu Ramowej Dyrektywy Wodnej Unii Europejskiej, a szczególnie w zakresie osiągania dobrego stanu jakościowego i ekologicznego wód powierzchniowych. Mała retencja jest ważnym elementem ochrony przeciwpowodziowej, ale w większości przypadków nie może być jedynym sposobem działań. Przy pomocy małej retencji nie da się zmniejszyć zagrożeń powodziowych w dolinach dużych rzek. Z natury swej mała retencja oddziałuje jedynie na lokalne zasoby wodne, a tym samym jej wpływ na warunki hydrologiczne i stan środowiska przyrodniczego widoczny jest jedynie w małych zlewniach i zależy od rodzaju, liczby i rozmieszczenia podejmowanych działań. Podstawowym elementem małej retencji są zbiorniki wodne i podpiętrzenia wody w ciekach oraz renaturyzacja obszarów mokradłowych. Zbiorniki i piętrzenia mogą pełnić różne funkcje gospodarcze, a równocześnie ograniczać wezbrania powodziowe, przyczyniać się do zwiększenia zasobów wód podziemnych i poprawiać jakość wód powierzchniowych. W planowaniu gospodarki wodnej na obszarach leśnych mała retencja powinna stanowić podstawową metodę regulowania obiegu wody w zlewni, w tym ochronę przed powodzią i suszą.

dr hab. Krzysztof Kasprzak, professor emeritus

Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu,

przewodniczący Rady Programowej Wydawnictw Branżowych

Małe zbiorniki wodne w krajobrazie