Duża retencja nie jest sposobem na suszę
Duża retencja nie jest sposobem na suszę – przepławki, tamy, sztuczne jeziora, retencja sucha i mokra. Należy sięgnąć po inne rozwiązania. Temat retencji wodnej „wypływa” niemal przy każdej powodzi oraz podczas okresów suszy. W pierwszym przypadku zwykle narzekamy na nadmiar wody, w drugim na jej poważne niedobory. Ale czym tak właściwie jest retencja wodna. Czym jest duża i mała retencja? Jaki wpływ ma retencja wody na suszę?
Retencja wodna – co to jest?
To szereg zabiegów podnoszących lub regulujących zdolność do gromadzenia zasobów wodnych. Retencja to również przetrzymywanie zasobów wodnych przez dłuższy czas w środowisku biotycznym (ożywionym) i abiotycznym (zwykle chodzi o obszary antropogeniczne – zmienione przez człowieka np. betonowe zbiorniki wodne).
W praktyce gospodarowania zasobami wodnymi, retencja wodna oznacza czasowe zatrzymanie w środowisku wody w różnej postaci, m.in. wody opadowej, śniegu i lodu, a także wody podziemnej, spowolnienie jej prędkości i umożliwienie, w przypadku retencji naturalnej, przesiąkanie w głąb gruntu.
Na co ma wpływ retencja wody?
W wielu przypadkach retencja skupia się na znacznym ograniczeniu prędkości wody płynącej po powierzchni terenu, czyli spływu powierzchniowego. Polega również na ograniczeniu prędkości wody płynącej korytem rzeki, potoku czy strumienia. Skutkuje to oczywiście spowolnieniem obiegu wody w środowisku i obniżeniem siły z jaką płynąca woda dokonuje erozji różnych elementów w krajobrazie naturalnym i sztucznym.
Retencja duża a retencja mała
Głównym kryterium podziału na retencję dużą i małą jest pojemność zbiorników, w których magazynowana jest woda. W Polsce przyjmuje się wielkość graniczną pojemności małych zbiorników wodnych równą 5 mln m3. Wielkość ta została określona w Porozumieniu z dnia 21 grudnia 1995 roku zawartym między Ministrem Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej, a Ministrem Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa dotyczącym współpracy w zakresie małej retencji. Zbiorniki, których pojemność przekracza 5 mln m3 zaliczane są do rozwiązań tworzących tzw. dużą retencję.
Niestety bardzo niewiele w naszym kraju mówi się o rozwiązaniach, które można określić mianem naturalnej dużej retencji, skupiając się niemalże wyłącznie na praktykach związanych z przegradzaniem rzek dużymi zaporami, tworzeniem sztucznych zbiorników retencyjnych (mokrych i suchych) czy melioracją (głównie osuszanie terenów podmokłych, regulacja rzek).
Retencja mokra a sucha
Zanim przejdę do wyjaśnienia terminu „naturalnej, dużej retencji”, przeanalizujmy jeszcze, jakie rozwiązania kryją się pod pojęciami retencji mokrej i suchej. Przytoczone pojęcia dotyczą tzw. retencji zbiornikowej.
Wyobraźmy sobie, że mamy większą lub mniejszą rzekę, do której z określonego obszaru (zlewni) spływa woda. Taki spływ, a co za tym idzie – objętość wody, ma bardzo zmienny charakter. Zwykle po śnieżnej zimie, w okresie roztopów oraz w czasie letnich, nawalnych opadów, mamy do czynienia z dużą objętością wody, która spływa ze zlewni w bardzo krótkim czasie. Taki stan rzeczy, często jest powodem lokalnych podtopień lub większych powodzi. Wynika to z faktu, że koryto rzeki nie jest w stanie odprowadzić tak dużej ilości wody. Nadmiar tej wody występuje z koryta zalewając tereny nadrzeczne, tam gdzie sprzyja temu naturalne ukształtowanie krajobrazu (np. terasy zalewowe). Takie skrajne sytuacje powtarzają się niemal każdego roku.
Innym rodzajem skrajności są susze. Występują one wtedy, gdy przez dłuższy czas nie doświadczamy opadów atmosferycznych, a wysokie temperatury powietrza przyczyniają się do intensywnego parowania i w konsekwencji prowadzą do powstania deficytów wody (zaczyna brakować jej w glebie, następnie w zbiornikach i ciekach powierzchniowych, a nawet w zbiornikach wód podziemnych).
Nader często obie te skrajności próbujemy rozwiązać poprzez budowę zbiorników wodnych, które w przypadku nadmiaru opadów, mają za zadania przechwycenie wody, a w przypadku suszy – powolne uwalnianie zgromadzonej wody do środowiska.
Zbiorniki suche a mokre
W tym obszarze znów wprowadzono podział na zbiorniki suche i mokre.
Zbiornik suchy to taki zbiornik, który jest tylko okresowo napełniany wodą (w przypadku powodzi). To jak szybko zostanie opróżniony, zależy od zaprojektowanych rozwiązań technicznych oraz jego lokalizacji. Bardzo często woda zgromadzona w takim zbiorniku jest szybko wypompowana, aby znów przygotować taki zbiornik na przyjęcie kolejnego nadmiaru wody i złagodzenie fali powodziowej. Niestety, w przypadku kiedy wystąpi susza, w zbiornikach tego typu nie magazynuje się wody, którą można by wtedy wykorzystać do uzupełniania niedoborów wody w środowisku.
Zbiorniki mokre dają natomiast możliwości, w których zgromadzony nadmiar wody przetrzymuje się znacznie dłużej. Umożliwia to wykorzystanie jej w okresach suszy np. na cele rolnicze, do nawadniania pól.
Niezależnie od wybranego rodzaju retencji zbiornikowej (suchej czy mokrej) – przeciwdziałanie suszy czy powodzi w przypadku zbiorników sztucznych dotyczy jedynie tych obszarów położonych w bezpośrednim sąsiedztwie rzek i samych zbiorników. Zasięg oddziaływania takich rozwiązań jest jedynie lokalny. Koszty inwestycyjne oraz środowiskowe związane z budową takich zbiorników są bardzo wysokie. Wiąże się to z koniecznością przegradzania rzek, budowania kosztownych przepławek umożliwiających migrację różnych gatunków ryb, konsultacje społeczne, a nawet wywłaszczenia).
Retencja – dobre praktyki
Skupianie się wyłącznie na retencji zbiornikowej nie rozwiąże natomiast problemu powodzi czy suszy w obszarach bardziej oddalonych od rzek i jezior, sztucznych zbiorników. Skutecznym rozwiązaniem na tych obszarach powinna być duża retencja naturalna w glebie oraz ekosystemach bagiennych i podmokłych.
Jest to zdecydowanie najefektywniejsze rozwiązanie, w dodatku możliwe do wdrożenia na terenie całego kraju, przy zdecydowanie mniejszych kosztach jednostkowych i niemal zerowych kosztach środowiskowych i społecznych.
Duża retencja – gdzie ją lokalizować?
Dużą retencję naturalną można realizować zarówno w miastach jak i na obszarach rolniczych oraz zalesionych. Wystarczy sukcesywnie zwiększać zawartość materii organicznej w glebie, wprowadzać zadrzewienia i zakrzewienia śródpolne. Należy również stosować rozwiązania z zakresu agroleśnictwa i rolnictwa regeneratywnego. W miastach powinniśmy powstrzymać szalejącą „betonozę” (czyli tendencję do pokrywania dużych powierzchni nawierzchniami nieprzepuszczalnymi dla wody – betonem, asfaltem i budynkami).
Retencja naturalna a rolnictwo
Ponad połowę powierzchni Polski zajmują obszary rolnicze. W związku z tym największe nadzieje możemy wiązać z wprowadzeniem rozwiązań z zakresu dużej retencji naturalnej właśnie w sektorze rolnictwa.
Cała nadzieja leży pod naszymi stopami – w glebie. Gleba jest niezwykłym medium, które w przypadku kiedy gleba jest dobrej jakości, posiada niezwykłe zdolności do zatrzymywania i magazynowania wody. Wszystko zależy od procentowej zawartości materii organicznej w glebie.
Materia organiczna to substancje humusowe i próchniczne. Wpływają na tworzenie gruzełkowatej struktury gleby, co przekłada się na poprawę stosunków wodno-powietrznych. Upraszczając, im większa zawartość próchnicy w glebie, tym więcej wody i powietrza w takiej glebie się znajduje.
W kontekście naszych rozważań, interesuje nas zdolność próchnicznej gleby do magazynowania wody. 1 gram próchnicy glebowej jest w stanie związać w swojej porowatej (gąbczastej) strukturze aż 8 gramów wody! Zawartość próchnicy to podstawowy wskaźnik żyzności każdej gleby. Jest ona złożonym, bezpostaciowym związkiem zbudowanym z różnorodnych substancji pochodzenia organicznego i mineralno-organicznego.
Źródłem tych substancji w glebie są różne procesy rozkładu szczątków organicznych (roślinnych i zwierzęcych). Prowadzone przez mikro i makroorganizmy żyjące w glebie (bakterie, pierwotniaki, grzyby, bezkręgowce np. dżdżownice). Związki próchniczne wspólnie z wapniem, magnezem i śluzami wytwarzanymi przez bakterie i grzyby, mają zdolność do sklejania cząsteczek gleby w większe agregaty glebowe. Przyczyniają się one do powstawania, wspomnianej wcześniej, struktury gruzełkowatej. Ponadto są one naturalnym, organicznym nawozem dostarczającym roślinom niezbędnych składników pokarmowych, witamin i mikroelementów.
Im więcej próchnicy w glebach rolniczych, tym lepszy wzrost plonów. W przypadku wprowadzenia rozwiązań z zakresu agroleśnictwa, również drzew i krzewów. Więcej drzew i krzewów to więcej cienia i większy wpływ regulujący lokalne stosunki wodne. Więcej cienia, to niższe temperatury w dni upalne i stabilniejsze warunki w dni mroźne i wietrzne. Ma to również ma ogromne znaczenie w kontekście dużej retencji naturalnej.
Zawartość próchnicy w glebach na terenie Polski
Zawartość próchnicy w glebach na obszarze naszego kraju jest bardzo zróżnicowana. Kształtuje się na poziomie między 0,6 a 6%. Gleby ubogie w próchnicę (czyli takie o zawartości poniżej 2%) stanowią średnio 56% wszystkich gleb w naszym kraju.
Dodatkowo patrząc na tendencje utrzymujące się w ostatnich dekadach, odnotowujemy znaczny spadek zawartości próchnicy w glebach rolniczych. Co za tym idzie? Drastyczne obniżenie zdolności gleb do retencjonowania wody. Maleje również możliwość łagodzenia skutków powodzi i coraz bardziej dotkliwych okresów suszy. Czy można ten proces odwrócić?
Próchnica ze względu na swój unikalny charakter i właściwości fizyko-chemiczne zwiększa zdolności buforowe gleby. Może być najlepszym narzędziem pozwalających rozwiązać problem odporności naszych obszarów. Wpłynie to zarówno na nadmiar wody na danym obszarze, jak i jej niedobór. Cząsteczki próchnicy mają bardzo rozwiniętą powierzchnię – 1 gram to około 1000 m2. Dla porównania 1 gram piaszczystej gleby mineralnej pozbawionej próchnicy to zaledwie 3-60 m2.
Również wielkość cząsteczek ma duży wpływ na zdolność magazynowania wody – im mniejsza cząsteczka, tym większa zdolność retencjonowania wody. Cząsteczki próchnicy mają wielkość rzędu 0,001-0,003 mm, podczas gdy wielkość ziaren piasku to 1-0,1 mm. Zatem cząsteczki próchnicy są tysiąc razy mniejsze od ziaren piasku. Z tego powodu mogą zatrzymywać olbrzymie ilości wody, nawet 5-krotnie więcej niż wynosi ich waga. Z analiz próbek glebowych pobranych z terenów użytkowanych rolniczo osiągnięto następujące wyniki. Przy zawartości na poziomie 1% próchnicy na 1 ha powierzchni, masa próchnicy wynosi 30 ton. Oznacza to, że taka ilość próchnicy na 1 ha absorbuje aż 150 ton (w przybliżeniu 150 m3) wody.
Dobre praktyki dużej retencji
Pośród dobrych praktyk związanych z dużą retencją naturalną powinny się pojawić wyraźnie zaznaczone praktyki zwiększania zawartości glebowej próchnicy. Można to robić na wiele sposobów i to nie tylko w obszarach o charakterze rolniczym.
Retencja w miastach
W miastach powinniśmy zwrócić szczególną uwagę na kwestię selektywnej zbiórki odpadów i odzysku odpadów organicznych. Służyłoby to wytworzeniu kompostu, który następnie można dodawać powierzchniowo do gleby, rozkładając go cienką warstwą na każdym miejskim trawniku. Można go również rozłożyć wokół drzew i krzewów, w parkach i na zieleńcach.
W ramach miejskiego retencjonowania wody warto również podkreślić rolę praktyk związanych z kształtowaniem krajobrazu w miastach. Nagminną, złą praktyką jest projektowanie utwardzonych nawierzchni położonych niżej niż tereny zielone biegnące wzdłuż nich. Zwróćcie proszę na to uwagę podczas następnego spaceru. Czy chodnik którym idziecie położony jest niżej niż trawnik biegnący obok? Czy nawierzchnia jezdni położona jest niżej niż pasy zieleni przydrożnej? Wszystkie utwardzone powierzchnie, nieprzepuszczalne dla wody, podczas nawalnych opadów, tworzą koryta okresowych rzek, które zalewają nasze miasta. Gdyby jednak projektować wszystkie utwardzone i uszczelnione nawierzchnie tak, aby znajdowały się przynajmniej 10 cm wyżej niż pasy i powierzchnie zielone (których gleby dodatkowo wzbogacane są kompostem), mielibyśmy kolejne narzędzie wspierające zarządzanie wodami opadowymi w obszarach zurbanizowanych.
Społeczne kompostowniki a retencja wody
Każdego z mieszkańców miast zachęcam ponadto do zakładania sąsiedzkich i społecznych kompostowników. Zacznijmy się uczyć prawidłowych metod kompostowania własnych odpadów organicznych. Wytwarzajmy kompost, a następnie rozsiewajmy go na trawnikach w miejscu zamieszkania. Czas wziąć sprawy w swoje ręce!
Rolnictwo a retencja wody
Mieszkańcy terenów rolniczych mają jeszcze większy repertuar technik pozwalających na znaczne zwiększenie retencji wody w tych obszarach. Zadbajcie o populacje dżdżownic na waszych polach, łąkach i pastwiskach. Na 1 ha dobrze prowadzonego pola, może żyć tyle dżdżownic, że w ciągu jednego roku są w stanie wzbogacić glebę o 15 ton wermikompostu. Wytwarzają go za darmo i lokalnie. To kolejne 75 ton wody związanej w glebie.
Wystarczy ograniczyć częstotliwość orki lub przejść na systemy upraw bezorkowych. Należy wprowadzać przedplony, międzyplony i poplony dostarczające materii organicznej glebie. Pomocne jest również zwiększenie nakładów na ściółkowanie gleb w okresach ich spoczynku (np. słomą).
Zadrzewienia a retencja wody
Zacznijmy również wprowadzać na szeroką skalę praktyki agroleśne. Są to np uprawy pasowe pomiędzy szpalerami drzew i krzewów. Przykładem mogą być również zadrzewienia na miedzach, remizy śródpolne, systemy leśno-pastwiskowe. Obecność drzew i krzewów pozwala zmniejszyć negatywne skutki gwałtownych zjawisk pogodowych. Mamy z nimi do czynienia w obliczu nasilającej się zmiany klimatu. Również skutki powodzi i suszy są mniej dotkliwe na obszarach zadrzewionych. Należy pamiętać, że obecność roślin krzewiastych i drzewiastych dodatkowo stabilizuje gleby i zmniejsza ich podatność na erozję wodną i wietrzną.
Na te oraz wiele innych rozwiązań powinniśmy położyć największy nacisk w nadchodzącym dziesięcioleciu. Budowa kolejnych, dużych zbiorników wodnych niewiele zmieni. Budowa zawartości próchnicy w glebie zmieni natomiast wszystko.
Autor: Łukasz Nowacki
Tekst powstał w ramach projektu „Hydrozagadka – jak wygrać z suszą?”