BAZA WIEDZY

Duża retencja nie jest sposobem na suszę

30 grudnia 2021

Zapora-retencja-woda

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, tym bardziej duża i mała?

 

Retencja wodna – co to jest?

To szereg zabiegów podnoszących lub regulujących zdolność do gromadzenia zasobów wodnych i przetrzymywania ich 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. W wielu przypadkach retencja skupia się na znacznym ograniczeniu prędkości wody płynącej po powierzchni terenu, czyli spływu powierzchniowego, ale 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.

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).

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 i wynika 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. 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. Takie możliwości dają natomiast zbiorniki mokre, w których zgromadzony nadmiar wody przetrzymuje się znacznie dłużej, co umożliwia 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, które położone są w bezpośrednim sąsiedztwie rzek i samych zbiorników. Zasięg oddziaływania takich rozwiązań jest jedynie lokalny, a koszty inwestycyjne oraz środowiskowe związane z budową takich zbiorników są bardzo wysokie (konieczność przegradzania rzek, budowania kosztownych przepławek umożliwiających migrację różnych gatunków ryb, konsultacje społeczne, a nawet wywłaszczenia). 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.

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, rozwiązania z zakresu agroleśnictwa i rolnictwa regeneratywnego, a w miastach powstrzymać szalejącą „betonozę” (czyli tendencję do pokrywania dużych powierzchni nawierzchniami nieprzepuszczalnymi dla wody – betonem, asfaltem i budynkami).

Zważywszy na to, że  ponad połowę powierzchni Polski zajmują obszary rolnicze, największe nadzieje możemy wiązać z wprowadzeniem najlepszych dostępnych praktyk i najlepszych dostępnych 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 (czyli substancje humusowe, próchniczne) wpływają na tworzenie gruzełkowatej struktury gleby, co przekłada się na poprawę stosunków wodno-powietrznych w glebie. 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, przyczyniając się 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, ale 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 – to również ma ogromne znaczenie w kontekście dużej retencji naturalnej.

Zawartość próchnicy w glebach na obszarze Polski 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, a co za tym idzie – drastyczne obniżenie zdolności gleb do retencjonowania wody, łagodzenia skutków powodzi i coraz bardziej dotkliwych susz. Czy można ten proces odwrócić? Próchnica ze względu na swój unikalny charakter i właściwości fizyko-chemiczne zwiększa zdolności buforowe gleby i może być najlepszym narzędziem pozwalających rozwiązać problem odporności naszych obszarów, zarówno na nadmiar wody, jak i jej niedobory. 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, dlatego mogą zatrzymywać olbrzymie ilości wody, nawet 5-krotnie więcej niż wynosi ich waga. Z analiz próbek glebowych pobranych z terenów użytkowanych rolniczo wynika, że przy zawartości na poziomie 1% 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.

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. W miastach powinniśmy zwrócić szczególną uwagę na kwestię selektywnej zbiórki odpadów i odzysku odpadów organicznych w celach wytworzenia kompostu, który następnie można dodawać powierzchniowo do gleby, rozkładając go cienką warstwą na każdym miejskim trawniku, 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.

Każdego z mieszkańców miast zachęcam ponadto do zakładania sąsiedzkich i społecznych kompostowników. Zacznijcie uczyć się prawidłowych metod kompostowania własnych odpadów organicznych i wytwarzajcie kompost, a następnie rozsiewajcie go na trawnikach w miejscu waszego zamieszkania. Czas wziąć sprawy w swoje ręce! 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, który wytwarzają za darmo, lokalnie. To kolejne 75 ton wody związanej w glebie. Wystarczy ograniczyć częstotliwość orki lub przejść na systemy upraw bezorkowych, wprowadzać przedplony, międzyplony i poplony dostarczające materii organicznej glebie i zwiększyć nakłady na ściółkowanie gleb w okresach ich spoczynku (np. słomą). Zacznijmy również wprowadzać na szeroką skalę praktyki agroleśne (uprawy pasowe pomiędzy szpalerami drzew i krzewów, zadrzewienia na miedzach, remizy śródpolne, systemy leśno-pastwiskowe itd.). Obecność drzew i krzewów pozwala zmniejszyć negatywne skutki gwałtownych zjawisk pogodowych, z którymi mamy do czynienia w obliczu nasilających się zmian klimatu. Również skutki powodzi i suszy są mniej dotkliwe na obszarach zadrzewionych, a obecność roślin krzewiastych i drzewiastych dodatkowo stabilizuje gleby i zmniejsza ich podatność na erozję wodną i wietrzną.

Na te oraz wiele innych rozwiązań ukierunkowanych na zwiększenie potencjału gleb do retencjonowania wody powinniśmy położyć największy nacisk w nadchodzącym dziesięcioleciu. Budowa kolejnych, dużych zbiorników wodnych niewiele zmieni. Budowa zawartości próchnicy w glebie zmieni wszystko.

Autor: Łukasz Nowacki

Tekst powstał w ramach projektu „Hydrozagadka – jak wygrać z suszą?”

Najnowsze artykuły

Sadzimy drzewa w Dolinie Mgieł – całe 500

Sadzimy drzewa w Dolinie Mgieł – całe 500

Dzisiejszy wiosenny dzień spędzamy w województwie łódzkim w towarzystwie pracowników i wolontariuszy firmy Gardner Denver Polska. Naszym celem jest posadzenie 500 nowych sadzonek. Sadzenie drzew i krzewów wpływa pozytywnie na nasze środowisko....

czytaj dalej

BAZA WIEDZY

Jak zatrzymać wodę w miastach? Sposoby retencji wody w przestrzeniach miejskich

Jak zatrzymać wodę w miastach? Sposoby retencji wody w przestrzeniach miejskich

Woda, a urzędy – lepiej okiełznać, czy pielęgnować?

Woda, a urzędy – lepiej okiełznać, czy pielęgnować?

Rola lasów w procesie łagodzenia skutków suszy i przeciwdziałania suszy

Rola lasów w procesie łagodzenia skutków suszy i przeciwdziałania suszy

Nasadzenia śródpolne, miedze – techniki, dobór gatunków – skuteczność w zatrzymaniu wody

Nasadzenia śródpolne, miedze – techniki, dobór gatunków – skuteczność w zatrzymaniu wody

Poprawa stosunków wodnych w rolnictwie

Poprawa stosunków wodnych w rolnictwie

Co to jest „szara woda”? Instalacje do odzysku

Co to jest „szara woda”? Instalacje do odzysku

Łąki kwietne – sposób na wodę

Łąki kwietne – sposób na wodę

Przydomowe instalacje magazynowania i odzysku wody deszczowej

Przydomowe instalacje magazynowania i odzysku wody deszczowej

Mikroretencja wody – oczka wodne, kałuże ekologiczne

Mikroretencja wody – oczka wodne, kałuże ekologiczne

Zrównoważone zarządzanie wodą opadową za pomocą ogrodów deszczowych

Zrównoważone zarządzanie wodą opadową za pomocą ogrodów deszczowych

Duża retencja nie jest sposobem na suszę

Duża retencja nie jest sposobem na suszę

Mikroretencja – działanie dla każdego, lecz diabeł tkwi w szczegółach

Mikroretencja – działanie dla każdego, lecz diabeł tkwi w szczegółach

O retencji i melioracji, czyli gdzie jest nasza woda?

O retencji i melioracji, czyli gdzie jest nasza woda?

Zmienność Natury to zaleta – uwagi o sytuacji hydrologicznej kraju

Zmienność Natury to zaleta – uwagi o sytuacji hydrologicznej kraju

Dzieci i ryby głosu nie mają, czyli dlaczego z polskich rzek znikają ryby?

Dzieci i ryby głosu nie mają, czyli dlaczego z polskich rzek znikają ryby?

Organizacja wydarzeń w zielonym standardzie

Organizacja wydarzeń w zielonym standardzie

Jak organizować wydarzenia w Zielonym Standardzie?

Jak organizować wydarzenia w Zielonym Standardzie?

Co to jest Zero Waste?

Co to jest Zero Waste?

Odpowiedzialna konsumpcja – jak robić zakupy? – EkoMałopolska

Odpowiedzialna konsumpcja – jak robić zakupy? – EkoMałopolska

Stop marnowaniu żywności – EkoMałopolska

Stop marnowaniu żywności – EkoMałopolska

Gdzie lądują moje śmieci? – segregacja odpadów – EkoMałopolska

Gdzie lądują moje śmieci? – segregacja odpadów – EkoMałopolska

Oszczędzajmy wodę zanim jej zabraknie – EkoMałopolska

Oszczędzajmy wodę zanim jej zabraknie – EkoMałopolska

Ślad wodny – co to jest?

Ślad wodny – co to jest?

Stan środowiska i zmiany klimatu – komunikat z badań CBOS

Stan środowiska i zmiany klimatu – komunikat z badań CBOS

Zielone Festiwale – poradnik dobrych praktyk dla organizatorów

Zielone Festiwale – poradnik dobrych praktyk dla organizatorów

Urban Climates

Urban Climates

Polityka klimatyczna – fakty i mity

Polityka klimatyczna – fakty i mity

Jak chronić klimat? – poradnik dla aktywistów

Jak chronić klimat? – poradnik dla aktywistów

Energia odnawialna i efektywność energetyczna

Energia odnawialna i efektywność energetyczna

Najważniejsze fakty i mity klimatyczne

Najważniejsze fakty i mity klimatyczne

Klimat, a bioróżnorodność – część II

Klimat, a bioróżnorodność – część II

Czy klimat się ociepla?

Czy klimat się ociepla?

Pogoda, a klimat

Pogoda, a klimat

Edukacja z klimatem – podręcznik dla nauczycieli

Edukacja z klimatem – podręcznik dla nauczycieli

Klimat, a bioróżnorodność – cz. I

Klimat, a bioróżnorodność – cz. I

Energia odnawialna

Energia odnawialna

Zmiany klimatu

Zmiany klimatu

CO2 – najważniejszy gaz cieplarniany

CO2 – najważniejszy gaz cieplarniany

Czym jest klimat?

Czym jest klimat?

Globalne ocieplenie i efekt cieplarniany

Globalne ocieplenie i efekt cieplarniany